机械设计与工业设计的融合与发展

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摘要：随着社会的发展，新的科学理论、科学技术和设计理念不断涌现，传统的专业和学科正在加速调整和融合，要求人们在继承传统的基础上开拓创新。机械设计与工业设计的结合是时展的要求，尤其是中国加入WTO后，给机械设计与工业设计提出了新的机遇和挑战，这就要求人们要加强合作，设计出符合国际需求的新产品。本文就对机械设计与工业设计的融合与发展做了重要阐述。

关键词：机械设计；工业设计；融合；发展

21世纪是一个充满创新的时代，中国正在迎接经济发展和科技创新的新时代，新的科学理论、科学技术和设计理念不断涌现，传统的专业和学科正在加速调整和融合，要求人们在继承传统的基础上开拓创新。机械设计与工业设计的结合是时展的要求，尤其是中国加入WTO后，给机械设计与工业设计提出了新的机遇和挑战，这就要求人们要加强合作，设计出符合国际需求的新产品。然而，目前，人们对机械设计和工业设计两个学科关系的研究还不深入，也没有形成科学的理论体系。因此，加强对机械设计与工业设计融合的研究，有助于推动机械设计行业的快速发展。

1.机械设计的内涵

机械的概念是广义的，它除了人们通常所说的机械以外，还包括各种各样的设备、设施、仪器、仪表、工具、器具、家具、交通车辆以及劳动保护用具等。可以说，机械是各类机器的通称。①机械是人类改造自然、发展自己的重要劳动工具。在现代社会里，任何产业和工程领域都要一个用机械，即使是人们的日常生活，也越来越多的应用机械了，如汽车、自行车、钟表、照相机、空调机、吸尘器等。因此，可以说机械在现代社会里发挥着重要作用。

机械设计既是一门学科，也是一门艺术。机械设计就是据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的努力目标是：在各种限定的条件（如材料、加工能力、理论知识和计算手段等）下设计出最好的机械，即做出优化设计。优化设计需要综合地考虑许多要求，一般有：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少环境污染。这些要求常是互相矛盾的，而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。设计者的任务是按具体情况权衡轻重，统筹兼顾，使设计的机械有最优的综合技术经济效果。过去，设计的优化主要依靠设计者的知识、经验和远见。随着机械工程基础理论和价值工程、系统分析等新学科的发展，制造和使用的技术经济数据资料的积累，以及计算机的推广应用，优化逐渐舍弃主观判断而依靠科学计算。

2.工业设计分析

工业设计是一门新兴的综合性学科，它集多门学科知识于一身，既包括科学技术知识，又包括美学艺术知识，以及人机工程学、经济学等等。②工业设计具有狭义和广义之分。从广义上来说，工业设计就是指为了达到某一特定目的，从构思到建立一个切实可行的实施方案，并且用明确的手段表示出来的系列行为。它包含了一切使用现代化手段进行生产和服务的设计过程。而从狭义来讲，工业设计就单指产品设计，即针对人与自然的关联中产生的工具装备的需求所作的响应。包括为了使生存与生活得以维持与发展所需的诸如工具、器械与产品等物质性装备所进行的设计。产品设计的核心是产品对使用者的身、心具有良好的亲和性与匹配。狭义的工业设计与传统的工业设计的概念是一致的。因此，总的来说，工业设计是一种创造性的活动，其目的是为物品、过程、服务以及它们在整个生命周期中构成的系统建立起多方面的品质。

3.工业设计在机械设计中的重要作用

机械产品的传统设计主要考虑机械产品本身的功能，而产品的设计功能也没有得到充分的重视。机械工程师往往借助于专业的技术知识来设计产品，由于缺乏专业的艺术培训和设计理念，使得设计出来的产品在外观质量和使用方式上存在欠缺，导致产品缺乏强有力的竞争力。③目前，工业设计在机械设计中的应用主要体现在人机工程学方面。在产品设计上根据以人为本的原则，设计理念也要从人的自身中去获取，通过研究人、机器以及环境这三个要素，将消费者或使用者和设计的产品，以及将人与产品作为一个系统来实现共同研究。

工业设计还能够实现产品造型、功能结构和材料的科学合理化，在提高产品的整体美与社会文化功能方面起到了非常积极的作用。随着我国社会技术的竞争逐渐激烈，要想在竞争中占有优势就必须充分利用现有技术，依靠工业设计来实现用较低的费用提高产品的功能与质量的目的，从而增强企业的竞争力，提高企业的经济效益。

4.机械设计与工业设计融合的发展特征

21世纪，我国的机械产品在激烈的国际竞争中，如果不加快产业结构、产品结构的调整，不改变传统的设计观念，学习先进的设计理论、技术和方法，不抓技术创新，不通过设计提高附加值，不抓规模效益，就很难立于世界强手之林。也就是说，传统的机械设计理论需要与新的设计理论相结合并加以创新，需要采用新结构、新工艺、新材料以适应现代化机械产品在多功能、可靠、高效、节能、小型、轻量、美观等方面的要求，并且要满足信息化、自动化和智能化对机械设计的要求。

从工业设计角度看，产品设计中的功能设计、人机方式设计、造型设计（形态、色彩、肌理、装饰等）是确保产品内外质量、提高产品附加值、增强市场竞争力等密不可分的整体。就产品造型设计而言，在设计、表现和推出的新款产品中只有那些符合功能、结构、加工工艺技术、人机工程、环境等要求，符合人的审美意识、心理、生理要求，符合市场需求的产品才是好的、美的设计作品。

4.1.机械产品造型设计的特征

4.1.1.机械产品的造型设计首先应服从于功能目的，机械产品是通过大量材料、一定的结构、生产工艺来完成的，是科学技术、材料、结构、工艺、造型艺术完美的统一。

4.1.2.机械产品的造型设计必须适应现代化生产方式，使设计的产品加工方便，符合标准化、通用化、模块化、系列化及批量生产的要求，体现经济性。

4.1.3.机械产品的造型设计，必须符合人的生理、心理特征，设计合理的人机界面，使人-机-环境相适应，体现宜人性。一个产品拥有友好的人机界面往往令使用者倍感亲切。

4.1.4.产品是人类文化的重要载体之一，高精尖的技术产品是人类文明进步的重要标志。机械产品应通过造型设计去反映时代精神和社会物质生活，以及科学技术的面貌、水平，去反映产品特定的内容、情趣，以及民族与文化的特征，以适应市场及消费者需求，产品总是这样具有极其强烈的时代性。

4.1.5.机械产品造型设计要注意继承与创新。要继承前人的设计理论、技术、方法和设计成果，进而创新并形成具有企业自己风格，具有时代特征的新产品。

4.1.6.机械产品的造型设计应同时具有作为物质产品的实用性、使用价值和作为造型艺术的审美性体现物质与精神功能的双重特征。

4.1.7.造型设计应体现出总体设计、结构设计、造型设计、人机设计，甚至管理、销售等的系统性、综合性，达到实用、经济、美观、宜人、创新的设计原则。

4.2.把造型设计中的美学原则融入到机械设计中

4.2.1.比例与尺度：正确的比例尺度，是造型设计的基础。机械产品造型比例的基本构成条件是产品功能。如加工细长零件的普通车床、外圆磨床等，其造型应该是低而长，成为卧式加工机床。不同用途的机械产品，其造型比例关系亦不相同。而不同时代又有不同的审美要求，使产品在比例、现行风格和色彩等方面形成不同的时代风格，具有不同时代特征的形式美。

4.2.2.均衡与稳定：一般情况下应有意识地运用不同结构布局、质量、几何形状、肌理、色彩、装饰件等的精心处理，形成既有造型变化，又产生视觉上均衡、稳定效果的完美整体。

4.2.3.（3）统一与变化：这是产品设计中最为重要、最能发挥工业设计师才华的美学原则，应从机械产品的整个系统、主体造型一直到装饰的细微处全面考虑。这应由工业设计师自始至终与工程技术人员密切协作，发挥各自的长处，从系统、整机一直至细部均统一协调。

4.3.机械产品的色彩设计

机械产品的色彩，不仅具有保护、防锈的作用，更具有美化产品、美化环境、提高工作效率、增加产品价值等作用。当然，机械产品的色彩设计不同于工艺品、装饰品、日用品，而有其特定的基本原则。其特点是色彩设计应符合功能要求、环境要求、人机工程要求，应符合人的审美情趣及经济性。色彩应简洁、单纯、美观、大方，既协调柔和又富有时代性、装饰性。

5.机械设计与工业设计融合的发展趋势

机械设计和工业设计的有机融合的实现能为企业带来更多的经济效益，最终实现企业的综合竞争力。但是，工业设计的发展不能照搬照抄，要进行合理的筛选。目前，我国很多企业的工业产品现代设计仍然很落后，主要是由于企业对实践探索的忽略，加之政府的不重视，不能进行科学的引导和有效的支持。由此可知，政府对设计的重视才能使得各种设计组织展开有效的工作，政府应该构建扶持型的发展模式，使得工业设计的组织及活动得到科学规范，通过政府的干预使得工业设计向节能节约方向发展，应该积极促进我国工业设计和机械设计的联合发展，通过制定相应的法律法案和政策，以及建立合作发展战略和加强国际间交流，实现国外优秀设计人才的引进和设计理念的发展。在财政上还要注重扶持中小企业开发机械设计和工业设计结合的发展策略，实现传统机械设计理念的转变。为此作为开发培养机械设计和工业设计综合性人才的高等中学教育，应该开设相应的工业设计课程，逐步建立研发中心来实现高水平设计人才的培养。

总而言之，一项产品的推出总是以社会需要为前提的，没有需要就没有市场。但是社会需要是变化的，不同的时期、不同的环境，就会有不同的市场行情和需求。因此，机械设计也要不断的改进和创新，更要不断开发新产品以满足市场的变化和市场的需求。在当今全球化的大潮中，无论是机械设计，还是工业设计，都要树立市场观念，以真实的社会需求作为出发点来设计产品。机械工程师设计创造的产品、工业设计师设计创作的作品、市场营销商经销的商品是三位一体的整体，机械设计工程师与工业设计师必须密切合作，共同努力，不但要研制出功能优秀的产产品，还要为这种功能产品找到符合人们审美需要、符合时代潮流的形式，从而向市场提供适销对路的商品。机械设计和工业设计是密不可分的，成功的商品是来机械设计工程师和工业设计师共同的知识、技能、智慧和汗水的结晶。

过去的实践表明，机械设计工程师设计的纯功能产品是缺乏市场竞争力的，艺术家创作的纯艺术作品只是仅供观赏，缺乏实用价值。在经济全球化、社会变异和技术创新的新世纪，生产与工艺趋通化，大部分行业受到相当程度的冲击，工业设计与机械设计在现代社会中所扮演的角色与任务也面临重新自我检视与调整。工业设计与机械设计进行更紧密的结合是时展的需要，是提高我国产业技术创新能力和国际竞争力的有效途径。机械设计工程师和工业设计师迫切需要携手并进、通力合作、提高设计水平，为市场提供优质的设计服务和优秀的产品，开辟工业设计与机械设计合作的新篇章。

6.结语

机械设计与工业设计的结合，是未来机械设计发展的重要方向。作为制造业价值链中最具增值潜力的重要环节，工业设计对于提升产品附加值、增强企业核心竞争力、促进产业结构升级等方面具有重要作用。因此，在机械设计中融入工业设计，对提高机械设计产品的性能将会起到非常重要的作用。机械设计与工业设计的融合，将会使工业设计向节能节约方向发展，也会提高机械设计产品的主要功能。

参考文献：

[1]沈乐年，刘向锋：《机械设计基础》，清华大学出版社（北京），1997年版

[2]帅德瑞：《工业设计与机械设计结合应用的发展趋势》，《硅谷》，2012年第18期

[3]王宏，何望：《工业设计与机械设计结合应用的发展趋势》，《知识经济》，2012年第23期

作者简介：毛震威 ，浙江余姚人，大学本科，机械工程师，单位：上海强生科技有限公司。