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產品結構設計理論范文1
課程群建設甚至整個專業的課程體系應結合自身特色來進行，尤其鼓勵跨學科、跨專業課程群的建設，在課程群建設多元化的同時，更好地完善大學生的認知結構。如清華大學美術學院在合校之后，工業設計系根據自身特色，與清華大學汽車系共建交通工具造型設計專業，使得該專業在國內首屈一指。與美院其它相關專業和清華大學相關學科單位合作建立的信息設計專業方向，則培養橫跨工業設計、傳播學、數字媒體等學科的專門設讓人材。我系工業設計在教學體系設置上，經過幾次大的調整與改革，本著“教會學生發現問題、分析問題、以條件允許的方式組織資源，并以恰當的方法解決問題”的工業設計教育的本質思想，基本形成了以“工業設計造型基礎”、“工業設計表現”、“工業設計工程”和“工業設計理論”、“產品設計模塊”等五大課程群。并結合我系自身的特色，處于機械學科大類招生的背景之下，以及市場對工業設計人員的需求層次考慮，我系還設立了產品結構設計專業方向，經過統一的基礎課程劉}}練之后從大三開始選擇不同的專業方向進行學習。
1、工業設計造型基礎課程群
其目的是鍛練學生的基礎造型能力和解決造型觀念問題。處理從平面形式到三維形態，綜臺考慮形態、色彩、材料、功能等因素的相互關系。
2、工業設計表現課程群
其目的是使學生掌握基本表達技能和學會如何利用資源為表達目的服務。
3、工業設計理論課程群
其目的是使學生了解設計的根源和發展脈絡，并能從相關理論和交叉理論上找到解決問題的根本。
4、工業設計工程課程群
其目的是解決基本科學原理和制造技術基礎知識的問題。尤其在工科背景下，這一課程群顯得尤為重要。
5、產品設計課程群其目的為不同階段的課程提供實踐機會，采用課題教學為王的多種教學方式，每門課程解決不同層次的設計問題，使得整個課程體系形成由淺入深、由低級到高級的課程環。
6、產品結構設計課程群
針對不同的市場需求并結合自身特色而設置的新專業方向，加強了結構、制造技術方面的理論。
7、產品造型設計課程群
傳統的專業方向，強調了設計管理方面的理論，也是對該方向課程的一些補充。
二、結語
產品結構設計理論范文2
隨著社會經濟的快速發展，以計算機技術為代表的現代科學技術水平的發展也進入了飛速發展的新時期。在這種情況下，現代機械設計理論與方法也受到了極大的影響?？茖W技術的發展拓展了現代機械設計理論與方法的涵蓋范圍。使更多的技術理論與方法得到了有機地結合，同時，還提升了現代機械設計理論與方法的自動化與精確化程度。進入新的歷史時期，現代機械的設計理論與方法要適應國際化機械產品市場競爭的需要，不斷地從機械產品的質量、功能以及結構等方面進行改進。因此，機械產品在國際市場中競爭的實質就是機械產品設計水平之間的較量，所以關于現代機械設計理論與方法的研究是具有重要意義的。
2現代機械設計理論與方法的發展進程
從機械設計理論與方法的總體發展進程來看，可以分為兩個階段，第一個階段是從十七世紀開始的以機械設計的直觀感覺和經驗作為設計基礎的傳統設計階段，在這個階段，機械設計過多運用了現有的設計手冊與相關公式。傳統設計階段具有明顯的特點，運用原有的設計手冊和相關公式的設計方法使得整體的機械設計過程顯得極其死板，缺乏創新性，并且設計成本也相對較高，機械制造的周期也較長，使得機械設計理論與方法很難滿足市場需求，理論與實踐沒能有機結合，嚴重制約和影響了機械設計理論與方法，以及機械制造業的進一步發展。第二個階段是從二十世紀中后期到現在，這個階段被稱為現代設計階段。在現代設計階段，人們更多地發現按照原有的設計理念已經無法與現代社會經濟的發展水平保持同步，必須打破傳統的設計觀念，推陳出新，才能夠逐漸滿足機械制造業的發展需求。因此，在機械設計理論與方法的研究方面進行了大膽創新與改革。
3現代機械設計理論與方法的種類與特點
3.1現代機械設計理論與方法的種類
我國在現代機械設計理論與方法的研究方面自成一派，我國在機械設計學領域，更多地強調了實用性的要求，理論與實踐要相互結合，從實踐中不斷地總結理論中存在的不足，并加以彌補，使得我國在機械設計理論方面的研究更加的系統化?，F代機械設計理論與方法的系統化過程，使其逐漸形成了不同的類型。第一，是以智能化著稱的設計理論與方法。這個類型的機械設計更多地運用了現代計算機軟件技術，使設計理論與方法在三維圖形以及媒體工具上得以進行展現，突出了設計學理論在機械設計過程中的重要作用。第二，是以系統化著稱的設計理論與方法。這個類型的機械設計將機械整體分解成為了不同的設計階段，通過對不同階段或部分的設計研究，從而使各個部分能夠實現最終的有機結合。這個類型的機械設計堅持的是矛盾統一的原則，既強調各個部分的獨立性，又重視各個部分的內在聯系。在這個類型的機械設計理論中，具有代表性的設計方法有圖形建模法、元素法以及構思設計法等。第三，是以產品的特征知識作為基礎的設計理論與方法。這種類型的設計理論與方法是建立在對機械產品具有較高的認知程度的基礎之上的，通過對機械產品整體構成及相關原理知識的了解，建立相應的推理機制和知識體系，為以后的相關機械產品的制造提供借鑒和參考。第四，是以機械產品的功能作為主要設計理念的設計理論與方法，這種類型的設計理論與方法以模塊化結構設計為主要設計手段[1]。現代機械設計理論與方法的各個種類之間有著必然的聯系，每個種類并不是孤立的，相互之間保持著一定的滲透性和共享性。
3.2現代機械設計理論與方法的特點
在機械設計的傳統設計階段，由于設計理論與方法單一，機械設計者只能根據機械設計的要求，以原有的機械設計經驗作為理論基礎，結合相關的數學公式和力學公式，運用類比、模擬等方式展開機械設計。傳統機械設計階段受當時設計條件的影響較大，不具備深入研究的物質與實踐基礎，導致傳統設計階段的機械產品整體技術含量較低，新產品的研發過程相對緩慢，使得傳統設計階段的機械產品容易出現同一問題。發展到現代機械設計階段，機械設計理論與方法獲得了與其他學科相互融合的機會，在多學科的共同影響之下，現代機械設計理論與方法得到了進一步的發展，表現出以下的特點。第一，創新性。對于一個國家而言，創新是其生存和發展的根基，也是一個民族壯大和發展的靈魂?，F代機械設計理論與方法是在不斷地對原有設計理論與方法的實踐和改進過程中發展的，在繼承了傳統機械設計理論與方法的先進性的同時，對其相對薄弱的方面進行了批判與改造，使得現代機械設計理論與方法能夠更好地適應和滿足現代機械產品市場的客觀需求?，F代機械設計理論與方法給予了機械產品設計者充分的發揮空間，設計者可以在既定的設計思維允許的范圍內，對機械產品結構和功能進行大膽地創新，在保證產品質量的同時，不斷降低產品開發和生產生本[2]。第二，系統性。在現代機械設計理論與方法的類型中，有一種是將機械產品看做是多個獨立結構的產品的組合。這種類型的設計理論與方法被稱為系統設計法。現代機械設計理論與方法的系統性就是在系統設計法的運用中體現出來的。由于機械產品的設計與開發要滿足日益增長的市場需求，因此，從整體上把握機械產品的結構、功能及質量是極其困難的，將機械產品的設計過程細化是一個必然的發展趨勢。機械產品設計的系統化就是為了更好地解決產品各個部分的細節問題，使機械產品設計更具針對性，著重把握設計過程中的關鍵環節。第三，前瞻性。現代機械產品設計理論與方法的前瞻性主要體現在機械產品的設計階段。機械產品最終要用于實際的生產過程當中，因此，在產品設計時，就要考慮到機械產品在實際的運作環境中可能對環境造成的影響，以及機械產品在運行過程中可能出現的故障等。這些因素都直接影響著機械產品在實際的運行過程中的效率，而機械產品設計理論與方法具有的前瞻性就使得機械產品從最初的設計就開始對運行中的問題展開了研究和技術改進，這些能夠有力地推動機械產品設計理論與方法的發展。第四，融合性。從現代機械設計理論與方法的發展進程來看，其發展歷史相對較短，屬于新興學科。但現代機械設計理論與方法中所包含的一些內容卻并非與其同時代出現，其中也包括了傳統機械設計理論與方法的部分內容。而現代機械設計理論與方法在技術層面更多地運用到了現代計算機理論與技術，相關力學理論與技術，以及工業造型設計理論與技術等。這些都說明了現代機械設計理論與方法是一門具有高度融合性的學科理論。
4現代機械設計理論與方法的不足之處
4.1基礎性理論研究相對欠缺
從現代機械設計理論與方法的本質來看，其并不具有較高的理論性，而這一點也是現代機械設計理論與方法在發展過程中存在的難點。出現這一問題的主要原因，是我國在現代機械設計理論層面缺乏對基礎性理論的研究?；A性理論可以分為通用型和專用型，而我國的研究多半停留在通用型的機械設計基礎性理論，對于具有專業性質的機械設計基礎性理論的研究過于分散，不利于我國現代機械設計理論與方法的整體發展[3]。
4.2具有現代設計理念的機械設計創新不足
創新是時展的根本動力，現代機械設計理論與方法也是如此。我國對于現代機械設計理論與方法的研究更多地是向國外先進理念的借鑒和學習，而缺乏自己獨立的產品設計。使得我國的機械產品從外觀和功能上都與其他國家的同類型產品十分接近，而機械產品的研發要與我國社會經濟發展水平和相對的市場需求相適應，照搬照抄只能是越來越脫離實際。
4.3現代機械設計理論的各個環節聯系不夠緊密
由于現代機械設計理論與方法具有系統性特征，因此，在系統性的作用之下，機械產品被分解為多個部分，通過對不同部分的設計的整合，才能夠獲得完成的機械產品設計。然而，在實際的產品設計過程中，各個部分的設計工作很難達到統一，相互之間的聯系也不夠緊密。通常情況下，各個部分的設計都是相互獨立的，使得最終難以保證將各個部分進行有效對接，極大地降低了機械產品的整體設計效率。
5現代機械設計理論與方法的發展趨勢
5.1環保型設計
所謂環保型設計，就是在可持續發展戰略的指導下，充分利用能源和資源，使得機械產品從整體上符合低耗減排的要求。這就要求在機械設計過程中將環境保護作為產品開發的前提和基礎，同時還要確保產品的質量和功能不會因此而受到影響。環保型設計理念的引入，將極大地提升機械產品的運行效率，降低對環境的污染。環保型設計理念不僅是現代機械設計理論與方法的必然發展方向，也是所有行業設計理論的共同發展趨勢。
5.2智能型設計
智能型設計就是要在機械產品中，設計安裝能夠為操作者提品運行過程中基本參數以及各個組成部分的運行情況的智能裝置。這就要求在機械產品設計過程中要運用現代人工智能與計算機輔助技術，使人們能夠及時地獲得關于機械產品運行中的所有參數及各個構成要件的基本情況，這樣就便于設計者按照產品運行中的缺陷對產品設計進行改進，不斷提升機械產品的技術含量。
6結論
產品結構設計理論范文3
關 鍵 詞：工業設計 課程群 網絡教學
一、引言
由于國家近幾年加快了各級精品課程以及課程群建設的步伐，積極鼓勵教師在教育教學方式方法等領域的研究探索。在積極響應新課改號召的背景下，目前全國范圍內的高等院校紛紛進入了課程群建設的高峰期。
我國高校課程以多門課程組合的形式進行建 設，至今已有十余年的歷史。1990年，北京理工大 學基于“在課程建設中應當以教學計劃的整體優化 為目標”，提出要注重“課群”（課程群的早期稱謂） 的研究與建設[1]。
在課程群內涵認知上，仁者見仁智者見智。其一，課程群是以現代教育思想為指導，對教學計劃中具有相互影響、互動、有序、相互間可構成完整的教學內容體系的相關課程進行重新規劃、設計、構建的整合性課程的有機集成[2]；其二，課程群是以一門以上的單門課程為基礎，由三門以上的性質相關或相近的單門課程組成的一個結構合理、層次清晰、課程間相互連接、相互配合、相互照應的連環式的課程群體[3]；其三，課程群是指若干門彼此獨立而相互密切聯系的課程[4]；其四，課程群應是在內容上具有密切相關、相承、滲透、互補性的幾門系列課程組合而成的有機整體，并配備相應的教學素質，按大課程框架進行課程建設，進而獲得整體優勢[5]；其五，課程群應該是指從屬于某個學科、相互之間有著合理分工、能滿足不同專業教學要求的系統化的課程群體[6]。
以上觀點皆從不同角度對課程群做出了詮釋，總體來看，課程群具有兩大屬性：一是關聯性。課程群內的課程在知識、方法、問題等存在一定的邏輯聯系，才能夠形成課程群；二是整合性。課程群建設通過對每門課程的重新規劃、設計，填補原課程間的空白，刪除原課程間的重復，體現群內一門課程對另一門課程的意義，并使學生更好地把握一門課程與其他課程以及整個課程群的關系，從而達到整體大于部分之和的效益[7]。所以，課程群不是簡單幾門課程的相加，而是一個有內在聯系的有機體。
二、課程群的建設意義與建設內容
隨著高等教育從“精英教育”轉向“大眾教育”，人才的培養也朝著“厚基礎、寬口徑”的方向發展，在課程體系與學時數的設置上，更是將學時數進行了大幅度的壓縮，而總課程數基本保持不變或略有刪減?；诖?，課程群建設首先通過融合和規劃相關課程群體性的信息， 可以在有效的時間內使學生獲得最大化理論和實踐知識，以此為基礎構建起來的平臺使整個課程體系更加有機靈活，學生可以通過一個個課程群實現不同知識結構的累計，并利用較之過去更加豐富的實踐環節來進行鍛煉與檢驗，使學生的素質、水平和實際動手能力躍上一個新的臺階。
其次，通過課程群的建設，將各個課程的授課教師緊密聯系在一起開展教改研究，強化課程群地位，豐富其理論、教學內容和教學手段，完善課程群體系，在此平臺上帶動整體教學水平進一步提高。
而在課程群的建設內容上，則主要包含課程內容的整合、門數的歸并、課時的調整、順序的安排、教師的選派、設備的使用、經費的分配等繁雜的工作[8]。這些龐雜的工作需要全體任課教師的共同參與，當然也需分工明確、主次有序，使課程群負責人、骨干教師、其他任課教師各司其責、各盡所能；如負責人主要承擔課程群建設的總體規劃、人員調配、經費使用等宏觀工作，與骨干教師一起擬定每門課程的建設任務，一般任課教師應了解課程群內的所有課程，并能勝任一到兩門課程的教學。
三、因地制宜建設有特色的課程群及課程體系
課程群建設甚至整個專業的課程體系應結合自身特色來進行，尤其鼓勵跨學科、跨專業課程群的建設，在課程群建設多元化的同時，更好地完善大學生的認知結構。如清華大學美術學院在合校之后，工業設計系根據自身特色，與清華大學汽車系共建交通工具造型設計專業，使得該專業在國內首屈一指。與美院其它相關專業和清華大學相關學科單位合作建立的信息設計專業方向，則培養橫跨工業設計、傳播學、數字媒體等學科的專門設計人材。
我系工業設計在教學體系設置上，經過幾次大的調整與改革，本著“教會學生發現問題、分析問題、以條件允許的方式組織資源，并以恰當的方法解決問題”的工業設計教育的本質思想，基本形成了以“工業設計造型基礎”、“工業設計表現”、“工業設計工程”和“工業設計理論”、“產品設計模塊”等五大課程群。并結合我系自身的特色，處于機械學科大類招生的背景之下，以及市場對工業設計人員的需求層次考慮，我系還設立了產品結構設計專業方向，經過統一的基礎課程訓練之后從大三開始選擇不同的專業方向進行學習。
具體課程群設置如下所示：
1、工業設計造型基礎課程群
其目的是訓練學生的基礎造型能力和解決造型觀念問題。處理從平面形式到三維形態，綜合考慮形態、色彩、材料、功能等因素的相互關系。
2、工業設計表現課程群
其目的是使學生掌握基本表達技能和學會如何利用資源為表達目的服務。
3、工業設計理論課程群
其目的是使學生了解設計的根源和發展脈絡，并能從相關理論和交叉理論上找到解決問題的根本。
4、工業設計工程課程群
其目的是解決基本科學原理和制造技術基礎知識的問題。尤其在工科背景下，這一課程群顯得尤為重要。
5、產品設計課程群
其目的為不同階段的課程提供實踐機會，采用課題教學為主的多種教學方式，每門課程解決不同層次的設計問題，使得整個課程體系形成由淺入深、由低級到高級的課程環。
6、產品結構設計課程群
針對不同的市場需求并結合自身特色而設置的新專業方向，加強了結構、制造技術方面的理論。
7、產品造型設計課程群
傳統的專業方向，強調了設計管理方面的理論，也是對該方向課程的一些補充。
四、結語
每一個學科和專業都有各自的特點，教學活動必須結合其特點來組織才能取得良好的教學效果。在工業設計教學中，與市場的密切結合更是讓理論體系充滿著未知的變數，需要根據不斷變化的形勢隨時進行調整，課程群的建設也需要密切關注這種變化并做出及時靈活的改變。
參考文獻
[1] 王嘉才等.課群及其質量檢查評估指標體系的研究[J].高等工程教育研究，1999，（增刊）：71.7
[2] 王嘉才等.課群及其質量檢查評估指標體系的研究[J].高等工程教育研究，1999，（增刊）：71.73.
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[4] 張瑞民.系統科學理論與課程群整體改革的幾點思考[J].衡水師專學報，2002，（4）：63.
[5] 陳文山.組建課程群打造學科優勢[J].瓊州大學學報，2003，（5）：72.
[6] 范守信.試析高校課程群建設[J].揚州大學學報（高教研究版），2003，（3）.
產品結構設計理論范文4
關鍵詞：綠色設計；綠色材料選擇；回收性設計；可拆卸性設計；生命周期評價
收稿日期：2009-03-03
作者簡介：景華榮（1969―），男，江蘇江都人，江都職業教育中心校教師，揚州大學2007級工程碩士研究生，主要研究方向為機械設計理論與教學。
中圖分類號：TU201 文獻標識碼：A 文章編號：1005-569X(2009)03-0048-03
1 綠色設計概念及特點
1.1 概 念
綠色設計(GD：Green Design)，也稱為生態設計(ED：Ecological Design)、環境設計(DFE：Design for Environment)、生命周期設計(LCD：Life Cycle Design)。
綠色設計不同于傳統設計，綠色設計包含產品從概念形成到生產制造、使用乃至廢棄后的回收、重用及處理處置的各個階段，即涉及產品整個生命周期，是從搖籃到再現的過程。也就是說，要從根本上防止環境污染，節約資源和能源，首先決定于設計，要在設計過程中考慮到產品及工藝對環境產生的負作用，并將其控制在最小范圍之內或最終消除，這就是綠色設計的基本思想。
圖1為一種基于層次的綠色產品設計體系。該體系包含目標層、設計內容層、主要階段層、設計因素層4個層次［1］。
綠色設計與傳統設計的根本區別在于，綠色設計要求設計人員在設計構思階段，就要把降低能
耗、易于拆卸、再生利用和保護生態環境與保證產品的性能、質量、壽命、成本的要求列為同等的設計目標，并保證在生產過程中能夠順利實施。
綠色設計是生產綠色產品的保障，在實施綠色制造過程中，綠色設計是關鍵。研究表明：產品性能的70%～80%是由設計階段決定的，而設計本身的成本僅為產品總成本的10%［2］。因此，只有在設計階段按照綠色產品的特點進行規劃、設計，即進行綠色產品設計，才能保證產品最終的綠色特性。
1.2 特 點
由綠色設計的定義可以看出，綠色設計的主要特點包括以下幾個方面：
①擴大了產品的生命周期；②綠色設計從源頭上減少了廢棄物的產生，有利于保護環境，維護生態系統平衡；③綠色設計可以防止地球上礦物資源財富的枯竭；④綠色設計將減少廢棄物的數量及其處理的棘手問題，避免通常垃圾處理采用的填埋、焚燒法所造成的二次污染。
1.3 方法及工具開發
綠色設計是一種綜合了面向對象技術、并行工程、壽命周期設計的一種發展中的系統設計方法，是集產品的質量、功能和環境為一體的設計系統。綠色設計的方法主要有：生命周期設計法、并行工程法、模塊化設計法。
綠色設計工具的開發研究是綠色設計的重要內容，國內外的研究部門和企業都進行了很多研究，主要側重于材料選擇、拆卸分析、環境影響評價等方面，目前已開發或正在開發的典型綠色設計工具有：Boustead數據庫、DFA/DFD（計算機輔助拆卸分析）、Ecomanager、LCAiT、Simapro5、Green Assessent、Cummpan、CALA等［3］。
2綠色設計的材料選擇
2.1 綠色材料的概念
綠色材料(Green Material：GM)，又稱環境協調性材料 (Envionmental Conscious Materials：ECM)或生態材料(Ecomaterials)，是指那些具有良好使用性能或功能，并對資源和能源消耗少，對生態與環境污染小，有利于人類健康，再生利用率高或可降解循環利用，在制備、使用、廢棄直至再生循環利用的整個過程中，與環境協調共存的一大類材料。
綠色材料是綠色設計的基礎，綠色材料對綠色產品的綠色程度有著重要作用。因此，綠色設計的材料選擇必須建立在綠色材料的基礎之上。綠色材料不僅包括直接具有凈化環境、修復等功能的高新技術材料的開發，也包括對使用量大而面廣的傳統材料及其產品的改造。隨著產品對環境性能要求的不斷提高，傳統產品設計中材料選擇有明顯不足之處。主要表現在：
(1)所用材料種類繁多；
(2)選材很少考慮材料的加工過程及其環境的影響；
(3)所用材料很少考慮報廢后的回收處理問題；
(4)沒有考慮所用材料本身的生產過程。
由此可見，傳統的材料選擇方法已不能適應綠色產品及綠色設計的要求，必須從更廣泛的角度考慮材料的選擇，不僅應考慮基本性能要求，更應著重考慮材料的環境屬性。
2.2 綠色設計材料選擇的準則
綠色產品設計首先應要求構成產品的材料具有綠色特性，具體來說，在材料選擇時，應符合以下要求：
（1）具有良好的使用性能。
（2）所用材料應是低能耗、低成本、少污染的材料。
（3）盡量不用或少用短缺的或能耗大的原材料，多用廢料或再生循環材料作為原料。
（4）盡量不用或少用有毒有害的原材料。
（5）所用材料應是易回收、易處理、可降解材料，且具有最大的再生利用率。
（6）所用材料應是易加工且加工中無污染或污染最小。
（7）材料在整個生命周期的全過程對生態環境無副作用，而不僅是某一生產過程具有低的環境負荷值。
2.3 綠色材料的評價
產品設計中所選材料的綠色程度有多大，所選材料是否是綠色材料，這對材料比較和選擇具有重要作用。這種材料的選擇決策也就是綠色材料評價。開展對材料、產品及其生產、使用直至廢棄全生命周期或某個環節的環境協調性評價研究，是綠色設計評價的基礎性工作。
3 產品的可拆卸性設計
3.1 拆卸設計的概念
所謂拆卸就是從產品或部件上有規律地拆下可用零部件的過程，同時保證不因拆卸過程而造成該零部件的損傷。面向拆卸的設計（Design for Disassembly，DFD）是一種使產品最容易拆卸并能從材料回收和零件重新使用中獲得最高利潤的設計方法學，它研究如何設計產品才能高效率、低成本地進行組件、零件的拆卸以及材料的分類拆卸，以便重新使用及回收。產品的可拆卸性是產品回收再生的前提，直接影響產品的可回收再生性［3］。
3.2 拆卸設計準則
可拆卸性要求在產品設計的初期就將可拆卸性作為結構設計的一個評價準則，使所設計的結構易于拆卸，維護方便，并可在產品報廢后可重用部分能充分有效地回收和重用，以達到節約資源和能源、保護環境的目的。拆卸設計應遵循以下基本準則：①拆卸工作量最少準則；②易于拆卸準則；③易于分離準則；④產品結構的可預測性準則。
3.3 拆卸設計評價
拆卸評價是對設計方案進行評價―修改―再評價―再修改直至滿足設計要求的動態過程。評價的內容、指標、標準是評價的關鍵。提出一套完整的拆卸性評價指標體系，建立嚴格的評價標準是評價系統的基礎。
4 產品的可回收性設計
4.1 回收設計的基本概念
回收設計（Design for Recycling，DFR）就是在進行產品設計初期，充分考慮產品零部件及材料的回收可能性、回收價值大小、回收處理方法、回收處理結構工藝性等與可回收有關的一系列問題，以達到零部件及材料資源和能源的充分有效利用，并在回收過程中對環境污染為最小的一種設計思想和方法。
產品可回收性設計的內容包括產品零部件的回收性能分析、可回收材料及其標志、回收工藝與方法、回收性經濟評價、可回收性產品結構工藝性等幾個方面。
4.2 回收設計的特點及經濟性分析
從回收設計的定義可以看出，回收設計與傳統設計有很大的不同?；厥赵O計在產品的設計初期就考慮消除或減少廢棄物的產生，并在產品廢棄淘汰時，對其進行經濟有效的回收或使廢舊產品的零部件得到重用、移用。回收設計主要有以下特點：
(1)回收設計可使材料資源得到最大限度地利用；
(2)回收設計可減少環境污染，保護生態環境；
(3)回收設計有利于持續發展戰略的實施；
(4)物流的閉合性。
對回收經濟性進行分析應根據產品類型、生產方式、材料種類等，收集整理各有關數據資料并參考現行的成本預算方法，目前所采用的參數通常為回收的費用收益比和凈收益兩種，其表達式為：
費用收益比=總回收收益/總回收費用
凈收益=總回收收益－總回收費用
4.3 產品回收的基本原則
回收設計是產品在使用壽命終結時獲得重新利用的基礎，從廢舊產品中不斷的拆卸與回收零部件，其回收價值如圖2所示。圖中的極值點是經濟回收的極限點，在高價值零部件優先回收的前提下，該點表示拆卸的過程或步驟開始進入負價值拆卸。在這種情況下，就限制了產品的進一步拆卸與回收，因此，在廢舊產品的回收過程中，主要有以下基本原則可供遵循：
（1）若零件的回收價值加上不回收該零件所需的處理費用大于拆卸費用，則回收該零件；
（2）若零件的回收價值小于拆卸費用，而兩者之差又小于處理該零件的費用，則回收該零件；
（3）若零件的回收價值小于拆卸費用，而兩者之差又大于處理該零件的費用，則不回收該零件，除非為了獲得剩余部分中其他更有價值的零件材料而必須拆卸；
（4）對所有不予回收的零件都需進行處理。
回收的零件及材料的價值應從高到低，當回收效益為零或負值時，則停止拆卸。
4.4 回收設計準則
在回收設計中，應遵循以下設計準則：
①設計的結構易于拆卸，減少拆卸的工作量；②可重用零部件材料要易于識別分類；③結構設計應有利于維修調整；④限制材料種類，采用系列化、模塊化的產品結構；⑤盡可能利用回收零部件或材料；⑥應便于分離拆卸不同的材料組合；⑦采用相容性好的材料。
5 綠色設計評價
5.1 概 述
綠色產品設計的最重要的環節就是研究開發對產品整個生命周期進行評價的方法和工具。綠色設計評價可以利用各種工具，以支持生命周期各個階段設計過程的進行，其中最為有效的方法為生命周期評價。
5.2 生命周期評價的概念
生命周期評價(LCA：Life Cycle Assessment)，或稱“環境協調性評價”。LCA是對產品系統在整個生命周期中的環境影響、物質和能源的投入產出和潛在的環境影響進行定量分析和評價的一種方法，是對綠色產品進行認證的最有效方法。
5.3 LCA的技術框架
根據1997年的ISO14040標準的定義，LCA技術框架如圖3所示，它包含了目標和范圍定義、編目分析、環境影響評估、環境解釋4個組成部分。
參考文獻：
［1］ 張崢嶸，袁清珂.21世紀制造業的特點及其關鍵技術［J］.機械工程師,1999(1)：1~3.
［2］ 劉飛.21世紀制造的綠色變革與創新［J］.機械工程學報,2000(1)：7~13.
產品結構設計理論范文5
產品設計項目教學方法產品設計課程是工業設計專業的核心課程，通常包括產品造型設計、產品設計程序與方法、產品結構設計和產品系統設計4個主要部分。產品設計課程教學十分看重實踐與創新，課程性質與其他學科課程有很大不同，因此，產品設計課程教學方法也應走出一條符合自身特色的新路子。
一、傳統的產品設計課程教學方法分析
傳統的產品設計課程教學方法是以教材為主導的，一門課一本教材，教學進度基本就跟著教材的目錄走，在教材的框架下再添加一些案例作為補充。教學方法基本以PPT理論與案例講解為主，然后做一些虛擬設計課題來加以實踐。這種跟著書本走的教學方法，有著以下一些弊端：（1）理論講授為主，老師與學生互動時間并不多。（2）學生明白了道理，但真正自己做的時候又茫然了。（3）圖片案例固然精彩，但學生并沒有真切的感受。（4）虛擬課題，做過就算，缺乏成就感。
二、具有專業特色的教學方法探索
基于傳統產品設計課程教學方法的這些弊端，筆者結合實際的教學經歷，思考并總結出一種以項目為主導的教學方法。就是將實際的設計比賽項目或企業設計項目引入課堂，老師以指導設計實踐為主，穿插補充一些理論知識，將對設計理論、方法的認識，落實到特定的設計實踐課題，項目結束就是課程的結束，由設計實踐課題完成的質量來評價教學。
1.以項目為主導的教學方法實施流程
以項目為主導的教學方法可以通過以下流程來實施：
（1）每門課根據開設的年級、學時、教學內容等尋找合適難度和時間點的設計比賽或企業項目，如低年級、學時短的課程可選擇產品相對簡單，注重創意性的比賽，而高年級、學時長的課程則要尋找相對復雜，要求較高的企業項目來做。項目數量在1～2個為宜。
（2）邀請項目方派專業人員到學院來給學生開設宣講會、培訓會?，F在多數設計比賽都是與企業合辦的，所以請到專業人員的可能性很大。通過宣講會、培訓會令學生更加明確項目的設計目標，企業方的設計需求，認識目標產品。
（3）由教師根據課程和項目要求，制定詳細的時間計劃表。令學生明確整個項目流程，時間節點、各個階段應該完成的內容、課堂與課后的任務安排等。
（4）在班級內劃分出若干小組，以小組的方式進行前期調研，資料共享，共同討論，確定設計方向。這樣的方式可以避免重復調研帶來的浪費。
（5）以個人為單位設計方案，學生與指導老師進行一對一的溝通討論。在討論過程中，教師將普遍問題公開講解，并穿插補充相應的理論知識。溝通討論一直要延續到產品效果的表現階段，以控制設計的最終效果。最后以設計版面、動畫、報告冊或實物的形式展示設計結果。
2.以項目為主導的教學方法
（1）實物教學法。學生對于原始產品的了解、體驗是提出新設計創意的起點。老師在平時要搜集或購買一些典型產品，最好是完整并可以使用的，以及一些測量工具。讓學生多看，多體驗，動手測量。深入設計項目課題之前，將相應實物產品帶到課堂中，讓學生能看得見，摸得著，拆得開，量得出。從對實際產品的拆裝、測量去深入了解現有產品，而不是對著圖片空想。
（2）角色扮演教學法。將實際比賽項目和企業項目引入課堂，是以項目為主導的教學方法核心。在這一基礎上，還可以進一步邀請企業型教師進入課堂，讓學生們了解在企業里實際的設計流程以及職業角色，在教師和企業型教師的指導下進行角色扮演，模擬實際的項目流程，完成課程設計。讓學生有直觀的職業體驗。
（3）課堂不僅是在教室里，教室不一定像教室。如前所述，產品設計課程強調互動性，另外情景也十分重要，設計討論的氛圍非常重要，產品調研期，教師可以帶學生去企業，去工廠，去賣場；進入方案討論期，課程進行的地點可以改在專業圖書室，一邊查資料，一邊想方案，一邊與老師討論。
（4）案例教學法。這里的案例并不是指網絡上隨處可見的圖片案例，而是指教師們在平時教學過程中所積累下來的教學案例。比如，帶學生做完比賽后，應做好資料的整理工作，挑選做的效果比較好的學生作為典型案例，將其從前期調研開始，到方案發表，與老師討論，草圖修改，模型修改，版面修改到最終完成的一步步過程用文字、圖片甚至視頻的方式記錄下來，給以后的學生做講解，這將是從學生角度來講最生動的案例。
（5）團隊式教學。在教師指導下，將全班同學分成若干小組，在規定的時間范圍內以小組為單位進行頭腦風暴，并相互討論方式確定設計方案，并加以現場陳述，接受其他同學的提問，最后由教師講解和評價方案。
（6）問題式教學。以提出問題―分析問題―解決問題的思路，引導學生自主學習。一改傳統的老師教，學生聽的單向教學模式，形成教師與學生并肩作戰，共同努力的雙向互動。
3.教學效果的考核
產品設計課程無法像其它專業課程一樣，以一份試卷確定教學質量與學生學習水平；教學質量與學生的水平，更多地體現在其設計作品中，相對而言其主觀性比較強。為了嚴謹、公正、科學地對教學質量、學生成績做出評價，在課程結束時，成立包括任課教師甚至是企業專家在內的三人以上評價小組，通過答辯的形式對學生的設計成果評分。另外，非?？粗袑W生在項目進行過程中的態度、進步幅度、團隊精神等，將平時成績的比例設在40%左右，最終課程成績由答辯成績和平時成績組成。
三、小結
在如今這個信息爆炸的時代里，學生和老師一樣享受著無限的網絡資源，產品設計教學必須告別純理論、純案例式的教學方法，以實際設計項目為主導來完成教學，使學生在一次一次的實戰中獲得知識和經驗，這才是最寶貴的資源。
產品結構設計理論范文6
（1）綠色設計
在綠色制造實施問題中，綠色設計是關鍵。綠色設計是在產品及其壽命的全過程的設計中，充分考慮對資源和環境的影響，在充分考慮產品的性能、質量、開發周期和成本的同時，優化各有關設計因素，使得產品及其制造過程對環境的總體負影響減到最小。綠色設計又稱為面向環境的設計。其基本內涵包括：
1）在產品設計的全過程中，產品的基本技術性能屬性與環境資源屬性、經濟屬性并重，且環境資源屬性優先，相互協調發展；
2）在設計階段應充分考慮產品在使用廢棄后的可拆性和回收利用性；
3）提出了產品設計者和生產企業在環境保護、節約資源方面應承擔的社會責任，即對大宗工業產品，企業不但要生產產品，同時，還應在可能的范圍內，承擔產品回收和再利用的義務；
4）它是對傳統設計方法、設計理念的發展和創新，體現了人類對機械產品設計學科認識的深化。
（2）綠色材料
綠色材料是指在制備、生產過程中能耗低、噪音小、無毒性并對環境無害的材料和材料制品，也包括那些對人類、環境有危害，但采取適當的措施后就可以減少或消除的材料及制成品。選擇綠色材料是實現綠色制造的前提和關鍵因素之一。選擇綠色材料的具體原則是：
1）優先選用可再生材料，盡量選用回收材料，提高資源利用率，實現可持續發展；
2）盡量選用低能耗、少污染的材料；
3）盡量選擇環境兼容性好的材料及零部件，避免選用有毒、有害和有輻射特性的材料。所用材料應易于再利用、回收、再制造或易于降解。
（3）綠色工藝
采用綠色工藝是實現綠色制造的重要一環，綠色工藝與清潔生產密不可分。綠色工藝是指清潔工藝，是既能提高經濟效益，又能減少環境影響的工藝技術。它要求在提高生產效率的同時必須兼顧削弱或消除危險廢物及其他有毒化學品的用量，改善勞動條件，減少對操作者的健康威脅，并能生產出安全的與環境兼容的產品。綠色工藝的實現方式包括：
1）改變原材料投入，回收產品的再利用以及對原材料的就地再利用，特別是在工藝過程中的循環利用；
2）改變生產工藝或制造技術，改善工藝控制，改造原有設備，將原材料消耗量、廢棄物產量、能源消耗、健康與安全風險以及生態的損壞減少到最低程度；
3）加強對自然環境資源使用以及空氣、土壤、水體和廢物排放的環境評價，根據環境負荷的相對尺度，確定其對生物多樣性、人體健康、自然資源的影響評價。
（4）綠色包裝
選擇綠色包裝材料已經成為研究熱點，各種包裝材料占據了廢棄物的很大一部分。廢棄的包裝材料的處置給環境帶來了極大的負擔，尤其是一些塑料和復合化工產品，很多是難以回收和再利用的，有的降解周期可達上百年，給環境帶來了極大的危害。因此，產品的包裝應摒棄求新、求異，應簡化包裝，選擇無毒、無公害、可回收或易于降解的材料及可反復利用的產品。并且應改進產品結構，減少重量，也可以達到改善包裝，降低成本并減少對環境的不利影響。
（5）回收利用
產品的綠色處理即回收，在其生命周期中占有重要地位，正是通過各種回收策略，產品的生命周期形成了一個閉合的回路，最終通過回收又進入下一個生命周期的循環之中。其中包括：重新使用、繼續使用、重新利用和繼續利用。為了便于綠色處理，在設計中要主要考慮產品的材料和結構設計，如針對拆卸的設計方法。只有在產品設計的初始階段就考慮報廢后的拆卸問題，才能實現產品最終的高效回收。綜上所述，綠色制造是可持續發展戰略在制造業中的體現，也就是說，綠色制造是現代制造業的可持續發展模式。說明綠色制造是制造業發展的必由之路，它將使傳統的制造業發生巨大的變化，可為持續發展戰略提供重要的保證。
2綠色制造發展現狀及國內外發展趨勢
（1）綠色制造技術發展趨勢
當前，世界上掀起一股“綠色浪潮”，環境問題已經成為世界各國關注的熱點，并列入世界議事日程，制造業將改變傳統制造模式，推行綠色制造技術，發展相關的綠色材料、綠色能源和綠色設計數據庫、知識庫等基礎技術，生產出保護環境、提高資源效率的綠色產品，如綠色汽車、綠色冰箱等，并用法律、法規規范企業行為。隨著人們環保意識的增強，那些不推行綠色制造技術和不生產綠色產品的企業，將會在市場競爭中被淘汰，使發展綠色制造技術勢在必行。
（2）國外現狀與趨勢
國外不少國家的政府部門已推出了以保護環境為主題的“綠色計劃”。1991年日本推出了“綠色行業計劃”，加拿大政府已開始實施環境保護“綠色計劃”。美國、英國、德國也推出類似計劃。目前，在一些發達國家，除政府采取一系列環境保護措施外，廣大消費者已熱衷于購買環境無害產品的綠色消費的新動向，促進了綠色制造的發展。產品的綠色標志制度相繼建立，凡產品標有“綠色標志”圖形的，表明該產品從生產到使用以及回收的整個過程都符合環境保護的要求，對生態環境無害或危害極少，并利于資源的再生和回收，這為企業打開銷路、參與國際市場競爭提供了條件。如德國目前已有60種類型3500個產品授予環境標志，法國、瑞士、芬蘭和澳大利亞等國家于1991年對產品實施環境標志，日本也于1992年對產品實施環境標志，新加坡和馬來西亞也在1992年開始實施環境標志。目前已有20多個國家對產品實施環境標志，從而促進了這些國家“綠色產品”的發展，在國際市場競爭中取得更多的地位和份額。據相關數據顯示，目前世界上“綠色產品”比例大約為5％~10％，再過10年，所有產品都將進入綠色設計家族，可回收、易拆卸和循環利用。也就是說，在未來10年內綠色產品有可能成為世界商品市場的主導產品。
（3）國內相關研究的進展
我國在國家科學技術部和有關部門的支持下對綠色制造技術進行了廣泛的研究與探索。目前已完成了“清潔生產技術選擇與數據庫的建立”、“綠色設計技術發展趨勢及對策研究”等專項研究。圍繞機械工業中九個行業對綠色技術需求和綠色設計技術自身發展趨勢進行了調研，在國內首次提出適合機械工業的綠色設計技術發展體系，同時還進行了車輛的拆卸和回收技術的研究，并且開展了“環境綠色技術評價體系的研究”，以環境保護綠色技術評價體系為研究載體，建立制造業的綠色概念、描述方法和評價體系。在許多大專院校相繼開展了全生命周期建模等綠色設計理論和方法的系統研究、針對汽車開展可回收性綠色設計技術的研究、廢棄工業品回收研究工作、機械產品可回收設計理論和關鍵技術及回收指標評價體系的研究、以及清潔化生產系統和體系結構及實施策略的研究等專項課題，并取得一定進展。國內已形成了一支從事綠色制造技術研究的專業隊伍，為我國發展綠色制造技術奠定了基礎。
