《机械设计学》课件
第八章 机械产品的商品化设计
第一节 产品的市场竞争力和商品化设计
为市场而生产的产品就是商品。
商品应是为满足人们需求而设计生产的具有一定用途的物
质和非物质形态服务的总合、它应包括三方面的内容
产品实体—即提供给消费者的效用和利益。
产品形式—产品质量、品种、花色、款式、规格及商品包
装等。
产品延伸—产品附加部分如维修、咨询服务、交货安排等。
所以，一个仅在技术上成功的产品不一定在市场上能获得
成功，一个产品只有在市场竞争中获得成功，才能给企业
和社会以真正的效益。
《机械设计学》课件
一、企业的商品化总体战略
它包括销售、经营和设计三个方面。
销售：销售方面要做好市场调查、广告宣传和售后
服务。
经营：经营方面要提高产品的制造质量，树立良好
的企业信誉，以保持质量上的优势，为产品竞争做
出有力的质量保证；
设计：设计是为了提高产品的品质和降低产品的成
本。要努力建立产品的“差异性”特质。
《机械设计学》课件
二、产品竞争力三要素：
1、功能原理设计：具备产品功能原理的新颖性，这是
竞争力的核心要素；
2、实用化设计：具备产品技术性能的先进性，优良的
技术性能是产品竞争力的基础要素；
3、具备产品竞争力的心理要素，提高产品的吸引力，
迎合顾客心理。
功能原理设计和实用化设计己在前面阐述，本章就第
三个要素即作为进入市场前的最后加工的商品化设计
问题进行讨论。
《机械设计学》课件
为使机械产品设计适应商品竞争，设计中必须
重视采取商品化设计措施。这些措施主要是要注重
外观设计，降低产品成本，提高适用性和缩短设计
周期等。
全面而优良的商品化设计，将使产品在市场上
充满活力。以适用，美观，价廉的市场风格而形成
强大的吸引力。这正是设计工作者在市场经营机制
中为竞争的优势而设计所追求的目标。
《机械设计学》课件
第二节 机械产品的艺术造型
——商品化设计措施之一
艺术造型设计：来自工业设计(Industrial
Design，简称ID)范畴。就是运用科技，经济文化
艺术等知识和手段给工业产品创意性的“包装”，
给予工业产品的功能以特定的艺术表现，创造有实
用价值的产品的立体形象并使之富有美感的效果。
《机械设计学》课件
一、机械产品造型设计的概念
机械产品造型设计：以机械产品为主要对象，
着重对于造型有关的功能、结构、材料、工艺、美
学基础、宜人性（指产品的功能特点适宜人操作使
用的程度）以及市场关系等诸多方面进行综合的创
造性设计活动。
造型设计是产品设计的重要内容之一，对其价值有
着直接的作用；通过艺术造型．将工程技术问题和
形态的艺术表现融为一体，追求产品在外型设计、
表面材料的选择和工艺以及色彩格调等方面均达到
适用、经济、美观的外观质量。
《机械设计学》课件
二、造型设计的基本原则
实用、经济、美观是造型设计的三项基本原则。它
是根据造型设计的规律总结出来的科学原则。
实用、经济、美观三者的结合与统一，是设计工作
的内涵，又是矛盾的统一这一普遍法则在设计工作
上的体现。三者互相关联，相互制约，三个原则缺
一不可。
其基本关系应该是：在实用的前提下，讲究美观，
实用与美观必须以经济因素为制约条件。
《机械设计学》课件
“实用”：总的要求是指造型设计必须有良好的使用
功能。表现为产品性能达到高效率，方便，安全，易
保养，人机协调等特点，以满足人民生活或生产实际
应用。
“经济”：即用价值工程理论指导产品造型，使材料
和工艺恰如其分地运用，构成产品的“经济”品质。
对产品按标准化、系列化、通用化的要求进行设计。
“美观”：即造型美，是产品整体各种美感的综合体
现。美观既包括匠意的美(造型、纹饰、色彩)，也包
括材料的美和加工制作工艺的美。注重当代人的审美
思潮，强调审美的积极作用。以健康清新的形与色助
人向上．使之产生高尚的情操。
《机械设计学》课件
三、造型设计的要素
机械产品造型设计，是运用艺术的形式和手段去
发挥和体现产品的功能特点及其科学性和先进性。
它是现代科学技术与艺术有机结合的产物。
(一)功能基础
这里指的功能是产品特定的技术功能，功能将决定
产品形体的整体布局和外型轮廓。造型要充分体现
功能的科学性，使用的合理性及具有易于制造，易
于修理的特点。
《机械设计学》课件
(二) 物质技术基础
（即：物质物质技术基础技术条件）是实现产品功
能的保证。机械产品的物质技术基础主要指的是结
构、材料、工艺、配件的选择。生产过程的管理以
及采用合理的经济性制约条件等。
(三)艺术形象
机械产品除具有供人们使用的功能条件外，还要求
审美性。使产品的形象具有优美的形态，给人以美
的享受。因此，当机械产品在进行造型设计的时候，
必须做到在实现功能的前提下，在选用材料、配件、
工艺等物质技术条件的同时，充分地运用美学原则
和艺术处理手法，塑造出具有时代特征的优美产品
形象。
《机械设计学》课件
功能基础、物质技术基础及艺术形象，三个要素有机
结合在一起：
1）功能基础体现了产品的实用性，是造型设计的主要
因素，它起着主导性和决定性作用；
2）物质技术基础体现了产品的技术性，是实现功能的
基础；
3）艺术形象则体现了产品的艺术性。造型设计只是手
段。若单纯强调功能，忽视艺术形象探讨，则不能满
足人们对产品的时代审美要求，也不能使产品具有功
能全面、有现代感的新型造型。材料、结构、工艺均
为功能服务，但也不是被动与消极因素。艺术形象虽
是一种表现形式，但又能动地影响着功能、材料和技
术发展。三者之间作用相辅相成。
《机械设计学》课件
四、机械产品造型设计的美学法则
机械产品造型欲求良好的艺术效果，必须按美学法则
来进行设计。主要有下述几点美学法则：
1．统一与变化
统一：是指造型设计中各局部之间具有呼应、连结秩
序和规律性，造成一致或具有同一趋势的感觉。
变化：是指造型设计中呈现出的种种矛盾对立。
应注意产品各组成部分在“形”、“色”、“质’’
各方面给以统一整体效果，以达到和谐一致，而形式
上有些差异，多样化，使造型产生新异感、运动感，
从而获得生动新颖的造型效果。
总之：统一与变化法则是基本法则，而且是：“基本
统一，稍有变化”。这样就能获得良好的美学效果，
《机械设计学》课件
《机械设计学》课件
2．对比与调和
对比与调和是反映和说明事物同类性质和特性之间差
异或相似的程度。运用差异和相似之间的矛盾来追求
产品形态的完美。在造型设计中：
1）对比：指造型性质相同，而对其存在的差异性的
强调，如各因素比较大小、虚实、亮暗、重轻等以达
到彼此作用、相互依托，从而使得形体活泼、生动、
个性鲜明、增强造型感染力；
2）调和：是寻求同一因素中不同程度的共性，使之
彼此接近产生协调和谐的关系，它包括表现方法的一
致、形体的相通、线面的共调、色彩的和谐等。
《机械设计学》课件
3．稳定与轻巧
稳定与轻巧是构成产品外形美的因素之一。是人们
在长期克服与利用重力的过程中形成的一套与重力
有联系的审美观念。
1）稳定：是指在重心靠下或下部具有较大面积的
原则下，使产品的形体保持一种稳定状态的感觉。
稳定包括两个方面：实际稳定和视觉稳定。
2）轻巧：是指在稳定的外观上赋予活泼的处理方
法，使形体呈现出生动、轻盈的感觉，
《机械设计学》课件
《机械设计学》课件
《机械设计学》课件
4．对称与均衡
凡是具有形式美感的形体．都具有对称与均衡的特
性。
1）对称：是在轴线或支点的相对端面布置同形、同
量的形象而取得较好的视觉平衡，形成美的秩序，给
人以静态、条理美。机械产品的造型设计多采用对称
手法，以增加产品的稳定感。
2）均衡：是对称在形式上的发展。是形体在假设中
心线或支点两侧或量感的平衡。在产品造型中，完全
对称的形态是少见的。一般由于功能与结构的影响，
或是考虑丰富造型的形象变化，要求突出对称格式。
但要处理好体量虚实、构件和配件的安排、色彩组合
等设计以使产品保持均衡的效果。机床的侧面多采用
均衡形式。见图8—6。
《机械设计学》课件
《机械设计学》课件
5．比例与尺度
1）比例：是指造型局部与整体之间匀称的关系，
即形体各部分之间的量变关系，比如整体与某一局
部的构件长、宽、高之间的大小关系，整体与局部
或局部之间的尺寸关系。它是用几何语言对产品造
型美的描绘。
2）尺度：是指产品与人们的某些特定标准之间的
比例关系。人体的体量大小，是衡量尺度的标志。
尺度是解决与人的合适度问题。产品与人相称的统
一尺度，是使产品宜人的重要方面，受材料、结构、
工艺条件和功能制约。。
以上是五点主要的美学原则。
此外，还要注意节奏与韵律，主从与重点，比拟与
联想等附加的美学规律。
《机械设计学》课件
《机械设计学》课件
五、机械产品的造型手段
影响机械产品造型的因素很多，只有调动一切造
型手段才能创造出较为完美的产品形象。这里对
产品造型设计不作详细论述，只从下述几方面给
予简介：
1 形态构成
产品造型设计是一种有目的的视觉形象的创造
活动。是为实现功能目的而进行的产品形态的塑
造。要使产品呈现出与其内容和谐统一的形态美，
就要掌握形态设计的一般原理和形态构成的基本
设计方法。
《机械设计学》课件
(1)体量 剖析任何机械产品都可看出，造型产品
各部件、组件和零件均由一些简单或复杂的几何
体组成。图8—8，叉车的形态分解：
主体造型的各部
分形状完成后．它们
体量可大可小，如何
适当组合完全取决于
其比例或尺度关系。
要处理好形体之间的
比例与尺度需遵循美
学原则，图形之间比
例关系的法则及人机
程学的要求等。
《机械设计学》课件
(2)形态 形态是造型
最本质的东西。构成
产品外观的线、面、
体等形态要素具有不
同的形状。形状的变
化与统一，将使造型
产品形成简洁的外观。
形态构成可采用多体
组合、单体切割和多
体过渡三种基本形式
．如图8—9。
《机械设计学》课件
为达到形态统一，可采用两种方法：
一是“以次衬主”，即将所有次要部分去陪衬某
一主要部分。
二是“相互协调”，即同一产品各组成部分在形
状和细节上保持相互协调。如电子计算机造型采
用同一种基本形体(矩形体)或采用变化不明显的
几个形体组合形成较谐调之效果。
《机械设计学》课件
(3）线型 造型产品均由无数简单的几何面体所组
成。它们结合后的结构线，形体的边界线和造型立
面上各零、部件的轮廓线等均构成形体的线型。
线型有视向线及实在线两类。
视向线：指造型产品的轮廓线，以视向变化而不同；
实在线：指装饰线、分割线、压条线等。
《机械设计学》课件
小汽车、飞机等多选流线型(图8—10a)，以保证其
运行阻力为最小。
机器设备多选直线型(图8—10b)以考虑机体的安定
与操作的方便。
《机械设计学》课件
线型“主调” ：线型组织过程中，必须突出某一方
向的线型，以产生线型的“主调”，使产品具备鲜明
的性格特征。而线型“主调“，主要根据造型产品的
功能和其上的运动部件主要运动方向而决定。如普通
机床，其线型“主调”应是水平、垂直两方向的线型。
而小汽车采用水平线和斜线的组合，水平方向的线型
“主调”(图8—11)，一方面使汽车外形给人以生动
活泼安全之感．强调了汽车前驱的运动趋势。
《机械设计学》课件
2．材质工艺
材料是机械产品造型的物质基础。
工艺是造型得以实现的手段，也是保证造型质量的
关键。
材质美与工艺美的有机结合，为造型设计提供了变
化无穷的造型手段。
《机械设计学》课件
3．色彩
色彩有三要素：即色相、明度、纯度。它们是研究
色彩的基础。
色相：就是色彩的名称，是区别色与色的相名。是
依波长来划分的色光的相貌。在诸色相中，红橙黄
绿青蓝紫是七个具有基本感觉的标准色相。
明度：即指色彩的明暗程度。每—种色彩都具有自
身的明暗程度。其中白色明度最高，黑色明度最低。
《机械设计学》课件
纯度：是指色彩的饱和程度(即色光的波长单一纯
度)。标准色纯度最高，混合色纯度低。产品表面
结构会影响表面色彩的纯度感觉。表面愈平滑，
色彩纯度高；表面愈粗糙，色彩纯度低。
机械产品的色彩设计关键在于色调设计。色
调即是一组色彩配置总的倾向。色调设计要考虑
与工业及地理环境相协调，使之成为环境中一个
有机组成部分。产品使用功能不同，其色彩面饰
要求不同。例如普通车床，为耐油污和便于保护，
一般用色宜深沉。但机床的显示装置部分色彩则
要求明显醒目，隐蔽部分色调要安静、沉着，而
显示部分色调则要鲜艳夺目以引入注意。除确定
主色调外，要注意色彩配合的主次。
《机械设计学》课件
4．装饰设计
表面装饰是产品获得美好外观的基本手段．也是
造型设计中不可缺少的一部分。产品的表面装饰
具有吸引顾客、宣传产品功能的作用，使产品更
具有竞争能力。
产品表面装饰：是指出其表面进行艺术性的工艺
处理或增加各种精美的附加件。表面装饰必须符
合美的形式法则，装饰的题材、风格等要服从产
品功能，且要突出重点、主题和重点应放在最醒
目和视线最好的部位上。
装饰手法多种多样：有合理利用材料表面的质感
和肌理装饰；有强烈实用性的色彩装饰和图案纹
装饰．线的装饰等。此外，还有标牌、文字、商
标装饰等。
《机械设计学》课件
如商标装饰：
商标作为图形符号，基本上由三部分组成，即“形
象”、“名称”及“视觉识别”标志。现代商标设计
趋向于两个方面即表现形式符号化和艺术效果广告化。
商标设计应具有显著待征，易于识别，要符合商标
法。一般应遵循下列原则：
1）商标设计要简明醒目，具有强烈的视觉传达性，
具有明确的象征意义。
2）要避免与其他商品生产产生类同，必须独具一格，
新颖别致，以增强识别力。
3）商标设计作为非功能设计，起着美化产品、平衡
视觉、增强产品艺术感染力之作用，应具有生动、优
美的艺术形象。
《机械设计学》课件
5．造型设计的表现技法
机械产品造型设计中常用的表现技法包括设计草图、
设计效果图和产品模型等几种。
《机械设计学》课件
六、机械产品造型设
计的程序
造型设计分为三大阶
段：准备阶段、设计
阶段和完善阶段。
《机械设计学》课件
第三节 价值优化设计——
商品化设计措施之二
价值工程(value Engineering )简称()，起源于
美国，1947年由工程师麦尔斯()创始。
要求产品“物美价廉”。这即是用户选择产品时
的价值观念。
一、价值和价值优化设计
设计是生产活动的重要组成部分。衡量设计是否成
功的基本指标之一是社会效益和经济效益。它们主
要体现在设计对象——产品上。
对产品的社会效益和经济效益的考核，通常使用“
价值”概念。
《机械设计学》课件
产品的价值(以V表示)通常定义为产品的功能(以F表
示)与实现该功能所耗成本(以C表示)。用公式表示：
V = F/C
此处F可以通过用户为获得一定功能所付的费用来表
达。
V值的大小可作为衡量功能与成本关系的标准。当V
＝l时，表示以最低的费用实现了产品要求的必要功
能，两者的比例合适；当V＜1时表示实现产品的必
要功能付出了较高或过高的成本，两者的比例不合
适，应予改进。
《机械设计学》课件
从上述公式不难推断出在产品设计中要提高产品的
价值V可从下述几方面入手：
价值优化设计的研究应从两方面入手：一方面进行
功能分析．保证产品必要功能，去除多余功能，提
高产品性能；另一方面要进行成本分析，注意改善
产品的经济性，考虑最大限度地降低产品成本，以
提高产品价值．使产品真正成为构美价廉的商品。
《机械设计学》课件
二、价值优化中的功能分析
任何产品都具备其特定的功能。而机械产品的
各个组成部分也有其各自的特定功能。功能分析的
目的是研究功能本身的内容及其各功能之间的相互
关系。功能分析就是把所要求的功能进行抽象的描
述，分类、整理并加以系统化，以便从中我们提高
功能值的途径。
1．功能的几种分类
在价优工程中，可按下述三方面来分类：
(1)按功能重要程度分类：分为基本功能和辅助功能。
《机械设计学》课件
（2)按满足用户要求性质分类：分为使用功能和外
观功能。
1)使用功能指产品在实际使用中直接影响使用的功
能。它通过产品的基本功能和辅助功能来实现。包
括可靠性、安全性及维修性等。
2）外观功能指反映产品美学的功能。 一般可靠人
的器官感觉和思维去判断．如造型、包彩、包装等
（3）按功能相互关系分类：分为目的功能(上位功
能)和手段功能(下位功能)。
目的功能是主功能，总功能；
手段功能从属于目的功能，为实现目的功能起手段
作用。
《机械设计学》课件
对产品功能定义和分类后可把隐藏的功能全
部揭示以便于抓住本质，从而根据用户需要确定
产品的必要功能。消除不必要的多余功能。对于
新产品，为创造出实现所需功能的新方案。就须
对老产品进行适当的功能分析，了解其关系以便
开阔设计思路。设计出实现功能的新原理、新结
构、达到创新产品之目的。
《机械设计学》课件
2．功能整理
功能系统图：是功能实现方式的展示。它从实现
产品总功能出发，通过寻找功能实现手段的方法，
找出下位功能并依次递推直至找出末端功能。一
般形式如图8-13所示。
功能域：功能系统图中．凡能独立完成某种功能
并自成一个系统的功能区域(如图中点划线所围区
域，可视为由一组关系密切的功能组成的一个功
能群，称为功能域。
《机械设计学》课件
《机械设计学》课件
如图8—l4中以箭头为界，右侧是产品结构；左侧是
功能系统图。
《机械设计学》课件
三、价值优化对象的选择
1．选择的基本依据
具体进行时要经过分析，研究和综合判断来决定。一
般来说，凡在生产经营上有迫切的必要性，在提高产
品功能和降低成本上有较大潜力的产品或零、部件都
可作为选择对象。
2．选择方法
这里仅介绍常用的两种：
(1)功值系数分析法 这种方法是寻求功能与所占成
本份额不相适应的零、部件作为重点改进对象。
《机械设计学》课件
1)功能系数 它表征该零件对产品功能的影响，反
映了该零件在产品中的重要程度。功能系数愈大，
该零件对产品功能影响愈大，愈重要。 Fi
《机械设计学》课件
2)成本系数 它表征该零件所占总成本的份额。若第
i种零件成本为Ci，产品总成本为C总，则成本系数Ki
定义为： Ki = Ci /C总
3)功值系数 零件的功值系数定义为该零件功能系数
Fi与成本系数Ki之比，若以Gi表示第i种零件的功值
系数，则： Gi= Fi / Ki
若Gi=1，则表示该零件功能价值与成本份额相当。
若Gi>1，则表示该零件占成本份额低。亦即其它部分
成本偏高，须对这些部分采取措施。
若Gi＜l。则表水该零件成本过高．与功能价值不适
应，应予改进。
《机械设计学》课件
(2)“ABC”分析法 (又称比重分析法）利用此种方
法可以选出占成本比重大的零部件作为成本分析对象。
1）首充按产品的零部件列出各自所占总成本的份额，
然后按所占成本份额的大小进行排列，最后将产品的
全部零部件分A、B、C三类：
取占零部件总数的10％，但其成本约占产品总成本
的60％一70％ 属A类；
20％，但其成本约占产品总成本的20％的零件属B类；
70％，其成本仅占产品总成本的10％一20％的零件属
C类。
用此分类找出对产品影响最大的A类产品为分析
重点，作为降低成本的主要对象。
《机械设计学》课件
四、产品功能的价值计算
对产品的总体功能及功能域进行定量的价值计算。
功能值：要对功能的价值进行定量计算，必须把功
能(F)数量化(即用货币表示功能值多少钱)，称为
功能值。
然后除以该功能的现状成本(生产产品实际花费
的工厂成本)。
产品的功能价值如下式：V0=F0/C0
F0——功能值；
C0——现状成本值。
《机械设计学》课件
分析：
最大值：V0 =1 （希望值）
一般：V0 <1
若：V0 <<1 应改善。
具体求功能值可用理论成本标准法、实际成本标准
法、功能重要度评价法或以市场上各产品的实际价
格范围作参考标准等等。
《机械设计学》课件
五、降低成本的途径和措施
产品的总成本=生产成本+使用成本。
随着对产品性能要求的提高，生产成本会增加而使用成本
将降低：
《机械设计学》课件
六、价值优化工作的程序
《机械设计学》课件
七、价值优化——实例Z3125型移动式万向摇臂
钻床的价值分析
1.概述
Z3l25型万能摇臂钻床
是一种小型孔加工万能
设备。能在该摇臂的回
转范围内加工垂直孔、
水平孔及各种斜孔。产
品外型见图8—16。
《机械设计学》课件
由于是属新设计的产品，故功能上尚须改进处有以
下几点：
1)减小水平移动摇臂时所需施加的力，并提高夹紧的
可靠性。
2)增加摇臂手动微进给机构，以适应加工斜孔、水平
孔时找正位置的要求。
3）提高绕十宇头水平轴线旋转的灵活性。
4)降低噪声。
本产品成本上与同类型老产品Z32摇钻相比，其成本
仍高出1800余元。
《机械设计学》课件
经分析．在满足功能改进要求的前提下，暂把产品
的功能值定为4000元。最终应把达到Z32钻床的成
本水平作为奋斗目标。
2．产品功能系统图和功能重要度系数的确定
(1)功能系统图的确定 具体方法是从产品总体功
能“提供万向孔加工”开始，通过逐阶往下寻找手
段功能来完成。绘出功能系统图如图8—17所示。
(2）功能重要度系数的确定 功能重要度系数是以
功能域为单位逐阶计算确定的。功能域的重要度系
数可由四位有经验的产品设计师通过直接打分的方
法确定。从一阶功能域作起，依次至下一阶功能域。
图8-18所示。
《机械设计学》课件
《机械设计学》课件
3．功能域和现状成本的确定
功能域和末端功能的现状成本应等于各功能域或末
端功能所包含的全部零件的现状成本。每个零件都应
有自己的归属，应划入相应的功能域或末端功能之内。
凡没有归属的零件只能视为不必要的功能应予取消。
零件的现状成本应该是已知的：图8-19各阶C栏。
功能值：图8-19各阶F栏。
4.功能域和末端功能价值的计算与成本降低额的预计
价值：如图8-19各阶的V栏。
成本降低额：如图8-19各阶的(C-F)栏。
《机械设计学》课件
5.收善措施与改进效果
(1)降低成本的改善措施 确定对象主要是根据
价值偏离l的程度及(C-F)值的大小。价值远小于1且
（C-F)值较大者为重点改善对象。采取改进设计等措
施．提高其价值以达到整机成本不超过4000元的目标。
如“移动整机”(F2e)功能域现状成本为277元．而功
能值仅为212元。它的四个下位(末端)功能域的价值
分别为F3h＝，F3j＝，F3k＝，和F3l＝
， 说明前两个末端功能成本过高，尤其F3j(“提
供地面移动”)应把其作为改善对象。
如图8-20：
《机械设计学》课件
《机械设计学》课件
(2)提高功能方面的改善措施 改善对象：主要是根
据用户要求确定。同时价值远小于1的功能域或末端
功能，也存在功能需提高的情况。
本例根据用户提出的改进要求，对“实现摇臂平
移及垂直面的回转”这一末端功能进行分析：
原结构：摇臂在垂直面内是连同主轴箱、电动机座、
电动机一起回转。使得回转过于沉重，且不易对准孔
位。
改并措施：采取在主轴箱和摇臂之间加一圆盘，需回
转摇臂时只需转动主轴箱即可，摇臂水平位移可直接
以十字套作支承，省去大套(重，成本元)
且将原来的回转锁紧机构改用水平移动锁紧(如图8—
21)，由此功能提高而成本降低120元，
《机械设计学》课件
《机械设计学》课件
第四节 产品的标准化、系列化、模块化设计
——商品化设计措施之三
一、零件的标准化：通过对零件尺寸、结构要素、
材料性能及检验、设计方法和制图要求等制订出各
种各样的大家共同遵守的标准，如现行国标(GB)、
部标及企业标准。有了标准件则设计者无须重复设
计。只要从有关手册标准中直接查取选用即可。
《机械设计学》课件
标准按不同的级别颁发。我国标准分为国家标
准、行业标准、地方标准和企业标准。
对需要在全国范围内统一的技术要求，应
当制定国家标准，代号为GB，对没有国家标准
而又需要在全国某个行业范围内统一的技术要
求，可制定行业标准，如机械标准（JB）等；
对没有国家标准和行业标准而又需要在某个范
围内统一的技术要求，可制定地方标准或企业
标准，它们的代号分别用DB、QB表示。
《机械设计学》课件
在国际上，为了促进世界各国在技术上
的统一，成立了国际标准化组织（简称
ISO）和国际电工委员会（简称IEC），
由这两个组织负责制定和颁发国际标准。
我国于1978年恢复参加ISO组织后。陆续
修订了自己的标准。修订的原则是，在
立足我国生产实际的基础上向ISO靠拢，
以利于加强我国在国际上的技术交流和
产品互换。
《机械设计学》课件
二、系列化设计：是按标准化原理，以基型产品为
基础，依据社会需求，将其主要参数及形式变化排
成系列，以设计出同一系列内各种形式、规格的产
品。
设计要点：
了解优先数和优先数系：
GB321—80中规定以十进制等比数列为优先数系，并
规定了五个系列，它们分别用系列符号R5、 R10、
R20、 R40和R80表示，其中前四个系列作为基本系列，
R80为补充系列，仅用于分级很细的特殊场合。
《机械设计学》课件
Rr
优先数代号 数列中每隔r项增加10倍。
数列的公比为qr，如q10=
•优先数系的构成---
《机械设计学》课件
各系列的公比为：
R5的公比： q
5
≈；（ ）
R10的公比： q
10
≈；
R20的分比： q
20
≈；
R40的公比： q
40
≈；
R80的公比： q
80
≈。
《机械设计学》课件
三、模块化设计是近年来发达国家普遍采用的一
种先进设计方法，它是在市场调研基础上、通过对
产品功能分析，划分基本模块、通甩模块或专用模
块，以模块为基础而进行设计。通过模块更换或加
减来构成不同品种、不同规格的产品，以最大限度
地满足市场对产品品种的需求。如用模块组合原理
将不同功能的夹具、机床模块组合成为组合夹具、
组合机床．即是模块化的简单实例。它体现出同样
功能的情况下：价格低，设计周期短。
《机械设计学》课件
第五节 产品性能适用性变化
——商品化设计措施之四
1.适用性改变
2．开发新用途
3．增添附加功能，拓宽使用面
《机械设计学》课件
第八章 机械产品的商品化设计
本章重点 ：商品化设计在市场竞争中的作用以及四大
商品化设计技能。
基本要求：了解商品化设计的基本知识并能对真实产品
提出定性的商品化设计的改进措施。
§8-1 产品的市场竞争和商品化设计
市场才是检验设计成功与否的标准。
一、企业的商品化总体战略
企业商品竞争的总体战略包括销售、经营和设计三个方面：
销售：做好市场调查、广告宣传和售后服务，对产品的开发
方向起决定作用；
经营：提高产品的制造质量，以保持质量上的优势；
设计：提高产品的品质，降低产品的成本，要建立产品的“
差异性”特质。
《机械设计学》课件
第八章 机械产品的商品化设计
§8-1 产品的市场竞争和商品化设计
二、产品竞争力三要素
核心要素：产品功能原理的新颖性
基础要素：产品技术性能的先进性
心理要素：产品的外观造型和色调
三、商品化设计包括的内容
（1）产品的外观造型和色调：外观－入眼－预选－决赛
（2）进行价值优化设计：运用价值工程原理对产品各分
功能对应的成本进行对比，从而实现价值配比的优化。
（3）产品实现“三化”：标准化，系列化，模块化，从
而降低产品成本、缩短制造和设计周期。
（4）产品性能的适用性变化：考虑多功能的组合来满足
不同用户的不同需求。
《机械设计学》课件
第八章 机械产品的商品化设计
§8-2 机械产品的艺术造型——商品化设计措施之一
工业设计（Industrial Design）包括对工业产品的技术设
计和艺术设计方面的内容，其中艺术设计部分称为工业产品
的艺术造型或工业造型设计。
艺术造型设计就是运用科技、经济、文化艺术等知识和
手段给工业产品创意性的“包装”，给予工业产品的功能以
特定的艺术表现，创造有实用价值的产品的立体形象并使之
富有美感的效果。
在迈向21世纪进程中，面对市场的激烈竞争，一些基本
技术问题得到了社会性解决，谁也不可能在基本技术上占有
更大优势时，工业设计的地位就显得格外重要。
已经开设“机械产品艺术造型设计”课程，具体内容不
再重复。
《机械设计学》课件
第八章 机械产品的商品化设计
§8-3 机械产品的价值优化设计——商品化设计措施之二
价值工程（Value Engineering），简称，是美国工程师
麦尔斯（L. D. Miles）麦尔斯（L. D. Miles）1947年创立的。
Miles富有哲理性的名言：“顾客购买的不是产品本身，而是产品
所具有的功能。”明确说明了“功能”是产品的核心和本质。
价值工程是一种使产品达到“价廉物美”的有效的管理技术，
它研究如何以最低的寿命费用去可靠地实现用户要求的必要功能，
并提高产品的价值以取得较好的经济效益。
将价值工程的观点与思想运用于商品化设计中，特提出价值
优化设计。使产品的功能与目标成本达到最佳统一，促进设计思
路的开阔，创建新的设计原理和结构，使产品达到价廉物美，在
市场竞争中获胜。
《机械设计学》课件
第八章 机械产品的商品化设计
§8-3 机械产品的价值优化设计——商品化设计措施之二
一、价值和价值优化设计
在价值工程中，对产品的社会效益和经济效益的考核，通常
使用 “价值”概念。“价值”是一种评价标准，以此评价事物的
有益程度。
产品的价值（以V表示）通常定义为产品的功能（以F表示）
与实现该功能所耗成本（以C表示）的比。用公式表示：
（8-1）
式中F——可以通过用户为获得一定功能所付的费用来表达。
C——厂家为生产、销售产品所付出的总成本。
从上式可看出，价值是一个比较的概念其意义在于表示对于
付出这样多的耗费而取得那么多的成果是否值得的一种衡量。
《机械设计学》课件
第八章 机械产品的商品化设计
§8-3 机械产品的价值优化设计——商品化设计措施之二
二、价值优化中的功能分析
1、功能的几种分类
按功能重要程度分类：分为基本功能和辅助功能
按满足用户要求性质分类：分为使用功能和外观功能
按功能相互关系分类：分为目的功能（上位功能）和手
段功能（下位功能），即总功能和分功能
2、功能整理
即把功能分析的结果整理（绘制）成功能系统图。见
图8-13，。
《机械设计学》课件
第八章 机械产品的商品化设计
§8-3 机械产品的价值优化设计——商品化设计措施之二
三、价值优化对象的选择
1、选择的基本依据
对于企业的产品而言，选择产品价值低的为优化对象。对
于具体产品中的零件而言，选择结构复杂、体积大、材料
利用率低、废品率高的零件为优化对象。
2、选择方法：
仅介绍常用的两种：功值系数分析法 和“ABC”分析法
《机械设计学》课件
第八章 机械产品的商品化设计
§8-3 机械产品的价值优化设计——商品化设计措施之二
三、价值优化对象的选择
(1)功值系数分析法
2）成本系数 它表征该零件成本所占总成本的份额。
（8-2）
（8-3）
1）功能系数 它表征零件对产品功能的影响，反映了该零件
在产品中的重要程度，功能系数越大，该零件对产品功能影
响越大，越重要。
Next
《机械设计学》课件
零件
名称
一对一比较
评分
Pi
功能系
数
FiA B C D E F G H
A × 1 1 0 1 1 1 1 6
B 0 × 1 0 1 1 1 1 5
C 0 0 × 0 1 1 1 0 3
D 1 1 1 × 1 1 1 1 7
E 0 0 0 0 × 0 1 0 1
F 0 0 0 0 1 × 1 0 2
G 0 0 0 0 0 0 × 0 0
H 0 0 1 0 1 1 1 × 4
合 计 28
§8-3 机械产品的价值优化设计——商品化设计措施之二
功值系数的求法
《机械设计学》课件
第八章 机械产品的商品化设计
§8-3 机械产品的价值优化设计——商品化设计措施之二
三、价值优化对象的选择
(1)功值系数分析法
若Gi=1，则表示该零件功能价值与成本份额相当。
若Gi>1 ，则表示该零件占成本份额低，亦即其它部分成本偏
高，须对这部分采取措施。
若Gi<1 ，则表示该零件成本过高，与功能价值不相适应，应
予改进。
3）功值系数 零件的功值系数定义为：
（8-4）
功值系数法解决了零件功能与成本之间的可比性问题。
《机械设计学》课件
第八章 机械产品的商品化设计
§8-3 机械产品的价值优化设计——商品化设计措施之二
三、价值优化对象的选择
(2) “ABC”分析法
10%的零件，占总成本的60%～70%——A类
20%的零件，占总成本的20%——B类
70%的零件，占总成本的10%～20%——C类
又称比重分析法。利用此种分析法可以选出占成本比重
大的另部件作为成本分析对象。按零件成本所占总成本的比
例大小分类，
选择A类产品为分析重点，作为降低成本的主要对象。此法
的优点是能抓住重点，有利于集中突破。
《机械设计学》课件
第八章 机械产品的商品化设计
§8-3 机械产品的价值优化设计——商品化设计措施之二
四、产品功能的价值计算
要对功能的价值进行定量计算，必须把功能（F）数量化
（即用货币表示功能值多少钱），称为功能值。然后除以该
功能的现状成本（生产产品实际花费的工厂成本）。
产品的功能价值如下：
式中 F0 ——功能值
C0 ——现状成本值
（8-5）
产品功能价值的大小反映产品物美价廉的程度。就整个
产品而言，价值V0的最大值是1，一般均小于1。
《机械设计学》课件
第八章 机械产品的商品化设计
§8-3 机械产品的价值优化设计——商品化设计措施之二
四、产品功能的价值计算
求功能值实质是将功能货币化。它不同于一般产品的成
本估算，因它只是一种概念，而不是产品实体。功能值的确
定是人为的，它起着一个制定目标的重要作用。
具体求功能值的方法：
1、理论成本标准法；
2、实际成本标准法；
3、市场上各产品的实际价格范围作参考标准。
《机械设计学》课件
第八章 机械产品的商品化设计
§8-3 机械产品的价值优化设计——商品化设计措施之二
四、产品功能的价值计算
用功能分配系数（功能重要度系数fi和功能难易程度系数ai）
来把总功能值分配到各部件、零件。
（8-6）
ai取值不宜过大，为一经验系数。
五、降低成本的途径和措施
产品的成本由生产成本C1和使用费用C2组成。随着产品
性能要求的提高，生产成本会增加而使用成本会降低，其中有
一总成本的最低点。设计时应根据要求寻找性能适宜、总成本
较低的价值优化方案。见图8-15，
《机械设计学》课件
第八章 机械产品的商品化设计
§8-4 机械产品的标准化、系列化、模块化设计
——商品化设计措施之三
产品的标准化、系列化、模块化设计是现代机械设计争取
时间，提高速度的重要手段。
在不同的产品中有相当多的零部件是相同的，把这些另
部件标准化（如各种国标、部标和企业标准等），并按不同
尺寸作出系列化（包括产品的系列化），有助于提高质量、
降低成本和缩短生产周期。
模块化设计是近年来发达国家普遍采用的一种先进设计方
法。模块的划分必须强调功能的独立性。通过产品功能分析，
按功能划分成基本功能模块、通用功能模块、专用功能模块。
以模块为基础进行设计。通过模块的组合，实现不同的总功能。
《机械设计学》课件
第八章 机械产品的商品化设计
§8-5 机械产品的性能适用性变化
——商品化设计措施之四
产品的标准化、系列化、模块化设计是现代机械设计争取
时间，提高速度的重要手段。
为满足不同人对产品的不同需求，进行适用性变化设计。
包括：
1、适用性改变
2、开发新用途
3、增添附加功能，拓宽使用面
《机械设计学》课件
第八章 机械产品的商品化设计
作业：对所选的机械产品进行商品化设计。
《机械设计学》课件
零件
名称
一对一比较
评分
Pi
功能系
数
FiA B C D E F G H
A × 1 1 0 1 1 1 1 6
B 0 × 1 0 1 1 1 1 5
C 0 0 × 0 1 1 1 0 3
D 1 1 1 × 1 1 1 1 7
E 0 0 0 0 × 0 1 0 1
F 0 0 0 0 1 × 1 0 2
G 0 0 0 0 0 0 × 0 0
H 0 0 1 0 1 1 1 × 4
合 计 28
《机械设计学》课件
