產品設計范文第1篇
仁科互動（北京）信息科技有限公司（簡稱仁科互動）創始人史彥澤認為，作為幾乎沒有任何歷史負擔的新興企業，仁科互動的銷售易一方面采用了原生的移動技術，能夠從一開始就實現整合的移動應用；另一方面，銷售易在產品形態上從產品架構的底層就融入了社交網絡，從而能夠更好地實現以客戶為中心的銷售模式。
原生的移動應用
銷售易是仁科互動基于管理軟件移動化、社交化的趨勢，利用移動互聯、社交網絡和云計算等技術徹底重構CRM所形成的，集客戶管理、銷售管理、銷售支撐為一體的新一代移動互聯CRM。
史彥澤認為，隨著技術的變遷，CRM產品已經發展到了第三代：第一代產品為傳統的預置型CRM；第二代產品以云計算為特征，采用以Salesforce為代表的SaaS服務模式；第三代產品以移動互聯、云計算和社交網絡為特征。
隨著智能終端的普及和移動互聯網的深化應用，移動CRM以其便捷性和易用性越來越受到用戶的青睞。而此前因為終端用戶對CRM的易用性和便捷性不滿意，很多傳統CRM項目慘遭失敗，或者效果不甚理想。因此現在，除了像仁科互動這樣的新興企業以外，傳統的CRM廠商也在向移動互聯轉型。
史彥澤分析說，盡管傳統的CRM廠商資金充足、實力雄厚，但是因為要照顧老客戶的需求，因此很難根本上在架構層面向移動互聯轉移。因此，他們只能將移動設備作為傳統PC應用端的延伸，選擇用WAP版本來實現移動應用與原有應用的對接。
“這也是為什么很多傳統管理軟件廠商費了很多功夫向移動互聯網轉型，結果卻不盡如人意?！笔窂裳a充說。
史彥澤認為，這種模式一方面在網絡環境不好的情況下，銷售人員無法在線處理業務；另一方面，這種模式無法整合諸如簽到、語音、企業微信等原生的移動應用，不但增加了操作的復雜性，而且效果也大打折扣。
底層的社交應用
史彥澤認為，銷售易在技術上的另外一個優勢是，在底層就融入了社交網絡，從根本上解決了銷售業務協同問題，從而顛覆了傳統CRM流程和表單的設計與體驗，是真正以人（銷售人員）為中心的銷售業務模式。
“盡管傳統CRM廠商意識到了社交網絡的重要性，但是他們的社交產品與CRM產品本身是平行的，所以很難借助社交網絡來實現銷售人員之間的業務協同?！笔窂烧f。
而銷售易將社交網絡功能融合到架構底層，天然解決了銷售人員之前的業務協同問題。比如說，如果共同為某個客戶服務的銷售團隊中的任何人在和客戶進行溝通后將結果反饋到系統中后，整個團隊都能通過社交網絡實時獲取關于該客戶的最新信息。
與Salesforce的不謀而合
從2011年創立仁科互動到現在，經過一段時間的運營后，史彥澤對仁科互動銷售易的產品發展方向更加信心百倍。史彥澤的信心，還源自仁科互動的產品理念和已經向移動互聯轉型后的Salesforce的產品理念非常相似。
值得一提的是，作為SaaS服務的產業先驅和領軍企業，近年來Salesforce做了很多努力向移動互聯轉型，并在2013年4月初推出Salesforce平臺移動服務，以加快移動應用的開發速度，并將前臺軟件與企業內部數據建立連接。此外，Salesforce將企業社交平臺Chatter放到底層架構中。Salesforce將云計算、移動互聯、企業社交整合起來的這種產品理念，正好跟銷售易產品設計的初衷不謀而合。
產品設計范文第2篇
摘 要：研究數據表明，經常玩益智玩具的人，他們的智商水平比不玩益智玩具的人高10%以上，且相對而言，他們的思維能力和創造性都比較強。而隨著人們對于教育發展的關注度不斷提升，相關的兒童玩教具也越來越多樣化，相關的玩教具設計充分融合了益智教育的特點和需要，設計上也融入了很多的早教知識和科學，將兒童玩教具設計得更加合理，無論是在教師教學還是兒童玩玩具的過程中，都注重對于孩子多方面思維和創新能力等訓練。在目前的兒童玩教具產品設計中，越來越注重興趣引導，將玩教具的安全性、趣味性、益智性、人機交互性等結合起來，為學前教育以及兒童發展提供了更多的教具。在不同的兒童玩教具設計中，有的玩教具針對兒童某個具體的能力和意識進行培養，體現了玩教具的功能性、針對性，在使用過程中具有很好的效果。本文將針對空間能力培養的兒童玩教具產品設計進行研究，分析基于興趣引導的交互式兒童玩教具產品設計方案。
關鍵詞：興趣引導;交互式;兒童玩教具;產品設計
現階段，人們的生活水平不斷提升，家長對于孩子的教育重視不斷加強，對于兒童的智力開發和引導更加關注，兒童玩教具需求增長，這為兒童玩教具的發展創造了巨大的市場。但是，在快速發展的玩教具市場中，一些玩教具設計形式單一，創新不足，還有一些兒童玩教具在很大程度上是借鑒或者是直接照搬照抄西方國家的玩教具設計理念，這些對于兒童玩教具的設計發展都是不利的，無法確保玩教具質量，也缺乏本土適應性。新時期，要滿足兒童玩教具設計需要，不僅要保證玩教具的安全性、交互性，還要體現趣味性，能夠被兒童喜歡，讓他們有探索的欲望，這些都需要在玩教具設計中有所思考，把握幼兒相關能力培養的需要，要以多元智能理論為指導，注重幼兒在多方面能力和思維上的開發和培養，從而開發出比較有效、科學合理的兒童玩教具，為兒童教育提供豐富多樣的素材支持。
1 兒童空間認知能力培養玩教具概述
1.1 兒童空間認知能力
此次研究針對兒童空間認知能力培養的玩教具進行設計，這類玩教具注重兒童空間立體感，空間思維的培養和訓練，更多的是在早教和幼兒園教師的教學中使用的，通過這類玩具的接觸和使用，讓兒童對于空間認知的能力顯著增強，這類玩具主要是針對小學以下的兒童教育使用的。在這一時期，兒童開始有自我意識，可以在特定生活情境中獲得一些認知，針對他們開展空間認知的玩教具設計，達到對于他們空間認知能力的培養。
空間認知能力是兒童成長發展中比較重要的能力，因為我們本身就身處在一個巨大的空間環境中，所有的事物都有其空間感，把握空間感，是認知事物的重要基礎。在兒童出生后，他們接觸到的空間玩具比較多，例如積木、拼圖、魔方等，這些玩教具主要的設計意圖就是對兒童的空間感進行訓練，鍛煉他們的空間思維。而一般這類玩具設計在色彩、形狀等應用上，都用了鮮艷的色彩，用比較可愛的圖形，這些設計都是為了吸引孩子的注意力，激發他們玩玩具的興趣，這樣他們可以在探索和實踐中培養空間認知能力，通過手部、眼部、大腦等動作和思維，形成對于事物相對全面的認知。
1.2 基于兒童空間能力培養的交互式玩教具設計要點
玩教具的設計應該是兒童的認知發展規律來構建產品的實際形態的，通過玩教具設計，鍛煉學生的感觀協調能力，促進兒童創新思維和適應性社會生活能力等培養。在兒童相關研究中發現，在幼兒時期，喜歡玩拼圖、積木的兒童，他們相對于不玩這些玩具的兒童在空間思維能力以及想象能力、創新能力等方面都占有明顯優勢。且在這些玩教具接觸的過程中，他們和教師、父母的對話次數更多，接觸到更多的詞匯，這些對于兒童的成長發展都是有利的?？梢?，強化兒童空間認知能力培養，借助交互式、趣味性的玩教具設計，強化產品功能辨識和互動交流，促進使用者更好的強化空間認知，提升相關方面的素養和技能。
2 基于興趣引導的交互式兒童玩教具產品設計實踐
2.1 設計目標
在兒童玩教具設計中，體現空間認知能力培養，在設計上，考慮到玩教具產品面向整體3～7歲兒童，這類目標群體的空間認知特點是重要設計基礎和前提，把握3～7歲兒童的基本空間思維能力和認知規律，可以通過理性思維來強化設計，可以通過強化設計的互動性和趣味性，來讓幼兒更好地認知空間，通過其他的形式讓抽象的理解能力更好地轉化，促進兒童感性思維向理想思維轉變，鍛煉他們的空間思維能力。
2.2 設計實踐方案
第一步，要設計基于興趣引導的交互式兒童玩教具產品，需要針對3～7歲兒童開展實實在在的調研，這樣才可以把握目前這個年齡段兒童的思維和認知特點，通過對于3～7歲兒童的面對面交流，觀察他們在積木、折紙以及空間游戲環節的具體表現，作為產品設計的重要基礎和參考。
第二步，把握兒童空間認知規律。兒童的空間感不是直接獲取的，他們很難通過自我的認知來認識空間，兒童空間感的形成和發展是在一定的環境中實現的，通過動手實踐和工具使用，再結合家長和教師的語言溝通交互，才能夠讓他們建立對于空間的基本認知，在不斷地學習和探索中掌握空間的構成結構和一些規律等。在具體的兒童學習調研中發現，教育機構以及家長等在兒童的教育中，更關注他們的數學能力、識字能力等培養，但是對于兒童的空間認知能力卻缺乏關注和重視。所以在兒童玩教具的產品設計中，需要把握現階段兒童的基本認知規律，從玩教具的識別和草主難易度上進行把握，確保產品設計的針對性和獨立性。
第三步，體現玩教具產品設計的易玩性和教育性。在和早期教育者的交流中總結出，教學過程中，通過相關的教具來進行位置和空間感的教學，可以有效鍛煉兒童的空間思維。但是在實際的教學活動中，使用相關教具的頻率并不高，且相關空間玩教具也比較少，比較單一。調查還發現，孩子們在學習的過程中，如果教師手持教具，他們的注意力會更多的放在教具的探索和觀察上，課堂上會有比較強的學習欲望，還可以通過親手操作，掌握玩教具的使用方法，這樣的教學過程比較高效，教師也更加輕松，兒童上課的配合度比較高，整體的學習積極性更高，學習效果更好。所以，在設計空間認知的玩教具上，要注重設計的玩教具產品應該能夠讓兒童去操作和探索的，還具有一定的教育性，可以方便教師在教學中使用。
第四步，產品功能的針對性。目前很多兒童玩教具的設計中，融合了多種設計理念，注重對于兒童多方面素養和能力的培養，這樣多功能的玩教具設計雖然好，但是在培養學生某方面具體能力的效果上并不理想，對此，要確定空間認知兒童玩教具的設計目標。該玩教具設計就是要鍛煉和培養兒童的空間認知和思維能力，所以在產品設計上要注重針對性。在調查中，發現現在的很多家長們在玩教具的購買選擇中，注重外觀好看精致，材料安全等方面，但是，缺乏對于某種特定能力培養的玩具選擇重視。目前市面上的空間認知能力培養的玩教具比較多，不過對應玩的成分針對性并不理想，對此，可以嘗試通過玩教具設計，突出產品信息和概念，通過動手操作，獲得對于空間的認知和信息，構建兒童的空間思維和框架。
2.3 兒童玩教具設計思路
針對兒童空間思維玩教具設計需要，在具體的教學設計中，注重日常兒童玩教具設計創新探索，用豐富的圖例引導各位老師挖掘日常自制玩教具的深入點，并從教育性、游戲性、安全性、創新性、情境性、可持續發展性等方面進行思考與實踐，制作出優秀的幼兒園自制玩教具。
在相關玩教具設計中，注重玩教具特設計目標把握，優化制作玩教具的材料、設計意圖，結合3～7歲兒童空間認知特點和需要，對玩教具提出切實可行的改進方案。每一件玩教具設計都應該充分結合幼兒的年齡特點，不管在選材還是構思上都別具匠心，在制作上下足功夫，體現設計者聰明才智和勇于實踐的精神面貌。例如，基于趣味性和交互性的目標，設計制作的《好玩的骰子》《手指套圈》《打地鼠》《好玩的乒乓球》《超級賽車》等兒童玩教具，將這些好玩的教玩具投放到空間認知活動區中，孩子們一定會學得有趣、玩得開心。
相關玩教具設計優化，不僅鍛煉孩子們的動手動腦能力，教師們在參評中相互學習、不斷更新教育理念，同時也能滿足教學活動的需求，激發幼兒興趣，使孩子們活動更加豐富、多彩、有趣。相信孩子們在良好的游戲化環境中一定會健康、快樂地成長。
3 總結
兒童玩教具產品設計要占據市場，必須要遵循兒童的認知和發展規律，在玩教具產品設計中，注重對于兒童的空間思維鍛煉，關注產品設計的趣味性和交互性，滿足兒童、家長以及教師的教育學習需要，促進兒童空間能力強化。
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項目名稱：學前教育專業職業崗位需求背景下的《幼兒教師美術技能》課程探索（一般項目）（項目編號：Y20200114）
作者簡介：陳凌（1982— ），女，漢族，陜西韓城人，碩士研究生，助教，研究方向：美術學。
產品設計范文第3篇
關鍵詞：設計美學,產品設計,藝術形式
什么是美?美是賞心悅目的東西。那什么又是設計美學呢。有人說過, 設計的意義不僅是改變原有的形式, 而是使這個事物朝著更加合理的方向發展。如果按照如此說法, 是不是說美的設計就是更加合理、更加人性的設計呢。 然而人們對設計的理解往往存在偏差, 提到“設計”, 人們常常會聯想起美、酷、新奇、讓人眼前一亮的事物, 這大概是人們對設計的普遍期待, 它常常被等同于美的外觀而忽略功能等其他因素。對設計的定義也經歷了一個曲折的歷程。最初的設計被定義為, “應生活之需要, 于器物之上施于美術之技巧或裝飾”, 僅僅只是對外觀的修飾, 是為裝飾服務的手段。然而隨著對設計更深入的了解, 設計的定義也發生了改變。在工業化社會, 設計已發展成為一門“科技美學”即以現代科技為依托, 并強調功能領先的創造行為, 形式服從功能, 裝飾一般都處于從屬的地位。設計定義的改變, 說明了設計的發展趨勢, 也一定程度上指明了好的設計應該具備的因素, 以及什么樣的設計是真正好的, 美的設計。
一、創新性
設計的核心是一種創造行為, 一種解決問題的過程, 其區別于其它藝術門類的主要特征之一便是獨創性, 因此我們可以這樣認為:設計之美的第一要義就是“新”。設計要求新、求異、求變、求不同, 否則設計將不能稱之為設計。而這個“新”有著不同的層次, 它可以是改良性的, 也可以是創造性的。但無論如何, 只有新穎的設計才會在大浪淘沙中閃爍出與眾不同的光芒, 邁出走向成功的第一步。
二、產品的功能美
產品是要為人們所使用的, 因此實用的功能是它必須具備的要素, 就像商品的使用價值, 沒有使用價值就不能稱其為商品, 設計產品的功能要求也是同樣的道理。人們購買產品是為了使用, 所以要求良好的實用性是必然的, 這也是功能美成為現代產品設計另一個核心概念的原因。 一件產品的功能美, 既要在生理上滿足人們某種需求, 同時還要符合人們的心理需求。也就是說產品的功能美需要滿足兩個因素:人因需求和情感需求。
(一) 人因需求。
設計的對象是人, 因此要以人為本, 服務于人是設計的最終目的。在三星的設計中心, 他們會請普通消費者將幾大袋食品裝進冰箱, 設計師會記錄下各種食品所擺放的位置, 從而設計出符合消費者生活方式和生活習慣的產品。也只有以人為本, 從人們的需求著手設計, 才能是好的設計。
(二) 情感需求。
一個設計即使具有高度的使用價值, 還必須用情感內涵來暗示其使用價值, 也就是說要在心理上符合人們對該種商品所應具有的優良品質的定勢。
三、產品的形式美
現當代, 人們物質生活條件的提高和生活觀念的轉變, 是人們對產品的選擇不再只滿足與簡單的實用功能, 產品的形式美成為人們選擇商品時的重要依據。強調個性的21世紀, 對產品的選擇標準也要求獨一無二具有獨創性。這就對產品設計的形式美有所要求。
產品的外觀形式包括:造型、色彩、光澤、質地、包裝等。造型是在空間中占有一定位置的形狀?，F代產品造型美學往往追求線條簡潔流暢, 比例恰當, 符合當代人的審美需求。色彩最能直接影響人的情感和心理, 對產品設計有增加感染力, 傳達設計者感情等作用。光澤質地受限于科學技術水平, 材質特性等因素, 不同材質能凸顯造型和情感。得體包裝也對設計有加分的作用, 能夠給人們傳達產品的信息。
四、形式服從功能
自從美國建筑家路易斯·沙利文提出“形式服從功能”的口號以來, 他就成為了產品設計的不二法則。優秀的產品設計固然需要具備功能美與形式美, 但這兩方面不能相互獨立, 他們必須互相服從, 相互影響, 相互制約。在今天的工業設計中, 功能美意味著產品要具備優良的實用功能, 同時這種實用功能又必須與它的形式美相統一。即結構和形式需具有完美的體現功能, 又要使人們從功能角度接受和認可這種形式, 從而達到使用和審美的統一。
五、產品的技術美
技術美與一件產品的技術因素, 材料因素有關。技術上越是完善, 材料的運用越是恰當, 其功能形式往往就越美, 才能是一個美的設計。歸根結底, 設計是為人而設計的, 服務于人們的生活需要是設計的最終目的。與此同時, 好的設計要有足夠的文化內涵。中國的設計是從外國引進的, 20世紀80年代中期, 一些新興的設計行業才在中國嶄露頭角。外國的新思潮和文化涌入中國, 對中國的傳統文化造成了很大的沖擊, 借鑒外國文化的同時, 淡化了傳統文化也成為必然。今天我們的衣食住行都已經西化, 設計也不例外。因此筆者認為中國的本土文化需要新的傳承和發揚, 五千年的燦爛文化必將為本土化的設計增添幾分韻味。設計中, 將本土因素融入現代生活, 才會是最美最好的中國設計。
參考文獻
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產品設計范文第4篇
摘要：工業設計標準是發展工業設計的創新動力，筆者一直推動其作為國家發展工業設計地創新發展戰略。工業設計標準統又是國家標準化戰略不可或缺的部分。如何正確地認識工業設計標準與其他設計要素之間的關系是本文研究重點。本文從工業設計標準與創新、工業設計標準與技術、工業設計標準與審美以及工業設計標準與文化四個層面展開論證，闡釋了工業設計標準與驅動工業設計創新的關鍵要素之間的關系，明確工業設計標準的創新內涵。
關鍵詞：工業設計 工業設計標準 創新 技術 審美 文化
引言
20世紀50年代，新中國建立之后，第一個大規模的標準化步驟，是推行關于構筑物及產品部件、機件、零件規格、品質的標準化，這是基于經濟建設與工業生產需要而構建“物”的品質規范管理系統的標準化方向；第二個大規模的標準化步驟，是80年代前后關于生產過程管理的標準化，既是針對保證產品品質的全程管理，也是對企業生產行為之“事”的標準化管理；而進入第三階段的“設計標準”，則是關于產品生產和“人”的關系、滿足于人的安全使用、舒適使用、放心使用、溫暖使用的標準化管理，因此，是把“人”的關系放到經濟活動價值首位的現代管理意識的體現。而缺乏對“生產與人的關系的標準化”管理的現狀，正是目前國產消費品在很多方面難以得到消費者認同、首肯、歡迎、偏愛的根本原因。盡管在眾多設計師那里習慣于強調設計活動是“創造性”的活動，但對于缺乏工業設計標準的創新將會如何影響甚至破壞其創新的價值，仍然缺乏了解，但仍然有學者對建立工業設計標準的必要性、價值以及意義及時給予了充分肯定。柳冠中明確肯定了建立設計標準的必要性，對設計標準的邊界也給予了相應的界定：“設計有一個標準化問題。標準化不是對多樣化和個性化的排斥，它同時也要求設計師進行自由的藝術選擇和概括，使想象與現實融合。產品的設計應是適用的、經濟的、符合大生產要求的、符合人們的審美趣味的?！痹S平提及設計標準以及設計標準的重要性，首次給予設計標準進行定義：如果從最簡單的解釋邏輯來理解，“設計標準”就是國家關于標準及標準化的理念、方法、規則及執行系統在產品及服務設計層次的創新、應用、推廣及集成。但真正的“設計標準”工作目標卻又不止于產品構件、服務行為品質均一化及管理效率化的本身，更重要的，是指涉標準化工程中所有關涉到“人”的產品及服務標準的“人性化”內涵建構，以及從有效使用到循環發展各個環節中“人文化”目標的總體實現”。
由此可見，工業設計標準與驅動工業設計創新的關鍵要素之間的關系，是明確工業設計標準的創新內涵的關鍵環節。
一、工業設計標準與創新
關于設計“標準”與設計“創新”兩者關系的認識，是形成正確的“設計標準”內涵的重要前提。標準是一種“統一規定”，具有無差異、均質化和不同程度的“強制執行”的意味，因此，“標準”之中必然包含某種“約束”性內涵。王忠敏認為任何標準都包含某種形式的“約束”性要求。標準可以在不同的層次上建立起對于產品品質性約束，同時也是保證產品和用戶之間建立起可檢測、可復制、可量化的服務承諾的方式，由此可以確保消費者利益的合法保障、生產者責任的合理實現，由此而建立起行業的、雙向的健全規范。從這個意義上說，“標準”和“標準化”都是健康發展大規模、批量化工業經濟的必要條件、必要環節。然而，工業設計在“標準與標準化”問題面前呈現出特殊性。從本質上說，“設計”是一種“破壞性創造”，任何設計都先天地包含著對現存秩序的不滿批批判。這里的秩序，既包含有形層面的、產品外在形態的批判；也包含對無形層面，即性能與宜人關系的突破與改良。因而，任何“設計”都意味著對某種既定“標準”的反對和革命，它是反標準的、去標準化的，推陳而創新的。但是，這并不意味著設計就是“標準”的對立面，就是“標準與標準化”工作的天敵，事實上，破除現有秩序的設計可以理解為一種更高層面的“標準”的創立，是新的標準化確立程序的前奏環節。需明確兩點：一，標準的“破舊立新”并非自然形成，也并非以改革的動作就是可以代替“標準化”論證和規范化、制度化的過程，因此，對于不斷處于創新和變革過程中的設計而言，標準制度的研究與確立，仍然是一個不可忽視、不可缺少、不可回避的過程。二，處于動態過程中的標準變革，本身就代表著一種更加進步的標準常態，所以在發達國家的標準體度體系中，各種標準幾年更新一次是一個衡量的指標；標準的制度體系缺乏相對的穩定性不好，但是缺乏靈敏、活躍、富有生氣的及時更新意識，也是不可原諒的，在很多場合，制度的老化會比缺乏制度更具保守性和破壞性，這是推動設計的標準與標準化工作的一項基本約定。對于工業設計也同樣如此。
當下，一些敏銳的未來學研究已經注意到全球經濟正在迎來“第三次工業革命”的新潮流。第三次工業革命的典型特征就是互聯網時代中分散的、個性化的用戶“產消”需求的滿足。隨著“分散”型經濟模式的逐漸成形，各生產單元、產品單元的標準化要求會更加細化與復雜，工業設計應當在這種新的工業發展形勢下尋找適合于發揮能量的立足點，在這一過程中，通過相應的標準平臺的建設為更高水準的工業設計創新準備更加有利、更具優勢的起點，就是十分現實的任務。目前仍有部分設計師對建立工業設計標準的必要性與合理性心存疑慮，這是把工業設計標準簡單地理解成一種限制性條件、制度性約束的反映，事實上推動工業設計的相關標準，恰恰是提出作為前提條件的“有用性”性能要素的基礎，以基礎性條件平臺作為更高創新水平的起點，其結果恰恰是推動了工業設計的高水平發展，而不是停留在連基本性能、包括安全性能、舒適性能、環保性能、審美性能這些基本條件都不能滿足的、粗制濫造的創新或設計水平，這種標準要求下的創新平臺是“設計創新”與“品質創新”雙重高度疊加而成的平臺，是設計的“人性化”服務指向的本質體現。工業設計標準不僅是工業設計的技術指標，更是工業設計的價值指標，它能夠激起設計師對于設計工作人性價值的關注以及幫助設計師洞察和發現設計的本質需求。工業設計標準是工業設計技術規范和價值規范的整合性創新。是規定工業設計必須關注于人性本質需求和性能滿足的技術指標體系。它的目的是規范工業設計的主體邊界，規范設計的真實性以及與自然的協調性，是工業設計參與穩態社會制度構建的橋梁。
二、工業設計標準與技術
工業社會最大的特點就是機械化生產方式所激發的大規模技術進步，以及由技術創新所帶來的物質的極大豐富。然而越來越多的證據表明，僅僅只有物質生活的提升并不能滿足人類文明的全部內涵。相反，在過度追求物質滿足時表現出來的那些貪婪與無序，表明無止境的物質追求與人類應有的精神層面、道德層面的標準正相背反。誠然，工業社會與畸形的消費繁榮并非必然關聯，但是工業社會所激發的大規模生產與大規模消費卻是構成物質文明反向推動的重要條件，而由這種推動作用的歷史成功，更加重了從經濟擴展到政治、甚至擴展到文化領域的、整個社會對于技術的過分倚重與無所節制、加劇道德天平的失重?？陀^而論，二百多年以來的工業革命對促進人類社會生產力發展功不可沒，但對于人類物質世界與精神世界平衡關系的沖擊也是無可否認的事實，這正是工業社會這幾百年間持續激起人們為失去精神座標而焦慮的原因之一。20世紀，不斷有專家學者提出技術在促進社會發展的同時也造成了人類與自然關系的扭曲，德國著名哲學家阿諾德·蓋倫說“假如我們把技術理解為人類認識自然的性質和規律……那么技術在這種高度普遍的意義上，就是人類自身本質的最重要的部分，它真正反映了人類。它和人自身是一樣的聰明，它代表著本能上不可能的某些東西，它與自然界具有一種復雜的、扭曲的關系”?！皬碗s的、扭曲的關系”，指的就是人類內心所擁有的一種無限制地利用自然、改變自然和征服自然的愿望，因為整個世界上只有人類擁有這種力量和可能，而技術恰恰正是使人類這種欲望可能成為現實的工具。因此，當阿諾德在評述人類對于自身擁有的技術所形成的那種復雜心理時昕暗指的，正是要謹慎使用技術的一種警示。在討論工業設計和技術的同時，我們必須認識清楚工業設計與技術的聯系，學會辯證地看待人類的技術成果，既不能貶低科學技術，也不能過度乃至盲目地過高估計科學技術為人類文明帶來的價值。人類的創新智慧需要人文之于信仰、道德、倫理等的引導、制約或者規范。
工業設計標準隸屬于技術范疇，但又是以“技術”標準的方式體現的創造性價值。英國藝術理論家拉斯金說“創造性勞動是人的道德本質”。從“道德本質”的觀點來看，設計和技術都是創造性價值的體現方式，但它們的價值重心又各有不同。技術，是一種可重復使用、可控制后果、可由一定的方法形式操作的經驗智慧。它體現的重復性、效率性與去人工化。而設計則是由具體對象而激發的、體現非常規性后果、不可重復的創造過程，體現的是自由性、獨特性和在場性主體價值。因此，盡管總體上可以將工業設計歸為一種技術，但作為這種技術的特殊形態，本質上體現的是不同的屬性與特殊的規律。而工業設計的標準則恰好是將這種特殊性與一般性聯接的中介與節點。換言之，工業設計作為一種創造性過程與手段，對于它所要創造的對象而言是工具性和技術性的，但它又是體現人的積極的、在場的思維智慧與人文特性的創造過程，具有脫離一般技術邏輯與規范的意義，而這兩者的矛盾關系中，設計標準則既尊重和體現了人工思維智慧的價值，又體現出基礎性技術規范的特征，因而成為體現工業設計本質特征與價值的有效標志。
工業設計標準的構建及實現有賴于技術的支撐。另一方面又引導著產品的技術使用與服務人的需求，它是體現人的主體精神在場的技術性體現，是技術系統中的特殊形態。工業設計師總是從產品的功能邏輯和人使用行為那里延展出形態、尺度、色彩、符號的關系，完成這種關系的“技術一標準”組合是工業設計的創造過程，也是設計技術的人文方向，因為是設計標準在其中定義著、規范著技術和需求之間的適度關系、合理關系、舒適關系。工業設計標準的技術性意味著和“人”相關的技術以及功能建立合理合適的規范機制，包括但不限于共性技術和通用技術，而“規范”就是將技術的功能參數約定在一個合適的參量范圍內。工業設計標準作為一門科學，既有完善的技術體系支撐，又有創意創新的視角，具有創造性和邏輯性并存的雙重視角恰好可以彌補技術性標準的缺憾。工業設計標準既是溝通技術與產品的橋梁又是協調技術與用戶關系的渠道，通過工業設計標準引導技術創新回歸到“人”的真實需求是非常重要的。社會要可持續發展，有賴于合理的政治、經濟、文化等綜合因素的影響，技術也是影響社會發展的重要因素。然而技術并不一定正向地影響人類生活，造成技術破壞性效果的因素本身就取決于設計方案而非技術本身。
工業設計標準的意義在于可以讓技術的轉化方向回歸關注人類健康的生活方式的軌道上，從而將“人”從工業化、機械化的奴役下解放出來，而非盲目地助力產品技術迭代將功利主義等觀念導入產品之中。顯然，這也是建立一種規范工業設計產業自身發展的“約束”機制，發揮工業設計引導技術回歸人性和自由的作用。在工業設計設計標準的規范下，工業設計師選擇何種技術、如何實現這種技術、如何改進和升級技術等都是在產品規劃之處必須思考和回答的問題。
工業設計標準本身也需要建立技術體系。絕大部分的應用學科都有指導實踐的基本理論體系，而工業設計最為缺乏的就是沒有一個較為系統的知識平臺，我們所開展的工業設計行為在創造性思維的引導下變得極為發散。工業設計標準的技術體系建立有賴于多學科知識的支撐、有賴于生產和管理技術的支撐、有賴于交叉學科支撐等。當工業設計標準成為工業設計知識積累與獲取的關鍵平臺時，在這個平臺上有目的、有計劃地開展創造性工作則更有效果。比如人體工程學數據的積累就可以為工業設計方案提供有效支持，一些社會學積累的人文層面的研究又可以為技術和人的關系協調提供依據。隨著工業設計標準技術的完善，工業設計標準和技術的關系也就突破了傳統認識上美和功能的關系。鄧周平認為“科學技術也需要人文智慧為之導航，更需要形而上學地信仰體系，人之德性本身也是一種智慧，一種節制的、自我束縛而又不失其想像力的智慧”。如果技術是在產品設計中的科學智慧，那么無疑工業設計標準就是人文智慧。技術需要人類其他智慧的引導，我們更應該相信把科學和人文結合、把理性和信仰協調起來才能夠正確處理技術和設計的關系。
三、工業設計標準與審美
工業化過程催生了代表時代特點的所謂“時尚”，而時尚的本質是在產品快速更新換代的過程中以強制性模仿和追隨消費“標準”的行為而剝奪了真正的“美”。工業產品就其本來目的而言，是以滿足人類基本生活需要的生活必需品研發、生產及銷售為宗旨，是以提升人類的生活品質為目的，既包含了物理層而的質量與功能指標要求，也包含了人文層面的美學指標要求。因此，通過產品的審美標準來規范產品品質是工業設計標準研究的重要方向。
標準的現實涵義就是提供一種“公認的原則”，只有構建起一種“公認的原則”，才有可能將日常生產、生活中的技術標準發展成一種自覺、自然的消費選擇。前蘇聯在研究和構建設計標準的實踐中，注意把解決美的問題列為頭等重要的“標準”構建目標，盡管有爭議，但他們的經驗對于建立“公認的”消費引導與選擇原則仍然不無參考意義。
建立一種準則，首先必須區分人為標準和自然標準的關系，研究工業設計標準關于“美的標準”同樣要先厘清美與自然的關系。自然界本身就在大量的生產和復制由相同標準組成的特殊產品，這些產品無一例外被認為是自然界優化選擇的最佳方案，比如蜂巢等，然而世界上也并不存在一模一樣的兩個蜂巢，大自然賦予物品永不相同的個性。工業化社會執行的是人為的標準化，人為的標準化如何最大限度地平衡產量與質量的關系、如何實現資源的最優化配置以及如何解決物品的實用性與美觀性的統一？這里面既包含了與自然界萬物構成有著相類似的共性即標準化的一面，又體現著萬事萬物不盡相同的個性化一面。無論如何，人為標準的美感體驗應該與自然標準的美感體驗一致。H·E·施帕拉描述“美感”的定義，“美感是一種深刻的思想情緒狀態，這種狀態是人在創造活動和現實生活現象的審美感知的過程中產生的。美感是一種形式、顏色、聲音組合、和諧、節奏、比例關系、勻稱等的美的感覺”?！懊赖臉藴省笔菢藴驶豢苫乇苤匾夹g。雖然產品的現代性特征已經讓技術創新的幻象遮蔽，但是它終究掩蓋不了現代工業產品標準中重技術輕審美的問題本質。工業產品不能脫離美學的范疇單獨討論技術驅動的創新。對于技術創新的追求是西方理性審美圖式的必然結果，其發展結果就是審美走向科學，而我們又不得不面對這些沒有自律的科學創新活動導致的目前全球化的資源危機的結果。在高度現代化工業文明的幻象中讓產品滌除雜質而回歸“產品本性之美”需要“禮失而求諸野”的過程。既然標準是構建產品質量體系的基礎，而美的標準是產品標準構成的重要組成部分，那么，要解決產品的審美標準就要探本溯源，回到美的本源。前蘇聯在研究和探索美學標準的方面十分關注模數、標準、系統三者與美學關系的關聯性以及它們與自然法則的關聯關系是：“雖然根據美學和人體測量的要求制定了大量的不同數列和模數制，但這些數列和模數制的應用受到了極大限制。在工業品藝術設計和建筑領域中，關于物品的美化問題還應根據自然界產品的形成原則作進一步的探索和進行基本的科學研究?！?973年發現的新石器時代彩陶盆紋飾中，已經由寫實的生動和多樣化的生物的形象演化成抽象和規范的符號化形式，這些都是積淀了社會內容的自然形式。特別是研發而成的幾何形的紋飾，從寫實到象征的演化過程，人們不自覺地創造了審美的形式感，這種形式感正是來自于大自然的韻律、節奏、對稱、雜陳、動靜、粗細、多寡、重復都能等變化，人們掌握了這種規律，并使之提純和凝固在器物的形式中，這種來自于自然的合乎規律的形式特征應該是人類對美的標準的一種定義。新石器時代的建筑（半坡遺址）其結構為方形，建筑采用土木方式，就如在詩經中提到“作廟翼翼”等語，當時的木建筑的審美特征已經很明顯，“翼翼”顯示了像自然中鳥的羽翼一樣的張力和舒展。
在工業設計標準中物品的實用性、適用性以及審美性都是建立在自然界標準的基礎之上的，這也是研究工業設計標準和美學關系所必須要遵循的原則。在科學和技術領域人們從自然界中發現了部件、系統之間的關系，發現了模數在構建產品標準中的重要作用，但是美并不是相同或者不同的標準化部件重復的構建，物品的比例、色彩、尺度以及排列的節奏都是構成物品美的關鍵要素。既然審美活動也是一種心理活動，那么其必然具備生理適用性特征通過視覺、聽覺、觸覺或者其他生理要素就可以呈現出來“規律”。因此，美的要素并不是如同我們想象中的那樣感性而無法觸及和評估，只要細細研究依然會發現“規律”，把這些“規律”放到數學模型之中就能夠形成規范。工業設計標準至少包含了產品的質量指標體系、人機工學和技術美學的指標，充分體現在產品的實用性和審美特性上。比如視覺適用性評價完全可以從“人”通過眼睛所看到的物品的造型、形式、色彩、材料等要素產生的心理感受切入，假如人的視覺靈敏度有從中心向周圍擴散的特點，那么產品主操作區域的位置應設定在視覺主中心位置；人針對色彩的視覺感受反映在心理層面則呈現出不一樣的情緒反映。因此，如果是危險和重要的產品警示色則不能采用藍色（人眼對藍色視覺靈敏度差、心理反應平靜）；人的心理反應情緒也受到聽覺的影響，嘈雜的聲音讓人煩躁、連續重復的聲音意味著警示，那么產品聲音反饋的設計也必定要遵守這些“規律”；甚至于從產品的操作節奏、使用順序、部件結構、形態的布局、圖案的連續性以及材料的觸感等方面都能夠發現產品中的“美”，這也可以稱之為“審美適用性”，審美適用性首先需要和產品功能的實用性一致，所謂“見物知其用”。工業社設計中的美學著眼于功能、關系、節奏和韻味等設計原則，在產品功能上則表現為實用、理智和和諧，即，讓產品體現出一種協調、舒適的和諧之美，其結構的延展也是如數字般的節奏和規律。
“美的標準”也是現代產品“質量標準”的一部分，工業設計標準中只有建立“美的評價原則”才能夠研發設計出與“自然標準”接近的產品。以大規模制造為特征的現代化社會，大量的產品“被設計”和“被生產。國家對產品的評價往往局限于性能、功能、安全等物理性的指標，并且有專門的機構進行檢測和驗證。而像外觀、色彩、圖案、象征性等人文層面的指標國家卻沒有標準可以參考，以至于現代我們在評價現代工業化人造物產品的審美特征時僅能憑借“專家的經驗”對審美層面的指標進行評價。朱良志先生提出“境作為審美標準”的理念，固然與傳統的純藝術鑒賞的審美標準是沒有問題的，但是對于“人造物”的審美標注來講，需要將審美標準由方法論轉化成方法和工具?？梢哉f，“美的”標準在工業設計標準中最難以量化卻也有可以遵循的原則。
四、工業設計標準與文化
現代工業設計強調設計與文化之間的關聯，文化的表達并非是在產品上疊加文化符號，產品所傳達的文化屬性是建立在產品本身所被賦予的精神價值層面。工業設計既是社會變革的推動者又是社會進步的反映者，現代工業設計一直以來所傳達的都是工業制造的哲學，所以，工業設計將功能、審美、哲學符號等復雜的信息進行轉化并在實踐中進行重構從而形成特有的文化意識形態尤顯重要。工業設計具有構建消費文化與企業文化的能力，設計中那些文化要素的相關原則、規則或者標準是這種能力構成的最有力保障。
在消費文化的構成與傳播中，工業設計將技術、美學、材料屬性等因素整合在一起，使這些要素具有抽象意義并通過產品的流通進行傳播。但是，在特定的歷史時期，主流社會文化的觀念也影響著工業設計實踐，成為工業設計所要遵循的意識形態的準則，如果受此影響的產品大規模地被設計、生產、進入流通領域就會形成時代性的工業設計風格。這些所謂的“設計的風格”就與消費者的意識形態進行了溝通、連接并影響者消費者的價值觀念，久而久之形成一種設計的原則、準則、規范或者標準?；谠O計構建的價值觀不斷通過產品與服務流轉，工業設計所傳達的文化信息是傳播的關鍵因素。
企業品牌承載企業文化，它的構建也是如此。企業通過具有企業特定設計語言的產品在逐漸影響消費者的消費過程中形成產品自我定義的品牌認知。品牌是一種復雜的信息集成，既具備視覺的表現性又具備物質化的以及精神化的特征，也是工業設計更高層次的展現，體現著工業設計和經濟集團的利益集合。產品是品牌的載體，品牌也就是消費者在不斷地消費產品與服務的同時形成的一種生活經驗，包含著工業設計所能給予的全部：物質的和文化的。工業設計中傳達出來的“精神”層面的價值需要通過設計文化來溝通設計的其他技術要素。因此，由工業設計中的文化要素延伸出來的規范或者行為模式尤其顯得重要。
首先，文化價值的體現具有多層次、地域性、民族性以及時代性的特征，在工業設計標準中要界定“文化”要素就是為了有效提高產品適應不同用戶和市場的能力。強調工業設計首先要了解“目標市場和目標用戶”的需求，地域、民族等要素對用戶的需求優質直接影響，這些影響因素集中表現在由生活方式形成的文化信仰中。比如在中國大部分地區消費者忌諱使用“青色”的產品，因為在中國傳統文化中普遍認為這種色彩只有在“喪葬”時出現，是“不吉利”的象征；比如在設計品牌名稱的時候需要考慮某些地區的“俚語”以避免產生不良的影響等。不了解文化差異性而簡單地提供設計解決方案往往會造成巨大的損失。
其次，文化可以通過工業設計標準中的技術“約定”，影響和改變消費者的文化觀念，引導消費者需求。技術越來越具有全球化轉移的特征，信息技術的發展讓地球變平，任何的文化和價值體系都有可能在技術的發展與沖擊下變異，某些品類的產品可以通過產品的設計風格、技術或者材料等的象征性要素表現一種設計文化信息，向不同民族和地域的消費者傳達同一種文化價值觀念。工業設計是人為地對各類物質的和非物質的要素整合或者集成的過程，其最直接的目的之一是促進消費?！叭恕弊鳛橄M的主體，具有物質層面和精神層面的雙重需求。比如，蘋果手機這一全球性的產品平臺，用戶大多數是被蘋果公司一代代手機所遵守的“簡潔、人性化”的設計語言折服，設計語言通過產品表達為一種“風格”并通過盡可能多的產品載體拓展的時候就形成了“文化”輸出。
第三，人對于產品設計的體驗已經完成了從工業革命之初的視覺體驗（物品的客觀物象）到功能性體驗（有用）地轉換，產品不但要有用而且要“好用”和“易用”，用戶體驗的過程綜合了“人”除了視覺之外的其他感官功能的介入，這一轉變標志著消費者對于產品文化價值的綜合需求。工業設計標準中如果缺失產品文化要素的約定，勢必造成產品功能規劃的凌亂，具體表現在過度集中產品功能或過度簡化產品功能的情況。比如洗衣機產品的功能設計：快速、節能的洗干凈衣服是用戶的基本需求。而企業為了追求所謂的“市場銷售的差別化”往往在產品上過多地疊加很多不適用的產品功能，或者為了降低成本通過低價策略迅速占領市場一些企業會開發低價、單一功能產品，兩者均沒有合適的度量標準，工業設計為企業帶來了商業上的成功，選擇塑造什么樣的產品文化是企業的行為。即使我們在驚嘆工業設計為企業創造市場價值的同時，也為工業設計帶來了極大的資源浪費感到震驚，同樣也無法譴責企業以盈利為目的工業設計行為，因為至今還沒有任何國家或行業標準乃至其他機制在這個層面上來約束企業。在工業設計標準中將產品的意義以一種抽象的文化符號表達出來就是文化的技術指標，也是我們通常所說的文化“象征性”，當象征性要素形成規范或者標準之后就會衍生出抽象的文化價值或者信仰體系，對于國家則形成國家設計形象身份認同，在商業流通領域則形成消費文化，而表現在企業中則形成品牌。
結語
無論是從工業設計標準驅動創新的視角理解工業設計標準對于發展工業設計產業的作用，還是從工業設計標準與驅動工業設計發展的核心技術，諸如技術、審美和文化等，都足以表明工業設計標準是當下解決中國工業設計發展關鍵問題的有效手段。在我國要推動工業設計標準化戰略的進展，需要相應的產業環境支撐、政府政策支持。也需要工業設計行業自主能動的推動工業設計標準創新體系的建設，系統、科學地建立相關工業設計標準的標準。
產品設計范文第5篇
面對國內外巨大的手表消費市場,我國手表行業面臨著難得的發展機遇;同時,隨著與國外特別是瑞士、日本等手表品牌的競爭的日益白熱化,我國手表行業也面臨著巨大的挑戰。通過把手表行業的專家及設計人員的豐富經驗和專業知識進行歸納總結形成知識庫,并建立手表產品智能設計專家系統來支持手表的設計,可提高我國手表產品的設計效率,并提高我國手表行業的競爭力。設計型專家系統能從產品生產開發全生命周期的高度出發,以知識為依據,通過合理的推理機制和優化方法確定產品的設計方案。通過專家系統支持新產品的快速開發,可以縮短產品開發周期、提高設計質量、降低開發成本,同時也可為企業保存寶貴的設計經驗與知識[1]。
推理機是手表智能設計專家系統的核心部分,決定著專家系統的工作效率。本文通過對手表產品設計推理機設計方面的探討,根據手表產品設計的特點,提出了基于規則推理與基于模擬退火算法的推理策略,并把該策略應用于手表產品的設計推理。
2 手表設計推理算法的選擇
手表設計變量繁多,有諸如構件材料、構件配合之類的離散變量,也有諸如構件規格之類的連續變量。對于構件材料、構件配合之類的離散變量,由于變量間關系相對簡單,且可選解較少,易于應用傳統的計算方法求解。但對于構件規格之類的連續變量,例如表殼的各種規格變量,由于變量間關系復雜,變量相互影響、相互聯系,形成一個多變量多約束大規模解空間。對于這部分變量,采用傳統的計算方法求解顯然是不現實的。
對手表產品總體設計涉及的所有尺寸規格變量進行分析后發現,鏡面規格、圈口規格、內影規格、底蓋規格、內罩、字盤規格等均與表殼的尺寸規格有關系,只要確定了表殼的各種尺寸規格,其它構件的尺寸規格均可根據規則知識輕松推算出來,模擬退火算法具有使用簡單方便、運行效率高、可有效跳出局部最優解等優點,因此,本文決定選用模擬退火算法來進行手表產品主要尺寸規格變量的設計求解[2]。
3 手表設計推理總策略
用專家系統設計手表產品是一個復雜的計算推理過程,專家系統需要在適當的時候調用適當的知識來進行推理,做出設計決策。整個推理過程是由推理機來完成的,因此推理機的質量決定著這個專家系統的工作效率[3]。為設計高效的推理機,本文對手表產品的特點和人類專家進行手表產品設計時的設計方法進行了深入的研究,并在此基礎上總結出適用于專家系統推理機的手表產品設計推理策略。
對手表產品的設計方法進行深入的分析后,本文把手表產品總體設計的總任務做一級分解后形成如圖1所示的子任務及求解順序。共有七個一級子任務,一級子任務還可以繼續分解,如“表帶模塊參數設計”就可以分解為“表帶參數設計”、“表扣參數設計”等二級子任務來逐一執行。
第四個子任務“表殼尺寸參數設計”涉及的是求解一系列尺寸設計變量,采用模擬退火算法來求解。對于除第四個子任務以外的其他子任務,均可利用知識庫中的知識應用基于規則的推理來求解。
因此本文采用基于規則推理與基于模擬退火算法推理相結合的混合推理策略。推理機先以用戶輸入的設計要求為已知事實,調用知識庫中的適用知識進行基于規則的第一階段推理,依次確定手表機芯、手表總成和表殼、內罩、面玻璃、底蓋、字盤的非尺寸變量;接著以第一階段的設計結果和用戶輸入的設計要求為基礎,進行模擬退火算法推理,確定表殼的尺寸規格變量;最后系統進行基于規則的第二階段推理,依次確定剩下的設計變量。在整個推理設計過程中,基于規則推理與基于模擬退火算法推理相互配合,互為基礎。
4 基于規則推理的設計與實現
在推理過程中,為提高效率,本文針對手表產品設計的特點,將手表設計任務進行多層分解,分解成一系列子任務,然后對應各個應用規則推理的子任務把規則庫的知識進行分類,把解決不同子任務的知識分解到不同的子規則庫中,形成子任務與子規則庫一一對應的形式。這一處理方法使推理機在進行基于規則推理時,大大減少與求解無關的操作,提高工作效率,非常有利于正向推理的執行,因此本文采用正向推理的控制策略[4]。
在手表產品設計基于規則推理的過程中,同一推理狀態下適用規則往往不止一條,因此需要沖突消除策略來消除沖突,決定采用哪條規則執行。本文通過以下方法來消除沖突。
(1)規則分組組織。把規則按它們所對應的求解子任務分組存于子規則庫中,在問題求解時,只能從相應的子規則庫中選擇可用的規則。
(2)優先等級排序。在問題求解中,優先啟動適用規則表中優先級最高的規則。
本文基于規則的推理有兩個階段,每一階段都包含一系列子任務,這些子任務按照手表的實際設計流程進行排序,并按序逐一進行基于規則推理。前面子任務的解和初始設計事實統合后作為下一子任務的已知事實進行推理。因此,這兩個階段的基于規則推理都是一系列基于規則推理的集合。每個子任務的基于規則推理求解的實現步驟框圖如圖2所示。每個子任務推理結束后,如果得出的解為非空解,該解便作為子任務既定解返回。所有既定解和用戶的設計需求輸入綜合后便是下一子任務的已知事實。
5 基于模擬退火算法推理的設計
本文僅在子任務“表殼尺寸參數設計”的求解時應用基于模擬退火算法推理,下面對表殼進行分析。本文以圓表為例來進行分析,圖3所示為圓形表體主要構件的配合關系簡圖。本文以表體重量最輕為設計目標來求解表殼的尺寸變量。
圓形表體主要構件的總重量可用式(1)表示:
其中:m為表殼坯在未銑內孔之前的重量;ρ1為表殼的材料密度;ρ2為面玻璃的材料密度;ρ3為內罩的材料密度;ρ4為表盤的材料密度;ρ5為底蓋的材料密度。
“表殼尺寸參數設計”求解的數學模型可構造如下:
其中:X=(X1,X2,X3,X4)T為設計變量,X1為中框直徑、X2為中框高度、X3為表殼厚度、X4為小框高度,它們均為連續變量;f(X)是目標函數。ρ1、ρ2、ρ3、ρ4、ρ5在這里為常量,具體數值由系統通過簡單的規則推理提供,顯然,“表殼尺寸參數設計”的求解過程就是求解多變量有約束最優化問題。本文采用模擬退火算法推理來進行求解,求解步驟如圖4所示。
模擬退火算法得以有效進行,需要確定約束處理方法、新解的產生與接受機制、控制參數初值t0、控制參數衰減函數、外循環終止準則和內循環終止準則等。本文對這些內容確定如下。
(1)約束處理方法
這里的變量約束均是不等式約束,對于這些約束,本文采用檢驗法處理。具體為將每次產生的新解先代入約束函數進行計算,如果不滿足約束則舍棄,返回重新產生新解,再檢驗,直到約束滿足為止。檢驗法可使模擬退火算法的每次迭代都在可行域內進行。
(2)控制參數初值t0的設定
控制參數初值的確定一般采用試驗法或經驗法。根據系統調試經驗,本文令t0=50。
(3)控制參數衰減函數的設定
為避免算法進程產生過長的MapKOB鏈,控制參數衰減量Δt以小為宜,試驗表明,只要衰減函數選得恰當,就能在不影響CPU時間合理性的前提下,較大幅度地提高最終解的質量。
本文采用的控制參數衰減函數為:
該衰減函數對控制參數的衰減量是隨算法進程遞減的。
(4)新解的產生機制
這里,設計變量X1、X2、X3和X4均為連續變量。新解的產生機制為,若當前值為Xi,則新值為:
其中:k為迭代指標,同式(3);random(-1,1)表示-1～1之間的隨機數;R為變量Xi的上下限距離。
(5)新解的接受機制
是否接受新解的判斷依據是Metropolis接受準則:
其中:Δf為新解與當前解之間的目標函數差。當Δf<0時,接受新解;當Δf叟0時,以概率exp(-Δf/tk)接受新解。
因此,在本文中如果min[1,exp(-Δf/tk)]叟random(0,1),則接受該新解,其中,random(0,1)表示0～1之間的隨機數。
(6)內循環終止準則
內循環終止準則由MapkoB鏈長度Lk決定,Lk的選取原則是:在控制參數的衰減函數已選定的前提下,Lk應選得在控制參數的每一取值上都能恢復準平衡。根據這一原則的值不應選取過小,本文根據表殼尺寸參數設計的特點,選取Lk=50。
(7)外循環終止準則
外循環終止準則決定著模擬退火算法的計算效率和求解精度。如果準則要求過于嚴格,則會削弱算法的計算效率;如果準則要求過于寬松,則會降低算法的求解精度。本文采用組合式終止準則,該終止準則包含兩條終止條件,當算法對這兩條終止條件均滿足時才能終止。這兩條終止條件為:
(1)溫度值tk小于溫度閥值0.1;
(2)最優解連續3次降溫迭代保持不變。
6 結論
推理機的設計直接決定著手表智能專家系統的成敗,本文提出了一種基于規則推理與基于模擬退火算法推理集成的推理策略,并把該推理策略應用于手表產品的設計推理,有效地提高了專家系統的工作效率。
摘要：根據手表產品的特點和人類專家進行手表產品設計時的設計方法,通過對手表產品設計推理機的探討,提出了基于規則推理與基于模擬退火算法的推理策略,分析了實現方法,并配合實例詳細介紹了實現過程。該推理策略的應用,可有效提高手表產品設計專家系統的工作效率。
關鍵詞：推理機,規則推理,模擬退火算法,推理策略
參考文獻
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