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本課程作為工業(yè)工程專業(yè)的一門實(shí)踐性強(qiáng)的專業(yè)核心課程,其主要任務(wù)是學(xué)習(xí)產(chǎn)品功能的設(shè)定、常用材料的種類和特性以及加工工藝、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則以及與產(chǎn)品造型有關(guān)的通用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí),使學(xué)生掌握與產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)的基本知識(shí),具有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本技能,能夠完成簡(jiǎn)單產(chǎn)品設(shè)計(jì)中從功能定義到材料選擇以及最終的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
1.1本課程的知識(shí)模塊包括:①產(chǎn)品材料與表面處理工藝常識(shí);②塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則;③鈑金類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則;④模具基礎(chǔ)知識(shí);⑤產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì);⑥產(chǎn)品典型結(jié)構(gòu)。其目的是使學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的三維空間想象能力,在實(shí)際應(yīng)用中培養(yǎng)學(xué)生的新產(chǎn)品開發(fā)以及應(yīng)用計(jì)算機(jī)繪圖的能力。
1.2課程的重點(diǎn)內(nèi)容包括:①常用塑膠材料基本知識(shí);②常用金屬材料基本知識(shí);③常用表面處理知識(shí);④產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總原則;⑤產(chǎn)品結(jié)構(gòu)關(guān)系分析與結(jié)構(gòu)繪圖的基本要求。
二、《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)思路
2.1選用教材。目前還沒(méi)有適合工業(yè)工程專業(yè)使用的《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》教材,所以國(guó)內(nèi)普遍做法是選用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面教材,暫定的教材是黎恢來(lái)編寫的《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例教程》。該教材將作者十幾年的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)而成,系統(tǒng)、精細(xì)、全面地介紹了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)及設(shè)計(jì)全過(guò)程,明確了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念和崗位職責(zé),并通過(guò)講解一款電子產(chǎn)品的全套產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程,幫助學(xué)生融會(huì)貫通,更加高效地學(xué)習(xí)和掌握實(shí)用技巧。
2.2教學(xué)內(nèi)容。依據(jù)工業(yè)工程專業(yè)的整體人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱的具體要求,將《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》分為六大模塊,每個(gè)模塊里面包括若干的章節(jié),各章節(jié)之間既自成體系,又互相有銜接,條理清晰,通俗易懂。①“產(chǎn)品材料與表面處理工藝常識(shí)”模塊,主要介紹注塑工藝?yán)碚?、常用塑膠材料和金屬材料基本知識(shí),以及注塑件、鈑金件表面處理方法。塑膠的定義及分類方面,介紹ABS、PS、PP、PVC等的應(yīng)用范圍、注塑模工藝條件和化學(xué)和物理特性,重點(diǎn)是使學(xué)生了解注塑件的常見(jiàn)問(wèn)題分析及解決,比如縮水、飛邊、熔接痕、頂白、塑膠變形等。金屬材料方面,介紹一些金屬的特性和應(yīng)用范圍,比如不銹鋼、鋁、銅、鎳和鋅合金。常用表面處理知識(shí)方面,主要涉及塑料二次加工的基本知識(shí),學(xué)生需要了解絲印、移印、燙印、超聲波焊接、噴涂、電鍍和模內(nèi)覆膜等表面處理工藝。②“塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范”模塊,重點(diǎn)介紹塑料件在設(shè)計(jì)和修改階段需掌握的通用設(shè)計(jì)規(guī)范,比如塑料件的料厚、脫模斜度、圓角設(shè)計(jì),能夠分析塑料件的加強(qiáng)筋、孔、支撐面的使用范圍。在細(xì)節(jié)部分,應(yīng)了解塑料件文字、圖案、螺紋和嵌件設(shè)計(jì)。③“鈑金件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范”模塊,介紹鈑金類產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工藝要求,包括沖裁、折彎、拉伸、成形工藝,并且讓學(xué)生了解壓鑄類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝要求。在此模塊的教學(xué)中,應(yīng)引入企業(yè)實(shí)際產(chǎn)品案例進(jìn)行講解,以便于學(xué)生更好地掌握鈑金件的設(shè)計(jì)規(guī)范。④“塑料模和鈑金?;A(chǔ)知識(shí)”模塊,介紹塑料模和鈑金模的基本類型及典型結(jié)構(gòu),包括模具概述,模具的分類、注塑機(jī)介紹等,重點(diǎn)講解的是注塑模結(jié)構(gòu)里面的澆注系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和行位與斜頂,以及二板模和三板模之間的區(qū)別和應(yīng)用,以“實(shí)用、夠用”為度,學(xué)生只需了解典型的模具結(jié)構(gòu),不需要進(jìn)行后期的模具設(shè)計(jì)。⑤“產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)”模塊,主要介紹殼體形狀結(jié)構(gòu)、密封結(jié)構(gòu)、卡扣結(jié)構(gòu)、螺釘柱結(jié)構(gòu)、螺紋連接結(jié)構(gòu)和嵌件連接結(jié)構(gòu)等知識(shí),以及各個(gè)特征的定義、作用和設(shè)計(jì)原則,特別是特征在使用時(shí)的相互配合關(guān)系。拓展知識(shí)方面,要了解塑料零件自攻螺柱及通過(guò)孔設(shè)計(jì)規(guī)則,以及模具設(shè)計(jì)與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之間的聯(lián)系。⑥“典型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)”模塊,重點(diǎn)介紹目前國(guó)內(nèi)普遍使用的三大產(chǎn)品(電子產(chǎn)品、家電產(chǎn)品和電動(dòng)產(chǎn)品)的典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)。每類產(chǎn)品選取一款經(jīng)典的已批量的產(chǎn)品作為藍(lán)本,深入解剖結(jié)構(gòu)知識(shí)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的運(yùn)用。比如電子產(chǎn)品選手機(jī)為代表產(chǎn)品,講解手機(jī)產(chǎn)品各零部件的結(jié)構(gòu)、前殼與底殼的止口設(shè)計(jì)、LCD屏限位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電池固定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以及內(nèi)藏?cái)z像頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。家電產(chǎn)品則以電吹風(fēng)為例,學(xué)生要掌握電吹風(fēng)的功能、材料、結(jié)構(gòu)工藝性等,了解CAD軟件在電吹風(fēng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,能對(duì)產(chǎn)品塑料件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。在此過(guò)程中,還要掌握項(xiàng)目管理方面的知識(shí)。
2.3教學(xué)方法。在教學(xué)中,提倡基于工作過(guò)程為導(dǎo)向的項(xiàng)目化教學(xué),理論教學(xué)與實(shí)踐練習(xí)相結(jié)合,增加實(shí)踐課時(shí)的比例,培養(yǎng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力。教師引導(dǎo)學(xué)生建立實(shí)用合理的知識(shí)結(jié)構(gòu),強(qiáng)化學(xué)生的自覺(jué)體驗(yàn)和掌握知識(shí)的遷移能力,淡化理論和實(shí)踐的界限。在基礎(chǔ)知識(shí)夠用的前提下,采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、項(xiàng)目教學(xué)法,通過(guò)在具備多媒體教學(xué)設(shè)施的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地開展新產(chǎn)品和新工藝的開發(fā)工作,使學(xué)生體會(huì)具體產(chǎn)品的外觀造型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程,提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和實(shí)際應(yīng)用能力。
三、《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》在工業(yè)工程專業(yè)總體實(shí)訓(xùn)的具體應(yīng)用
【摘要】備案制實(shí)施以來(lái),企業(yè)資產(chǎn)證券化發(fā)轉(zhuǎn)迅猛,而其中很多產(chǎn)品采取了雙SPV的結(jié)構(gòu)。本文對(duì)我國(guó)企業(yè)資產(chǎn)證券化市場(chǎng)中出現(xiàn)的幾類雙SPV結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了探討,并結(jié)合具體案例進(jìn)行分析。
【關(guān)鍵詞】資產(chǎn)證券化 雙SPV 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
自2014年底備案制實(shí)施后,企業(yè)資產(chǎn)證券化業(yè)務(wù)快速發(fā)展,特別是2015和2016年,企業(yè)資產(chǎn)支持專項(xiàng)計(jì)劃增長(zhǎng)迅猛,基礎(chǔ)資產(chǎn)類型日益豐富,各類“首單”產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),市場(chǎng)存量規(guī)模突破萬(wàn)億,流動(dòng)性明顯提升,不良資產(chǎn)證券化、個(gè)人住房抵押貸款證券化、綠色資產(chǎn)證券化、境外發(fā)行資產(chǎn)支持證券等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重要突破。資產(chǎn)證券化在盤活存量資產(chǎn)、提高資金配置效率、服務(wù)實(shí)體經(jīng)濟(jì)方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
隨著基礎(chǔ)資產(chǎn)的日益豐富、交易結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜,市場(chǎng)上出現(xiàn)了越來(lái)越多的雙SPV結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。在此背景下,本文將對(duì)我國(guó)企業(yè)資產(chǎn)證券化產(chǎn)品中的雙SPV結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討,并結(jié)合具體案例進(jìn)行分析。
一、美國(guó)資產(chǎn)證券化市場(chǎng)雙SPV結(jié)構(gòu)介紹
在標(biāo)準(zhǔn)的資產(chǎn)證券化當(dāng)中,設(shè)立SPV的目的在于實(shí)現(xiàn)所謂的“真實(shí)出售”與“破產(chǎn)隔離”,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是將基礎(chǔ)資產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)與收益與原本擁有基礎(chǔ)資產(chǎn)的發(fā)起人完全隔離開。美國(guó)資產(chǎn)證券化市場(chǎng)中采取的雙SPV結(jié)構(gòu)主要是為了應(yīng)對(duì)美國(guó)法規(guī)和稅收上的規(guī)定而設(shè)計(jì)的,目的是實(shí)現(xiàn)“破產(chǎn)隔離”和“稅收中性”。
二、我國(guó)企業(yè)資產(chǎn)證券化中的雙SPV結(jié)構(gòu)
和美國(guó)市場(chǎng)不同,我國(guó)資產(chǎn)證券化市場(chǎng)中出現(xiàn)的雙SPV案例大多是由于當(dāng)前金融制度和法律因素的限制。目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的雙SPV結(jié)構(gòu)產(chǎn)品大多采用“信托+專項(xiàng)計(jì)劃”或”私募基金+專項(xiàng)計(jì)劃”的形式,下面就對(duì)這兩類產(chǎn)品分別介紹。
(一)信托受益權(quán)類雙SPV結(jié)構(gòu)
(1)信托型雙SPV的優(yōu)勢(shì)。法律層面的考慮:收益權(quán)目前還沒(méi)有明確法律定義?!笆找鏅?quán)”,或者“資產(chǎn)收益權(quán)”一詞只在我國(guó)相關(guān)政府部門文件或者最高院司法解釋上有出現(xiàn),但均未對(duì)“收益權(quán)”或者“資產(chǎn)收益權(quán)”的內(nèi)涵與外延做出明確的界定。通過(guò)“信托+專項(xiàng)計(jì)劃”的雙SPV結(jié)構(gòu),將收益權(quán)質(zhì)押信托貸款后信托受益權(quán)作為基礎(chǔ)資產(chǎn)發(fā)行資產(chǎn)支持證券,把未來(lái)不確定的收益權(quán)轉(zhuǎn)成債權(quán),滿足特定化的要求,同時(shí)法律上方便轉(zhuǎn)讓。
項(xiàng)目執(zhí)行上的考慮:特別對(duì)于有多個(gè)借款人的情況。以星美影院項(xiàng)目為例,如果以23家影城的電影票收入為基礎(chǔ)資產(chǎn),則23家影院都變成特定原始權(quán)益人,盡調(diào)要求會(huì)高很多,增加很大的工作量,但統(tǒng)一發(fā)放信托貸款,23家影院都變成借款人,信息披露要求減少。
技術(shù)上的考慮:對(duì)多個(gè)借款人的現(xiàn)金流歸集(如“海印股份項(xiàng)目”)或?qū)ΜF(xiàn)金流平滑重組等。
(2)案例介紹。我們以“星美國(guó)際影院信托受益權(quán)資產(chǎn)支持專項(xiàng)計(jì)劃”為例,其基礎(chǔ)資產(chǎn)為華寶信托所設(shè)立的華寶星美國(guó)際影院集合資金信托計(jì)劃的信托受益權(quán),規(guī)模共計(jì)13.5億元,主要用于向星美23家院線及分公司發(fā)放信托貸款,還款來(lái)源為23家借款人因進(jìn)行電影放映經(jīng)營(yíng)而對(duì)購(gòu)票人所取得的票房收入。
本產(chǎn)品交易結(jié)構(gòu)分為兩層,在第一層結(jié)構(gòu)中,原始權(quán)益人通過(guò)信托向星美23家院線發(fā)放信托貸款,從而擁有信托受益權(quán),之后將信托受益權(quán)轉(zhuǎn)讓至SPV;在第二層結(jié)構(gòu)中,計(jì)劃管理人設(shè)立專項(xiàng)計(jì)劃,以信托受益權(quán)為基礎(chǔ)資產(chǎn)發(fā)行資產(chǎn)支持證券。通過(guò)過(guò)橋資金設(shè)立信托計(jì)劃,并以信托受益權(quán)為基礎(chǔ)資產(chǎn)可以解決基礎(chǔ)資產(chǎn)特定化、真實(shí)出售、現(xiàn)金流估算等問(wèn)題。
(二)私募基金類雙SPV結(jié)構(gòu)
(1)私募基金類雙SPV的優(yōu)勢(shì):是能借助基金子公司專項(xiàng)計(jì)劃的廣泛投資范圍,直接收購(gòu)非標(biāo)基礎(chǔ)資產(chǎn),而券商集合計(jì)劃由于受到監(jiān)管,投資標(biāo)的有限制;方便處置物業(yè),直接轉(zhuǎn)讓基金份額即可;為后續(xù)公募REITs推出后直接上市做時(shí)福ü內(nèi)公募REITs大概率會(huì)先以契約型基金形式出現(xiàn))。
(2)案例介紹。我們以“恒泰浩睿-海航浦發(fā)大廈資產(chǎn)支持專項(xiàng)計(jì)劃”為例。該項(xiàng)目總規(guī)模25億元,計(jì)劃管理人為恒泰證券,基礎(chǔ)資產(chǎn)為契約型私募基金份額,而私募基金份額收益則來(lái)自于其基金資產(chǎn)中寫字樓的租金收益和未來(lái)資產(chǎn)增值收益。具體安排上,先由管理人發(fā)起設(shè)立恒泰浩睿海航計(jì)劃后,再由該專項(xiàng)計(jì)劃收購(gòu)并實(shí)繳“恒泰浩睿-海航浦發(fā)大廈私募投資基金”之全部基金份額。
用專項(xiàng)計(jì)劃+基金載體的雙SPV形式,主要為了達(dá)到股權(quán)收購(gòu)和債權(quán)投資的目的,這樣能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)標(biāo)的資產(chǎn)的間接持有和最終控制。一來(lái)是通過(guò)雙層架構(gòu)實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)和信用增信主體的風(fēng)險(xiǎn)、法律上的隔離;二來(lái)是為投資者的本息償付和超額收益來(lái)源搭建順暢的實(shí)現(xiàn)通道;三是為了給以后可能的REITs公募留出操作空間。
三、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)以上的分析和案例我們可以看到,雙SPV結(jié)構(gòu)的作用略有不同,共同點(diǎn)都是為了更妥善的實(shí)現(xiàn)“破產(chǎn)隔離”,并且有效解決基礎(chǔ)資產(chǎn)轉(zhuǎn)讓困難與現(xiàn)金流難以估計(jì)的問(wèn)題。每個(gè)金融項(xiàng)目都有自己的特點(diǎn),靈活運(yùn)用不同交易結(jié)構(gòu)才能成就符合各方需求的優(yōu)秀產(chǎn)品。
不能忽視的問(wèn)題是,通過(guò)建立雙SPV的方式也會(huì)帶來(lái)融資成本增加的問(wèn)題,例如在“信托+專項(xiàng)計(jì)劃”的交易安排下,本身信托層面融資成本較高,再加之證券公司和各中介的服務(wù)費(fèi),勢(shì)必進(jìn)一步提升證券化融資成本。所以,在具體項(xiàng)目實(shí)踐中,各參與機(jī)構(gòu)還需進(jìn)步一步權(quán)衡。
參考文獻(xiàn):
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快,對(duì)產(chǎn)品的要求越來(lái)越高。不僅要求產(chǎn)品質(zhì)量好,性能可靠,結(jié)構(gòu)先進(jìn)合理及造型美觀;而且具有國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的竟?fàn)幜?,取得良好的?jīng)濟(jì)效果。由于機(jī)械產(chǎn)品大致要經(jīng)過(guò)五個(gè)階段:設(shè)計(jì)調(diào)試制造銷售使用。
眾所周知,任何機(jī)械產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)是產(chǎn)品正常生產(chǎn)和投入使用的前提,是工業(yè)發(fā)展的保證,因此,在設(shè)計(jì)上給予保證,是后期產(chǎn)品、機(jī)械設(shè)計(jì)參數(shù)能夠達(dá)到生產(chǎn)要求的必要條件。然而,目前機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)多屬于所謂校核設(shè)計(jì),這種以經(jīng)驗(yàn)類比為主的設(shè)計(jì)不但具有一定的盲目性,而且結(jié)果往往也不能令人滿意。雖然,近年來(lái)在產(chǎn)品的機(jī)構(gòu)和零部件的某些參數(shù)設(shè)計(jì)上開展了優(yōu)化設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),并取得了一定的效果,但是,這僅局限于機(jī)構(gòu)和零件某些參數(shù)的優(yōu)化,只能使產(chǎn)品達(dá)到局部?jī)?yōu)化的目的。
目前,機(jī)械產(chǎn)品綜合質(zhì)量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)的需求導(dǎo)致優(yōu)化模型復(fù)雜度劇增。受制于現(xiàn)有尋優(yōu)算法和計(jì)算機(jī)的能力,難以實(shí)現(xiàn)一步到位的產(chǎn)品整體優(yōu)化,所以必須采用系統(tǒng)觀點(diǎn),將大系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題分解為若干個(gè)復(fù)雜度較低的子優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行求解。協(xié)同優(yōu)化技術(shù)就是在這樣的背景下,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行工程,以及分布式人工智能技術(shù)的發(fā)展而逐步發(fā)展起來(lái)的一種新的設(shè)計(jì)方法。它強(qiáng)調(diào)從系統(tǒng)的角度出發(fā),利用分解與協(xié)調(diào)的方法,以獲得兼顧個(gè)體和全局的工程滿意解。
結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程的一般步驟
一、目標(biāo)函數(shù)。目標(biāo)函數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)中最關(guān)注的因素來(lái)定義,機(jī)械設(shè)計(jì)中最關(guān)心的是如何減小變形或應(yīng)力,因此目標(biāo)函數(shù)可以定義為極小化變形或應(yīng)力。
二、設(shè)計(jì)變量。參與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的參數(shù)統(tǒng)稱為設(shè)計(jì)變量。在工程優(yōu)化設(shè)計(jì)中參與的設(shè)計(jì)變量主要區(qū)分為2大類;表征結(jié)構(gòu)外型的幾何參數(shù),如板的長(zhǎng)、寬、高尺寸,圓孔半徑等;為物理參數(shù),如材料的彈性模量、密度、屈服極限、安全系數(shù)等。
三、約束條件。在優(yōu)化過(guò)程的迭代計(jì)算中,設(shè)計(jì)變量要受到某些條件的限制,這些限制統(tǒng)稱為約束條件,這些約束通常包括裝配位置限制條件,保證運(yùn)動(dòng)可能性的極值條件等。
四、選擇優(yōu)化方法并分析評(píng)估。機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)絕大多數(shù)是有約束的非線性規(guī)劃問(wèn)題,雖然目前已有很多方法可以采用,但要找出一種普遍適用的有效方法是很困難的,選擇優(yōu)化方法,必須對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析并對(duì)優(yōu)化計(jì)算結(jié)果分析評(píng)估。
產(chǎn)品設(shè)計(jì)的優(yōu)化類型
一、拓?fù)鋬?yōu)化。根據(jù)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn),概括起來(lái)主要分為3大類(即參數(shù)優(yōu)化、形狀優(yōu)化、拓?fù)鋬?yōu)化)優(yōu)化問(wèn)題。拓?fù)鋬?yōu)化是根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)通過(guò)一定的算法對(duì)小應(yīng)力區(qū)域的材料不斷剔除,在預(yù)先給定的設(shè)計(jì)空間中確定最優(yōu)的材料分布,設(shè)計(jì)出最優(yōu)的零件幾何、框架結(jié)構(gòu)或者加強(qiáng)筋的布局,因此通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化不但能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的外形輪廓,而且可以得到最佳的加強(qiáng)筋概念模型,這對(duì)于全新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是非常關(guān)鍵的,有利于發(fā)揮設(shè)計(jì)員的創(chuàng)新能力,提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
二、快速分析方法。性能函數(shù)的計(jì)算效率仍然是迫切需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題之一。結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化是產(chǎn)品綜合性能優(yōu)化的一個(gè)重要方面,而且結(jié)構(gòu)的動(dòng)靜態(tài)綜合優(yōu)化越來(lái)越受到重視。近似分析技術(shù)可以有效縮短性能函數(shù)的計(jì)算時(shí)間,但是近似方法的應(yīng)用往往需要前期的大量準(zhǔn)備工作,而且還存在計(jì)算精度問(wèn)題。積極引入最新的計(jì)算技術(shù)是有效縮短性能函數(shù)計(jì)算時(shí)間,擴(kuò)大協(xié)同優(yōu)化應(yīng)用領(lǐng)域的有效途徑。
機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用舉例
就上述的優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程和條件舉一個(gè)例子:橋式高速數(shù)控龍門銑床是在國(guó)內(nèi)推出的新一代航空制造裝備,其中橫梁是很關(guān)鍵的結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)水平的好壞直接影響整個(gè)設(shè)備性能,對(duì)于橫梁的優(yōu)化主要從兩方面考慮:在不增加重量的前提下,使橫梁上的最大變形極小化,提高橫梁的靜剛度;優(yōu)化中初階固有頻率不小于設(shè)定值,提高橫梁的動(dòng)剛度。
關(guān)鍵詞:產(chǎn)品設(shè)計(jì);文化心理結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)構(gòu)思
中圖分類號(hào):J50-05文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
美國(guó)技術(shù)史家喬治?巴薩拉(George Basalla,?)曾把人造物的多樣性解釋為:古往今來(lái)人們選來(lái)定義和追求其存在價(jià)值的各種方法和物質(zhì)體現(xiàn)?!耙患嗽煳锊⒎莾H僅是一件倉(cāng)促趕制出來(lái)以滿足需求的無(wú)生命物,它是一種構(gòu)想出來(lái)的人類心靈的活的遺留物?!?(注:參見(jiàn)喬治.巴薩拉著,周光發(fā)譯《技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史》,復(fù)旦大學(xué)出版社,2000年版,第22頁(yè)。)“組成產(chǎn)品世界的人造物,并非是人在解決滿足其基本需求時(shí)所產(chǎn)生的問(wèn)題的答案,而是在整個(gè)歷史長(zhǎng)河中,選擇來(lái)定義和追求各種生存方式的物質(zhì)表現(xiàn)。”(注:參見(jiàn)同上,第16頁(yè)。)人的生物學(xué)意義上的必需,并不能解釋人造物浩如煙海的多樣存在。人類花如此多的心思和精力用于設(shè)計(jì)和制造新的東西,理想的解釋恐怕是用以限定和追求某種特定的生活方式,構(gòu)筑自己理想的生活環(huán)境。任何一件新造物的產(chǎn)生,必然是建立在現(xiàn)存文化的基礎(chǔ)上,累積了技術(shù)上的許多改進(jìn),融合了人類更多的情感、智慧和需求,并成為現(xiàn)有文明的一部分。從這種意義上來(lái)說(shuō),“絕大部分人造物是充滿幻想、渴望和理想的心靈的產(chǎn)物”(注:參見(jiàn)同上。)。
一、設(shè)計(jì)是人類的定義和追求各種生存方式的一種手段
從產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)所涉及的廣泛內(nèi)容來(lái)看,它是一種綜合的文化創(chuàng)造活動(dòng),表現(xiàn)出鮮明的藝術(shù)性和技術(shù)性,廣泛涉及到人類的精神生活和物質(zhì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。從英文的語(yǔ)源看,設(shè)計(jì)一詞發(fā)源于拉丁語(yǔ)Designara,幾經(jīng)演變成為“Design”,Design作為名詞,有圖樣,意圖之意,作為動(dòng)詞有計(jì)劃,構(gòu)想之意。在中國(guó),“設(shè)計(jì)”一詞的使用是近早的事,古代“設(shè)”和“計(jì)”一般都是分開使用,但都具有當(dāng)今“設(shè)計(jì)”的含義?!霸O(shè)”有陳列、安置、開設(shè)、運(yùn)用、采用之意;“計(jì)”有計(jì)算、謀劃、計(jì)劃、考察、審核之意?!冬F(xiàn)代漢語(yǔ)詞典》對(duì)設(shè)計(jì)的注解是:設(shè)計(jì)是在做某項(xiàng)工作之前,根據(jù)一定的目的要求,預(yù)先擬定方案,圖樣等。以下是國(guó)外很多科學(xué)家、設(shè)計(jì)理論家、建筑師對(duì)設(shè)計(jì)的理解:
?設(shè)計(jì)所關(guān)心的是發(fā)現(xiàn)和精心構(gòu)造備選方案。(西蒙諾貝爾獎(jiǎng)獲得者管理學(xué)家)
?設(shè)計(jì)是從客觀現(xiàn)實(shí)向未來(lái)可能富有想象的跨越。(佩奇《給人用的建筑》)
?設(shè)計(jì)是從無(wú)到有的創(chuàng)造,創(chuàng)造新穎有用的事物。(李斯威克《工程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介》)
?設(shè)計(jì)是通過(guò)行為而達(dá)到某種狀態(tài),形成某種計(jì)劃。(《實(shí)用漢語(yǔ)辭典》)。
?設(shè)計(jì)是拿出令人滿意的產(chǎn)品。(葛霉嘉利《設(shè)計(jì)方法學(xué)》)
?設(shè)計(jì)常指擬定計(jì)劃的過(guò)程,又特指記在心中或者制成草圖或模擬的具體計(jì)劃。(《大不列顛百科全書》)。
?設(shè)計(jì)是一種針對(duì)目標(biāo)的求解活動(dòng)。(阿切爾著《設(shè)計(jì)者運(yùn)用的系統(tǒng)方法》)。
?設(shè)計(jì)是一種復(fù)雜的,半科學(xué)性的,有功能作用的實(shí)戰(zhàn)模式。(羅杰斯克魯?shù)侵督ㄖ缹W(xué)》)。
?設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)造性活動(dòng)――創(chuàng)造出所未有的新穎而有益的東西。(李斯威克著《工業(yè)設(shè)計(jì)中心簡(jiǎn)介》)。
?設(shè)計(jì)像科學(xué)那樣,是觀察世界和使世界結(jié)構(gòu)化的一種方法,因此,設(shè)計(jì)可以擴(kuò)展應(yīng)用到我們希望給以設(shè)計(jì)者身份去注意的現(xiàn)象。(阿克著《設(shè)計(jì)研究的本質(zhì)述評(píng)》)。
1980年,國(guó)際工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)聯(lián)合會(huì)在巴黎年會(huì)將“工業(yè)設(shè)計(jì)”定義為:就批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品而言,憑借訓(xùn)練,經(jīng)驗(yàn)及視覺(jué)感受而賦予材料,結(jié)構(gòu),色彩,表面加工及裝飾等新的品質(zhì)和資格叫做工業(yè)設(shè)計(jì)。根據(jù)當(dāng)時(shí)的具體情況,工業(yè)設(shè)計(jì)師應(yīng)在上述工業(yè)產(chǎn)品全部側(cè)面或其中幾個(gè)側(cè)面進(jìn)行工作,而且,當(dāng)需要工業(yè)設(shè)計(jì)師對(duì)包裝,宣傳,展示,市場(chǎng)開發(fā)等問(wèn)題付出自己的技術(shù)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)以及視覺(jué)評(píng)價(jià)能力時(shí),這也屬于工業(yè)設(shè)計(jì)的范疇。
從以上的各種定義可以看出,盡管每個(gè)人對(duì)設(shè)計(jì)的定義都不同,但是內(nèi)涵是一致的。設(shè)計(jì)不止是一種改變物質(zhì)環(huán)境的工具,更是充滿美好幻想、渴望和理想的人類心靈對(duì)更先進(jìn)的思想、更豐富的文化、更美好的生活方式的追求和限定,并通過(guò)創(chuàng)造出來(lái)的物質(zhì)現(xiàn)實(shí),使這些思想、文化、生活方式得到廣泛傳播,為人類帶來(lái)福音。它是一種追求和定義新思想、新文化、新生活方式的意蘊(yùn)深遠(yuǎn)的文化創(chuàng)造行為。這種追求和定義不是隨意的、無(wú)價(jià)值的,而是創(chuàng)造性的、革新的、進(jìn)步的,是由不同時(shí)刻人類特定文化心理結(jié)構(gòu)決定的、充滿美好愿望的人類心靈的體現(xiàn)。
二、文化心理結(jié)構(gòu)及其對(duì)設(shè)計(jì)的作用
人既是自然的存在,也是社會(huì)的存在。每個(gè)人都生活在特定自然條件和社會(huì)條件下,其中的各種地理、政治、經(jīng)濟(jì)、歷史、風(fēng)俗、宗教、科學(xué)、倫理道德等等自然要素和文化要素形成他生活的特定環(huán)境。文化是把人的自然性和社會(huì)性連接起來(lái),使人成為文明人的中介。文化不斷發(fā)展進(jìn)步,“特定的環(huán)境”也跟隨不斷變化,當(dāng)這種歷史進(jìn)程在人的心里凝結(jié)、積淀下來(lái),便形成了人的“文化心理結(jié)構(gòu)”。“這個(gè)心理結(jié)構(gòu),是一個(gè)特殊的完形(格式塔)。在整個(gè)完形中,任何一個(gè)因素的改變,都會(huì)影響到這個(gè)整體,而整體也就存在于各種因素的相互作用之中。”(注:參見(jiàn)滕守堯著《藝術(shù)社會(huì)學(xué)描述》,南京出版社,2006年版,第32頁(yè)。)所以說(shuō),每個(gè)人的“文化心理結(jié)構(gòu)”都由其生活的特定環(huán)境決定,并因環(huán)境不同而不同。一個(gè)人、一個(gè)地域、一個(gè)民族、一個(gè)國(guó)家有其相對(duì)固定的“文化心理結(jié)構(gòu)”。
一個(gè)人的文化心理結(jié)構(gòu)是由他的生理心理中自然秉賦及他一生中通過(guò)學(xué)習(xí)和實(shí)踐獲得的文化性經(jīng)驗(yàn)兩大領(lǐng)域的因素構(gòu)成。前者屬于自然的范疇,包括積淀下來(lái)的深層的集體無(wú)意識(shí)、認(rèn)知結(jié)構(gòu)、思維結(jié)構(gòu)、情感結(jié)構(gòu)、理想結(jié)構(gòu)等;后者屬于文化的范疇,包括學(xué)習(xí)獲得的信息、后天的經(jīng)驗(yàn)等。人自然秉賦的心理深層表現(xiàn)為種種慢變因素,而文化性經(jīng)驗(yàn)卻是與時(shí)代精神息息相關(guān)的種種快變因素。慢變因素和快變因素相互交織和相互作用,形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的結(jié)構(gòu)。
人的認(rèn)知方式、思維方式、情感傾向、理想建構(gòu)等意識(shí)活動(dòng)都是由人的文化心理結(jié)構(gòu)決定。設(shè)計(jì)活動(dòng)作為一種綜合性的創(chuàng)造,幾乎包含了人類意識(shí)活動(dòng)的各個(gè)方面,同樣由人的文化心理結(jié)構(gòu)決定。設(shè)計(jì)師的先天傾向影響甚至決定他文化接受的方向、情感喜好、審美理想、道德觀念、價(jià)值取向等;特定時(shí)代背景下產(chǎn)生、流行的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)、審美趣味、道德觀念等會(huì)通過(guò)選擇機(jī)制,或抑制或調(diào)動(dòng)和改造人的先天傾向。所以可以說(shuō),文化心理結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)師創(chuàng)作心理之源,特定的選擇會(huì)造成特定的設(shè)計(jì)形態(tài)和特定的設(shè)計(jì)風(fēng)格。
最終確定下來(lái)的設(shè)計(jì)意象,決不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單從設(shè)計(jì)師腦海里一下蹦出來(lái)的形象,而是在各種社會(huì)因素、自然因素的滲透和作用下,從設(shè)計(jì)構(gòu)思心理所指的意象集中孕育出來(lái)。它部分是一種具有具體社會(huì)文化內(nèi)容的變化形式,部分又是一種凝固了的、實(shí)踐的、富有生命意味的心理結(jié)構(gòu)形式。作為設(shè)計(jì)構(gòu)思心理活動(dòng)的產(chǎn)物,它上面留得有設(shè)計(jì)師的創(chuàng)造痕跡,并帶有設(shè)計(jì)師的自然氣質(zhì);同時(shí),它決不是一種隨意的、純粹主觀的產(chǎn)物,因?yàn)橛泻芏嗫陀^現(xiàn)實(shí)因素會(huì)通過(guò)影響設(shè)計(jì)師的創(chuàng)造性心理,進(jìn)而影響它的形成,所以說(shuō)它又是屬于社會(huì)的。
社會(huì)文化因素影響設(shè)計(jì)師創(chuàng)造性心理的渠道是多種多樣的。社會(huì)是一所大學(xué)校,各種文化因素都是無(wú)聲的教師。設(shè)計(jì)師從小生活地域的風(fēng)俗習(xí)慣、倫理道德、價(jià)值觀念、生活方式、所受的家庭教育、學(xué)校教育、他人言行、社團(tuán)集體活動(dòng)、文化思潮、新環(huán)境生活方式、各種現(xiàn)代媒體、變化中的物質(zhì)文化生活、不斷擴(kuò)大的視野等等,都無(wú)時(shí)無(wú)刻不在潛移默化中建構(gòu)更新他的文化心理結(jié)構(gòu)。每一刻的文化心理結(jié)構(gòu)就是一幅幅經(jīng)驗(yàn)圖式,潛隱地影響設(shè)計(jì)師的意識(shí)活動(dòng)。
在設(shè)計(jì)創(chuàng)造活動(dòng)中,文化心理結(jié)構(gòu)內(nèi)在自然性的穩(wěn)定不變,可以使設(shè)計(jì)活動(dòng)具有一種穩(wěn)定性、連續(xù)性;而社會(huì)文化性因素特有的運(yùn)動(dòng)性和變化性,又使得設(shè)計(jì)活動(dòng)成為可塑的、變革的、創(chuàng)新的。文化心理結(jié)構(gòu)可以按照更高的社會(huì)文化需要,對(duì)設(shè)計(jì)行為做出調(diào)整,使其變化、革新,以適應(yīng)新的時(shí)代需要。在人類漫長(zhǎng)的造物發(fā)展史中,時(shí)代不同,自然因素與社會(huì)文化因素對(duì)設(shè)計(jì)行為的影響比例也就不同。在生產(chǎn)力低下或社會(huì)動(dòng)蕩物質(zhì)匱乏的時(shí)代,自然因素往往占主導(dǎo)地位,設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品更著重于物的實(shí)用性和功能,而且為社會(huì)低層的人民所設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品,這種傾向更明顯。在生產(chǎn)力發(fā)達(dá)或社會(huì)一時(shí)繁榮的時(shí)代,社會(huì)文化因素占上風(fēng),產(chǎn)品更多按照觀念、價(jià)值、文化符號(hào)表現(xiàn)的需要,被塑造得更具有文化性、審美性、裝飾性。同時(shí),在各時(shí)代中,階級(jí)不同,自然因素與社會(huì)文化因素對(duì)設(shè)計(jì)造物的影響也不同,這實(shí)際上還是可以歸因于生產(chǎn)力水平和物質(zhì)豐富程度的不同,為上層階級(jí)服務(wù)的生產(chǎn)力水平和物質(zhì)材料,相對(duì)于為下層社會(huì)人民服務(wù)的生產(chǎn)力水平和物質(zhì)財(cái)富而言,無(wú)疑是更先進(jìn)、更豐富的。
在與設(shè)計(jì)意象對(duì)應(yīng)的文化心理結(jié)構(gòu)中,文化因素與自然因素二者缺一不可。與自然因素――人的本能的知覺(jué)傾向、能力、個(gè)性等直接有關(guān)的東西,一旦進(jìn)入特定社會(huì)文化的氛圍中,便立即按照這種社會(huì)文化的特殊需要做出適應(yīng)性的變化。當(dāng)然這種可塑性不是無(wú)限“自由”的,由于它是在主體的心理中完成的,所以又必須合乎心理活動(dòng)的一些普通規(guī)律,如和諧、平衡、節(jié)奏、重復(fù)、多樣統(tǒng)一等等。如果這種改變超越了一般人心理能夠接受的程度,它的不可理解性將直接導(dǎo)致設(shè)計(jì)構(gòu)思的失敗。因此,設(shè)計(jì)行為雖然是受制于社會(huì)文化的,但又可以升華至另一個(gè)境界,即它可以突破日常言論和行為的普遍模式,創(chuàng)造出一個(gè)合乎內(nèi)在心理規(guī)律的、幻想的境界――一個(gè)審美的領(lǐng)域。這種“突破”,實(shí)際上是一種超越和升華,在這種升華中,各種在設(shè)計(jì)構(gòu)思過(guò)程中呈現(xiàn)出來(lái)的種種意象按照心理規(guī)律需要被篩選,被重新組合和排列,文化心理結(jié)構(gòu)中的各種自然因素和社會(huì)因素相互作用和滲透,從而醞釀出既具有美觀的形式,又具有良好的實(shí)用功能和深刻的文化內(nèi)涵的、最終“合意的”設(shè)計(jì)意象。從這種意義上來(lái)說(shuō),真正決定某一設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)趣味的因素,是設(shè)計(jì)師個(gè)人特有的文化心理結(jié)構(gòu);真正決定某一時(shí)代設(shè)計(jì)風(fēng)格的因素,是這一時(shí)代特定的文化心理結(jié)構(gòu)。
三、文化心理結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)構(gòu)思中的作用過(guò)程
與藝術(shù)創(chuàng)作構(gòu)思很相似,設(shè)計(jì)創(chuàng)作構(gòu)思也會(huì)經(jīng)由一個(gè)由物及心然后由心到物的過(guò)程。設(shè)計(jì)構(gòu)思過(guò)程中的“由物及心”中的“物”對(duì)應(yīng)的是不止于設(shè)計(jì)師所見(jiàn)的、還有所聞的、所想的所有事與物。這些事與物與具體的人或物相關(guān),它們可能是人造物,也可能是自然物;可能是實(shí)物的,也可能是影像的;可能是傳統(tǒng)的,也可能是現(xiàn)代的;可能是當(dāng)下的,也可能是過(guò)去的;可能是現(xiàn)實(shí)的,也可能是想象的;可能是設(shè)計(jì)師有心留意過(guò)的,也可能是作者腦神經(jīng)里的不經(jīng)意的記憶刻痕。但是,這些事與物并不能作為設(shè)計(jì)構(gòu)思的原料,必須把它們內(nèi)化、暗換為設(shè)計(jì)師心中的“物像”,也就是說(shuō),設(shè)計(jì)師不是也不能把各種實(shí)物搬出來(lái)進(jìn)行構(gòu)思,而是借助各種實(shí)物的在設(shè)計(jì)師心中的映像來(lái)進(jìn)行創(chuàng)造。從所有的“物”中選擇與設(shè)計(jì)主題相關(guān)的部分,把它們內(nèi)化、暗換為可供設(shè)計(jì)構(gòu)思的原料,這個(gè)過(guò)程就是“由物及心”的搜索和選擇信息的前構(gòu)思階段。
在具體的設(shè)計(jì)構(gòu)思開始時(shí),以往的“物像”被喚醒、激活,像已經(jīng)陳年的日歷,在需要的時(shí)候,又被找出來(lái),一頁(yè)頁(yè)翻起,一反平日似是沉寂的狀態(tài),開始在設(shè)計(jì)師的腦海中活躍起來(lái)。它們與當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)背景和市場(chǎng)需求方面的“物像”交織在一起,共同形成設(shè)計(jì)意象的意象性背景(注:關(guān)于意象性背景,詳見(jiàn)約翰塞爾著,李步樓譯《心靈、語(yǔ)言和社會(huì)》,上海譯文出版社,1991年版,第102、103頁(yè)。)。當(dāng)構(gòu)思心理與這些物像相遇、摩擦,設(shè)計(jì)師的知覺(jué)、想象、情感、領(lǐng)悟等一起協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)起來(lái),所謂“目所綢繆,身所盤桓”(注:參見(jiàn)宗白華著《美學(xué)散步》,上海人民出版社,1981年版,第82頁(yè)。),在感性觀照與建構(gòu)中,積極地獵獲種種啟示,并積極地把這些啟示向設(shè)計(jì)主題靠攏、聚集,繼而產(chǎn)生與設(shè)計(jì)主題相關(guān)的種種意象。所有這些意象又進(jìn)一步在文化心理結(jié)構(gòu)和意象背景共同作用下醞釀、孽生出最終設(shè)計(jì)意象。設(shè)計(jì)師構(gòu)像于胸的過(guò)程,就是設(shè)計(jì)“由心及物”的構(gòu)思階段。
最終的設(shè)計(jì)意象在設(shè)計(jì)師心中初步定型下來(lái),設(shè)計(jì)師會(huì)在很長(zhǎng)一段時(shí)間之內(nèi),根據(jù)變化的市場(chǎng)需求,不斷地從實(shí)用、美觀、經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)審視、玩味、涵泳這個(gè)意象,并在新的文化心理結(jié)構(gòu)圖式和市場(chǎng)需求的評(píng)判下,對(duì)其進(jìn)行修正、補(bǔ)充,使之既合于自己的文化心理結(jié)構(gòu),又能適應(yīng)市場(chǎng)中或顯或隱的客觀需求。這個(gè)定像于胸的過(guò)程就是反饋求證的后構(gòu)思階段。
1、設(shè)計(jì)構(gòu)思的信息搜索階段
設(shè)計(jì)構(gòu)思是從對(duì)與設(shè)計(jì)主題相關(guān)的信息的注意和期待開始的。注意是設(shè)計(jì)師對(duì)內(nèi)心各種物像的一種關(guān)注狀態(tài),期待是設(shè)計(jì)師對(duì)各種物像的心理預(yù)期,它們都取決于設(shè)計(jì)師和物像兩方面的條件。在設(shè)計(jì)師方面,他秉持特定的文化心理結(jié)構(gòu),把人生經(jīng)驗(yàn)、文化素養(yǎng)、性格氣質(zhì)、審美趣味等個(gè)人因素投射在這些物像上,同時(shí)在內(nèi)心產(chǎn)生一種潛在的期盼――希望能從這些物像上找到與自身文化心理結(jié)構(gòu)同質(zhì)的地方,并且這些同質(zhì)點(diǎn)往往最容易受到設(shè)計(jì)師的注意。在美學(xué)研究中,美學(xué)家英伽登把這種期盼心理描述為一種“充滿了活力”的情緒,一種“急切尋求滿足的欲望”。在物像方面,它則如不確定的空框結(jié)構(gòu),召喚著設(shè)計(jì)師去解讀,物的形狀、結(jié)構(gòu)、色彩、風(fēng)格、性能、象征、價(jià)值、美丑等,或者人的興趣愛(ài)好、風(fēng)俗習(xí)慣、性格特征、價(jià)值觀念等,就像一個(gè)個(gè)空白,等待著設(shè)計(jì)師去填寫。兩方面合起來(lái)就是,當(dāng)設(shè)計(jì)師的意識(shí)填寫了物像空框中的某些空白,意味著他對(duì)物像的這個(gè)要素的認(rèn)同,從這個(gè)要素中找到了文化心理結(jié)構(gòu)的同質(zhì)點(diǎn)。這個(gè)同質(zhì)點(diǎn)就更可能被提取出來(lái),作為設(shè)計(jì)構(gòu)思的直接參考。設(shè)計(jì)師對(duì)物像的認(rèn)同在很大程度上還與物像的新穎程度有關(guān),主要表現(xiàn)在與設(shè)計(jì)師期待視野的距離上,完全熟悉的和完全陌生的物像,設(shè)計(jì)師很可能視而不見(jiàn);熟悉而又有些新鮮的刺激的物像更能吸引設(shè)計(jì)師的注意力。
注意和期待作為一種潛在的心理準(zhǔn)備狀態(tài),是設(shè)計(jì)構(gòu)思階段的開始。它們喚醒沉寂于設(shè)計(jì)師腦海中的各種物像,使之與當(dāng)前物像一起作用于設(shè)計(jì)意象,把設(shè)計(jì)師帶進(jìn)積極的構(gòu)思狀態(tài),為構(gòu)思提供一種潛在的定向信息選擇標(biāo)準(zhǔn),直接為后續(xù)的想象提供思維原料。
2、設(shè)計(jì)構(gòu)思的信息選擇階段
知覺(jué)是設(shè)計(jì)構(gòu)思系統(tǒng)中選擇設(shè)計(jì)構(gòu)思原料的手段。在注意和期待的觀照前提下,設(shè)計(jì)師文化心理結(jié)構(gòu)和物像間的同質(zhì)點(diǎn)就依靠知覺(jué)來(lái)尋找、驗(yàn)證。
設(shè)計(jì)構(gòu)思過(guò)程中的知覺(jué)與藝術(shù)創(chuàng)造和藝術(shù)欣賞中的知覺(jué)有很多美學(xué)上的相通之處,大多美學(xué)上的特性對(duì)它也有效,比如說(shuō)主動(dòng)性、整體性、情感性。但“人的美感的活動(dòng)全是無(wú)所為而為”(注:參見(jiàn)朱光潛著《談美書簡(jiǎn)二種》,上海文藝出版社,2001年版,第88頁(yè)。),而產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)藝術(shù)作為一種特殊的實(shí)用藝術(shù),在它的構(gòu)思過(guò)程中的知覺(jué)有其特殊性。由于產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)滿足的是以實(shí)用功能為主的人類的需要,所以知覺(jué)自然不會(huì)像美學(xué)中的審美知覺(jué)一樣,把實(shí)用性排除在外。非但不如此,它還十分重視實(shí)用性,有時(shí)甚至把實(shí)用性放在首位,表現(xiàn)出對(duì)有用性細(xì)節(jié)的特別功利關(guān)注。可以說(shuō),設(shè)計(jì)構(gòu)思過(guò)程的知覺(jué)的特性還包括了功利性和細(xì)節(jié)性。當(dāng)然,除了特殊性外,設(shè)計(jì)構(gòu)思過(guò)程的知覺(jué)也不脫離一般性,它同樣十分注重實(shí)用以外的內(nèi)容。
依據(jù)現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)的理論,任何認(rèn)知過(guò)程都必然是主體的意識(shí)將他的文化心理結(jié)構(gòu)投射到對(duì)象上,從而達(dá)到的一種個(gè)人認(rèn)同。設(shè)計(jì)構(gòu)思的知覺(jué)過(guò)程不是消極被動(dòng)地接受對(duì)象的刺激,而是積極主動(dòng)地去感受對(duì)象,協(xié)調(diào)感官和其他心理功能,有所選擇地去知覺(jué)。當(dāng)代美國(guó)藝術(shù)理論家阿恩海姆(Rudolf Amhelm,1904-1994)在《走向藝術(shù)心理學(xué)》一書中明確指出:“如果這一理論是站得住腳的,那么知覺(jué)的基本過(guò)程就遠(yuǎn)非是被動(dòng)的記錄,而是一種獲取結(jié)構(gòu)的創(chuàng)造性活動(dòng)。這種活動(dòng)甚至超出了對(duì)各部分的配置和選擇?!保ㄗⅲ簠⒁?jiàn)[美]魯?shù)婪?阿恩海姆著,丁寧、陶東風(fēng)、周小儀等譯《走向藝術(shù)心理學(xué)》,黃河文藝出版社,1990年版,第35頁(yè)。)正是這種主動(dòng)的創(chuàng)造性的活動(dòng)和這種信息選擇、組合的功能,才使在認(rèn)知過(guò)程中達(dá)到個(gè)人認(rèn)同成為可能。并且在設(shè)計(jì)構(gòu)思中的這種知覺(jué)活動(dòng)的興奮點(diǎn)往往是物像的細(xì)節(jié)要素,而不是整體的物像形象或意象,設(shè)計(jì)師在這些細(xì)節(jié)上掃描到與設(shè)計(jì)主題及自身文化心理結(jié)構(gòu)的某種契合。構(gòu)思的知覺(jué)的作用就是尋找、知覺(jué)到這些契合點(diǎn)、同質(zhì)點(diǎn),并使之重新物像化為一個(gè)個(gè)新的物像,它們才是設(shè)計(jì)構(gòu)思的最直接的質(zhì)料。就像石油一樣,原油并不能直接派上各種工業(yè)用途,必須經(jīng)過(guò)提煉,分出分子量大小不一的各種重油、輕油之類的,才能滿足各種工業(yè)所需。原始物像就像原油,它不是構(gòu)思的質(zhì)料,只有那些從物象上抽象、提取出來(lái)的各種細(xì)節(jié)、特征、屬性新物像才為想象提供有效的原材。
3、設(shè)計(jì)構(gòu)思的創(chuàng)意階段
想象是設(shè)計(jì)構(gòu)思過(guò)程的創(chuàng)意階段,是其核心部分。想象是人處于與日常的現(xiàn)實(shí)生活經(jīng)驗(yàn)垂直切斷狀態(tài)下,超越時(shí)空的局限,思緒無(wú)拘無(wú)束地自由馳騁。它是一種聯(lián)結(jié)的力量,一種聯(lián)結(jié)過(guò)去、現(xiàn)在、未來(lái),聯(lián)結(jié)出場(chǎng)與不出場(chǎng)的力量。所謂“精鶩八極,心游萬(wàn)仞”,“觀古今于須臾,撫四海于一瞬”,“思接千載,視通萬(wàn)里”, (注:轉(zhuǎn)引自葉朗著《現(xiàn)代美學(xué)體系》,北京大學(xué)出版社,1988年版,第187頁(yè)。)等等,這些都講的是想象超越時(shí)空的特點(diǎn)。想象力是設(shè)計(jì)師不可或缺的創(chuàng)造能力,沒(méi)有想象力,設(shè)計(jì)無(wú)法為繼。
想象分為聯(lián)想和想象二種。一般說(shuō)來(lái),聯(lián)想就是從一個(gè)知覺(jué)心象轉(zhuǎn)移到一個(gè)記憶心象這樣一種心理活動(dòng)。而構(gòu)思則要復(fù)雜得多,它把各種知覺(jué)心象和記憶心象重新化合,孕育成一個(gè)全新的心象,即意象、并激發(fā)起更深層的情感反應(yīng)。因此,構(gòu)想是涉及構(gòu)思過(guò)程中最富有創(chuàng)造性的心理活動(dòng)。要進(jìn)行構(gòu)想,必須有豐富的知覺(jué)經(jīng)驗(yàn)材料,當(dāng)前的和以往的知覺(jué)經(jīng)驗(yàn)都非常重要。以往的知覺(jué)記憶材料只有小部分儲(chǔ)存在意識(shí)層中,而絕大多數(shù)儲(chǔ)存在前意識(shí)層和無(wú)意識(shí)層,就像漂浮在海面上的冰山,露出水面的只是小小的一角。對(duì)于以往的這些知覺(jué)經(jīng)驗(yàn),需要努力把它們從近乎沉寂的前意識(shí)和無(wú)意識(shí)狀態(tài)中喚醒,讓他們重新在思緒里活躍起來(lái),這樣才能更徹底挖掘前意識(shí)和無(wú)意識(shí)寶庫(kù)的財(cái)富,促進(jìn)構(gòu)想活動(dòng)充分發(fā)揮。
在設(shè)計(jì)構(gòu)思過(guò)程中,想象在知覺(jué)基礎(chǔ)之上,調(diào)動(dòng)過(guò)去和當(dāng)下的各種知覺(jué)經(jīng)驗(yàn),按照現(xiàn)實(shí)的需求和主體的審美理想,遵循接近、類似、對(duì)比等聯(lián)想規(guī)律,融合富于情感與理智的考慮、評(píng)判,積極對(duì)知覺(jué)到的所有契合點(diǎn)、同質(zhì)點(diǎn)的物像進(jìn)行加工、組合、改造,創(chuàng)造出新的物像,實(shí)現(xiàn)不同程度的創(chuàng)造性。這些新形成的物像就漸漸接近設(shè)計(jì)目標(biāo),從這些新物像中重新進(jìn)行篩選、組合、改造,再醞釀出更高合意度的構(gòu)思意象,這樣層層迭進(jìn),每一進(jìn)都有新的進(jìn)步、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新,一步步達(dá)到最終理想的設(shè)計(jì)意象。設(shè)計(jì)構(gòu)思過(guò)程中的想象雖是一種超越個(gè)體直接經(jīng)驗(yàn)的自由的心理過(guò)程,卻并非沒(méi)有任何規(guī)定的絕對(duì)自由。在這個(gè)過(guò)程中,構(gòu)思的方向、范圍都受制于主體的某種具體的創(chuàng)造目標(biāo)。不論構(gòu)想如何自由和奇特,都始終指向這個(gè)具體目標(biāo),并且始終把握住為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)所調(diào)動(dòng)的各種“原料”之間的某種邏輯聯(lián)系。而且,當(dāng)構(gòu)思的進(jìn)展距離這個(gè)目標(biāo)越近,想象所受的約束就越大,它的自由度呈現(xiàn)收斂型,目標(biāo)就是最終的設(shè)計(jì)意向。設(shè)計(jì)師也只是潛意識(shí)里隱隱覺(jué)得,起初往往并不很清楚這個(gè)具體目標(biāo),在構(gòu)思的進(jìn)展中它才逐漸向他具體顯現(xiàn)出來(lái)。人類有一種在混沌的意識(shí)狀態(tài)下進(jìn)行合目的性構(gòu)造有內(nèi)在統(tǒng)一性的意象的能力,秉賦和修養(yǎng)不同的人,這種能力的大小也不同,優(yōu)秀的設(shè)計(jì)師和藝術(shù)家具有很強(qiáng)的這種能力。
4、設(shè)計(jì)構(gòu)思的反饋求證階段
【關(guān)鍵詞】汽車用 電子產(chǎn)品 緩沖包裝 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
汽車用電子產(chǎn)品的緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行這一設(shè)計(jì)時(shí)需要提前考慮到設(shè)計(jì)工作可能面臨的難點(diǎn)和要點(diǎn),才能夠在此基礎(chǔ)上提升設(shè)計(jì)的精確程度。
1電子產(chǎn)品緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)析
電子產(chǎn)品緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括了諸多內(nèi)容,以下從設(shè)計(jì)前提、設(shè)計(jì)難點(diǎn)、材料選擇、設(shè)計(jì)要點(diǎn)等方面出發(fā),對(duì)于電子產(chǎn)品緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。
1.1設(shè)計(jì)前提
電子產(chǎn)品緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著基本的設(shè)計(jì)前提。眾所周知緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往是根據(jù)產(chǎn)品的性能參數(shù)以及幾何參數(shù)來(lái)進(jìn)行的。在這一過(guò)程中設(shè)計(jì)人員可以在根據(jù)產(chǎn)品的具體需要來(lái)確定電子產(chǎn)品具體的保護(hù)性能和形態(tài)包裝結(jié)構(gòu)。其次,電子產(chǎn)品緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還需要進(jìn)一步的重視包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的作用,從而能夠以更加合理的包裝設(shè)計(jì)來(lái)提升電子產(chǎn)品的整體性能。
1.2設(shè)計(jì)難點(diǎn)
電子產(chǎn)品緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在著諸多設(shè)計(jì)難點(diǎn)。通常來(lái)說(shuō)緩沖包裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作的主要難點(diǎn)在于其可能牽涉到的材料多數(shù)為非線性材料,這實(shí)際上導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算的繁雜性。其次,緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作還需要在滿足以上所有條件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步的把合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖稿擺到桌面上,從而在實(shí)際上增強(qiáng)了設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)為產(chǎn)品過(guò)程中的整體難度。與此同時(shí),由于在原材料市場(chǎng)上包裝材料的價(jià)格基本都是透明的,因此這意味著設(shè)計(jì)人員想要以同質(zhì)性很高的材料設(shè)計(jì)出卓越的結(jié)構(gòu)就有著很高的創(chuàng)新難度了。
1.3材料選擇
電子產(chǎn)品緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于確保材料的質(zhì)量過(guò)關(guān)。設(shè)計(jì)人員在材料選擇的過(guò)程中首先需要根據(jù)材料實(shí)際的性能參數(shù)來(lái)進(jìn)行材料性價(jià)比的判定,在這一過(guò)程中由于不同的材料其性能參數(shù)不用,哪怕是同一材料在不同的厚度表具體的動(dòng)態(tài)特性曲線還是不同。因此這意味著與此同時(shí),設(shè)計(jì)人員在材料選擇的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)在保護(hù)產(chǎn)品安全的基礎(chǔ)上最大限度地降低包裝成本,從而能夠更加有效的提升電子產(chǎn)品本身的經(jīng)濟(jì)效益和使用價(jià)值。
1.4設(shè)計(jì)要點(diǎn)
電子產(chǎn)品緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)人員把握住設(shè)計(jì)要點(diǎn)。一般而言電子產(chǎn)品的緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先需要設(shè)計(jì)人員著眼于保護(hù)產(chǎn)品的功能性及外觀安全上,并且這些因素本身也是評(píng)價(jià)一個(gè)緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案最為基本的準(zhǔn)則。其次,設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行電子產(chǎn)品緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能的避免因?yàn)樵O(shè)計(jì)誤差而造成電子產(chǎn)品的變形與誤差,因此保證產(chǎn)品功能性和外觀的安全則成了包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最為基本并且也是最為重要的關(guān)鍵所在。
2汽車用電子產(chǎn)品的緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略
汽車用電子產(chǎn)品的緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)有著全面的策略,以下從合理降低設(shè)計(jì)成本、做好基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作、考慮包裝材料特性、提前預(yù)估設(shè)計(jì)難度等方面出發(fā),對(duì)于汽車用電子產(chǎn)品的緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略進(jìn)行了分析。
2.1合理降低設(shè)計(jì)成本
汽車用電子產(chǎn)品的緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先應(yīng)當(dāng)著眼于合理降低設(shè)計(jì)成本。設(shè)計(jì)人員在合理降低設(shè)計(jì)成本的過(guò)程中首先應(yīng)當(dāng)深刻的了解到成本就是生命這一電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最基本原則。因此這意味著設(shè)計(jì)人員在遵循充分保護(hù)產(chǎn)品的原則時(shí)應(yīng)當(dāng)最大限度地降低包裝設(shè)計(jì)的成本。其次,設(shè)計(jì)人員在合理降低設(shè)計(jì)成本的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)努力的避免過(guò)度包裝現(xiàn)象的存在,從而能夠在確保汽車用電子產(chǎn)品的緩沖包裝達(dá)到產(chǎn)品價(jià)值的同時(shí)也有效的降低了相應(yīng)的生產(chǎn)成本。
2.2做好基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作
汽車用電子產(chǎn)品的緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)人員做好相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)人員在做好基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中首先應(yīng)當(dāng)考慮到產(chǎn)品實(shí)際的安全性能[1]。由于汽車用電子產(chǎn)品在汽車的行駛過(guò)程中必然會(huì)面臨著沖撞、跌落、振動(dòng)等風(fēng)險(xiǎn)的存在,因此設(shè)計(jì)人員在汽車用電子產(chǎn)品的緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)以扎實(shí)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作來(lái)避免產(chǎn)品在汽車行駛的過(guò)程中受到各種惡劣因素的影響。
2.3考慮包裝材料特性
汽車用電子產(chǎn)品的緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)人員全面的考慮到包裝材料的特性。設(shè)計(jì)人員在考慮包裝材料特性的過(guò)程中首先應(yīng)當(dāng)考慮到外包裝容器的結(jié)構(gòu)、形狀、材質(zhì)及強(qiáng)度。其次,設(shè)計(jì)人員在考慮包裝材料特性的過(guò)程中還應(yīng)當(dāng)考慮到結(jié)構(gòu)本身的抗震性能和具體的工藝性能。與此同時(shí),設(shè)計(jì)人員在考慮包裝材料特性的過(guò)程中還應(yīng)當(dāng)考慮到產(chǎn)品的防潮性能、防水性能、防銹性能、防塵能力等重要的因素。在這一系列的因素分析過(guò)程這能夠涉及到的知識(shí)涵蓋了力學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等諸多學(xué)科,而兩者又是建立在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上的,因此一個(gè)好的包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須受過(guò)良好的設(shè)計(jì)培訓(xùn)才能夠設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)。
2.4提前預(yù)估設(shè)計(jì)難度
汽車用電子產(chǎn)品的緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于提前預(yù)估設(shè)計(jì)工作的實(shí)際難度和難點(diǎn)[2]。設(shè)計(jì)人員在提前預(yù)估設(shè)計(jì)難度的過(guò)程中手續(xù)應(yīng)當(dāng)考慮到產(chǎn)品的裝配問(wèn)題及包裝結(jié)構(gòu)生產(chǎn)流程的操作問(wèn)題等因素。在這一過(guò)程中包裝件如果其裝配過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜則很有可能會(huì)造成工作人員的誤操作或生產(chǎn)線上工作效率的滯后,在這一前提下即使電子產(chǎn)品的保護(hù)性能很好也不能稱其為優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品。其次,設(shè)計(jì)人員在提前預(yù)估設(shè)計(jì)難度的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中可能面臨的難點(diǎn)和問(wèn)題做到心中有數(shù),從而能夠在此基礎(chǔ)上提升汽車用電子產(chǎn)品的緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體效率。
3結(jié)語(yǔ)
汽車電子產(chǎn)品的包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要在相應(yīng)的包裝機(jī)械理論支持下才能夠順利的進(jìn)行,因此設(shè)計(jì)人員需要在做好基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作的前提下以更多的設(shè)計(jì)實(shí)踐來(lái)提升設(shè)計(jì)工作的整體水平。
參考文獻(xiàn):
本課程作為工業(yè)工程專業(yè)的一門實(shí)踐性強(qiáng)的專業(yè)核心課程,其主要任務(wù)是學(xué)習(xí)產(chǎn)品功能的設(shè)定、常用材料的種類和特性以及加工工藝、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則以及與產(chǎn)品造型有關(guān)的通用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí),使學(xué)生掌握與產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)的基本知識(shí),具有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本技能,能夠完成簡(jiǎn)單產(chǎn)品設(shè)計(jì)中從功能定義到材料選擇以及最終的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
1.1本課程的知識(shí)模塊包括:①產(chǎn)品材料與表面處理工藝常識(shí);②塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則;③鈑金類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則;④模具基礎(chǔ)知識(shí);⑤產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì);⑥產(chǎn)品典型結(jié)構(gòu)。其目的是使學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的三維空間想象能力,在實(shí)際應(yīng)用中養(yǎng)學(xué)生的新產(chǎn)品開發(fā)以及應(yīng)用計(jì)算機(jī)繪圖的能力。
1.2課程的重點(diǎn)內(nèi)容包括:①常用塑膠材料基本知識(shí);②常用金屬材料基本知識(shí);③常用表面處理知識(shí);④產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總原則;⑤產(chǎn)品結(jié)構(gòu)關(guān)系分析與結(jié)構(gòu)繪圖的基本要求。
2《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)思路
2.1選用教材。目前還沒(méi)有適合工業(yè)工程專業(yè)使用的《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》教材,所以國(guó)內(nèi)普遍做法是選用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面教材,暫定的教材是黎恢來(lái)編寫的《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例教程》。該教材將作者十幾年的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)而成,系統(tǒng)、精細(xì)、全面地介紹了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)及設(shè)計(jì)全過(guò)程,明確了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念和崗位職責(zé),并通過(guò)講解一款電子產(chǎn)品的全套產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程,幫助學(xué)生融會(huì)貫通,更加高效地學(xué)習(xí)和掌握實(shí)用技巧。
2.2教學(xué)內(nèi)容。依據(jù)工業(yè)工程專業(yè)的整體人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱的具體要求,將《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》分為六大模塊,每個(gè)模塊里面包括若干的章節(jié),各章節(jié)之間既自成體系,又互相有銜接,條理清晰,通俗易懂。
①“產(chǎn)品材料與表面處理工藝常識(shí)”模塊,主要介紹注塑工藝?yán)碚?、常用塑膠材料和金屬材料基本知識(shí),以及注塑件、鈑金件表面處理方法。塑膠的定義及分類方面,介紹ABS、PS、PP、PVC等的應(yīng)用范圍、注塑模工藝條件和化學(xué)和物理特性,重點(diǎn)是使學(xué)生了解注塑件的常見(jiàn)問(wèn)題分析及解決,比如縮水、飛邊、熔接痕、頂白、塑膠變形等。金屬材料方面,介紹一些金屬的特性和應(yīng)用范圍,比如不銹鋼、鋁、銅、鎳和鋅合金。常用表面處理知識(shí)方面,主要涉及塑料二次加工的基本知識(shí),學(xué)生需要了解絲印、移印、燙印、超聲波焊接、噴涂、電鍍和模內(nèi)覆膜等表面處理工藝。
②“塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范”模塊,重點(diǎn)介紹塑料件在設(shè)計(jì)和修改階段需掌握的通用設(shè)計(jì)規(guī)范,比如塑料件的料厚、脫模斜度、圓角設(shè)計(jì),能夠分析塑料件的加強(qiáng)筋、孔、支撐面的使用范圍。在細(xì)節(jié)部分,應(yīng)了解塑料件文字、圖案、螺紋和嵌件設(shè)計(jì)。
③“鈑金件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范”模塊,介紹鈑金類產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工藝要求,包括沖裁、折彎、拉伸、成形工藝,并且讓學(xué)生了解壓鑄類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝要求。在此模塊的教學(xué)中,應(yīng)引入企業(yè)實(shí)際產(chǎn)品案例進(jìn)行講解,以便于學(xué)生更好地掌握鈑金件的設(shè)計(jì)規(guī)范。
④“塑料模和鈑金?;A(chǔ)知識(shí)”模塊,介紹塑料模和鈑金模的基本類型及典型結(jié)構(gòu),包括模具概述,模具的分類、注塑機(jī)介紹等,重點(diǎn)講解的是注塑模結(jié)構(gòu)里面的澆注系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和行位與斜頂,以及二板模和三板模之間的區(qū)別和應(yīng)用,以“實(shí)用、夠用”為度,學(xué)生只需了解典型的模具結(jié)構(gòu),不需要進(jìn)行后期的模具設(shè)計(jì)。
⑤“產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)”模塊,主要介紹殼體形狀結(jié)構(gòu)、密封結(jié)構(gòu)、卡扣結(jié)構(gòu)、螺釘柱結(jié)構(gòu)、螺紋連接結(jié)構(gòu)和嵌件連接結(jié)構(gòu)等知識(shí),以及各個(gè)特征的定義、作用和設(shè)計(jì)原則,特別是特征在使用時(shí)的相互配合關(guān)系。拓展知識(shí)方面,要了解塑料零件自攻螺柱及通過(guò)孔設(shè)計(jì)規(guī)則,以及模具設(shè)計(jì)與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之間的聯(lián)系。
⑥“典型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)”模塊,重點(diǎn)介紹目前國(guó)內(nèi)普遍使用的三大產(chǎn)品(電子產(chǎn)品、家電產(chǎn)品和電動(dòng)產(chǎn)品)的典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)。每類產(chǎn)品選取一款經(jīng)典的已批量的產(chǎn)品作為藍(lán)本,深入解剖結(jié)構(gòu)知識(shí)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的運(yùn)用。比如電子產(chǎn)品選手機(jī)為代表產(chǎn)品,講解手機(jī)產(chǎn)品各零部件的結(jié)構(gòu)、前殼與底殼的止口設(shè)計(jì)、LCD屏限位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電池固定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以及內(nèi)藏?cái)z像頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。家電產(chǎn)品則以電吹風(fēng)為例,學(xué)生要掌握電吹風(fēng)的功能、材料、結(jié)構(gòu)工藝性等,了解CAD軟件在電吹風(fēng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,能對(duì)產(chǎn)品塑料件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。在此過(guò)程中,還要掌握項(xiàng)目管理方面的知識(shí)。
2.3教學(xué)方法。在教學(xué)中,提倡基于工作過(guò)程為導(dǎo)向的項(xiàng)目化教學(xué),理論教學(xué)與實(shí)踐練習(xí)相結(jié)合,增加實(shí)踐課時(shí)的比例,培養(yǎng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力。教師引導(dǎo)學(xué)生建立實(shí)用合理的知識(shí)結(jié)構(gòu),強(qiáng)化學(xué)生的自覺(jué)體驗(yàn)和掌握知識(shí)的遷移能力,淡化理論和實(shí)踐的界限。在基礎(chǔ)知識(shí)夠用的前提下,采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、項(xiàng)目教學(xué)法,通過(guò)在具備多媒體教學(xué)設(shè)施的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地開展新產(chǎn)品和新工藝的開發(fā)工作,使學(xué)生體會(huì)具體產(chǎn)品的外觀造型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程,提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和實(shí)際應(yīng)用能力。
3《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》在工業(yè)工程專業(yè)總體實(shí)訓(xùn)的具體應(yīng)用
關(guān)鍵詞:工業(yè)設(shè)計(jì) 人才培養(yǎng) 模式
一般如無(wú)特別的指明,凡稱工業(yè)設(shè)計(jì)者必定是對(duì)狹義的工業(yè)設(shè)計(jì)而言、也只對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)而言。所謂產(chǎn)品設(shè)計(jì),就是為了人類在對(duì)付嚴(yán)酷的自然時(shí),提高自身生活、生存和生產(chǎn)能力,而對(duì)工具、器械與設(shè)備等的實(shí)用需求所作的“響應(yīng)”。產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中在保證作為主要內(nèi)容要素的實(shí)用價(jià)值實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,同時(shí)考慮合適的外在形式作為主要的形式要素來(lái)形成審美對(duì)象,在使用者們的親歷使用中詮釋出它的情感價(jià)值。工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)及實(shí)踐意在培養(yǎng)滿足上述需要的高級(jí)應(yīng)用型人才。
一、工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)
以職業(yè)崗位能力為導(dǎo)向,以培養(yǎng)學(xué)生具有寬廣的工業(yè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)、扎實(shí)的工程實(shí)踐能力和較高的人文道德素質(zhì)為總體目標(biāo),突出學(xué)生的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和原型制作能力培養(yǎng)。在學(xué)生完成基本美術(shù)能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上,以及能進(jìn)行產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)的同時(shí),大力培養(yǎng)學(xué)生產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力,包括產(chǎn)品材料與成型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工工藝、模具常識(shí)等方面的知識(shí)技能;另一方面在學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)知識(shí)的同時(shí),多方面強(qiáng)化學(xué)生原型制作動(dòng)手能力,包括各類手工模型制作、快速原型制作、后處理技術(shù)等。
二、人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建
以崗位技能為導(dǎo)向,結(jié)合廣東工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)的特色,充分調(diào)研工業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和企業(yè)設(shè)計(jì)部門工作狀況,依托工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)協(xié)會(huì),分析企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程中各崗位工作流程,并總結(jié)各崗位所需職業(yè)素質(zhì)與職業(yè)能力,確定學(xué)生的基本職業(yè)能力與技能培養(yǎng)的目標(biāo)。對(duì)應(yīng)各崗位工作的過(guò)程,確定相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容,由課程的遞進(jìn)實(shí)現(xiàn)職業(yè)能力培養(yǎng)的遞進(jìn);對(duì)應(yīng)各崗位工作的典型產(chǎn)品,校企共同參與,采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向、教學(xué)一體化等多種教學(xué)手段和方法,由產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程的遞進(jìn),實(shí)現(xiàn)職業(yè)能力培養(yǎng)的遞進(jìn)。
1.“崗位技能導(dǎo)向,產(chǎn)品設(shè)計(jì)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)職業(yè)能力遞進(jìn)”的人才培養(yǎng)模式構(gòu)建步驟
(1)人才培養(yǎng)崗位定位
主要就業(yè)行業(yè)(企業(yè)):工業(yè)設(shè)計(jì)公司、原型制作企業(yè)、輕工制造企業(yè)和廣告設(shè)計(jì)公司等。
主要就業(yè)部門:產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部門、產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)部門、模型制作部門、平面設(shè)計(jì)部門。
主要工作崗位:產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)員、產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)員、模型制作工、2D/3D繪圖員。
未來(lái)潛在崗位:結(jié)構(gòu)工程師、造型設(shè)計(jì)師、原型制作師等。
(2)確定企業(yè)崗位能力目標(biāo)
以小家電工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造企業(yè)為主,校企合作共同探討、分析、歸納典型工業(yè)產(chǎn)品外觀、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原型制作、生產(chǎn)制造的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程,對(duì)應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)不同階段的具體工作過(guò)程,分析其行動(dòng)領(lǐng)域內(nèi)容,總結(jié)其所需職業(yè)素質(zhì)及能力,確定工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)各工作崗位與崗位群。
(3)培養(yǎng)過(guò)程的程序化
由專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)各委員,根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程及崗位工作流程中抽象出來(lái)的行動(dòng)領(lǐng)域,確定相對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)領(lǐng)域,進(jìn)而明確教學(xué)過(guò)程培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計(jì)課程體系。
(4)職業(yè)能力遞進(jìn)形成過(guò)程
細(xì)化企業(yè)崗位能力要求,參考企業(yè)各崗位之間知識(shí)和技能的遞進(jìn)與包容關(guān)系,形成職業(yè)能力遞進(jìn)式的人才培養(yǎng)過(guò)程。安排相互銜接的知識(shí)與技能課程,通過(guò)課程的不斷深入實(shí)現(xiàn)職業(yè)能力的遞進(jìn)培養(yǎng)。
(5)培養(yǎng)過(guò)程的校企共育
依托工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)建設(shè)委員會(huì),引導(dǎo)各合作企業(yè)參與教學(xué)過(guò)程,技能課程由企業(yè)人員講授,專業(yè)核心課程考核由企業(yè)及行業(yè)來(lái)完成。在第二學(xué)年實(shí)行學(xué)生預(yù)分配,各合作企業(yè)與學(xué)生之間進(jìn)行雙向選擇,簽訂預(yù)分配合約,簽約后,由企業(yè)為所簽約學(xué)生選擇課程,參與實(shí)際教學(xué)過(guò)程并進(jìn)行課程考核,自第五學(xué)期,所簽約學(xué)生可以去簽約企業(yè)實(shí)習(xí)。在第五學(xué)期實(shí)行分段教學(xué),下企業(yè)實(shí)習(xí)的學(xué)生可回校進(jìn)行短期集中學(xué)習(xí),以完成規(guī)定的學(xué)分;各簽約企業(yè)也可安排短期專項(xiàng)集中培訓(xùn),專項(xiàng)集中培訓(xùn)設(shè)在企業(yè),計(jì)入總學(xué)分,建立“廠中?!钡呐囵B(yǎng)機(jī)制。
2.建立了基于“工作崗位+職業(yè)技能”的課程體系
(1)專業(yè)核心能力分析
結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制作過(guò)程,通過(guò)調(diào)查和剖析,工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生應(yīng)具有的專業(yè)核心能力包括:產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)能力、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力、產(chǎn)品快速成型與后處理能力、原型制作能力。
(2)課程體系的構(gòu)建
結(jié)合專業(yè)的核心能力,參考相應(yīng)的職業(yè)鑒定標(biāo)準(zhǔn),提煉本專業(yè)培養(yǎng)所需達(dá)到的職業(yè)技能,最后確定本專業(yè)的課程體系。同時(shí),基礎(chǔ)課、專業(yè)理論課要堅(jiān)持“必需,夠用”的原則,進(jìn)行課程內(nèi)容的優(yōu)化選擇;堅(jiān)持“突出技能訓(xùn)練”的原則,強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性教學(xué),推行“雙證書”制度。產(chǎn)品創(chuàng)新能力包括工業(yè)設(shè)計(jì)概論、產(chǎn)品設(shè)計(jì)初步、人機(jī)工程學(xué)等課程;產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)能力包括素描、色彩、三大構(gòu)成、平面設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(CoreDraw)、產(chǎn)品效果圖設(shè)計(jì) (Photoshop)、產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)I(Rhino)、產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)II(Alias)等課程;產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力包括工程力學(xué)、材料與成型工藝、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(PROE)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(UG)、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)等課程;產(chǎn)品快速成型與后處理能力包括快速成型與后處理等課程;原型制作能力包括原型制作與后處理等課程。
3.在課程中形成認(rèn)知、感受、實(shí)踐訓(xùn)練體系
以教學(xué)工作室為基本教學(xué)單位的實(shí)踐教學(xué)體系,工作室制在國(guó)外大學(xué)設(shè)計(jì)專業(yè)普遍實(shí)行,近百年來(lái)的形成與發(fā)展,它的優(yōu)越性勿庸置疑。我國(guó)一些院校也在試行該體系。我們實(shí)行的是工作室制教學(xué),建立具有地域特色的教學(xué)工作室。它的基本內(nèi)涵是:由教學(xué)團(tuán)隊(duì)組合而成,承擔(dān)一定的課程組群教學(xué)任務(wù),完成教學(xué)、研究、實(shí)踐任務(wù)的教學(xué)基本單位。經(jīng)過(guò)兩年的局部單項(xiàng)實(shí)驗(yàn),實(shí)行造型創(chuàng)意教學(xué)工作室教學(xué)。與此相配套的有設(shè)計(jì)教學(xué)工作車間,學(xué)生在教學(xué)工作室完成設(shè)計(jì)方案后到工作車間進(jìn)行具體制作。同時(shí),每個(gè)教學(xué)工作室還要設(shè)立校外實(shí)踐基地,以供學(xué)生造型研究與實(shí)踐使用。從工作室、工作車間,到實(shí)踐基地構(gòu)成了專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)踐教學(xué)鏈條系統(tǒng),形成學(xué)研、產(chǎn)互動(dòng)的良性循環(huán)系統(tǒng)。
4.構(gòu)建現(xiàn)代職業(yè)教育銜接人才培養(yǎng)體系
與中職學(xué)校密切合作,構(gòu)建基于工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的中高職銜接人才培養(yǎng)模式,制定 “3+2”人才培養(yǎng)課程體系,課程體系要充分考慮中職學(xué)生動(dòng)手能力較強(qiáng)、理論性較差等特點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)職業(yè)能力無(wú)縫連接為原則。另外,還要積極研究探索更高層次的職業(yè)教育對(duì)接模式,技能型的高職本科,在課程設(shè)置上充分考慮學(xué)生再提升的空間。
三、結(jié)束語(yǔ)
工業(yè)經(jīng)濟(jì)雖然在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的來(lái)臨和沖擊之下,逐漸走向了式微的發(fā)展階段,但這并非意味著在社會(huì)生活和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中,已經(jīng)失去了往昔的主導(dǎo)地位,仍舊存在著不可忽略的價(jià)值和功能,并在國(guó)家復(fù)興的進(jìn)程中,具有強(qiáng)大的助推作用。作為傳統(tǒng)工業(yè)部門中的代表,機(jī)械制造業(yè)不但在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的助推中,作用絕非可有可無(wú),而且在當(dāng)前科技創(chuàng)新的研究領(lǐng)域中,其平臺(tái)作用也是不可小覷。在機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理中,運(yùn)動(dòng)力學(xué)在其中的干預(yù)作用最大,在物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中,也最受研究人員的重視和關(guān)注。
1機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的在應(yīng)用中的技術(shù)要素
作為機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的重要組成部分,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵要素,正是促進(jìn)技術(shù)革新的重要手段之一。伴隨著科研活動(dòng)中的理論基礎(chǔ)的日益夯實(shí)和技術(shù)應(yīng)用范圍的日趨擴(kuò)大,物理學(xué)中的相關(guān)原理也逐漸擁有了充足的用武之地,在實(shí)際機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,不斷滿足著機(jī)械結(jié)構(gòu)的符合要求,并促進(jìn)生產(chǎn)水平的解放和提升。在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層面的幾何要素上進(jìn)行分析,機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理,秉持著其精密的設(shè)計(jì)技術(shù)的指導(dǎo)和應(yīng)用,在零部件之間能夠?qū)崿F(xiàn)咬合力的提高,并實(shí)現(xiàn)位置關(guān)系的明確定位和精密確定。在這種幾何要素的關(guān)系體系之內(nèi),機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最為關(guān)鍵的因素,便是不同的面,在這些不同的面上,通過(guò)完善和優(yōu)化的考量,來(lái)保證在零件的不同接觸面上,都可以進(jìn)行合理的安排。
2運(yùn)動(dòng)力學(xué)在機(jī)械結(jié)果設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
運(yùn)動(dòng)力學(xué)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值,主要體現(xiàn)在2個(gè)方面:
(1)在零部件的鏈接方面。在這一環(huán)節(jié)中,誠(chéng)如上文中論述的那樣,存在著直接鏈接和間接鏈接的差別,由于存在著應(yīng)用方面的差別,所以在運(yùn)動(dòng)力學(xué)的應(yīng)用潛力上,也存在著截然相異的表現(xiàn)。但是作為機(jī)械設(shè)計(jì)中的核心要素,運(yùn)動(dòng)力學(xué)所產(chǎn)生的抽象指導(dǎo)上,從根本上也是如出一轍。例如,利用力矩的變化,通過(guò)計(jì)算不同聯(lián)接點(diǎn)的摩擦力和壓力,從而可以了解到不同的節(jié)點(diǎn)的壓力和零件的材料選擇等。在力學(xué)計(jì)算和相應(yīng)的選擇性指標(biāo)的衡量下,構(gòu)成決定零件的選材和位置的排列組合等等,都體現(xiàn)出這一點(diǎn)。
(2)在機(jī)械零件的操作過(guò)程中,一旦發(fā)生損耗等相關(guān)問(wèn)題,運(yùn)動(dòng)力學(xué)的理念和技術(shù)原理同樣存在著必要的指引作用,特別是在行動(dòng)與摩擦之后產(chǎn)生的損耗之后,借助運(yùn)動(dòng)力學(xué)的相關(guān)理論,便能夠依照運(yùn)動(dòng)做工,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的損耗系數(shù),并且對(duì)零件的損耗程度進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)定,還能夠在根本上實(shí)現(xiàn)材質(zhì)遴選的科學(xué)性??傊?,充分利用運(yùn)動(dòng)力學(xué),是保證機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),也是未來(lái)的發(fā)展方向。
3運(yùn)動(dòng)力學(xué)在機(jī)械結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
3.1滿足力學(xué)要求的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
在進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,必須要考慮到材料力學(xué)、彈性力學(xué)、疲勞力學(xué)等相關(guān)的力學(xué)準(zhǔn)則,并且在此基礎(chǔ)上,通過(guò)相應(yīng)力學(xué)的強(qiáng)度計(jì)算法則,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)合格化的機(jī)械產(chǎn)品,積極引用在生產(chǎn)活動(dòng)之中。在運(yùn)動(dòng)力學(xué)的物理學(xué)術(shù)體系中,疲勞力學(xué)便是一個(gè)值得參照的對(duì)象。由于其與軸承、齒輪以及軸的使用壽命等存在著直接的關(guān)聯(lián),因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中,研究人員通常會(huì)依據(jù)不同機(jī)械零件的載荷變化,實(shí)現(xiàn)力學(xué)計(jì)算的靈活化處理,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,并延長(zhǎng)機(jī)械產(chǎn)品的使用壽命和利用周期。由于零件的截面尺寸的變化,能夠帶動(dòng)其內(nèi)應(yīng)力變化適應(yīng)能力的提高,這便能夠使得各截面的強(qiáng)度相等。而按等強(qiáng)度原理設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu),材料才可以得到充分的利用,提高經(jīng)濟(jì)效益。
3.2創(chuàng)新機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念
如今的機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng),大體是指采用機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變?cè)?,通過(guò)針對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中相關(guān)因素的遴選和改變,以實(shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)在實(shí)用層面上的技術(shù)革新和理念創(chuàng)新,以便滿足于應(yīng)用上的諸多需求。在這種呼之欲出的科研背景之下,創(chuàng)新型結(jié)構(gòu)在便利性和經(jīng)濟(jì)性等多方面上均能夠優(yōu)于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的主要原動(dòng)力,就是近年來(lái)推出的變?cè)?。這種機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)法則主要包括多種裝配原理,例如數(shù)量變?cè)?、形狀變?cè)⒉牧献冊(cè)?、位置變?cè)约把b配聯(lián)接變?cè)鹊?,在變?cè)袑?shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的革新,并在數(shù)學(xué)模型的引導(dǎo)和助推下,計(jì)算和測(cè)試其結(jié)構(gòu)性能,便能夠選擇出最優(yōu)化的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
4結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞:180°折彎;送料;脫料;雙滑塊機(jī)構(gòu);合模;分模
在五金連續(xù)模的設(shè)計(jì)過(guò)程中,我們經(jīng)常會(huì)遇到一些SHELL類產(chǎn)品帶有180°折彎結(jié)構(gòu)的形式,如圖1、2所示。設(shè)計(jì)此類模具時(shí)應(yīng)注意:排樣時(shí)應(yīng)盡可能把產(chǎn)品180°的折彎方向設(shè)計(jì)成與送料方向一致,這樣便于送料和脫料。如果根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的要求,必須設(shè)計(jì)成180°折彎方向與送料反向時(shí),則可以采用雙滑塊機(jī)構(gòu)。下面就分別以這兩種情況加以討論:
圖1 圖2
1 180°折彎方向與送料方向一致
如圖3中工序排樣圖,彈片的180°折彎方向與送料方向一致時(shí),彈片的成形可分為五個(gè)步驟來(lái)完成:
①向下定深折彎
②向上打翹起
③向下折彎90°
④180°折彎成形
⑤整形
根據(jù)第四步④的180°折彎成形,可有兩種模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案:
方案1 用滑塊和擺塊來(lái)進(jìn)行180°折彎成形
如圖4所示,當(dāng)彈片被向下折彎90°以后,可用擺塊調(diào)整來(lái)使其達(dá)到大于90°,然后再用滑塊和擺塊來(lái)調(diào)整180°成形,這種模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜,有時(shí)調(diào)整效果不是很理想,并且在大批大量生產(chǎn)中調(diào)整狀況亦不是很穩(wěn)定。所以,這種模具結(jié)構(gòu)在180°折彎中盡量少用,只適合用于大于90°而小于180°的折彎成形。
[圖4]
方案2 采用兩次折彎?rùn)C(jī)構(gòu)
如圖5所示,由于兩次折彎的折彎線不在同一個(gè)位置上,故能達(dá)到180°折彎的效果。兩次折彎線的距離L應(yīng)等于C/4,C的尺寸大小如圖6所示。
[圖5][圖6]
這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)是,模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,折彎效果好,并且在生產(chǎn)過(guò)程中比較穩(wěn)定。
由上述分析可知,方案2比方案1更有實(shí)用性,并可節(jié)約模具成本,故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量采用方案2。
2 180°折彎方向與送料方向相反
[圖7]
如圖7所示,此處180°折彎的方向與送料方向相反時(shí),這里折彎亦分為五個(gè)步驟完成。其中,第四步折彎成形要采用雙滑塊機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)形式有兩種設(shè)計(jì)方案:
方案1 一個(gè)用沖子調(diào)整,另一個(gè)用剝料板入子調(diào)整,這種模具結(jié)構(gòu)如圖8所示。
其具體運(yùn)動(dòng)情況如圖8:滑塊2在固定塊3上左右滑動(dòng),滑塊4在固定塊5垂直紙面滑動(dòng)。沖子1調(diào)整滑塊2,剝料板入子6調(diào)整滑塊4。
合模狀態(tài):當(dāng)上模下行時(shí),剝料板入子6先接觸到滑塊4,推動(dòng)滑塊4垂直紙面向里運(yùn)動(dòng),先達(dá)到工作狀態(tài)的位置。隨著上模的繼續(xù)下行,沖子1推動(dòng)滑塊2后達(dá)到工作狀態(tài),完成成形工作。
分模狀態(tài):隨著模具上行,上模板帶動(dòng)沖子1向上運(yùn)動(dòng),則滑塊2退后恢復(fù)到初始位置,使其完全與工件脫離開。緊接著剝料板開始向上運(yùn)動(dòng)。剝料板入子6隨著剝料板向上運(yùn)動(dòng),則滑塊4沿著固定塊5垂直紙面向外運(yùn)動(dòng),沒(méi)等滑塊4完全與工件脫離開,LIFTER向上升起,帶動(dòng)整個(gè)料條向上運(yùn)動(dòng),由于時(shí)間很短,這時(shí)料條強(qiáng)行從滑塊4上脫開。
由以上分析可知,此模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法易帶料,產(chǎn)品強(qiáng)行從模仁脫料,產(chǎn)品易變形,生產(chǎn)效率不高,并且在生產(chǎn)維修時(shí)很不方便,不能進(jìn)行大批大量生產(chǎn)。
方案2 把方法1中的剝料入子進(jìn)行改善,換成用沖子調(diào)整,加大剝料板行程,沖子6的長(zhǎng)度要大于沖子1的長(zhǎng)度。(如圖9所示)
下面我們來(lái)分析一下此種模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的可行性:
合模過(guò)程:隨著模具下行,由于沖子6的長(zhǎng)度大于沖子1的長(zhǎng)度,則沖子6首先推動(dòng)滑塊4運(yùn)動(dòng)達(dá)到工作狀態(tài),緊接著沖子1推動(dòng)滑塊2后達(dá)到工作狀態(tài),完成成形動(dòng)作。
分模過(guò)程:隨著上模座的上行,由于剝料板行程較大,直至沖子1和沖子6完全從下模板脫出,即滑塊2和滑塊4完全恢復(fù)到初始位置,剝料板才開始上行,此時(shí)滑塊4與工件完全脫開,不會(huì)帶料。這樣便于料條的送進(jìn)。同時(shí)滑塊4和固定塊5是斜面配合,這樣設(shè)計(jì)的方式料條送進(jìn)時(shí)才不會(huì)刮傷工件。
由上述分析可知,這種模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法結(jié)構(gòu)雖然較復(fù)雜,但解決了模具帶料問(wèn)題,而且可以進(jìn)行大批大量生產(chǎn)。
這種設(shè)計(jì)方法的關(guān)鍵是:合模時(shí),滑塊4要比滑塊2先到位,分模時(shí),剝料板在滑塊2和滑塊4恢復(fù)到初始位置才開始運(yùn)動(dòng)。滑塊4與固定塊5要斜面配合,但斜度不能太大,一般取6~7°。
用方案2的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的模具投之于生產(chǎn)中時(shí),在完全滿足使用要求的情況下,生產(chǎn)效率大幅度提高,產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性增加,得到了生產(chǎn)部門的認(rèn)可,模具可以滿足大批大量生產(chǎn)的要求。
3 結(jié)束語(yǔ)
以上是本人對(duì)180o折彎模具結(jié)構(gòu)的一些見(jiàn)解,也是本人在模具設(shè)計(jì)中的一些心得,上述所有的模具結(jié)構(gòu)均在試模和實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)過(guò)驗(yàn)證。設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)產(chǎn)品不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與要求,選擇不同的模具結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行設(shè)計(jì)。如本文有不妥之處,敬請(qǐng)賜教。
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級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)(CJFD)
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