模型及其在工業產品開發中的應用分析

[摘要] 模型作為工業設計產品開發過程中的重要組成部分，設計師在具體的工業造型設計過程中創意產品過程中對產品的美學分析、空間構思、激發創造能力、快速表達、溝通協調、設計表達方面起著非常重要的作用。產品模型在模具開發前的結構分析、力學分析、材料分析有助于減少不必要的損失，加快產品開發周期。同時制作精美的產品模型有助于市場部門對即將上市的產品進行市場分析調查，市場推廣，從而縮短產品上市周期。

[關鍵詞] 模型 評審 設計 市場

一、模型簡介

1.模型的定義

模型是把對象實體通過適當的過濾，用適當的表現規則描繪出的簡潔的模仿品。通過這個模仿品，人們可以了解到所研究實體的本質，而且在形式上便于人們對實體進行分析和處理。

模型在很多地方稱手板或首板，即產品的第一個樣板，早在20世紀70年代香港開始有手板的興起。因為那時都用手工制作為住，因而得名“手板”，“手板”制作的目的一方面是通過快速制作出樣板（即手板）去面對客人，利于產品的宣傳和推廣。另一方面是在制作摸具時有所參考，快速而直觀預先檢驗結構設計尺寸。因此不難發現手板的用途是比較窄的，手板的定義沒有很好的概括模型的功能和作用，因此“手板”不能等同于模型。

2.模型的分類

模型的類型可以依據不同的作用、材質、制作方法進行不同的劃分。本文依據其在產品的不同開發階段進行劃分：

概念模型：工業設計師在進行產品設計構思的時候，借助油泥等材料制作模型，是設計構思的手段和工具，對構思不斷進行完善過程中制作的模型。

外觀模型：在設計構思基本定型后，將確認的構想效果圖制作出模型，并進行噴油、絲印等處理，達到外觀上和真實產品一致，以作為最終的外觀評審之用的模型。

結構模型：在外觀方案確定以后，機械設計工程師進行結構設計，在設計完畢后根據結構圖紙制作模型，依據需要進行結構、熱性能、振動、人機進行分析模型。

展示模型：在圖紙交付模具廠后，注塑件還沒有出來前，制作的模型通過外觀處理達到外觀和真品一致，并可以安裝零部件以后展示、宣傳推廣使用的模型。

二、模型在工業產品設計中的應用

模型是用實物表現設計，使設計更具體直觀是用創造性的工藝，創新產品！任何缺陷都可以在產品開發的前期得以發現和改良，使產品在開模之前有一個成熟的設計。

1.在設計構想和交流中的應用

在產品的構想過程中，靈感的出現往往是非常短暫的一瞬間，設計師要快速的將思維轉化為視覺化的符號。在初步的構想形成以后，設計師需要對初步的構想進行進一步的發散性構思，過程中充分運用油泥等易于成型的材料制作，對構思方案進行簡化、減弱、歸納、概括、組合、取舍等各種思考方法和手段，以尋找到最佳的形式。同時運用對構思產品的控制模式、攜帶方式、運動方式、動作、空間結構進行進一步的分析和設計，也極大地方便了工業設計師和結構工程師、電子工程師得溝通，避免不必要的重復勞動，從而縮短了產品的開發周期。

每一位優秀的設計師在設計過程中都在追求創新，在設計過程中都會面臨著功能和形式兩方面的內容。當面對一件成熟產品的時候，新的功能不可能層出不窮，設計師要做的工作很多時候可能就是在形式方面去做思考，消費者對一些日常用品的外在形式都會存在著固有的習慣模式。例如我們日常使用的電吹風，幾十年以來“槍式”的外觀形式(如圖1槍式電吹風所示)已經固化在消費心目中，設計師如果設計出其它形式的電吹風產品可能就很難為消費者所接受，這樣設計師一方面要遵循已有的形式，另一方面要有所創新，這樣無疑對設計師的工作提出了很大難度的要求。

當一件產品開始在市場暢銷的時候，市場往往需要企業推出系列產品。而系列產品不能僅僅是尺寸的系列化，往往需要的形式上進行變化，但又需要保持原由的形式風格，設計師在設計過程中就需要對產品的按鍵、指示燈、文字、圖案、線條等元素進行新的歸納、概括、組合、取舍，從而在統一中求得新的變化，以創造新的形式。借助概念模型為設計師提供了最快截的新思考、突破的構思手段和工具。

2.檢驗外觀設計

一個企業成功的關鍵是在于創造成功的產品、而產品的成功及產品的發展命運往往維系于準確的市場預測及相應的設計概念，所以正確合理的評價是市場份額要求，當產品設計出來后只有通過模型去面對方案的評審者，才更利于新方案的評價。舉例而言，過去的產品設計是設計師設計好幾種風格的設計方案，讓用戶評價并挑選其中一種。這樣的設計過程會出現用戶不停的修改設計師的作品，這樣設計周期，成本，設計風格都會有比較大的出入。通過制作外觀模型，把設計師的構想以形體、色彩、尺寸、材質反映出來。更深入的交流、評估、修改和完善方案，檢驗設計方案的合理性提供有效的實物參照。通過外觀模型的制作，讓方案的審定者更直觀地面對產品設計方案，這樣。用戶的設計過程就是把我們的設計模塊拖拉到各個空間內。這樣用戶是自己設計了自己的房間，他們的評價過程變成設計過程，他們的評價的非理性因素就被屏蔽在自己思考的過程里。最終的結果呢，我們的得到的用戶喜好性調查也是客觀的。這樣的通過外觀模型真實反應了設計師的思想。實現了非理性評價到理性/客觀評價結果的轉變。

3.通過模型檢驗設計的合理性

模型制作是運用木材、石膏、塑料等材料，采用合適的結構、相應的加工工藝和三維實體表現的方法，來表現產品的設計構思和模擬產品的形態結構。模型制作則是在此基礎上，運用三維形態，真實地反映三維空間中物體的尺度、比例、細節、材料、技術、表面處理等合理性，提供了產品設計評估所需要的、更全面的信息和技術數據。模型制作不但能夠將美好的創意變為具體的、生動的形體，而且在模型制作中，通過不斷研究、分析整體形態的各個角度，各個方面，各種線條，各種連接構造原理，各種材料以及它們之間的關系等，能直觀地檢驗自己的設計意圖，并在對模型的修改中，使其設計方便、快速地得到信息。模型可以驗證結構設計是否滿足預定要求，如:

(1)選擇的材料恰當嗎？是否符合經濟、適用、美觀的原則？

(2)采用的工具適合制作嗎？是否學會了常用工具使用的方法？

(3)工藝的選擇科學嗎？工藝水平怎么樣？

(4)結構的合理與否、安裝的難易程度、人機工程學尺度的細節處理等是否符合要求。

設計檢查以模具制造為例，傳統的方法是根據幾何造型在數控機床上加工，這對于一個價值數十萬乃至幾百萬的復雜模具來說風險太大，設計上任何不慎反映到模具上就是不可挽回的損失。通過模型可在開模前真實而準確地制造出零件原型，設計上的各種細微特征和錯誤就能在模型上一目了然地顯示出來，這就大大減少了修模和開模風險。

功能測試設計者可以利用原型快速進行功能測試以判明是否最好地滿足設計要求，從而優化產品設計。如風扇、風鼓等的設計，可獲得最佳的扇葉曲面、最低噪音的結構等。

可觸摸性通過原型，人們能觸摸和感受實體，這對照相機、手握電動工具的外形設計極為重要，這一點在人體工程應用方面具有廣泛的意義。

裝配干涉檢驗在有限空間的復雜系統，對其進行裝配干涉檢驗是極為重要的。原型可以用來做裝配模擬，觀察工件之間如何配合、如何相互影響。如汽車發動機上的排氣管，由于安裝關系極其復雜，通過原型裝配模擬可以一次成功地完成設計。

4.借助展示模型將產品快速推向市場

市場總是在不斷快速變化著，今天認為合理的設計方案明天可能就會發生變化，這種變化可能會導致整個項目的失敗。傳統的市場營銷方式是，廣告部門在等產品開發完畢后進行廣告宣傳推廣，吸引代理商和消費者的注意，市場銷售部門進而進行該產品的市場開拓。顯然這種銷售模式已經過時了，因為從產品外觀確定到最終的產品開發的成熟，再到樣品送到代理商手上，代理商對分銷商進行市場推廣、廣告的促銷宣傳，最后到代理商向企業下第一張定單，恐怕要9—12個月左右的時間，時間就是金錢的概念早以深入人心。借助展示模型可以大大縮短這個時間，在產品外觀方案確定以后就可以進行展示模型的制作，在進行模具開發的同時，借助展示模型進行廣告宣傳，并進行市場，從而大大縮短產品上市時間至少3個月以上，從而快速把新產品推向市場，其所帶來的經濟效益是非常客觀。

同時企業在進行產品方案評審的很多時候，方案的確定者往往是由企業的經營者以及市場部人員組成，雖然他們都具備非常豐富的市場經驗，但市場總是變化得很快，如果能夠一線的代理商，特別是讓國際上著名的代理商參與到方案的審議中來更會有助方案評審的準確，并更有助于產品的市場銷售，這時候借助展示模型是非常有效的。2005年10月份的時候，華陽通用電子有限公司公司曾經制作了5個展示模型參與香港電子展，充分聽取了來自世界各地的經銷商的意見，展覽后依據客戶的意見進行了分析、修改，最后開模的方案獲得了巨大的成功，其中一個方案DM719(如圖2DM719所示），獲得了來自德國的13萬臺的定單的嬌人的銷售業績。

圖2 DM719 汽車音響

所以通過聽取客戶來對產品方案的意見可以使設計最接近客戶的需求，讓方案更成功。

三、結語

模型既是一種設計表達方式，又是設計過程中不可缺少的分析、評價、評論手段，甚至某些工藝環節只有通過模型制作，才能確定其設計變為產品的可能性。借助模型可以有效縮短產品開發的周期，上市周期，增強的市場競爭力。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。