自然再造工业设计工学论文
【简介】感谢网友“小海”参与投稿，下面是小编为大家推荐的自然再造工业设计工学论文（共7篇），欢迎阅读，希望大家能够喜欢。
篇1：自然再造工业设计工学论文
自然再造工业设计工学论文
内容摘要：工业设计需要在产品的形态、结构、机构甚至生态系统等各个方面进行平衡。大自然中的各种生物及现象之所以能生存下来便是因为它们符合自然平衡法则，所以我们应以一定方法和方式向大自然学习，使工业设计向着更合理的方向发展。
关键词：自然原理形态结构机构
一、大自然是工业设计的主要源泉
大自然中蕴藏着无数美学内涵丰富、力学结构合理的优秀实例。蕴藏在自然界的美的要素和形态结构，可进一步提炼和加工成人们创造具体实用形态时的基本元素。
著名设计师科拉尼认为他的灵感都来源于自然。“我所做的无非是模仿自然界向我们揭示的种种真实，在几乎所有的设计中，大自然都赋予了人类最强有力的信息。”他认为自然界是最优秀的设计师，设计必须服从自然规律和法则，力求简洁、自然、合理。每逢设计中遇到问题，他便拿起主体显微镜观察事物，寻求合乎逻辑的方案。本文插图是科拉尼在1974年为罗森塔尔设计的“水滴”茶具，其流畅的曲线形式和它的功能性结合得相当出色，在整体上十分和谐。壶的上方，被有机地挖出把手的形式，把手的位置贴近壶身中轴，使人们可以舒服地把握住并不费力气把水倒出来。可见，富有创造力的有机形式设计是基于对自然的深刻理解的。①
二、仿生设计学的研究内容
1. 从自然形态到产品造型设计
设计师在对自然形态的探索中，会从那些形态中得到十分丰富的感受，然后将这些形态从表象中抽象出来，找到一些形式美的原理，并利用这些理性的形态去从事新的设计。无尽变化着的形态与形式成为设计师们取之不尽、用之不竭的源泉。如科拉尼于1982年为佳能设计的CB10相机便是一项突破传统黑色方盒子形式的具有时代前瞻性的大胆设计，它看起来更像是深海生物而不是相机。
2. 从自然界物质结构形式到产品的功能和结构设计
自然界物质结构方式、生态平衡方式、事物与事物之间的关系有它们自身的规律性。设计师不能以单纯形态来模仿某种生物，而应该更深层次地探讨自然界的规律――即由外而内、由表及里、求同存异，探寻出这一类自然体的规律性原理并将其进行延伸和组合，从而达到神似。自然界中的'物质存在下来，必有其合理性，所谓适者生存。设计师应该寻找新的结构方式，不断追求更科学、更合理、更完美的状态，使设计与自然在深层次结合在一起。纽约南岛大桥的桥梁结构看起来很像大型动物的骨骼，该桥由一系列方框和平行四边形钢梁构成，钢梁弯曲后增加强度，且受压时更加牢固，这种结构即来源于动物骨骼的结构形态以及与肌肉有机的连接方式。在很多设计中，视觉关系并不是设计的惟一方面，结构、机能往往是最重要的。设计师应研究生物体和自然界物质存在的功能原理，并用这些原理去改进现有的或建造新的技术系统，以促进产品的更新换代或新产品的开发。
三、从自然界中提取设计元素和再创造
1. 自然界事物分解与组合
按照形态设计原理，设计师以分解的观点观察自然界，再重新组合创造新的形态，并强调重新组合要素的表现力，其中的关键是分解和创造。这里的分解是指把自然界的事物分解为各个局部或分解到最后，成为点、线、面、体等形态要素的表现力去创造形态；②合成是指把分解后的各个部分予以重新组合，以形成新的要素组合而创造新的形态。
2. 设计元素的提取与再造
工业设计不是直接从自然中攫取什么，而是从自然中学习什么。那么如何学习呢？不论是形态、结构、机构原理都不应该是简单地模仿自然界，而应该根据形态设计原理以一种提炼、归纳、夸张的方法向自然学习，源于自然而高于自然。
⑴ 对一些自然界生物进行详尽调查，发现其最本质的东西。从功能出发，研究生物体结构形态，找到研究对象的生物原理，通过对生物的感知，形成对生物体的感性认识，在感性认识的基础上，除去无关因素，并加以简化，对照生物原型进行定性分析，目的是研究生物体本身的结构原理，通过分析，找出其在设计中值得借鉴和利用的地方。
⑵ 根据生物的结构原理（丰富的美学内涵、合理的力学原理）进行仿生设计。设计时须进行必要的提炼、加工，提取本质进行适当夸张，设计所表现的内容要重点突出。从生物结构形态出发，研究仿生形态、比例、机能，做出定量的依据，用各种技术手段（包括材料、工艺等）制造出可以在产品上进行实验的技术模型，从具象的形态和结构中，探索其特殊功能和运动协调的特点，抽象出功能原理。
⑶ 设计形态要有较强的个性特征，切忌完全模仿原生物，要通过创造思维创造出新的二次甚至多次元形态，使设计形态与结构和谐统一。
四、结语
生物体在漫长的进化过程中，不断地演变以适应环境，已经达到了近乎完美的程度，但仍有许多人们至今尚未认识的、利于改善生存条件、调节社会机能的系统。当代设计师应不断从大自然中吸取营养，用平等的观念对待自然，探索自然的潜能，不断加深对自然界的认识，从形式主义中超越出来，更深刻地理解自然进程，从而提出对未来可持续发展的种种设想。
注释:
①童慧明：《1100位产品设计师》，北京理工大学出版社，，第33页。/②吴祖慈：《产品形态学》，江苏科学技术出版社，南京，2003，第73―82页。
篇2：工业设计与信息设计的工学论文
工业设计与信息设计的工学论文
内容摘要：手工业时代催生了工艺美术，工业时代产生了工业设计，今天，信息时代已经来临，它是否会将工业设计从如今的主流地位淘汰出局，而诞生出一个信息设计呢？（或是数字化设计、综合媒介设计、新媒介设计）我们不得而知，但从诸多方面却已经看到了它的端倪。
关健词：工艺美术；工业设计；信息设计
人类生产方式的发展在其初始阶段是十分缓慢的，经历了漫长的手工业阶段。并创造了辉煌的工艺美术。直到18世纪末英国人瓦特发明了蒸气机，才把世界带入一个快速发展的轨道上，蒸气机的动力为当时的纺织业、运输业、酿造业和机械制造业提供了强劲的生产力，从而催生了第一次产业革命，也把英国推上了世界霸主的地位。
19世纪末，磁石发电机、电气电动机相继出现。电能作为一种更强大的动力逐渐地替代了蒸气机，电能的出现引发了第二次产业革命。人类的生产水平更是上了一个大台阶，工业的发展使成堆的商品物质涌上街头，工业生活用品在市民中流行起来，工业设计开始萌发。大批量高效率所生产的工业制造品在设计上一开始是用工业的手法去摹仿手工业制品，这免不了粗制滥造。但大批量的生产降低了商品的成本，能十分廉价地满足广大民众对于生活的需求，这是手工业生产所不能及的，手工业制品虽然设计考究，制作精良，但不能形成量化，价格因此昂贵。只能满足少数权贵使用。
在这种背景下，产生了包豪斯学校，包豪斯的艺术家和工程师们想改变，工业产品的这种虽实用但却粗糙难看的现实，想使工业化的大批量产品既廉价实用，又美观大方而富有创意。他们根据工业化生产方式的要求及特点对艺术语言进行科学的研究，试图把组成艺术的基本语言点、线、面等从艺术中分离出来，使这些艺术的基本语言变得象工业产品一样，能成批生产。
他们的具体方法是把组成产品的基本元素（如点、线、面、光影、形、色彩等）分别独立出来，然后对其进行分析实验，以工业化的要求把这些元素统一化、标准化、功能化，并把它们引入心理学的层面上。如康定斯基的《点、线、面》第一次把艺术语义进行了科学的抽象概括及心理分析。伊顿的色彩学，对色彩进行了一系列的科学研究，制定了一整套行之有效的色彩管理标准化的科学理论。这些理论对工业生产和现代印刷业作出了杰出的贡献。在创建现代工业设计基础理论的同时，他们在设计实践上也进行了不懈的努力，设计了很多划时代的优秀作品，并奠定了现代工业设计的基础。如马谢・布鲁尔设计的世界第一张钢管椅子――瓦西里椅子，布朗特设计的台灯，因具有非常好的功能性和简单的功能主义的造型，至今还在生产。
简单、精确、统一，这是现代工业设计的.风格特征，这种风格是因工业化的特点而形成的。它简单是因为工业生产模具成型的过程中（如冲压、锻打）不容许复杂的造型设计，它精确是因为机器产生的要求，它统一是因为生产线上的批量产生的结果。
为了适应高效率生产的要求，生产的产品在设计上就必须有统一的标准尺寸和生产规格，不同产品之间的共用件和易损件也制定通用的标准件，以达到批量化大产生的目的。这些工业化的主要特征甚至还影响到了企业的命名，如美国通用电器公司。
廉价、实用、美观的工业制品，被成堆成山地制造出来，你有、我有、他也有，使人们都可享受丰富的物质文明，并促进了时尚流行的泛滥漫延。人人都可以拥有一件一模一样的商品，并以此为乐。因此，在追求流行的浪潮中，一个人想独立拥有某种商品已是不可能的了。谁最先拥有和享用才是最重要的，人们在相互攀比中达到了相同拥有的目的，也实现了内心的平衡。然后，再等待着下一次流行攀比的到来。
无疑，工业化生产模式创造了大众消费的奇迹。但也因此压抑了人们对商品的个性化的追求。人们开始不断地反省现代工业设计的简单，精确，统一的风格所带来的单调乏味，无人情味，无起伏变化的弊端。设计家们也想努力去改变这种状态，但现代工业设计的这些特征，似乎是与生俱来的，因为这和工业化的生产模式密切相关。
今天，一个历史性的机会将要彻底改变这种局面，这个机会是以计算机，多媒体、宽带互联网所带来的一场历史性的变革被称之为第三次产业革命，这场革命给我们带来的冲击变化，大大地超过了我们的想象。它正在和将要彻底改变一、二次产业革命所形成的一整套商品生产的模式，商品流通的模式和消费观念。因此，也将对现代工业设计产生深刻的影响。
手工业时代催生了工艺美术，工业时代产生了工业设计，今天，信息时代已经来临，它是否会将工业设计从如今的主流地位淘汰出局，而诞生出一个信息设计呢？（或是数字化设计、综合媒介设计、新媒介设计）我们不得而知，但从以下三个方面却已经看到它的端倪。
其一，在产品的生产方式上，由于信息技术的迅猛发展，更强大的个人电脑、机器人以及计算机辅助设计与计算机辅助制造等技术的进步，将彻底改变传统的企业生产方式。据推测如今我们所利用的技术量，只占2050年技术量的1%。
产品通过电脑辅助设计，在计算机辅助下完成自动化制造，这些将大大地缩短创意、设计及完成制造成品的时间。设计和生产不再会受到批量化的限制，产品生产方式的批量化概念中将包括“一”，因为信息时代的企业把设计和生产一件产品作为一个批量，是很容易的事，而且成本也非常低。这样，从根本上改变工业化时代由于批量化所带来的千篇 一律的设计风格。从而满足人们对个性的追求。如黛安芬内衣每年推出的设计款式就达六七千余种之多、一种产品样式只生产一件或生产3、5件是常有的事。在平面设计方面，由于先进廉价的电脑打印系统的支持，没有任何商业行为的广告设计成了设计家最为得意的艺术品。
其二，在商品的流通方式和销售方式上，因互联网的普及将发生深刻的变化，人们可以足不出户从互联网上轻而易举地找到各种自己需要的商品的来源。并可直接与生产商进行对话，表达自己的需要。商品在这样的流通及销售中，批发商、销售商甚至商品的美丽的外包装都会被作为中间环节而省略。因此，商品本身的设计将更加重要，外包装促销功能将会弱化，甚至成为选购件。不仅如此，更多的商品的设计及生产将会在电脑上虚拟完成。在互联网上你可以把一件商品的包装一层层地打开，然后全方位地看到一件产品虚拟的真实。如有需要可以订购，然后生产商可以马上进行生产。
由于信息资讯的发达，设计制造和流通销售的循环周期――创意、发明、革新或模仿正逐步缩小，因之，推出新的设计，新的产品的企业必须在竞争对手仿制之前迅速占领市场。在过去，产品循环的周期可长达二十年，今天，最长的循环时间也很少能超过三十周。产品的循环周期常常是几个月就要更新换代。在这种坏境下，个人设计师将会重新得宠，他们将在新的时代中直接面对消费者，如同手工业时代一样，与消费者进行一对一的服务。
其三，消费观念的变化，工业化时代人们的消费是你有、我有、他也有，大家使用的是一模一样的商品，人们穿着批量生产的成衣，只有大、中、小号的区别，甚至有的只有一种均码，毫无个性可言。互联网使消费者与生产者可以在网上面对面地沟通使生产者更加严格地根据消费者或市场的需求进行生产，从而使生产与消费者更加“匹配”，这样大大减少了由于盲目生产所造成的浪费，生产商完全可以满足消费者的个性需求，按消费者的需求设计生产。消费者甚至可以参与生产的过程，可以在互联网上请人专门设计，然后再通过网络请生产商进行加工制作。
可以说，由于第三次产业革命的推动，计算机、多媒体、宽带互联网、正在渗透到社会生活的各个领域，甚至每个家庭及个人，工业设计因历史的局限强调更多的是共性，而信息设计侧更多地重视人的个性。
如在图书出版业，桌面印刷装订系统在正在迈入家庭个人的大门。先进的技术将为消费者提供极为自由购书方式，消费者可以在家里通过互联网购书，然后通过自己的打印装订设备把书装帧成册。出版社还可以通过网络提供多种版面样式和封面设计给消费者选择，消费者也可通过互联网请名师专门设计或者自己设计封面，这样消费者便拥有一本独特而心仪的书。
去年我在瑞士考察，瑞士是一个钟表王国，制表业非常发达。有的手表制造企业仅有二、三个人，手表的设计是透过网络请名师设计的，制造是全电脑程控自动化，销售又是通过网络走向世界各地。
综上所述，我们看到在信息革命的浪潮中诞生的信息设计将完全不同于工业设计，信息设计的特征是复杂的、多变的、自由化的、单一的、模糊的、个性化的、人性化的。
信息设计包括如下方面：电脑辅助设计、多媒体综合设计、三维设计、电脑动画设计、电脑仿真设计、虚似空间设计、网面设计、远程设计、数码摄像及图文特技、数字逻辑设计、信息设计的美学原理等等。
参考书目：
1、《工业设计史》作者：王受之
2、《新华文摘》 第9期
篇3：工业设计中的价值潜力研究工学论文
工业设计中的价值潜力研究工学论文
工具使用与制造业不断分工的过程，就是人们对价值不断确认和价值领域不断扩大的过程。虽然现代的工业设计在历史的基点上不再仅以物质的需求和能源的消耗为衡量标准，而是随着信息产业的高速发展以物质的各个层面表现出来,但在普遍消费者眼中，“价廉物美”仍是一个主要的价值评价尺度。物美是我们在产品设计里一直追求的目标及不断创新的动力，而用价值来衡量产品一般会被认为是制造商的责任。其实它们之间存在着必然的联系。贯穿21世纪产品设计的内在因素就是价值体系的演化与社会行为的认同。
1947年，美国工程师L・D・迈尔斯在《美国机械师》上发表了《价值分析》一文，创立了工业时代的又一管理学科――价值工程学。这门学科自诞生始便迅速渗透到产品设计中，并创造了可观的经济效益。价值工程主要倡导功能与成本的平衡，并为其提供了理论依据和实际运作方法。这是工业设计过程中第一次通过价值系统分析确定设计的方向，并把设计中的不确定因素转化为数学模型。虽然这种方式属于管理学范畴，但通过对迈尔斯提出的几项研究成果的分析，我们也可以进一步挖掘设计中的潜在价值力量。
首先，迈尔斯认为用户实际购买的是产品的功能；第二，用户购买产品时，总希望是“价廉物美”的产品；第三，产品的功能和实现这个功能所花费的费用，即成本之间可用价值来衡量；第四，确保使用功能的条件下，应尽量选用廉价的材料、代用品，简化结构设计等来大幅度降低成本；第五，提高产品的价值，必须首先从设计方案着手。
就以上迈尔斯在《价值分析》中的总结成果我们可以看到一个清晰的价值框架，如果给这一框架输入一些当今工业设计的价值参数，就会得到有益的启示。
现代产品的价值评价也是由特殊的时代背景决定的。全球化经济导致各种生产要素与资源在世界范围内的自由流动、自然资源的枯竭以及人们不断改变的世界观和价值观等，这一切不得不要求人们重新审视现代工业产品的价值范围。从微观到宏观的角度来讲，现代产品还在经历着产品自身价值的形成――消费者对产品价值的认同――社会范围内产品价值转换这一传统过程，可是价值取向的变化已使这一过程的结构联系发生了变化。本文仅把这种联系的结果简称为产品的全程化价值，就以上的价值生成转化过程来进一步探讨现代产品价值的意义。
一、现代产品设计中的价值表现
产品设计的最终目的是使消费者获得性能价格比最优的产品。有了这一命题以后，我们既得到了一些限制，也得到了一些自由。在现代产品设计中表现为使用功能是主要核心，结构形式是附属部分。如何才能突出核心部分的设计而使结构和形式成为一种为核心部分服务的优化配置呢？首先是选择创意的目标点和对象，这种选择不是设计者凭空臆造的。我们可以把功能系统分析作为设计工作的起始点，并运用一套科学的数学模式得出正确的结论。当然，选择的结果并不是最终的目的。那么如何进一步使功能与成本两方面紧密结合在一起，并令消费者满意，在这之间有一个衡量尺度。完美的.设计并非单纯以达到使用需求为标准，而是找到一处消费者能接受的成本与功能的平衡点，这样既解决了功能的使用问题也不会造成因功能过剩而产生的成本浪费。在80年代中期，德国西门子制造公司的医疗设备企业面临着日本对手的价格竞争。德国工业自豪的“尽善尽美的制造业”被轻蔑地看作“机械化过了头”，顾客不愿再为之破费。西门子公司不得不开始考虑大规模削减成本。这让工程师们难以接受，他们所受的训练是做最好的设计，而不是如何达到目标。西门子要把成本降到原来的40%，这看起来不太可能，但它实现了降低成本50%，极大程度上减少了产品功能和控制步骤。西门子保住了市场份额，并维持了为新产品调研增加投入的能力。
二、如何实现不同层次消费者对价值的认同
人作为一个自然个体有很多特质，但就与商品（工业产品）之间的关系而言，要达到的标准不外乎对精神和物质两方面的需求。不同的消费者在购买商品时都会经历：形成消费需求――产生购买动机――了解商品信息――进行商品选择――发生购买行为――评价所购商品这一过程。在这其中的每个阶段消费者对现有产品的价值评价标准都存在着差异。特别是在了解商品信息、进行商品选择和评价所购商品时，能否在有限的表达空间里针对不同的消费者充分阐述价值与功能的合理性是设计者所应充分认识的问题。每一位消费者都渴望设计者对自己的需求有更体贴的照顾，所以要实现不同层次消费者对价值的认同，对于消费者的自然属性和社会属性及其需求进行全面而系统的分析是必不可少的。
三、社会化全程价值与可持续发展
全程价值中的“全程”是针对产品生命周期而言的。现有的产品设计往往只参与某一阶层的价值循环，而设计者也只愿意在制造商提供的范围内作一些尝试。但是，从产品设计为现实生活带来的宏观改变来讲，产品生命周期的价值不仅仅属于某一阶段或某一特定人群，它应该是人类利用智慧来优化地球资源的一种创造性价值行为。这种价值行为的结果是将整个产品的生命周期有机地编织到人类健康发展的进程中来，实现着人与环境休戚相关的融合。“可持续性发展”作为本世纪的主题为产品生命周期的社会化全程价值带来了发展的可能性，拓展了产品生命周期概念，使我们在进行设计的过程中可以进一步权衡产品生命周期的每一部分为整个社会带来的影响。
我们的创造使生活变得丰富多彩，为了创造人、产品、自然环境与人为环境之间的和谐关系，我们还有很多工作可以做。对于价值潜力在工业设计中的作用，上面的论述可能只是管中窥豹，但对一些学科交叉产生的创造力还是值得重视的。如果我国的工业设计可以借鉴一些优势学科的研究方法，相信在中国设计师的手中将不断诞生出耀眼的国际化产品。
参考文献：
①栾军、尤建新：《价值工程教程》，同济大学出版社，上海，1995。/②孙启霞、金宁：《价值工程――动态不对称法》，海天出版社，深圳，2000。/③贝思・罗杰斯：《产品创新战略》，北京理工大学出版社，北京，1991。/④何人可：“伊莱克斯的品牌管理”，《艺术与设计――产品设计》，.5。/⑤江林：《消费者心理与行为》，中国人民大学版社，北京，。
篇4：谈钢结构厂房自然排烟工学论文
谈钢结构厂房自然排烟工学论文
关键词：钢结构；排烟；消防
随着我国经济建设的迅猛发展，企业生产仓储用房日趋大型化，而钢结构骨架建造的厂房，以强度高、自重轻、跨度大、吊装施工方便和建设时间短等优点正越来越被广大厂家所采用。但钢结构厂房具有耐火性能低的弱点，在未进行防火处理的情况下，其本身虽然不会起火燃烧，但火灾时，强度会迅速下降，一般结构温度达到350℃、500℃、600℃时，强度分别下降1／3、1／2、2／3。理论计算显示，在全负荷情况下，钢结构失去静态平衡稳定性的临界温度为500℃左右，而一般火场温度达到800～1000℃，在这样的火场温度下，裸露的钢结构一般在15min左右，就会出现塑性变形，产生局部损坏，造成钢结构整体倒塌失效。如：1992年5月无锡兴业有限公司全钢结构占地1000平方米厂房发生特大火灾，将整个厂房烧得支离破碎：1992年6月上海联合毛纺厂两层全钢结构厂房5400平方米，由于设备油箱形成爆燃气体发生火灾，整个厂房烧毁；1993年11月安徽佳通轮胎有限公司的单层全钢结构厂房，建筑面积58752平方米，由于人为纵火，导致这个厂房钢结构全部被破坏；2月5日四川绵阳三角生活用纸制造有限公司成品2号仓库因放火发生火灾，钢屋架建筑全部烧毁。这类建筑还存在空间大，火势蔓延快，设备、人员密集，疏散困难等特点，一旦发生火灾，常用的自动消防设施很难发挥预期作用。人员疏散和灭火救援难度较大，有造成群死群伤的潜在危险。
一、建筑火灾烟气的特点
火灾的发生和发展具有随机性和确定性的双重特点。随机性是指火灾发生的起火原因及时间、地点等因素是不定的，受到各种因素的影响，遵循一定的统计规律；确定性是指在某一特定场合下发生的火灾会按基本确定的规律发展蔓延。燃烧过程与烟气流动过程皆遵循燃烧学、流体力学等物理和化学规律。火灾的确定性规律可采用工程科学的方法研究，一般室内火灾的自然发展过程大体分成三个主要阶段，即：初期增长阶段、充分发展阶段及衰减阶段。
在火灾发展的初期增长阶段，随着放出热量迅速增多，在可燃物上方形成温度较高、不断上升的火羽流。当羽流受到房间顶棚的阻挡后，便在顶棚下方向四面扩散开来，形成了沿顶棚表面平行流动的较薄的热烟气层，达到了一定厚度时又会慢慢向室内中部扩展，不久就会在顶棚下方形成逐渐增厚的热烟气层。当火灾达到充分发展阶段，热烟气层的温度与中心温度相差无几。
如果室内有通向外部的开口(如门和窗)，则当烟气层的厚度低于开口的上沿高度时，烟气便可由此流到室外。开口便起着向外排烟的作用。在建筑火灾的发展过程中，烟气的排放相当重要，烟气排放速率的大小决定着烟气层高度的变化情况。当排放速率大于烟气的产生速率时，烟气层的高度会逐渐升高，最终保持在对人没有威胁的高度。
二、钢结构火灾时的理化性能
建筑用钢(Q235、Q345钢等)在全负荷的情况下失去静态平衡稳定性的临界温度为540℃左右。钢材的机械性能随温度的不同而有变化，当温度升高时，钢材的屈服强度，抗拉强度和弹性模量的总趋势是降低的，但在150℃以下时变化不大。当温度在250℃左右时，钢材的抗拉强度反而有较大提高，但这时的相应伸长率较低、冲击韧性变差，钢材在此温度范围内破坏时常呈脆性破坏特征，称为“蓝脆”。如在“蓝脆”温度范围内进行钢材的机械加工，则易产生裂纹，故应力求避免。当温度超过300℃时，钢材的抗拉强度、屈服强度和弹性模量开始显著下降，而伸长率开始显著增大，钢材产生徐变；当温度超过400℃时，强度和弹性模量都急剧降低；到500℃左右，其强度下降到40％～50％，钢材的力学性能，诸如屈服点、抗压强度、弹性模量以及荷载能力等都迅速下降，低于建筑结构所要求的屈服强度。我国20世纪90年代初对裸露钢梁的耐火极限进行了验证，确认了136b、140b标准工字钢梁的耐火极限分别为15min、16min(钢梁内部达到临界温度：平均温度538℃，最高温度649℃)。因此，若用没有防火保护的普通建筑用钢作为建筑物承载的主体，一旦发生火灾，则建筑物会迅速坍塌，对人民的生命和财产安全造成严重的`损失。
三、现行各类排烟方式比较
在建筑防排烟工程中，常用的三种方式是：自然排烟、机械加压送风防烟和机械排烟。自然排烟和机械排烟是控制烟气下降的常用方法，与机械排烟相比自然排烟有其自身的优点。一是无大的动力设备，运行维修费用也少，且平时可兼作换气用；二是在顶棚开设排烟口，自然排烟效果好。对于自然排烟的应用，在国外也有许多采用自然排烟的例子，在德国，大空间的公共建筑多使用自然排烟尤其是单层的展览建筑。我国现阶段对建筑防排烟方式选择的倾向性意见是：凡是能利用外窗等实现自然排烟的部位应尽可能地采用自然排烟方式。特别是大空间建筑宜首先考虑设置自然排烟，理由如下：
(一)大空间建筑中的高大空间具有较强的蓄烟功能；
(二)大空间建筑通常顶棚或侧墙设置大面积采光或通风带，可与自然排烟结合使用；
(三)机械排烟量非常大，给设计和施工带来很大难度；
(四)由于内部空间的高大、宽敞，机械排烟可能引起烟气与空气的掺混，过于集中的机械通风排烟把大量刚刚补入的新鲜空气直接排放出去，形成所谓的“流通短路。
四、自然排烟的设计要求
目前，防排烟设计方法基本有三种：(1) 体积换气次数法；(2) 基于数理模型计算公式设计方法：(3) 借助计算机模拟软件分析评估设计方法即性能化设计方法。但无论采用哪种方法，都要满足以下要求：一是烟气层高度。火灾中的烟气层伴有一定热量、胶质、毒性分解物等，是影响人员疏散行动与救援行动的主要障碍。在设计时限内，烟气层最好能保持在人群头部上方一定高度处，使得人在疏散时不必从烟气中穿过，也不会受到热烟气流的辐射热威胁。普遍认为烟气层在人员疏散过程中保持在距地面2m以上的位置时，人员疏散是安全的。二是热辐射。根据人体对辐射热耐受能力的研究，人体对烟气层等火灾环境的辐射热的耐受极限是2.5kW／m2，上部温度约为185度，处于这个程度的辐射热几秒钟之内就会引起皮肤强烈疼痛。三是结构安全。建筑用钢在全负荷的情况下失去静态平衡稳定性的临界温度为540℃左右。钢材的机械性能随温度的不同而有变化，当温度升高时，钢材的屈服强度、抗拉强度和弹性模量的总趋势是降低的，但在150℃以下时变化不大。
五、结论
(一)钢结构厂房、库房以及民用建筑耐火性能差，火灾时容易倒塌，造成大量人员伤亡和财产损失，设置排烟系统能有效排出建筑内的高温烟气，有利于人员疏散、火灾扑救和建筑结构安全。
(二)大型钢结构厂房、库房以及民用建筑多为单层，在顶部结合采光、通风设置自然排烟窗施工简单可行。
(三)目前国内生产的易熔自然排烟窗形式多样，完全可以满足钢结构建筑施工要求。
(四)自然排烟投入不大，不需专业维护保养，排烟效果良好，值得普及推广。
篇5：基于设计的工业设计工程技术类课程教学研究工学论文
一、引言
早在19，德国建筑师格洛佩斯创建包豪斯设计学院时就提出“艺术与设计”相统一的设计理念。时至今日，信息科学、网络科学高速发展，致使艺术与科学的联系愈加紧密。作为培养人才的高校教育体系，应适应时代发展，立足艺术与科学的契合点，协调艺术与科技之间的关系，构建科学完善的教学体系，培养知识结构完善的高素质人才。
二、工业设计课程体系的构成
工业设计专业的课程体系一般由公共基础课、专业基础课和专业课三部分组成。公共基础课是指高校各专业学生都必须学习的，用以培养学生基本品德、政治、文化、身体素质的课程，主要包括“两课”、外语、体育、计算机等。专业基础课和专业课则是与设计直接相关的课程，按照工业设计师的能力培养需求来对个两组课程进行划分的话，可将其分为产品表现类课程、产品设计类课程、工程技术基础类课程等几个部分。
三、基于设计的工程技术类课程教学改革方案
（一）基于设计的工程技术类教学内容的改革
工业设计专业所涉及的工程技术类课程众多，各门课程因自身学科的性质与特点都有学时的要求和教学章节的安排。而工业设计专业学生对工程技术知识的需求与掌握程度与工科机械类学生有所不同，学时分配上也无法满足传统工科教学的要求，每门课程不能独立开设。所以必须针对工业设计专业学生所应掌握工程技术知识的具体特点来重新整合多门课程，以适合专业设计专业培养的需要。根据设计对工程技术知识的需求将其分成产品设计工程表现、产品设计机械基础和产品设计材料基础三个课程群。并以设计为主线，运用具体实例将理论知识融入其中，增强学生的学习兴趣，摆脱相对枯燥乏味的单纯理论教学模式。基于设计的工程技术类课程群体系如图所示。
基于设计的工程技术类课程群体系
（二）基于设计的工程基础类课程教学方法的改革
1。 以实际案例分析为载体组织教学，激发学生学习兴趣
在教学中始终贯穿与突出设计主线，围绕设计主线来组织教学，将深奥的工程技术知识融入设计实例当中，变抽象的理论为具象的设计再现。大量优秀的设计方案又激发了学生对专业知识的兴趣，潜移默化地提升了他们分析、评价及应用能力。
2。 借助现代教学手段，丰富教学方法
传统的工程技术类课程的教学主要依靠板书完成，很难给学生一个可视化的、直观的空间实体来展示教学内容，学生只能靠想象对课程进行理解，阻碍了学生对理论知识的理解与掌握。若借助先进的计算机技术，进行实体建模和虚拟组装来展示给学生，这些问题将迎刃而解。利用CAI课件做成动画形式展示给学生，增强了强教学内容的可视性、可传性和可用性，起到事半功倍的效果。
3。 以设计为依托，增强学生的自我动手能力的自学能力
工程技术类课程的学习是以服务设计为目的的，在课程的讲授上以设计案例为载体，融入所需的工程技术知识。教学是老师与学生的`互动过程，在这个过程中应该充分调动学生的实践意识，主动增强自我动手能力和自学能力。不同课程针对不同的设计题目，要求学生从材料的选择、结构的设计、加工工艺的制定等一系列问题进行思考与实践。同时，通过各门课程的系统协调的配合，实现学生对工程技术知识的了解、掌握及其实际设计中的运用，真正达到学以致用、学有所用。
四、结束语
工程技术知识的教学是工业设计专业教学的重点与难点，采用何种教学模式、何种教学手段才能达到预期的教学目标，是一个值得工业设计教学探讨的问题。教学改革是一项系统工程，除了对教学内容、教学手段的改革之外，还必须更新观念、积极探索，建立一套针对工业设计专业特点的教学体系。
参考文献：
[1] 吴海红。工业设计专业工程基础类课程现状分析[M]。美术大观，。9。
[2] 王学义。浅析工业设计专业工程技术基础类知识的渗透[M]。中小企业管理与科技，。13。
[3] 闫朝华。工业设计专业技术类课程教学改革的探索[M]。当代教育论坛，2008。7。
篇6：浅析工业设计创新平台建设与区域整合研究工学论文
浅析工业设计创新平台建设与区域整合研究工学论文
[论文关键词]工业设计 创新平台 区域整合 区域经济 创意产业
[论文摘要]论述了工业设计创新平台构建的重点内容。从区域整合角度，分析和谐构建工业设计创新平台将促进区域经济的发展，提出应利用工业设计创新平台，实现创意设计人才的培养，分领域推进工业设计中心建设，打造优势突出的创意产业基地和园区，从而实现区域经济结构调整和可持续发展，提高国际竞争力，推动产业区域经济结构升级。
随着科学技术与知识的不断发展，以工业产品设计为核心的工业设计已逐渐被广泛应用于制造、纺织、电子信息、运输装备等行业，可有力加快我国新型工业化进程，带动经济的发展。近年来，对工业设计的创新越来越受到业内人士的关注，不仅是在工业设计自身知识体系与理论方法上的创新研究，更是在工业设计创新平台建设方向与内容上的倍受重视。例如，湖南省依据本省产业发展格局，首度提出工业设计创新平台建设方案，并取得一定效绩。因此借鉴首创省份的发展特点，提出全国范围内发展工业设计创新平台建设，依据区域自身产业格局与经济发展特点，加速区域整合。通过区域间的相互影响与制约，形成具有一定结构和功能特点的复合系统，从而促进区域经济的有力提升，并对我国整体经济结构的发展意义深远。
1工业设计创新平台建设重点内容
工业设计创新平台包含着设计创新、技术研发和人才培养，通过这个平台，可以为全国各地设计行业、科研机构、高等院校、政府部门及社会公众提供全面、系统、方便、高效的与工业设计有关的创新契机。这个平台增强工业设计对产品、企业和产业竞争的支撑能力，成为全国设计行业、制造行业与工业设计院校、科研机构、培训机构搭建技术交流与合作、人才培养、信息沟通与服务的平台。工业设计创新平台构建重点从以下几方面进行。
1）构建产销学研紧密结合的工业设计创新体系[1]。通过国家规划与政策的引导，自主开发工业设计创新成果并进行成果转化，实现市场化运作。建立工业设计院校、研究机构与企业的合作与交流，培养既有技术创新理念，又具有实践设计经验的高端工业设计人才，集技术、人才、成果和产业于一体。
2）构建行业设计中心。围绕增强工业设计创新能力，立足中国产业发展现状，选择中国发达地区工业设计基础较好的机械及装备制造业、纺织服装、家电产品、IT产品、交通运输装备以及工艺美术、传统手工艺、动漫等产业作为工业设计的重点发展领域，培育一批具有国际国内领先水平的工业设计中心。根据全国产业结构发展规划，分领域、分专业推进工业设计中心建设，着重发展与产业结构关联度高、基础优势明显的设计中心[2]。
3）构建创意产业园。采用集聚设计创意企业、提升设计创意环境的方式，建设产品研发设计、家具设计、工业陶瓷设计、展示设计直至传统手工艺设计等为发展重点的工业设计产业发展集聚区，创建技术先进、竞争力强的产业聚集园区。
4）构建工业设计品牌建设工程体系。品牌工程建设的目标是明确企业的品牌战略和品牌结构，梳理组织与品牌的关系，强化品牌对企业发展战略的支撑作用；提炼品牌的核心价值，明确品牌的定位、品牌内涵和品牌口号；进行品牌工程建设的系统规划，为后续品牌建设工作提供行动指南[3]。通过系统的品牌建设工程，提高企业核心竞争力、提高产品附加值。努力培育一批具有市场竞争力和区域特色的产业和产品。
5）构建合理有效的设计创新管理机制。重视设计创新知识产权保护，培育自主知识产权，健康发展专利事业并给予资金扶持。嘉奖对经济与社会生活发展有关键性推动意义的设计，严惩一切剽窃行为。有计划、有步骤地每年组织实施一批市场前景好、技术含量高、具有自主知识产权的新产品、新技术等工业设计创新项目，使优势产业达到国际国内先进水平，主导产业实现产品的升级换代。
2从区域整合发展角度看工业设计创新平台构建
2.1区域整合的含义与作用
从系统论角度来看，区域整合是指两个或两个以上区域的人口、资源、环境、经济与社会等子系统，在物质、信息和能量的流通与交换过程中，通过相互作用、相互影响、相互依赖和相互制约而组成的具有一定结构和功能特点的复合系统[4]。区域整合是相互毗邻的地区之间彼此长期联系，尤其是在经济发展上的联系。区域整合的过程也是一个资源共享与融合的过程，目标是实现区域经济、社会与生态的整合。通过区域整合，可以加强区域协调与合作，加速区域之间的物质、能量和信息传输，提高区域整体竞争力。区域整合发展是区域发展演化的结果，经济全球化使各国、各地区经济相互联系、相互依赖，因此，区域经济、社会和生态等领域整合发展，参与更大范围的地域分工成为必然趋势，是发挥城市与区域最佳效率的重要机制。 区域相互作用，有的是有序的，有的是无序的；有正效应，也有负效应。区域相互作用的有序关系可以加强区域合作系统内部各区域、各要素间的相互沟通和联系，保持系统内部各种信息渠道的畅通，有利于互相协调、互相学习、互相促进、互相竞争，增强区域整合发展系统的内部活力，最终实现区域和谐发展的目的。而区域相互作用的无序关系造成区域间过度回流、产业同构、恶性竞争、生活成本上升等，产生区域相互作用的负效应，阻碍区域可持续发展。通过区域整合，消除区域相互作用的负效应，使区域间的无序关系向有序关系发展，达到区域整合和谐发展的目标。
2.2工业设计创新平台和谐构建促进区域经济的发展
通过区域整合，可以加强不同区域内部工业设计创新平台建设的相互联系和沟通，有助于此平台建设的相互促进与协调，如北京、深圳、长江三角洲地区等发达地区工业设计发展较快，高新技术产业和创意产业壮大，有助于建设适应现代设计教育、产业结构、人才培养、技术发展、行业需求的.工业设计创新平台。发达地区工业设计创新平台的和谐构建可以带动周边地区及不发达地区工业设计的发展，因此，通过区域整合，有利于在全国范围内搭建工业设计创新平台。区域整合的根本动力是区域利益，如区域经济利益，区域社会利益，区域生态利益等多种利益族。利益族的核心是区域经济利益，其他社会和生态等利益是通过经济利益可以体现出来的。工业设计创新平台和谐构建，通过产业运动对不发达地区会产生更多因素渗入，区域内部因素发生变动，从而推动产业结构向高度化演变，区域经济就会进入更新发展阶段，发达地区通过对不发达地区原料、能源和劳动力资源的使用，形成新的经济增长形式，扩大经济辐射，推动经济发展，因此工业设计创新平台和谐构建促进区域经济的发展。
从发达地区现阶段的发展状况来看，科技创新和文化创意是推动产业结构调整和增长方式转变的两大战略驱动，高新技术产业和创意产业是提升区域竞争力的两大战略产业[5]。科技和文化是产业结构调整的两大驱动力。同时，高新技术产业和创意产业两大产业之间也存在着相互影响、互相促进的关系。因此在平台建设中加大对科技创新与文化创意产业的构建对于区域经济增长尤为重要。然而，与高技术产业不同的是，创意产业的灵魂是文化，提升产品或服务价值的关键要素之一是其文化内涵。文化是产品与服务增值的原动力，这一原动力突破了世界经济格局中的技术垄断，为后起区域的跨越式崛起提供了文化图强的理论依据。近一个世纪，特别是近二三十年中，创意产业发展迅速，已经成为发达国家促进经济发展的驱动力量。发达国家率先提出了创意产业的概念并付诸实践，创意产业的迅猛发展对于发达国家和地区的产业结构调整和保障就业起到了良好的促进作用，同时也满足了人们对物质和精神的个性化需求，对区域环境的改善和生活质量的提高都起到重要的推动作用。
加强工业设计创新平台构建，立足区域特点，合理建设平台构架，最终利用工业设计的创新平台，实现创意设计人才的培养，打造优势突出的文化创意产业基地和园区，从而实现区域经济结构调整和可持续发展，推动产业区域经济结构升级。此外，在平台建设中，打造自我品牌、区域品牌和民族品牌，注重文化创意产业的本土化保护。只有这样才能最终树立起民族优势品牌，提高竞争力。
参考文献
[1]陈国强.构建工业设计专业体系服务区域经济发展[J].燕山大学学报(哲社版),,(1):1-2.
[2]厉无畏.创意产业导论[M].上海:学林出版社,:36-40.
[3]顾江,朱文雁,昝胜锋.江苏文化产业竞争优势及其发展战略[J].艺术百家,2009,(4):16-20.
[4]陈计旺.地域分工与区域经济协调发展[M].北京:经济管理出版社,:73-81.
[5]汤碧.区域经济一体化模式比较[J].南开经济研究,:29-31.
篇7：注塑产品工业设计的可制造性设计与评价的工学论文
注塑产品工业设计的可制造性设计与评价的工学论文
摘要：随着注塑产品开发技术的发展，人们对其使用性能和外观艺术要求越来越高，但工业设计不仅仅体现艺术性，更应符合工业产品的制造特点和使用特性。作者提出了注塑产品的艺术创意与制造工艺相结合的设计方法，同时，还提出了注塑产品可制造性评价体系，针对注塑产品并行设计过程特点，建立产品可制造性评价知识库（CBR）。在MP3产品工业设计的实践中，验证了利用这种方法指导注塑产品设计，能明显减少设计变更、缩短产品开发周期、降低产品成本、提高产品质量。
关键词：工业设计；DFM；设计管理；评价体系
提出注塑产品的艺术创意与制造工艺相结合的设计方法，通过一系列从技术、工程、市场、管理和艺术等方面的设计管理，突破传统单一设计理念，突出工程技术和管理特性，为注塑产品的工业设计出行之有效的方法。
1、产品可制造性
设计阶段就考虑产品的可制造性，即面向制造的设计（DFM），是并行工程的重要部分，其关键在于产品设计时就考虑到产品的可制造性；目的是设计产品易于制造和装配，在保证满足设计要求和功能前提下，降低产品成本，缩短产品开发周期。
很多DFM系统是基于零件的可制造性研究，其重点是考虑减少材料费用和制造费用，即考虑产品本身的可制造性。注塑产品DFM重视产品的结构对制造费用的影响，通过DFA（面向装配的设计）来简化产品结构，从而大幅度降低产品制造费用、装配费用，同时缩短产品制造，装配的周期，注塑产品DFM效果比单一零件DFM更显著、内容更为丰富和全面。所以，可制造性是对现实的制造工艺条件，满足用户要求的产品设计对制造资源的一种优化，产品可制造性主要涉及制造成本、时间、加工工艺性、装配工艺性等，而且各种因素对可制造性影响程度不同，所以注塑产品可制造性囊括模具设计、制造和装配，产品生产等全过程的所有因素。
2、可制造性设计方法与实践
国内工业设计师普遍缺乏制造知识背景，很难理解注塑产品的功能和市场定位，设计产品尽管具有艺术创意，但从制造方面来看，可靠性不高甚至无法制造。国外工业设计起步早，水平非常高，其设计的可靠实现是以发达的制造水平为基础。参考国外的可靠设计方法，合理搭配设计和制造工艺，强化设计管理，突破以往单一设计理念，突出工程技术和管理特性，为注塑产品的工业设计提出一种行之有效的设计方法。
2、1可制造性设计方法
可靠设计方法是通过设计管理，从技术、工程、市场、管理和艺术等方面综合实施的设计过程，将材料选择、产品设计、模具设计、工艺选择结合成有机的整体，进行充分的信息沟通，信息共享，使设计工作在最短周期内、以最小成本获得设计目标的收敛和优化。通过图1所示的设计方法实施量化设计管理，该方法符合现代企业TQCS（交货期、质量、成本和服务）的竞争战略。
2、2可制造性设计实践
图2所示为电线缆扣，该产品是传统金属卡扣的替代品，其复合特性决定了产品定义是由技术特性的工程概念转化为以人为本的概念，构成了设计师、工程师、管理层和用户群体共同理解的基础。同时，产品定义的特性决定了市场定位，提供了生产管理决策，使设计从模糊需求转化为可测需求。
该产品的功能易用性复合了人性化使用设计特性，满足了表面接触、习惯因素和时尚元素；另外，产品的颜色、形体、表面等设计都是建立在用户体念的基础上，复合了工业设计的外形设计方法；材料选择热塑性塑料，不仅满足了产品的弹性要求，还确保回收再生的可靠，复合绿色设计与制造要求。
电线缆扣的孔、铰链、筋、圆角等结构的设计复合了产品结构设计、安全设计要求，便于安装、受力均匀，还满足产品的便利、安全标准的特殊要求。筋的设计为减少底部的'应力，确保制造的可行性必须设计底部圆角，如图3（a）为圆角过小的分析结果，图3（b）为可靠结构。
3、基于实例的可制造性评价体系
注塑产品工业设计的可制造性评价是对可靠性设计方法的评价，同时是对产品DFM技术的鉴定，所以具有非常重要的意义。
3、1评价指标
产品可制造性评价指标分为两种：技术指标、经济指标。可制造性评价体系如图4所示。
（1）技术指标技术评价主要是评价设计方案满足设计要求和技术性能要求的程度，包括可加工性和可装配性等。
（2）经济指标经济评价主要围绕产品设计方案的经济效益进行评价，包括方案的成本和周期等。可制造性中所包括的成本有物化劳动成本、活化劳动成本、利润、税金。周期是指产品整个开发周期的时间，但可制造性所包括的时间主要有：准备时间、加工时间、装配时间、调试时间等。
3、2基于实例的评价过程
基于实例推理的求解过程如图5所示，设计信息输入评价系统与从实例库中检索出实例信息进行比较，得到的权值大于设定的临界值判定为完全相似，否则为不完全相似或完全不相似。其中完全相似的情况极少发生；不完全相似与完全不相似也是根据实际情况给出一个临界相似度值，即相似度的下限值。不完全相似的信息经过修改，储存至实例库，使实例库具有学习和改进性；完全不相似的信息则判定为可制造性差，返回重新设计，以提高制造的可行性。
4、结束语
面向注塑产品可制造性的进行深入研究，提出基于制造知识通过设计管理的方法，对产品可靠性进行模糊综合评价，在产品设计过程的早期就考虑制造因素，减少设计的反复，从而缩短产品开发时间，降低产品成本，提高产品质量。同时，设计了可制造性的评价体系，通过创建实例库，将设计信息与实例进行比较评价其技术性和经济性，确保注塑产品的模具设计、制造和装配，以及产品生产的可行性。
参考文献
［1］@吴凤芳．工业产品造型设计模式的研究［J］．山东工业大学学报，2001，31（5）：441―445。
［2］@宋玉银，蔡复之，张伯鹏．集成化DFM技术研究［J］．计算机辅助设计与制造，1996，（9）：18―20。
［3］@沈康亮，郝介英．论工业产品造型设计的功能与形式［J］．天津轻工业学院学报，1999，（2）：81―82。
