当工程投资一经决策,设计就是决定工程造价的关键阶段。下文是小编为大家整理的关于工业设计本科论文的范文，欢迎大家阅读参考!

工业设计本科论文篇1

试谈工业设计中的仿生设计

【摘要】 以科学家对仿生学的研究成果为基础，工业设计师们通过结合不同的产品概念进行仿生设计，使得产品具有真实的美感、自然生命的意义以及人性化的特征。充分体现了人类与自然，科学与设计等技术多元化融合的创新设计。阐述了仿生设计中的“形态”仿生、“结构与材料”仿生、“功能”仿生以及“界面”仿生等多种仿生技术在工业设计中应用。

【关键词】 仿生设计;工业设计;生物进化;人性化

仿生设计是工业设计中最有活力，最具创新的设计方法，它在工业设计中蕴藏着丰富的实践经验以及深厚的历史积淀。仿生设计是设计回归自然，追求人性化的一种具体可行的办法，逐渐成为工业设计中新的亮点。

一、仿生设计的概况

人类出现以前，地球上已经出现了各种生物，而且在自然界已经存活了上亿万年，在长期的进化中，获得了与大自然相适应的各种生活能力，生理的功能与结构也达到了高度的统一。形形色色的自然界，总让人神往，使人浮想联翩，小鸟在天上飞，鱼儿在水中游，吸引着人们不断的想象、探索、模仿。

仿生学是以研究生物系统的性质和结构，为工程技术提供新的工作原理及新的思想观念。严格的讲，仿生学其实是生物学中应用生物学的一个分支，仿生设计也可以说是仿生学的一种发展和延续，很多仿生学的研究成果都是通过工业设计的加工创造从而进入人们的生活。仿生设计在工业上主要是运用科学与工业设计的艺术相结合的方法、思维，以人性化的角度出发，不仅在物质上，而是在精神上追求自然与人类、传统与现代、艺术与科技等多元素的创新和融合。仿生设计有利于寻求人类共同的生存方式、社会活动与大自然之间的默契，使人与自然达到真正的和谐。

二、仿生设计中的形态仿生

大自然中天然形成的优良设计对于设计师来说，是取之不尽用之不竭的资料库。运用效仿自然形态的手法来设计产品，是设计师们在学习大自然的过程中逐渐形成的设计习惯。当今社会，人们对于生活用品、工业用品的要求已不仅仅在于功能，更多的是追求淳朴、清新的风格。现代文明的发展严重影响了生态平衡，迫使人们不断的反思、努力追求更新的出路，并且深刻地意识到生态环境对于人类的深刻的意义。因此，发现与探索人类本真的面貌以及追求和谐生活的原始形态已经逐渐成为社会生活发展的方向，仿生设计逐渐被人们所关注和重视，它似乎为人们打开了通往和谐的门庭。现代的形态仿生设计产品建立了人、自然、机器和谐对话的平台，使人类进入原生态中不断挖掘新的设计作品和新的形象。产品的形态仿生设计主要在于将生物界中各类形体内外的本质属性精确概括的提炼出来，属于一种高层次的心理加工和思维创造活动。

例如，世界著名的设计大师Luigi Colani设计了世界上第一辆单体结构的跑车——BMW700，同时他也被誉为仿生设计的创始人。在这之后，他又带来了“甲虫”手机充电器。据介绍，用户只要将手机塞入“甲虫”张开的“前肢”中，“Any Fix”便会对手机进行自动检测，确定其所需电量，同时对手机进行充电。

据调查，这种充电器已经与欧洲市场上80%的手机实现了兼容。甲壳虫以一种可爱、憨厚、亲切、老实的自然形态，给人以亲近的感觉。它的线条简洁舒展且流畅唯美，将这种利落的生物形象和感觉进行加工、提炼以后并应用于产品的开发与设计当中，往往容易被消费者所熟知并接受，从而增强消费者的参与，唤起高涨的体验情绪，有效增强设计的魅力。仿萤火虫形态的钥匙以及灯具设计，大多被人们所接受，其形态简练、符合审美、具有趣味性，较适宜小工业铲平。仿蘑菇形态的产品主要应用于植物形态的仿生案例，根据蘑菇的形态进行整合，设计形态简练、大方，功能齐备，色彩搭配合理，充满意蕴和意境的设计，带给人们快乐和感恩。

三、仿生设计中仿结构和材料的设计

随着科学技术的发展，社会人文方面的进步，仿生物的结构和材料已经成为工业设计中新的原理、新的方法和新的途径，在工业设计中逐渐占有重要的地位。只有对自然界中优秀结构进行不断地观察、探索与分析，才有可能探索出更为合理的结构。自然界存在着的生物都经历了亿万年的进化和演变，每一种生物本身都具有巧妙、实用、合理、完整的形态以及独特的结构。结构仿生主要研究生物和自然界之间存在的内部的结构原理如何运用到实际的设计中的问题。利用不同产品的概念以及设计的目的进行创新，使人工的产品更具自然生命的特征和美感。例如蜂巢，经过近代数学家的精确计算得知这种类似蜂巢的结构是最节省材料的结构，并且容量大、坚固性强。蜂巢由很多排列整齐的六棱柱形的小蜂房组成，每一个小蜂房的底部都有三个大小形同的菱形组成。人们采用各种材料来模仿和制造蜂巢式的夹层结构板，重量轻、强度大、不易传导热和声，是制造宇宙飞船、航天飞机、人造卫星等的最佳材料。此外，根据结构的特征，设计师还将移动的信号网络所覆盖的模式设计为“蜂巢状”，以验证此种结构下的覆盖信号最佳、所用材料最节省。

四、仿生设计中的功能设计

实际上，动物的某些功能远远超越了人类在此方面的研究成果。各种各样的动植物可以在极其恶劣、极其复杂的自然环境中生存和运动，主要是因为其形体和运动器官可以与恶劣的环境进行斗争。动植物经过几百万年的进化，不仅能够适应大自然，而且其进化的程度几近完美，令人类惊叹。

当今社会，学习并利用动植物的奇妙功能，已经成为工业设计中技术革新的新方向。工业设计师利用科学家对于仿生发明的实现以及工程师对于解决新技术的难题提供了很大的帮助，不仅可以解决人与物之间的关系，而且可以搭建人机对话的平台。结合人类的不断需求转化为新产品的设计，以满足人们不断的生理、心理上的需求。例如科学家们利用苍蝇的嗅觉，仿制了十分成功而且奇特的小型气体分析仪。这种仪器被安装在宇宙飞船的座舱里，主要用于检测舱内的气体成分;根据蛙眼的原理，科学家们发明了雷达系统，能够准确的识别目标;根据鳄鱼嘴的形态，不难看出钳子的造型来源;根据鹤的体态特征设计出挖土机的悬臂。

五、仿生设计中的界面设计

以上介绍了工业设计中的形态仿生、结构与材料仿生、功能仿生等技术。事实上，现代工业产品设计中，单纯地从某一方面来进行仿生是很罕见的，更多的是从大自然的生存哲学与和谐共生的角度出发，运用形态、结构与材料、功能等多个方面进行综合仿生设计。例如绿色仿生设计、可持续仿生设计等等。此种仿生设计不仅以自然界的个体为表现形式，而且借鉴自然界的整体生存理念进行仿生设计，将界面设计的情感设计与功能设计相吻合，这就是所谓的界面仿生。仿生艺术不仅仅具有一种单纯的形式美和怀旧美，而是具有深刻的理论依据和技术背景。

例如科拉尼采用卵形设计茶具的主要形态。原因如下：其一，卵是母体内孕育出来的生命形态，具有和谐的生命象征，拥有独特的、光滑的外表以及适应能力。其二，实验表明，卵形受热最均匀，可以将热量以最快的速度均匀的传递给形态中其他各个部分。再例如设计飞机时，科拉尼借鉴了鲨鱼嘴的形态，原因很科学。

仿生设计是人类创新设计中永远不老的话题。工业设计应充分发挥仿生学的优势和先进的理念，结合工业设计和仿生学的特点来拓宽产品的设计方法和途径，要紧紧把握仿生设计系统中整体内在特征的关键因素。工业设计过程中应结合仿生学的设计特征原理及研究成果，与工业设计工程师一起，准确认识并掌握市场的需求，提出对于某种产品的创新概念和构想，踏踏实实的从基础做起，运用娴熟的艺术手法和科学技术创造出更具价值的产品。

参考文献

[1]张辉.浅谈工业设计中的仿生设计[J].艺术与设计.2008(4)

[2]周伯军.工业设计中的仿生设计与应用[J].包装工程.2008(1)

[3]韩亚静，冯豫韬.工业产品形态仿生设计初探[J].科教导刊.2010(6)

[4]马瑞萍，许佳.工业设计中的仿生设计[J].设计论坛.2006(9)

[5]陈为.工业设计中仿生设计的应用[J].机械研究与应用.2003(4)

工业设计本科论文篇2

通过工业设计看绿色设计

[摘要]绿色设计是近来几年设计界研究的热门话题，目前对绿色设计的研究主要集中在绿色技术方面(物质的一面)。本文就绿色设计的理念内容，通过研究工业设计的各个阶段对其进行补充，发展。把设计的情感化，人性化(精神的一面)纳入到绿色设计理念中来丰富绿色设计的内容。

[关键词]绿色设计 情感化 人性化 可持续发展

近几年，随着人口、环境、资源三大问题的出现与加剧，绿色设计(Green Design)成为国际设计界研究的热门话题，因为它是进行可持续发展的必然要求，通过它可以协调“人─机─环境”系统关系。通俗的讲绿色设计是解决人与产品、人与环境、产品与环境三者之间的协调性问题。

但是就目前国际设计界对绿色设计的研究来看，主要集中在绿色技术方面，以解决“机─环境”也就是“产品—环境”的关系，这种思想强调了设计对将来人类生活环境的影响，而却忽视了人在整个“人─机─环境”关系中的全面协调性的研究，忽视了人类现在生活的质量问题。因此，在绿色设计理论研究的基础上，从“人─机─环境”总体关系的协调性上提出了“人类生活设计”的设计思想，把“情感化设计或者个性化设计”纳入到绿色设计理念中来进一步完善绿色设计理论。“人性化设计”的纳入强调了“人—机—环境”关系系统中人的因素，使绿色设计理论更加充实，把人类的现在与将来紧紧联系在一起。

工业设计是一门研究产品在“人─机(产品)─环境”关系系统中如何最优化的学科。因此，要很好地指导产品的设计开发，还必须解决好人一机(产品)和人一环境之间的关系。

要对以上对绿色设计概念的扩充，完善绿色设计理论的理解，首先我们必须了解一下工业设计发展的几个阶段。

1，产品化设计

产品化是人类在其设计行为中对产品设计目的的界定。产品设计是进行其它各项生产技术准备工作的主要依据。产品化设计是产品的技术设计，其意义为人类使其自身的技术活动结果的对象化一物化。物化的过程是运用技术成果、技术手段、工具与技术规范等，最终所达到工业化生产物品的过程。产品化设计就是这种物化过程的设计。产品设计或产品化设计，解决的是物与物间的关系，即零件与零件间的关系、部件与部件间的关系以及产品与产品间的关系。解决这些关系的最终目的是创造出物的使用功能。

以技术为主体的产品设计，是人类为满足自身最基本需求的设计行为。把由产品化设计的产品纳入“人─机(产品)─环境”系统中进行考察，发现产品化设计是一种非优化设计。主要解决“人─机(产品)─环境”中“机(产品)”的环节。

2，商品化设计

商品化设计是对产品化设计的提升与超越，即商品化设计既保留了产品化设计对产品物质效用功能的追求，同时又增加了人对产品其它功能，特别是精神功能(心理)的需求。因此，商品化设计实际上是把人对产品的各种功能需求作为设计的目标，把消费者的心理需求融合到产品进行优化设计的一种设计方法。主要解决“人─机(产品)─环境”中“人─机(产品)”的环节。

商品化设计在满足人的多元化需求的同时，也迁就了人的种种并非理智的需求。这不仅助长了人对物的贪婪心理，使浪费资源的现象日渐严重，而且随着人类社会与人类文明不断发展，人类改造自然的技术手段也愈加进步，于是人类对自然的破坏也愈加严重。大自然对人类的屡屡报复使人类认识到，自然是人类的朋友而非敌人：人类要提高自己的生存质量，必须遵循人类与自然共生共荣的原则。

3，生态化设计(绿色设计)

人类对大自然采取了掠夺性态度，这种掠夺的结果是以损害自然界的生存达到人类的生存为目的的。今天，人类终于认识到人类的生存必须以自然界的生存为前提，人类的生存与自然界的生存是共生的关系。人类的这种意识导致了生态文化的诞生。绿色设计建立在生态文化的基础上，是工业设计的高级阶段，其能真正地解决“人─机(产品)─环境”的协调发展;因此，研究绿色设计并将其应用对于人类的可持续发展有重要的意义。

在设计思想上，绿色设计需要生态哲学的指导。生态哲学，就是用生态智慧、生态观点观察事物、解释现实世界、认识和解决现实问题。生态哲学是从“反自然”走向尊重自然的哲学，从人统治自然的哲学过渡到人与自然和谐发展的哲学。绿色设计需要生态哲学的指导，是因为它能为设计提供新的价值观念、新的意识形式与新的思维方法，为设计指出方向。绿色设计，首先必须建立在生态意识与崭新的消费文化上。

生态意识是生态哲学的重要组成部分。生态意识作为人类思想的先进观念，产生于20世纪后半叶，它是反映人、人类社会与自然和谐发展的一种新的价值观念。经过20多年的发展，生态意识正从浅层向深层发展，具体的标志即是从限制人类行为向指导人类创造健康的生活方式发展。

人类对待环境的行为，鲜明地表现出生态意识从浅层向深层的发展。在传统的科学价值观念指导下，人的环境行为具有“反自然”的掠夺性，在向大自然无限制地索取物质的同时，又向大自然无所顾忌地排放着过多的废弃物，把地球视作物质的仓库与废物排放场。生态意识产生后，人们对自身的活动做出了限制：既限制向自然的索取，又限制废弃物的排放。通过两种限制，以延长、维持人类的生存与发展。

很明显，这种限制带有退却和消极适应自然的性质，与人类的智慧、人类的创造精神和主动积极的进取精神相悖的。这种生态意识显然是人类生态意识的浅层表现，要使生态意识从浅层向深层发展，从被动向主动发展，从限制到自由地发展。具体表现应该为：研究绿色工艺、生态技术，开拓更廉价、更清洁的新资源，减少废弃物并向无废料生产发展;同时，建立绿色消费文化，并注意消费行为的引导。

通过上面的分析可以看出，工业设计中的绿色设计包含了更广阔的内容，其不仅要利用绿色技术解决好产品与自然环境的关系，还得解决好产品与社会环境、人与产品的关系、人与环境(自然和社会环境)的关系，实现“人─机─环境”的协调发展。从表面上看来，绿色设计更偏重于绿色技术方面的因素，不注重产品的外观和风格;

因此，工业设计师的影响和作用是比较小的。但随着绿色设计理论的发展，逐步意识到仅仅是优化产品结构的易拆卸性和清洁的生产过程、废弃后的回收是不够的。从根本上说，应该通过研究和影响消费者的行为，引导用户向可持续发展的生活方式发展。在这些方面，工业设计师是具有其它专业所不具备的条件和优势，其能对使用他们产品客户的消费行为和态度，使用行为和态度有很大的影

响。因此，在这里提出“人类生活设计”的设计理念，作为对以绿色技术为基础的绿色设计的补充，将绿色设计的概念进行扩展。因为，情感往往被看作是一种人与人之间的行为，但是在物质生活日益丰富的今天，依情论点的出现，让我们得知，人与物质是可以产生感情的，并可以把这种情感覆盖在人类的行为活动中，通过工业设计中对产品情感化，人性化的研究来引导绿色消费，让设计来引导消费者走向可持续发展的生活方式。

绿色设计是指通过设计师对产品、自然环境、社会环境、用户进行全方位的考虑，对产品整个生命周期进行全过程分析，设计出满足环境要求、适应市场和用户需求的产品，并发挥引导作用促使同步实现产品、自然环境、社会环境和消费者健康生活方式的可持续发展。

先进的产品开发理念和设计方法能给产品开发提供有效的理论指导，对于提高产品的开发效率和成功率有重要的意义。绿色设计理论的不断成熟和完善，特别是将绿色技术和对生活方式理解融入到产品设计中，将会给人们提供宜人的绿色产品，这不仅让消费者受益，同时也能促进全人类的可持续发展。但是可持续不仅仅是人类生活能源，环境的可持续，可持续还应该包括人类生活情感世界的可持续。因此，提出“人类生活设计”的观点把情感化或者说个性化注入到绿色设计的理念中，是对绿色设计的一个补充与扩展。

参考文献：

[1] 《世界现代设计史》王受之 著新世纪出版社

[2] 《工业设计概论》程能林 著机械工业出版社

[3] 《人性场所》克莱尔.库伯.马库斯 卡罗林.弗朗西斯 著中国建筑工业出版社

[4] 《当代生态哲学及绿色设计方法论》黄志斌 刘志峰 著安徽人民出版社

[5]孙景平 情感化工业设计2004-11-01