工业设计的发展源远流长。早期,工业设计主要围绕产品的实用性展开。随着时代的演进,19 世纪末 20 世纪初,工艺美术运动兴起,开始注重产品的艺术美感与手工艺品质。之后,包豪斯学院的成立,提出 “艺术与技术新统一” 的理念,强调功能主义,为现代工业设计奠定了基础。在二战后,美国经济快速发展,工业设计迎来黄金时期,设计师们将设计与市场紧密结合,如雷蒙・罗维等一批先驱,其设计作品渗透到生活的各个角落。到了当代,随着科技的飞速发展,工业设计不断融合新技术、新理念,如可持续设计、体验设计等,朝着更加多元化、人性化的方向迈进。从初的单纯功能考量,到如今兼顾环保、情感、文化等多方面因素,工业设计的发展反映了人类社会不断进步的需求。
工业设计是一个严谨且系统的过程。首先是定义问题和目标,设计师需深入了解产品的使用场景、用户需求及技术限制,明确设计方向。接着,通过调查问卷、用户测试、市场分析等方式收集用户反馈和市场需求,为设计方案提供依据。在充分调研后,设计师发挥创意思维,结合市场趋势提出创新设计方案。随后,对方案从功能性、美观度、成本效益等多方面进行评估与优化。方案确定后,运用 3D 打印、CNC 加工等工具制作原型和样机。再通过用户测试收集反馈,进一步改进产品。后,设计师与生产部门、技术部门合作,确保产品准确生产制造,经严格质量检测后上市销售。这程环环相扣,每个环节都对终产品的成功起着关键作用。
工业设计遵循诸多重要原则。需求原则是根本,产品功能需满足客观需求,否则会造成积压浪费,且需求随时间、地点变化,是产品升级的依据。信息原则要求设计师掌握市场、科技、工艺等信息,引导设计。创新原则鼓励在产品外观、色彩、功能等方面创新,但要基于核心功能。系统性原则强调设计师需分清产品主次功能,进行科学设计。收敛原则倡导在发散思维构思方案后,综合信息进行收敛思维。产品优化原则注重对产品测试调试,提升功能、结构和外观。继承原则是批判吸收前人成果,推陈出新。效益原则兼顾技术经济与社会效益。时间原则要求加快设计研制,抢占市场。定量原则在方案评选等环节采用科学定量方法。这些原则共同保障工业设计的科学性与合理性。
人机工程学在机械设备外观设计中起着至关重要的作用。它致力于使机械设备与操作人员之间达到的协调匹配状态。在操作界面设计方面,按钮、手柄、操纵杆等的位置、大小、形状和触感都要根据人体手部的生理结构和操作习惯进行设计。例如,大型起重机的操作手柄,其形状和尺寸要贴合操作人员的手掌,表面采用防滑材质,方便操作人员在长时间操作过程中舒适、稳定地握持,并且操作力的大小要适中,既保证操作的准确性,又不会让操作人员感到过度疲劳。在设备的可视性设计上,仪表盘、显示屏等信息展示区域要位于操作人员的视野范围内,信息的布局和显示方式要清晰易懂,便于操作人员快速获取关键信息。此外,机械设备的整体高度和操作位置也要考虑操作人员的身高范围,例如,常见的工厂流水线设备,其工作台高度会根据大多数工人的身高进行设计,使工人在操作时能够保持舒适的姿势,减少身体的劳损,提高工作效率,同时也降低了因操作不便导致的风险。