工業設計本科論文
當工程投資一經決策,設計就是決定工程造價的關鍵階段。下文是小編為大家整理的關於的範文，歡迎大家閱讀參考!
篇1
試談工業設計中的仿生設計
【摘要】 以科學家對仿生學的研究成果為基礎，工業設計師們通過結合不同的產品概念進行仿生設計，使得產品具有真實的美感、自然生命的意義以及人性化的特徵。充分體現了人類與自然，科學與設計等技術多元化融合的創新設計。闡述了仿生設計中的“形態”仿生、“結構與材料”仿生、“功能”仿生以及“介面”仿生等多種仿生技術在工業設計中應用。
【關鍵詞】 仿生設計;工業設計;生物進化;人性化
仿生設計是工業設計中最有活力，最具創新的設計方法，它在工業設計中蘊藏著豐富的實踐經驗以及深厚的歷史積澱。仿生設計是設計迴歸自然，追求人性化的一種具體可行的辦法，逐漸成為工業設計中新的亮點。
一、仿生設計的概況
人類出現以前，地球上已經出現了各種生物，而且在自然界已經存活了上億萬年，在長期的進化中，獲得了與大自然相適應的各種生活能力，生理的功能與結構也達到了高度的統一。形形色色的自然界，總讓人神往，使人浮想聯翩，小鳥在天上飛，魚兒在水中游，吸引著人們不斷的想象、探索、模仿。
仿生學是以研究生物系統的性質和結構，為工程技術提供新的工作原理及新的思想觀念。嚴格的講，仿生學其實是生物學中應用生物學的一個分支，仿生設計也可以說是仿生學的一種發展和延續，很多仿生學的研究成果都是通過工業設計的加工創造從而進入人們的生活。仿生設計在工業上主要是運用科學與工業設計的藝術相結合的方法、思維，以人性化的角度出發，不僅在物質上，而是在精神上追求自然與人類、傳統與現代、藝術與科技等多元素的創新和融合。仿生設計有利於尋求人類共同的生存方式、社會活動與大自然之間的默契，使人與自然達到真正的和諧。
二、仿生設計中的形態仿生
大自然中天然形成的優良設計對於設計師來說，是取之不盡用之不竭的資料庫。運用效仿自然形態的手法來設計產品，是設計師們在學習大自然的過程中逐漸形成的設計習慣。當今社會，人們對於生活用品、工業用品的要求已不僅僅在於功能，更多的是追求淳樸、清新的風格。現代文明的發展嚴重影響了生態平衡，迫使人們不斷的反思、努力追求更新的出路，並且深刻地意識到生態環境對於人類的深刻的意義。因此，發現與探索人類本真的面貌以及追求和諧生活的原始形態已經逐漸成為社會生活發展的方向，仿生設計逐漸被人們所關注和重視，它似乎為人們打開了通往和諧的門庭。現代的形態仿生設計產品建立了人、自然、機器和諧對話的平臺，使人類進入原生態中不斷挖掘新的設計作品和新的形象。產品的形態仿生設計主要在於將生物界中各類形體內外的本質屬性精確概括的提煉出來，屬於一種高層次的心理加工和思維創造活動。
例如，世界著名的設計大師Luigi Colani設計了世界上第一輛單體結構的跑車——BMW700，同時他也被譽為仿生設計的創始人。在這之後，他又帶來了“甲蟲”手機充電器。據介紹，使用者只要將手機塞入“甲蟲”張開的“前肢”中，“Any Fix”便會對手機進行自動檢測，確定其所需電量，同時對手機進行充電。
據調查，這種充電器已經與歐洲市場上80%的手機實現了相容。甲殼蟲以一種可愛、憨厚、親切、老實的自然形態，給人以親近的感覺。它的線條簡潔舒展且流暢唯美，將這種利落的生物形象和感覺進行加工、提煉以後並應用於產品的開發與設計當中，往往容易被消費者所熟知並接受，從而增強消費者的參與，喚起高漲的體驗情緒，有效增強設計的魅力。仿螢火蟲形態的鑰匙以及燈具設計，大多被人們所接受，其形態簡練、符合審美、具有趣味性，較適宜小工業剷平。仿蘑菇形態的產品主要應用於植物形態的仿生案例，根據蘑菇的形態進行整合，設計形態簡練、大方，功能齊備，色彩搭配合理，充滿意蘊和意境的設計，帶給人們快樂和感恩。
三、仿生設計中仿結構和材料的設計
隨著科學技術的發展，社會人文方面的進步，仿生物的結構和材料已經成為工業設計中新的原理、新的方法和新的途徑，在工業設計中逐漸佔有重要的地位。只有對自然界中優秀結構進行不斷地觀察、探索與分析，才有可能探索出更為合理的結構。自然界存在著的生物都經歷了億萬年的進化和演變，每一種生物本身都具有巧妙、實用、合理、完整的形態以及獨特的結構。結構仿生主要研究生物和自然界之間存在的內部的結構原理如何運用到實際的設計中的問題。利用不同產品的概念以及設計的目的進行創新，使人工的產品更具自然生命的特徵和美感。例如蜂巢，經過近代數學家的精確計算得知這種類似蜂巢的結構是最節省材料的結構，並且容量大、堅固性強。蜂巢由很多排列整齊的六稜柱形的小蜂房組成，每一個小蜂房的底部都有三個大小形同的菱形組成。人們採用各種材料來模仿和製造蜂巢式的夾層結構板，重量輕、強度大、不易傳導熱和聲，是製造宇宙飛船、太空梭、人造衛星等的最佳材料。此外，根據結構的特徵，設計師還將移動的訊號網路所覆蓋的模式設計為“蜂巢狀”，以驗證此種結構下的覆蓋訊號最佳、所用材料最節省。
四、仿生設計中的功能設計
實際上，動物的某些功能遠遠超越了人類在此方面的研究成果。各種各樣的動植物可以在極其惡劣、極其複雜的自然環境中生存和運動，主要是因為其形體和運動器官可以與惡劣的環境進行鬥爭。動植物經過幾百萬年的進化，不僅能夠適應大自然，而且其進化的程度幾近完美，令人類驚歎。
當今社會，學習並利用動植物的奇妙功能，已經成為工業設計中技術革新的新方向。工業設計師利用科學家對於仿生髮明的實現以及工程師對於解決新技術的難題提供了很大的幫助，不僅可以解決人與物之間的關係，而且可以搭建人機對話的平臺。結合人類的不斷需求轉化為新產品的設計，以滿足人們不斷的生理、心理上的需求。例如科學家們利用蒼蠅的嗅覺，仿製了十分成功而且奇特的小型氣體分析儀。這種儀器被安裝在宇宙飛船的座艙裡，主要用於檢測艙內的氣體成分;根據蛙眼的原理，科學家們發明了雷達系統，能夠準確的識別目標;根據鱷魚嘴的形態，不難看出鉗子的造型來源;根據鶴的體態特徵設計出挖土機的懸臂。
五、仿生設計中的介面設計
以上介紹了工業設計中的形態仿生、結構與材料仿生、功能仿生等技術。事實上，現代工業產品設計中，單純地從某一方面來進行仿生是很罕見的，更多的是從大自然的生存哲學與和諧共生的角度出發，運用形態、結構與材料、功能等多個方面進行綜合仿生設計。例如綠色仿生設計、可持續仿生設計等等。此種仿生設計不僅以自然界的個體為表現形式，而且借鑑自然界的整體生存理念進行仿生設計，將介面設計的情感設計與功能設計相吻合，這就是所謂的介面仿生。仿生藝術不僅僅具有一種單純的形式美和懷舊美，而是具有深刻的理論依據和技術背景。
例如科拉尼采用卵形設計茶具的主要形態。原因如下：其一，卵是母體內孕育出來的生命形態，具有和諧的生命象徵，擁有獨特的、光滑的外表以及適應能力。其二，實驗表明，卵形受熱最均勻，可以將熱量以最快的速度均勻的傳遞給形態中其他各個部分。再例如設計飛機時，科拉尼借鑑了鯊魚嘴的形態，原因很科學。
仿生設計是人類創新設計中永遠不老的話題。工業設計應充分發揮仿生學的優勢和先進的理念，結合工業設計和仿生學的特點來拓寬產品的設計方法和途徑，要緊緊把握仿生設計系統中整體內在特徵的關鍵因素。工業設計過程中應結合仿生學的設計特徵原理及研究成果，與工業設計工程師一起，準確認識並掌握市場的需求，提出對於某種產品的創新概念和構想，踏踏實實的從基礎做起，運用嫻熟的藝術手法和科學技術創造出更具價值的產品。
參考文獻
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篇2
通過工業設計看綠色設計
[摘要]綠色設計是近來幾年設計界研究的熱門話題，目前對綠色設計的研究主要集中在綠色技術方面物質的一面。本文就綠色設計的理念內容，通過研究工業設計的各個階段對其進行補充，發展。把設計的情感化，人性化精神的一面納入到綠色設計理念中來豐富綠色設計的內容。
[關鍵詞]綠色設計 情感化 人性化 可持續發展
近幾年，隨著人口、環境、資源三大問題的出現與加劇，綠色設計Green Design成為國際設計界研究的熱門話題，因為它是進行可持續發展的必然要求，通過它可以協調“人─機─環境”系統關係。通俗的講綠色設計是解決人與產品、人與環境、產品與環境三者之間的協調性問題。
但是就目前國際設計界對綠色設計的研究來看，主要集中在綠色技術方面，以解決“機─環境”也就是“產品—環境”的關係，這種思想強調了設計對將來人類生活環境的影響，而卻忽視了人在整個“人─機─環境”關係中的全面協調性的研究，忽視了人類現在生活的質量問題。因此，在綠色設計理論研究的基礎上，從“人─機─環境”總體關係的協調性上提出了“人類生活設計”的設計思想，把“情感化設計或者個性化設計”納入到綠色設計理念中來進一步完善綠色設計理論。“人性化設計”的納入強調了“人—機—環境”關係系統中人的因素，使綠色設計理論更加充實，把人類的現在與將來緊緊聯絡在一起。
工業設計是一門研究產品在“人─機產品─環境”關係系統中如何最優化的學科。因此，要很好地指導產品的設計開發，還必須解決好人一機產品和人一環境之間的關係。
要對以上對綠色設計概念的擴充，完善綠色設計理論的理解，首先我們必須瞭解一下工業設計發展的幾個階段。
1，產品化設計
產品化是人類在其設計行為中對產品設計目的的界定。產品設計是進行其它各項生產技術準備工作的主要依據。產品化設計是產品的技術設計，其意義為人類使其自身的技術活動結果的物件化一物化。物化的過程是運用技術成果、技術手段、工具與技術規範等，最終所達到工業化生產物品的過程。產品化設計就是這種物化過程的設計。產品設計或產品化設計，解決的是物與物間的關係，即零件與零件間的關係、部件與部件間的關係以及產品與產品間的關係。解決這些關係的最終目的是創造出物的使用功能。
以技術為主體的產品設計，是人類為滿足自身最基本需求的設計行為。把由產品化設計的產品納入“人─機產品─環境”系統中進行考察，發現產品化設計是一種非優化設計。主要解決“人─機產品─環境”中“機產品”的環節。
2，商品化設計
商品化設計是對產品化設計的提升與超越，即商品化設計既保留了產品化設計對產品物質效用功能的追求，同時又增加了人對產品其它功能，特別是精神功能心理的需求。因此，商品化設計實際上是把人對產品的各種功能需求作為設計的目標，把消費者的心理需求融合到產品進行優化設計的一種設計方法。主要解決“人─機產品─環境”中“人─機產品”的環節。
商品化設計在滿足人的多元化需求的同時，也遷就了人的種種並非理智的需求。這不僅助長了人對物的貪婪心理，使浪費資源的現象日漸嚴重，而且隨著人類社會與人類文明不斷髮展，人類改造自然的技術手段也愈加進步，於是人類對自然的破壞也愈加嚴重。大自然對人類的屢屢報復使人類認識到，自然是人類的朋友而非敵人：人類要提高自己的生存質量，必須遵循人類與自然共生共榮的原則。
3，生態化設計綠色設計
人類對大自然採取了掠奪性態度，這種掠奪的結果是以損害自然界的生存達到人類的生存為目的的。今天，人類終於認識到人類的生存必須以自然界的生存為前提，人類的生存與自然界的生存是共生的關係。人類的這種意識導致了生態文化的誕生。綠色設計建立在生態文化的基礎上，是工業設計的高階階段，其能真正地解決“人─機產品─環境”的協調發展;因此，研究綠色設計並將其應用對於人類的可持續發展有重要的意義。
在設計思想上，綠色設計需要生態哲學的指導。生態哲學，就是用生態智慧、生態觀點觀察事物、解釋現實世界、認識和解決現實問題。生態哲學是從“反自然”走向尊重自然的哲學，從人統治自然的哲學過渡到人與自然和諧發展的哲學。綠色設計需要生態哲學的指導，是因為它能為設計提供新的價值觀念、新的意識形式與新的思維方法，為設計指出方向。綠色設計，首先必須建立在生態意識與嶄新的消費文化上。
生態意識是生態哲學的重要組成部分。生態意識作為人類思想的先進觀念，產生於20世紀後半葉，它是反映人、人類社會與自然和諧發展的一種新的價值觀念。經過20多年的發展，生態意識正從淺層向深層發展，具體的標誌即是從限制人類行為向指導人類創造健康的生活方式發展。
人類對待環境的行為，鮮明地表現出生態意識從淺層向深層的發展。在傳統的科學價值觀念指導下，人的環境行為具有“反自然”的掠奪性，在向大自然無限制地索取物質的同時，又向大自然無所顧忌地排放著過多的廢棄物，把地球視作物質的倉庫與廢物排放場。生態意識產生後，人們對自身的活動做出了限制：既限制向自然的索取，又限制廢棄物的排放。通過兩種限制，以延長、維持人類的生存與發展。
很明顯，這種限制帶有退卻和消極適應自然的性質，與人類的智慧、人類的創造精神和主動積極的進取精神相悖的。這種生態意識顯然是人類生態意識的淺層表現，要使生態意識從淺層向深層發展，從被動向主動發展，從限制到自由地發展。具體表現應該為：研究綠色工藝、生態技術，開拓更廉價、更清潔的新資源，減少廢棄物並向無廢料生產發展;同時，建立綠色消費文化，並注意消費行為的引導。
通過上面的分析可以看出，工業設計中的綠色設計包含了更廣闊的內容，其不僅要利用綠色技術解決好產品與自然環境的關係，還得解決好產品與社會環境、人與產品的關係、人與環境自然和社會環境的關係，實現“人─機─環境”的協調發展。從表面上看來，綠色設計更偏重於綠色技術方面的因素，不注重產品的外觀和風格;
因此，工業設計師的影響和作用是比較小的。但隨著綠色設計理論的發展，逐步意識到僅僅是優化產品結構的易拆卸性和清潔的生產過程、廢棄後的回收是不夠的。從根本上說，應該通過研究和影響消費者的行為，引導使用者向可持續發展的生活方式發展。在這些方面，工業設計師是具有其它專業所不具備的條件和優勢，其能對使用他們產品客戶的消費行為和態度，使用行為和態度有很大的影
響。因此，在這裡提出“人類生活設計”的設計理念，作為對以綠色技術為基礎的綠色設計的補充，將綠色設計的概念進行擴充套件。因為，情感往往被看作是一種人與人之間的行為，但是在物質生活日益豐富的今天，依情論點的出現，讓我們得知，人與物質是可以產生感情的，並可以把這種情感覆蓋在人類的行為活動中，通過工業設計中對產品情感化，人性化的研究來引導綠色消費，讓設計來引導消費者走向可持續發展的生活方式。
綠色設計是指通過設計師對產品、自然環境、社會環境、使用者進行全方位的考慮，對產品整個生命週期進行全過程分析，設計出滿足環境要求、適應市場和使用者需求的產品，併發揮引導作用促使同步實現產品、自然環境、社會環境和消費者健康生活方式的可持續發展。
先進的產品開發理念和設計方法能給產品開發提供有效的理論指導，對於提高產品的開發效率和成功率有重要的意義。綠色設計理論的不斷成熟和完善，特別是將綠色技術和對生活方式理解融入到產品設計中，將會給人們提供宜人的綠色產品，這不僅讓消費者受益，同時也能促進全人類的可持續發展。但是可持續不僅僅是人類生活能源，環境的可持續，可持續還應該包括人類生活情感世界的可持續。因此，提出“人類生活設計”的觀點把情感化或者說個性化注入到綠色設計的理念中，是對綠色設計的一個補充與擴充套件。
參考文獻：
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[2] 《工業設計概論》程能林 著機械工業出版社
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[5]孫景平 情感化工業設計2004-11-01