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隨著計算機網絡技術、微電子技術、光學技術以及新材料與新能源技術的發展人類已經進入以數字化、信息化生活為標志的體驗經濟時代。桌面計算時代正轉化為云計算時代,多點觸控、手勢與語音交互、虛擬現實等這些新鮮詞匯正改變著傳統的產品功能設計和使用方式,數字交互產品越來越進入人們工作生活的各個領域,本文通過對當前數字交互產品的概況、界定與類型以及未來發展展望展開一定的分析與探究。
1 數字交互產品的概念
1.1 數字產品
美國著名經濟學家夏皮羅和瓦里安在《信息規則:網絡經濟的策略指導》一書中認為,數字產品就是編成一段字節。包含數字化格式,可編碼為二進制流的交換物,均視為數字產品。早期的數字產品多指基于數字技術的電子產品,如數碼相機、數字電視機、數碼攝像機、MP3播放器等。數字化產品雖然都含有很高的數字技術含量,但其表現的具體形態是物質而不是知識,所提供的使用價值是靠物質產品本身來實現的。
1.2 交互與交互設計
“交互”一詞源于英文“Interaction”和”Interactive”,意為相互作用和交互感應。隨著計算機信息技術、數字媒體的發展,”交互“泛指人與自然界一切事物的信息交流過程,表示二者之間的相互作用后給人感官或心理上產生的情感感受的過程。交互設計涵蓋了物質設計與非物質設計兩方面,也就是硬件與軟件,交流與服務。美國著名認知心理學家唐納德·諾曼認為“交互設計是界面設計從設計的本能層上升到行為層乃至反思層的飛躍”。交互設計的多學科交叉的特點,決定了關注的不僅是實體產品本身,而且也重視情感化的交流與服務。
1.3 數字交互產品
隨著信息通訊與互聯網技術的飛躍式發展,特別是交互設計和技術越來越多的融入到傳統的數字產品中,數字產品用戶需求正發生了變化,在新的需求變化中,唐納德.諾曼所提的交互設計定義中所提到本能層、行為層、反思層正融入其設計中,用以滿足消費者越來越強調和重視的情感化的體驗需求。當觸摸屏手機、互動數字電視、Wii、Kinect、虛擬現實與增強現實等新的數字交互產品大量涌入大眾日常生活中時,當從單一的產品功能轉向越來越重視用戶的情感交流和互動體驗時,可以看出數字產品向數字交互產品發展已經成為一個必然趨勢了。
2 數字交互產品的類型
2.1 移動智能型
移動智能型數字交互產品主要指具有一定智能應用和交互體驗感的數字產品。此類型產品通常是在依托產品硬件本身的基礎上,結合一定交互技術來實現功能的產品,例如觸摸屏手機、GPS導航儀,網絡互動電視等。
2.2 網絡應用型
網絡應用型數字交互產品主要指基于互聯網技術,通過網絡及網絡產品實現交互式應用的數字產品。此類產品于突破傳統以硬件產品為基礎的產品功能及應用,主要以軟件界面為載體的虛擬化數字交互產品,其最大特點在于開發成本相對較小、研發周期較快、傳播范圍廣、速度快,同時也利于環保。網絡應用型數字交互產品主要為網絡移動端的應用程序產品、網站應用型產品、網絡桌面端應用產品。網絡移動端的應用產品成為目前發展較為迅猛的一類網絡應用型數字交互產品,其主要依靠移動通訊端下載各種系統的應用程序來實現。由于各類應用程序數量眾多,也給用戶帶來很多方便。用戶可根據各自功能需求,選擇下載相應的應用程序到移動通信端使用,達到了高效便捷的效果。
2.3虛擬體驗型
虛擬體驗型數字交互產品主要指通過各種虛擬現實、交互傳感、增強現實等技術來實現功能與體驗的數字產品。其主要特點是在虛擬現實和交互媒體、互動感應等交互技術環境下,是用戶在沉浸式的體驗感中完成產品功能的使用,得到極大的體驗感,例如交互式觸摸桌面、互動投影櫥窗、交互式全息成像,互動電子沙盤等都是此類型的典型產品。
3 數字交互產品的特性
3.1 交互性
交互性已經成為數字交互產品的重要特性之一。數字交互產品最為突出的特性就是在現代信息社會中的人機相互作用與影響,人們在互動的使用過程中得到信息的反饋,情感的交流,從而滿足功能使用與情感體驗。數字交互產品的交互性可以看做是一種如何讓產品更加易用,讓用戶使用更加愉悅的特性,通過對產品界面和行為進行交互設計,讓產品和使用者之間建立有機的聯系,從而幫助有效的達到使用目的。2010年11月,美國微軟公司推出Kinect產品,這是一款XBOX360游戲機體感周邊外設的正式名稱。它實際上是一種3D體感互動攝影機,利用即時動態捕捉、影像辨識、麥克風輸入、語音辨識、社群互動等功能讓玩家擺脫傳統游戲手柄的束縛,通過自己的肢體控制游戲,并且實現與互聯網玩家互動,分享圖片、影音信息。
Kinect這款數字交互產品集中體現了當前交互技術的一些發展成果,交互性在這款產品里得到了很好的體現,它突破了簡單的人機交互,而是使交互性有了一定的智能化和實景化的使用感,使交互性在操作使用過程中的到了更大限度的發揮,手勢交互更加貼近用戶本身,在增加自身體驗感的同時,交互的空間感也得到了極大的擴展。
3.2 體驗性
“體驗”一詞指“通過實踐認識周圍事物,親身經歷”。亞里士多德認為體驗是感覺記憶,是由于許多次同樣的記憶在一起形成的經驗,即為體驗。
關鍵詞:汽車零部件產品架 發展方向 專用產品架 柔性化設計
中圖分類號:TH122 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)08(b)-0000-00
汽車制造的主要工藝流程:沖壓―焊接―涂裝―總裝。產品架作為物流的主要載體,貫穿了整個汽車制造工藝流程的全過程。
作為汽車零部件物流的主要載體,產品架的設計制作時以以下幾方面作為切入點:(1)生產安全;(2)零部件質量特性;(3)裝料;(4)運輸;(5)線邊存放;(6)取料。
重點考慮以下幾個方面。
(1)產品架使用的安全性;(2)產品的質量保護性;(3)生產節拍的適應性;(4)人機工程的合理性;(5)快速物流的適應性和可靠性;(6)產品架自身的美觀性;(7)合理的使用壽命;(8)設計制作的低成本性。
不同性質的產品其產品架設計制作的側重點不同,如鑄件毛坯,其產品架主要考慮安全性、使用壽命、節拍、物流,對產品質量的保護幾乎不考慮;沖壓覆蓋件,其產品架主要考慮安全性、質量保護、節拍、物流等,我們必須在對產品進行深入研究后確定其側重點。
產品架分為專用產品架和通用產品架。
(1)用于單一產品的產品架,我們稱之為專用產品架。
(2)用于多種產品的產品架,我們稱之為通用產品架。
時間進入21世紀后,隨著我國經濟發展日益接近中等發達國家的臨界點,我國汽車的生產和銷售進入爆炸式增長階段,從而推動汽車生產工藝水平大幅度提高,生產節拍隨之大幅提升,在這種狀況下,物流水平就非常關鍵,而作為物流載體的產品架的設計制作水平也日益獲得工廠的重視,產品架的設計制作獲得長足發展。從目前的發展和各汽車生產企業產品架現狀調研來看,產品架的設計制作主要呈現以下幾方面趨向。
1 標準化
產品架作為汽車零部件主要包裝手段,受包裝容量限制和生產產量影響,產品架的制作數量相當龐大。為減少產品架的制作周期和維修的便利,其零部件的標準化便顯得非常突出。
如折疊機構、吊柄(耳)、鏟道、堆垛結構、翻轉機構、鎖扣機構、壓料機構、加強結構、牽引機構等按照標準化、系列化進行設計制作,可以大幅度提高產品架的制作和維修效率。
2 柔性化
由于汽車新品開發節奏加快,原來唯一性設計的產品架無疑提高了產品開發的成本,適應不同產品的同類零部件的產品架柔性化設計成為重點研究對象。
3 自動化和半自動化
眾所周知,企業是以盈利為目標的。隨著社會經濟發展,人工成本逐步提高,如何提高工廠的機械化程度、降低生產人工成本 成為企業的重點研究對象。產品裝框、取料、轉運等逐步向自動化半自動化發展,如總裝車間采用傳動鏈推動KIT小車隨線送料、焊接線采用機械手取料、發動機采用連鎖機構實現重壓自鎖等。產品架的設計制作必須適應這一發展趨勢,才能不成為企業生產發展瓶頸。
4 局部材料和工藝的高科技化
質量是企業的生命。汽車企業的競爭歸根結底為質量競爭。質量完好的零部件對整車的質量和生產效率起著舉足輕重的作用。在如何更好地保護產品質量上,新材料新工藝不斷的運用于產品架上:木材、塑膠、毛刷、硫化橡膠、海綿、橡皮、EVA、尼龍板、聚氨酯、鋁型材、不銹鋼、航空鋁、附塑管、塑鋼、碳素纖維管等,局部材料和工藝日新月異,逐步趨向高科技化發展。
在上述四個汽車零部件產品架發展趨勢中,標準化和局部材料高科技化已有長足發展和積累,自動化和半自動化發展目前還受到一定制約,專用產品架柔性化發展趨勢方興未艾。
4.1 汽車零部件專用產品架柔性化含義
(1)專用產品架除搬運堆垛承重部分(底盤和立柱)外,其他部分均以螺栓連接,在必要的時候可以通過重新拆裝調節尺寸以適應新零部件裝載。
(2)專用產品架上支撐、定位和分隔部件以螺栓連接,在必要的時候可以通過重新拆裝調節尺寸以適應新零部件裝載。
(3)專用產品架上支撐、定位和分隔部件多功能設計,通過快速切換來適應新零部件裝載。
(4)能同時或分別裝在2種或以上同類零部件的專用產品架。
至少具備上訴功能之一的產品架我們稱之為柔性化專用產品架。柔性化專用產品架的設計即為專用產品架柔性化設計。
4.2 柔性化專用產品架的設計和制作步驟
(1)比較上代、現代、下代產品同類零部件結構和質量要求,找出能適應幾代產品零部件裝載的共性部位。
(2)比較上代、現代、下代產品同類零部件外形尺寸和線邊存放規劃,確定產品架外框尺寸。
(3)了解現代、下代物流規劃要求,確定需要何種輔助機構。
(4)根據上代、現代、下代產品同類零部件質量等級要求,確定產品架定位、分隔、壓緊、限位等與零部件接觸部位使用材料。
(5)根據幾代零部件特性,確定分隔尺寸和裝框數量。
(6)根據裝框數量,計算承載重量,確定使用材料規格。
(7)設計、繪制施工圖紙,審查設計的工藝性。
(8)評審圖紙設計的全面性和可靠性。如需要,則重新設計。
(9)根據圖紙試制一個產品架樣件,注意焊接裝配的牢固可靠性或外觀美觀性,無尖角等安全性。
(10)產品架樣件試用評審。如有問題,予以改進。
(11)(改進后)樣件如果評審合格,則按樣小批量制作并試用(在TTO階段)。
(12)小批量試用不合格,則改進,如果合格,則按樣大批量制作。
為了培養學生設計創新能力,依據HAT?CDIO培養模式對“產品設計方向”的主干課程進行群化設計劃分為歷史人文精神塑造課程群、交互界面設計課程群、產品設計課程群、基礎技術課程群和通識課程群等,以一門立體構成課程建設為例按照學習認知規律構建網絡課程來提升學生學習興趣;利用信息網絡平臺拓展學生視野,采用項目實訓和小組公關等方法進行產品實訓,訓練學生的設計創新能力以提升學生的就業競爭力。經過實踐取得一定效果。
關鍵詞:
創新能力 產品設計方向 課程群
前言
創新是指以現有的思維模式提出有別于常規見解為導向,利用現有的知識和物質,在特定的環境中,滿足社會需求而改進或創造新的事物、方法、元素、路徑、環境,并能獲得一定有益效果的行為。結合工業設計人才的社會需求,著力于培養專業人才的可持續發展能力,不僅要求學生具有廣博豐厚的基礎知識,運用這種知識的能力,還要求具有創新意識、合作能力與團隊精神。基于這樣的人才觀,架構“產品設計方向”的課程群,對教學計劃中的課程進行系統的研究、歸納、總結,立足于產品設計方向的核心課程,將緊密相關的課程進行系統優化,使之滿足工業設計專業人才的知識結構體系的需要,以課程知識的交叉融合、實踐教學環節的有效銜接形成系統的教學體系,使學生實踐動手能力、創新意識、參與意識、自主學習的積極性得到充分培養,實現產品造型設計與工程技術相結合的綜合訓練目的,以此培養工業設計專業人才的綜合素質。
1.創新能力的內涵
創新能力是運用已有的知識和理論,在科學、藝術、技術和各種實踐活動領域中不斷提供具有經濟價值、社會價值、生態價值的新思想、新理論、新方法和新發明的能力。創造力是學生的核心競爭力,是以個^專長為核心知識、能力、素質等方面的綜合體,是其綜合素質的集中體現。
創新能力的培養是高等教育的發展趨勢;就業能力是大學生核心競爭力的主要動力,創新意識和創造能力是大學生核心競爭力的重要要素。這是大學生核心競爭力的靈魂。如何提升學生的創新能力是產品設計方向課程群建設的必須考慮的問題。
案例一可折疊購物籃。從收納和節省空間角度考慮:在形態和選材設計中從折疊水杯中獲得靈感,運用TRIZ理論中的復制原理設計一款長方形可1申縮的購物籃。實用新型專利的獲得認同了學生的設計。
案例二公司網頁設計。學生在校期間為各類公司設計網站展示頁,設計創新的不竭來源在于每天上網瀏覽2小時網頁,保證設計的網頁跟上社會的發展。各類設計方案的被采納是學生的設計獲得認可。
正如TRIZ理論中描述產品設計是要解決問題。解決常規問題的設計是常規設計,解決發明問題的設計是創新設計。所以解決問題是有方法的,獲得認可是學生持續設計的動力。
2.產品設計方向課程群模式的設計
結合人才培養目標的“HAT-CDIO”模式,即“Humanity-Art-Technology?CDIO”其內涵是:“祟尚人文精神、藝術與技術交融、創造與執行并舉”。“CDIO”代表構思、設計、實現和運作,它以產品從研發到運行的整個周期為載體,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的學習方式。在產品設計過程中滲透人文精神與藝術修養,以藝術激活產品創新的靈感,以人文精神的博大精深滋養設計師的人格魅力,建成“HAT-CDIO”應用型人才培養模式。在該模式的指導下研究在產品設計方向課程群教學環節中以創新能力和創業能力培養為目標,采用大學生科技立項、“導師制”指導等模式積極研究,充分利用大學生行為在個體和群體兩方面互相促進影響的作用,充分利用大學生群體中的從眾心理,使榜樣的力量形成強大的示范效果和導向作用,培養出創新能力和創業能力優秀的大學生群體,達到提升學生就業能力的目標。
2.1課程群的分類
深入探究不同年級學生對應逐漸遞進技能學習目標,在“HAT”指導下,課程設置以工業設計史為引領的包含中外美術史、中外工藝美術史、設計美學、產品設計欣賞等“歷史人文精神塑造課程群”;以藝術審美為目標的色彩構成、平面設計理論基礎、廣告設計、文字與標志設計、CI設計、產品交互設計等“交互界面設計課程群”;以培養學生設計創新能力建設為目標的產品造型基礎、產品交互設計、產品語義設計、產品開發設計等“產品設計課程群”;形成設計表達展示課程群、基礎技能課程群、建模軟件課程群等基礎技術課程群以及高數、英語、力學、思想教育等的通識課程群。每一課程群的建設從培養目標入手,從授課內容、授課方法、授課學時,考核方式、先后課程間的銜接等問題教師們集體研究討論,解決了課程間斷檔和交叉重疊的問題。依據不同教學目標建立不同課程群,培養學生的人文精神、藝術熏陶和科學技術。從而構建能夠有力提高人才培養質量的課程群模式。
2.2產品設計課程群建設
“產品設計”作為該課程群的主干課程,提供給學生運用其它相關課程所授知識、理論、技能的運用空間,是學生系統學習產品設計方法,開展創新思維,理論聯系實際開展系統設計實踐的有效途徑。強化課程教學環境,發揮課程群的集群優勢,―方面依托本科教學專業建設的教學環境,為專業實踐教學,建構更為有利的實驗硬件設施;另―方面,利用Internet網絡平臺,建設網絡教學、師生交流,乃至國際交流的網上通道。
在以往的產品設計課程教學過程中,只注重產品設計的視覺化、審美化、表象的材質變化,缺乏與實際的聯系,缺乏對產品使用功能的開發研究,缺乏對生產環節的研究。為增加產品設計教學的深入性和系統性,擬將教學課程設置為產品設計三個單元和產品造型設計基礎、造型材料與工藝、計算機輔助設計教學有機組合,更注重使產品符合設計過程實現、生產、使用的基本規律,使設計表現更規范、合理,注重產品材質的選擇與實際產品性能、功效及其加工生產相結合。從草圖構思到效果圖,從工程圖到模型制作,從模型制作到產品的生產加工和批量化生產,結合以產品的使用感受與體驗歷程,形成了一個理論到實踐的完整、系統的、有機實踐過程。同時,在產品設計中引入了計算機輔助設計,對CAD、Pro/E等軟件的應用,給產品設計帶來了新的、寬廣的設計視野。具體研究方法如下:
1)建立了合理、科學的產品設計教學體系,即“理論一實驗一項目實訓”。將“項目實訓法、小組攻關法”等教學方法運用到產品設計課程群建設中,讓學生參與教師科研、大學生科研立項、競賽項目、外觀專利申請或生活實際設計。通過設計訓練使學生將項目分析、設計到最終實現全過程中所需要的各種知識和技能有機融合,進而提高了學生實踐能力調動學生學習主動性,解決了學生上課積極性不高,學習效率低的問題。
2)圍繞提高學生的設計應用能力,注重交流,拓展學生視野。在教學中建立理論和實踐的聯系,案例教學法的教學除選用經典案例外,更多地聘請著名教授、設計師舉辦講座,擴展師生的視野,促進教學的橫向交流,增強院校間教學的橫向交流,促進了教學水平的提高,同時也使學生的綜合設計意識與視野得以提升。
3)組建師生設計團隊。由教師帶領學生組建專業設計團隊,如功能設計小組、產品形態設計小組、三維建模組小組等,實踐指導老師利用課余時間定期為專業設計團隊進行授課和相關輔導。
2.3探索以能力培養為重點的課程建設
在“HAT?CDIO”培養目標的指導下,應用輻射式研究方法確定每個課程群中具體課程的教學方法與手段及每個實踐教學環節的形式。以立體構成課程為例:立體構成網絡課建設設置了“立體課堂、模型素材、經典案例”等9大模塊,構成導引、理論學習、在線測試、案例學習、實踐演示和師生互動一個完整的教學環路,如圖1所示,立體構成的教學體系。立體課堂視頻教學部分承擔理論教學任務,是實現翻轉課堂的基礎保障。實踐演示模塊也采用了視頻教學模式,涵蓋實踐教學體系中全部內容。模型素材模塊用虛擬現實技術自主開發了大量交互演示課件。是對實踐演示模塊的深度拓展。分步式的教學設計和身臨其境的學習體驗,讓學生熟練體驗交互功能和配色功能,使學生有清晰地感性認識,激發學習興趣,強化了設計感知能力。
2.4構建實施保障平臺
1)搭建專業訓練平臺,注重設計理論與實際課題相結合。
CDIO的通用理論與工業設計專業特點的匹配既要結合又要創新,突出人文、藝術、技術相結合的專業特點。在實際教學實踐中,根據綜合化模式的產品設計性質,將專業訓練分成三個平臺,即為改良設計訓練平臺、創新設計訓練平臺和系列設計訓練平臺?;A性小課題是基礎教學,一般可采用快題設計的方式,跟隨課堂理論教學之后進行相關訓練,特點是每個課題解決一個方面的問題。結合《產品設計I、II、III》三門課程進行循序漸進三個單元的綜合性課題:基于工業設計方法論的來自生活實際的模擬課題和面向應用的社會實際課題;結合礦業院校的資源與技術優勢在教學和科研中積極開展礦山機械、礦用安全裝置等的開發和研究,畢業設計中也進行了平巷人車、多用安全帽、截割部試驗臺等實際項目的研究和設計。社會實際課題更有利于培養學生的設計應用能力。
2)實踐基地建設,完善實踐操作以提高實踐教學質量。
學校研究與設計大賽和企業實踐相結合,使學生的參賽作品和畢業設計能做到有的放矢來訓練使“HAT-CDIO”教學理念和模式貫穿工業設計整個教學環節,使學生在校期間掌握設計、建模、制作和展示設計能力,力爭實現零就業期。
學校實訓中心和現代制造工程中心以及工業設計的實驗室在實踐教學中發揮很大作用,很好的服務于教學、學生實踐、創新活動。能滿足完成校內實踐教學任務的需求。校外實踐基地是實踐性教學環節的重要場所,學生積極參加學校或社會舉辦的技能培訓,提高學生的設計創新能力。
3)部分課程進行改革考核方式,著重培養應用能力。
以培養應用能力為主改革課程考核方式,尋求更合理、更全面的考核方式。
課程改革采用全過程考核方式??己藢W生在學習過成中的態度以及對問題的理解以及最終解決問題的能力。即由平時課堂表現、課堂訓練過程、課題設計結果評價、期末考試等組成。讓學生明確成績組成有效提高學生學習積極性,對出勤率提高有一定效果。
例如“工業設計史”教學中采用以學生為主體的教學方法,采用“平時20%+‘教’‘學’設計10%+項目研究20%+筆試50%”考核方式,使學生創新能力得到充分的發揮。
3.結論