時間:2023-09-10 14:57:36
序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇產品結構設計思路范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
關鍵詞: 工業設計;結構設計;產品外觀造型設計
Key words: industrial design;structure design;product appearance design
中圖分類號:G640.2 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)34-0247-02
0 引言
“產品結構設計”是計算機輔助設計與制造專業的一門重要的必修課,同時也是計算機輔助設計與制造專業的核心課程,利用三維設計軟件進行家電產品或電子產品的結構設計,有較強的專業性和實踐性。目前,國內高職院校隨著時代的發展相續開設計算機輔助設計與制造專業的課程,高職工科類工業設計與結構設計屬于年輕的專業。專業建設需要時間的沉淀,產品設計類專業有很多問題急待解決,其中首要問題就是確立課程內容和改進教學方法。而核心課程《工業產品結構設計》就是必須解決的問題。
1 課程開發的思路
以工作過程為導向構建課程體系的開發設計思路是:依據地區經濟規劃大力發展先進制造業的要求和確定的職業崗位群,高職計算機輔助設計與制造專業學生的就業為導向,經過專業人才培養論證會的辯證,提取企業資深工程師和行業專家的寶貴意見,先分析其典型工作任務,得出完成典型工作任務對應的職業能力,并對專業所涵蓋的產品設計能力進行研究分析,綜合考量學生的知識接受能力,最終確定課程的工作任務和課程的項目模塊。
2 教學目標
結構設計課程的開發要解決的最關鍵問題是培養結構設計人才需掌握哪些知識和技能,而當今社會企業對一個合格的產品結構設計人員有下列要求:①熟練一門三維設計軟件和一門二維平面CAD軟件。②對塑料模具和五金模具有一定的了解,包括模具各組成部分,以及塑料件和鈑金件的設計規范。③塑料性能的認識。比如塑料的分類,注塑成型工藝的影響因素等。④塑料表面工藝了解,其中內容有磨砂、拋光、噴涂、燙印、電鍍和覆膜等。⑤機械相關知識、機械制圖,需掌握凸輪、曲柄搖桿等各種機構,熟悉繪圖國家標準。⑥相應產品的生產裝配工藝。⑦國內和國際在品質方面的安規相關知識,以及相應試驗標準。
本課程的目標是使學生通過以工作過程為導向的項目實訓,掌握結構設計所需的各種知識,具備分析和解決實際問題的能力。
3 教學方法
目前社會上的企業招聘時,用人單位往往優先挑選有工作經驗的人才,而剛畢業的大學生由于缺乏工作經驗,常常受到冷漠地對待,就業壓力大。因此,提高學生的工作經驗已經成為各大院校的當務之急。
以往本課程的授課內容與學習三維繪圖軟件的課程很類似,學生跟著老師一個零件接著一個零件地繪制,偏于注重學生“技”的訓練,特別是僅強調計算機輔助軟件的應用訓練,而沒有讓學生具體地做一個項目,即從產品輸入、結構設計與評審、模具評審與改模,直至項目結題的完整過程,使學生無法對產品設計有深刻的理解。因此,本課程將采用基于工作過程的項目教學法,選用一些典型的企業產品作為項目來源,立足于加強培養學生的實際動手操作能力,學生不僅需要掌握產品設計的能力,還要具體地管理項目,在實踐中運用產品設計相關的各方面知識和必要的項目管理知識,使學生對產品結構設計有深刻的理解,掌握相應的產品設計經驗,著重培養學生“先模仿,后創新”的能力。選取產品的繪制難度由易到難,所用的知識由淺到深。
本課程分兩個階段教學:第一階段采用項目教學法,邊講邊學邊練。強調“教、學、做”相結合,靈活運用理論講授、實踐操作(演示)、討論等多種教學形式。教師可以參考企業設計部門,把學生分成幾個項目組,選出組長,并人為地設置一些障礙,使各組員互相幫忙,共同克服困難,推進項目的進程,培養學生的創新意識、職業能力和團隊協作能力,使之養成良好的個人品格和行為習慣,從而提升職業道德和修養。第二階段安排實訓專周采用實訓教學方式,讓學生到合作企業的校外CAD實訓室實踐,并引用企業的產品案例作為實訓的題目,在企業工程師的指導下,按企業的產品設計開發流程和方法進行實訓,在實訓過程中既將所學相關課程的知識應用到實際中,又進一步提高學生的工作能力、實踐能力和專業技能,提高教學效果。
4 課程內容
為了體現基于工作過程為導向的課程思想,本課程根據產品結構設計的工作崗位、工作任務和實際運用中所應具備的各方面技能,從學習各類型設計特征到把握總體產品繪制,將總體項目進度分解為各個時間節點,確定各種具有代表性的產品為單元組織項目化課程內容。
本課程的前導課程主要是機械制圖與測繪、機械工程材料、三維造型與工程圖、模具設計、電器產品強制認證基礎等,培養學生初步具備讀圖、計算機輔助二維和三維繪圖、工業產品設計的能力,為本課程的學習奠定基礎。
課程的主體內容包括:①鈑金結構件可加工性設計規范;②注塑件材料特性、成型方法以及設計技巧;③連接結構:a.固定連接結構;b.活動連接結構;④電路板安裝結構;⑤編寫項目進度表和項目任務書;⑥結構設計方案評審;⑦編寫改模方案表;⑧繪制工程圖;等等。
5 教學評價
本課程采用過程評價與結果評價相結合的方法,以及企業對學生能力的評價來綜合評價學生的成績。總成績由三部分組成:平時成績占總成績的比例為10%,期末考試成績占50%,實訓成績占40%。
注重考核學生在項目進程中動手能力和分析問題、解決問題的能力,對于在設計中有創新意識的學生,尤其是在創新設計大賽獲獎或其設計作品被企業采納的學生予以特別的鼓勵,可考慮折合成相應的學分,做到全面綜合評價學生的能力。
6 課程資源的開發
身為產品結構設計師,不僅必須掌握至少一種三維造型軟件,而且需要具有廣泛的專業背景和理論基礎,包括工程材料的知識、機構設計、塑料件和鈑金件的設計要點,相關模具的特點,以及國內外產品行業安全標準等等。雖然國內有多所高職院校開設了《工業產品結構設計》課程,但都是各自為營,教學內容和使用教材常常大相徑庭。綜觀國內關于產品結構設計的教材,大概分為兩個極端,要么是大而泛,即牽涉的范圍太廣,而沒有側重點,看似內容挺多,其實真正實用的很少;要么就是講解的內容偏窄,比如僅提到了塑料件和塑料模具,而沒有提及鈑金件、新材料的運用,更沒有材料表面處理的說明。由此可見,目前在產品結構設計課程領域,專業針對性強的教材稀缺。
本課程從實戰出發,整理產品結構設計相關的各種材料,融入企業的實際工作經驗,充分考量學生的實際能力,制作出實用課件、實訓指導書和整個產品繪制過程的教學視頻,創建學生作品數據庫,匯集國內外優秀結構設計作品,并經過兩個學年的不斷修訂,最終開發出符合當前企業需求和學校情況的教材。
7 總結
本課程適用于工科類計算機輔助設計與制造專業,亦可作為所有與產品結構設計相關專業的課程內容選用,相信本課程的探索與實踐必將有利于高職院校計算機輔助設計與制造專業的人才培養。
參考文獻:
[1]虞凱,路海萍.中國高職教育課程模式現狀及其發展走向[J].學理論,2011(35).
[2]陳青云.高職院校工業設計人才的培養模式探討[J].技術與市場,2009(10).
[3]許弢.高職院校課程改革的主體探析[J].武漢商業服務學院學報,2011(1).
[4]蓋海紅,秦學武.淺談高職院校的改革創新[J].教育與職業,2005(2).
在以往的農用機械產品結構設計中,人們通常只是考慮產品的實際性能及結構特點。因此,對農機產品的外觀造型設計及人機交互性設計不足。傳統農機產品容易給人一種體型笨重及結構做工粗糙的感覺。隨著科學技術日益進步,現代生產中人們除了注重其實用性外,更加注重農機產品的外觀造型美。故本文將以此為契機,重點對我國現階段農用機械外觀造型結構設計的相關內容進行闡述,以此不斷提升農機產品的結構性能及設計美感。
1 農用機械外觀造型設計原則分析
通常而言,農用機械產品外觀造型設計過程遵循的基本設計原則是“經濟、實用及美觀”。[1]首先,從實用層面而言,作為農用機械產品在外觀造型設計時,首先需考慮的因素就是其實用性。只有其具備完善的使用功能,才能為用戶提供服務。而其實用的充分發揮,必須以農用機械產品的可操控性及可維護性和運行可靠性、高質量為前提,同時應保證其具有標準化結構設計的特征和系列化及通用化設計的原則。但是,對于不同類型的農用機械產品而言,其具體使用功能不同,其在外觀結構造型總體設計過程中也具有不同的原則和特點。比如,北方及南方、濕地與旱地的農用機械產品外觀結構造型設計就存在一定差異。而經濟性是指在對農用機械產品的外觀結構造型進行設計時,應該注重優化設計流程,以此降低設計成本,實現農用機械產品的批量化生產。同時,遵循經濟性原則,能夠保證對農用機械產品操作進行自動化管理。美觀性是現代農用機械產品設計時都要遵循的原則,在滿足其基本農用功能要求的基礎上,必須保證現代農用機械產品外觀造型美觀及大方,從而實現“人機合一”,以便更好地展開“人機交互”。[2]
2 農用機械外觀造型設計內容分析
2.1 農用機械外觀造型設計中基本設計元素的應用
首先,在農用機械產品外觀結構造型設計過程中,最常采用的設計元素就是“點、線、面”元素。由于單個小點容易吸引人們的眼球,因此通過應用這一最小的設計單位元素,能夠突出農機產品某個外觀部位的重要特征。在對農用機械產品外觀結構造型進行設計時,可通過“點的線化”以及“點的面化”,形成一個與農機產品結構背景相脫離的虛面。通過采用這一設計思路,在對農機產品控制面板中的開關及相關按鈕和篩孔、散熱板等相關零部件進行造型設計時,設計人員就可通過不同點之間的集合與分散變換,從而形成富有獨特造型的結構部件。
其次,在對農機產品外觀結構造型進行設計時,“線”也是非常重要的設計元素。除了“點與點”之間的變化之外,還應通過不同輪廓線及“面與面”之間的轉折關系變換,從而使農用機械產品的外觀造型結構富有線性變化特征。通常而言,“線性關系”分為直線與曲線,而直線的應用能夠使農機產品凸顯“有力、剛毅”等特征;水平及斜線的應用,會給人一種“相對穩重”及“平靜”的感覺;垂直面的應用,則會給人一種“冷酷”及“沉重”和“運動”的特征。但是,斜線還具有“柔和感”,采用這種造型設計方式進行結構設計,會使農機產品凸顯“軟弱無力”之感。因此,在一般的農用機械產品結構設計過程中,為了使其外觀造型更加“沉穩”及“堅固”,設計師應通過“曲線與直線的相互變換”,使農用機械產品整個外觀造型結構給人一種“靜中有動”及“動中有靜”和“富于協調變化”[3]的特點。
除此之外,在對農機產品的外觀結構進行造型設計時,還應注重“面的優化”設計。通過對材料紋理及厚度和透明度、光澤等處理,從而使整個農機產品的外形給人不同的觸感及質感;也可通過顏色光澤的不同變化,使農機產品外觀造型結構突顯“輕盈”以及“笨重”和“柔軟”甚至“穩固”等不同功能特征。比如,在農機產品外觀造型結構設計時,可采用聚氯乙烯及聚丙烯等,為了使農機產品外觀結構具有一定的可塑性與圓潤、細膩性及韌性,應盡量采用氧化及拋光和噴砂等技術手段進行合理處理,同時采用合金鋁材進行結構設計,會給人一種“柔和”及“高雅”和“精致”感。但是,農機產品在整體結構造型設計時,為了給人一種“大氣奔放”的感覺,所有材質必須統一,且為了突出“藝術美感”,還應采用“大平面結構”進行設計,以此突出農用機械產品的流暢及平整感。
2.2 農用機械外觀造型設計中“虛實”設計理念的應用分析
“虛實相結合”的設計方法也是農用機械產品外觀結構設計過程中,經常采用的一種設計優化方式。比如,農機產品結構通透(虛)部分,會給人一種輕巧、便捷之感,如農用機械產品帶玻璃門窗的駕駛室等;而農機產品結構厚實及封閉(實)的部分,會給人一種厚重之感。故在對農機產品進行外觀造型總體結構設計時,應通過“虛實相結合”的方式進行優化設計,以免給人一種頭重腳輕及上下無層次性的感覺;比如,下列重型農用拖拉機產品外觀造型結構設計時,設計人員通過對上部玻璃門窗的駕駛室采用“虛”的方法進行設計,而下部厚重及黑色輪胎和機械底盤采用“虛”的方法進行設計,以此使整個農機產品外觀造型錯落有致,穩重而不失靈巧。
2.3 農用機械外觀造型設計中“人機工程學原理”的應用分析
為了突出農機產品結構設計美學特征,在對其外觀造型進行設計優化時,應更加注重“形體組合與分隔”。通過將農用機械產品的不同幾何形體結構采用“拼合”或者“堆砌”的方式進行優化組合,并按照一定的設計比例,對產品結構的面積和體積進行設計優化,從而使產品總體結構與其實際功能更加協調。比如,現代農用機械產品都朝著智能化及自動化方向發展,故在造型結構設計時,應進行合理的“人機交互”,如在儀表盤設計中,通過半圓及垂直和水平、開窗形、半圓形等不同結構構造方式,適當縮小人的視野范圍;另外,在方向盤及手柄結構設計時,應注重人性化設計,以實現“人機交互”,便于用戶對農用機械產品進行良好操控;對于稻麥脫粒機及聯合收割機和拖拉機等農用機械的離合器外觀造型設計,應考慮操作的用力程度,大腿與小腿間的間距應設置為120°為宜。在外觀色彩設計時,應使農用機械產品具有良好的辨識度,通過色彩調和及色彩對比,給人呈現一種“天人合一”的設計效果。
3 結語
農用機械造型設計應朝著多樣化及特色化和美觀化方向發展。因此,在產品結構優化過程中,設計人員應嚴格遵循基本的產品設計原則,在凸顯實用性與安全性和穩定性的前提下,不斷通過多種設計優化方式,從結構外觀及顏色設計和人機交互方面,對其相關功能進行人性化設計,以此不斷提高現代農用機械產品的結構設計水平。
參考文獻:
[1] 李久熙,張建偉,王春山.農機產品造型設計研究[J].中國農機化學報,2013,34(03):125-126+135.
結構設計素描可以凸顯物體的內部構造關系,可以展現物體內部與外部特征之間的聯系與整合規律。在實際的應用過程中,結構設計素描可以將造型基礎轉換為設計基礎,實現具象到抽象的二次創造,以達到產品設計的目的。從本質上看,結構設計素描作為產品設計中的有效手段,可以有效地融合產品內部空間的特點與外形,實現產品設計的最佳效果。對此,在產品設計的過程中,設計人員要根據產品設計的需求,引入相應的結構設計素描方式,不斷優化和完善產品設計體系,進而提升產品設計的綜合水平。在這樣的環境背景下,探究結構設計素描與產品設計的關系具有非常重要的現實意義。
1產品設計
產品設計主要是將設計計劃、設想或解決問題的方式借助具體的載體進行形態表達的過程,在實際應用的過程中一般為立體工業的造型設計,強調產品的實際功能與使用價值。產品設計作為人和自然之間的媒介,對社會的和諧發展具有很大的積極作用。從本質而言,產品設計的本質基于人類使用目的之上,有意識地將自然產物進行加工與創造,得到超越本體之外的物質,這種物質主要是人們實際生活中的必需品,除了要求產品的使用功能之外,還要具備一定的審美價值,滿足社會的動機和用途,進而發揮產品設計的價值。
2結構設計素描的內涵價值
2.1設計手法
素描作為一種視覺藝術語言,可以實現思維視覺化,在實際應用中,主要以造型的表現力為核心,通過對平面中的點、線和面的控制勾勒出物體的基本形態。設計素描即為結構素描,作為素描與設計之間的過渡手法,在實際應用中,以三維空間的觀念為基礎,從比例尺度和透視規律等方面入手,剖析和繪制物體的內部結構。設計人員要具備繪制設計預想的能力,借助物體的外形想象內部結構,以達到設計意圖的目的。從教學領域看,結構設計素描屬于立體設計專業,以透視為設計理念,剖析物體內部結構,并將物體的結構與形體融為一體,在平面上充分地展現,借助角度、比例以及空間變化等元素,通過邏輯分析表現物體看不見的部分。
2.2設計價值
結構設計素描把各種復雜性形態融合在一個立方體中開展設計研究工作,在物質世界中,結構存在于任何一個物理中,并直接決定物體的外在形態。研究物體內在結構與外在形態之間的關系,可以幫助設計人員把握物體整體的結構特點,并將其運用在設計環節中,從而提高產品設計的綜合質量水平。對此,在產品設計的過程中,設計人員要將結構設計素描應用在產品設計的過程中,借助對產品內部結構的剖析,掌握內部結構與外部形態之間的變化規律,并在二維平面上展示物體的三維空間機構,凸顯產品內在結構和外在形體之間的聯系,清晰透視關系與比例關系,進而達到產品空間結構的設計效果。
3結構設計素描與產品設計的關系解析
3.1藝術性
結構設計素描作為平面設計、環境設計以及工業產品設計等專業的基礎課程,在繼承傳統繪畫素描文化內涵的基礎上,把造型基礎和專業設計有機地結合起來,服務于專業設計領域,進而提高產品設計的綜合質量水平。但從本質而言,結構設計素描與產品設計間具有一定的差異性,同時在實際應用中存在內在聯系與變化規律。結構設計素描是設計人員繪畫技巧的升級,要求設計人員具備極高的觀察能力、思維創新能力以及分析能力。在實際繪制的過程中,可以對產品的內部結構進行邏輯性分析,并結合自身的審美能力,實現對產品的感性認識與理性掌握,強化設計產品的藝術性,進而達到產品設計的目的。
3.2形態性
在產品設計領域中,結構設計素描主要的功能是表達設計意圖,強調對產品結構的設計與展示,結構要求重于效果要求,并借助繪制流程和步驟描述設計人員的創作思維過程,將設計意圖直觀地展現出來。其繪制流程為分析、理解、思考、領悟、推理,并保持思路清晰,進而充分地理解和表達產品形體結構。結構作為產品形態在內在表達上,其形態主要由產品內部結構控制,而對物象研究的最終目的是超越物象本身進行內部結構的理解。從產品設計的角度上看,設計人員在產品設計的過程中,要了解和掌握產品結構,并不斷訓練透視能力,樹立三維空間意識,發揮結構設計素描的設計價值和設計作用,進而為產品設計打下堅實的基礎。
3.3審美性
在形態層面,結構設計素描與產品設計具備相同的形態構成要素,強調二維平面上的點、線、體、面等元素的結合,進而提高產品的美感和藝術欣賞性。在表現手法方面,主要利用設計圖展現設計的創意與想法,這種技法不屬于單純的繪畫方式,但又與繪畫存在某種聯系,對產品進行預想,達到從無到有、從外形到整體的設計目的,在此過程中,結構設計素描具有一個極為復雜的思維活動過程。從造型形式方面,結構設計素描要根據產品的形態變化規律進行產品設計,考慮產品內外部結構的統一性與變化性,并結合節奏、韻律、比例等設計元素,實現對產品造型規律的統一辯證。因此,在實際設計的過程中,為了提高產品的造型美感,設計人員要掌握點、線、面、體、色、質、空間、環境等元素,在變化中尋求統一,在統一中創造變化,進而達到產品最佳的藝術效果。
3.4創造性
創造性是結構設計素描的主要特征,突破產品本身而追求客觀事物以外的審美特質,進而創造出產品獨特的視覺形式,落實產品設計中的人性化設計理念。產品設計中更加傾向于系統的整體創新,綜合考慮技術、藝術以及人文等相關因素,重視人與自然的完美融合,處于科學、人文和藝術的交集,進而實現產品設計的創造特色。結構設計素描的設計過程就是在困難與希望、片面與全面、傳統與現代的沖突中實現創造,作為一種復雜化的系統行為,啟發設計人員的思維,進而為產品設計提供創造性的思維環境,提升產品設計的質量水平。思維決定行為,為了提高產品設計的內在表現力,設計人員要借助思維方式進行產品形態表達,對產品外形特點和內在結構進行深入的分析,明確產品的結構空間和明暗關系,借助虛實、光影等表達技巧,對產品視覺組合中的位置、大小、比例、形狀等構圖關系進行設計和展現,發揮結構設計素描的作用,提高產品設計的局部效果與整體視覺效果。
4結語
本文通過對結構設計素描與產品設計關系的研究,在分析產品設計與結構設計素描內涵價值的基礎上,提出藝術性、形態性、審美性以及創造性的關系因素,發揮結構設計素描的設計價值,進而提升產品設計的質量水平。
參考文獻:
[1]…任遠.淺談素描與產品設計的關系[J].大眾文藝(理論),2015(06):61.
[2]…韓超艷,王肖燁.結構設計素描與產品設計的關系[J].寶雞文理學院學報(自然科學版),2015(03):77-78.
[3]…程金霞,曹巨江.論設計素描在產品設計中的作用[J].安防科技,2016(01):58-59.
中圖分類號:TG113.22;TP21 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2016)12-00-03
0 引 言
電連接器是實現電器終端之間連接與分離功能的一種電子元器件,它在軍事武器、航空航天等領域有著廣泛的應用。近年來,隨著武器系統及航天器電子設備小型化、輕量化的發展,要求電連接器的體積越來越小,接觸件間距越來越密,且可靠性越來越高。
MDCF壓接式微矩形電連接器是根據市場需求研制開發的。產品接觸件間距為1.27 mm,排距為1.1 mm。技術性能指標符合GJB2446A-2011《外殼定位微矩形電連接器通用規范》。該系列產品是目前間距1.27 mm,排距為1.1 mm微矩形連接器中體積較小的一種。與現有MDM系列微矩形連接器相比,各項電性能指標均未降低,體積卻只是其一半,是一種結構合理的小型化產品。
1 產品主要技術指標
MDCF系列壓接式微矩形電連接器的主要技術指標見表1所列。
2 設計思路
MDCF壓接式微矩形電連接器要求產品在目前間距為1.27 mm,排距為1.1 mm的型譜基礎上將產品體積盡可能做到最小,并保留原1.27 mm間距系列產品法蘭盤的設計,以更好的滿足用戶的安裝需求。因此該產品設計的關鍵就是在不影響產品性能指標的前提下,優化產品結構,縮小產品體積。因此在設計過程中應以外殼為突破口,解決基座及其它零件的設計、工藝等問題。該連接器具有高可靠、體積小、電性能優越等特點。產品結構示意圖如圖1和圖2所示。
3 結構設計
3.1 外殼設計
外殼的主要作用是支撐絕緣安裝板和接觸件以及保護插孔、插針免受機械損傷。本產品采用全金屬外殼結構,在材料選擇上,選用了密度小、抗腐蝕性強、易于加工的鋁合金材料,加工后表面采用化學鍍鎳。對插面采用30°梯形防誤差結構,在插針插孔接觸件嚙合之前,梯形的外殼先實現定位。外殼尺寸比常見的1.27 mm微矩形電連接器縮小不少,且寬度方向尺寸縮小到極致,即法蘭尺寸與梯形對插面的寬度相同,這樣既保證了用戶的安裝需求又縮小了產品體積。MDCF-51PL外殼如圖3所示,MDCF-51S外殼如圖4所示。
3.2 接觸件設計
要實現小型化,就必須減小其接觸件的尺寸。傳統的電連接器彈性插孔尺寸不斷減小,其可靠性也隨之降低,無法保證接觸可靠。因此根據微矩形產品的特點和成熟工藝,接觸件選用絞線插針。
絞線插針最大的特點是它是一種反極性接觸件,插針為彈性接觸件,插孔為剛性插孔。絞線插針與插孔對插時,插針中部凸起且凸起部分外切圓直徑大于插孔內徑,在工作時因受力產生壓縮變形和軸向旋轉伸長,插針外圈的七根彈性銅線與插孔形成七線接觸,在各個方向都有接觸點,抗振動性更強。七根彈性銅線構成并聯系統,大大提高了連接器的固有可靠性,由此可以看出,絞線插針具有尺寸小、抗振動、耐沖擊、接觸電阻小等特點,很適合應用于微矩形連接器。此外,麻花插針的生產和檢驗均能實現自動化,成本較低。絞線插針及其斷面圖如圖5所示,插孔如圖6所示。
3.3 絕緣安裝板的設計
絕緣安裝板不但要支撐和保護接觸件,還要承受和傳遞插拔過程中產生的機械力,因此絕緣基座需要足夠的機械強度,同時,在設計時還要考慮絕緣安裝板與外殼的裝配性。插頭基座設計從下往上裝,而插座基座為了縮小外殼體積,則從上往下裝。絕緣安裝板結構設計圖如圖7和圖8所示。
在材料選擇方面,常見的絕緣安裝板材料主要有改性聚苯醚(MPPO)、聚苯硫醚(PPS)、玻纖增強PBT、玻纖增強尼龍等,其性能對比見表2所列。
隨著軍工行業的不斷發展,安裝環境對連接器絕緣安裝板的要求也越來越高,從上表可以看出,聚苯硫醚(PPS)具有耐高溫、耐環境、強度高等特點,且聚苯硫醚(PPS)具有優良的熱穩定性,其機械強度隨溫度升高降低較小,MDC 這些特點正好能滿足連接器對強度和耐高溫等性能的要求,所以我們選擇聚苯硫醚作為本項目產品的基座材料。
此外,根據產品的外殼、接觸件尺寸以及孔位的排列,本次設計的基座孔壁厚度約為0.4 mm,我們通過計算來驗證其是否滿足連接器的電性能要求。
(1)絕緣電阻
絕緣電阻的計算公式為:
R=PT
公式中R為絕緣電阻(),P為體積電阻率(/mm),T為絕緣材料厚度(mm)。
聚苯硫醚的體積電阻率為2.8×1016 Ω/mm,相臨接觸件的最小絕緣間隔為0.35 mm,則絕緣電阻值為:
R=2.8×1016×0.4=1.12×1010 M
與表1中所列出的電性能指標相比較,絕緣安裝板的設計完全滿足絕緣電阻的要求。
(2)介質耐壓
介質耐壓的計算公式為:
V=KT
公式中V為絕緣介質耐壓(V),K為抗電強度(V/mm),T為絕緣材料厚度(mm)。
聚苯硫醚的抗電強度為6 800 V/mm,相臨接觸件的最小絕緣間隔為0.4 mm,則耐電壓值為:
V=6 800×0.4=2 720 V
與表1中所列的電性能指標相比較,絕緣安裝板的設計完全滿足絕緣電阻的要求。
4 主要試驗及其論證
初樣加工出來后,按Q/MB814-2013《MDCF系列微矩形電連接器詳細規范》做了結構試驗,整個試驗過程按照試驗大綱要求進行,在結構試驗過程中均未發現指標異常,通過試驗證實了產品的性能達到了GJB2446A-2011《外殼定位微矩形電連接器通用規范》的要求,并為以后批量投產的可能性和合理性提供了依據。
5 產品特點及應用
MDCF壓接式微矩形電連接器結構設計新穎、合理,具有通用性強、體積小、重量輕、分離力小、高可靠、安裝方便等優點,是微矩形產品向小型化方向發展的產品,此產品能充分發揮微矩形電連接器的優勢,在航空航天、武器系統、電子裝備等方面都具有很好的應用推廣價值。經鑒定試驗,其各項性能指標均達到標準要求,產品處于國內領先地位。MDC-51PL(插頭)連接器如圖9所示,MDC-51S(插座)連接器如圖10所示。
6 結 語
本文通過介紹MDCF系列微矩形電連接器的結構設計,闡述了MDCF系列微矩形電連接器的結構特點。該系列產品體積只有常見1.27 mm系列微矩形連接器的一半,而電性能并未下降,完全滿足連接器小型化、高可靠性的要求,具有很好的市場價值。
參考文獻
[1]張磊,陳雁.航天用微矩形電連接器的一種新選擇[J].機電元件,2012,32(5):50-53.
[2]周建新,羅杰.國產微矩形電連接器發展研究[J].機電元件,2013(4):54-60.
[3]黃銳.塑料工程手冊[M].北京:機械工業出版社,2000.
[4]佘玉芳.機電元件技術手冊[M].北京:電子工業出版社,1992.
[5]曲喜新.電子元件材料手冊[M].北京:電子工業出版社,1989.
居住地:南京
電 話:152*******(手機)
E-mail:
最近工作[2年]
公 司:XX有限公司
行 業:電子技術/半導體/集成電路
職 位:增值產品開發工程師
最高學歷
學 歷:本科
專 業:信息工程
學 校:南京信息工程學院
自我評價
性格隨和,沉著冷靜。工作獨立性較強,注重細節,做事認真細致,思路清晰,主次分明。工作積極主動,責任心與上進心較強,具有良好的溝通協調能力與合作的團隊精神,協助相關部門完成相關工作。樂觀自信的人生觀我堅信自己會做得更好。
求職意向
到崗時間:可隨時到崗
工作性質:全職
希望行業:電子技術/半導體/集成電路
目標地點:南京
期望月薪:面議/月
目標職能:增值產品開發工程師
工作經驗
2013/2 – 2015/2:XX有限公司[2年]
所屬行業:電子技術/半導體/集成電路
技術開發增值產品開發工程師
1.收集新材料,新工藝及色彩方面的資訊,研究使用者需求、新材料、新工藝和色彩的發展及流行趨勢
2.以創新設計的視角,發掘細分用戶的需求,提供創新的產品色彩定義及產品圖案設計
3.協助設計師完成設計方案的材料、工藝、色彩規劃,設計方案細化到手板制作及產品工程化
4.參與結構設計與結構工程師共同就產品結構方面問題點進行檢討使結構設計可以達到易于生產的目的
2012/6 – 2013/2:XX有限公司[8個月]
所屬行業: 通信/電信/網絡設備
增值與號百中心 增值產品開發工程師
1.參與制訂公司營銷戰略。根據營銷戰略制訂公司營銷組合策略和營銷計劃,經批準后組織實施
2.負責重大公關、促銷活動的總體、現場指揮
3.定期對市場營銷環境、目標、計劃、業務活動進行核查分析,及時調整營銷策略和計劃,制訂預防和糾正措施,確保完成營銷目標和營銷計劃
4.根據市場及同業情況制訂公司新產品市場價格,經批準后執行
教育經歷
2008/8— 2012/6 南京信息工程學院 信息工程本科
證書
2首飾快速連接結構的設計理念
首飾快速連接結構的設計理念是以現代人們的物質和精神需求為基礎,以審美觀念和消費習慣為出發點,拓展思路,創新新的連接結構,最終實現首飾各個元素之間的快速連接。在其設計過程中,需要考慮首飾的材質和尺寸,既能實現快速連接,又能滿足常用首飾材質的屬性,簡化結構和制作步驟,要藝術化處理結構設計中影響美觀的局部區域,整體要符號首飾的裝飾美。
2.1設計思維
思維是設計過程中最重要的因素,一個好的想法往往決定事件的整個過程和最終結果。在首飾快速連接過程中,設計思維貫穿于整個首飾產品的開發設計過程,包括結構設計的合理性,快速連接的可行性,材質選取與結構的關系,結構與美學的合理處理,連接結構附屬的首飾功能等等。在每一個環節都需要經過縝密的思索和反復的推敲,甚至是大量的實驗以檢驗設計思維是否正確合理。
2.2設計定位
首飾快速連接結構的設計定位是在實現快速連接首飾各個部件的功能上,進一步實現首飾的多功能和首飾的個性化。首飾產品因材質不同和成型工藝的區別在市面上有千萬種產品類型,對于首飾快速連接結構的設計,只能在某種材質或產品的基礎上,定位其功能結構、個性特征、消費人群、使用范圍和風格特色。
2.3設計方法
設計的方法主要有兩種,一是創新設計,二是改良設計。無論是創新還是改良,兩者都需要有一定的設計基礎,包括總結前人的經驗,借鑒已有的設計案例,了解所設計對象的屬性,掌握設計的基本方法等。在快速連接結構的設計中,通過引用和借鑒工業設計中的快速連接結構,尤其是工業中常用的螺旋、鉚合、卡口和彈簧等結構,結合首飾的形態特征、制作工藝和材質屬性,分析金屬與金屬之間的連接部位和金屬與寶石之間的連接方式,找尋設計的創意點,設計首飾的快速連接結構。在設計過程中,設計的出發點和設計的最終結果往往存在一定的差異,設計的過程也會因各種因素變得錯綜復雜,甚至偏離最初的構想。但正因如此,設計才顯得有趣和有意義。尤其是在首飾快速連接結構的設計中,受首飾尺寸大小和材質屬性的限制,很多優秀的工業連接結構是無法實現或難以實現的,這就需要轉換思路,尋求新的方法和技巧,探索和推究新的構成方式,
3首飾快速連接結構的應用案例分析
3.1案例設計
如圖1—圖3所示,本案例的設計主題是“拼合”,根據上述設計思維和設計定位,考慮首飾的結構時,使用原有的槽鑲結構為基礎,在鑲口的兩端使用軸連接和卡口設計。當卡口開啟后,通過旋轉使帶有回形紋的卡口進行一百八十度的旋轉,以充分展示槽鑲端口,按照預先設置的寶石尺寸選擇需要的寶石快速植入對應的卡槽,完成寶石鑲嵌后再回位卡口。
3.2案例分析
在此案例的設計過程中,設計的目的是實現寶石和金屬的快速連接,設計的思維是基于首飾原有的槽鑲結構,尋找合理的連接方式進行結構的創新設計,以滿足寶石和金屬的快速連接。同時,需要考慮連接的可靠性和沒關心,能有效利用結構的創新增加首飾的個性化和情趣化,增加首飾的附加值和文化屬性。在設計過程中使用的方法主要是借鑒現有的工業產品結構和首飾鑲嵌結構,在滿足功能結構和連接結構的同時,更多的如何設計和保持首飾的形態和美觀不受破壞,需要在首飾用材質和尺寸中考究實際可行的連接結構。
3.3結論
通過上述案例的設計和分析,在首飾產品的快速連接結構設計中,運用現有的工藝技術和工業結構是可以創新出首飾的新型連接結構,以達到快速連接寶石和金屬及金屬與金屬之間各個元素的連接目的。在設計過程中,其連接結構的設計需要考慮首飾固有的材料特性和首飾的形態結構。同時,還需結合首飾的審美習慣和佩戴文化,其所設計的結構要巧妙的植入首飾主題中,在原有的美觀性和裝飾性基礎上進一步的挖掘首飾的結構創意和首飾的表現形式,增強首飾的親人性和趣味感。
中圖分類號:F270.7 F275.3 文獻標識碼:A 文章編號:1006-3315(2014)06-170-002
一、引言
隨著我國軍品價格體制改革的不斷深入,以及國家鼓勵符合條件的非軍工企業和民營企業進入國防科技工業領域,軍工企業傳統的壟斷優勢已不存在,競爭已成必然,降低成本,控制軍品全壽命周期費用(LCC),成為軍工企業獲得競爭優勢的重要途徑。在這種新環境下,傳統成本控制方法的缺陷:偏差性和滯后性已日益突出,迫切需要尋求一種新的方法來對研制成本進行控制。在這種要求和IT技術發展的雙重推動下,利用ERP計算機信息系統,通過成本企劃與ERP成本模擬反復循環,建立動態目標成本,并轉化為標準作業成本,已作為成本管理和控制的目標,乃大勢所趨。
二、動態目標成本管理的意義
裝備目標成本是裝備研制企業依據裝備研制生產現狀、技術發展水平以及經濟資源供給等條件,在科學合理測算未來裝備研制生產中可能發生的成本的基礎上,結合自身需求做出的裝備研制生產成本預期。
裝備的目標成本管理對提高企業成本管理水平將帶來積極的影響,同時利用ERP系統實現對裝備目標成本的動態管理,也是傳統的成本管理方法所無法比擬的。
(1)動態目標成本管理將成本管理的范圍擴大到了裝備的全壽命周期。
(2)動態目標成本管理增強了成本管理的預見性、目的性和科學性。
(3)動態目標成本管理有利于促進新技術、新材料、新工藝的應用。
(4)動態目標成本管理為研制階段開展限費用設計提供了實現手段。
三、傳統模式下目標成本管理存在的問題
1.目標成本測算不夠科學合理
大型裝備由于采用了較多的新技術、新器件、新工藝,這為準確估算裝備的LCC帶來了相當的難度。一是如相控陣體制的大型裝備,構成整機成本的主要組成部分的T/R組件,其關鍵元器件是與裝備同期開展研制的,因而器件的生產成本及裝備的研制成本在早期難于預估和控制;二是多項關鍵技術需同步攻關,因而方案的變更、試驗項目的增加都是動態變化的;三是在生產加工中,由于新結構、新設計、裝配的精度和工藝流程的合理性,在前期成本預估中難于考慮周全;四是裝備后續的調試時間、試驗項目及次數、試驗自備條件等更是無法預估,需要一個動態更新的過程。
2.成本管理理論僵化,手段落后,不能滿足全面成本管理的需要
傳統成本管理以單一的工時為分配基礎,割裂了成本與其產生原因之間的關系,導致了成本分析和控制的失效;不能深入反映經營過程,不能提供各個作業環節的成本信息及各個環節成本發生的前因后果;沒有現代化管理手段實現投產前產品設計以及生產要素合理組織的成本管理。另外,傳統的成本管理對象局限于財務方面的信息,不能提供管理人員所需要的資源、作業、產品、原材料、客戶、銷售市場和銷售渠道等非財務方面的信息,難以全面滿足戰略管理的需要。
四、ERP環境下動態目標成本管理的特點
1.基于成本企劃的管理模式
動態目標成本管理首先是以顧客為導向的,而顧客導向的成本管理典型模式就是成本企劃。
成本企劃法(Target costing,TC)是在新產品設計或改型設計之前,按照客戶能接受的價格確定產品售價。然后再根據企業期望的目標利潤確定目標成本,并用目標成本控制產品設計,使產品設計方案達到技術適用、經濟合理的要求。成本企劃體現了在復雜多變、高度競爭的環境下,產品售價不由企業主觀條件決定,而是由市場條件決定的情形,因而其目標成本的設定方式是一種市場支配式,體現著強烈的外向性和動態性的特點
2.基于作業成本的管理模式
作業成本法以成本動因為基礎,使得成本分配的準確性和成本可追溯性大大提高,是成本管理理論從工業化大生產以來最根本的變革。
動態目標成本管理又是基于作業成本管理的成本控制管理模式,是指在產品開發設計階段,通過價值工程來保證目標成本實現的一系列成本改進工作。成本改進工作是一項系統工程,包括設計、生產、采購、銷售、售后服務等環節的多項作業,企業在這些階段實施的作業對目標成本的最終實現起著關鍵作用,需要全體人員共同努力來完成。
在目標成本分解過程中,除了按產品結構分解為直接材料、直接人工和制造費用外,還要把生產組織過程分解為具體的作業,即設計工藝路線,然后劃分作業中心,把直接人工費用和制造費用等分解到各項作業上,并形成標準作業成本,作為產品生產成本控制的依據。目標成本按作業進行分解的好處有:第一,可以運用ERP的成本模擬功能測試各種設計方案的成本,以檢驗方案的可行性;第二,通過作業成本的分解和計算,為價值工程的方案改進提供依據;第三,目標成本轉化為標準作業成本,作為成本控制的標準,有利于生產過程中的成本管理與控制。
五、ERP環境下動態目標成本管理模式的建立
1.動態目標成本的形成原理
在產品的開發設計階段,成本企劃通過對目標成本的“設定―分解―達成―再分解”這樣一個循環過程,通過多重循環擠壓和逐層擠壓來降低成本。在分解和擠壓過程中,需要運用ERP的成本卷積計算告訴設計者“設計方案是否可行”。其形成原理如圖1所示。
根據產品設計方案的產品結構信息和制造工藝信息,企業將BOM和Routing輸入系統,結合預計的采購件的標準成本、直接人工和制造費率等成本基礎數據,運行ERP成本模擬功能,檢查模擬結果是否達到目標成本的要求。如果達到,可以作為可選方案之一;如果不能達成,則進行產品結構或制造工藝方案修改;如果有多個可選方案,則運用價值工程篩選最佳方案;最佳方案的成本將作為動態目標成本,并轉化為標準成本。
2.具體步驟
(1)預測目標價格和銷售量。目標價格是根據市場可接受的目標范圍、企業自身的競爭優勢和企業的經營管理理念等因素來確定的。在確定目標價格的同時,需要確定在這種價格下企業的預計銷售量,因為銷售量影響生產量,生產量影響作業量,作業量影響產品單位成本。
(2)確定產品目標成本。根據“目標成本=目標售價-目標利潤”的關系式確定目標成本。在確定目標售價以后,目標成本可以與目標利潤在一定程度上進行互動,這中間需要考慮期間費用的影響。總之,要在保證企業盈利的前提下確定產品目標成本(指制造成本)。
(3)價值工程及其在ERP中的轉化。價值工程(ValueEngineering簡稱VE),是指以產品或作業的功能分析為核心,以提高產品或作業的價值為目的,力求以最低壽命周期成本實現產品或作業使用所要求的必要功能的一項有組織的創造性活動。價值工程涉及到價值、功能和壽命周期成本等三個基本要素。
價值工程就是要找到產品的最佳設計方案。產品設計主要包括產品功能設計、結構設計和制作工藝設計三個方面,其中產品結構設計和制造工藝設計將轉化為ERP中的物料清單和工藝路線,并據以計算產品的制造成本。具體如圖2所示。
a.物料清單。利用價值工程完成了產品結構設計之后,便形成了物料清單。物料清單是一個完整的、正式的、結構化的組成一個產品的有關部件清單。對于產品成本來說,物料清單決定了產品及其中間件的物料用量,而材料的價格將從ERP物料系統信息中調用。
b.工藝路線。工藝路線描述了生產一種產品所需的每一道工序以及執行這些工序的先后次序。除此之外,工藝路線中還包含了每一道工序在哪個工作中心執行,以及在每道工序上的排隊時間、準備時間、運行時間、移動時間、加工批量等與生產成本相關的技術信息。而工作中心則規定了班制、班工作時間、設備數、人員數、總工作能力、單位作業成本等技術信息。系統使用工作中心中定義的公式和工藝路線中的標準值就可計算標準的作業耗用量,隨后根據成本中心中計算出來的作業價格,系統就可以計算出標準的制造成本。
(4)成本模擬運算的關系式與數據來源
a.關系式:
①產品成本=直接材料費+直接人工費+制造費用
②直接材料費=材料用量×材料價格
③直接人工費=直接人工耗用量×直接人工費率
④制造費用=預計作業動因量×成本動因費率
⑤成本動因費率=固定成本動因費率+變動成本動因費率=固定成本/總預計作業動因量+變動成本動因費率
b.數據來源:
①BOM提供材料用量,系統物料文件提供材料價格。ERP通過BOM卷積計算可以獲得直接材料費用。
②工藝路線提供直接人工耗用量。工作中心提供直接人工費率。ERP通過工藝路線的卷積計算可以獲得直接人工費。
③預計作業動因量根據預計產量和工藝路線的標準工時卷及計算獲得;固定成本、變動成本動因費率根據成本中心的歷史標準成本會計信息進行預測。
(5)價值工程的循環改進。根據成本模擬運算結果,對價值工程方案進行改進,具體包括兩個方面:
a.產品結構設計方面的改進。根據BOM清單,可以考慮材料價格是否可以降低,材料用量是否可以降低,材料是否可以替代。
b.制作工藝設計方面的改進。根據工藝路線和工作中心,可以考慮工作中心的工作時間是否可以延長,以增加產能;是否可以減少工人數量以降低直接人工費率;是否可以減少作業,特別是一些不增值的作業;是否可以減少排隊時間、移動時間、甚至加工時間,以降低作業動因量;加工批量是否可以調整,以有效發揮產能;以及是否可以降低材料損耗和廢品率,以降低單位成本動因費率。
(6)最佳方案的模擬成本轉化為動態的目標成本和標準成本。對達成目標的成本企劃方案根據價值工程篩選出最佳方案,該最優方案的模擬成本將作為動態的目標成本轉化為動態的標準成本,據以進行成本核算和成本控制。當市場需求發生變化后,需要進行新一輪的成本企劃和模擬運算。
六、結束語
目前,在國內ERP軟件中,有的具備了成本模擬運算功能,例如用友ERP-U8的計劃成本功能,但也有不少軟件只有成本預測功能,而沒有成本模擬運算功能。其實成本預測功能遠不如成本模擬運算功能有實用價值。另外,產品設計數據轉化為ERP的BOM和工藝路線數據需要較大的工作量,如果能把ERP與企業的CAD/CAM/CAPP/PDM等設計制造軟件集成起來,動態目標成本管理的效率就會大大提高。
參考文獻:
[1]周玉清,劉伯瑩,.ERP與企業管理的理論、方法、系統[M]北京清華大學出版社,2005,150
[2]胡元木.成本企劃,一種先進的成本管理模式,中國煤炭經濟學院學報,2000(4),45-48
工業設計的核心是產品設計,產品設計的教學時主要考慮設計三要素:產品功能、工藝性和形態美學。在此三要素中,學校重點培養的是學生的造型設計能力,即形態美,導致學生對產品功能及工藝知識知之甚少,和企業實際需求間存在一定的錯位。因此,以手機行業為背景,從企業生產實踐出發、對產品設計課程理論教學和實踐教學進行了有意探索。
1企業對產品設計人才的具體要求
作為高校教師,經常看到畢業生在雙選會上找到對口的工作的同時,學生明顯缺乏勝任崗位的信心。雖然,學生在校期間成績較為優秀,但是實踐能力欠缺,面對用人單位的專業且接地氣的面試問題,經常顯得無所適從。其主要原因在于核心課程產品設計教學和企業需求之間出現了錯位。產品設計首先要考慮的是產品的功能,產品只有具有一定的功能,才是其得以存在的價值基礎,而產品功能的實現,必須依賴于一定的零部件單元,產品零部件單位在三維空間中的大小及布局是產品設計必須考慮的核心問題,也是對形式追隨功能的有力解釋;其次是產品功能實現的工藝性,即材料、結構、工藝等內在生產要素可行性;最后考慮的是產品美的形態,形態的考慮必須要考慮實現產品功能的零部件單元大小及布局對外觀造型的影響。在于工業設計作為應用型為主的專業,應該強調設計實踐,重理論、輕實踐(或理論與實踐脫節)的設計教育定位難以滿足市場的要求。[1]據調查,現在國內高校工業設計專業培養計劃中開設產品設計課程的高校很多,但是僅限于一般的產品設計流程,雖有工藝知識的講解,但是講解內容過于簡單,且和企業實際有一定的偏差。雖然有模具設計課程學習,對產品成型技術有一定的了解。但是,學生畢業時一般不懂產品內部結構的組成,更談不上結構工藝上的實現,設計的產品造型往往不易制造,甚至根本沒有考慮生產工藝要求,導致無法生產制造。因此工業設計專業產品設計課程教學應結合企業需求,在培養學生審美能力的同時,重點培養學生工程設計相關內容的教學,使學生在產品功能單元布局合理的情況下,實現產品外觀造型及內部結構設計。從而縮小理論與實踐的差距,推進產教融合。
2產品設計課程教學的探索
設計必須基于一定的行業背景,不同的行業有不用的設計標準,并結合設計材料有產品結構設計的推薦值。本文結合工業設計專業學生就業方向:產品設計、平面設計、環境設計及設計管理。主要以產品設計中小型產品(手機行業)為背景,進行了產品設計課程理論和時間教學的有益探索。
2.1產品設計課程理論教學探索
產品設計核心課程,表達了對設計問題多樣性、復雜性的關注并促使教學情境作出適時改變。[2]以手機行業產品設計為例,塑料零部件居多,鈑金件較少。因此,在產品設計課程的理論教學過程中工程設計的內容應補充加強:手機堆疊2D布局、常見LCDLENS規格參數、前蓋、后蓋、按鍵設計、DOME設計、電池蓋設計、電池蓋按鍵設計、天線設計、耳機插孔設計、speaker設計、microphone設計及裝配結構等。(1)零部件的堆疊:針對手機產品設計,首先要對實現產品功能的所有零部件進行有效合理的布局。在Pro/Engineer三維參數化工程設計軟件中,有強大的產品零部件布局功能,能夠在設計之初保證所有功能實現的零部件單元進行合理的布局。(2)結構及工藝:鈑金件主要為沖壓工藝完成產品結構的設計。塑膠件的設計,主要是結合手機制造過程中常見生產加工工藝(如注塑工藝)對諸所涉及的產品零部件的壁厚、拔模角度、圓角、凸臺、加強筋、裝配柱、嵌件、螺紋、表面裝飾花紋及圖文標識、卡鉤、卡扣、止口、鏈接等結構依據行業標準規范及推薦值進行詳細的產品結構設計。(3)掌握常見的表面處理方式如真空電鍍、絲印、移印、化學腐蝕、噴砂、拋光、拉絲、滴膠、激光焊接、電泳涂裝、鐳雕、鑲鉆、陽極氧化及高光切削等原理及加工后效果。
2.2產品設計課程實踐教學探索
(1)案例式教學。鑒于學生基于手機行業背景的產品設計基礎理論知識薄弱,實踐能力不強的特點,宜采用深入淺出、通俗易懂的“案例教學法”。所謂案例教學是指把案例引入課堂環節,以手機產品設計實踐案例的形式讓學生進行設計實踐,引導學生綜合運用所學的理論知識,去分析解決產品設計過程中實際問題能力的一種教學方法。案例教學將部分真實設計案例引入課堂,使學生在一段相對短的時間內,親歷手機產品設計所有過程,通過實踐、視頻結合的方式實際、生動,富有吸引力和啟發性,從而能有效地提高學生運用所學理論和知識分析、解決實際問題的能力。(2)深入企業進行設計實踐。工業設計本身是一門實踐性很強的學科,早在包豪斯的教學體系中就明確提出了“干中學”的教學方法,通過實踐活動來培養學生發現和解決問題的能力。[3]深入企業進行設計實踐,其對象不僅是學生,課程教學老師也可以參與其中。今年我院畢業年級學生深入重慶小康動力有限公司進行設計實踐,在學校老師和企業導師的指導下完成畢業設計論文。學校鼓勵教師進行行業背景培訓,我院工業設計專業三名老師赴四川長虹電器有限公司進行為期連個月的企業實踐鍛煉。通過企業間建立有效的溝通交流實踐平臺在提升老師實踐教學水平的同時,對專業學生結合企業實際需要,發現問題、分析問題解決問題的能力也得到了有效的提升。
3結論
在分析了目前工業設計專業產品設計課程教學中存在的不足和人才培養與企業實踐之間的偏差后,提出了工科工業設計專業產品設計課程教學的基本想法。因院校不同、辦學層次、辦學條件、專業方向不同,在此,對于工業設計專業產品設計課程教學進行了有益的探索希望能起到拋磚引玉的作用,給同行提供必要的參考。
作者:田朋飛 單位:攀枝花學院
參考文獻:
波紋膨脹節是工業管道配管技術必備裝置,因其核心元件波紋管采用多層薄壁(0.6~1.2mm)耐蝕合金,又成為管道配管中最薄弱環節。在行業技術標準GB/T12777-2008《金屬波紋管膨脹節通用技術條件》中,僅對設計計算、強度校核及產品結構等提出了安全質量要求,而對管路配管系統未做技術要求。而波紋膨脹節的設計恰恰是以管路系統應力轉化為支持的,本軟件將管道系統應力和管路應力分析與波紋膨脹節應力分析,通過CAESARⅡ《管路系統設計分析軟件》、波紋管設計軟件和波紋膨脹節材料庫、波紋管模具庫等有機整合后,完成對波紋管膨脹節的有限元分析和結構設計,科學的實現了對管路系統應力對波紋膨脹節產品的轉化。填補了工藝配管技術中波紋膨脹節設計空白。項目實施將工藝管路和管道與配管技術有機轉化成一體,從而使波紋膨脹節設計更具有符合性、科學性、可靠性。金屬波紋管及翅片式波紋管在內燃機冷卻器中的應用,在汽柴油發動機冷卻器殼體內或冷卻芯子的兩管板間安裝1~1000根帶有間斷性凸凹狀金屬波紋管,采用擴管法、焊接法等方法將其固定在一端管板上,使冷卻介質的流動狀態發生改變,達到提高傳熱系數,增加傳熱效率。該發明構思新奇、工藝實用、成本低廉、性能可靠、傳熱效率高、不結垢、壽命長、熱應力小。實現思路如下:
軟件具體實施技術路線
1)該軟件以德國CAESARⅡ《管路系統設計分析軟件》為基礎,針對不同工藝管路和管道的工況進行整體有限元分析,通過CAE-SARⅡ《管路系統設計分析軟件》完成管路和管道應力集結點分析,然后對集結點應力轉化為波紋管應力和波紋膨脹節結構設計依據。輸出分析報表并對錯誤節點進行提示。2)該軟件通過波紋管設計軟件(GB/T12777-2008《金屬波紋管膨脹節通用技術條件》)和建立的產品材料庫、波紋管模具庫,完成波紋管參數化設計。3)該軟件采用INVEN-TOR軟件對波紋膨脹節結構進行優化設計,使其生成波紋膨脹節三維空間圖型,從而確立波紋膨脹節使用、運行、安裝狀態。同時,將其轉化為機械平面圖樣和生成產品零部件圖樣。4)通過工藝設計軟件,將零部件圖樣,完成工藝路線設計和工藝工步設計。5)生成生產制造用全部技術文件。
軟件的應用
通過該關鍵研發完成,應用于企業波紋膨脹節產品設計、生產制造與管理、質量控制和追溯性管理。1)通過CAESARⅡ《管路系統設計分析軟件》、波紋管設計軟件、材料庫軟件、模具庫軟件、INVENTOR軟件的整體設計,科學有效的將波紋膨脹節設計與管路及管道系統設計整合一體。特別是IN-VENTOR軟件將波紋膨脹節總體設計轉化為零部件設計,使其完成了產品標準化設計,大大降低了設計成本,減少了人為不確定因素影響,使膨脹節設計更具有完整性、統一性和通用性。大大推進了企業標準化工作的建設。對企業實現標準化作業、推進生產標準化管理、控制質量成本都具有深遠意義。2)通過波紋管設計軟件、材料庫軟件、模具庫軟件建立,完成了對材料、模具的規范化管理,能有效控制材料成本和模具維護與管理。3)通過INVENTOR軟件,使波紋膨脹節直接生產產品制造用零部件圖樣和工藝技術文件。直接轉化為生產、檢驗控制文件。4)項目實現了技術設計、質量控制、生產制造、應用追溯一體化。(本文作者:曹曉娜 單位:秦皇島北方管業有限公司)
二、教學內容優化
課程群建設是一個系統工程,其建設策略應以群內某門中心課程為基礎,以課程間內容整合為重點,理清課程間邏輯關系,劃清課程的知識界限,刪除課程間重復內容,構建起課程間的系統性。依此原則,針對核心課程群的教學內容優化提出以下幾點教改思路:
1.提升“設計思維”課程的重要性,更新其知識體系,并將其貫穿于所有設計基礎和綜合設計類課程
設計思維過程是工業設計實踐中最有價值的環節,工業設計問題解決過程實際就是設計思維過程,因此設計思維的重要性不言而喻。繼工業時代后信息時代的社會變化,工業設計知識的更新日新月異,其中設計思維作為工業設計知識的核心表現得更為明顯,而且其蘊含著大量的隱性知識,很難顯性表達。因此,“設計思維”課程的內容更新非常值得重視。為了提高學生設計能力,設計思維課程必須貫穿到所有設計基礎和綜合設計類課程,使得學生基本的專業素質得以提升。
2.深化“形態設計基礎”的內容提煉
在基礎形態設計能力培養的基礎上,加強工業產品形態設計基礎的課時量和教學深度,將工業產品形態設計基礎內容作為產品造型設計課程群的中心課程。工業設計專業學生相比產品設計專業學生的藝術造型基礎比較薄弱,要想短時間內提升到自由造型能力不太現實,再者工業設計造型有其自身規律,即形體具有工業加工特點。可以說,工業設計造型可以相對脫離純視覺藝術造型母體,具有其自身的成型條件和造型規律,因此從形體成型的理性層面進行“形態設計基礎”課程的內容提煉很有必要。
3.加強以用戶為中心的設計思想與能力以及用戶參與式設計思想與能力
IDEO(美國著名工業設計公司)為優秀的設計重新作了定義———優秀的設計創造的是美妙的體驗,而不僅僅是產品。IDEO通過大量設計實踐所探索出的設計思想和實踐形式正改變著企業創新的方法,高校應緊跟國際設計前沿,傳授前沿知識。重點對產品人因設計課程群引入行業內最新研究成果,包括先進的簡單有趣的設計方法、輕松自然的用戶研究實踐形式等等。
4.加強手動建模思考能力,推進設計思維的設計實踐方式
設計過程中通過手來思考是設計思維發展的重要手段,通過草模來推動想法是其重要一環。筆者主張課程體系中的所有設計實踐環節都應該加強草模制作過程,以此來反復推敲設計想法,真正提升學生的設計能力。手動建模方式有很多種,包括平面形式的剪貼、拼接等,還包括三維形式的快速原型,將其運用到以上4類核心課程群每門課程中,能起到充分刺激創意創新思維的作用。在課程群知識的歸屬方面,可以將其列為課內實踐環節,而且是輔質的作業手段,將不會影響到知識界限的劃分問題。