Diseño funcional de productos industriales
Capítulo 4 Diseño funcional de productos industriales
El diseño funcional se refiere a la creación del valor práctico del producto en función de las necesidades potenciales de los usuarios. Después del análisis de precios de costos funcionales, se determina mediante. El proceso de diseño involucra a personal profesional y técnico que diseña productos, empresas que organizan la producción, llevan a cabo marketing dirigido y entregan productos a los consumidores objetivo. Función significa que al diseñar un producto, se debe tener en cuenta el propósito y la utilidad del producto. La funcionalidad es el principio fundamental del diseño moderno. Aquí, función incluye varios niveles: en términos de funciones del producto, se refiere a su función, eficiencia, propósito, uso, etc., en términos de trabajo y actividades humanas, se refiere a propósitos, tareas, operaciones y operaciones.
Sección 1 Clasificación de funciones del producto
La funcionalidad del diseño moderno tiene sus ricas connotaciones. Los diferentes objetos de diseño de productos tienen diferentes funciones. En términos generales, según la importancia de las funciones, se pueden dividir en funciones básicas y funciones auxiliares, según la naturaleza de las funciones, se pueden dividir en funciones materiales y funciones espirituales, o funciones de uso y funciones gustativas. Aquí explicamos la función del diseño según esta última clasificación (Figura 4-1).
Figura 4-1 Clasificación de funciones del producto
1. Función material
La función material del diseño industrial incluye la función física y la función práctica del producto.
(1) Función física
La función física se refiere al rendimiento, confiabilidad, seguridad, estabilidad, etc. del diseño del producto.
Cuando las personas compran aparatos eléctricos como televisores, refrigeradores, aires acondicionados y bicicletas eléctricas, primero consideran si el producto es seguro para el cuerpo humano y, a menudo, eligen productos con baja radiación humana y alta seguridad. factores. Desde los pueblos primitivos que usaban herramientas de piedra para fabricar armas para evitar el ataque de las bestias salvajes, hasta los diseños de armas modernas, se puede ver que la seguridad es un deseo humano. Si algún tipo de diseño carece de seguridad y confiabilidad, causará preocupaciones en las personas, lo que hará que la psicología social del consumidor resista la aplicación del producto.
La función física también se refleja en la durabilidad del propio diseño. En el proceso de uso, la calidad es un indicador importante del rendimiento y la estabilidad del producto. Los productos que no se pueden utilizar bien y durante mucho tiempo causarán desperdicios y pérdidas tanto a los consumidores como a los productores, y el culpable sigue siendo el diseñador.
Además, el conocimiento de los productos industriales también es un aspecto de la función física, es decir, si el diseño del diseñador es fácil de reconocer para las personas, si puede transmitir información con precisión y si es fácil de usar. y si la operación es simple y conveniente. Cuanto más conciso, cómodo y fácil de utilizar sea un artículo, mayor será su aplicabilidad. En la actualidad, a algunos fabricantes nacionales les gusta utilizar anotaciones en idiomas extranjeros para expresar la internacionalización de sus productos, pero esto ha traído inconvenientes a la vida de muchas personas nacionales. Por lo tanto, los diseñadores deben intentar evitar este tipo de problemas al diseñar.
(2) Función práctica
La función práctica se refiere principalmente a la conveniencia, comodidad y agrado del producto de diseño.
Figura 4-2 Excavando la tumba de Tutankamón en Egipto
Desde el trono en el palacio de Knossos en Creta, al trono en el Palacio de Versalles en Francia, a la Ciudad Prohibida en China Y los tronos del palacio, estos asientos están diseñados básicamente para realzar la majestuosidad de los gobernantes, en lugar de reducir la tensión de los músculos de la espalda. Aunque es magnífico, se presta poca atención a los factores ergonómicos. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología y la mejora continua del nivel de vida material de las personas, las personas tienen requisitos cada vez más altos en cuanto a la comodidad y el agrado de los productos. Los diseñadores consideran cada vez más las funciones fisiológicas de los productos al diseñar, lo que también es un aspecto importante del diseño humanizado "orientado a las personas".
Tomando como ejemplo el diseño de la computadora, las funciones prácticas del producto incluyen si la interfaz de operación de la computadora se ajusta a los hábitos de uso de las personas, si el teclado cansa los dedos de las personas y si el ángulo de la pantalla se ajusta a hábitos visuales de las personas, etc. Los diseñadores industriales utilizan el conocimiento de la ergonomía para descubrir problemas existentes en los productos o nuevas necesidades de los usuarios, y utilizan métodos de diseño para resolver estos problemas para lograr la conveniencia y comodidad del producto, reflejando el cuidado humano del producto hacia los usuarios.
La cama de ocio (Figura 4-3) diseñada por el diseñador italiano Levante en 1997 ha despertado reacciones positivas en el mercado por su comodidad. Este diseño puede denominarse "comodidad real". "Diseño sensible" que hace sentir a la gente. cómodo y duerma tranquilamente cuando esté sentado en él. El famoso arquitecto y diseñador industrial estadounidense Eero Saarinen también tuvo mucho éxito en el diseño de muebles, especialmente sillas. Aplicó la ergonomía a su diseño. Las sillas que diseñó pueden coincidir con las partes correspondientes del cuerpo humano (principalmente incluyendo espalda, nalgas, cintura, piernas), es muy cómodo sentarse y al mismo tiempo también reduce la salud. Los riesgos causados por el trabajo y reduce la aparición de espondilosis cervical y lumbar. Es profundamente apreciado por el público.
Figura 4-4 Silla Tulip Eero Saarinen 1956
2. Función espiritual
La función espiritual se expresa mediante la apariencia del diseño y la función del material. Tiene un carácter estético y simbólico. , educativas y otras funciones.
Desde el diseño hasta la producción, la función estética de un producto siempre coexiste con su función práctica. Una vez que la imagen del creador se transforma en una forma específica de existencia: un producto, inevitablemente se convertirá en un objeto estético y poseerá funciones estéticas.
(1) Función estética
La función estética y la función práctica del diseño de un producto están vinculadas orgánicamente y pueden atraer especialmente la atención de las personas. Al mismo tiempo, la competencia por el diseño también es inseparable del valor estético, que se refleja principalmente en el diseño de productos similares y homogéneos.
La función estética incluye el sentimiento psicológico dado por la forma, el color, la textura, la decoración y otros elementos del diseño del producto. El diseño de productos no sólo tiene funciones prácticas, sino que también puede despertar los sentimientos estéticos de las personas a través de su forma externa y satisfacer las diferentes necesidades estéticas de las personas. Esta función estética es una función espiritual basada en funciones materiales, que también pueden denominarse funciones psicológicas. Por ejemplo, al diseñar productos, la selección del material de la superficie enfatiza la textura, la textura de la madera, la textura del metal y otras decoraciones de la superficie del material, y se realiza un procesamiento de precisión para mostrar el efecto de la textura o la apariencia real del material. Esta búsqueda de modelado natural y efectos de textura a menudo brinda a las personas una nueva sensación natural y las hace sentir psicológicamente felices.
La función estética del diseño de producto también se refleja en la comunicación entre diseñadores y usuarios. Los sentimientos de las personas sobre los productos están formados por sus respectivas experiencias estéticas. Este sentimiento tiene como objetivo satisfacer las necesidades psicológicas de las personas. La sensación estética que el diseño de productos moderno proporciona a las personas está determinada principalmente por dos factores:
Primero, el concepto de belleza que las personas tienen en términos de forma, color, superficie, etc. del producto;
Segundo , Diferentes personas tienen diferentes sentimientos psicológicos.
La Figura 4-5 está seleccionada de la Exposición de Diseño de Productos Industriales de la Semana del Diseño de Nueva York de 2005
Específicamente, el efecto general de un excelente diseño de producto: líneas, textura, color, luz y sombra. La combinación de formas y otras formas forma una "forma significativa", que atrae a los órganos visuales, táctiles, etc. de las personas para brindarles placer emocional y disfrute de la belleza (Figura 4-5).
(2) Función simbólica
La función simbólica es una parte importante de la función espiritual. Se refiere al diseño de objetos que inspiran a las personas a pensar en experiencias y sentimientos pasados, mostrando un determinado. En un sentido especial, ésta es la función simbólica del diseño de producto.
Figura 4-6 Botellero de diseño modular (se puede unir en varias piezas, fabricado en plástico ABS, diseño: Gideon Dagan)
El diseño de productos industriales generalmente se basa en ciertos Factores estéticos para lograr su efecto, como la forma, el color, la decoración y la textura.
Un diseño de producto que encarna un cierto estatus y la efectividad de su uso por parte de un grupo específico de personas se denomina símbolo de estatus; mientras que un diseño que tiene un significado especial para ciertos usuarios se denomina símbolo artificial. , que se basan en las convenciones de una sociedad en particular. Aunque el simbolismo de estado puede representar el estado de unas pocas personas en un período determinado, a medida que pasa el tiempo y el número de usuarios aumenta dramáticamente, el símbolo de estado original se perderá y se generarán nuevos símbolos de estado.
Por lo tanto, la investigación extranjera sobre el comportamiento de consumo sistemático demuestra que si la sociedad reconoce la reputación de un determinado producto de diseño, el valor agregado de este producto de diseño tiene la posibilidad de satisfacer nuevas necesidades de los consumidores. Coches de fama mundial como Porsche, Mercedes-Benz, Chrysler, Ferrari, etc., se han convertido en objeto de competencia por el favor de la gente porque su significado simbólico es mucho mayor que su valor práctico real.
Figura 4-7 Pagani Zonda (diseñado por el estudio de diseño de Módena en cooperación con la fabricación de autos de carreras Ferrari)
Figura 4-8 Bugatti EB16.4 Veyron (actualmente el más caro (Uno car)
Sección 2: El papel del análisis funcional del producto
La primera esencia del diseño es la función, y varios valores funcionales son el primer objetivo que persigue el diseño. El análisis funcional utilizado en el diseño es un método científico desarrollado en la práctica de este objetivo. Realiza análisis específicos y una clasificación integral de las funciones perseguidas por el diseño, y produce diagramas de sistemas funcionales en forma de ingeniería de sistemas para formar un sistema completo, detallado y eficiente. concepción y diseño estructural, y finalmente completar la tarea de diseño.
El análisis de la función del producto es una parte importante de la metodología funcional del diseño del producto. Estudia principalmente la relación entre función y costo, y busca la relación correspondiente más razonable entre función y costo, para minimizar el costo o. Consumir para obtener los mayores beneficios económicos y sociales posibles y aumentar el valor del objeto de diseño.
El análisis funcional del diseño del producto incluye principalmente los siguientes aspectos:
El primero es determinar hasta qué punto se debe lograr la función técnica, que generalmente se expresa mediante los parámetros de desempeño del el producto;
El segundo es el análisis del costo funcional del producto, es decir, encontrar la solución de bajo costo entre varias soluciones de diseño factibles con la misma función; el tercero es el análisis cuantitativo y cualitativo de la confiabilidad del producto; Estos análisis detallados proporcionan nuevos El plan de diseño sentó las bases.
El análisis funcional consiste principalmente en pasar de pensar en la estructura del producto a pensar en su función, para no estar limitado por la forma y estructura existentes, formar nuevos conceptos de diseño y proponer soluciones de diseño creativas. Para el diseño de un producto específico, la función se refiere al desempeño, propósito y función del producto.
Por lo general, el mismo producto también puede lograr diferentes funciones utilizando diferentes atributos en diferentes condiciones. Cuando utilice el método de análisis funcional para el diseño de productos, siga los siguientes pasos: (1) abstraer la tarea de diseño, determinar la función total, captar la esencia del producto, ampliar las ideas y encontrar múltiples formas de resolver el problema; llevar a cabo Descomponer la función total del producto de diseño en subfunciones y unidades funcionales (3) Encontrar formas de resolver subfunciones (unidades funcionales (4) Combinar todas las soluciones para formar una variedad de soluciones de diseño; Realizar la evaluación del programa y la toma de decisiones.
1. Determinar la función total
1. Abstraer las tareas de diseño del producto
Determinar la función total del producto requiere abstraer las tareas de diseño del producto que aborda. Por ejemplo, una cortadora de carbón puede considerarse un dispositivo para la separación y el desplazamiento de materiales; un camión puede considerarse una herramienta para transportar materiales a largas distancias; un lavavajillas puede considerarse un dispositivo para eliminar la suciedad de la vajilla... /p>
El método para abstraer las tareas de diseño de productos consiste en enumerar varios requisitos y deseos en el libro de tareas de diseño. Durante el proceso de abstracción, debemos captar la esencia, resaltar los puntos clave, eliminar las condiciones secundarias y expandir completamente las principales. regiones. Aquí describimos principalmente las tareas de diseño y no involucramos soluciones específicas. Por ejemplo, si desea diseñar un abridor de nueces, la expresión abstracta de la tarea de diseño se describe a continuación:
Si usa "smash", ya implica una solución. Puede considerar la presión externa. Los métodos utilizados incluyen "apretar", "presionar", "sujetar", etc. Si piensas lateralmente, puedes imaginar si la piel de la nuez se puede volver quebradiza, lo que facilitará su apertura, etc. El pensamiento abstracto puede ayudarnos a resolver el problema de la esencia del diseño de este producto, que es "romper la concha” hasta “separar la concha”. y nucleolo”. Por lo tanto, expresiones más abstractas pueden conducir a respuestas más abiertas.
Figura 4-9 Cascanueces
2. Método de la caja negra
Utilícelo para observar el exterior del sistema desconocido del producto diseñado para analizar la relación entre los sistema y medio ambiente La entrada y la salida se utilizan para determinar las funciones y características del sistema del producto a través de la relación de conversión entre entrada y salida, y además buscan los principios de funcionamiento y las estructuras internas necesarias para realizar las funciones y características. Este método se llama. El método de la caja negra. Generalmente se utiliza en el análisis funcional del diseño de grandes productos industriales.
2. Descomposición total de funciones
La función total del producto se puede descomponer en subfunciones (o subfunciones de primer nivel, subfunciones de segundo nivel... ), y las subfunciones se descomponen en funciones yuanes (la unidad más pequeña). Por tanto, las funciones son jerárquicas y se pueden descomponer capa por capa.
(1) Unidad funcional
La unidad funcional es la unidad básica de la función del producto. Las unidades funcionales básicas utilizadas en el diseño de productos industriales son: unidades funcionales físicas (las acciones físicas básicas de energía, materiales y cambios de señales en el sistema). Elementos funcionales matemáticos (que reflejan las acciones básicas de las matemáticas, como suma y resta, multiplicación y división, exponenciación y raíz cuadrada...), sus elementos funcionales se utilizan principalmente en suma, resta, multiplicación y división mecánica, como diferencial trenes de engranajes, ordenador mecánico, etc. Los elementos de función lógica incluyen acciones lógicas de elementos ternarios "Y", "O" y "NO", que se utilizan principalmente para funciones de control.
(2) Estructura funcional
En el proceso de análisis de la función del producto, el diagrama que expresa la relación entre las subfunciones se denomina diagrama de estructura funcional y puede mostrar claramente el punto de partida. e ideas de diseño de producto Es la forma en que se diseña el producto para reflejar los requisitos funcionales. Un diagrama de estructura funcional general se compone de las siguientes tres formas estructurales básicas:
(1) Estructura en serie, también conocida como estructura secuencial, que refleja la relación causal o la relación de secuencia de tiempo y espacio entre subfunciones. (2) Estructura paralela, utilizando varias subfunciones como medio para lograr un propósito al mismo tiempo, o completando ciertas subfunciones al mismo tiempo antes de continuar realizando la siguiente subfunción, entonces estas subfunciones están en una relación paralela.
(3) Estructura en anillo, también conocida como estructura cíclica, la estructura de salida retroalimenta el sistema cíclico de la estructura de entrada. Este tipo de estructura se analiza de acuerdo con condiciones lógicas y avanza en un bucle cuando se cumplen ciertas condiciones.
Pasos para establecer un diagrama de estructura funcional del producto:
(1) A través del análisis del proceso técnico, delinear los límites del sistema técnico y determinar su función total.
(2) Dividir funciones y elementos funcionales. Por lo general, primero se consideran las acciones y funciones del proceso de trabajo principal que deben completarse. Para métodos específicos, consulte descomposición funcional.
(3) Establecer un diagrama de estructura funcional basado en los principios de acción física del producto, experiencia o con referencia a sistemas similares existentes, ordenar primero las subfunciones o unidades funcionales relacionadas con el proceso. Por lo general, primero proponga un Haga un plan aproximado, luego pruebe y mejore sus interrelaciones, y luego agregue otras partes. Para seleccionar una mejor solución, generalmente se deben considerar varias estructuras funcionales al mismo tiempo.
(4) Comparar y seleccionar la mejor solución de estructura funcional. Los aspectos de la evaluación generalmente incluyen: posibilidad de implementación; complejidad; si la solución es fácil de obtener; si cumple con requisitos específicos, etc. Por lo general, algunas soluciones mejores se pueden perfeccionar aún más hasta encontrar la mejor solución.
(3) Solución de elementos funcionales
La solución de elementos funcionales es una etapa de "búsqueda" importante en el diseño de la solución del producto: encontrar la entidad técnica que realiza el elemento funcional del producto. portador funcional. La idea básica para resolver elementos funcionales es: función-principio de funcionamiento-portador de función.
Generalmente se utilizan los siguientes métodos:
(1) Método intuitivo: el método intuitivo es cuando los diseñadores confían en su sabiduría personal, experiencia y capacidad creativa para buscar diversos aspectos de los productos. Soluciones funcionales.
(2) Método de investigación y análisis: investigar y analizar productos industriales existentes, como prototipos de diferentes tipos, y realizar análisis funcionales y estructurales ¿cuáles son avanzados y confiables? ¿Cuáles están desactualizados y necesitan ser actualizados y mejorados? Esto es de gran beneficio para desarrollar nuevos productos, concebir nuevas soluciones y encontrar soluciones a principios funcionales.
(3) Método de catálogo de diseño: El llamado método de catálogo de diseño (también llamado catálogo de soluciones) es una tabla o información clasificada que integra varios principios y estructuras para lograr una determinada función.
Además, la solución de elementos funcionales (subfunciones) también requiere una rica experiencia práctica, observación cuidadosa, asociación fluida y ciertas oportunidades.
3. Análisis de variantes
El análisis sistemático del desarrollo y los cambios de las piezas, mecanismos y formas del producto se denomina análisis de variantes. Este es un método de análisis dinámico. El propósito del análisis de variantes es clasificar y organizar el proceso de evolución de las piezas, la estructura y la forma del producto de acuerdo con ciertos principios para resumir los cambios y encontrar la dirección para un mayor desarrollo. También puede identificar espacios en blanco y diseñar nuevos productos de manera oportuna. manera de llenar los vacíos.
Figura 4-10 Una memoria que cambia de forma con el tamaño de la capacidad de almacenamiento
Los métodos de operación de variación del producto se pueden resumir mediante el análisis de variación. Proporcionar pistas claves para el desarrollo de este producto. Luego desarrolle nuevos productos basados en un determinado principio de funcionamiento. Los productos con importantes avances durante el proceso de desarrollo se denominan productos mejorados.
El análisis de variación es un análisis dinámico de las reglas de evolución de productos, mecanismos y piezas, que proporciona una base para determinar la dirección del desarrollo del producto y determinar la solución óptima para las subfunciones. Proporcionarán una herramienta útil para el trabajo de diseño de productos.
4. Síntesis de solución de principio
La síntesis de solución de principio es el proceso de sintetizar las soluciones funcionales en una solución general para realizar la función total. Aquí nos centramos en comprender el contenido relevante sobre morfología, que es particularmente importante para quienes diseñan la apariencia del producto.
En la etapa de análisis funcional, luego de determinar las subfunciones del producto, mediante la resolución de las subfunciones, y luego mediante selección y mutación, se obtienen algunos portadores de subfunciones alternativos. En el análisis de variación tenemos una comprensión más clara del desarrollo de las principales soluciones funcionales y una comprensión general del estado de cada alternativa en el desarrollo y evolución del producto, en base a estos trabajos se combinan las soluciones funcionales para buscar lo óptimo; solución global.
El método de síntesis morfológica se basa en la morfología y busca diversas respuestas mediante descomposición y combinación sistemática.
Las soluciones de subfunciones deben ser compatibles, de lo contrario no se pueden combinar; dar prioridad a la mejor solución de la subfunción principal y, en función de esta solución, seleccionar otras soluciones de subfunciones que sean compatibles. con él eliminar pares de diseños Diseñar soluciones que no cumplan con los requisitos y restricciones o que sean insatisfactorias, como alto costo, baja eficiencia, contaminación grave, procesamiento inseguro y difícil, etc.
Al seleccionar unas pocas soluciones entre un gran número de soluciones factibles para un mayor diseño, la herencia y la innovación son un par de contradicciones que atraviesan el proceso de diseño, y los diseñadores deben manejar bien este par de contradicciones.
El análisis funcional tiene muchas ventajas en el diseño de productos:
(1) Siempre toma la función del producto como el núcleo del diseño, y el concepto de diseño se basa principalmente en sistemas funcionales.
(2) Es un método de diseño innovador que puede superar los grilletes de un modelo de pensamiento único;
(3) Puede eliminar eficazmente funciones innecesarias en el análisis funcional, reduciendo así costos, realizar eficientemente el valor del producto;
(4) El método de diseño centrado en la función garantiza la practicidad y confiabilidad del producto al máximo;
(5) Análisis funcional Incorpora pensamiento sistemático y combina análisis funcional con elementos de estilo de producto para proporcionar nuevas ideas de diseño para el diseño de productos.
A partir de la función, utilizando los conceptos y métodos en el valor de la ingeniería de sistemas, la arquitectura del sistema y analizando las formas y medios técnicos de materializar el objeto de diseño, es útil superar el método de diseño tradicional que solo diseños a partir de la estructura y forma del producto Hace que la estructura entre los elementos funcionales del diseño sea más razonable.