从模数化到模块化设计

发布于:2019-09-03 浏览数:7438

    从模数设计入手引申到对模块化设计的研究,着重探讨模块化设计的尺度体系、特征、优势及发展趋势。
对于惯常使用右脑进行创作和思维的绝大多数设计师而言,“数字”似乎就是枯燥乏味,毫无生趣的代名词。它们在大多数的同行眼中仅仅可能只是工程量、工程造价、利润效益这些冷漠的数据。然而,当我们回溯西方艺术的开源在灿烂辉煌的古希腊文明中我们找到了爱与美之神阿芙洛蒂忒,那精妙的1∶0.618令人折服。事实上这种模数之美不仅是西方人的专利,我国的不少古籍中早有阐述。《说文》一书中这样写到:“模,法也,数,计也”,北宋《营造法式》记载的“材份制度”中也明确规定了不同部位的建筑构件所遵循的模数标准。我不禁在想,人类先哲所发现的这诸多神奇而神秘的数字究竟代表了什么?它们对我们当今的设计又有什么启迪意义呢?
一、解析模数化
深入研究,不难发现,“模”的主要含义是法则和规范。“数”则代表了某种计算方法和规律。古希腊数学体系中将“模数”解释为数学计算中的系数。由此我们或许可以这样理解:“模数”代表的是某个理性的参数范围,各参数间存在着某些内在联系,这个范围内的参数和不同的内在联系规律共同构成了“模数体系”。显然,“模数”的意义并不在于数字本身,更重要的是它代表了一类比较理性的思维方式和设计方式。“数字”只是这种科学设计方法的“显性表达”。模数化设计追求的是微妙的数字关系,渗透着数学的美感,在精神上更接近哲学。中国人说“大象无形”,模数在它几何化的严肃表象下反应的是作品内在的宏大精神。
随着现代工业革命浪潮的推动,模数化理论也得到倡导和推广。模数化意味着工业化生产;意味着调和设计工作中普遍存在的作品质量与设计周期的矛盾;意味着设计作品的灵活性、适应性。它与追求效能的“功能主义”,追求技术的“科学主义”不无密切联系。在多种学科交错立体发展的今天,“模数化”在积蓄了千年的历史传承,经历数次设计革命的涤荡后,终于沉淀转化为更具实用性和可操作性的模式“模块化设计”,被广泛应用于工业、建筑、室内、园林、景观等多个设计领域。
二、模块化设计
所谓的模块化设计,简单地说就是将设计作品的某些要素组合在一起,构成一个具有特定功能的单元,将这个子单元作为通用性的模块与其他产品要素进行多种组合,构成新的单元,产生多种不同功能或相同功能、不同性能的系列组合。
(一)模块化设计与尺度体系
我们所通用的模块化设计主要涉及三个尺度体系。分别是:第一,人体工程学尺度体系;第二,规范参数体系;第三,构造结构参数体系。
1.人体工程学尺度体系
“模块化设计”所广泛使用的领域,大多与人类活动有着密切的联系。我们研究模块化设计实际就是在研究人、物、空间三者间的关系。优秀的模块化设计作品,应该能够促使人、物、空间达到一个相对和谐的关系。人体构造尺度是我们首先应该掌握的基础参数,其中包括:身高、肩高、肘高、肩宽、中指尖点上举高、胸厚、坐高、坐姿时肘高、膝高、大腿厚、小腿加足厚、臀膝距、坐深、两肘间宽、坐姿臀宽、踮高、蹲高、蹲距、单腿跪高、跪距。这些都是人体构造本身所决定的固有参数。其次,我们还应该关注人体心理、生理机能尺度,比如我们人类的心理尺度范围是46cm-120cm。如果过于贴近就会有被侵犯个人空间的不适感。坐具的靠背仰角一般有105°、110°、115°、127°这四个取值,以适应不同生活和工作状态的需要。
2.规范参数体系
这组数字主要考虑的是模块化产品的应用形式及应用领域的相应国家标准和行业规范。比如设计模块化家具我们要考虑的就是不同种类家具的尺度规范,设计模块化住宅就必然参考《住宅设计规范》所限定的尺度标准,诸如等等。
3.构造结构参数体系
模块化产品的构造方式主要有:框架式构造、板式构造、拆装式构造、充气式构造、折叠式构造、薄壁成型、整体浇铸。所谓构造结构参数,主要是指运用“32mm系统”对模块进行模数化标准化的接口设计,以设计出标准化通用化的零部件,它的核心是零件、板件设计。
(二)模块化设计的特征与优势
模块化设计有着相对独立性、互换性、通用性这三大特征。正因为此,使模块化设计在设计创意领域占据独特优势。
1.系列化、标准化、组合随意、通用性强
模块化设计能够将产品进行成系列的设计,形成鲜明的套系感与空间特征。同时利于设计作品的后期衍生开发;标准化的组件,使得产品可以进入高效率的流水生产,节省开发和生产成本;各模块间存在着特定的数字关系,可以组合成需要的多种形态模式;各模块间具有通用关系,模块单体在不同的情况下可能充当不同的角色,它可能是椅子也可能是茶几。
2.利于研发降低设计风险,提高产品的可靠性和设计质量
模块化设计的初级单体往往是被反复应证和经过实际生活检验的产品。它的数据、尺寸通常是稳定而可靠的。研发人员在这个基础上进行的多元复制设计实际是成熟经验的重用。标准化的接口,提高了元件的匹配率。从而有利的降低了新产品的设计失败率,提高了成熟度、可靠性和质量。
3.有利于研发团队高效设计、分工协作
由于模块化设计思路系统、明确。从而规避了设计创意初期的不切实际;有利于规范团队中不同工种的工作目标、工作任务,统一工作步调;有利于设计分工细化,提高各设计环节的配合度,减少因磨合产生的反复调整。一定程度上缩短了开发周期、节省了时间成本。
三、未来模块化设计发展的趋势
当今,模块化设计虽被广泛应用于科技、军事、民用等多个领域,但在追求批量、简便、标准化的同时,产品的“个性化”特征,常常被有意无意的忽视。在大众审美逐步呈现个性化、定制化趋势的今天,如何协调“个性”与“通用性”间的关系,成为“模块化设计”未来应该研究的主体内容。另外,“模块化设计”并不意味着大批量的流水生产,模块化设计产品本身也有其不同的适用领域、对象及特定人群。同其他设计产品一样也需要针对性的解决实际问题。它要求设计师能够提供“多样性”的产品设计方案,给受众更多选择。
结语
模块化设计继承了模数设计的理论内含,在实际生活应用中兼顾低成本、高效率,相应设计产品在市场竞争中正章显巨大的优势。其广泛的应用性及开发潜力、市场潜力,值得所有设计师、研发人员乃至企业管理者重视。