一、工业设计的概念界定一、工业设计概念工业设计是一种创造性活动，是为服务、物品、过程及它们在各自的整个生命周期内形成的系统建立起来的多种品质。

从广义上来讲，工业设计是指为实现某种特定目的，从构思开始，指导建立一个具有可行性的实施方案，同时用明确手段将这一方案加以表现的行为，它包含所有利用现代化手段展开服务与生产的设计过程。

从狭义上来讲，工业设计是指产品设计，也即对人和自然间关联中出现的关于装备、工具的相应需求做出的回应，包括对生活维持、发展过程中所需工具、产品及器械等物质性装备展开的设计。

二、工业设计内容（一）产品设计。

工业设计的核心即是产品。

产品设计包括对产品进行构思，将艺术及科技有机结合、对人机关系于产品外部造型进行处理等方面的设计与研究工作。

（二）视觉设计。

对产品及与产品相关的视觉传达部分展开设计，如企业形象设计、广告设计、包装设计、展示设计、商标设计等。

（三）工业设计管理。

对产品设计全过程进行力量组织及管理，并对设计成果加以有效应用，使工业设计的价值和目标得以实现。

二、工业设计行业市场发展规模从世界范围看，工业设计的产业化进程伴随着二战后各国工业经济的重建开始起步。

截至2014年年底，全球已有20余个国家将推进工业设计的产业化发展纳入国家战略，将其视为占据国际制造分工链条上游高附加值区域的重要手段。

我国亟须从驱动传统制造业转型升级的高度认识工业设计的重要职能，推进工业设计产业体系建设，加快塑造制造业新优势。

一、产业规模显著增加（一）企业数量的高速增长。

截止到2014年年底，全国已有工业设计相关企业超过7500家，其中职业工业设计公司超过2500家，两者相比较上世纪末增长近百倍；（二）产业园区数量的快速攀升。

目前全国已建成的文化创意类或制造业服务类产业园区超过1000家，其中半数以上将工业设计纳入主体业务范畴。

此外，如上海国际工业设计中心、广东工业设计城、无锡工业设计园等专业性工业设计产业园区也在近年持续出现；（三）劳动力数量与教育规模的急剧扩大。

目前全国已有工业设计从业人员约50万人，其中约60%分布于华南、华东、华北等制造业集中地区。

开设工业设计专业的大专院校超过500所，在校学生约10万人。

开设交互设计等工业设计相关专业院校约为1700所，设计类在校学生总数超过140万人。

二、制造业需求持续增长近年来，我国制造业企业在工业设计相关专利持有量方面持续增长。

以2009年为例，国内制造业企业在外观设计、实用新型、发明等三类专利的授权量分别为249701件、203802件和128489件，分别为2001年的5.73倍、3.75倍和7.88倍。

21世纪迄今的十余年间，以联想、海尔、上汽等为代表的一批国内制造业企业为实施品牌化和全球化发展战略，已明显加大在产品开发流程中导入工业设计的比重，以此突破同质化瓶颈，提升产品附加价值，赢得了日趋多元的消费市场青睐。

与此同时，为满足制造领域日益多元化的产品设计需要，以消费类电子、交通工具、通讯器材、工业工程及部分装备制造业领域为代表，国内已快速成长起了一批颇具社会影响力的职业工业设计服务公司，如北京的洛可可、志翔创新，上海的指南、龙域，广东的浪尖、毅昌科技等，其中一部分已具有较强的技术与市场能力。

在专业制造领域，如通讯器材行业中的德信无线、中电赛龙、希姆通等工业设计公司经过若干年的发展积累已初步具备了一定的行业领导力。

三、工业设计关键技术与方法一、计算机辅助工业设计（CAID）工具工业设计的核心是设计创新，用工具和方法有助于提高创新工作的效率。

应用最广的就是计算机辅助工业设计（CAID）工具，主要包括绘图工具、草图设计工具、色彩方案设计工具、虚拟现实仿真工具、美学评价工具、并行与协同设计工具等。

这些工具有专门的计算机辅助工业设计软件，有些是绘图软件中的模块，“如Pro/Engineer、EDSUnigraPhics、EUCLID、Autodesk、Solidworks等都提供了有关产品早期设计的系统模块，它们称之为工业设计模块、概念设计模块或草图设计模块”。

除此之外，还在模型概念设计初始就应用计算机辅助工程（CAE）工具，进行结构强度的动力学分析，为结构设计提供参考数据，使同类电子产品在样机制作出来之前，即可预知设计是否存在缺陷，可及时修改设计。

也有针对产品造型概念创新专门开发的CAID模块，如“基于形态组合产品造型概念创新CAID模块”。

形态组合创新设计方法（形态分析法）是通过形态的分解和组合，搜索各种可能设计方案的一种方法，其基础是形态学矩阵，通过对产品的基本信息特征进行切割与组合操作，实现产品创新的原理和方法。

该“CAID模块”（又称PCD－CAID模块）作为产品工程设计的前期设计工具，能够根据用户的要求，快速、准确地形成产品形态的三维实体模型，并通过与3DSMAX间的数据交换，输出产品效果图。

可实现产品设计初期造型设计、定型、后期细节设计，并为计算机辅助制造（CAM）提供数据模型。

湖南大学开发的“基于设计任务模型的计算机辅助产品造型设计系统”，是面向数控机床造型设计领域的计算机辅助产品造型设计系统。

该系统以“任务”为主要线索，构建设计任务模型，实现产品造型设计过程到软件业务逻辑模型的映射；产品设计过程也是一个多方案选择求解的过程，用户在使用系统的过程中通过检索已有案例，对设计案例进行分析比较，修改案例以及体验当次设计过程来完成自学，逐渐由机床造型设计领域的新手成长为专家。

二、面向产品造型的结构优化设计方法结构优化设计是计算力学的一个分支，它致力于研究系统而高效地改进结构设计的方法，以帮助工程设计人员设计出既经济又可靠的工程结构。

结构优化根据研究方法不同分为尺寸优化、形状优化和拓扑优化，它们之间既有区别又互相联系，对于结构的不同设计阶段起着不同的作用。

面向产品造型的结构优化设计，用结构优化的方法来解决产品造型中的优化问题。

“基于遗传算法的产品意象造型优化设计方法”和“基于结构方程模型的产品意象造型优化设计方法”，运用语意差异法提取内隐的用户意象语意信息，运用多维度尺度法、形态分析法分析产品造型特征，确定产品造型要素，再由数量化一类方法求取造型特征与感性意象之间的量化关系，最终对依层次分析确定的目标函数进行遗传优化得到设计方案。

“面向产品造型设计的三维形状混合算法”中形状混合技术是通过混合具有不同外观的产品生成众多特征不同的新形状，给设计师提供大量的设计素材，激发设计师设计灵感，辅助设计师造型创新。

它用A VL树实现了STL文件数据的半边结构的拓扑重建；完成任意零亏格三角网格模型到单位球的投影，实现模型中心投影算法，提出有选择性迭代以消除投影折叠的方法；实现基于三角分解的三维物体混合算法，包括顶点对应位置的求解、三角分解原则的规定、中间替代模型的求取等，是一种计算机辅助造型的方法。

三、新产品的概念设计方法产品的概念设计是产品工业设计过程的重要环节，它决定着产品的性能、创造性等，也是优秀产品产生的基础。

在详细设计阶段很难纠正概念设计阶段的设计缺陷。

诠释新产品概念的设计方法——情景故事法构建情景故事的框架，以故事板为过程分解手段，通过动漫综合式设计方法实现概念表达、逼真的生活片段模拟和设计服务的过程，生动诠释设计概念，从而从战略上实现论证设计概念的目的，使设计定位更准确。

“设计思维图解法”具有客观实在性，能够利用图解有效输出创造性思维活动，使混沌复杂的设计思维条理化、清晰化，并用视觉概念来表述，简化了设计思维过程，是交流设计的重要媒介，能够较好地展示设计思维逻辑，提高设计效率。

而参数化设计的方法，即在概念设计阶段，把多种有重大影响的指标提取出来进行参数化设计，得出不同的设计方案，再分析设计约束条件实现的可能性，选出最适合的该装载约束条件下的概念设计方案。

此外，还有基于约束谓词的参数化设计方法和虚拟现实技术的概念设计方法。

四、以用户为中心的iNPD方法以用户为中心的iNPD（integrated New Product Development）方法，也是在工业设计中应用较多的方法。

该理论是由卡耐基梅隆大学的Jonathan Cagan和Craig Vogel教授共同总结提出的。

iNPD过程是指从产品策划开始一直到产品被批准的整个前期过程。

它由4个阶段组成：识别机会、理解机会、把机会转化成产品概念、实现机会。

产品策划阶段主要由设计团队根据正确分析SET因素形成的产品机遇缺口，确认产品开发机遇，形成合理的产品概念，并最终提交形式与技术统一的新产品设计方案。

“高层建筑幕墙清洁机器人”，是应用iNPD工业设计方法的实际产品例子。

图表以用户为中心的新产品开发流程资料来源：产研智库图表高层建筑幕墙清洁机器人资料来源：产研智库四、工业设计产业化集群化情况一、行业发展战略我国的工业设计发展迅速，为制造业升级发挥了显著的作用，对工业经济的带动和放大效应日益明显，从小作坊时代进入到大产业集群时代，打破以往的形式，完成了从制造型到营销型再到策略型以及到现在的创新型的一系列的完美转变，实现中国创造的发展过程。

工业设计作为高知识、高技术、高文化性的“智慧产业”，是以工业产品为主要对象，综合运用科技成果和工学、美学、心理学、经济学等知识，对产品的功能、结构、形态及包装等进行整合优化的创新活动，是工业化中后期保持经济又好又快发展的重要手段，其发展水平已经成为衡量工业竞争力的重要标志。

目前，我国大部分地区正进入调整结构、提升水平和科学发展的新阶段，工业设计集群化特征的呈现，尤其是以广州、深圳为中心的珠三角地区的创意产业基地集聚区，出现加速发展的势头。

二、集群化发展特点工业设计产业集群既有与其他产业集群共同的特征，也有其自身特点，这些特点是由工业设计产业特点所决定的。

（一）高效性。

相互关联的企业聚集，使得更多的在同一条产业链上的所有上下游的企业可以实现在克服自身资源不足的情况下，享受企业创新资源信息的共享，一方面加大了企业之间的相互学习、相互合作与创新；另一方面，减少了企业进入市场的风险以及缩短进入市场的时间，实现专业化分工，完成设计理念的经济化过程。

（二）竞争性。

产业集群的形成，使得大量优秀的企业在不断发展的过程中，除了共同创造聚集的效应，还要展开激烈的市场竞争，而其过程中所表现出来的竞争力并不是一样的。

因此，单个企业在相互竞争与协同的过程中依靠协作伙伴关系发展壮大，进而刺激企业创新和企业衍生。

（三）带动性。

工业设计产业的聚集体现了与其相关联的产业链的整体性。

从区域来看，大企业带动中小企业共同发展，以及推动相关中介服务企业的发展，进而带动产业链上的企业集群和与其相关的配套产业的发展。

三、产业集群的效应工业设计产业集群效应，是指由于工业设计产业链在特定时间、空间及区域内的聚集所给该区域带来的效益，综合分析认为工业设计产业集群形成的集群效应主要包括：（一）提高了工业设计产业的整体竞争能力随着经济的快速发展，产业聚集的企业开始联合起来共同合作面对规模日益庞大、技术日益复杂的大项目，通过加强自主创新、降低成本、提高工作效率等一系列的手段来相互竞争和协作，扩大了设计产业的整体规模，在长期的合作中企业实现共赢，提升了集群的产业综合竞争力，进而加大了设计产业聚集所在区域的竞争力。