通用技术作品设计要求精选(九篇)

第1篇：通用技术作品设计要求范文

从概念上分析，信息艺术包含了“信息”和“艺术”两个主体。信息是指以适合于通信、存储或处理的形式来表示的知识或消息。在现今信息时代，信息技术是指以计算机为代表的获取、传递、存储、显示和应用信息的技术。换言之，对信息技术的印象在人们的脑海中总是和计算机的形象联系到一起。

艺术是指含有审美价值的活动及其活动的产物，并能表现出创作者的思想及情感，并使接触者产生共感。从现代产品设计的角度来看，随着人们精神追求的不断提高，“设计”与“艺术”两者的关系越来越紧密，因此，在理论界存在着“艺术与设计同‘源’论”和“艺术与设计同‘元’论”两种理论[3]。将信息与艺术结合，对信息艺术可以概括为：以信息技术为依托，以多媒体信息为载体，具有交互性、体验性的艺术设计表现形式。从艺术设计的角度进行研究，信息艺术更多的被人们理解为计算机美术、多媒体技术或是虚拟现实技术，被认为是一种科学与艺术的整合[4]。

实际上，信息艺术不单纯用于美术设计、产品设计，而且在纯粹信息技术领域对信息艺术的要求也越来越高，例如，在GIS技术研究中，运用信息技术对历史文化资源进行保护研究，一方面要重视信息查询、检索和显示等计算机技术的运用，此外还必须重视艺术手段的表达和运用，以使产品具有宜人性、可用性[5]。再如，周淑秋[6]等研究了黄瓜可视化系统，将信息艺术通过虚拟现实技术应用于农业方面。从计算机工程研究角度来看，信息艺术不只是一种艺术的表现手段，其在计算机信息技术以及产品设计中更是实现交互性、体验性，满足用户心理需求的一种功能手段，是产品和使用者之间信息交换和情感互动的实现保障[7]。

尽管目前对信息艺术没有准确权威的定义，但是可以从特征上来界定其本质，概括来说，信息艺术包括3个基本特征：（1）数字化，信息艺术具有信息化的本质，其表现手段多借助于数字化技术来实现。（2）艺术性，信息艺术作为一种艺术设计形式，表达了动人的艺术效果，具有感染力。（3）交互性，信息艺术作为一种艺术形式，与常规艺术表现的区别在于通过交互带给使用者全新的体验，使产品能够产生功能表达与功能使用之间的互动。

二、信息艺术与产品设计

随着社会进步和人自身对审美追求的不对提高，作为技术与艺术相结合的工业设计得到越来越高的重视。工业设计是以工学、美学、经济学为基础对工业产品进行的人工物设计，是技术与艺术的结合，其内容涵盖了人类生活的方方面面，其宗旨是用最少的资源、最简单的形式创造出更宜人、易用的产品。信息艺术作为技术进步的代表，与工业设计、产品设计的结合自然也越来越紧密。Zilver创始人ErikRA将设计看作是“创造有价值的交互载体”，并提出了相关的分层策略。如图1所示，产品设计包含了美学、交互、性能、结构等多种要素，要求设计从艺术、交互性和功能等多角度进行创新设计[8]。信息艺术不但能通过声、光、电等多媒体手段进行产品的美学提升设计，还可以通过信息交互的方式提升产品的交互性以及通过更复杂的计算技术手段提供更优的功能。信息艺术的应用提高了产品的可用性。可用性是产品设计的根本目的，产品的可用性包含了有用—易用—想用三个层次。有用是功能上满足基本要求；易用是拥有广泛的适用范围，可以满足大多数人的需求；想用是指产品有吸引力、动人和有趣[9]。

在产品可用性上，信息艺术通过计算机技术将人的审美体验感受通过技术的形式表现出来，充分体现了以人为本的现代设计思想。如图2所示，是荷兰飞利浦公司设计“布贝尔服”，它包含内外2层，内层含有捕捉情绪的生物识别传感器，把情绪转换成颜色传给外层。当女人穿上这种衣服时，其情绪的改变可以引起衣服颜色的改变。这种信息艺术手段在产品设计上的运用，使服装不但具有穿着的功能，而且具有了趣味性和吸引力。从信息艺术的产品设计实例可以看出，计算机为代表的信息艺术，不再只是一种信息的载体和传播工具，而是逐渐走向人们的艺术生活，并转化为工业产品，通过艺术与技术的结合，使产品具有了更强的交互性和体验性，给用户或参与者带来了使用的乐趣。

三、信息艺术与产品设计结合的关键技术

信息艺术是计算机技术发展的产物，作为提高产品附加值的手段，实现两者的有机结合需要解决的关键技术包括数字技术、UCD（UserCenteredDesign，以用户为中心的设计）和认知科学三个方面，如图3所示，描述了信息艺术在产品设计中的运用需要解决的三大关键技术的主要内容。

1.UCD-以用户为中心的设计

UCD已成为目前工业设计中设计者追求的重要目标之一，在信息艺术与产品设计的结合中，UCD既是关键技术，也是最终目标。以用户为中心的设计（UCD）基本思想是将用户（user）时时刻刻摆在所有过程的首位，以满足用户的需求为基本动机和最终目的[10]。

好的产品设计，真正以用户为中心，必须考虑易理解性和易使用性的设计原则[11]。以用户为中心的设计注重考虑用户体验，其内容包括用户与产品交互的各个方面，如用户感受、对产品的理解、目标完成程度以及产品与使用环境的适应性等[12]。UCD的最终结果必定是在使用中与用户产生互动，并带给用户愉悦的使用体验。以图4所示飞利浦公司2004年推出了的被称为“周围环境体验”的医疗放射检测设备为例，产品设计中针对接受核磁共振（MRI）成像诊断之前患者容易出现的紧张恐惧心理，利用投影营造各种大自然的影像和色彩，配以患者喜欢的背景音乐，墙面的色调也能配合影像而变化，从而营造出舒缓的环境。信息艺术中UCD思想体现了产品的人性化，强调产品的舒适、方便、可靠、价值、安全、方便等。信息艺术的运用，除了人机方面的生理因素考虑，更加注重人的心理层面需求。

2.数字技术

数字技术是信息艺术的支撑技术，涉及常规的计算机技术，如软件编程、数据库技术、计算机图形图像处理、虚拟现实技术，此外还包括传感技术、音视频技术等等。数字技术通过电子技术、通信技术与计算机等技术与工业产品设计的综合，实现信息化技术在普通产品中的融合。现代技术的发展使各学科的交叉性、渗透性越来越强，结合信息艺术的产品设计，是各学科协作的结果，其中工业设计师统筹规划，并对计算机专业设计人员、机械设计人员、结构设计师、材料工程师等进行设计管理。因此，要求产品设计师对机械、材料、生物、计算机等技术的发展要有全面的关注，同时信息艺术的运用也表明产品设计越来越成为团队设计，离开了学科交叉，不可能会有艺术化的信息表达，也不会设计出带有更高信息艺术附加值的产品设计。

3.认知科学

信息艺术在产品设计中运用的目的是增加产品的体验性，使产品通过综合信息技术的运用，带有智能性、趣味性，要实现这样的目的，了解用户的认知心理是必不可少的。认知科学作为一门新兴学科出现较晚，“认知科学”一词于1973年由朗盖特希金斯开始使用，它所涉及的主要内容，有感知觉（包括模式识别）、注意、记忆、语言、思维与表象、意识等。信息艺术中实现体验设计、智能化，是以数字技术为基础的，把电脑比作人脑，在信息加工系统过程中，实现对表征信息的物理符号进行输入、编码、贮存、提取、复制和传递。如图3所示，在产品设计中，利用信息技术，模拟人的思维、认知方式，实现信息艺术，主要研究的内容应该包括以下几个方面[13]：（1）人脑知识表示的方法；（2）研究人脑中知识的使用与推理机制，通过信息手段进行智能模拟；（3）研究人脑的信息处理过程；（4）研究人脑中知识的获取与遗忘机理。以认知科学为基础，在产品的信息艺术设计中涉及到更多的计算机专业技术，主要有虚拟感知与情感计算[14、15]等。例如沃尔沃开发的“驾驶员警示系统”，能够记录汽车在道路上的行驶情况并向注意力分散的司机发出警示，避免或减少疲劳驾驶事故的发生。同样，英国诺森比亚大学的设计师也在进行类似研究，比如通过驾驶室内的感应器收集驾驶员的状态信息，并通过声、光装置适时调整驾驶员的状态，通过认知科学的展开，其设计理念更具有艺术性。

四、结语

第2篇：通用技术作品设计要求范文

3D打印是一种应用计算机软件完成的创新设计。通过基础设计，对打印功能进行革新。将传统的打印方式立体化，通过计算机软件三维立体设计，实现3D打印实物设计。将这种技术应用到工业设计中，完善3D打印设计的标准，利用网络计算机技术应用，逐步提高工业设计的实际应用效果，改变消费者和设计师的传统消费和设计理念，提高工业设计思路，为消费者提供更加适合工业发展的产物。

一、3D打印设计应用

3D打印技术于90年代出现，通过快速打印的形式进行立体呈现。3D打印技术主要以软件数据数字的文件传递，通过运用打印材料进行粘黏，通过立体造物模式完成打印过程。3D打印采用软件数字技术实现，主要的常用于工业设计中，通过对工业设计产品的制造，将各种零件进行组装，达到更加精准的设计标准。

（一）协同制造设计工作

3D技术通过打印机与软件系统的融合，实现工业设计创新、服务制造的一体化融合，通过计算机网络软件数据平台，对各类工业设计标准进行设计限定，通过设计制造实现设计与工作的完美融合，确保工作设计的协调标准，确保工作设计的准确性。

（二）提高设计准确度、降低设计周期

通过软件数据的精准设计，提高设计产品的直观性。通过装配设计步骤，为3D打印机设置合理的设计模型数据，提高数据模型复合基本标准，使设计模型更加具有精准度，更加复合设计制造的标准。在设计制造过程中，通过软件数据设计，可以随时对设计内容进行更改，降低了设计更改成本，提高了设计标准，提高了设计定稿速度，降低了设计的周期。在修改过程中，对大型的设计可以采用数据计算软件进行分析，对细节设计可以通过简单的变更设计数据，实现结构的微调。通过3D打印机设计，完成设计产品的快速修正和调整，极大的缩减设计周期，降低设计生产成本。

（三）复杂模型制造设计

3D打印机的设计不受硬件产品的影响和约束，通过对产品的曲面加工，确定产品的复杂角度，完善设计的优越性能。工业设计师利用CAD软件制图，通过计算机完成工业产品的设计制造，将相关数据流程记录存储下来，实现软硬件设备的存储管理。伴随着3D打印技术的快速发展，打印的原材料越来越丰富，产品性能越来越完善，一些非金属的材料更加具有良好的机械稳定性，在模型制造过程中，受到市场的广泛认可。

（四）反向设计的需求

利用计算机可以对工业设计进行反向思维分析，通过3D打印扫描的结合，实现对产品整体结构数据的快速分析，通过3D扫描将需要分析的物体进行3D扫描，通过数据云存储，分析这些数据的结构类型，对3D模型进行研究，将计算机辅助软件应用到数据制造过程中去。这样就可以很好地提高产品的设计效果，更大的提高食物模型的设计标准准确性，方便人们更好的认识模型创新设计效果。

二、市场发展影响

随着现代信息化、多元化产业的快速发展，消费已经从基本生活需求逐步转变为高级定制，从衣服服饰到电子设备、家具、汽车等。3D打印技术已经被应用到各个方面，将设计思路通过计算机在电脑中呈现出来，通过特殊打印材料和电脑数据的设定，按照实体模型进行填充，通过调整细节，实现设计师想要的效果。这种的产品更加适合消费者的基本需求，复合设计师的基本要求，可以有效的提高设计价值。3D打印技术的提高，制造效率的升级，可以让设计师顺利的完成实物打印技术，方便产品的供给，满足客户的需求。在设计前，需要和客户进行设计沟通，确保•设计打印实物复合市场基本需求，方便后续交流研究。市场产品的认可是提高3D打印技术发展的关键，良好的市场可以有效地提高市场发展，更好的加强市场资源的利用。设计师依靠3D打印机技术完成真实产品的设计，伴随之产生大量的设计品牌，各种设计文化趋势打破原有的设计避雷，为消费者提供适合自身的独有设计，提高了市场的认同度。3D打印的发展，推进了消费者的消费兴趣，通过网络技术设计师与消费者可以在电脑前进行沟通，消费者可以自己动手完成专属作品的设计，一早生产平台，依照个人兴趣爱好完成产品的设计，这种按照消费者意愿生产出来的产品是独一无二的，是具有独立创新特点的产品，这为设计师提供了更多的设计灵感和设计空间，更好的完成设计与消费的统一。依照消费者的基本需求，逐步提高设计产品的设计质量，扩展市场需求，按照市场运营标准，提高设计打印技术的准确性，实现3D打印技术的快速发展。

三、结语

第3篇：通用技术作品设计要求范文

中图分类号：TP391.72 文献标识码：A 文章编号：1672-3198（2007）08-0184-02

0 前言

计算机辅助设计(CAD)技术是近几十年来迅速发展起来的一门新兴的综合计算机应用技术,它的应用和发展已经成为衡量一个企业工业现代化水平的重要标志。特别是在当今市场竞争日趋激烈的条件下，要想赢得竞争，企业必须以最快的上市速度、最好的质量、最低的成本、最优的服务、最利于环境的产品满足用户的不同需求。在各种先进的制造模式中，CAD技术得到了广泛的应用。无论是并行设计、协同设计、虚拟设计，还是环保设计都离不开现代CAD技术的应用。应用现代CAD技术能使设计工作实现网络化、集成化和智能化，以求达到产品设计周期短、成本低和高质量的目标。

1 CAD技术在并行工程中的应用

并行工程和协同工作是一种新型的设计模式，通过把先进的企业管理和先进的自动化技术结合在一起，采用并行化的产品设计理念及其相关过程，在产品的设计早期全面考虑产品的制造过程和生命周期。并行工程的设计方法强调功能和过程的集成。在对产品设计过程进行集成的前提下，优化和重组产品的开发过程，实现多学科专家群体协同工作的工作方式。

（1）将企业实施的各种串行过程转变为并行工程，要求在进行上游工作环节设计的同时，尽可能多的考虑下游工作环节的工作。在产品设计的初始阶段，应全面考虑后续制造的相关问题，对产品的可靠性、可制造性、可测试性、规范性和成本可计算性进行设计，尽早考虑产品整个生命周期中的所有设计因素，以求达到各项设计工作的协调一致，力争设计工作一次完成。

（2）并行工程的实施需要建立多学科协作的组织形式，运用可制造性设计DFM方法开发新产品。当采用这种设计方法时，由于需要集体合作，所以个体的设计结果应该信息共享，设计规范统一，应用集体的智慧和经验，产生高质量、低成本的产品。

（3）在进行产品的并行设计时，要选择合适的软件工具和方法，选定的软件能对产品的设计、制造周期进行全程服务。在设计、制造周期中的数据交换应符合STEP标准，便于实现产品数据管理PDM。通过这些CAD技术的应用使产品的开发集体所有成员都组合在同一个信息环境中，保证所有成员得到最新、最准确的产品信息，协同一致的完成设计任务。在产品的设计早期全面地考虑产品的制造周期。

2 CAD技术在敏捷制造中的应用

精良（Lean Production,LP）生产是一种新的生产模式，这种生产方式在日本企业中得到了推广应用，并且取得了成功，促进了日本经济的快速发展。在精良生产方式中，从生产操作、组织管理、经营方式等各方面，找出一切不能为产品增值的活动和人员，加以改革，进而杜绝浪费，提高经济效益。精良生产方式实现了精良管理、精良设计、协同配套、用户至上、高素质人员的集成。在此基础上，美国的制造业界提出了敏捷制造（Agile Manufacturing, AM）的先进制造模式，为了实现企业生产制造的敏捷性，采取现代通讯手段，通过快速配置各种资源，以有效和协调的方式响应用户需求的一种新的企业发展战略。这种生产模式正在发展之中，其基本思想是将灵活的动态联盟组织、先进的柔性生产技术和高素质的人员全面集成，使企业能够应付迅速变化和不可预测的市场需求，以求得长期稳定的经济效益。CAD技术在产品设计、生产全过程的动态联盟组织中的应用有如下特点：

（1）实现产品的敏捷设计和管理。

应用CAD技术可实现设计资源共享、信息服务、合作建模、数据管理和设计过程管理，达到敏捷设计的目的。在敏捷设计中，产品的开发是利用数字方式确定工作任务，用数字方式在各部门、各地点的合作者之间进行联络。产品开发环境中的产品实际上是一种数字模型，在同一个数字模型上工作，通过PDM系统管理和集成，PDM是管理产品信息的重要技术措施。

（2）实现网上协同设计。

在网络环境下，从事CAD技术工作的人员组成跨专业学科的设计团队，分散在不同的企业中，实现企业间的动态集成。随着产品结构的日益复杂化以及新技术更替的加快，对某些产品一个企业已不可能快速、经济的独立开发和制造，必须寻求企业的动态联盟形式，把具有各种特点和优势的企业以产品为纽带联合在一起，共享一个产品数据库和统一的产品数据管理系统，最大限度的保证设计者和制造者以优化的形式在网上进行新产品的协同设计和制造。

3 CAD技术在CIMS集成系统中的应用

早期的CAD系统是致力于提高绘图的工作效率，数控机床的出现，发展成了计算机辅助制造CAM，进而促进了CAD技术的发展。在CIMS系统中，要求产品的信息实现CAD、CAPP和CAM的集成，实现产品设计到制造各环节中资源共享和信息传递，提高设计效率。CAD技术在CIMS系统中的应用有如下特点：

（1）CAD建模技术的应用。

特征建模技术是CIMS的关键技术之一。它是在CAD/CAPP/CAM范围内建立相对统一的、基于特征的产品定义模型，包括了从产品设计到制造各阶段所需要的产品定义信息，通过产品的几何形状信息和工程信息的描述，体现设计意图，并将产品的设计意图反映到各个后续环节。特征建模技术是CAD/CAPP/CAM集成的重要前提。

（2）数据交换技术的应用。

对于以单元自动化为目标的CAD/CAPP/CAM应用系统，各子系统数据的逻辑和物理结构差异很大，这给各子系统间的数据传递带来了一定的困难。因此，需要设计专用的数据格式文件交换产品信息。为了提高产品数据格式的标准化程度，可通过标准数据格式文件交换产品信息，这需要在各个子系统中设计前/后置数据处理程序，实现系统数据格式与标准格式的转换，常用IGES图形数据交换格式作为各子系统数据转换的标准格式。也可以通过统一的产品模型交换设计信息，使各子系统间直接进行信息交换，采用STEP标准以通用的数据格式描述一个产品在生产周期内完整的产品模型。这样做可以大大提高系统的集成性。

（3）产品数据管理（PDM）技术的应用。

为了提高数据传输效率和系统的集成化程度，保证各子系统间设计数据的一致性、可靠性和数据共享。可采用产品数据管理系统（PDM）统一管理与生产有关的全部信息。CAD/CAPP/CAM之间不需要传递信息。各子系统从PDM系统中提取和存放各自需要的信息，从而真正实现CAD/CAPP/CAM的集成。通过PDM实现产品设计、分析、制造、工艺规划和质量管理等方面的信息集成，确保CAD/CAPP/CAM设计出最新、最好、性能最优的产品。

4 CAD技术在虚拟制造技术中的应用

虚拟现实（VR）技术目标是建立一个与客观世界相似、逼真的虚拟环境（VE）。科学计算可视化（VISC）是将科学计算过程中产生的数据与计算结果转换为图形或图像并进行交互处理的理论和技术。可视化技术和多媒体技术是实现虚拟环境的基础，利用可视化技术实现的三维真实感场景是虚拟环境的最基本体现。

（1）虚拟产品加工流程。

设计产品的三维表达需要CAD技术的支持，在产品的设计阶段就应该考虑产品零件的可造性，对于大型复杂零件的制造可先在计算机上进行虚拟加工，进而获得合理的加工流程，为合理的设计提供工艺保障。实际上数控仿真就是在计算机上执行数控程序，并将工具图形、刀具轨迹在计算机显示器（CRT）上显示出来。

（2）虚拟产品样机。

机械产品从概念设计到成品面市过程，需要经历“设计样机制造测试评价修改产品”这一耗时的反复循环。如何加速新产品的开发周期，并在新产品投产之前有一个有效的手段来检验新产品的效能和适用性，避免投产后的失败，这是工程技术人员追求的目标。

通过CAD技术表现样机的直观形象和功能动画。

5 结束语

随着计算机科学技术的发展，CAD技术在工程领域会得到了越来越广泛的应用。CAD正经历着从传统单元技术向复杂大系统环境下的设计自动化技术的重要转变。21世纪，济竞争是世界各国竞争的焦点和世界发展的重要推动力。对制造业而言，每个企业都面临找持续多变和不可完全预测的全球化市场竞争，竞争的核心是以知识为基础的新产品的竞争。为了提高竞争力企业必须解决好产品的上市速度（T）、最好的质量（Q）、最低的成本（C）、最优的服务（S）和最清洁的环境（E）来满足顾客的不同需求和社会可持续发展的要求。先进制造技术必然十分重视产品设计问题。没有适销对路的创新产品会在激烈的市场竞争中败下阵来，所以采用先进制造技术的企业必然将产品设计这个环节视为企业的生命线，先进的设计技术必然成为先进制造技术的核心之一，先进设计技术离不开CAD技术，而且会大大促进CAD技术的发展。

参考文献

第4篇：通用技术作品设计要求范文

新时期我国国家事业建设在“十一五”期间取得了很多成就，其中最有代表性的就是我国船舶工业进入了快速发展的轨道，其主要表现在于船舶工业规模不断扩大、造船产量不断增长、综合实力不断提升以及自主开发能力不断提高等，我国船舶工业在高技术、高附加值船舶以及海洋工程装备等领域不断取得新的研究成果，船舶工业在新时期的高速发展使我国机械设计制造技术进入国际领先行列。现阶段随着我国国家事业建设进入一个全新阶段，我国社会生产领域高素质的高端人才需求量正在不断增多，其中十分短缺机械设计制造技术及其自动化专业的高端人才，卓越计划的全面推行使我国高等院校为社会培养出一大批机械设计制造高端人才，在很大程度上满足了我国新时期国家事业发展对高端人才的需求。现阶段我国机械设计制造技术与自动化技术的融合及创新已取的很多成就，其中机械设计制造自动化技术已成为我国机械制造业的主要技术支撑，我国机械制造业在新时期发展中由于受到网络技术、电子计算机技术、智能化技术以及机电一体化技术影响，使我国机械设计制造自动化技术不断向智能化、机电一体化、微型化、绿色化以及模块化方向发展，这也就意味着我国机械制造业在新时期转型中急需大量高素质专业人才，这样才能确保我国机械设计制造自动化技术可以满足其发展要求。卓越计划通过高等院校教育为我国机械制造业培养出大量高端人才，这样不仅可以满足我国新时期国家事业发展对高端人才的需求，同时也在很大程度上促进了我国机械设计制造技术在新时期的发展，使我国机械设计制造领域在新时期不断进行发展与创新，对保证我国机械设计制造技术在国际上的领先地位有着重要作用，同时也更好地实现了我国机械设计制造领域的可持续发展战略目标。

2基于卓越计划的机械设计制造技术发展现状分析

现阶段随着大量机械设计制造专业高端人才进入机械设计制造领域，使我国机械设计制造技术在先进科学技术的支持下，在柔性制造、虚拟制造以及敏捷制造等方面取的很多成就，不仅有效促进了我国机械设计制造领域在新时期的发展态势，同时也使我国机械设计制造领域进入到世界先进行列中。机械设计制造技术的柔性制造技术是建立在成组技术基础之上，将不同种类、不同数量的数控机床和数控柔性机床作为主要设备核心，同时可以通过装置设备的连接实现自动化物流系统，对提高现代化机械设计制造技术的整体生产效率、生产质量有着重要作用，柔性制造技术的发展可以更好地满足市场动态性需求和相关产品的更新。现阶段机械设计制造技术的柔性制造技术在实际运用中，可以同时完成机械设计制造生产管理和加工制造这两方面工作，将生产管理完全贯穿到切削加工、冲压以及焊接等工艺中，对提高现代化机械设计制造技术产品的生产效率、质量有着重要意义。现代化机械设计制造技术中的虚拟制造技术是基于虚拟技术、仿真技术而成，根据现代化机械设计制造技术特点对产品的设计与制造进行建模处理，使用计算机对产品设计制造全过程中进行仿真和模拟操作处理，从而使设计人员可以利用虚拟模型对产品的实际性方案进行优化，确保机械设计制造产品在研发阶段可以合理配置相关生产资源，对保证产品制造成本、生产精度、作业风险以及产品性能等方面可以满足设计要求有着重要作用。现代化机械设计制造技术中的敏捷技术是基于精神创新、结构管理创新以及管理人员创新等方面而成，可以确保现代化机械设计制造技术可以满足动态市场发展要求，对提高机械产品的生产效率、降低生产成本有着重要作用，这也是基于卓越计划的机械设计制造技术在发展中的一大特点，对促进我国机械设计制造领域在新时期的发展有着重要作用。

3基于卓越计划的机械设计制造技术发展前景展望

基于卓越计划的机械设计制造技术在传承传统机械设计制造技术的基础上，将最先进的科学技术以及相关技术成果引入到机械设计与制造全过程中，所以高度自动化是机械设计制造技术在新时期发展的主要趋势，同时机械设计制造技术在发展中也在不断向着智能化、微型化、模块化以及绿色化方向发展，机械设计制造技术的虚拟化、机电一体化业已成为其新时期的主要发展趋势。基于卓越计划的机械设计制造技术需要进一步向虚拟化方向发展，将虚拟化更深入的融合到机械设计制造技术中可以提高产品开发速度，同时可以有效提高机械产品在开发过程中的能源利用效率，这便要求我国机械设计制造领域在发展中要合理应用计算机仿真技术，将虚拟技术与虚拟现实技术通过合理的改进应用到机械设计制造技术中，这样才能确保基于卓越计划的机械设计制造技术可以进一步满足社会发展要求。我党在新时期国家事业建设中提出节能减排的可持续发展战略目标，这要求我国机械设计制造领域在发展中要注重绿色生产技术的应用范围，将绿色生产理念贯穿到我国机械设计制造技术应用全过程中，注重节能、环保等绿色产品的开发力度与创新力度，同时也要求机械设计制造过程中要加强节能环保材料的使用，减少机械产品在使用中对能源的消耗及其对自然生态环境带来的不良影响，所以绿色化是基于卓越计划的机械设计制造技术在新时期的主要发展趋势，只有这样才能确保我国机械设计制造领域在新时期可以更好的实现可持续发展。现阶段基于卓越计划的机械设计制造技术正在不断向着一体化方向发展，这是由于我国经济建设中不断衍生出大量新兴产业，使我国社会生产领域对机械产品的需求也在不断趋于多样化，很多企业对机械产品的需求开始以个性化、多样化特点为主，这便要求机械设计制造领域在发展中要注重小批量、个体性的生产节奏。针对我国经济市场对机械设计制造技术产品需求这一现状，这便要求我国机械设计制造技术在发展中要不断向一体化方向发展，只有这样才能确保我国机械设计制造技术可以满足社会发展要求，对提高机械设计制造领域在经济市场中的生产效益有着重要作用，同时也是有效实现我国机械设计制造技术可持续发展的必然途径。

4结束语

第5篇：通用技术作品设计要求范文

(陕西省长安一中，710100)

摘要：在教学苏教版通用技术教材必修1中“设计的一般过程”时，尝试以学生生活中的设计与制作为载体，进行实践教学。将教材中的“便携式小凳”改为“多功能收纳盒”，主要是想发散学生的思维，调动学生的积极性和创新性，丰富学生的技术体验。

关键词 ：技术设计 通用技术 多功能收纳盒

在通用技术课堂教学中，教师要从传统的“教教材”向“用教材教”转变。教师不仅要解释教材，还要用教材做“诱饵”，去“钓”起学生的胃口。同时，以教材为中心，可以向外延伸，在内容和形式上有变化，不止于教材，不局限于教材。所以，笔者在教学“设计的一般过程”时，选择学生生活中的实例作为载体，引发学生的设计需求，从而激发学生的学习积极性。

一、发现与明确问题

上课伊始，笔者通过投影机投影出学生凌乱的写字台、课桌图片（如图1），然后抛出话题：生活中很多学生书桌上的物品，如文具、手机、钥匙、U盘、眼镜盒、胶带、小刀等放置杂乱，既不整齐又不美观，使用时还不易找到。我们能不能设计一个物品解决这个问题呢？

这个问题虽然是教师提出的，但也是学生亲身遇到的，大部分学生都有因为自己书桌凌乱而烦恼的经历，所以积极性很高。笔者抓住学生的兴趣和设计欲望，提出以下几个问题供学生讨论：(1)你明确了要解决的问题是什么吗？有没有研究价值？(2)你所要设计制作的“多功能收纳盒”的设计要求是什么？解决问题所受到的限制有哪些？你将如何破解所遇到的困难和问题？

学生经过讨论，明确了需要解决的问题：设计制作一款适用于高中生的“多功能收纳盒”，用于收集整理书桌上大小不一、形状各异的物品，使学习环境美观、整洁。而且每个小组都结合自身的需求和问题提出了多种设计方案。例如，一个学生小组的“多功能收纳盒”设计要求是：(1)稳固性好，宜于搬动，能分类存放和方便取用各种物品；(2)易于制作，结构简单，自重轻，成本不超过20元；(3)色彩、造型符合高中生需求；(4)所占空间不宜过大，底面尺寸不超过40厘米×25厘米。

学生认为解决问题所受到的限制有：时间紧，个性化材料不易取得，金属材料加工、焊接难度较大。通过讨论，学生采取以下方法解决所遇到的困难和问题：(1)为了节约时间，可以充分利用课余时间找材料、访谈、设计与制作。(2)在制作中，可以充分利用身边的废旧物品，省时，省力，节约成本。(3)对于有难度的加工技术，寻求家长或专业技术人员的帮助。

在教学中，由教师提出问题，引导学生通过讨论和辩论，理解和掌握设计一般过程的第一阶段：发现与明确问题，设计实施方案与步骤。通过创设情境，任务驱动，让学生在规定动作下开放性地完成学习，阅读案例，体会设计一般过程的教学策略与方法。

二、制订设计方案

在制订设计方案环节，笔者首先结合项目设计活动让学生讨论“如何通过各种途径收集信息，并将各种信息进行归纳与分析，为多功能收纳盒的创新设计提供思路”。学生通过讨论，普遍认为可以借鉴研究性学习中所学的知识，如访谈、问卷调查、网络搜索、文献查找等方法收集信息，通过归纳与分析，为“多功能收纳盒”的创新设计提供思路。

在设计分析阶段，笔者引导学生借鉴教材中便携式小凳的设计分析图、方案构思图，组织学生利用头脑风暴进行讨论分析。各小组长组织本小组成员进行设计分析、设计方案的制订，明确项目设计要求、设计材料的选取、作品结构设计、连接方式等因素。在设计中学会方案的对比、权衡与筛选。如图2和图3所示是一个学生小组的设计分析图和设计草图。

通过分析，学生提出解决问题的多个设想，并画出了设计草图。学生通过亲手操作、亲历情境、亲身体验获得丰富的操作体验，挖掘了学生的创新设计潜能，使学生获得情感、态度与价值观以及技术能力的发展。

三、制作模型或原型

在模型制作阶段，鉴于学生还未进行工具、工艺的学习，笔者及时发现并帮助各小组解决设计制作中遇到的问题及困难，指导学生选择合适的连接件、材料、工具，使学生按照材料加工的一般程序：选材、划线、下料、连接、美化等，保证学习过程的顺利实施。例如，上述学生小组设计的“多功能收纳盒”后面板、竖直隔板、底板分别使用五合板，并用插接和胶粘的形式连接，保证设计作品的稳固性；分层隔板位置根据所放物品的大小可调节高低，插槽插接；右侧格挡嵌入可开门茶叶盒，减小了抽屉制作的麻烦，同时也保证了设计作品的美观性。所使用的工具为：直角尺、铅笔、凿子、锤子、木工刀、曲线锯、样冲等；使用的工具为：五合板、茶叶盒、小镜子、白乳胶等。如图4所示是学生设计制作的实物模型。

学生通过实践操作，初步学会模型或产品的制作、装配与调试，体验意念具体化和方案物化过程中的复杂性与创造性，激发了学生的创造欲望，提高了学生的创造性和批判性思维，以及在实践中不断创新的能力，形成积极、果敢、合作、进取等良好的学习品质；

四、作品测试

在这一步骤中，尽管学生技术试验知识不足或受条件限制，但他们每个小组都能根据作品的设计目标和要求选择合适的测试方法进行技术试验，获得具体的技术参数，为产品的优化提供科学依据。在这个过程中，教师还应主动帮助学生提供或选择试验器材与设备。对于特殊测试，教师还应积极帮助学生联系理化生实验室和数字化实验室，保证学生技术测试、评估优化的顺利进行，为技术实践打下基础。

在测试过程中，各小组学生将文具、手机、钥匙、U盘、眼镜盒、胶带、小刀等小物品放入自己设计的“多功能收纳盒”，用手轻轻摇晃，并在各层放入砝码测试其是否满足功能、稳定性、承载力等设计要求。测试结束，对设计作品刷涂油漆，使它更美观。

学生初步体验了技术试验，能进行基本的技术测试和技术指标测量，会写简单的技术测试和技术试验报告，认识到技术试验与技术研究需要试验者具有科学的精神、严谨的态度。

五、产品的使用和维护

为了让使用者正确使用和维护多功能收纳盒，要求学生编写多功能收纳盒的使用说明书。这一步骤结合了第八章中的“产品说明书的设计及其书写”，为学生编写说明书提供了载体，使学生的创造潜能得到良好的引导和有效的开发，也进一步发展了学生的实践能力。

第6篇：通用技术作品设计要求范文

关键词：产品设计 3D打印技术 增材制造技术

中图分类号：TB47

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2015）10-0082-02

工业和信息化部、国家发改委、财政部印发《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）》，提出到2016年，初步建立较为完善的增材制造（又称“3D打印”）产业体系。来自全球领先的移动互联网第三方数据挖掘和整合营销机构iiMedia Research（艾媒咨询）近日了《2015中国3D打印市场研究报告》3D打印技术席卷各行业领域，主要包括产品设计、医疗、教育、航天、考古、建筑和军事等领域，3D打印技术将从实验室逐步走向市场应用，而随着技术的成熟，3D打印将会应用在更多领域，改变着人们的生产生活方式。

1 3D打印技术的研发与应用

1.1 3D打印技术

3D打印技术又称之为增材制造技术，是快速成型技术（RapidPrototyping Manufacturing）的一种，是以经过智能处理后的3D数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合性材料，通过逐层增加材料的方式来构造任意复杂物体的技术。3D打印是通过一层层堆积的方式，运用“加法”的加工工艺来构建形体，而传统的切、削、车、铣、磨等是运用“减法”的加工工艺。3D打印的出现打破了传统制作模型依赖模型工依据图纸制作每个零部件，然后组装验证的复杂、漫长过程，3D打印技术解决了传统加工工艺“伸不进、够不着”以及不能加工任意复杂的中空形体的难题。

1.2 3D打印技术的工作原理

3D打印是以三维数字模型为基础，通过材料层层叠加的方式形成三维实体模型。3D打印机在三维数字模型文件指令的引导下，打印喷头根据模型每层的横截面的路径轨迹，喷出固体粉末或熔融的液态材料形成一个X、Y轴的二维薄层面，第一层固化后，喷头再次返回，在第一层的基础上叠加出第二层，如此往复，最终通过N层的薄层累积形成三维实体模型。

3D打印技术的学名为“增材制造技术”，又称“产品快速成型技术”是对3D打印机的工作原理做出的直白解释。“增材”是指3D打印通过原材料沉积或黏合为材料层以构建成三维实体的打印方法，“制造”是指3D打印机通过某些壳测量、可重复、系统性的过程制造材料层。

1.3 3D打印的成型工艺

目前3D打印技术成型工艺中以SLA、SLS、FDM和3DP等发展得较为成熟。不同的工艺技术在所使用的材料和成型方式E有所不同，因此也都有各自的优缺点以及应该领域的不同。

世界上第一台3D打印机采用的就是SLA技术。

SLA全称为光固化立体成型（Stereo Iithography Appearance）。SLA的工作原理（见图1）：在容器里装有透明、有黏性的液态光敏树脂等材料，采用紫外激光束照射，按照数字模型转换的路径层面，使之快速固化、逐层成型。

SLS全称为选择性激光烧结（Selective Laser Sintering），该工艺属于粉末、丝状材料高能束烧结或熔化成型。SLS工作原理（见图2）：利用粉末材料在激光照射下烧结成型。首先铺粉辊筒在工作台上均匀地铺上一层粉末材料并刮平，然后模型文件的切片轨迹控制高强度的激光器，进行有选择地在该层截面上扫描，使固体粉末温度升至熔点，然后烧结形成黏结；其次，粉末完成一个层面的后，工作台下降一个层厚，铺粉系统在铺上新粉，激光束在进行扫描烧结，如此往复，层层叠加，直到形成3D物体。

FDM全称为：熔融沉积成形（Fused Deposition Modeling），该工艺属于丝材基础热熔成型。FDM工作原理（见图3）：将丝状材料的热塑性材料通过导管送入喷头，在喷头内加热熔化，通过喷头下方的微细喷嘴挤压喷出，随后喷头沿着一系列的水平、垂直轨道构建一个层面的横截面和轮廓，第一层打印完成后，打印的喷头沿z轴会略微抬起，继续熔丝沉积下一个层面，直到打印出整个实体模型。

2 3D打印技术革新产品设计方法

近年来，3D打印技术由于其增材制造工艺的优势，越来越多地被用在产品设计研发的流程中。传统的产品设计建立在大规模生产方式上，然后又受限于规模经济的基本经济规律之中，所以导致设计师的许多创新理念束缚在制造技术、产品质量、消费价格以及企业的利润等问题上。

产品的大规模生产虽然具有生产效率高、生产成本低、自动化程度高的特点，却是以牺牲产品的多样性为代价，实质上已经不能再适应变化越来越快的市场需求和激烈的竞争。第一，大规模生产为了适应规模经济的规律，增加企业的利润，必须降低批量生产产品的价格，导致企业生产的产品必须出售大量相同的产品才可以从中获益，这意味着消费者个性化需求的特点在产品设计过程中难以实现；第二，大规模生产要依靠工厂和生产线，这就存在产品制造企业必须购买大规模的加工机器和配套场地，同时还必须雇用技术人员和工程师，从而可以保证产品设计能够成功地转为实际的产品；第三，进行批量生产的产品在制造的过程中会受到产品造型、结构、材料和机器设备等的制约。相比较传统的产品生产制造，手工制造不需要投资建厂，也不需要雇用熟练的设计师、技术人员和工程师，但是如果一个新的设计理念在制作成产品后被证实存在致命缺陷，那么这个产品基本上被认定为是失败品，手工制造者得承受材料上和时间上的浪费等，而且手工制造的缺点是不具备规模化生产。

随着经济的快速发展，大众对多元化、个性化和多形态产品需求已经成为现代消费的发展趋势，增材制造技术引领着批量制造模式向个性化制造模式的发展。相比较传统减材的生产方式，3D打印的增材制造工艺能够拓展设计人员的创新思维，使得设计师在产品初期的创造思维不受制约。设计师可以尽情地拓展想象空间，把在虚拟世界中创造“作品”带到现实生活中进行修改、完善和再创新，将设计图纸快速成型使之具象化。产品的多样化和个性化特征更加明显，可以使得消费者不再是被动地接受产品，而是根据消费者本身的个性以及实际需求对众多个性化产品进行挑选。

其次，通过3D打印出来的产品可以很好地作为设计交流媒介。产品虚拟概念模型通过3D打印机输出实物模型，便于设计团队中的每位成员以及客户直观体验，从而深入完善设计理念的表达，实现整个产品研发过程中的每个环节达到无缝对接的协同工作状态。

再者，3D打印在产品的研发过程中，可以缩短产品成型的周期以及降低研发的成本。设计中出现的缺陷，能够在早期阶段被析出并加以解决，最大限度地减少设计反复，缩短产品设计开发时间。缩短产品的研发周期，也就提高了产品市场转化的效率，增强了市场竞争力。同时，3D打印能够快速进行新产品进行测试，以便于适应不断变化的市场需求，从而可以帮助新产品降低推向市场的风险和成本。

最后，3D打印还可以推进体验经济的发展，体验经济可以让消费者获得新的技能，还可以让消费者在设计和制作过程中获得满足感。3D打印可以打破传统沉闷的用户体验，消费者可以恨据自己的需求，进行数字化三维建模或者获取开放的数字模型文件，使用3D打印机实现个性化产品需求。这种体验式产品开发模式，将打破设计师和消费者间的鸿沟，实现全民参与的“民主设计”新时代。所以将3D打印技术运用于产品设计中，可以改变原有的规模经济模式所带来的束缚，转变为设计众包的设计模式。

3 3D打印技术在产品设计中的应用展望

传统大规模机器生产具有高效优势，能够降低生产成本，但由于规模经济的制约，产品的多样性和定制性受到制约。相比较，手工制造虽然能轻松生产出个性化的产品，但满足不了规模化、批量化的需求。3D打印技术突破了以往制造中受众多因素限制，如：在产品的造型形态上、功能上、机器设备上以及材料上等方面，它可以将精准的数字技术、工厂的可重复性和工匠的设计自由结合在一起。

虽然3D打印已经快速渗透到人们的生活中，改变着人们的生活方式，但也带来了很多新的问题和挑战。第一，三维数字化模型是3D打印机输出的前提，三维设计软件是构建三维数字模型的方法之一。目前，众多的三维设计软件对大众而言，有一定的入门难度，往往依赖于专业的设计师，因此，三维软件的简易化、普及化是快速培养3D打印行业人才的重要因素之一。第二、优化3D打印硬件技术，降低3D打印成本。3D打印技术早在20世纪80年代就出现，中国物联网校企联盟将其称作“19世纪的思想，20世纪的技术，21世纪的市场”。虽然3D打印在近几年里得到了迅速发展，在不同行业发挥着重要的作用，但由于3D打印设备和使用成本上还处于比较昂贵的状态，所以发展和提高3D打印的技术，研发“平民化”3D打印设备，是普及3D打印技术的重要因素之一。第三，目前3D打印多数使用PLA、ABS、光敏树脂、尼龙等材料，而生物类材料和复合型类的材料都还在停留在实验室阶段。因此，要拓展3D打印的应用领域，要不断研发出新材料，形成多元化的3D打印材料。第四，3D打印的产品质量以及打印物品的版权纠纷等问题亟待解决。目前MakerBot公司的Thingiverse和Google的3D模型库都提供3D模型的下载，用户只要登录网址选择适合的模型文件进行下载，然后交给3D打印机进行打印，便可以实现虚拟模型到实物模型的转变，如果下载打印模型的为制造商，那就可以利用3D打印机进行小批量生产和销售，或者使用打印出来的实物模型进行开模后并批量生产，就会出现所销售产品的版权等问题。

综观上述，3D打印时代的到来，既要看到3D打印技术的优点也要看到它的不足，在理性分析3D打印的优缺点的基础上，让3D打印技术更好地为产品设计研发服务。随着3D打印技术的发展，目前的3D打印技术的不足将会有所完善，三维打印技术打印出来的对象也将从外部的形状发展到内部结构，最后发展为可以打印对象的高级功能和行为等方面，不再停留在打印对象外在造型的复制，而是进一步满足其在外观、功能、情感等使用上的结合。未来3D打印技术也将通过网络平台实现客户与厂商的对接。如云平台，3D打印云平台的工作流程迎合时下点击消费速度与私人定制潮流，使消费者根据自己的审美需求通过3D打印云平台，实现定制化、个性化服务，轻松地让自己的想法变为现实。创客者或者企业只需要有一台3D打印机，通过网络数据库平台进行具体项目需求对接，完成线上客户需求和线下客户资源的进一步交流以及后期的制造需求，全球的需求供应链将被以零库存的小制造商或个人所取代。企业也可以通过网络平台来寻求小的供应链来达到缩短研发成本以及迅速检测所研发产品是否合理等问题。

第7篇：通用技术作品设计要求范文

1.室内设计

作为一门新兴的学科，室内设计只有一二十年的历史，但是人们对自己的起居场所进行合理有效的安排布置，让其达到功能的实用性和环境的美感，却有着数千年的历史，最早可以追溯到人类文明的开始时期。室内设计指的是为了满足人们对室内空间使用功能和视觉感受的需求的特殊目的，而对室内空间进行加工、布置的一种活动，是对建筑物内部环境的一种再创造。室内设计的目的是为了要实现装修设计材料的最大化应用，突出经济性的同时，注重实用性和艺术美感。室内设计是建筑设计中的装饰部分演变的结果，它可以分为居家空间和公共建筑空间两大类，它泛指能够在室内建立的所有物件，例如：墙体、门窗等原有部分，还有灯光、视听设备空调等后期添加的部分。室内设计所涉及的专业术语有空间、照明、功能、色彩等等。

2.技术美学

技术美学是以研究技术美及其应用规律的一门现代美学应用学科。它最早应用于工业生产中，后来得以在设计领域广泛应用。技术美学是一种综合性很强学科，涉及社会学、心理学，还涉及符号学、文化学、建筑美学、工业美学和科学技术等方面的知识。

3.室内设计与技术美学关系

自21世纪以来，随着信息化的推进，一些新材料和新技术越来越广泛地应用到建筑建构之中，并在逐步影响改变着人们的审美观，现在建筑特别是室内设计能否达到既定效果，越来越取决于技术水平。

二、室内设计中技术美学的特征

室内设计是通过对物质技术手段和建筑美学原理的应用，创造出满足人们物质和精神需要的综合艺术。成功的室内设计作品，其基础是技术性，同时在设计风格和式样中展现出美感。在室内设计中，技术美学所包含的功能美和技术美在室内设计的过程中有着积极的指导作用。技术美学是技术与艺术的结合，功能性是设计的基础和根本目的。二者相互影响，共同促进。

1.技术美中的功能美

功能性是设计的本质要求，是设计的目的和基础，没有功能性的设计就不具备设计的本质特征。功能美能否实现是衡量一项设计成败的最基本要素。没有使用功能的室内设计作品，是没有使用价值的设计。因此，具备功能美是设计成功的基本要求。在室内设计中，功能美是体现技术美学的主要内容，同样，功能美是人类设计目标的现实化。现代室内设计注重使用者的体验和对使用者的关怀，突出人性化，这是历史的发展趋势，同时，也是功能性的必然要求。

2.技术美中的艺术美

在技术发展的初始阶段，技术往往不够成熟，相应地产品也与人们的希望相左，其使用功能大打折扣。后来，随着技术的进步，技术美越来越广泛地应用于设计中，与之相伴的是许多设计作品中开始呈现出艺术美的特征。功能性是功能美是设计的本质要求，但是在几个具有相同功能的设计产品中进行选择的话，人们往往愿意选择那些具有艺术美感的设计。可以说，艺术美是在功能美上的另一个更高层次。

3.技术美中的形式美

形式是表现技术美的重要因素。随着技术的进步和时代的发展，在满足了功能需求的基础上，人们开始对设计产品的外形有了更高的要求，因此，形式美在产品审美构成中，有着重大的作用。

三、现代室内设计中技术美学的表现形式

在现代室内设计中，技术美被广泛地应用于室内设计之中，室内设计的方方面面都体现着技术美学。

1.结构中体现的技术美

现代建筑和室内设计风格，对玻璃和钢结构运用较多，设计风格也注重简洁、精密。在20世纪70至80年代，室内设计的美学手法融合了结构形式、光影塑造、材料质感等内容，其中，室内设计以有机结合结构为重点，让技术成为一种高雅的艺术。在90年代以来，室内设计师着意通过对构造进行精致的设计，力求在视觉上达到轻盈、精致的美感。同时，注重对金属材料结构和构造的设计，大量的金属网状结构被运用到室内装饰中，很好地展现了现代技术条件下的技术美感。

2.材料和工艺中体现的技术美

材料是室内设计的物质基础，没有材料，就会不可能有设计。新技术的出现，推动了材料的更新，新的材质在表现设计作品的技术美方面发挥着重要的作用，随着装饰材料的增加，运用适当的工艺来展现材料的性能和特点并表现美感是现代室内设计的表现手法之一。现代室内设计，材料和工艺越来越成为设计的精髓。设计师通过因材施法和因质施材，将装饰材料通过相关工艺加工，呈现出技术美感。

3.形式美中体现的技术美

第8篇：通用技术作品设计要求范文

关键词：机械设计制造 自动化 发展

引言

近年来，我国工业企业取得了巨大的发展与突破，在技术设备运用方面取得了比较理想的效果，而机械制造行业的进步则提供了强有力的支持，对于工业生产的发展而言产生了十分重要的影响。其中机械设计制造及其自动化发展意义重大，这是进一步提高我国工业发展水平的有效途径，同时也是实现工业体制完善与创新的重要举措。

一、我国机械设计制造及其自动化的特点

自改革开放以来，我国社会经济水平不断增长，在社会各领域中也涌现出越来越多的科学技术。以机械设计制造行业为例，相较于传统技术，我国机械设计制造水平取得了巨大的突破，并并逐渐朝着自动化、智能化的方向发展。站在机械设计制造人员的角度，相应技术的发展与应用使他们的工作压力得到了释放，并且在生产实践中，产品的精度与生产效率也得到了很大的提升。

在产品研发方面，我国机械设计制造行业对此有着迫切的需求。在新型产品与技术的开发与应用中，其自身特点也十分显著。机械设计制造就是基于此得到发展的，通过与生产产品自身特点的结合进行设计与制造，并进行研发，使产品生产得以实现。在传统机械设计制造中，为了完成产品生产任务，满足产品质量要求，往往对人力的需求量较大，并且需要耗费较长的之间。这种生产模式的弊端十分明显，在高强度工作状态下，工人产生疲劳而导致操作出现失误的可能性非常高，这显然就对产品质量与使用性能构成了一定的威胁。因此，在科学技术不断进步的背景下，机械设计制造及其自动化的发展具有十分重要的意义与影响力。

二、机械设计制造及其自动化的发展方向

1 、智能化

在传统机械设计制造行业中，自动化技术的运用往往缺乏智能化程度，这也是其与现代机械设计制造及其自动化的主要区别。现阶段，机械设计制造的智能化发展趋势十分突出，然而在设计实践中，很多方面的要求并没有得到满足，例如人工压力的解放，生产的整体智能化等等。当然，在未来机械设计制造及其自动化技术的运用中，智能化发展势在必行，在设计、制造以及生产等环节将会通过人工模拟的形式，使整个产品质量得到有效提升。

2 、数字化

随着现代人类进入信息时代，计算机与信息技术的运用越来越广泛，其中多媒体技术、数据库技术以及环境虚拟技术就在社会各领域中有着重要的应用价值。在此背景下，机械设计制造及其自动化的发展必然与数字化有着密切的联系。在数字化发展进程中，机械设计制造行业会将相关数据向数字信息进行转化，基于数字化技术的运用，对其进行有效分析与处理，同时在数字化模型的建立之下，实现产品设计、加工与生成全过程的模拟，并对产品原型进行制造，如此一来，产品发生误差的可能性就降到最低，生产效能得到了有效保障。此外，通过信息平台，机械设计制造行业间还可以加强技术交流与沟通，实现优势互补，并在协作之下实现机械产品的研发，为推动机械行业的进一步发展提供强有力的支持。

3、模块化

在现代机械设计制造行业中，模块化设计方法具有较高的应用价值。机械自动化产品分为很多种类型，在产品单元接口设计中，为了满足设计需求，就必须对产品接口予以参考。这一点在新产品研发中尤为关键。随着生产规模的扩大，产品单元的标准化设计也至关重要。而产品单位涉及到的内容却十分广泛，例如电气接口、动力接口、机械接口以及环境接口等等，因此提高产品通用性成为了机械设计制造行业的难题，对于新研发的产品需要考虑控制单元、动力单元以及保准单元的兼容性。而通过模块化设计方法，机械产品的发展方向逐渐趋于系列化，其个性优势也得到充分体现，对于技术发展与创新而言有着十分积极的影响。

4、机电一体化

在机械设计制造及其自动化技术中，机电一体化在各方面具有较大的优势。例如在工业生产中，机电一体化具有良好的应用效果，能够实现不同电子设备、机械的有机结合，并建立起自踊与智能化水平较高的电子控制机械系统。由此可见，机电一体化是基于机械设计制造及其自动化技术的发展，其在行业中的应用具有广阔的发展前景。

5、网络化

根据机械设计制造及其自动化现状，在应用实践中其系统化控制能力已经达到较高的水平。然而，网络化控制能力依然有所欠缺。以产品设计与生产为例，由于网络化控制有所缺失，导致部分细节设计问题影响到产品的生产秩序，并且对工作人员的需求较大，必须要求其一直在岗，否则只能暂停生产。等解决了问题之后在进行生产，此时产品的产出质量就会受到影响。鉴于此，在网络信息技术的应用之下，机械设计制造及其自动化生产水平将会得到有效提升，一旦面临上述问题，只需要进行远程操作就可以得到有效处理，如此一来就可以为生产的有序进行提供强有力的保障。

6、虚拟化

根据机械产品设计现状，现阶段依然依靠图纸设计对产品特点与功能进行描述，并一产品样品为参考，为生产运营提高指导与帮助。而有的企业对计算机设计辅助软件加以运用，并在控制系统中将生产要求输入进去，如此一来生产操作水平就得到有效提升，相关资源的消耗也得以减少，同时失误率也得到了有效控制。随着科学技术的发展，在未来机械产品设计中，虚拟化技术的应用势在必行，通过专业设置、专门程序，在设计与验证中引入虚拟技术，进而可以使产品设计得到进一步优化与升级。

7、绿色化

近年来，工业生产给环境带来了巨大的负面影响，并且存在严重的资源损耗问题。鉴于此，在机械设计制造中兼顾生态环境保护具有重要意义。而绿色设计思想在机械设计制造及其自动化的融入则很好的适应了当代人类对环境保护提出的严格要求。在绿色理念的渗透下，整个产品的设计与制造过程中的绿色性与环保性得到了有效提升，其对环境污染造成的影响也得到有效控制。

三、结束语

综上所述，在未来工业建设与生产进程中，机械设计制造及其自动化技术的运用与发展具有广阔的前景与巨大的潜力。作为机械设计制造及其自动化技术人员，必须针对现阶段该项技术存在的问题进行研究，并提出有效的改进措施，以此提高技术水平，推动机械行业的发展。

参考文献

[1] 王建强.机械设计制造及其自动化的发展方向研究[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（29）：2146-2146.

[2] 刘超.我国机械设计制造及其自动化发展方向研究[J].河南科技，2013，（6）：105.

第9篇：通用技术作品设计要求范文

关键词：发明问题解决理论；质量功能展开；六西格玛设计；田口方法

中图分类号：TH218 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）32-0044-02

1 萃智理论（TRIZ）

萃智理论是前苏联发明专家阿奇舒勒穷其毕生精力研究、完善和发明的。TRIZ理论是在现有科学技术基础上、面向技术工程师的创新问题的解决工具，拥有一套由创新工具组成的创新发明解决体系。只要对TRIZ理论深刻理解，就能很好地解决工作中的各种难题。

萃智理论的核心思想主要在以下三个方面体现：一是在工作中不论是一个单独的零件，还是相对较难的攻关课题，其问题的解决都不是偶然的，它的内在解决方法都是有章可循的；二是一个问题解决思路或方法在其他领域的重复应用；三是纷繁复杂的技术解决系统的无序性和离散性问题可以通过TRIZ理论来解决。

萃智理论的基本特征：TRIZ理论能够帮助工程技术人员发现设计工作的内在联系，既不局限固有思维，也不局限现有的已掌握的知识，TRIZ独有的方法和高效的解决新问题的工具使工程技术人员的设计效率大大提升。“你可以等待几十年获得顿悟，也可以用TRIZ理论用10分钟解决各种设计难题。”这句话准确而客观地概括了萃智理论的在产品设计中的神奇功效：我们习惯从某个角度看问题，但萃智理论能够帮助工程技术人员突破传统视角，从不同角度找到问题的解决办法。

萃智理论的主要内容：技术系统进化法则、最终理想解、40个发明原理、物理矛盾和分离原理、39个通用工程参数和阿奇舒勒矛盾矩阵、物-场模型分析、发明问题的76个标准解决方法、发明问题解决算法、科学和技术效应数据库。

推荐萃智理论的缘由：TRIZ理论具有现实的指导意义，它能够帮助工程技术人员解决产品设计中的各种难题，有效运用先进的设计工具，消除工程师在产品设计中的困惑：

（1）技术创新离不开企业发展，而企业的发展离不开工程技术人员的努力，TRIZ理论的全面应用，能够坚定工程师在设计工作中的信心，采取切实的行动，解决设计难题；（2）全面揭示工程技术人员在产品设计中的客观规律，借助科学、高效、实用的设计工具，解决设计工作中的各种矛盾，最终获得问题的解决办法；（3）能够帮助工程技术人员打开产品设计中所遇到问题的神秘面纱，确保工程设计人员的工作能够务实，进而使工程设计人员的设计质量才能有所突破；（4）能够帮助工程师在设计工作中发现问题的关键所在，针对关键问题提出有针对性的解决方案，提高效率，确保问题快速解决；（5）新品开发的4个阶段：幼年期、快速发展期、成熟期和衰退期，新技术、新产品，工程技术都应该尽快推进到它的成熟期，这是现代企业和工程设计的使命；（6）工程技术人员可以自觉实施自己的创新设计，使用创新的方法和技巧，实现工程技术人员的自主设计；（7）TRIZ理论能够有效指导工程技术人员的设计方向，开阔工程技术人员的视野，摆脱传统思维的限制，提高新技术、新工艺开发效率和质量；（8）现代企业需要的是有创造精神的人才，只有培养出高技能的技术人才，才能打造一个高质量的创新团队。

2 TRIZ、QFD、DOE联合应用

在六西格玛设计中，如何将顾客的需求转化为可量化的设计特性是一个良好的设计所必须具备的重要特征，质量功能展开（QFD）可以解决做什么的问题，发明问题解决理论（TRIZ）可以解决怎么做的问题，实验设计（DOE包括经典实验设计和田口方法）可以解决具体怎么做的问题，将三者进行有机的集成，为六西格玛设计提供强有力的集成化支持工具。

六西格玛设计就是运用科学的设计方法，准确分析客户图纸，把握产品的功能需求，对新产品、新工艺进行正确设计，确保产品在满足功能的前提下实现它的目标成本，同时设计人员要有前瞻性，要保证产品在客户有新的要求下能够满足。准确理解六西格玛设计能够帮助工程设计人员设计出高质量的产品，满足不同客户的需求，同时提高设计效率，降低成本，实现客户与企业双赢。

质量功能展开（QFD）是一种科学的解决客户需求的有效工具，它应用于产品设计的各个阶段，帮助工程设计人员正确理解客户的需求，确保新产品在整个寿命周期内，客户的需求能够被正确解读，同时避免不必要的多余的功能浪费技术人员过多的精力。

新产品、新技术、新工艺离不开必要的实验设计，实验设计DOE就是以相关数学理论为基础，针对客户的特定需求设计合理的实验方案，并对实验数据进行分析、总结，确保产品设计满足功能需求。

一个优秀的产品设计需要现场实施才能转化为客户需求的产品，其中质量控制必不可少，这就必然涉及到线内和线外质量控制，田口理论的线外质量控制，即设计质量尤为重要，包括系统设计、参数设计、容差设计，其中参数设计是重点。在产品的整个寿命周期内设计质量决定着产品的成本目标和质量目标能否实现，同时线内质量控制即生产现场的质量控制也不容小觑。只有两者的有机结合，才能实现新品的设计目标。

QFD、TRIZ理论、田口方法能够有效地指导工程技术人员的设计工作，但它们发挥的作用各有不同，它们的联合应用，为产品设计人员提供了有力工具。QFD的应用，可使新品设计在最大限度上满足顾客需求，但它无法向工程设计人员提供解决产品设计问题的具体方法，而TRIZ理论的应用，为设计人员提供了解决问题的方法，很好地解决了QFD遇到的难题，二者互为补充，使工程设计人员遇到的难题迎刃而解。但它们也存在缺陷，在产品设计过程中参数选择也是一个难题，而参数设计是DOE的核心，是对QFD和TRIZ的有力补充，同时DOE存在的不足也能通过QFD和TRIZ来弥补。

3 结语

萃智理论、QFD、田口方法的联合应用，拓宽了工程技术人员的思路，开阔了他们的视野，提供了解决问题的方法，通过工程技术人员的智慧和不懈钻研，开发出全面满足顾客需求的具有竞争力的产品，为企业的产品质量改进和新品研发做出自己的贡献。

参考文献

[1] Mazur Glenn H.Voice of customer analysis：a modemsystem of front-end QFD tools with case studies[J].Annual quality congress transactions，1997，（9）：486-495.