工業(yè)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)關(guān)系分析

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摘要：當(dāng)今，在社會(huì)飛速發(fā)展的背景下，科學(xué)技術(shù)也在此大環(huán)境下不斷進(jìn)步。工業(yè)設(shè)計(jì)融入了工程與藝術(shù)，能夠有效地為企業(yè)在市場(chǎng)中提高競(jìng)爭(zhēng)力添磚加瓦。而且隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，其重要性愈加凸顯。文章簡(jiǎn)要闡述了工業(yè)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的概念及其主要特征，且重點(diǎn)分析了兩者之間的關(guān)系，為工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)共同發(fā)展提供了一定的分析參考價(jià)值，有利于相關(guān)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的提高。

關(guān)鍵詞：工業(yè)設(shè)計(jì)；機(jī)械設(shè)計(jì)；關(guān)系

1工業(yè)設(shè)計(jì)概述

工業(yè)設(shè)計(jì)與美學(xué)和工學(xué)等學(xué)科密不可分，在工業(yè)革命發(fā)展到一定程度之后，工業(yè)設(shè)計(jì)就被分為傳統(tǒng)和現(xiàn)代兩方面。一般來說，傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)把重點(diǎn)放在工業(yè)產(chǎn)品本身，然后再對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行包裝等工作使得產(chǎn)品具有符合人們審美的美觀度，但是社會(huì)與科技是不斷進(jìn)步的，人們已經(jīng)摒棄了傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)模式，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)在新時(shí)代的背景下應(yīng)運(yùn)而生。此種設(shè)計(jì)包括了服務(wù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)的方式，是在制定好全面合理的方案的前提下，利用特定的手段，向著預(yù)設(shè)的目標(biāo)努力。工業(yè)設(shè)計(jì)的最顯著的特點(diǎn)就是涵蓋的知識(shí)面廣，綜合性強(qiáng)。在以前，人們經(jīng)常因?yàn)槠涫艿捷^大的局限性而稱之為對(duì)產(chǎn)品的外觀進(jìn)行設(shè)計(jì)，由此人們還認(rèn)為其與機(jī)械操作聯(lián)系密切。然而，工業(yè)設(shè)計(jì)的用途不只于此，還能廣泛應(yīng)用在制造上，這充分體現(xiàn)了它的綜合性。除了工學(xué)和美學(xué)以外，還涉及到了經(jīng)濟(jì)學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)等學(xué)科。除此以外，工業(yè)設(shè)計(jì)不僅實(shí)踐性強(qiáng)，還具有較強(qiáng)的實(shí)用性，工業(yè)設(shè)計(jì)的產(chǎn)生離不開人們不斷地嘗試，需要進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)造、不斷設(shè)計(jì)，在此過程中會(huì)對(duì)人們做出的反應(yīng)進(jìn)行研究與總結(jié)，進(jìn)而將產(chǎn)品與人們的生活方式進(jìn)行合理地配對(duì)，使得人們的日常生活更加便捷，這也是產(chǎn)品社會(huì)價(jià)值的體現(xiàn)。另外，工業(yè)設(shè)計(jì)還有時(shí)代感。不同的時(shí)代伴隨著不同類型的工業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)此的需求也不同。在當(dāng)下的時(shí)代背景下，環(huán)保是一個(gè)極其重要的努力方向，所以在進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)之時(shí)，要充分考慮綠色環(huán)保的因素，不得以破壞環(huán)境為代價(jià)進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)等[1]。

2機(jī)械設(shè)計(jì)概述

機(jī)械設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)具有機(jī)械性質(zhì)的零件、組件、產(chǎn)品或系統(tǒng)。例如，各種機(jī)械元件的設(shè)計(jì)，如軸、軸承、離合器、齒輪和緊固件，都屬于機(jī)械設(shè)計(jì)的范圍。機(jī)械設(shè)計(jì)過程中已經(jīng)提出了許多技術(shù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，一些主要的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)包括功能、安全性、可靠性、工藝性、重量、尺寸、磨損、售后維護(hù)等。產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造以及維修售后都是其步驟[2]。與此同時(shí)，將環(huán)保要素融入機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也是近年來一項(xiàng)重大的突破[3]。一般來說機(jī)械設(shè)計(jì)問題應(yīng)以清晰完整的功能、規(guī)格參數(shù)和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)來描述：功能：指產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)的功能。功能通常由非量化語句來具體描述。比如充電功能（充電器）、吸塵（真空器）、運(yùn)輸物體（移動(dòng)工具）或支撐負(fù)載（支架）。規(guī)格參數(shù)：定量描述的成品需求。例如，可以根據(jù)尺寸、重量、精度、體積、速度或負(fù)載能力來定義產(chǎn)品規(guī)格參數(shù)。由此規(guī)格參數(shù)開始成為機(jī)械設(shè)計(jì)過程中的設(shè)計(jì)約束。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：是對(duì)產(chǎn)品目標(biāo)特征的要求。評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)被視為優(yōu)化解決方案的設(shè)計(jì)目標(biāo)值。設(shè)置評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)是為了最大程度地優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)功能，并最大程度地減少產(chǎn)品不足。盡管規(guī)格參數(shù)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)因不同的產(chǎn)品設(shè)計(jì)而異，一些常見的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)仍適用于任何機(jī)械系統(tǒng)。這些設(shè)計(jì)因素包括負(fù)載能力、形變、穩(wěn)定性和耐用性。這些評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)計(jì)變量的依賴性必須進(jìn)行建模和分析，以優(yōu)化產(chǎn)品。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年來有限元分析（FEA）開始逐步應(yīng)用于分析機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)[4]，在相同約束條件下，有效提高了產(chǎn)品性能。

3工業(yè)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的關(guān)系分析

3.1工業(yè)設(shè)計(jì)及機(jī)械設(shè)計(jì)之間的相互依存性

在實(shí)際的應(yīng)用中兩者之間存在一定的聯(lián)系，可以理解為相輔相成。具體來說，工業(yè)設(shè)計(jì)具有綜合性的特征，在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，需要機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的配合[5]。兩者搭配會(huì)產(chǎn)生不一樣的火花，充分展現(xiàn)出各自的優(yōu)勢(shì)。在進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，還要適當(dāng)使用機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)，這樣才能使得設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品在各方面都有保障，符合人們的使用需求。在改進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)時(shí)，會(huì)把人與機(jī)械的相關(guān)問題考慮在內(nèi)，而這與工業(yè)設(shè)計(jì)中人機(jī)工程知識(shí)有著一定的關(guān)聯(lián)，所以將兩者有機(jī)結(jié)合起來，才能生產(chǎn)出更科學(xué)的產(chǎn)品，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[6]。國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)無法涵蓋以上的全部?jī)?nèi)容，尤其是美學(xué)、心理學(xué)。而無論是工業(yè)設(shè)計(jì)還是產(chǎn)品設(shè)計(jì)在自然科學(xué)知識(shí)方面則相對(duì)薄弱，如機(jī)械工程、電工學(xué)；雖然開設(shè)了相關(guān)課程但是在深度和廣度上，無法滿足獨(dú)立進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)的全部需要。如果兩者能夠互相結(jié)合、取長(zhǎng)補(bǔ)短則可以很好地完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的任務(wù)。工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)人員可以避免自然科學(xué)知識(shí)深度不夠的問題，機(jī)械專業(yè)人員則可以解決藝術(shù)美學(xué)方面的不足。目前國(guó)內(nèi)很多高等院校基于工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)相互依存的特點(diǎn)，正在逐步升級(jí)完善工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)培養(yǎng)內(nèi)容，更多地將工業(yè)設(shè)計(jì)藝術(shù)和產(chǎn)品機(jī)械設(shè)計(jì)融合起來。在藝術(shù)學(xué)科凸顯出鮮明的跨學(xué)科特色，秉承設(shè)計(jì)與技術(shù)融合的宗旨，除了強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)科內(nèi)的交叉融合，還融入了先進(jìn)制造技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)原理、高等數(shù)學(xué)、設(shè)計(jì)物理等跨學(xué)科內(nèi)容，并開啟了工作室模式，涉及工程機(jī)械、交通裝備、家居家電、智能交互、人機(jī)工程、文創(chuàng)服務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域的合作[7]。

3.2工業(yè)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)之間的相互制約性

由于兩者在使用時(shí)都具有制約對(duì)方的條件，所以如何處理好兩者的關(guān)系，是一門需要仔細(xì)研究的學(xué)問，要恰當(dāng)?shù)厝诤蟽烧?，才能夠起到事半功倍的效果，達(dá)到共贏的目標(biāo)。在進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師和相關(guān)工作人員要事先學(xué)習(xí)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)有關(guān)的知識(shí)，直到熟練掌握，能夠合理地運(yùn)用。最終做到設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在達(dá)到售賣標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，滿足人們生活的各類需求，將其實(shí)用性發(fā)揮得淋漓盡致。設(shè)計(jì)師在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，一定要明確工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)兩者之間存在著相互制約、相互影響的作用。首先，在進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮產(chǎn)品設(shè)計(jì)的科學(xué)性。避免產(chǎn)品在工業(yè)設(shè)計(jì)過程中的美觀性、功能性違背了事物發(fā)展的客觀規(guī)律，使產(chǎn)品的受力能力以及構(gòu)造模型存在嚴(yán)重的偏差，這就需要在工程設(shè)計(jì)的過程中充分把握機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)。其次，工業(yè)設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)用則需要結(jié)合多方面的因素綜合考慮其對(duì)技術(shù)的影響程度，需要充分發(fā)揮人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用知識(shí)。人機(jī)工程學(xué)要求在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的過程中充分考慮三方面的影響因素，分別是人、機(jī)以及環(huán)境。同時(shí)還需要滿足消費(fèi)者的購(gòu)買意愿。而工程設(shè)計(jì)可以在設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效地分析與整理，保證人機(jī)工程學(xué)理論知識(shí)運(yùn)用的合理性與規(guī)范性。工業(yè)設(shè)計(jì)藝術(shù)需要多途徑地跨界融合，多方協(xié)同地將科研實(shí)題及相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用于實(shí)踐中。只有將工業(yè)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代機(jī)械科技有序地集合，通過行業(yè)的嵌入、知識(shí)的嵌入、技術(shù)的嵌入、形式與方法的嵌入等，必能在融合再造的驅(qū)動(dòng)關(guān)聯(lián)中實(shí)現(xiàn)其兩者的完美結(jié)合，破除兩者孤立的體制[8]。綜上所述，要綜合合理運(yùn)用工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)，在達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)要求并創(chuàng)造出價(jià)值的同時(shí)，盡量滿足約束條件，減少對(duì)環(huán)境的破壞并節(jié)能降耗[9]。

3.3工業(yè)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的目標(biāo)統(tǒng)一性

工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)的統(tǒng)一目標(biāo)即是服務(wù)于客戶需求，任何脫離統(tǒng)一目標(biāo)的設(shè)計(jì)都將被市場(chǎng)拋棄。好的設(shè)計(jì)作品不是停留在紙上的藝術(shù)品，更重要的是轉(zhuǎn)化為切實(shí)可行的產(chǎn)品。為此，工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)需要在合作過程中始終堅(jiān)持市場(chǎng)、外觀、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)全方位結(jié)合，從源頭上保證設(shè)計(jì)的作品富有創(chuàng)意而切實(shí)可行。這兩類設(shè)計(jì)需要做到目標(biāo)統(tǒng)一，始終站在使用者的角度，秉承“適當(dāng)設(shè)計(jì)”的理念，不斷追求人與設(shè)備以及設(shè)備自身功能性、安全性、美觀性的高度融合與統(tǒng)一。反對(duì)機(jī)械設(shè)備的過度包裝與設(shè)計(jì)，持續(xù)提供富有創(chuàng)意而切實(shí)可行的設(shè)計(jì)服務(wù)。目前，企業(yè)之間的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)由價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)、質(zhì)量的競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)入到了設(shè)計(jì)的競(jìng)爭(zhēng)，通過工業(yè)設(shè)計(jì)可以在現(xiàn)有的技術(shù)條件下實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的系列化與多樣化，滿足不同客戶、不同消費(fèi)群體的個(gè)性化需求。畢竟在追求個(gè)性化的今天，單純地依靠機(jī)械設(shè)計(jì)很難提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，設(shè)計(jì)師需要以真實(shí)的社會(huì)需求作為最基本的出發(fā)點(diǎn)來研發(fā)生產(chǎn)新產(chǎn)品。工業(yè)設(shè)計(jì)師和機(jī)械設(shè)計(jì)師的產(chǎn)品必須統(tǒng)一為一個(gè)整體，兩者要密切合作，不但滿足功能適合的產(chǎn)品，而且需要滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的外觀審美和時(shí)代潮流需求。脫離了統(tǒng)一目標(biāo)，工業(yè)設(shè)計(jì)師的產(chǎn)品僅能成為藝術(shù)品，機(jī)械工程師的產(chǎn)品將脫離時(shí)代需求，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中合理運(yùn)用工業(yè)設(shè)計(jì)，在工業(yè)設(shè)計(jì)中融合考慮機(jī)械設(shè)計(jì)要求，在提高產(chǎn)品性能質(zhì)量的同時(shí)，滿足人們的審美藝術(shù)需求，才能有效提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)創(chuàng)造更大價(jià)值。

4結(jié)語

工業(yè)設(shè)計(jì)的未來勢(shì)必與社會(huì)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和文化的發(fā)展緊密相連，后工業(yè)社會(huì)、人工智能、知識(shí)經(jīng)濟(jì)和多元文化并存將重繪人類設(shè)計(jì)的藍(lán)圖。在工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)中，產(chǎn)品的機(jī)械設(shè)計(jì)將與造型、功能、界面、人機(jī)交互等方面的設(shè)計(jì)走向統(tǒng)一融合，設(shè)計(jì)師與工程師進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新。隨著用戶需求的多樣化及大規(guī)模設(shè)計(jì)定制服務(wù)的發(fā)展，自然、社會(huì)、人文等多學(xué)科、跨學(xué)科交叉融合的系統(tǒng)設(shè)計(jì)必然會(huì)形成工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展的方向，未來的工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)將朝著多元路徑、互相滲透、新舊混搭、介入連接、服務(wù)轉(zhuǎn)化的方向發(fā)展。工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)在目前的大環(huán)境下需要與時(shí)俱進(jìn)，共同進(jìn)步，共同提高技術(shù)水平，在競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境中提升產(chǎn)品的質(zhì)量與實(shí)用性，最終向改革工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械制造的合作應(yīng)用方向邁進(jìn)。

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作者：胡孔祥 單位：域適都智能裝備有限公司上海分公司