不知道【產品結構設計】是什么?請看結構設計師給您的專業解讀!
目錄:
一、產品結構設計的定義
二、產品結構設計的價值
三、產品結構設計中測試與檢驗
四、產品結構設計的流程(關鍵內容)
五、結構設計師的能力要求(關鍵內容)
六、結構設計師的未來發展與人才缺口
01
產品結構設計的定義
一個完整的產品開發包括前期的技術研發(產品硬件),產品外觀設計(ID)和產品結構設計(MD),產品模具設計。上篇文章為大家系統介紹了工業設計,即產品外觀設計(ID)。本篇文章我們為大家詳細介紹產品結構設計(MD)。
不知道【工業設計】是什么?請看資深設計師給您的專業解讀!
產品結構設計是指以產品內部結構和功能實現結構為主產品工程設計。產品能否實現其各項功能,是否耐用,易用,與結構設計有直接關系。
產品結構設計是產品實現功能使用的前提,涉及機構原理等機械學科,電子電信,材料科技,人機工學,加工制造,表面工藝處理等諸多領域,是一門典型的交叉學科。
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產品結構設計的價值
從用戶體驗和品牌價值角度而言
好用、易用,對于用戶來說,是好產品的基本標準。而一個產品是否耐用,是影響用戶體驗,品牌形象與價值的關鍵。如果一個產品經常出現小問題或故障,給用戶的直接印象就是這個產品的品質很差,對于用戶而言,企業自然無品牌形象可言??梢?,結構設計不僅是產品功能實現的保障,更是保障用戶體驗,企業品牌形象建設的根本。
而耐用主要是通過產品結構設計來實現的。主要可以分為:1、產品功能的耐久性,2、對外部環境的耐久性,3、對意外情況的抵抗性。
從商業風險和成本角度而言
優良的產品結構設計不僅能使產品易用耐用,更是可以通過結構設計的優化和提升來降低模具設計成本,降低加工耗材,降低產品維修成本。在產品批量化和規?;那闆r下,結構設計無疑是降低商業風險和生成成本的有力武器。
從創意實現與美學傳播角度而言
用戶追求美的享受,好的體驗,而美學實現是以產品功能實現為前提。在很多情況下,工業設計師為了追求美學價值,是需要結構設計師進行無數次的研究,驗證,測試后才能夠確保產品功能的實現??梢?,結構設計是產品創意和美學價值的基本保障。
綜上所述,工業設計(外觀)和結構設計是渾然一體,不可分割的兩個部分。而結構設計實現了上述的三個價值。
1、結構設計確保用戶對產品擁有良好的用戶體驗,構建企業品牌價值。
2、結構設計有效的降低產品開發的商業風險,有效降低產品成本。
3、結構設計確保了工業設計師的創意實現,更好的給用戶,給社會創造美,傳播美。
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產品結構設計的測試與檢驗
產品研發分早期的科技研究,和后期的工業設計開發。前期的科技研究是產品功能和原理的研究,更多以純技術的形態體現,而后期的工業設計開發是將技術變成實物產品,可以批量化生成的商品。早期的科技研究是需要投入大量資金和人力,物力,進行技術方向和技術可行性的探索與嘗試。技術成果具有可行性后,還需要通過工業設計進行進一步的產品轉化。該階段更多以市場和用戶為中心,一樣需要進行諸多的設計探索,測試,產品迭代,如產品原型機的設計與加工,產品工程機的小規模測試使用等等??梢?,工業設計是具有創新性,技術性的創新工作。在現行的工業設計流程中,產品創意和結構設計是核心環節。
在產品結構設計環節中,為了實現上述部分中的3個目標,在結構設計中需要經過反復多次的產品結構測試與檢驗,以此確保產品品質。
小編整理了部分常見的產品測試,比如跌落測試、按壓測試、疲勞測試,鹽霧測試等,分享大家,希望大家能夠進一步理解工業設計(結構設計)的研發屬性,以及其重要性。
在工業設計長達幾十年的發展中,儼然已經形成了非常系統,規范的產品開發和設計的流程與方法,以此確保產品的品質??梢姽I設計不管是外觀創意還是產品結構設計,都是一項高度交叉,同時兼具研發屬性的創新性工作。
04
產品結構設計的流程
簡單的理解,產品結構設計的前端是產品創意設計,后端是產品加工制造??梢姰a品結構設計是理想(創意)與現實(商品)之間的橋梁。在實際的產品結構設計工作中,結構設計與外觀設計,與模具設計有著切不斷理還亂的關系?;豢赡苁枪I設計師(ID)與結構設計師(MD)之間的生活日常吧。
產品結構設計流程概述如下:1、評估工業設計師創意草圖或效果圖或3d模型,2、進行產品外觀模型(Creo/Proe)的構建與硬件堆疊的放置,3、在外觀創意與工藝,空間,硬件等主要要素合理的情況下,開始產品結構設計,4、結構設計后,進行產品原型機的制作(產品結構手板,一般由工廠加工制作),5、進行產品裝機驗證,結構設計修改完善,6、和供應商(以模具廠為代表的智能制造)對接,進行產品結構設計的評審,7、和供應商的反復溝通與設計方案修改后,提供產品物料BOM表,輸出2d制圖文件等,配合供應商進行模具設計,8、模具設計成熟后,進行產品試模,加工測試,9、產品小規模生成測試,修改迭代,10、產品結構設計封樣,11、產品批量化生產。
1、創意方案評估
工業設計師更多時候容易將美學放在首位,而忽略的產品功能與結構相關的因素。
保障產品的可靠性是結構設計師的首要職責,所以結構設計師在開展工作前要對工業設計師的創意內容如設計草圖,Coreldraw效果圖,或犀牛模型進行可行性評估,如產品結構設計空間是否合理,產品分型拆件是否合理,產品工藝效果是否可行等。
2、產品外觀模型構建,產品硬件放置
產品功能的實現是以電子電信,機械裝置等為功能依托實現的。所以在進行產品創意設計,產品機構設計的整個過程,都應該以硬件堆疊方案為中心而展開。
故結構設計師在開始進行產品創意模型構建前,首先要確定硬件堆疊方案在數字化表現的三維空間中的坐標定位,確保工業設計和硬件堆疊的一致性。
硬件堆疊方案在產品造型中的坐標位置定位完成后,且進行各種可行性評估后,結構設計師開始通過以Creo/Proe為代表的設計軟件進行產品外觀模型的構建。
此時,需要結構設計師有豐富的經驗,在基于結構設計可行性的前提下,盡可能的實現工業設計師想要表達的情感與美學。該方面是大多數結構設計師欠缺的能力。
ps:工業設計師的設計語義大多以形態語言進行表達,是較為抽象的表現形式,需要結構設計師能夠從工業設計師的視角去思考和理解。
3、進行產品結構設計
結構設計師根據產品的組裝方式,硬件堆疊的安裝與固定方式等主要方面,開始規劃產品的內部結構,如硬件固定方式是卡扣固定,還是螺絲固定;主要零件殼體的結構形式,如正面裝配,卡扣扣合?;谙到y的結構設計規劃后,結構設計師繼續通過Creo/Proe數字化軟件進行深入,詳細具體的結構設計。
此時的結構設計,需要結構設計師能夠系統性的規劃。從產品創意和美學,到產品的智能制造,到產品產線的組裝裝配,甚至到后期的消費者安裝與拆解,維修等,都需要結構設計能夠系統性的思考和設計。
該環節是結構設計師的核心工作。需要結構設計師能夠精通Creo軟件的建模,掌握結構設計的形式,流程和方法,擁有豐富的產品結構設計經驗,能夠結合產品實際情況,進行各種不同的結構形式創新和設計,且需要能夠精通智能制造相關的經驗,如不同模具的制造過程,精通各種材料特性,掌握各種工藝的處理。
字符圖案絲印工藝
陽極氧化工藝前期處理
真空鍍工藝
4-5、進行產品原型機的制作
結構設計完成后,需要制作樣機,將堆疊硬件裝配成產品,檢查檢驗結構設計是否合理,產品功能試用。該環節是檢驗結構設計是否成熟合理的關鍵步驟。
產品手板制作過程
6、和供應商(模具廠)對接,進行產品結構設計的評審
經過步驟4-5的結構設計驗證和修改后,和供應商進行對接,進一步溝通后續的智能制造環節。供應商(模具廠)根據產品的模具設計及后續加工和工藝情況,進一步檢驗結構設計的合理性及可靠性,并提出修改建議。
產品生成模具
7、凍結數據,輸出物料BOM表等文件
數據凍結意味著結構設計的主要工作完成,輸出相關文件,配合模具廠進行下一步的智能制造,如產品物料的BOM表,工程2D圖的輸出等。
產品物料BOM表
8-11、模具設計完成后,進行產品的試產,測試,批量化生成
在模具設計完成后,進行模具的試產與磨合,一般會經歷T0、T1,甚至T2等多次的試產,直到模具等設備的智能制造環節能夠穩定生產。最后進行產品的批量化生成,根據客戶的訂單數量進行。如蘋果,華為等客戶,產品訂單可能是千萬級別的。規模級以上的訂單對模具的設計和生成管控能力要求極高,直接體現了企業的技術水平和管理能力。
05
結構設計師的能力要求
通過上述產品結構設計流程可見,結構設計是一項高度交叉,又極具商業風險的工作。工作屬性決定了結構設計師必須具有強大的綜合能力。結合產品開發流程,10+的工業設計經驗,小編總結了結構設計需要具備的能力。
結構設計師擁有如下能力:1、需要掌握極好的Creo/Proe建模技能,2、掌握豐富智能制造的經驗,如模具制造,CMF工藝,3、掌握系統成熟的結構設計流程和方法,4、對美學的理解和表達能力,5、良好的溝通表達能力。
1、掌握優異的Creo/Proe建模技能
Pro/Engineer是美國參數技術公司(PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。
Pro/Engineer軟件以參數化著稱,是參數化技術的領導者,在目前的三維造型軟件領域中占有著絕對重要地位。Pro/Engineer作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領域的新標準而得到業界的認可和推廣,是現今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一,特別是在國內產品設計領域占據重要位置。Pro/Engineer新版本的叫Creo,目前最新版本是Creo 9.0.1版本。
在國內,產品設計領域的結構設計,Proe/Creo是絕對的主流。所以,在學習結構設計時,特別是對于初入行的同學而言,一定選擇學習Proe/Creo。
對于初學者而言,掌握Creo的參數化建模理念是學習的核心?;趨祷砟钪碌摹居身斨料隆康慕K悸泛头椒ㄖ苯訋缀渭壧嵘Y構設計師的工作效率和配合。
2、掌握豐富智能制造的經驗,如模具制造,CMF工藝
結構設計師的工作與產品后端智能制造緊密結合,這就要求結構設計師能夠清楚工業產品的智能制造相關的專業性技能和知識。最典型的即是產品的模具相關知識。產品的批量化是通過模具設計和加工得以實現。產品的工業設計和結構設計需要確保在模具的設計,加工過程中沒有相關技術問題。而與產品美學直接相關的產品材料和工藝,即CMF直接影響產品的視覺感受。而CMF又是與產品的材料特性,工藝處理過程和效果有直接關系,所以結構設計師又必須掌握CMF的后端實現。
不同工藝帶來的不同質感和視覺感受
3、掌握系統成熟的結構設計流程和方法
不同的產品類型,不同的功能定義,不同的造型,決定了產品的結構形式不同,作用不同。這要求結構設計師能夠掌握常用的結構形式,如止口與反止口,卡扣與卡槽,止骨與反止骨等。
紅色示意卡扣與卡槽結構
紅色線所示的止口與反止口結構
結構設計師需要應對不同的產品,需要掌握系統成熟的結構設計流程,思維和方法。只有這樣才能適應實際工作需要,確保產品結構設計的可靠性和產品品質。如手機結構設計的復雜性是很多產品的結構無法比擬的。
4、對美學的理解和表達能力
如前面所述,結構設計師是工業設計師創意實現的保障,這其實是理想與現實的矛盾。工業設計師追求創意和美觀,過度的追求給產品可靠性帶來一定風險,結構設計師對工業設計不成熟的想法帶來了限制與約束。而結構設計師過于理性與嚴謹的思維和心態,又很容易導致設計與工業設計師最初的設計美學有較大偏差。這無形中需要結構設計師能夠在保障產品可行性的情況下,更多學會感受工業設計師的情感與美學。
典型的因為結構設計過于嚴謹導致的產品造型發生非常大變化。(藍綠兩條線走勢明顯變化)
5、良好的溝通表達能力
因結構設計工作前端銜接工業設計師,后端銜接供應商,需要結構設計師能夠具有系統性理解設計定位的能力,更需要結構設計師能夠對前端和后端保持良好的溝通,避免設計工作協作中的內耗帶來的項目延期等各種問題。
061
結構設計師的未來發展與人才缺口
我國是制造業大國,隨著制造業朝向智能制造的快速發展,企業和制造業對結構設計師人才的需求更加旺盛,工資待遇也是明顯提升。以職友集數據來源可得,產品結構設計師 10K-15K 工資的占比最多,達 39.6%,普遍職位招聘薪資范圍 9-14K ,應屆生薪資可達 8.5K,中專學歷 9.4K 起步,大廠/熱門行業(新能源)/部門主管/結構總監級別薪資可觀,尤其是項目經驗豐富的結構設計師,起薪就超過 25K。
起步工資統計-職友集
海爾招聘-BOSS直聘
韶音科技招聘-BOSS直聘
熱門招聘需求主要集中在機械制造業發達城市,比如東莞、深圳、佛山、廈門、中山、廣州、上海、北京等地,東莞產品結構設計師招聘需求量最高,占11.0%,在全國中排名第1。其次是深圳占10.7%,廈門占9.8%,佛山占8.6%。
招聘需求量地區排名(全國)-職友集
相比其他職位,結構設計師對于學歷要求并不嚴格,相比學歷更看重經驗,項目能力.技術過硬,有優秀項目經驗的產品結構設計師無疑在招聘市場更具競爭力,同時也更能夠獲取高薪待遇。
同樣以職友集數據來源,產品結構設計師企業招聘要求中學歷要求大專占38.3%,不限學歷占31.8%,本科占19.5%,中專占4.5%,高中占4.5%,碩士占0.66%,初中占0.53%,中技占0.26% 。
企業招聘要求分析-職友集
由此可見,產品結構設計師對于傾向技術型發展的人才是非常好的職業選擇,特別是沒有學歷優勢,職業背景優勢的小伙伴而言,結構設計師崗位是人生新機遇!
產品結構工程師就業方向主要是面向品牌企業研發和設計中心,設計公司,高科技企業公司,最開始的可能是助理工程師,然后發展成獨當一面的結構工程師。值得說明的是深圳作為科技之城,設計之都,對于結構設計師人才的需求可謂火爆異常,很多公司直接到品索設計進行對接結構設計師人才的現場招聘。
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