工作中扮演着不可或缺的重要角色，是人类在文明进步及与自然和谐相处过程中智慧结晶。现代产品设计是一个多门学科的结合体，它凝聚了材料、技术、生产、管理、需求、消费、审美以及社会经济文化等各方面的因素，是特定时代、特定地域的科学技术水平、生活方式、审美情趣等信息的综合载体。
【关键词】：产品设计；新技术；应用
一、现代产品设计的内涵要素
在产品设计中，要考虑的因素很多。当一件产品经加工制造后进入市场，最后移交到用户手中，产品与人构成了一种贯穿始终的但又变化的相互关系：人参与生产、运输销售、使用操作，产品在与人接触及为人提供各种方式服务的同时反过来影响人的使用。另外，由于产品与人共存于特定环境中，因此产品、人及产品与人之间的相互关系必定与环境构成一种新的互动关系。以汽车为例，人驾驶汽车，在人与汽车之间形成了一种密切的相互关系，一方面作为交通工具的汽车为人提供了一种新的生活方式，成为代步工具，但汽车的设计也直接影响到人的操作使用；另一方面，汽车本身与其他车辆、行人、街道、建筑构成了一种新的环境关系，这种新的环境关系又反过来改变着人们的生活方式和生存环境，如汽车造成的噪声、废气、交通阻塞、事故伤害等。如图1-1所示，产品与人、产品与环境、环境与人之间相互影响，有着不可分割的内在联系。
产品设计是解决产品系统中人与物之间的关系，比如家电使用中的操作提示、操作舒适性、色彩宜人性等问题；又如汽车的外观造型、驾驶安全性、乘坐舒适性问题等。因此，产品设计师既需要美术家一样的审美眼光和造型能力，又需要工程师一样的严谨思维。但产品设计师与工程技术人员及美术家又有很大差别。工程设计是解决产品系统中物与物之间的关系，如机床中齿轮的啮合，汽缸与活塞的配合；艺术家的创作更是个人化的意愿表现，可以不顾市场、工程实现的制约因素。而产品设计工作则不然，它是为大多数人服务，要为社会公众所接受，因此产品设计人员既要了解市场，又要懂得工程知识，使设计方案在解决人群需求前提下，更便于合理生产。
二、现代产品设计的类型和特点
1.按设计性质划分
从设计性质的角度划分，可分为方式设计、概念设计和改良设计。
方式设计是指着重于研究人们的行为与生活方式，设计出超越现有水平、满足人们新的生活方式所需要的产品，即强调和改变人们生活方式的設计。概念设计是指不考察现有的生活水平、技术和材料，纯粹在设计师预见能力所能达到的范围内考虑人们的未来与未来的产品，是一种开发性的对未来从根本概念出发的设计，如在每年举办的德国法兰克福车展、北美国际车展和日本东京车展等世界著名车展中，环保、节能、外形前卫的概念汽车始终是车展的亮点，如图1-2。改良设计是在研究了现有技术、材料和市场等因素的前提下，对以往产品的缺陷或不足进行改进，主要集中在产品的功能和外观设计上。如带橡皮的铅笔和自动铅笔的发明，就是对原有铅笔的不足进行了改良设计。
2.按生产方式划分
从生产方式的角度来划分，产品设计可以划分为手工艺产品设计和工业产品设计两大类型。
手工艺产品设计是以手工为主的设计，主要依靠人的双手和简单的工具对原料进行有目的地加工与制作，设计生产出来的产品具有较强的个性和风格，如图1-3。工业设计是指对所有的工业产品进行的设计，其核心是对工业产品的功能、材料、构造、形态、色彩、表面处理、装饰诸要素从社会的、经济的、技术的、审美的角度进行综合处理。既要符合人们对产品的物质功能的要求，又要满足人们审美情趣的需要，还要考虑经济等方面的因素。它是人类科学性、艺术性、经济性、社会性有机统一的创造性活动。
3.按使用目的划分
从使用目的的角度划分，可分为日用品设计、电子产品设计、交通工具设计、家具设计、纺织品设计和服装设计等。
日用品又称生活用品，是指人们日常生活中需要使用的物品。日用品设计就是对普通人日常生活必需品的设计，如洗漱用品、化妆用品、家居用品、厨卫用品、床上用品、装饰用品等家庭用品的设计。电子产品主要是指个人或家庭的消费类电子产品，如电视机、收音机、影碟机、摄像机、照相机、组合音响、电话、个人计算机、办公设备、家用电子保健设备等。交通工具包括个人的和公共的交通工具，如滑板车、自行车、摩托车、汽车、火车、船、艇和飞机等。家具设计既属于工业产品设计，又属于环境艺术设计。一件精美的家具不仅实用和耐久，而且必须符合人体工程学的要求，在具有良好的审美价值的同时，还要与陈设环境保持协调。服装设计是以面料做素材，以人体为对象，塑造出与人体搭配得当的美的作品。服装设计首先要明确设计目的，根据穿着对象、时间、环境和场合等基本条件进行创造性的设想，寻求人、服装与环境的高度和谐。
三、现代产品设计的基本要素
随着社会经济和科学技术的发展，特别是人们精神需要的增强，对产品设计提出了更多的要求，其概念、内涵也随之丰富，产品设计的要素被赋予了新的内涵。综合考虑产品设计的各种因素，可以将其分为四个方面：
（1）.人的要素
包括人的生理和心理要素，如价值观、生活意识、心理特征等方面。在产品设计的过程中，人的要素可以通过人体计量测定、人机工程学的心理测定等方法取得所需的数据。人的需求是设计对象存在的目的，根据马斯洛的需求层次理论，可以明确个体产品的设计准则。生理需求是人最基本的需求，其后依次为安全需求、社交需求、尊重需求和自我实现的需求。因此，设计师首先要探索人们的需求动因，把握准人们的需求，了解消费心理特点，这样才能设计出被大众和市场认可的产品。
（2）.功能要素
功能是指产品所具有的某种特定功效和性能，是产品的决定性因素，功能决定着产品的造型，但功能不是决定造型的唯一因素，而且功能与造型也不是一一对应的关系。功能就是产品的用途与性能，既是产品的设计目的又是产品赖以生存的根本条件。每件工业产品都应具有使用功能，如机床有加工零件和组装分选零部件的作用，电子计算机有储存信息和高速准确运算的功能。功能对产品的结构和造型起着主导的、决定性的作用。功能决定造型，造型表现功能，但造型既不是简单的功能部件的组合，也不是杂乱无章的功能堆砌，而是建立在研究人和机器的关系之上，即机器、设备的设计要考虑人机系统的协调性，给人以亲近感，使人感到使用操作舒适、安全、省力、高效，从而更好地体现出功能特点和效用。
（3）.造型要素
造型是产品为了表现一定目的所采取的结构或方式，是具备特定功能的产品实体形态，其中包括产品的结构形态、色彩和材料等多种形式要素。
产品的造型是为功能服务的，它必须体现功能，有助于功能的发挥。例如，杯子的功能是用来喝水的，但具有喝水和盛水功能的杯子的形态却是多种多样的：水壶是用来盛茶水的，但是水壶的形态却是变化无穷。如果从造型的角度出发，在满足喝水、盛水功能和形态美观的同时，进一步考虑人们手握方便、利于清洗、合理摆放，以及构件标准化以利于生产等因素时，那么造型形象就起到了对功能进一步补充和完善的积极作用（图1-4）。
（4）.技术要素
功能的实现和造型的确立需要构成产品的材料，以及赋予材料以特定的造型乃至功能的各种技术、工艺和设备，被称为产品的物质技术条件。物质技术条件是实现功能与造型的根本条件，是构成产品功能与造型的中介因素。它也具有相对的不确定性，相同或类似的功能与造型，如椅子，可以选择不同的材料，材料不同，加工方法也不同。因而，产品设计师只有掌握了各种材料的特性与相应的加工工艺，才能更好地进行设计。
实现产品的物质技术条件能反映出产品的科学性、先进性、时代性和艺术性。在实际产品设计中，材料选择与结构方式设计是十分重要的。同时，材料与结构又是密不可分，不同的材料特性，用不同的方法去加工、联接和组合；不少新颖巧妙的产品结构正是伴随着对材料特性的认识和应用而发展形成的。
四、 现代产品设计中新技术的运用
1、计算机辅助工程（CAE）技术
计算机辅助工程（Computer Aided Engineering，CAE）主要以有限元分析技术为基础，综合了迅速发展中的计算力学、计算数学、相关的工程管理学与现代计算技术而形成的一门综合性、知识密集型的学科。其相关的软件称为CAE软件。随着高性能计算机系统的发展，CAE软件将成为产品设计开发团队实现其工程创新和产品创新的得力助手和有效工具。开发团队通过使用CAE软件，可以对其创新的设计方案快速实施性能与可靠性分析，并进行虚拟运行模拟，及早发现设计缺陷，在实现创新的同时，提高设计质量，降低研究开发成本，缩短研究开发周期。CAE技术的正确应用，可以有效地提高产品的质量和性能，凡是设计开发能力愈强的企业，其CAE技术的应用水平就愈高。CAE技术的应用贯穿于企业产品开发的整个流程，并且在各个环节都发挥着重要作用，给企业带来了巨大的经济利润。
2、计算机辅助设计（CAD）技术
集成化、智能化和高度的自动化是未来设计制造系统的发展目标。提供一个共享的产品定义给系统的各个环节，可以实现这一目标。因此，特征建模是非常有必要的。相较于前一代的几何造型方法，特征造型方法的特点和作用如下：其一，它使产品的完整技术和生产管理信息得到更好的表述，服务于产品的集成信息模型的建设。它可以使用计算机对产品模型进行理解和处理，然后统一起来，替换掉传统的技术，这样可以同时开展各环节的工作，使得信息流畅通。其二，它提高了产品设计工作的层次，设计人员的操作对象由原来的线条和要素，上升到产品的定位孔和键槽等功能要素上。引用特征可以使设计意图直接被体现出来，进而可以建造出易于人们理解和生产的产品模型，以及可随意变动的图样，从而，设计人员可以省下很多的精力，用来进行创造性构思。其三，它可以促进各部门之间的联系，可以在各个后续环节中更好地贯彻产品的设计意图，并且能将后者的意见及时地反馈给前者，为在统一产品的基础上创建新一代信息模型的CAD/CAPP/CAM集成系统创造了良好的基础。其四，它有助于归纳总结各行业的实践经验。
3、工程（KBE）技术
KBE将人工智能（包括知识库、知识规则、逻辑推理等）与CAX系统（CAD、CAE、CAM）有机地结合起来，使其应用对象从几何造型、分析、制造延伸扩展到工程设计领域，形成了工程设计与CAX系统的无缝连接。KBE的關键技术是：知识的表示、知识获取和知识建模，以最快的速度开发出高知识含量的优质新产品。在工厂实际中，产品设计工程师最需要的是类似产品的设计方案。因此我们建立了基于注塑件产品的模架设计模块，并集成于注塑模模架设计KBE系统。该事例推理系统主要用于向模具设计工程师提供设计参数和设计方案参考。
4、3D打印技术
3D打印技术产品设计的影响主要体现在对产品设计理念、产品设计流程、设计产业等方面。传统的产品设计是建立在土业革命以来所形成的大批量生产方式之上的，这意味着消费者的差异性在设计过程中难以体现。为了追求大规模生产，消费者被假定为一模一样的人，个性需求被忽视了日。采用3D打印技术可大大缩短产品原型的制作时一间，从以往的几天甚至几个星期变为几小时。另外使用企业内部的3D打印设备制作原型甚至小批量生产，避免了由于原型制作生产的外包而带来的知识产权泄露的风险。在产品并行设计过程中，设计团队间的交流与讨论是推进设计进程的重要手段。顺畅而高效的设计交流是产品设计开发取得成功的重要保证。在产品概念设计阶段，设计团队往往只能借助较为抽象的2D平面图纸作为可视化媒介来进行方案的设计讨论。手土制作的概念草模在一定程度上能够弥补平面媒介直观性的不足，但在精度、质感、触感等方面与概念的设计预期都存在较大偏差。上述状况无形中限制了团队间关于产品概念的有效交流。3D打印的应用能够将精准的概念模型引入设计讨论的时一间大大提前。随着3D打印技术的日趋成熟，独立设计师对于传统加土业的依赖性将越来越小。未来的3D打印技术可以让设计师自行制造设计作品，然后通过传统渠道或者一网络平台进行销售。设计师完全可以根据订单进行生产，实现零库存，规避商业风险。同时随着3D打印的兴起，生产制造格局由以往的集中化、大批量的令业化制造转变为分散化、小批量的社会化制造。
五、结语
现代产品设计是工业现代化和市场竞争的必然产物，其设计对象是以工业化方法批量生产的产品。产品设计对现代人类社会有着巨大的影响，同时又受到科学技术的现实水平和条件的制约。产品设计的性质决定了它是一门覆盖面很广的交叉科学，涉足如人体工程学、材料学、力学、化学、美学、心理学、色彩学、方法学、市场学和社会学等，它们彼此联系、相互交融，结成有机的统一体。
高新技术的蓬勃发展从客观上要求先进的工艺技术和有形的物质资源尽快以产品的形式落到实处，并且通过产品与科技的交织来不断改善产品的性能与扩展产品的功用。科技性要求设计师利用层出不穷的新兴技术成果，并依据物与人的关系、人机工程学、市场营销学与价值工程学等，来解决各种矛盾以达到产品与外界的内在和谐统一。在产品设计中，科技性是保证产品功能性能得以实现的首要因素，以高科技为基础对产品的内部结构与外部造型，甚至是涵盖其中的科学原理进行的全方位设计，往往能给消费者带来更多便捷的实用功能。
参考文献：
[1]浅谈现代产品设计中的绿色设计[J]. 裴仁俊，高昀. 计量与测试技术. 2011（03）
[2]机械制造业和绿色设计的可持续发展[J]. 蓝民华，莫海军. 装备制造技术. 2010（10）
[3]精致机器化然后生态化——超越机器美学[J]. 刘华杰. 装饰. 2010（04）
[4]工业产品设计与色彩流行[J]. 许世虎，叶东海. 包装工程. 2006（02）