产品结构设计范文

产品结构设计篇1

关键词：产品；结构；设计；要素

1产品的基本结构要素

在当今的产品设计中，形式、功能和技术被认为是产品构成的三大要素。产品的形式就是产品借以展现的样式、状态，主要是指产品的外观形态，产品形式本身就是作为产品功能的一种反映而存在，在产品设计这一极具创造力的活动中，功能是一件产品最重要的本质所在，任何产品之所以有价值就是因其功能的实现，没有功能的产品就不能称之为产品；技术是指实现产品的形式及实现产品功能的手段和方法。而与产品三要素息息相关的就是产品的结构设计，产品结构设计直接影响着产品的形式、功能和技术，合理的结构设计可以使产品的外观形态展示的更加完美，合理的结构设计可以使产品的功能更加合理，也可以使技术更加简单，所以结构设计是产品设计中的重要组成部分。

2产品结构的相关要素

产品设计的目的，就是要创造出既要满足功能价值也要满足审美价值的产品，在这两个要素中，功能是产品的本质，产品设计的首要目的就是实现其功能，而保证产品功能得以实现的，重要的就是结构。结构决定了产品的功能，结构也丰富着产品的形态。结构是设计别应该加以重视的环节。结构设计的巧妙与否与以下要素有关：

2.1产品结构与功能

a品的功能通过结构体现出来，结构的变化可能导致功能的变化，可以做一个形象的比喻，把结构系统比喻成产品功能实现的硬件，它是实现产品功能的前提，反映了设计对象是由哪些零部件构成以及如何构成的，各个零部件之间的相互关系。功能系统比喻成是产品功能实现的软件，是隐藏在结构系统之中，只有通过产品的使用才能体现出来。消费者在购买商品时，看到的是产品的结构以及由结构所确定的产品整体外形，真正需要的是产品的功能，是产品设计最本质、最核心的东西，是设计者和使用者最终追求的目标。产品的功能与结构相辅相成，不可缺少。设计师在设计产品时，不能一味追求产品的功能而忽略实现产品功能的结构，应考虑结构的可实珊性。

2.2产品结构与形态

产品的形态是指产品的形式与状态。产品的形态是以人的感受方式将产品的内在性能体现在人的知觉上，产品的形态处理是一种形式美的手段，产品形态上的处理本质上就是结构上的设计，产品的设计不仅要满足功能要求，而且还应考虑产品造型的美学价值，使之对人产生吸引力。从心理学角度看，人60%的决定取决于第一印象。技术产品的社会属性是商品，在买方市场的时代，为产品设计一个能吸引顾客的外观是一个重要的设计要求；同时造型美观的产品可使操作者减少因精力疲惫而产生的误操作。考虑造型时，应注意下述三个问题：（1）尺寸比例协调。在结构设计时，应注意保持外形轮廓各部分尺寸之间均匀协调的比例关系，应有意识地应用“黄金分割法“来确定尺寸，使产品造型更具美感。（2）形状简单统一。结构设计时，应使这些形状配合适当，基本形状应在视觉上平衡，接近对称又不完全对称的外形易产生倾倒的感觉；尽量减少形状和位置的变化，避免过分凌乱；改善加工工艺。（3）色彩、图案的支持和点缀。在机械产品表面涂漆，除具有防止腐蚀的功能外，还可增强视觉效果。恰当的色彩可使操作者眼睛的疲劳程度降低，并能提高对设备显示信息的辨别能力。

2.3产品结构与稳定性

所谓结构的稳定性就是指结构在荷载作用下维持其原有平衡形式的能力。结构的稳定性是结构设计的重要因素之一，只有结构稳定的产品才具有长期使用性。在产品结构设计时，应尽量遵循以下原则来增加产品的稳定性。（1）调整产品结构的形状，使产品支撑面增大，支撑面积越大产品越稳定，这就是课座椅腿经常外倾的原因，主要是为了增加其支撑面积，从而提高产品的稳定性。（2）调节产品重心的位置，在竖直方向，产品重心越低产品越稳定，在水平方向，产品重心越靠近产品中心产品越稳定，这也是不倒翁之所以不倒的原因，就是因为它的重心接近地面。同时在产品设计时，为了提高产品的稳定性，应尽量减少使用细长杆件。（3）尽量利用三角形框架或其他稳定性组合结构来增加产品稳定性。在我们生活中，有很多这样的例子，例如照相机托架展开后为多个三角形的组合体。

结构的稳定性在日常生活中有着广泛的应用，一方面人们利用稳定的结构抵抗外力、承受负载，另一方面又利用不稳定的结构实现某些功能。如在地震多发地区，人们将啤酒瓶之类的物体倒置在地上，利用这一不稳定的结构实现预报地震的功能。

2.4产品结构与强度

产品设计应满足强度要求，所谓强度就是指产品能抵抗外力的能力。要使产品具有符合要求的强度，就必须要考虑产品的选材、结构的形状及连接方式。（1）强度与材料有关。材料种类不同，其结构强度就不同。金属、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革构成的结构强度都不同，所以要根据产品的使用场合及受力情况进行合理选材。（2）强度与材料结构的形状有关。材料的截面形状不同，其结构强度也都不同。通常实心材料如果横面积相同，矩形材料边长方向的抗弯强度要比圆形材料高；而截面积不相同的空心材料要比实心材料的抗弯强度高，这就是自行车架通常用空心管材的原因，不但可以减少重量，还可以增加抗弯强度。（3）强度与构件之间的连接方式有关。构件之间的连接方式通常有活动链接和固定连接两种。机械连接、焊接、粘结属于固定连接；移动连接、转动连接属于活动连接。通常在做结构设计时，要避免连接处为产品受力处，以免加速产品损坏。在产品造型设计中，连接的目的就是为了将不同形态的构件衔接在一起，从而使产品能够发挥其功能，是产品的重要结构之一。在选择分割连接位置时，应尽力避免产品受力处，应选择在非受力点，从而增加产品的使用寿命，而能够达到同一种效果的连接的方式并不唯一，这就要求设计师根据产品特定的环境进行选择，在满足强度要求的前提下遵循的主要原则为以加工工艺简单、安装拆卸便利为原则。

2.5产品结构与受力

我们根据产品结构形式上的不同，可以将产品结构划分为实体结构、框架结构和壳体结构。所谓实体结构是指一般是实心的，特点是外力分布在整个体积中，能够承受比较大的力，这种结构可以应用在受力较大的场合，例如重工机器中。框架结构是指形态比较简单，主要由细长的构件组成，特点是支撑空间而不充满空间，主要承受水平或垂直方向的力。例如置物架等。这类产品因受放置物品的重力作用，需要加强两侧立板的强度。壳体结构：指层状的结构，能够巧妙地将外力分散到整个表面，根据这一特征，壳体类产品在选择加工材料时可以适当降低材料的厚度，目前塑料材质的壳体类应用较多。产品设计时应先分析产品的受力，根据其受力方式选择合适的结构。

3结语

产品结构设计篇2

Abstract： Product Structure Design is a professional core course of computer aided design and manufacture specialty. It needs high-skilled talents with innovative consciousness to know about some industrial product appearance design， and master internal structure design of products， and can transform the product appearance modeling to practical product. According to the goal， it explores the teaching content and teaching method of product structure design in practice.

关键词： 工业设计；结构设计；产品外观造型设计

Key words： industrial design；structure design；product appearance design

中图分类号：G640.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）34-0247-02

0 引言

“产品结构设计”是计算机辅助设计与制造专业的一门重要的必修课，同时也是计算机辅助设计与制造专业的核心课程，利用三维设计软件进行家电产品或电子产品的结构设计，有较强的专业性和实践性。目前，国内高职院校随着时代的发展相续开设计算机辅助设计与制造专业的课程，高职工科类工业设计与结构设计属于年轻的专业。专业建设需要时间的沉淀，产品设计类专业有很多问题急待解决，其中首要问题就是确立课程内容和改进教学方法。而核心课程《工业产品结构设计》就是必须解决的问题。

1 课程开发的思路

以工作过程为导向构建课程体系的开发设计思路是：依据地区经济规划大力发展先进制造业的要求和确定的职业岗位群，高职计算机辅助设计与制造专业学生的就业为导向，经过专业人才培养论证会的辩证，提取企业资深工程师和行业专家的宝贵意见，先分析其典型工作任务，得出完成典型工作任务对应的职业能力，并对专业所涵盖的产品设计能力进行研究分析，综合考量学生的知识接受能力，最终确定课程的工作任务和课程的项目模块。

2 教学目标

结构设计课程的开发要解决的最关键问题是培养结构设计人才需掌握哪些知识和技能，而当今社会企业对一个合格的产品结构设计人员有下列要求：①熟练一门三维设计软件和一门二维平面CAD软件。②对塑料模具和五金模具有一定的了解，包括模具各组成部分，以及塑料件和钣金件的设计规范。③塑料性能的认识。比如塑料的分类，注塑成型工艺的影响因素等。④塑料表面工艺了解，其中内容有磨砂、抛光、喷涂、烫印、电镀和覆膜等。⑤机械相关知识、机械制图，需掌握凸轮、曲柄摇杆等各种机构，熟悉绘图国家标准。⑥相应产品的生产装配工艺。⑦国内和国际在品质方面的安规相关知识，以及相应试验标准。

本课程的目标是使学生通过以工作过程为导向的项目实训，掌握结构设计所需的各种知识，具备分析和解决实际问题的能力。

3 教学方法

目前社会上的企业招聘时，用人单位往往优先挑选有工作经验的人才，而刚毕业的大学生由于缺乏工作经验，常常受到冷漠地对待，就业压力大。因此，提高学生的工作经验已经成为各大院校的当务之急。

以往本课程的授课内容与学习三维绘图软件的课程很类似，学生跟着老师一个零件接着一个零件地绘制，偏于注重学生“技”的训练，特别是仅强调计算机辅助软件的应用训练，而没有让学生具体地做一个项目，即从产品输入、结构设计与评审、模具评审与改模，直至项目结题的完整过程，使学生无法对产品设计有深刻的理解。因此，本课程将采用基于工作过程的项目教学法，选用一些典型的企业产品作为项目来源，立足于加强培养学生的实际动手操作能力，学生不仅需要掌握产品设计的能力，还要具体地管理项目，在实践中运用产品设计相关的各方面知识和必要的项目管理知识，使学生对产品结构设计有深刻的理解，掌握相应的产品设计经验，着重培养学生“先模仿，后创新”的能力。选取产品的绘制难度由易到难，所用的知识由浅到深。

本课程分两个阶段教学：第一阶段采用项目教学法，边讲边学边练。强调“教、学、做”相结合，灵活运用理论讲授、实践操作（演示）、讨论等多种教学形式。教师可以参考企业设计部门，把学生分成几个项目组，选出组长，并人为地设置一些障碍，使各组员互相帮忙，共同克服困难，推进项目的进程，培养学生的创新意识、职业能力和团队协作能力，使之养成良好的个人品格和行为习惯，从而提升职业道德和修养。第二阶段安排实训专周采用实训教学方式，让学生到合作企业的校外CAD实训室实践，并引用企业的产品案例作为实训的题目，在企业工程师的指导下，按企业的产品设计开发流程和方法进行实训，在实训过程中既将所学相关课程的知识应用到实际中，又进一步提高学生的工作能力、实践能力和专业技能，提高教学效果。

4 课程内容

为了体现基于工作过程为导向的课程思想，本课程根据产品结构设计的工作岗位、工作任务和实际运用中所应具备的各方面技能，从学习各类型设计特征到把握总体产品绘制，将总体项目进度分解为各个时间节点，确定各种具有代表性的产品为单元组织项目化课程内容。

本课程的前导课程主要是机械制图与测绘、机械工程材料、三维造型与工程图、模具设计、电器产品强制认证基础等，培养学生初步具备读图、计算机辅助二维和三维绘图、工业产品设计的能力，为本课程的学习奠定基础。

课程的主体内容包括：①钣金结构件可加工性设计规范；②注塑件材料特性、成型方法以及设计技巧；③连接结构：a.固定连接结构；b.活动连接结构；④电路板安装结构；⑤编写项目进度表和项目任务书；⑥结构设计方案评审；⑦编写改模方案表；⑧绘制工程图；等等。

5 教学评价

本课程采用过程评价与结果评价相结合的方法，以及企业对学生能力的评价来综合评价学生的成绩。总成绩由三部分组成：平时成绩占总成绩的比例为10%，期末考试成绩占50%，实训成绩占40%。

注重考核学生在项目进程中动手能力和分析问题、解决问题的能力，对于在设计中有创新意识的学生，尤其是在创新设计大赛获奖或其设计作品被企业采纳的学生予以特别的鼓励，可考虑折合成相应的学分，做到全面综合评价学生的能力。

6 课程资源的开发

身为产品结构设计师，不仅必须掌握至少一种三维造型软件，而且需要具有广泛的专业背景和理论基础，包括工程材料的知识、机构设计、塑料件和钣金件的设计要点，相关模具的特点，以及国内外产品行业安全标准等等。虽然国内有多所高职院校开设了《工业产品结构设计》课程，但都是各自为营，教学内容和使用教材常常大相径庭。综观国内关于产品结构设计的教材，大概分为两个极端，要么是大而泛，即牵涉的范围太广，而没有侧重点，看似内容挺多，其实真正实用的很少；要么就是讲解的内容偏窄，比如仅提到了塑料件和塑料模具，而没有提及钣金件、新材料的运用，更没有材料表面处理的说明。由此可见，目前在产品结构设计课程领域，专业针对性强的教材稀缺。

本课程从实战出发，整理产品结构设计相关的各种材料，融入企业的实际工作经验，充分考量学生的实际能力，制作出实用课件、实训指导书和整个产品绘制过程的教学视频，创建学生作品数据库，汇集国内外优秀结构设计作品，并经过两个学年的不断修订，最终开发出符合当前企业需求和学校情况的教材。

7 总结

本课程适用于工科类计算机辅助设计与制造专业，亦可作为所有与产品结构设计相关专业的课程内容选用，相信本课程的探索与实践必将有利于高职院校计算机辅助设计与制造专业的人才培养。

参考文献：

[1]虞凯，路海萍.中国高职教育课程模式现状及其发展走向[J].学理论，2011（35）.

[2]陈青云.高职院校工业设计人才的培养模式探讨[J].技术与市场，2009（10）.

[3]许弢.高职院校课程改革的主体探析[J].武汉商业服务学院学报，2011（1）.

[4]盖海红，秦学武.浅谈高职院校的改革创新[J].教育与职业，2005（2）.

[5]徐向明.高职院校的产品设计课程[J].番禺职业技术学院学报，2005（1）.

[6]林路.高职院校人才培养模式的创新[J].中国大学生就业，2006（10）.

产品结构设计篇3

在少数几个待选方案中进行比较分析，寻找最优方案的技术称为优化设计。与传统的机械产品设计相比，它既不需要参考通过估算、经验定义出的同类产品基本结构，与检查各性能指标是否满足设计要求。更不需要人工试凑类比与分析，这样可以大幅度的缩短设计周期。因此，优化设计是现代设计方法的重要内容之一。为了提高产品的竞争力，缩短开发周期，CAE以及优化方法已经频繁的引入到产品的设计，生产的各个环节。特别是综合运用拓扑优化和尺寸优化可以协助设计员在设计全新产品时，即使没有参照物也能设计出满足要求的产品。

2结构优化的方法与分层

由研究对象、约束对象、变量、目标函数与最佳策略的要求不同，我们便可衍生出不同结构的优化方法。根据优化目标的深浅可将优化分为尺寸优化、形状优化、拓扑优化，三个不同层次的优化方法，它们的难度依次加大，与此同时它们收益也相应的提高。

2.1尺寸优化

原有组件的结构形状与拓扑结构不变的同时，通过分析重组设计变量，进而寻找出最好的性能组合关系的优化方法。

2.2形状优化

保证设计域内拓扑关系不变，从而求得结构的边界，并且用这些边界组成的新结构能达到理想的几何形状，同时能表现出某种性能的最佳状态，这种方法称为形状优化设计。

2.3拓扑优化

连续体结构拓扑优化和离散结构的拓扑优化组成结构拓扑优化。孔洞数目、形状分布的优化，结构边界形状的优化均称为连续体结构拓扑优；确定各给定节点位置的最佳联结关系的优化，称为拓扑优化。

3结构优化设计的过程及一般步骤

3.1目标函数

怎样减小变形和应力是机械设计中的最关心的因素，我们可定义其目标函数为极小化变形或应力。由此可以知道，依据设计中最关注的因素是我们来确定目标函数。

3.2设计变量

设计变量是指参与结构优化设计的所有参数。在工程优化设计时，通常所用的设计变量有表征结构外型的几何参数和物理参数两大类。例如：板的长、宽、高尺寸，圆孔半径、材料的弹性模量、密度、屈服极限、安全系数等。

3.3约束条件

约束条件是指在迭代计算中，优化过程的设计变量要受到某些限制的条件。例如装配位置的限制条件，确保运动可能性的极值条件等，这些条件均可称为约束。

3.4选择优化方法并分析评估

现在解决机械优化设计的方法很多，但一种普遍适用的有效方法却是少之又少。因为机械优化设计解决的主要问题是约束的非线性规划问题，因此必须具体问题具体分析，从中选择优化方法，并对优化计算结果进行分析评估。

4产品设计的优化应用分析

4.1支承结构拓扑优化的应用

在一个原本模糊的形状，底部不动，里面有受力圆孔的支承结构中，拓扑形状分别取不同材料减少率为60%，80%时所形成的模型。在优化过程中连续减重，材料减少率达80%时，能清晰加强筋的脉络。根据结构上的分杈可设计出带有加强筋的新概念模型。根据拓扑优化结果设计支撑结构的变形和应力分布。

4.2拓扑优化分析

当前，优化分析功能是大多数有限元分析软件所具备的。设计变量（DV）、状态变量（SV）和目标函数（OBJ），CAE优化模块均可定义，但它却只能设定一个目标函数，其它需要优化的目标只有通过定义状态变量的方式来实现。定义多个设计变量和状态变量在分析课题中比比皆是，设计变量也称自变量，通过改变设计变量的数值来取得优化结果，设计变量的函数有状态变量和目标函数。

例如结构的长宽高尺寸，筋板厚度等定义为设计变量，结构变形和应力随设计变量的变化而变化，为设计变量的函数，可以定义为状态变量，使结构重量极小化定义为目标函数。设计变量，状态变量和目标函数组成优化变量。这些变量在多数的分析软件中，都是由用户定义的参数来指定。用户必须指出在参数集中的设计变量，状态变量和目标函数。满足所有给定的约束条件（设计变量的约束和状态变量的约束）的设计才能称得上是合理的设计。假如其中任一约束条件不被满足，设计就是不合理的。既满足所有的约束条件又能达到最小目标函数值的设计才能算优设计。

5机械产品设计中结构优化技术的应用

5.1机床横梁的最佳截面设计

桥式高速数控龙门铣床是在国内推出的新一代航空制造装备，其中横梁是很关键的结构，设计水平的好坏直接影响整个设备性能，对于横梁的优化主要从两方面考虑：（1）在不增加重量的前提下，使横梁上的最大变形极小化，提高横梁的静刚度；（2）优化中初阶固有频率不小于设定值，提高横梁的动刚度。

5.2机床横梁的布筋优化

原始横梁是某机械公司采用的结构，如图1所示。优化设计横梁采用了筋格的拓扑优化结果，但筋格由于太复杂，加工制造非常不利，因此从加工方面考虑这种方案采用的可能性不大，如图2所示。

6结语

产品结构设计篇4

【关键词】空调结构设计；产品性能；影响

0 前言

随着时代的发展，与温室效应的逐渐加剧，人们逐渐认识到了环保的重要性，为了满足市场的需求，各行各业都对产品进行了调整，研发出许多更加环保、更加符合人们实际需求的产品，空调也不例外。空调的设计人员对空调的内部结构进行了重新的设计，希望能够提高产品的性能，减少空调在使用中造成的能源的消耗，增大能源的利用效率，并且降低空调在使用中对大气和生态环境的影响，促进空调的发展。

1 优化空调性能的重要性

当前空调是人们日常生活中使用的较为常见的家用电器之一，与电脑、电视、洗衣机、电冰箱等共同的组成了人们常用的家庭电器，但是，在如此多种类的家庭常用电器中，空调在使用中产生的能源消耗和对生态环境的影响是最大的。空调在制作中会使用一种较为活泼的非金属元素氟，氟的使用会对地球外层覆盖的臭氧层造成破坏，导致臭氧空洞的出现，而臭氧层的存在的最主要的作用就是隔绝阳光中的紫外线，避免紫外线直射到地球表面，对人体造成伤害，一旦臭氧层出现空洞，就会导致紫外线直射地表，紫外线具有很强的杀菌消毒和辐射的作用，如果将人体将皮肤直接暴露在紫外线的照射下，就会导致紫外线出现红肿、皱纹、色素沉积，对表皮细胞造成伤害，甚至破坏人体的免疫系统，目前由于空调的大量的使用，已经导致臭氧空洞的出现，并且有逐渐扩张的趋势，如果不能够较少氟向空气中的排放量，臭氧空洞的面积将会逐渐的加大，对人体的危害也会逐渐的增大。

此外，目前人们使用能源大都是煤炭资源燃烧释放的热量、石油和天然气的燃烧或者电能，但是，这些能源都是不可再生的能源，一旦地球储存的不可再生资源耗尽，人类将会遇到前所未有的危机，随着经济的发展，能源危机也越来越明显，如果人们不能够减少在日常生活中造成的能源消耗，尽快研发新能源，那么在未来的某一天地球的能源将会枯竭。而空调在使用中所造成的能源消耗数目极大，为了减少空调使用中造成的能源消耗，就必须对空调的性能进行优化，改善空调的内部结构，增加空调对能源的使用效率，使空调的性能更加符合市场的需求。

2 空调各组成部分的优化

2.1 空调换热器的优化

换热器是空调中发挥作用的主要的结构之一，想要对空调的内部结构进行优化，提高空调对能源的利用效率，就要对空调换热器进行优化。换热器和压缩机是空调中的最重要的组成部分，也是消耗能源最多的部分，因此，在对空调的结构设计进行优化的时候可以选择使用更大的换热器替换当前的换热器。增大换热器能够促进空调对周围环境的温度的调节，减少在空调使用中的能源消耗，但是，在对空调换热器进行优化时，不能够只是更换换热器，需要全面的考虑问题，如果只是一味的增大换热器，就会增加空调的生产成本，导致空调的市场价格上升。虽然我国经过改革开放之后，我国的经济得到了迅速的发展，人们的生活水平得到了很大的改善，可是，我国的人们的生活水平也仅仅是达到了小康社会，而且还有许多的人们的生活水平还没有到达小康社会，在生活消费越来越高的今天，如果，大幅度的提高空调的价格将会导致许多的家庭不能够承担如此高的消费。而且在高能效比的空调设备系统的选配工作中，过分增大空调器的换热器，不但增加了空调设备的成本，还导致空调设备的制冷剂量过多地超过压缩机的最大值，从而使得空调压缩机出现启动故障以及能效比和制冷能力都下降的问题。因此，在进行空调系统选配工作中，需要兼顾空调系统的能效比和成本，应当根据理论计算后进行多次实验，确定最佳的换热器配置，这是优化空调结构设计，提高空调性能的关键措施[1]。

2.2 空调压缩机的优化

压缩机和换热器都是空调中的重要的组成部分，而压缩机在空调中的作用比换热器还要重要，在空调的各个组成中，压缩机是空调的核心技术，压缩机的性能关系着整个空调的性能，并且起着决定性的作用，对空调的压缩机进行优化，能够有效地提高空调的节能效果。目前在一般家庭中使用的空调中使用的压缩机是旋转式压缩机，旋转式压缩机都有额定的制冷量，额定制冷量规定了空调在使用时旋转式压缩机所能够制冷的数量，当旋转式压缩机的额定制冷量太大时，用于运行的能耗相应增加，整个空调设备的能效比就会下降；如果旋转式压缩机的额定制冷量太小时，制冷系统的冷量就会出现一定的损失，导致整个空调设备的冷量减少，达不到设备的标准要求。压缩机的能效比关系着整个空调设备的节能效果，是空调节能的重要参数，相同的制冷量，能效比高的压缩机的功耗就比能效比低的压缩机要小，提高压缩机的能效比，能够有效地提高整个空调设备的能效比。但是，在对压缩机进行优化的过程中与换热器的优化一样，要同时兼顾成本与性能，才能够促进空调的发展[2]。

3 送风方式对空调性能的影响

3.1 置换通风

空调的使用除了能够改善周围的环境温度，还能够更换室内的空气，保证室内的空气清新，使人们身心愉悦，更好的进行工作。目前在空调的结构设计中主要有三种通风方式，置换通风就是其中一种送风方式。置换通风是将新鲜的气流从散热器中释放出来，由于新鲜的空气中没有污浊的污染物质，质量较轻，因此，新鲜空气会从室内的下部逐渐上浮到屋顶，而在上浮的过程中，新鲜空气就会经过人们的呼吸作用变成污浊的空气，所以散热器的位置需要安装在室内的下部，才能够保证通风过程的顺利进行。

3.2 工位送风

工位送风是一种比较特殊的送风方式，包括设备通风、区域通风和人员自调节三个部分。工位送风方式是指将送风口安装在人的呼吸区，通过软管等管道将送风口与地板下的送风装置相连，送风口的位置可以根据人们的需要而改变，并且还可以更具实际的需求调节送风口所送出的气流的流速、流量、流向以及温度，使其更加符合人们的需求，工位送风在写字楼的办公区使用的较多。

3.3 地板送风

地板送风的工作方式与置换通风差不多，都是将气流从室内的地板下释放进室内，在气流从底部向顶部上升时，就会自然自然的将空气中过多的水汽和热量带走，并从屋顶的通风口排出，达到置换空气的效果，这种送风方式适合在人口较为密集的大型商场等地方使用。

4 结语

综上所述，空调的结构设计优化对提高产品的性能有很大的影响，空调结构设计的优化能够减少空调在使用中造成的能源消耗，增大能源的使用效率，是保护环境的重要举措。

【参考文献】

[1]唐颖，陈海军，崔群，陈修军，杨奇，姚虎卿.凹土-氯化钙复合吸附剂吸水速率和模拟制冷性能探讨[C]//第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集（下）.2012.

产品结构设计篇5

【关键词】商品;商品结构;生产系统

引言

我们生活在无所不在的审美文化中已是一个无需多言的事实。今天,美学设计文化几乎进入和内化到整个人类的生活中。由于商品在全球范围内的流通和广泛的竞争,使得同类产品之间的差异的凸显不只是技术含量和商品的实用品质,更重要的是附着在该产品上的文化内涵,文化情调,生活情趣等文化因子,这些潜在的因子成为了商品获得认同和交换价值获得实现的主导性因素。

一关于商品

马克思在《资本论》中写道“要想弄清商品的概念,重要的不是了解商品的特定内容和具体目的,而是要了解成为商品之前,或者说在成为交换价值的载体之前,通过某种有用性,物品满足了 既定的社会需求,这才是商品意义之所在”现行的关于商品的通行理解,基本上没有逃脱马克思这段话的范畴。很显然,在以上的理解中,都认为商品的属性就是价值和使用价值,强调的是商品的效用原则。或者说,关注的都是商品的功能性逻辑。按波德里亚的观点,皆是从商品的”原始品质“角度来理解的商品。在这个意义上,我们对商品的消费,就是对使用价值的购买。

中国自20世纪90年代以来的总体性全局性的社会变更可谓是消费社会的转型。在这样的背景下,消费关系成为生存关系的基础性纬度。但是前面所说的对使用价值的购买,人和物发生的关系,在波氏那里,却不是消费关系。他认为“物要成为消费品必须要成为符号”。因为在消费社会里,商品皆有编码。所以在《物体系》一书中,波氏将商品分为两个基本层面来研究。前文所说成为使用功能承载的原始品质,仅为其中一个层面。另一个层面,就是商品的符号形式层面,即商品间相互区分的社会呈现方式及其符号编码。这个编码指向一个社会的身份,等级划分。当编码完成后,商品的性质就发生了一种变化,商品就变成了一个能指,一种符号,成了指向一个抽象社会等级秩序社会位置的符号。在这种情况下,我们使用商品就不仅是在使用其使用价值,而是转换成了对代表社会身份的符号意义的占有和享用。所以,在《符号政治经济学批判》中,波氏从”需求的意识形态生成“假定了商品的四个不同的价值逻辑:使用价值的功能性逻辑--效用原则;交换价值的经济逻辑--等价原则:符号价值的差异性逻辑--差异原则:象征交换的逻辑--矛盾原则。 波德里亚认为物(商品)是一种编码,一种仅仅以它的纯粹符号性质差异来编码,而不指涉商品的物质性也颇受质疑。对此,吴兴明先生指出,“物品符号永远不能改写成纯粹的符码,在总体上它只能以其物质性为基础来编码,而不能变成纯粹的能指。物作为社会财富的物质性凝结是它在消费社会中能够拥有地位的含义,并转换为能指的根据和原因。” 因此,当波德里亚武断的说”消费物的差异,而不消费它的物质性“的时候,就已经把物割裂了。相似的观点,也可在其他学者的表述中看到。蒋荣昌曾站在广义符号学角度,认为“商品在传统意义上既是某种商品,又在消费社会的符号化逻辑体系里可能是任何东西--能够标志某种等级区分并随着这种区分的相对变化而变化的任何东西。” 在这里,他也没有割裂商品的物质性。

二商品结构

在市场营销学意义上,商品结构是指符合公司市场定位及商圈顾客需要的商品组合。或者说,是零售行业在一定的经营范围内,按一定的标志将商品划分成若干类别和项目,并确定各类别和项目在商品中的比例。

但在文化设计领域内,谈论商品结构,并非上述情况,而应该从商品自身的结构来理解。此处,即文化设计过程中,商品并未处于流通领域或交换过程中。用商品的概念不够准确,或许产品一词更好,但为了整体上论述的一致,仍用商品这个术语。

在这里,我们把商品在物质技术层面的结构分为四种:一是材质,即构成商品的原材料,如金属,塑料,木质,纸质等;二是形式,包括商品形状,样态,所用技术等;三是外观,如商品所呈现的色彩,包装等;四是功能,包括商品的实用性,实用范围等。

在文化美学层面上,吴兴明先生提到”一个商品的美学设计主要有三个要素,命名,形象设计,情调或品味感。” 循此思路,我认为在文化设计上,商品结构包含三个主要方面:名,指商品的名称,带有一定的文化指向,让人产生联想的能指 符号。形,在物质技术层面上的形式和外观上给与美学修饰的外在形象。意,具有生活情调,价值品味,能显示商品使用者的社会等级,社会位置的内在文化意蕴。

三生产系统

生产系统,实际上是经济管理领域内的一个概念。系统就是有许多互相关联的个体或单元所组成的复合体。所以,在经济领域,生产系统可理解为由各种投入因素,生产转变过程以及各种效用的产出所组成的整体。当然,在文化设计领域内,对生产系统的理解,既要考虑商品的意义设计,符号,形象,显示的是生产过程中涉及到的系列环节。美学设计是一个巨大的系统工程,所有现行理论都不足以对其进行系统描述。事实上,现代审美消费品的生产是社会各部门协作的产物。从市场调查,投资,制作协调,规模复制到市场推广,销售形成了一个巨大的产业链。在描述其生产系统的时候,没办法从各产业里抽取出独立的文化设计因素。但在文化设计的实际操作范围内,我们可以尝试作出如下推导:文化设计涉及到的是商品的非工艺部分,主要是市场动员和营销环节。在美学设计中,主要有四个环节。在文化设计领域,也无法脱离这四个主要方面:一是产品的包装环节,包含产品形态,品牌意义设计等。二是媒体广告环节,包含广告语,图像的设计 ,消费潮流引导等;三是销售场景设计,涉及购物环境,陈列展示服务特色等内容;四是推广活动中的媒体,发展战略等方面。这四个方面不是循序渐进,或遵循一定的先后顺序,而是处于平行位置,且相互渗透,共同组成文化设计的整个生产系统。同时,在整个系统中,产品必须要凸显或着力向社会展示那个商品或商品系列的意蕴。

四 结语

总之,从商品到商品结构,再到其生产系统,在文化设计领域内,都主要指向商品的形上层面,重点在文化意义,而非传统的日常理解。

参考文献

[1]张辉,《,审美现代性批判》[M],北京大学出版社1999年

[2]蒋荣昌,《消费社会的文学文本》[M],四川大学出版社2004

[3](法)波德里亚著《消费社会[M]》,刘成富,全志刚译,南京大学出版社2009

产品结构设计篇6

关键词：金融创新 现金共享 产品设计

中图分类号：F830.4 文献标识码：B文章编号：1006-1770(2007)02-055-04

引言

若干法人企业之间特别是同一集团内企业法人之间，有的企业现金（指金融机构账户内的活期存款，下同）富余，有的企业现金短缺，它们希望组成一个法人间的联合体，以模拟内源融资的方式相互调剂成员间的现金余缺，以期降低整个联合体内各成员的融资成本或提高各成员富余资金的收益。这一目标可以通过两种方式达到：一是企业之间直接相互调剂现金；二是通过金融中介机构提供的法人企业之间现金共享结构产品调剂现金。然而，我国法律不允许企业之间的直接借贷，法人企业之间共享现金资源的惟一途径是通过金融中介机构以委托贷款的方式运作。目前，国内外商业银行普遍提供法人企业之间现金共享结构产品（或现金池产品，基于委托贷款的集团资金管理解决方案）帮助联合体解决上述问题，然而国内商业银行提供的法人企业之间现金共享结构产品需要做一些合规性完善，本文拟就此作一些规范性探讨。

一、欧美银行集团现金管理的基本模式

在集团内部共享和配置现金资源是集团现金管理的核心内容。在欧美国家，通行的现金集中管理模式主要有现金汇集、现金池和净额清算三种。

1、现金汇集是指集团成员企业的现金直接转移到一个真实的现金汇集账户，该账户由集团总部控制，成员企业账户保持零余额或目标余额，成员企业对外支付如资金不足，可实时从现金汇集账户获得资金。

2、现金池是指成员企业账户资金在不实际转移的情况下，实现集团内资金共享彼此的现金资源。

3、净额清算是指集团内各企业之间的现金交易不实时结算，而是定时扎差后在成员企业间划拨资金。

上述三种模式有一个共同的前提，即法律允许集团内部法人企业之间相互直接提供资金融资，不禁止企业之间的自由借贷，即法人企业之间非贸易结算项下的资金自由划拨。

集团现金管理是国际先进银行成熟的产品，由于各国具体法律有差异，我国商业银行显然不能照搬西方模式，在借鉴西方模式设计符合我国国情的法人之间现金池业务模式时，需要结合我国法律规定和客户需求进行本土化改造，以提高产品和服务的合规性。

二、我国法律对法人企业之间现金共享的规定

1、企业法人之间的直接借贷被禁止，但允许通过中介借贷

我国法律规定，不同法人实体账户间资金的真实（物理）转移，如果没有贸易结算背景，就会形成公司间贷款。而在我国，法律明文禁止法人企业之间直接相互提供资金融通，即禁止公司之间借贷。中国人民银行《贷款通则》第六十一条规定：“企业之间不得违反国家规定办理借款或者变相借贷融资业务。” 最高人民法院《关于对企业借贷合同借款方逾期不归还借款应如何处理问题的批复》明确规定：“企业借贷合同违反有关金融法规，属无效合同。”

由此可见，我国禁止企业之间非贸易结算项下的资金自由流动，企业之间要合法地从事借贷活动只通过金融中介机构以委托贷款的方式操作。即便是采用委托贷款方式，法律也有限制，如证监会《关于规范上市公司与关联方资金往来及上市公司对外担保若干问题的通知》，禁止国内上市公司向控股股东及其他关联方通过委托贷款方式提供资金。

2、金融中介机构可开办委托贷款业务

我国法律允许法人企业之间通过金融机构间接相互提供资金融通。《商业银行法》委托贷款属商业银行经营范围之内的业务，中国人民银行《关于商业银行开办委托贷款业务有关问题的通知》进一步明确商业银行可以开办委托贷款业务，其对委托贷款的定义与《贷款通则》一致；《企业集团财务公司管理办法》允许财务公司办理集团内企业之间的委托贷款。

3、委托贷款基本规定

《贷款通则》第7条规定：“委托贷款系指由政府部门、企事业单位及个人等委托人提供资金，由贷款人（即受托人）根据委托人确定的贷款对象、用途、金额期限、利率等代为发放、监督使用并协助收回的贷款。贷款人（受托人）只收取手续费，不承担贷款风险。”简而言之，委托贷款是指一方委托第三方（商业银行、财务公司等中介）向另一方发放贷款并管理贷款，贷款中介不承担贷款损失风险，只负责按照委托人所指定的对象或投向、规定的用途和范围及双方商妥的条件（金额、期限、利率等）代为发放、监督使用并协助收回贷款。委托贷款应遵循以下基本原则，这些原则也是商业银行提供基于委托贷款的集团现金集中管理产品应遵守的：

一是委托贷款实行基金制，先有委托存款，后发放委托贷款。

二是委托贷款余额不得超过委托存款余额，银行不垫款，不承担风险。

三是银行不对委托存款计息，委托贷款利率由借贷双方确定，银行只收取中介服务费用。

四是委托方存款的资金必须自有，企业借入资金（包括银行透支）不能用于向其他法人企业发放委托贷款。

4、委托贷款具体模式

按照参与委托贷款的资金提供方和资金需求方的数量匹配关系，委托贷款可分以下四种具体形式：一是“一对一”，即只有一个资金提供者和一个资金借入者；二是“一对多”，一个企业为多个企业提供资金；三是“多对一”，多个资金富余者为同一个需求者提供资金；四是“多对多”，即多个企业为多个企业提供资金。四种模式均可为法人企业之间通过委托贷款相互共享现金资源提供解决方案，其中多对多模式最为复杂，可以简化为其他三种模式，其能满足具有以下特征的法人企业之间现金共享需求：一是成员企业在三个以上；二是在不同时点，成员企业既可能是资金提供者又可能是资金需求者。

综上，在我国现行法律框架下，法律禁止法人之间的直接借贷，法人企业之间的资金融通只有通过商业银行、财务公司等金融机构以委托贷款模式操作。这一点在监管部门给各商业银行开展现金池业务的批复中得到确认。2005年10月，国家外汇管理局《关于推动浦东新区跨国公司外汇管理改革试点有关问题的批复》中的九项外汇管理措施，其中第一条就明确了跨国公司可以使用委托贷款结构在中国运作本地外币现金池。目前，以下实现集团内各企业资金集中管理的方式有待得到法律的支持：

一是在法人成员之间建立名义现金池或虚拟现金池，即成员资金盈余账户和透支账户合并计息。目前，法律没有必要禁止法人公司透支账户与其非法人子分公司盈余账户合并计息，因为子分公司可不受限制地将资金转入总公司账户。

二是通过法人企业之间的协议转账实现集团成员企业资金的归集和管理。法人公司与其非法人子分公司之间以协议转账的方式集中资金没有法律障碍。

三是双重公司直接借贷的现金池模式。双重直接借贷是指法人关联公司通过银行直接将富余资金划拨到母公司或财务公司的账户（即主账户或现金池账户），再从该汇集账户将资金划拨到缺乏资金的法人关联公司账户。两笔账款划拨，似乎都以银行为中介，其实这两笔交易仅为一般支付交易，并不符合委托贷款的原则，实质上是两笔公司借贷。如果不属于公司借贷的话，那么主账户的资金来源于各家成员企业，似乎应由各成员企业所共有，这在法律上是难以成立的。如果说是两笔委托贷款的话，这又违背了不能使用借入的贷款发放委托贷款的原则，况且印花税、利息收入营业税、委托贷款手续费需要交纳两次，显然没有经济上的合理性，更无法律依据。

三、基于委托贷款的集团企业现金池产品结构的设计

随着集团企业现金集约化管理趋势的增强，不少企业集团需要具有"现金池"概念的高端现金管理产品，其目的是实现同一集团法人企业之间资金的可视性流动和共享成员之间的现金资源。建立一个基于委托贷款的法人企业之间现金共享结构，可以从以下方面优化集团企业流动性管理：一是在集团公司层面管理和控制各成员企业现金资源、并确保满足整个集团的流动资金需要；二是变外源融资为内源融资，调剂各成员企业资金余缺，降低成员企业借入资金成本，特别是增强集团对银行授信的议价能力；三是在保证流动性的前提下，将闲置资金投向较高回报的短期投资。简而言之，集团整体可实现从三高（高存款、高贷款、高成本）向三低（低存款、低贷款、低成本）的财务目标，集团各成员企业也从中受益。

现金池的灵魂是委托贷款，简单的现金池可采用“一对一”、 “一对多”、“多对一”委托贷款的方式，复杂的现金池则应采用“多对多”的模式，即将所有成员企业的委托存款汇集成一个观念上的“委托贷款基金”或“现金池”，任一成员在需要时均可按“先还款后放款，先借先还”的原则，向现金池中提供委托贷款基金或借入委托贷款。“多对多”现金池有多种划分方式，根据提供委托贷款的中介不同，可分为以银行为中介的现金池和以财务公司为中介的现金池；按成员企业结算账户的余额设定，可以将现金池划分为零余额账户现金池、目标余额现金池账户。

（一）以银行为委托贷款中介的现金池设计。采用多对多的委托贷款方式，

模型如下：

1、关于账户开立。集团各成员企业均需在现金池服务提供银行开立结算账户、委托存款账户和委托贷款账户，其中结算账户为法人透支账户，具体透支额度可由银行对各家成员企业逐个单独授信，也可由集团核心企业统一申请和担保的集团授信并由核心企业将授信额度分配给各成员企业，授信提款可采用法人账户隔夜透支的方式，也可采用发放一笔流动资金贷款的方式。

2、关于资金在账户间的流动。集团企业和法人关联公司的账户超过目标余额的部分，首先归还最早借入的委托贷款，其次划拨到委托存款账户。如果出现导致现金池中的汇总委托存款余额小于汇总委托贷款余额的借入委托贷款请求，委托存款余额小于委托贷款余额的部分形成资金需求企业的账户透支。值得注意的是我国仍实行外汇管制，法人外汇账户是否允许隔夜透支（或日间透支）的政策仍不明朗。因此，遇到这种情况，合规的做法是在法人企业的授信额度内由银行自动发放一笔随时可以提取和归还的金额等于请求支付金额的流动资金贷款，转入头寸不足的企业账户用于实时支付。

3、关于集团财务公司的角色。集团财务公司可作为一个成员企业的角色出现，并代表集团各成员企业与银行沟通。委托存款虚拟汇总账户余额大于委托贷款汇总余额的部分或存差，可用于隔夜投资。当经常性出现委托存款虚拟汇总账户余额大于委托贷款余额，其差额中部分稳定的余额，牵头企业可以代表集团成员投资于定期存款、通知存款、协议存款，或投资于国债市场、货币市场、基金市场，或向其他企业发放委托贷款。

（二）以企业集团财务公司为委托贷款中介的现金池。

其模式与以银行为委托贷款中介的现金池一致。由于财务公司支付中介的局限，财务公司一般需要选择一家银行作为结算，其成员企业也需要在银行开户与集团之外的其他企业进行结算。

1、关于银行的角色。银行为财务公司提供现金池结算服务，此时银行并不是以委托贷款中介出现，而是以支付结算中介和/或现金池软件供应商的身份出现。由于委托贷款由财务公司处理，集团内的法人公司将富余资金划到在财务公司开立的委托存款专户账户，需要资金的企业在委托存款大于委托贷款的金额内借入委托贷款，银行按照财务公司和成员企业的指令划拨款项。

2、关于账户透支。如企业借入的委托贷款不足支付请求的部分，可由财务公司提供透支服务，也可通过银行或财务公司提供流动资金贷款解决。

（三）零余额账户现金池。

成员企业的结算账户日终保持零余额，账户内的资金优先用于归还借入的委托贷款后，全部实时划入委托存款科目。资金需要支付时，实时从委托存款账户中提取，如本单位委托存款账户中不足支付，需要从其他成员企业借入委托贷款；如集团委托贷款基金与委托贷款持平，则企业被迫透支，而且可能隔夜。这种模式导致企业结算账户与委托存款账户之间的资金往来频繁，需要银行或中介机构提供法人账户日间和隔夜透支功能，对信息技术的要求高。

（四）目标余额账户现金池。

成员企业的结算账户日终保持在零与目标余额之间，其他与零余额账户现金池模式相同。

（五）四种模式评价。

按中介和账户余额两个维度同时划分，现金池可分为以商业银行为中介零余额账户现金池、以商业银行为中介目标余额账户现金池、以财务公司为中介零余额账户现金池、以财务公司为中介目标余额账户现金池。

1、零余额账户现金池与目标余额账户现金池的比较。现金池中成员结算账户的余额设定，对节约委托贷款交易成本和特别是减少税务支出非常重要。为了满足目标余额要求，发生借入委托贷款的频率较零余额账户现金池模式高，单个企业需要付出的手续费、印花税、利息和利息营业税较多。在零余额模式下，集中的委托贷款基金比目标余额账户现金池模式多，可充分利用集团现金资源。除内部发放委托贷款外，现金池牵头企业可以代表成员企业对外发放委托贷款或进行其他方式的投资理财。因此，相比而言，零余额模式收益较高，比较节约税费。

2、以银行为中介与以财务公司为中介的现金池的比较。对金融中介机构的选择，也就是对现金池服务提供商的选择。以财务公司为中介的现金池，离不开结算银行为其提供现金池支付结算服务，从流程和效率上看，银行比财务公司具有优势。

3、结论。以商业银行为中介零余额账户现金池为最优模式、以商业银行为中介目标余额账户现金池为次优模式、以财务公司为中介零余额账户现金池效率一般、以财务公司为中介目标余额账户现金池效率较低。这是在现金池服务市场中银行占据绝对份额市场的原因。

商业银行中介

财务公司中介

零余额账户

最优模式

效率一般

目标余额账户　次优模式

效率较低

四、集团企业建立委贷现金池模式的建议

据调查，无论是跨国公司还是国内集团企业普遍希望应用国外比较流行的高级现金管理模式，但又担心由于我国法规的具体规定，照搬国外模式可能要承担政策风险。作为现金管理服务提供商的商业银行需要保持其在监管当局评价中的合规性形象，只能在法律允许的范围包括在监管当局批准或许可的范围内提供现金池服务。

1、对银行的选择。所有现金池成员企业必须在一家银行开设账户，必须考虑到机构网点与成员单位在地域上的匹配程度，银行现金池服务系统和技术平台性能的稳定性、自动化程度、支付结算能力及授信服务支持能力。

2、牵头企业的产生。集团企业可以选择任何一个成员企业作为现金池的牵头企业，负责与银行的谈判，但一般选择在集团企业中具有对集团资金进行协调管理和控制能力的公司，例如集团财务公司、集团核心企业或者资金最为充裕的成员企业。

3、成员企业账户余额的设置。虽然零余额是最理想的账户余额选择，但在实际中对银行技术要求高、操作成本高，一般而言采用混合账户余额现金池模式较佳，即有的成员为零余额，有的成员为目标余额，成员企业可根据需要定期要求设置账户余额。

4、现金池委托贷款协议的签订。该协议为多方协议，应妥善安排纳税事宜，企业集团牵头企业应协助现金池服务提供银行与每家现金池成员企业逐个签订。

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产品结构设计篇7

【关键字】创新设计；机械结构；应用

机械产品设计的核心在于产品功能的创新性性以及多样化，进而才能够满足人们对于机械设备的应用需求，这就要求机械产品中必须展示其独特性以及创新性，进而才能够促使机械产品获得较为广阔的市场空间。结构设计是机械产品设计中的重要环节，是将机械理论变成实际的产品设计图纸的过程结构设计不仅需要考虑到机械产品的材料构成、尺寸大小、表面处理工艺以及表面粗糙度等等，还需要考虑到与其他零件之间的连接方式以及产品方式等等。创新设计指的就是改变机械结构设计的相关因素，得到机械产品功能创新以及性能创新的目的。

1机械结构设计的基本要求

（1）功能设计。机械产品需要满足主要机械功能需求，进而满足人们的应用需求。在功能方面不仅需要展示出创新性，设计产品还要符合相关的机械工作原理，满足机械产品稳定性、工艺力学、材料力学以及装配性能等相关因素的要求。

（2）质量设计。需要考虑到构成机械产品质量体系的相关因素，包括产品精度、产品刚度、产品结构力学的要求等等，进而通过控制相关因素提升机械产品的质量特性以及性价比。此外还需要考虑到机械产品的其他特性，如操作便捷性、产品外观、安全特性、节能环保等等。产品的质量不仅需要在机械加工工艺以及材料方面进行控制，在机械设计阶段也应该考虑。

（3）优化设计与创新设计。机械产品结构创新设计的方式为利用结构设计变元等方式系统度构造优化设计空间，在产品中引入创造性思维或者其他学科的技术。优化设计和创新设计在机械产品结构设计中的应用，能够有效地提高机械技术产品开发的竞争力。结构优化设计的前提是要能构造出大量可供优选的可能性方案，即构造出大量的优化求解空间，这也是结构设计最具创造性的地方。目前，结构设计的优化与创新仅展现于数理模型运算方面。并未综合考虑到机械产品的本身特性，如产品的加工工艺、材料、连接方式、尺寸形状等等，而且对于机械结构变元法设计也应该建立在这些因素的基础上。

2机械结构设计准则以及创新设计的基本方式

为了保证产品结构设计方案的稳定性，在进行机械结构设计时应满足力学、工艺、材料、装配、支承等各项准则，进而促使机械产品能够满足科学性的要求。具体举例如下：

2.1满足力学要求的设计准则

在进行机械产品结构设计过程中，必须要考虑到材料力学、弹性力学、疲劳力学等相关的力学准则，并根据机械产品的使用位置进行相应的力学强度运算，进而才能够设计出较为合格的机械产品。如疲劳力学直接关系着轴承、齿轮以及轴的使用寿命，在设计过程中需要根据不同机械零件的载荷变化进行相应的力学计算，优化产品的结构，进而对机械产品寿命周期进行设计。如图一所示，虚线为等强度轴外形，实线为实际外形。零件截面尺寸的变化与其内应力变化相适应，使各截面的强度相等。按等强度原理设计的结构，材料可以得到充分的利用，提高经济效益。

2.2考虑加工工艺的设计准则

在进行机械产品结构设计时，往往要考虑到机械加工工艺规程的制定，进而需要考虑相关的结构设计是否能够满足机械加工工艺的需求，如某些机械结构需要采用特殊的成型方式，则需要考虑相应机械结构是否有利于机械加工。如图二所示，图中所示的机械结构以铸件为主，只有改变（a）＼（c）相应的零件结构，才能够保证机械产品的质量特性。

3通过变元法完成机械结构设计的创新

如今，机械结构创新设计是指采用机械结构设计变元法，改变机械结构设计的相关因素，进而获得机械结构的创新，但是创新性结构需要满足于应用需求，并且在性能、经济性方面优于原始的设计结构，变元法所研究的内容主要包括：数量变元、形状变元、材料变元、位置变元以及装配联接变元等等，通过进行变元往往能够得到许多机械结构的设计方案，作为设计者来说，就需要根据数学模型对机械结构性能的计算测试并且综合其他因素进行考虑，进而选择出最优化的机械结构设计。

事实上，机械结构的创新设计不仅仅要对其结构、空间构造、材料等相关因素进行改变，其中对于机械结构产品创新性的评估也是一项重要的工程。如今，随着计算机技术的不断发展以及机械制图、建模软件的功能化发展，机械结构设计工作变得更为简便。通过二维图纸的制作以及三维建模，并进行模拟仿真加工，完全能够发现出机械结构设计中的相关问题，有利于设计者对于机械结构设计方案的完善、因此，对于现代化的机械结构设计而言，往往通过变元法，修改三维模型中的数据，能够通过3D模型对机械结构设计进行优化，进而体现出机械产品设计的创新性。

4总结

综上，对于机械产品设计研发来讲，创新设计在机械结构设计中的应用具有一定的价值意义，本文主要探究了机械结构设计的基本要求以及机械结构设计的相关准则，并进一步表述了机械结构设计的创新方式，结合三维建模技术的发展，对于机械结构设计的优化及创新提供了一定的技术支持。

参考文献：

[1]万耀青，阮玉湘.机电工程现代设计方法[M].北京：北京理工大学出版社，2006.

[2]王秀伦.现代工艺管理技术[M].北京：中国铁道出版社，2007.

产品结构设计篇8

关键词：工业产品；设计策略；元素融合

随着科学技术的发展，嵌入式技术、计算机技术、物联网和智能技术得到广泛应用，新材料不断涌现，生产技术已发展到了一个新阶段，现代工业产品多元化发展，人们对物质产品提出了更高要求，未来产品将会更加智能化、人性化。工业设计从外观艺术、功能与人机交互出发，在造型设计、材料与工艺、人机工程、功能体验、新制造技术等方面来进行产品设计，通过特有的方式传达技术的物化美，体现商品社会文化的价值取向，更受到消费者的欢迎。工业产品设计的主体趋势与方法在发生着改变，艺术和机能交互元素的有机融合将更好地提升产品设计效果。

1产品设计与消费心理的融合

工业产品设计之所以被大众接受，主要基于产品本身的功能和符合消费者的使用习惯与心理。而准确地把握消费者的审美心理、知觉心理、认知心理和消费习惯的个性和共性特征，是产品设计的关键。消费者在选择商品时，会考虑喜欢的颜色、形态以及使用的舒适度与方便感等因素。设计前期重视对消费者的需要、动机、个性、情感的调查和了解，设计时采用创新和传统相结合的方式，针对消费者的心理，根据时代、区域、性别、年龄、文化来满足消费者的多元化需求，真正做到以人为本，让产品使用方便、造型美观、性价比高、质量优良，从而提高产品的市场欢迎度。

2产品性能与艺术元素的融合

工业产品设计是艺术与技术的融合，工业设计的产品性能追求艺术性与功能性的一体化，注重满足审美和人文性需求，满足生产工艺要求。工业产品设计用艺术的造型语言体现产品文化，通过对工业产品的功能、材料、构造、工艺、形态、色彩、表面装饰等诸因素，从社会、经济、文化、技术等方面进行综合集成，以符合人们对产品物质功能的要求，又满足人们审美情趣的需要。在对工业产品进行外观设计时，综合工业产品的造型、色彩、纹饰等艺术元素，从空间与建构、功能与体验、创意与可持续、场景与跨学科、社会与创新等角度出发，应用艺术化、交互设计等技术手段，设计产品的外观、结构和交互，通过可视化的解决方案应用于产品、系统、服务及体验的设计活动，将创新、技术、服务、艺术及人机交互深度融合，提高产品价值与性能。

3产品设计与色彩视觉的融合

工业设计可通过色彩设计和特定的表现技法来设计好的视觉效果，带给人不同的视觉体验，满足人的美感认知。设计时本着色彩联想、色彩感情、色彩心理、色彩计划等思想，运用丰富的色彩元素，装饰产品外观，起到美化环境和优化功能等作用。以二维设计、三维设计途径，准确、流畅地把产品效果图表现出来，让设计目标更立体化、直观化。产品的视觉艺术语言由色彩来表达，视觉艺术形象通过色彩来创造，根据材料、加工工艺、科技条件、市场销售、经济成本及色彩流行信息等因素，处理好功能与美感的统一。根据产品的特点、用户、工艺、结构等因素，整体色彩设计，力争色彩、功能、工艺高度统一，使工业产品的形态、结构、美感等方面提升层次。

4产品功能与结构设计的融合

工业产品设计首先是功能，其次才是人性化外观，工业产品设计贵在产品性能创新，影响产品性能的重要因素是产品的结构，结构设计是实现产品各项功能的有效途径，是整个产品设计过程中非常重要的环节。通过对产品的顾客需求识别，对产品进行性能定位，通过对产品的性能规划，对产品结构进行合理构建，来实现产品设计解决方案。结构设计主要是对产品内部结构、外观形状的设计，结构设计不是简单的机械制图，而是综合技术实现的具体化，结构设计确定构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况，提出加工工艺、强度、刚度、精度要求及各构件间的联接关系，结构设计应满足功能性、可靠性、工艺性、经济性和外观造型等要求。结构设计不能局限在用数理模型上，更有效的结构优化设计应充分融合工艺、材料、联接方式、形状、顺序、方位、数量、尺寸等结构设计元素，通过空间结构设计，对关键零部件进行功能集成，以简化产品结构、降低加工成本、便于安装与维修，实现产品的预期功能，满足强度、刚度、加工工艺、装配与造型的设计要求。通过设计创新，促进制造工艺的变革与发展，为社会提供更好质量的产品。

5产品设计与人机工程的融合

产品设计与人机工程的融合，大大提高人机交互性能，交互设计更便于将产品从技术化转变为智能化，人机一体化的产品才最具人性化，最能满足人们对产品的情感需求。引入人机工程学原理，应用人体力学，根据人体结构特征和机能特征进行设计，以人体活动特征参数为标准，注入人体各部分的出力范围、动作习惯，结合人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等器官的机能特性，使产品适应人的生理和心理需求。随着计算机技术在设计领域的应用,使产品设计由自动化向智能化发展，将产品的性能、功能设计与外观造型设计巧妙地结合起来,优化用户和产品之间的界面集成,使人机系统达到最佳组合。人机工程的优化可以大大提高产品的使用方便性，人通过控制面板来实现对产品的控制，控制面板是产品的人与机接口,显示清晰、控制合理、图示及字符的可读性最为关键，采用电脑模糊控制,通过程序功能模块集成,设定手动控制和自动运行，以提高产品的人机交互效果。

6产品设计与模型技术的融合

用虚拟设计方法，创建产品设计模型,对产品进行虚拟的加工、装配和评价,进而避免设计缺陷。通过并行设计，关联产品生产过程,如,加工工艺、装配、检测、销售及维护等,使产品开发过程的各阶段工作交叉进行,协同作业。利用模型制作技术，依据产品设计方案，用金属、玻璃、塑料、木材等新型材料，制作一个能表达出产品功能特征的产品实物模型，在产品试验过程中，确定产品生产最佳的材料及加工工艺，使材料的属性具备产品所需要的特征。运用闭环设计的方法，在总体设计方案实施和产品实验过程中，反复修正未达目标的参数，改进设计缺陷，以达到最佳设计效果。经过绿色设计过程，减轻环境污染和原材料消耗，提高产品附加值，设计会更人性化，从而降低产品的开发成本和制造成本，提高产品质量,缩短开发周期。

参考文献

[1]黄毓瑜.现代工业设计概论[M].化学工业出版社，2004.

[2]迈克尔•R•所罗门,著.所罗门消费者行为学[M].卢泰宏,译.电子工业出版社，2006.

[3]彭吉象.艺术学概论[M].北京大学出版社，2006.