從模數化到模塊化設計

發布于:2019-09-03 瀏覽數:4385

    從模數設計入手引申到對模塊化設計的研究,著重探討模塊化設計的尺度體系、特征、優勢及發展趨勢。
對于慣常使用右腦進行創作和思維的絕大多數設計師而言,“數字”似乎就是枯燥乏味,毫無生趣的代名詞。它們在大多數的同行眼中僅僅可能只是工程量、工程造價、利潤效益這些冷漠的數據。然而,當我們回溯西方藝術的開源在燦爛輝煌的古希臘文明中我們找到了愛與美之神阿芙洛蒂忒,那精妙的1∶0.618令人折服。事實上這種模數之美不僅是西方人的專利,我國的不少古籍中早有闡述?!墩f文》一書中這樣寫到:“模,法也,數,計也”,北宋《營造法式》記載的“材份制度”中也明確規定了不同部位的建筑構件所遵循的模數標準。我不禁在想,人類先哲所發現的這諸多神奇而神秘的數字究竟代表了什么?它們對我們當今的設計又有什么啟迪意義呢?
一、解析模數化
深入研究,不難發現,“?!钡闹饕x是法則和規范?!皵怠眲t代表了某種計算方法和規律。古希臘數學體系中將“模數”解釋為數學計算中的系數。由此我們或許可以這樣理解:“模數”代表的是某個理性的參數范圍,各參數間存在著某些內在聯系,這個范圍內的參數和不同的內在聯系規律共同構成了“模數體系”。顯然,“模數”的意義并不在于數字本身,更重要的是它代表了一類比較理性的思維方式和設計方式?!皵底帧敝皇沁@種科學設計方法的“顯性表達”。模數化設計追求的是微妙的數字關系,滲透著數學的美感,在精神上更接近哲學。中國人說“大象無形”,模數在它幾何化的嚴肅表象下反應的是作品內在的宏大精神。
隨著現代工業革命浪潮的推動,模數化理論也得到倡導和推廣。模數化意味著工業化生產;意味著調和設計工作中普遍存在的作品質量與設計周期的矛盾;意味著設計作品的靈活性、適應性。它與追求效能的“功能主義”,追求技術的“科學主義”不無密切聯系。在多種學科交錯立體發展的今天,“模數化”在積蓄了千年的歷史傳承,經歷數次設計革命的滌蕩后,終于沉淀轉化為更具實用性和可操作性的模式“模塊化設計”,被廣泛應用于工業、建筑、室內、園林、景觀等多個設計領域。
二、模塊化設計
所謂的模塊化設計,簡單地說就是將設計作品的某些要素組合在一起,構成一個具有特定功能的單元,將這個子單元作為通用性的模塊與其他產品要素進行多種組合,構成新的單元,產生多種不同功能或相同功能、不同性能的系列組合。
(一)模塊化設計與尺度體系
我們所通用的模塊化設計主要涉及三個尺度體系。分別是:第一,人體工程學尺度體系;第二,規范參數體系;第三,構造結構參數體系。
1.人體工程學尺度體系
“模塊化設計”所廣泛使用的領域,大多與人類活動有著密切的聯系。我們研究模塊化設計實際就是在研究人、物、空間三者間的關系。優秀的模塊化設計作品,應該能夠促使人、物、空間達到一個相對和諧的關系。人體構造尺度是我們首先應該掌握的基礎參數,其中包括:身高、肩高、肘高、肩寬、中指尖點上舉高、胸厚、坐高、坐姿時肘高、膝高、大腿厚、小腿加足厚、臀膝距、坐深、兩肘間寬、坐姿臀寬、踮高、蹲高、蹲距、單腿跪高、跪距。這些都是人體構造本身所決定的固有參數。其次,我們還應該關注人體心理、生理機能尺度,比如我們人類的心理尺度范圍是46cm-120cm。如果過于貼近就會有被侵犯個人空間的不適感。坐具的靠背仰角一般有105°、110°、115°、127°這四個取值,以適應不同生活和工作狀態的需要。
2.規范參數體系
這組數字主要考慮的是模塊化產品的應用形式及應用領域的相應國家標準和行業規范。比如設計模塊化家具我們要考慮的就是不同種類家具的尺度規范,設計模塊化住宅就必然參考《住宅設計規范》所限定的尺度標準,諸如等等。
3.構造結構參數體系
模塊化產品的構造方式主要有:框架式構造、板式構造、拆裝式構造、充氣式構造、折疊式構造、薄壁成型、整體澆鑄。所謂構造結構參數,主要是指運用“32mm系統”對模塊進行模數化標準化的接口設計,以設計出標準化通用化的零部件,它的核心是零件、板件設計。
(二)模塊化設計的特征與優勢
模塊化設計有著相對獨立性、互換性、通用性這三大特征。正因為此,使模塊化設計在設計創意領域占據獨特優勢。
1.系列化、標準化、組合隨意、通用性強
模塊化設計能夠將產品進行成系列的設計,形成鮮明的套系感與空間特征。同時利于設計作品的后期衍生開發;標準化的組件,使得產品可以進入高效率的流水生產,節省開發和生產成本;各模塊間存在著特定的數字關系,可以組合成需要的多種形態模式;各模塊間具有通用關系,模塊單體在不同的情況下可能充當不同的角色,它可能是椅子也可能是茶幾。
2.利于研發降低設計風險,提高產品的可靠性和設計質量
模塊化設計的初級單體往往是被反復應證和經過實際生活檢驗的產品。它的數據、尺寸通常是穩定而可靠的。研發人員在這個基礎上進行的多元復制設計實際是成熟經驗的重用。標準化的接口,提高了元件的匹配率。從而有利的降低了新產品的設計失敗率,提高了成熟度、可靠性和質量。
3.有利于研發團隊高效設計、分工協作
由于模塊化設計思路系統、明確。從而規避了設計創意初期的不切實際;有利于規范團隊中不同工種的工作目標、工作任務,統一工作步調;有利于設計分工細化,提高各設計環節的配合度,減少因磨合產生的反復調整。一定程度上縮短了開發周期、節省了時間成本。
三、未來模塊化設計發展的趨勢
當今,模塊化設計雖被廣泛應用于科技、軍事、民用等多個領域,但在追求批量、簡便、標準化的同時,產品的“個性化”特征,常常被有意無意的忽視。在大眾審美逐步呈現個性化、定制化趨勢的今天,如何協調“個性”與“通用性”間的關系,成為“模塊化設計”未來應該研究的主體內容。另外,“模塊化設計”并不意味著大批量的流水生產,模塊化設計產品本身也有其不同的適用領域、對象及特定人群。同其他設計產品一樣也需要針對性的解決實際問題。它要求設計師能夠提供“多樣性”的產品設計方案,給受眾更多選擇。
結語
模塊化設計繼承了模數設計的理論內含,在實際生活應用中兼顧低成本、高效率,相應設計產品在市場競爭中正章顯巨大的優勢。其廣泛的應用性及開發潛力、市場潛力,值得所有設計師、研發人員乃至企業管理者重視。
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