導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇射頻技術論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

二、物流管理系統

物流是物品在一定時間里的空間運動，物流的目標在于以最小的費用滿足消費者的物流需求。2007年中國物流企業信息化推進大會在北京舉行。大會指出，我國目前的物流產業現狀是物流信息化程度低，信息化系統功能欠完善，我國今后物流發展的主要任務是鼓勵生產流通企業應用現代物流管理技術，改善傳統企業的管理，促進流通的現代化。

三、射頻技術在物流管理中的應用

射頻技術在物流配送中的應用可分為商品的入庫、出庫、存儲、運輸跟蹤、配送等。RFID技術可以加快供應鏈的運轉，提高物流管理的效率。

1.商品出庫與入庫

物資配送中心所派車隊進入倉儲中心時通過門禁，閱讀器讀取到射頻標簽信息并在倉儲中心系統中顯示此時車隊所載物資為空。車隊裝載物資完畢離開發物倉庫時再次通過門禁，物流系統將出庫物資信息寫入到系統數據庫中并上報給物資配送中心，這樣就等于射頻標簽承載了其所運物資的相關信息，自動完成物資出庫，此時運送物資的車輛和物資進入在途狀態。運輸車隊到達收物倉庫時再次通過門禁，閱讀器讀取到射頻標簽中的信息后傳輸給倉儲中心系統，系統即顯示待入庫物資的相關信息并寫入數據庫，自動完成物資入庫，并上報給物資配送中心，通知物流配送中心配送任務已經完成。

2.存儲與庫存盤點

在倉庫里，射頻技術最廣泛的應用是存取貨物與庫存盤點，它能用來實現自動化的商品的登記、存貨和取貨等操作。在倉儲管理中，通過將供應計劃系統與射頻識別技術相結合，能夠高效地完成各種操作。可增強作業的準確性和快捷性，提高服務質量，降低成本，減少物流中由于偷竊、損害、出貨錯誤等造成的損耗，實現快速供貨并最大限度地減少儲存成本。

3.運輸跟蹤

在運輸管理中，通過在貨物和車輛上貼RFID標簽，完成設備的跟蹤控制。接收裝置收到RFID標簽信息后，連同接收地的位置信息上傳至通信衛星，再由衛星傳送給運輸調度中心，送入數據庫中。利用射頻技術可準確、迅速地完成配送任務并實現對在途物資的跟蹤。在物資運輸期間，物資配送中心根據發/收物倉儲中心上報的數據可知在途物資的名稱、品種和數量等信息，達到在途物資的可見性。

4.物流配送

在配送環節，采用射頻技術能大大加快配送的速度和提高揀選與分發過程的效率與準確率，并能減少人工、降低配送成本。到達中央配送中心的所有商品都貼有RFID標簽，在進入中央配送中心時，托盤通過一個門閱讀器，讀取托盤上所有貨箱上的標簽內容。系統將這些信息與發貨記錄進行核對，以檢測出可能的錯誤，然后將RFID標簽更新為最新的商品存放地點和狀態。這樣就確保了精確的庫存控制，甚至可確切了解目前有多少貨箱處于轉運途中、轉運的始發地和目的地，以及預期的到達時間等信息。

RFID技術可以實現合理的產品庫存控制和智能物流技術。借助電子標簽，可以實現商品對原料、半成品、成品、運輸、倉儲、配送、上架、最終銷售，甚至退貨處理等環節進行實時監控，使整個供應鏈管理顯得透明而高效。

四、RFID的發展方向

RFID與其他新興技術一樣，仍存在很多問題。缺乏統一的技術標準是制約RFID發展的重要因素。RFID的成本過高是抑制RFID技術的關鍵問題。其成本主要是標簽、讀寫設備及相關管理軟件的成本。其中，由于標簽將貼于單件產品上，數量巨大，標簽成本的降低，將是RFID成本降低的重要部分。采用RFID技術的最大好處是可以對企業的供應鏈進行透明管理，但同時會使個人隱私受到影響。因此，RFID的安全性也非常令人關注，需要盡快推出增強安全性能的RFID產品。RFID的讀取仍存在錯讀率高的問題。

射頻技術在物流管理系統中的應用，提高了商品入庫、商品配送和管理的工作效率，減少了人力資源的浪費，提高了人員的利用率，射頻技術作為供應鏈下物流管理硬件將會得到越來越廣泛的應用。

參考文獻:

[1]劉志強丁鵬盛煥燁:物流配送系統設計[M]．北京:清華大學出版社,2003

篇2

射頻識別技術是利用射頻方式進行非接觸雙向通信，以達到識別目的并交換數據。它與同期或早期的接觸式識別技術不同。RFID系統的射頻卡和讀寫器之間不用接觸就可完成識別，因此它可在更廣泛的場合中應用。

典型的射頻識別系統包括射頻卡和讀寫器兩部分。

射頻卡是將幾個主要模塊集成到一塊芯片中，完成與讀寫器的通信。芯片上有EEPROM用來儲存識別碼或其它數據。EEPROM容量從幾比特到幾萬比特。芯片僅需連接天線(和電池)，可以作為人員的身份識別卡或貨物的標識卡。卡封裝可以有不同形式，比如常見的信用卡及小圓片的形式等。與條碼、磁卡、IC卡等同期或早期的識別技術相比，射頻卡具有非接觸、工作距離長、適于惡劣環境、可識別運動目標等優點。

在多數RFID系統中，讀寫器在一個區域內發射電磁波(區域大小取決于工作頻率和天線尺寸)。卡片內有一個LC串聯諧振電路，其頻率與讀寫器發射的頻率相同。當射頻卡經過這個區域時，在電磁波的激勵下，LC諧振電路產生共振，從而使電容內有了電荷。在這個電容的另一端，接有一個單向導通的電子泵，將電容內的電荷送到另一個電容內儲存。當所積累的電荷達到2V時，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內數據發射出去或接取讀寫器的數據。讀寫器接收到卡的數據后，解碼并進行錯誤校驗來決定數據的有效性，然后，通過RS232、RS422、RS485或無線方式將數據傳送到計算機網絡。簡單的RFID產品就是一種非接觸的IC卡，而復雜的RFID產品能和外部傳感器接口連接來測量、記錄不同的參數，甚至可與GPS系統連接來跟蹤物體。

工作原理如圖1所示。

2射頻識別技術的分類

射頻識別技術主要按以下四種方式分類。

(1)工作頻率

根據工作頻率的不同可分為低頻和高頻系統。①低頻系統一般指其工作頻率小于30MHz的系統。其基本特點是：射頻卡的成本較低、標簽內保存的數據量較少、閱讀距離較短(無源情況，典型閱讀距離為10cm)、射頻卡外形多樣(卡狀、環狀、鈕扣狀、筆狀)、閱讀天線方向性不強等。低頻系統多用于短距離、低成本的應用中，如多數的門禁控制、動物監管、貨物跟蹤。②高頻系統一般指其工作頻率大于400MHz的系統。高頻系統的基本特點是射頻卡及讀寫器成本均較高、卡內保存的數據量較大、閱讀距離較遠(可達幾m~十幾m)、適應物體高速運動性能好、外形一般為卡狀、閱讀天線及射頻卡天線均有較強的方向性。高頻系統多應用于需要較長的讀寫距離和高的讀寫速度的場合，像火車監控、高速公路收費等系統。

(2)射頻卡

根據射頻卡的不同可分成可讀寫(RW)卡、一次寫入多次讀出(WORM)卡和只讀(RO)卡三種。RW卡一般比WORM卡和RO卡貴得多，如電話卡、信用卡等。一般情況下改寫數據所花費的時間遠大于讀取數據所花費的時間(常規為改寫所花費的時間為s級，閱讀花費的時間為ms級)。WORM卡是用戶可以一次性寫入的卡，寫入后數據不能改變，且比RW卡要便宜。RO卡存有一個唯一的號碼，不能逐改，保證了安全性。RO卡最便宜。

(3)射頻卡的有源與無源

射頻卡可分為有源及無源兩種。有源射頻卡使用卡內電池的能量、識別距離較長，可達十幾m，但是它的壽命有限(3~10年)，且價格較高；無源射頻卡不含電池，利用讀寫器發射的電磁波提供能量，重量輕、體積小、壽命長、很便宜，但它的發射距離受限制，一般是幾十cm，且需要讀寫器的發射功率大。

(4)調制方式

根據調制方式的不同還可分為主動式和被動式。①主動式的射頻卡用自身的射頻能量主動地發送數據給讀寫器。②被動式的射頻卡，使用調制散射方式發射數據。它必須利用讀寫器的載波調制自己的信號，適宜在門禁或交通的應用中使用。因為讀寫器可以確保只激活一定范圍之內的射頻卡。

目前使用的多數系統中，一次只能讀寫一個射頻卡。射頻卡之間要保持一定距離，確保一次只能有一個卡在讀寫區域內。讀寫距離長，射頻卡之間的距離就要大，應用起來很不方便。現在的射頻卡具有防碰撞的功能，這對于RFID來說十分重要。所謂碰撞是指多個射頻卡進入識別區域時信號互相干擾的情況。具有防碰撞性能的系統可以同時識別進入識別距離的所有射頻卡，它的并行工作方式大大提高了系統的效率。

3國際射頻識別技術發展狀況

射頻識別技術在國外發展得很快。RFID產品種類很多，像德州儀器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名廠家都生產RFID產品。他們的產品各有特點，自成系列。射頻識別技術被廣泛應用于工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理等眾多領域。如澳大利亞將它的RFID產品用于澳機場旅客行李管理中并發揮了出色的作用；瑞士國家鐵路局在瑞士的全部旅客列車上安裝RFID自動識別系統，調度員可以實時掌握火車運行情況，不僅利于管理，還大大減小了發生事故的可能性；德國BMW公司將射頻識別系統應用在汽車生產流水線的生產過程控制中等。

據有關權威數據顯示，射頻識別產品在全世界的銷量以每年25.3%的比例增長。由此可見，射頻識別技術具有廣闊的市場前景。

4射頻識別技術在我國的發展

我國政府在1993年制定的金卡工程實施計劃，是一個旨在加速推動我國國民經濟信息化進程的重大國家級工程，由此各種自動識別技術的發展及應用十分迅猛。現在，射頻識別技術作為一種新興的自動識別技術，也將在中國很快地普及。

目前，我國的射頻識別技術在下列幾種應用中發展前景較好。當然，這里僅僅羅列了射頻識別技術應用的一部分。任何一種技術如果得到普及，都將會孕育一個龐大的市場。射頻識別將是未來一個新的經濟增長點。

4.1安全防護領域

(1)門禁保安

將來的門禁保安系統均可應用射頻卡。一卡可以多用。比如，可以作工作證、出入證、停車卡、飯店住宿卡甚至旅游護照等，目的都是識別人員身份、安全管理、收費等等。好處是簡化出入手續、提高工作效率、安全保護。只要人員佩戴了封裝成ID卡大小的射頻卡、進出入口有一臺讀寫器，人員出入時自動識別身份，非法闖入會有報警。安全級別要求高的地方、還可以結合其它的識別方式，將指紋、掌紋或顏面特征存入射頻卡。

公司還可以用射頻卡保護和跟蹤財產。將射頻卡貼在物品上面，如計算機、傳真機、文件、復印機或其它實驗室用品上。該射頻卡使得公司可以自動跟蹤管理這些有價值的財產，可以跟蹤一個物品從某一建筑離開，或是用報警的方式限制物品離開某地。結合GPS系統利用射頻卡，還可以對貨柜車、貨艙等進行有效跟蹤。

(2)汽車防盜

這是RFID較新的應用。目前已經開發出了足夠小的、能夠封裝到汽車鑰匙當中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車上裝有讀寫器，當鑰匙插入到點火器中時，讀寫器能夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫器接收不到射頻卡發送來的特定信號，汽車的引擎將不會發動。用這種電子驗證的方法，汽車的中央計算機也就能容易防止短路點火。

另一種汽車防盜系統是，司機自己帶有一射頻卡，其發射范圍是在司機座椅45~55cm以內，讀寫器安裝在座椅的背部。當讀寫器讀取到有效的ID號時，系統發出三聲鳴叫，然后汽車引擎才能啟動。該防盜系統還有另一強大功能：倘若司機離開汽車并且車門敞開引擎也沒有關閉，這時讀寫器就需要讀取另一有效ID號；假如司機將該射頻卡帶離汽車，這樣讀寫器不能讀到有效ID號，引擎就會自動關閉，同時觸發報警裝置。

(3)電子物品監視系統

電子物品監視系統(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盜。整個系統包括貼在物體上的一個內存容量僅為1比特(即開或關)的射頻卡，和商店出口處的讀寫器。射頻卡在安裝時被激活。在激活狀態下，射頻卡接近掃描器時會被探測到，同時會報警。如果貨物被購買，由銷售人員用專用工具拆除射頻卡(典型的是在服裝店里)，或者用磁場來使射頻卡失效，或者直接破壞射頻卡本身的電特性。EAS系統已被廣泛使用。據估計每年消耗60億套。

4.2商品生產銷售領域

(1)生產線自動化

用RFID技術在生產流水線上實現自動控制、監視，提高生產率，改進生產方式，節約了成本。舉個例子以說明在生產線上應用RFID技術的情況。

用于汽車裝配流水線。德國寶馬汽車公司在裝配流水線上應用射頻卡，以盡可能大量地生產用戶定制的汽車。寶馬汽車的生產是基于用戶提出的要求式樣而生產的。用戶可以從上萬種內部和外部選項中，選定自己所需車的顏色、引擎型號和輪胎式樣等。這樣一來，汽車裝配流水線上就得裝配上百種式樣的寶馬汽車，如果沒有一個高度組織的、復雜的控制系統是很難完成這樣復雜的任務的。寶馬公司在其裝配流水線上配有RFID系統，使用可重復使用的射頻卡。該射頻卡上帶有汽車所需的所有詳細的要求，在每個工作點處都有讀寫器，這樣可以保證汽車在各個流水線位置，能毫不出錯地完成裝配任務。

(2)倉儲管理

將RFID系統用于智能倉庫貨物管理，能有效地解決與貨物流動有關的信息管理，不但增加了處理貨物的速度，還可監視貨物的一切信息。射頻卡貼在貨物所通過的倉庫大門邊上，讀寫器和天線都放在叉車上，每個貨物都貼有條碼，所有條碼信息都被存儲在倉庫的中央計算機里，與該貨物有關的信息都能在計算機里查到。當貨物出庫時，由另一讀寫器識別并告知中央計算它被放在哪個拖車上。這樣，管理中心可以實時地了解到已經生產了多少產品和發送了多少產品。

(3)產品防偽

偽造問題在世界各地都是令人頭疼的問題，將射頻識別技術應用在防偽領域有它自身的技術優勢。防偽技術本身要求成本低，且難于偽造。射頻卡的成本就相對便宜，而芯片的制造需要有昂貴的芯片工廠，使偽造者望而卻步。射頻卡本身有內存，可以儲存、修改與產品有關的數據，利于銷售商使用；體積十分小、便于產品封裝。像電腦、激光打印機、電視等產品上都可使用。

(4)RFID卡收費

國外的各種交易大多利用各種卡來完成，而我國普遍采用現金交易。現金交易不方便也不安全，還容易出現稅收的漏洞。目前的收費卡多用磁卡、IC卡，而射頻卡也開始占據市場。原因是在一些惡劣的環境中，磁卡、IC卡容易損壞，而射頻卡則不易磨損，也不怕靜電及其它情況；同時，射頻卡用起來方便、快捷，甚至不用打開包，在讀寫器前搖晃一下，就完成收費。另外，還可同時識別幾張卡．并行收費，如公共汽車上的電子月票。我國大城市的公共汽車異常擁擠、環境條件差，射頻卡的使用有助于改善這種情況。

4.3管理與數據統計領域

(1)畜牧管理

該領域的發展起步于賽馬的識別，是用小玻璃封裝的射頻卡植于動物皮下。射頻卡大約10mm長，內有一個線圈，約1000圈的細線繞在鐵氧體上，讀寫距離是十幾cm。從賽馬識別發展到了標識牲畜。牲畜的識別提供了現代化管理牧場的方法。

(2)運動計時

在馬拉松比賽中，由于人員太多，有時第一個出發的人同最后一個出發的人能相隔40分鐘。如果沒有一個精確的計時裝置，就會出現差錯。射頻卡應用于馬拉松比賽中，運動員在自己的鞋帶上很方便地系上射頻卡，在比賽的起跑線和終點線處放置帶有微型天線的小墊片。當運動員越過此墊片時，計時系統便會接收運動員所帶的射頻卡發出的ID號，并記錄當時的時間。這樣，每個運動員都會有自己的起始時間和結束時間，不會出現不公平競爭的可能性了。在比賽路線中，如果每隔5km就設置這樣一個墊片，還可以很方便地記錄運動員在每個階段所用的時間。

RFID還可應用于汽車大獎賽上的精確計時。在跑道下面按照一定的距離間隔埋入一系列的天線，這些天線與讀寫器相連，而射頻卡安裝到賽車前方。當賽車每越過一個天線時，賽車的ID號和時間就被記錄下來，并存儲到中央計算機內。這樣到比賽結束時，每個參賽選手將會有一個準確的結果。

4.4交通運輸領域

(1)高速公路自動收費及交通管理

高速公路自動收費系統是射頻識別技術最成功的應用之一。目前，中國的高速公路發展非常快，而高速公路收費卻存在一些問題：一是在收費站口，許多車輛要停車排隊，成為交通瓶頸問題；二是少數不法的收費員貪污路費，使國家損失了相當的財政收入。RFID技術應用在高速公路自動收費上，能夠充分體現它非接觸識別的優勢——讓車輛高速通過收費站的同時自動完成收費，同時可以解決收費員貪污路費及交通擁堵的問題。利用射頻識別技術的不停車高速公路自動收費系統是將來的發展方向；人工收費，包括IC卡的停車收費方式，終將會被淘汰。預計在未來10年內，高速公路自動收費系統將有數十億元的需求。

在城市交通方面，解決交通日趨擁擠問題不能只依賴于修路。加強交通的指揮、控制、疏導，提高道路的利用率，深挖現有交通潛能也是非常重要的；而基于RFID技術的交通管理系統可實現自動查處違章車輛，記錄違章情況。另外，公共汽車站實時跟蹤指示公共汽車到站時間及自動顯示乘客信息，會給乘客帶來很大的方便。

(2)火車和貨運集裝箱的識別

在火車運營中，使用RFID系統很大的優勢在于：火車是按既定路線運行的，因此肯定要通過設定的讀寫器的地點。通過讀到的數據，能夠得到火車的身份、監控火車的完整性，以防止遺漏在鐵軌上的車廂發生撞車事故，同時能在車站將車廂重新編組。起初的努力是用超音波和雷達測距系統讀出車廂側的條碼，現在被RFID系統取代。射頻卡一般安在車廂頂邊，讀寫器安在鐵路沿線，就可得到火車的實時信息及車廂內裝的物品信息。

目前，射頻自動識別系統的安裝遍布全國14個鐵路局。2001年3月1日，鐵道部正式聯網啟用車次車號自動識別系統，為自備車企業、合資鐵路和地方鐵路實現信息化智能運輸管理提供了重要良機。

5結論

篇3

射頻識別技術是無線通信IC和天線所構成的組件的通稱。它的成品有著各式各樣的形狀和大小,不過其基本的卡片型、硬幣型及有印刷天線的紙張等,不過其基本的功能卻是一樣的,只要配搭專用的讀寫器(READER/WRITER),就可以從外部讀取或寫入信息。

但這種僅能提供單一功能的RFID,卻扮演了實現ubiquitoous(網路無所不在)社會的牽線者,正牽起一股狂大的旋風。服飾業、食品業、物流業等許多業界已開始認真思考以此項技術代替傳統的條形碼系統。在歐美各國,包括了美國的WalMart、英國的特易購Tesco、德國的Metro等大型的連鎖式零售企業,都以提升公司內部物流系統的效率為目標,相繼宣布未來將在2005-2006年間,正式采用RFID系統。

由此可見,無線射頻識別技術已經在全球的零售業界掀起了一股旋風,而與其休戚與共的現代物流業,當然也不可避免地卷入了這一旋渦。

現代智能化物流管理

現代的物流,是以物流企業為主體、以第三方物流配送服務為主要形式、由物流和信息流相結合的、涉及供應鏈全過程的現代物流系統。在信息化時代里面,隨著網絡技術、電子商務、交通運輸和管理的現代化,現代物流配送也將在運輸網絡合理化和銷售網絡系統化的基礎上,實現整個物流系統管理的電子化及信息化,配送各環節作業的自動化和智能化,從而進入以網絡技術和電子商務為代表的物流配送的新時期。

此外,現代物流表現為企業生產與運輸一體化的供應鏈管理與服務。其中貨物運輸所需的成本、時間及貨物在途的狀態控制是整個供應鏈管理過程中的重要環節。而將射頻識別技術RFID與現代的物流管理相結合,將會極大地提升物流管理各個環節的智能化水平和服務水平,其勢必成為21世紀現代物流發展的不可逆轉的趨勢。

射頻識別技術的技術優勢分析

傳統的自動識別技術的主要功能是提供關于個人、動物、貨物和商品的區別于他物的相關信息。在當今的服務領域、在商品銷售與后勤分配領域、以及在商業部門、在生產企業和材料流通等領域自動識別技術己得到了快速的普及和應用。

條形碼技術,曾在識別系統領域引起了一場革命并得到了廣泛的應用。但是現在這種技術在許多場合已經不能滿足人們的需要了。條形碼雖然很便宜,但它的存儲能力小、不能改寫等的缺點均限制了它在自動識別領域的應用。

在這樣特殊的歷史背景底下,在我們對大存儲量信息載體和無線信息交換方式的需求下面,RFID技術應運而生。而要把自動識別技術與現代的物流管理相結合,在技術的實際應用當中提高物流管理的效率和效益,RFID技術較之以傳統的識別技術,具有其自身獨特的技術優勢(見表1):

射頻識別技術的應用優勢分析

無論是傳統的管理方式,還是現代更強調智能化的管理方式,物流管理的最終目標都是要通過向商品流通過程當中不同的對象提品或服務以換取利潤。因此,商品從生產、儲存、運輸到流通,這一完整的物流管理的流程里面,RFID智能射頻識別技術的應用,能幫助我們在其中不同的范圍或領域內改進業務

的效率和效益,這具體表現在以下幾個方面:

零售領域

無論是一包糖果,還是一臺冰箱或者電視機,在外包裝上加印規范的條形碼,已經是絕大多數企業生產過程中一個常規的步驟。在商品流通企業,例如大型超市,店員通過掃描條形碼來結賬和統計庫存也是司空見慣的一個場景。

然而,這一場景可能很快要成為歷史,產品包裝上的條形碼可能將要消失,而由加貼或者隱藏在包裝內的智能識別標簽(RFID)取而代之。RFID的應用,將使企業的產品和商品信息統計在無形中自動完成,大大提高運營效率。

物流運輸領域

在商品出貨運輸的過程中,RFID系統可以指導和跟蹤貨物運輸到分類的地點,通過實時收集的貨物信息,調度和分配運輸工具的有效工作時間。此外,它還能幫助我們完成諸如:集裝箱檢視、集裝箱分艙、內裝貨物的核對和確認,以及發貨單打印等工作。

在該領域內RFID的廣泛應用,能夠使得貨物運輸過程中人為參與因素大量地減少,籍此獲取更準確的貨物信息,實現貨物有效的在途控制。同時,進一步降低物流成本,提高生產效率。對管理者而言,就是可以隨時地監控全局,更好地調整資源和勞動力的配置。

商品庫存領域

智能化的庫存管理,能夠幫助我們精確地監控產品的流動情況,實現庫存狀況的實時控制,從而提高生產透明度和生產效率。

RFID技術的運用,能使我們通過無線射頻信息的收集而直接完成商品的入庫工作。貨物的實時位置和運動信息,都直接由RFID系統進行實時跟蹤,倉庫工作人員只需借助RFID的收發天線和讀寫器的幫助,即可把貨物的信息記錄入庫。同時,RFID系統還可以根據貨物標簽中所記錄的有關數量和體積等的信息,指示出最合適的倉儲位置,以達到倉儲空間的最優化利用。而在貨物清點的過程當中,也可以通過自動跟蹤RFID標簽,極大地提高清點工作的透明度和效率。

篇4

市場在擴大的同時也呈現出細分化的趨勢，消費者越來越突出與強調對個性化或個人特有的風格的追求，也就是說當前人們對產品的選擇，主要基于個人獨特的感受和所在階層或小團體的價值觀，由此導致產品的設計正逐漸由尋求“原型”到追求“個性”。而當前“原型”與“個性”相互矛盾的傾向并列，造成一種矛盾雙方并列存在的時期。正如TufanOrel所說：一方面，消費者們期望變得自然，具有創造性，和成為自己趣味的主人；另一方面，各種模型、趣味或風格標準又不斷強加于消費者，為的是使他們將自己的生活環境“個性化”。而如何才能在原型與個性、獨特化與標準化之間找到平衡，以廣博得創新應對多變的市場，也是數碼產品所要面對的問題。而在這一問題上，我們也一直在不斷地思考與嘗試，尋求解決“原型”與“個性”的方法，例如，在手機產品設計中由系列產品的組合到單一產品的變異，利用模塊化的設計進行單一手機的造型形態的變化，滿足不同消費者的需求與審美。像索愛SO703i這款手機就提供了Style-Up面板更換功能，只要將Style-Up面板與安置在手機上的“香囊”粘貼在一起，手機就能夠發出香味。同時，不同的Style-Up面板具有不同香味的Style-Up面板，比如藍色的面板和香囊粘貼后可以散發海洋一樣的香味，因此可讓消費者根據自己的喜好有所選擇。

二、功能的多元化、集成化

數字技術在音、視頻傳輸及信息的互動方面存在傳統的模擬技術無法比擬的優越性，伴隨著數字技術的推廣與成熟，現代個人數碼產品的功能呈現一種由標準化、單一化向靈活化、集成化的轉變，多數產品都集多功能于一身。以手機為例，現代的手機除了基本的通訊功能外還集攝像、游戲、音樂、電子閱讀器等為一身，根據不同的消費需求，產生了不同的產品概念，已經脫離了傳統的手機概念。

歐洲一家公司研制出一種名為“SmartBadge”的ID胸卡式手機（圖1），它將ID胸卡與手機這兩樣必備物品合二為一，平時可當作ID卡，在配上相應的耳機后便可接電話，用于通訊。

三、系統的網絡化、平臺化

隨著網絡與數字技術的發展，數碼產品的兼容化、網絡化、平臺化正逐漸顯現，以家庭為中心的多媒體綜合處理系統正成為未來生活的一大發展趨勢，網絡與日常居家生活產品的融合正才成為時尚生活的代表，智能家居生活系統已不再是傳說。例如：微軟和惠普力推的MEDIACENTER多媒體中心操作系統、聯想大力研發的關聯電腦、海信“DNet-home”數字家庭系統都是數字技術與家電融合的顯著代表。

四、交互的人性化、虛擬化

傳統的“人機工程學”僅集中于用戶與產品之間的物理性界面，然而現代更需要研究的是用戶和產品之間的認識的和情感的關系。在信息化時代，信息的交互是數碼產品設計的核心，是人機之間互動的平臺，已經成為決定產品功能能否成功實現的關鍵因素之一。

當前，由于交互的頻繁與產品環境的復雜，人機交互越來越多地考慮人的因素，注重交互方式與交互界面的研究。其中界面設計是一個多學科參與的工程，結合計算機科學、美學、心理學、人機工程學等工業和商業領域的行為，了解各類用戶的習性、技能、知識和經驗，執行和優化信息與通信系統以滿足用戶的需要。加之科技的發展與高端技術的運用，也為人機的交互帶來了巨大的靈活性。虛擬現實技術的運用就帶來了一種全新的模式，其通過借助于部分特殊虛擬外設，將交互基礎由“以計算機為主體”轉換成“以人為主體”，向用戶提供一個身臨其境、實時交互、自由構想的環境與平臺，建立和諧、靈活、人性化，以人為中心的交互式系統。

總之，隨著社會的發展，數碼產品的普及與普遍化，產品的競爭也就由初期的高新技術轉向產品的設計——市場的開拓、功能的開發、系統的建立、交互的人性化等等，由此就需要我們對數碼產品的現狀進行分析與研究，以便了解與把握數碼產品的發展趨勢。

參考文獻：

[1]馬克·第亞尼.非物質社會.四川人民出版社.

[2]江小浦.數碼產品界面設計探討.包裝工程，2008，（6）.

篇5

簡單和功能單一的產品逐漸受到人們的喜愛，因為人們曾經陷入科技發展而導致的產品設計的誤區。多功能的、過于飽和與功能的重復堆砌不僅僅造成資源的浪費，也容易引起人們的誤操作。而多功能必然導致設計的復雜性，要設計師們合理安排各種設計界面的穿插也是很不容易的，因此，功能飽和的設計僅僅是對科技發展的炫耀，而不是人的實際需要。事實上，有一些產品的功能，用戶使用的頻率極小。

比如，對有關微波烤箱的消費者調查顯示：烤箱的功能很多，可絕大多數的消費者在使用過程中只是將食物放入烤箱，設定所需時間，然后開機。至于其他復雜的附加功能從未使用過。因此，根據消費者的動態的心理變化和需求，產品的功能設計有幾個趨勢：

1.自動化程度提高；

2.向“輕、薄、短、小”方向發展；

3.從提高生活質量出發，注重整體設計效應；

4.一看就懂，易于操作，功能適度。

二、行為心理與產品設計

人是設計的前提，是設計的對象，是設計的主體。如何設計使用方便、結構合理的產品，需要人們研究工程心理學和工效學方面的知識，了解產品的功能設計與人的生理和行為特點的匹配關系。因此，在產品設計中，要考慮消費者的行為規律，力求做到人——機——環境的和諧。怎樣設計才能更簡潔明了？怎樣才能迅速引起操作者的注意？怎樣傳達正確的信息才能使得使用者有正確的理解？因此，想要有合理的、科學的設計，必須對使用者行為心理有一定的研究，才會有效地設計產品。

首先，要了解人在做一件事時所經歷的步驟，即行動的結構問題。要做一件事時，人首先要明白做這件事的目的——行動目標；然后，要采取行動，自己動手或利用其他的人和物；最后是看自己的目標是否已達到。所以簡單地說要考慮目標，對外部世界所采取的行動、外部世界本身以及查看行動在外部世界中所形成的后果。行為本身又包括兩個方面，去做什么和檢查做的結果，又稱為“執行”和“評估”。

實際生活中，這個過程卻不那么簡單。因為最初的目標也許并不十分明確，目標并不會準確表明行動的具體內容——在哪做，怎么做等等，所以要想采取行動，還需要將目標轉化為明確的行動步驟，即“意圖”。

假設坐在沙發上看書，天色已晚，需要光線亮一些。目標：要得到更多的光線。目標轉化成意圖是：開臺燈。但還需要明確如何移動身體，如何伸手觸摸開關，如何用手指去操作開關，還可以有其他意圖，請一個人幫忙開燈。這樣目標沒有發生變化，可意圖和具體的動作卻有不同。

然而，人們在實際的行動過程中，充滿了不確定和隨機性，有的時候很多活動不是靠單一行動所能完成的，或者一次行動無須經過所有的階段,所以活動的復雜性使得行動中產生執行和評估階段的斷續。

在使用產品的過程中，人們常弄不明白自己心理意圖及解釋，與實際操作及外界狀態之間的關系。每一個斷續的產生都是人內心對外界的解釋與外界實際狀態這兩者的差異造成的。某種產品的操作系統是否與用戶設想的一致？執行階段的斷續即指用戶意圖與可允許操作之間的差距。在評估階段，容易得到并可輕松地解釋系統提供的有關信息一致，則所產生的差異很小。

這兩個斷續，正是一些日用品設計的瓶頸，一些看似簡單的日用品，結構并不復雜，卻因為沒有處理好這兩個斷續的解決方法，就難倒了用戶，讓用戶自己來承擔操作困難的責任。于是，根據這些基礎的行為心理知識，為設計師提供一些基本依據，以便檢查設計有沒有出現執行和評估的斷續或將它們處理好。

如何使用戶輕松地確定某一操作？有哪些可能的操作？具體如何操作？如何建立操作意圖與操作行為之間的匹配關系？如何建立系統狀態與用戶解釋之間的匹配關系？用戶如何知道系統現在的狀態？這些都需要設計者有所考慮。當然，行動的每個階段都需要自身獨特的設計策略，根據每個階段的情況來確定設計方案，這就得到一個重要的設計原理：

1.可視性，用戶一看就知道的物品狀態和可能的操作方法。

2.正確的概念模型，使操作鍵的設計與操作結果一致。

3.正確的匹配，建立可判定的操作與結果，控制器和功能，系統狀態與可視提示之間的匹配關系。

4.反饋，用戶可以接收到有關操作結果的完整，持續地反饋(轉第103頁）(接第109頁）信息。

三、設計原理中的心理學思維

設計優秀的物品容易被人理解，直接給用戶提供了操作方法上的線索；而設計拙劣的物品使用起來很困難。它們不具備任何操作上的線索或給用戶提供一些錯誤的信息，使用戶陷入困惑，破壞了正常的解釋和理解過程。可以利用以上原理對現有設計做個評估，從而可以知道，有問題的設計問題出在哪，向哪個方向改進會避免問題的出現；也可以用這些原理指導我們的設計，在創新的過程中創造出有效、易于操作的使用方式。

可視性，要表現操作意圖與自己和產品之間是否實現了互動，即操作意圖與實際操作之間的匹配，并且要讓用戶看出物品之間的關鍵差異。基于可視性，才可以把事物區分開來。操作結果的可視性能夠讓用戶知道使用的方法是否正確。

可視性只是原理的一點，更重要的是建立正確的概念模型。這里需要提到預設用途的概念，指物品被人們認為具有的性能及其實際上的性能。預設用途為用戶提供了操作的明顯線索。比如手板是用來推的，旋鈕是用來轉的，狹長的方孔是用來插東西的等等。如果預設用途在設計中得到合理的利用，用戶則無須借助任何圖解、說明就知道如何操作了。在概念模型中，物品的表面結構，限制條件和匹配可以幫助人們了解物品的使用方法。以剪刀為例。剪刀柄上的圓環顯然是讓人放東西進去，而唯一合乎邏輯的就是把手指放進去。圓環的大小決定了使用上的限制，限制了放的手指的數目；同時剪刀的功能不會受到手指位置的影響，放錯了手指，照樣可以使用剪刀。所以就算是第一次使用剪刀，用戶也可以弄明白它的使用方法。因為剪刀的各部分顯而易見，功能清楚。剪刀的設計突出了概念模型，并有效利用了預設用途和限制條件。

匹配原則，以汽車為例，想要把車往右轉就需順時針轉動方向盤，這里有兩種匹配關系，方向盤是唯一負責汽車方向的，方向盤不是向左轉就是向右轉。匹配性使得用戶的操作動作與操作結果之間表現出緊密可見的關系，信息反饋很迅速，也非常好記。

反饋原則在原來經典的電話概念模型中有很好的體現，按下按鍵用戶會聽到確定的聲音來幫助辨別工作狀態。功能設計上要注意到對人的視覺有及時的反映，以判斷操作的正誤。

了解用戶的行動結構和行為心理所得出的設計原理是產生優秀設計的重要依據。貫徹以人為本的科學發展觀，也是產品藝術設計中的關鍵。研究人的行為心理可以更好地為人類服務。

市場經濟的不斷發展，研究消費者心理已成為生產者和設計師的出發點。如果沒有對消費者心理深入的了解，設計出來的產品再好，也只能是放在柜臺里，不能產生市場效益，所以重視對消費者的需要、動機、個性、情感的調查和了解，做到產品設計理念上新穎，視覺上好看，使用上方便，品位上滿意，價格上合理，就一定能推出受市場歡迎的優秀設計，實現生產者、設計師和消費者共贏，達到市場經濟不斷繁榮的目的。

內容摘要：人是設計的前提，是設計的對象和主體。人的需求是產品設計的主要依據，了解用戶的行動結構和行為心理所得出的設計思路是優秀產品藝術設計產生的重要因素。

關鍵詞：產品藝術設計行為心理學人性化設計原理

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2新型細紗機采用變頻調速的實現方式

細紗機利用變頻器調節錠子速度快慢一般采用定長制方式，即按照不同紡紗支數所紡的滿紗總長度區間，每個區間根據實際生產中的斷頭情況來設置相應的錠子速度達到減少設斷頭的目的。

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隨著信息技術的迅猛發展，出現了一些先進的設計制造技術，現代設計制造技術的發展方向就是不斷吸收現代科學技術，實現設計制造技術的數字化、功能化、智能化和網絡化。虛擬技術已成為當今最活躍的制造業設計技術，它的發展，促進了虛擬制造(VitrualManufacturing)的形成和發展，為機械產品的設計、加工、分析以及生產的組織和管理提供了一個虛擬的仿真環境，從而在計算機上“組織”和“實現”生產，在實際投產前對產品的可制造性等方面進行評估，保證一次成功生產，從而降低生產成本，減少上市時間，快速響應市場，提高企業競爭能力。

1虛擬制造的內涵及其分類

1.1虛擬制造的內涵

隨著制造業技術的飛速發展，人們對制造的內涵也有了全新的、更全面的認識。制造是指按照市場需求，運用知識和技能、借助工具、采用有效的方法、將原材料轉化為最終產品并投放市場的全過程。虛擬制造(VitrulaManufacturingVM)是指利用計算機模型和仿真來實現產品的設計和生產的技術，它以信息技術、仿真技術、虛擬現實技術和高性能的計算機、高速網絡為支持，在計算機上群組協調工作，實現產品的設計、工藝規劃、加工制造、性能分析、質量檢驗以及企業各級過程管理與控制等產品制造的本質過程。“虛擬制造”雖不是實際的制造，但卻實現實際制造的本質過程，它在產品設計或制造系統的物理實現之前，就能通過模型來模擬和預估未來產品的形態、功能、性能以及可加工性等方面可能存在的問題，從而可以做出前瞻性的決策和優化實施方案，從而使制造技術發展到全方位預報階段。虛擬制造是實際制造在計算機上的本質實現，它是各種計算機輔助技術面向產品全生命周期的集成化綜合運用。

實際制造具有對物質、信息、能源進行轉換的功能，即投人原材料、生產、信息、電力等能源，制造出所需的產品及與產品相關的信息。虛擬制造是將實際生產中的“物質”和“能源”信息化，針對實際生產系統中的信息及被信息化的“物質”和“能源”實現與實際生產在信息上的等價交換，虛擬制造雖然沒有制造出實際產品，但卻生成了有關產品的信息以及制造產品所需的信息。

1.2虛擬制造的分類

虛擬制造既涉及到與產品開發制造有關的活動，又包含與企業組織經營有關的管理活動。根據所涉及的范圍及工程活動類型，可將虛擬制造分為三類：以設計為核心的虛擬制造；以生產為核心的虛擬制造；以控制為核心的虛擬制造。

1）.以設計為核心的虛擬制造。以設計為核心的虛擬制造將制造信息引人設計過程，利用仿真來優化產品設計，從而在設計階段就可以對零件甚至整機進行可制造性分析，包括加工工藝分析、熱力學分析、動力學以及運動學分析等。主要解決“設計出來的產品是什么樣”的問題，以便對產品各方面性能進行仿真與評估；

2）.以生產為核心的虛擬制造。以生產為核心的虛擬制造將仿真技術溶人生產過程模型，以此來評估和優化生產過程，以低費用快速評價不同的工藝方案、資源需求計劃、生產計劃等。主要解決“這樣組織生產是否合理”的問題，以便對生產過程進行仿真，對各個生產計劃進行評估；

3）.以控制為核心的虛擬制造。以控制為核心的虛擬制造將仿真技術加到控制模型和實際處理中，實現基于仿真的最優控制。充分利用計算機的強大功能將傳統的各種控制儀表、檢測儀表的功能數字化，對生產線的優化等生產組織和管理活動進行仿真。主要解決“如何去控制”的問題。

2虛擬制造的特點

與實際制造相比，虛擬制造具有其本身的特點：

1）.虛擬性。虛擬制造不是真實的制造過程，不生產實際的產品、不消耗真實的材料與能源，是通過數字化手段來對真實制造過程進行動態模擬以實現制造的本質過程；

2）.基于數字化模型的集成。虛擬制造過程依賴于模型，涉及到的模型有產品模型、過程模型、活動模型和資源模型。通過這些數字化模型在計算機上的集成，實現對產品的設計、制造、測試、裝配等操作，而不再做對傳統的原型樣機的反復修改；

3）.支持敏捷制造。由于整個過程的信息存儲在計算機內，能夠根據用戶需求或市場的變化快速改型設計，快速投人生產，能夠大幅度壓縮開發新產品的時間、提高質量、降低成本；

4）.分布合作。借助于計算機網絡，虛擬制造可使分不在不同地點、不同部門的不同專業人員對同一個產品模型同時工作，相互交流，實現信息共享，減少大量文檔生成及其傳遞的時間和誤差，從而使產品開發更快捷、優質、低耗地響應市場變化；

5）.仿真結果的高可信度。虛擬制造就是通過模型的驗證、效驗等仿真技術來檢測設計出的產品或制訂出的生產規劃，使得產品開發或生產組織一次成功，所以它能真實地反應實際對象。

3虛擬制造的關鍵支撐技術

虛擬制造借助于虛擬環境中獲取的各種信息，集成和綜合了可運行制造的環境，用來改善從裝配產品的概念設計到動態仿真的各個階段。虛擬制造技術涉及面很廣，如環境構成技術、過程特征抽取、集成基礎結構的體系結構、制造特征數據集成、多學科交叉功能、決策支持工具、接口技術、虛擬現實技術、建模與仿真技術等。其中后三項是虛擬制造的核心技術。

3.1虛擬現實技術

虛擬現實(VirtualRealityVR)技術是美國JaronLanier于1989年首次提出的，該技術的內涵是由計算機直接把視覺、聽覺和觸覺等多種信息合成，并提示給人的感覺器官，在人的周圍生成一個三維的虛擬環境。從而把人、現實世界和虛擬空間結合起來，融為一體，相互間進行信息的交流和反饋。虛擬現實技術或由它構建的系統，最重要的特征在于沉浸感(Immersion)，交互性(Interaction)和構想性(Imagination)。

虛擬現實技術綜合利用計算機圖形系統、各種顯示和控制等接口設備，在計算機上生成可交互的三維虛擬環境。虛擬現實系統(VRS)由人機接口、軟件技術、虛擬實現的計算平臺等部分組成。利用VRS可以對真實世界進行動態模擬，通過用戶的交互輸人，并及時按輸出修改虛擬環境，使人產生身臨其境的沉浸感覺。

3.2建模技術

虛擬制造系統是現實制造系統在虛擬環境下的映射，是現實制造系統的模型化、形式化和計算機化的抽象描述和表示。虛擬制造系統的建模包括生產模型、產品模型和工藝模型。

(1)生產模型。可歸納為靜態描述和動態描述兩個方面。靜態描述是對系統生產能力和生產特性的描述，給出產品設計方案的可能性；動態描述是對系統動態行為和狀態的描述，進而預測產品生產的全過程；

(2)產品模型。產品模型是制造過程中，各類實體對象模型的集合。對虛擬制造系統來說，要使產品實施過程中的全部活動集成，就必須具有完備的產品模型，即產品模型描述的信息既包含產品結構、產品形狀特征等靜態信息，還包含能夠進行干涉檢查，各項性能分析等方面的動態信息，是能夠通過映射、抽象等方法提取產品實施中各活動所需所有信息的模型；

(3)工藝模型。將工藝參數與影響制造功能的產品設計屬性聯系起來，以反應生產模型與產品模型之間的交互作用。工藝模型必須具備以下功能：計算機工藝仿真、制造數據表、制造規劃、統計模型以及物理和數學模型。

3.3仿真技術

仿真就是應用計算機對復雜的現實系統經過抽象和簡化形成系統模型，然后在分析的基礎上運行此模型，從而得到系統一系列的統計性能。由于仿真是以系統模型為對象的研究方法，借助于計算機的快速運算能力，可以用很短時間模擬實際生產中需要很長時間的生產周期，因而可以縮短決策時間，避免資金、人力和時間的浪費，并可重復仿真，優化實施方案。

仿真的基本步驟為：研究系統、收集數據一建立系統模型*確定仿真算法*建立仿真模型神運行仿真模型*輸出結果并分析。虛擬制造系統中的產品開發涉及到產品建模仿真、設計過程規劃仿真、實際生產過程行為仿真、裝配過程仿真、檢驗過程仿真等，以便對設計結果進行評價，實現設計過程早期反饋，減少或避免產品設計錯誤。

4虛擬制造技術的現狀分析

盡管虛擬制造技術近年來在國際上取得了迅速的發展，但是目前還缺乏從產品設計全過程的高度開展虛擬制造的研究，集中體現在以下方面。

4.1基于集成的數字化產品模型技術尚處于概念階段

(1)CAD模型中的產品信息含量太低。CAD模型是在產品的設計過程中形成的，很多信息(幾何的非幾何的)需要記錄在其中，它是重要的數據源。在虛擬制造中，很多分析模型需要從CAD模型中提取相應信息。然而目前的CAD模型主要是從幾何實體的角度描述產品，遠不能全面的描述產品，能夠提供的共享信息太少；

(2)現有的CAD模型無法支持產品的概念設計。產品的全新設計要經過概念設計、詳細設計、產品工藝規劃及制造幾個過程，而CAD模型只支持產品的詳細設計；

(3)缺乏良好的產品信息重用機制。由于目前各應用軟件間的產品數據交換主要是通過專用的數據接口來實現，這種轉換也是同一問題數據的簡單映射，無法實現模型間數據的自動轉換和衍生，無疑增加了虛擬制造產品開發的復雜性。

4.2產品創新支持工具尚不充分

(1)缺少創新設計支持系統。產品創新設計是一門綜合性科學，需要新技術、新材料、新工藝的支持。虛擬制造的環境為創新設計提供了很好的運行機制，但是還需進一步組織開發創新設計的支持系統；

(2)缺乏將知識與虛擬制造結合的工具。知識可以創造革新產品和新技術，產品創新注重知識。但是由于知識表達與組織的復雜性與重要性，如何將其與虛擬制造的數字化產品結合起來是一個有待解決的難題；

(3)缺少交互式外形設計技術與虛擬制造的集成工具。

目前，虛擬制造被認為是最有發展前景的產品創新技術。如何解決將有關產品整體定位、外觀設計的交互式外形設計技術引人到產品虛擬制造中并與之有機地集成起來尚需進一步研究。

4.3產品數字化技術

(1)基于產品數據管理(PDM)與其他軟件的集成問題。產品數字化的核心是PDM技術的應用，目前，出現了各種版本的PDM軟件，但是缺乏標準，由此造成了PDM軟件與其他應用系統的集成問題。在虛擬環境下，各專業、各部門人員基于同一產品模型協同工作，必須解決PDM與其他應用軟件的集成；

(2)虛擬產品開發的產品數據組織體系。虛擬產品開發方式生成的產品數字樣機的產品結構樹既要反映產品設計階段的構造層次結構、產品的裝配順序，還要反映生產流程，制造部門可以直接根據產品數字樣機進行制造。因此，研究適合虛擬產品開發的產品數據組織體系是切實必要的；

(3)與數字化產品模型相關數據的組織和管理。

產品的數字化包括建立產品的數字模型及其相關的性能指標，包括結構分析、運動學分析、動力學分析、熱力學分析的結果，為產品的定型提供理論依據，并對產品性能進行改造。如何有效地解決數據的組織和管理，使之有效地適合虛擬制造的需要是目前研究的熱點。

4.4制造過程仿真建模方法和技術

基于物理模型的制造過程仿真技術已經得到廣泛應用，但建模方法與建模技術仍未有突破性進展。

(1)虛擬加工工具有待完善。目前已有很多商品化軟件可以進行“可加工性”評價，但虛擬制造還需研究開發大量的虛擬加工分析工具，如具有切削力分析功能的加工過程仿真系統等；

(2)虛擬裝配的基礎理論研究。虛擬制造對虛擬配中的公差分析與綜合技術還缺乏理論基礎，在模型的生成以及對ISO公差標準、形位公差的支持方面還存在很多問題，迫切需要解決；

(3)裝配工藝規劃的進一步研究。目前基于虛擬裝配工藝規劃的研究存在很大的局限性，主要是指:僅考慮沿坐標軸方向的平移，裝配運動方式過于簡單；偏重于幾何計算，工程語意知識的利用有待加強；裝配順序的選擇標準不夠廣泛和統一；

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我們可以拿普通筆記本電腦外殼和Macbook的外殼進行實例比較，普通筆記本電腦外殼里面的增強結構和殼是分開加工的，多半都是沖壓或者塑模，然后再用螺絲、鉚接等方法固定在一起的。然而沖壓和塑模加工的時候只能上下兩個方向用力，但是工件本身上下面和側面都是有結構的，所以不管如何努力，這種方式生產的工件不會加工出來直角結構，沖壓有回彈，塑模有拔模角。但Unibody技術中的CNC和激光就不用考慮這些，只要刀頭進得去，想要什么樣的就能要什么樣的，這樣殼和增強結構成為一體，對強度的增加是非常的明顯，就可以用更少的材料獲得足夠的強度，并且沒有那些連接件和連接結構。外觀看起來會更漂亮更精細。

美國蘋果電腦公司的設計部總裁JonathanIve就曾經說過：“產品設計其實就像雕塑藝術一樣，雕塑家從石頭中將靈魂解脫出來，產品設計師從鋁合金、鐵、玻璃、塑料中將靈魂解脫出來。”而我相信Unibody技術則就是這種將靈魂從鋁合金、鐵、玻璃、塑料中解脫出來的催化劑和媒介。同時我還認為這種技術會給產品造型設計方面帶來一些變化，有可能會引起產品設計界“形式與功能”這個永恒話題的重新討論。早在17世紀時，設計界就開始了“形式與功能”的討論，但當時的設計強調產品的“形式”比“功能”重要，產品設計完全追求奢侈豪華；到了19世紀末20世紀初，現代工業的大發展和產品生產流水線的流行使得工業產品的成本急劇下降，這個時候產品更加注重批量化生產，要求產品的形式盡量簡單易于制作，所以當時的設計師們為了使自己的產品設計能為大眾所接受，將更多的精力花費在挖掘產品的功能性方面，并且由此發展出“極簡主義”產品設計風格。20世紀初的人們由于迫切希望享受產品方便快捷的“功能性”，所以對產品的“形式感”并不是那么注重，然而今天的人們正處在一個“工業產品大爆炸時代”，人們可以對很多種工業產品進行選擇，因此人們希望工業產品既能夠有著良好的功能性又能夠擁有十分個性化的外觀形式。

Unibody技術所追求的精致制作工藝則正好迎合這種趨勢，它在兼顧產品功能性的同時將產品外觀形式美發展到極致。一般來說這種Unibody技術中采用的是高性能的多軸聯動數控機床或激光加工。多軸聯動數控機床有三軸機床也有五軸機床，通常三軸機床可以實現二軸、二軸半、三軸加工；五軸機床也可以只用到三軸聯動加工，而其他兩軸不聯動。它能將數控銑床、數控鏜床、數控鉆床等功能組合在一起，零件在一次裝夾后，可以將加工面進行銑、鏜、鉆、擴、鉸及攻螺紋等多工序加工，能有效地避免由于多次安裝造成的定位誤差，可加工形狀復雜、精度要求高的金屬外殼。例如，Macbook的完整的背殼是用0.5mm的不銹鋼板加工成型的，其最大截面在內部（腰鼓形弧線），使用了可收縮型芯，弧線設計十分符合人們的審美。但這樣的外殼設計必定會為結構設計和裝配帶來一些挑戰性，它需要有托架焊接到背殼上來支撐內部器件并強化結構性能，裝備從底到上，由于元件眾多，因此厚度方向上的精度控制尤其重要，所以在托架和襯片焊接完成后還需要進行多軸聯動數控機床加工。但是我們也可看到Unibody技術在現階段是有著一定的缺點的。首先這種加工技術的成本較昂貴，而且這種加工方式需要圍繞著一個工件進行多次加工，沒有辦法形成流水線式的工序，所有的后續工件只能排隊等著前面的做完，即便是批量生產，也十分難大幅度降低成本。

所以說盡管Unibody技術能夠使工業產品的造型外觀變得非常漂亮，但是就現在來說這個技術還很難在一時半會普及整個工業產品加工行業，因此我們只能等待這種技術的進一步完善并最終達到技術成本的降低，才能最終將這種技術廣泛推廣到整個工業產品加工行業。總的來說，隨著現代人們對工業產品外觀越來越苛刻的審美要求，Unibody技術會更加廣泛地被運用在產品設計方面。相信在不遠未來的一天，在一些高硬度的產品合金外殼表面也可以雕刻出中世紀維多利亞式的紛繁復雜的曲線紋理。甚至每個人都能擁有著屬于自己的功能相同但造型各異的工業產品，并最終達到功能優良與形式美觀的完美統一。

作者：楊道陵

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設計作為一種藝術性的造物活動，其本質是“按照美的規律為人造物”。愛美之心，人皆有之。雖然“美”并不是設計的唯一屬性和最終目的，但就設計成果而言，美的因素卻成為考察其優劣程度的標準之一。美是喚起和激發人的最高享受的心理狀態，它是人類設計、創造本質的最深刻反映。“美”的設計能使產品有效地使用，并給人以強烈的視覺沖擊和視覺印象，提升產品的審美體驗。美是抽象的，但同時它又是可感的。如何讓見仁見智的美學評價在產品設計中形成有一定參考價值的標準來指導我們的設計是一個值得我們深思的問題。

一、設計美學評價標準體系的架構基礎

由卡耐基梅隆大學設計學院craigvogel教授與工程學院jonathancagan教授合作創立、并在《創造突破性產品》一書中推出的技術—形式定位圖，顯示了同一域的不同產品在技術和形式為軸的坐標系中的定位。根據他們在坐標體系中的不同方位，可以得出針對性的市場定位及驅動因素。由此得出結論：只有形式好技術含量高的產品才能從競爭者中脫穎而出。wwW.133229.Com當今社會的消費者不但了解自己的境況，也了解可供選擇的產品。他們所尋求的是一種完整的、能夠體現自身價值和素質，并豐富生活的產品。形式與技術便成為我們在對產品進行評價不可或缺的必要條件。在形式—技術坐標體系的基礎上，我們可以將設計的美學理念融會其中，以此來作為的我們衡量產品設計的美學量化綜合指標及評價內容。

二、設計美學模糊評價標準的具體闡述及數學模型的建立

設計的本質是“按照美的規律為人造物”。工業設計是人類在現代大工業條件下按照美的規律造型的一種創新的社會實踐，是技術與與藝術形式的高度自覺。設計美則是建立在技術發展與形式創新基礎之上的一種藝術性的造物活動帶來的心理體驗。設計美學評價體系的建立，是為了在產品設計中探求技術美與形式美的完美結合并以此指導我們的設計實踐，在設計活動中追求感情與情境的訴求，讓消費者在產品使用體驗中，得到情感的熏陶和生命情感的體驗享受。

1.技術美

這里技術指的是產品的核心功能，即產品的使用功能、生產產品的材料和加工工藝、使用產品時涉及到的界面關系（如按照按鈕、屏幕、語音等提示進行操作）。技術美側重于理性，是產品設計中理智和推理的思維形態的表現形式。

2.形式美

通常我們說到形式美，是指構成事物的物質材料的自然屬性（色彩、形狀、線條、聲音等）及其組合規律（如整齊一律、節奏與韻律等）所呈現出來的審美特性。本文將形式美定義為是能夠將美感與產品與服務中人機結合起來的造型，在視覺、感覺和聽覺等屬性間所呈現出來的審美特性，側重于感性、情感和靈感的藝術思維。

3.體驗美

體驗美指的是在產品使用過程中所體現出來的和諧的人—機—環境關系，合適的人機尺寸及友好溫馨的人機界面，親切的人性化關懷，合理完善的功能，及其外觀質量和外觀形態表現或傳達出一定的信息、表情或情感，在產品的多次同樣使用的記憶中所形成的經驗，所帶來的一種美妙體驗。或者說是技術與形式的結合度，在產品使用過程中所形成的總體審美體驗。在18世紀哲學家鮑姆嘉通（baumgar-ten）首先提出了美學體驗這個詞并將其含義改變為感官的滿足或感覺上的愉悅，藝術作品是因為這個原因而產生的，即為了滿足人們感官的感覺。而在這里特指產品本身的在技術、人機理論及形式美學規律等方面的運用，對消費者在心理和生理上的情感體驗的提升和挖掘，也就是說產品通過一系列的具體功能效用和人機工程上的易用性、安全性、和舒適性以及形式美學規律的探究，使人們在生理和心理感受到的愉悅體驗，從而在使用過程中產生某種共鳴。隨著現代社會的發展，人們所追求和期待的已由機械的、毫無生氣的物質滿足過渡到更具有生命情感的體驗享受。正如經濟學家約瑟夫·派恩和詹姆斯·吉爾摩在《體驗經濟》一書中指出：體驗經濟時代已經到來。顧客的需求不僅僅是產品或服務．他們還追求感情與情境的訴求。產品設計美學是探究提高人類生活品質的美學規律，其最終目的是要人類在科技文明的發展和現代工業生產技術不斷進步的平臺上，自由的生存和發展。設計不僅僅是為了生產、為了“物’的實現，而同時也使人類實現了諸多精神需求且獲取了很多美的心理體驗。

三、小結

產品設計是以產品這一實物形式呈現在人們面前的，它利用各種技術手段和藝術方法按照功用規律和審美的規律來創造。設計的獨特表現形式使美學這個主題更加廣泛、更加深入地介入了人們的生活。產品設計迫切要求人們正確認識產品的形式與審美的關系，用“美”的尺度，設計制造富有形式美感的現代“藝術品”——產品設計。本文以技術—形式坐標系為基礎，結合產品設計的美學準則，將產品設計的美學評價歸納為技術美和形式美以及體驗美，對設計評價標準指數型量化方法進行了初步研究，以期提高工業設計美學評價的科學性與可行性。社會在進步，人們的審美需求也在提高，設計師只有根據設計美學的評價標準，提倡人性化的情感體驗設計，從消費者的實際需求出發，才能適應瞬息萬變的經濟發展，立足于激烈的市場競爭大環境之中。④①

參考文獻：

[1]荊雷.設計藝術原理[m].濟南：山東教育出版社，2002．

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（一）構圖方式

中國傳統剪紙是一門平面二維的紙質鏤空藝術，它“線線相斷”，卻又“線線相連”，其基本單元是線條和塊面，基本語言符號是裝飾化的點、線、面[1]。由于材料的限制，剪紙很難表現層次多變的內容、物體體積、光影效果、深度和起伏，因此剪紙藝術采用平視構圖，即任何形象的塑造都共存于一個特定形制的可視平面內。在沒有體積、空間、透視、比例關系的約束下，通過對素材的極度概括和大膽取舍，用簡練的線條進行概括，使剪紙畫面重點突出、黑白關系虛實相襯，以增強作品的表現力，用平面的視角表現立體世界的物象。與西方的焦點透視不同，中國傳統美術在透視上不追求縱深感，而有著“看得多、看得全”[2]的藝術特征。剪紙藝術采用散點透視的構圖方法，將多種物象組合到一起，彼此獨立互不交叉。

（二）造型手法

“中國民間剪紙的造型更趨于傳情而不在寫形，更在于寫意而不在寫實”[3]，因此傳統剪紙作品的造型具有概括性、隨意性、象征性和平面性的特征。剪紙是樸實的勞動人民對美好生活表達期許的一種藝術形式，因此在剪紙作品中，創作者善于把多種物象組合在一起，以表達想象中的美好結果。在剪紙作品中，無論是一個還是多個形象組合，皆以“以象寓意”、“以意構象”來造型，而不是根據客觀的自然形態來造型。受工藝的限制，剪紙無法采用完全寫實的方法，因此在創作時會突出表現物象輪廓特征，并運用變形、夸張的手法來突出表現對象的特點。

（三）文化內涵

傳統民族風俗是文化和藝術的依據和載體：因為民族風俗，造物設計必然具備了民族文化的社會群體性和全文化性，這是造物藝術的獨特性質。中國民間剪紙藝術作為民俗文化組成鏈條中的重要一環，它并不是以單純的藝術形式存在，而是具有實用功能和社會功能。[4]傳統剪紙藝術形成于經濟發展落后的農耕時代，那時的人們希望遠離貧窮、天災、疾病的威脅，他們幻想另一個美好世界的神靈相互感應，愿他們多子、多福、長壽、吉祥，于是他們將這種美好的意愿和情感借用剪紙這種藝術形式來表達，將剪紙用來祭祀、祈福。隨著社會的發展，剪紙的裝飾性、實用性和藝術性不斷增強，題材類型、表現方式、造型手法也更加豐富多變。從最初的祭祀祈福到后來的裝飾，剪紙這種藝術形式作為民俗文化的載體，它深刻的反映了中國勞動人民原始的視覺思維方式、審美觀念以及中國的本源哲學和世界觀。

二、傳統藝術在現代產品設計中的運用方法

柳宗悅認為，尊重傳統并不是重復古代，若是那樣就會陷入停滯或帶來倒退[5]。中國傳統藝術是有生命的，不能沒有創造和發展，在傳統的基礎上發展才能讓傳統藝術富有更強的生命力和感染力。剪紙這門極具欣賞價值的傳統藝術，其突出特色體現在圖案視覺效果上陰陽形的交替使用以及圖案的內容寓意表達，其視覺效果通過采用近似、漸變、變異、密集、放射、肌理等形式營造。剪紙藝術的色彩、構圖、造型等是現代設計的重要素材，但對它們的應用不能停留在簡單的復制、沿用層面，“要做到完美的融合，就一定要對剪紙藝術充分了解，將制作工藝、創作技巧、文化特征以及藝術個性等充分掌握”[6]。

（一）構圖方式在產品設計中的應用

“剪紙藝術”獨特的表現形式和材料加工技術，是區別于其它藝術形式的顯著標志。[7]圖1、圖2是來自06倫敦設計節的兩件作品，SusanBradley設計的光雕板飾。該作品用一層薄金屬板制作而成，其中最為引人注目的是用剪紙手法制作而成的精美圖案，這些剪紙圖案極大地增強了產品的審美功能。雖然這些精巧的花紋都是用激光技術刻出來的，但其虛實相依，陰陽共存的風格和剪紙藝術中鏤空的構圖方式如出一轍，不僅突出了作品的形式感，也賦予了作品新意的視覺效果。

（二）造型理念在產品設計中的應用

傳統民間剪紙縱橫時空的造型手法是人們的愿望、理想和精神境界的一種體現。剪紙藝術縱橫時空的造型理念是超自然形象的組合，是人為的虛化形成，它體現了作者無窮的想象力與創造力。不同特征屬性的形象組合起來能給人深層次的思考和聯想，更能體現出多種象征和寓意。如圖3，托德•布歇爾設計的伊卡魯斯之燈（IcarusLight，2005）：這是一款羽翼型燈，設計者以希臘神話里過于靠近太陽飛行而使翅膀融化墜落的少年伊卡魯斯（Icarus）為主題，插上翅膀的燈飾既浪漫唯美又不失飄逸瀟灑。這種設計題材反映了設計者的愿望以及他的精神世界。英國本土設計師YuJordyFu設計了一系列以“云”為主題的燈具（如圖4），在這組產品中，設計師細心的將生活中的的點點滴滴用剪紙藝術記錄下來，裝點家居環境。YuJordyFu將剪紙從二維拓展到了三維的世界，將人、植物、建筑等多種元素有機的結合在一起，圖案樣式紛繁復雜卻又極具概括性，配合著若明若暗的燈光，呈現出一番獨特的視覺效果。設計師“以象寓意”，表達了對人與自然和諧相處的的美好愿景。

（三）符號化元素在產品設計中的應用

在滿足產品功能的基礎上，通過賦予產品具有中國傳統風格的圖案、色彩、材質，適當地更改產品的表面特征，可使之具有中國傳統獨特的韻味，這是一類較為常用且簡便的中式產品設計方法。中國傳統文化博大精深，對中式產品設計來說，則蘊含著豐富的圖案素材，因此元素的選取、提煉與滲透是傳統藝術在現代設計中應用的一個必不可少的環節，否則只是簡單的裝飾。在中國傳統文化中龍和鳳分別代表男性和女性，將龍紋和鳳紋組合在一起成對出現體現了和諧對稱的陰陽之美，所以古代人們喜歡用“龍鳳呈祥”來形容夫妻間相親相愛、相濡以沫、怡合百年的忠貞愛情。與“龍鳳呈祥”一樣，“囍”字也承載著對新婚夫婦比翼雙飛、幸福美滿、白頭偕老的祝福。“龍鳳呈祥”和“囍”字符號在新人結婚時運用最多最廣，（如圖4），該款臺燈，采用了剪紙的藝術形式，并選擇了傳統剪紙作品中常見的吉祥圖案。臺燈的四個立面以“囍”字作為裝飾骨架，在相接的兩個立面上分別配以龍紋和鳳紋，寓意“龍鳳呈祥”。紅色的外觀加上暖色的燈光，增添了濃郁的中國傳統韻味。

（四）意境美在產品設計中的應用

意境是中國傳統美學思想的重要范疇，李可染認為“意境是藝術的靈魂，是客觀事物精粹部分的集中，加上人的思想感情的陶冶，經過高度藝術加工，達到情景交融，借景抒情，從而表現出來的藝術境界，詩的境界。”剪紙藝術在創作與表現過程中體現了形式層的悅耳悅目、意象層的悅心悅意、意境層的悅志悅神。國內剪紙藝術設計用于產品設計的優秀例子不多，而國外一些設計師卻借鑒了我國的剪紙藝術的理念，設計出了具有強烈視覺沖擊力卻有充滿意境的作品，荷蘭設計師托德•布歇爾就是其中最典型的代表。托德•布歇爾善于從中國傳統剪紙藝術中汲取靈感，從他的作品中很容易看到中國傳統剪紙藝術的影子，其設計作品大多圍繞“自然”的主體，以動植物作為作品的主題風格。如圖5，花冠之燈（GarlandLight，2002）是托德•布歇爾的成名之作，設計師將在森林里散步所感受的植物光影大膽融入作品中，采用切割的方法將薄金屬剪裁出花草茂盛的剪影，層層疊疊的花草“剪紙”掛在燈光上，透著隱約而刺眼的光，運用三維立體的重迭剪紙技法令作品散發出仿佛童話故事里的仙境氛圍。