設(shè)計(jì)需求在飼料機(jī)械產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
——MY165E型單螺桿膨化機(jī)主機(jī)體外觀設(shè)計(jì)

■吳 俊

（江蘇牧羊集團(tuán)研究院，江蘇揚(yáng)州 225127）

設(shè)計(jì)“以人為本”。設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是靠“人”制作出來，并由“人”進(jìn)行使用管理，最終為“人”提供服務(wù),為“人”創(chuàng)造價(jià)值（物質(zhì)和精神）。也就是說產(chǎn)品設(shè)計(jì)的核心是“人”而不是“物”（產(chǎn)品本身），工業(yè)設(shè)計(jì)（產(chǎn)品設(shè)計(jì)）的一切設(shè)計(jì)活動(dòng)都是圍繞“人”而進(jìn)行的。只有充分掌握了“人”——客戶（內(nèi)部客戶與外部客戶）對產(chǎn)品的真正需求，設(shè)計(jì)才能做到有的放矢。MY165E型單螺桿膨化機(jī)就是在充分需求調(diào)研的基礎(chǔ)上，進(jìn)行消化吸收，并通過外觀結(jié)構(gòu)的重新設(shè)計(jì)，賦予產(chǎn)品新的功能和價(jià)值（滿足客戶的潛在需求）。簡而言之，該款新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)活動(dòng)，其實(shí)就是“收集需求”、“分析需求”和“實(shí)現(xiàn)需求”的過程。

圖1 MY165E型單螺桿膨化機(jī)外觀效果

1 設(shè)計(jì)調(diào)研

設(shè)計(jì)調(diào)研就是充分挖掘產(chǎn)品的潛在需求，是設(shè)計(jì)之源，是一切設(shè)計(jì)活動(dòng)得以順利開展的引擎。接到本次新產(chǎn)品開發(fā)任務(wù)，就致力于尋找設(shè)計(jì)調(diào)研的合適機(jī)會(huì)，特別是產(chǎn)品實(shí)地使用狀態(tài)調(diào)研。只有親歷了產(chǎn)品的整個(gè)使用和操作過程，才能對產(chǎn)品有個(gè)清晰、具體而全面的了解。只有貼近客戶，與客戶的詳盡交流才能獲取真實(shí)有效的需求信息。本項(xiàng)目實(shí)地調(diào)研共走訪了三家用戶，親歷了老款165膨化機(jī)的日常主要操作過程，包括開機(jī)過程、調(diào)試過程、更換切刀過程和更換模板過程，同時(shí)也見證了“民間設(shè)計(jì)師“的非凡創(chuàng)造力，獲取了許多有價(jià)值的真實(shí)需求。

1.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊和體量縮小的需求

“寸土寸金”是當(dāng)前的國情，土地資源的匱乏，土地供應(yīng)的緊張，土地成本的高漲，導(dǎo)致眾多飼料企業(yè)對土地利用率的高度關(guān)注。近年來發(fā)現(xiàn)許多飼料廠設(shè)備布置越來越密集，過道和維修空間越來越狹窄（見圖2），由于空間布局有限而導(dǎo)致的產(chǎn)品定制現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。在保證不影響產(chǎn)品功能的前提下，使產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)更緊湊，縮減產(chǎn)品體量，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)師所必須關(guān)注的。這項(xiàng)需求不單指膨化機(jī)，所有的飼料機(jī)械產(chǎn)品都應(yīng)該盡量做到體量小型化。

圖2 狹窄的通道和令人鼻塞的操作空間

1.2 安全、集約型管路架的需求

蒸汽閥和進(jìn)、排水閥是設(shè)備在日常使用過程中經(jīng)常要操作的部件。老款165膨化機(jī)的蒸汽管和水管，從上到下依次安裝在切割裝置吊架支撐架上。松散的排布形式，既影響到整機(jī)外觀，也給操作帶來諸多不便，尤其是水和蒸汽聯(lián)體閥放置位置高且需隔著高熱膨化腔進(jìn)行操作；裸露的蒸汽管路也存在一定的安全隱患，給操作者帶來負(fù)面心理暗示；同時(shí)管路缺少明確標(biāo)識(shí)，增加了誤操作的幾率（見圖3）。閥門相對集中、安全防護(hù)到位、具有明確操作標(biāo)識(shí)的集約型管路架是產(chǎn)品設(shè)計(jì)師需要考慮的。

圖3 松散的管路架和缺少標(biāo)識(shí)的操作閥

1.3 自帶模板架的需求

隨著水產(chǎn)飼料品種多樣化，更換模板成了非常頻繁的工序。不同外形的飼料需要更換不同的模板，而以往模板架（放置模板的支架）的設(shè)置，不在膨化機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)范疇內(nèi)，設(shè)計(jì)師也很少考慮到模板取用的便捷性。為了空間的合理利用，飼料廠通常將自制模板架放置在遠(yuǎn)離主機(jī)的墻邊角處，造成取用不便。其中一家飼料廠的設(shè)備改造值得我們學(xué)習(xí)與借鑒。他們在膨化機(jī)底座前端設(shè)置了一個(gè)簡易模板架，既方便了模板的取放，又節(jié)省了部分空間（見圖4）。受現(xiàn)場加工條件所限，采用焊接工藝的自制模板架嚴(yán)重影響到整體外觀效果。膨化機(jī)自帶一體式模板架也應(yīng)當(dāng)成為一項(xiàng)實(shí)用功能得以推廣應(yīng)用。

圖4 自制簡易模板架

1.4 自帶工具箱和臨時(shí)擱置盒的需求

膨化機(jī)日常操作與維護(hù)需要用到各類工具。出于同樣的考慮，大多廠家都將工具箱（柜）和模板架一同設(shè)置在遠(yuǎn)離主機(jī)體的墻邊角處，造成取用不便。由于有些工具使用較頻繁，比如更換模板時(shí)需要用到的扳手，有的操作工圖省事，經(jīng)常將其隨手放置于膨化機(jī)底座或者切割裝置上平面，存在不慎滑落而造成傷害的安全隱患。調(diào)研中有個(gè)廠家，通過對設(shè)備的簡單改造很好的解決了這一問題。它的做法就是在吊架前立柱的合適位置焊接了一個(gè)簡易的工具盒（見圖5），存放常用的工具和常換的小零件，同時(shí)在切割裝置上平面圍焊出一個(gè)方型盒子，是拆卸下來的螺栓、螺母的臨時(shí)放置點(diǎn)，圍板的目的是為了防止這些柱體小零件的滾落。這兩項(xiàng)簡單實(shí)用的設(shè)計(jì)大大提高了工作效率，同樣值得我們借鑒。

圖5 簡易工具盒與臨時(shí)擱置盒

1.5 非阻隔門板的需求

圖6 調(diào)整刀片與模板間隙

在其中一家飼料廠進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)研時(shí)，恰巧目睹了切割刀片更換的整個(gè)過程。有一個(gè)細(xì)節(jié)值得我們?nèi)リP(guān)注并加以改進(jìn)，雖然現(xiàn)場操作工并未明確指出這一設(shè)計(jì)缺陷，就是出料口側(cè)門板開啟方向不合理。從圖6中可以看到操作工進(jìn)行刀片更換操作時(shí)，為了調(diào)整刀片與模板間隙，通常左手調(diào)節(jié)刀片，右手轉(zhuǎn)動(dòng)刀片軸，而出料斗側(cè)門向旋轉(zhuǎn)軸工藝口（操作工旋轉(zhuǎn)刀片軸時(shí)右手伸入的三角形開口）方向開啟，一方面遮擋了該工藝口，另一方面門體橫擱在左右手之間，導(dǎo)致操作不便。

1.6 皮帶輪護(hù)罩減重的需求

這一需求是內(nèi)部客戶（膨化機(jī)裝配工人）提出的，但同樣也是外部客戶（飼料廠操作工）不容忽視的潛在需求，只不過由于護(hù)罩拆卸頻率非常低，沒有收到用戶相關(guān)反饋，未能引起我們的足夠重視。該設(shè)備皮帶輪護(hù)罩體型龐大，之前設(shè)計(jì)為了保證板材剛性，不易變形，采用了2 mm厚的板材，沉重而不便裝卸。降低護(hù)罩重量也是新產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)的一個(gè)研究方向。

2 確定解決方案

設(shè)計(jì)調(diào)研收集到豐富且非常有價(jià)值的需求信息，牽涉到結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和實(shí)用功能的添置，進(jìn)而明確了新產(chǎn)品外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要突破方向。接下來就需要對這些需求進(jìn)行詳盡分析，研究實(shí)現(xiàn)需求的可行性方案，并確定最佳方案。

2.1 關(guān)于縮小產(chǎn)品體量的需求分析

所謂產(chǎn)品體量縮小，就是在不影響使用和性能的前提下，在長、寬、高三個(gè)維度上盡量減少設(shè)備的占用空間，結(jié)構(gòu)緊湊且合理。就老款165膨化機(jī)主機(jī)體而言，可以通過降低膨化腔支撐高度達(dá)到降低整機(jī)高度的目的，但這樣會(huì)給設(shè)備使用維護(hù)帶來諸多不便，不宜采用；一個(gè)伺服電機(jī)就可以取締現(xiàn)有傳動(dòng)系統(tǒng)（電機(jī)及機(jī)座、皮帶輪及護(hù)罩、軸承座），將大大縮減整機(jī)寬度，但其成本卻令人望而怯步，當(dāng)前單價(jià)相當(dāng)于雙螺桿膨化機(jī)整套傳動(dòng)系統(tǒng)（減速機(jī)、變頻電機(jī)和變頻器）價(jià)格總和，現(xiàn)階段不宜采用；切割裝置的吊架延伸了主機(jī)體長度的近1/3，通過改進(jìn)切割裝置開啟結(jié)構(gòu)可以大大縮減主機(jī)長度空間，市場上膨化機(jī)切割裝置開啟方式主要有吊架滑軌式、推車式和鉸鏈?zhǔn)饺N，相比而言，鉸鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)最簡潔，成本最低廉，操作簡便，宜采用。

2.2 關(guān)于集約型管路架的需求分析

集約型管路架將所有管路閥集中，大大提高操作效率，同時(shí)也便于包裹，提高安全防護(hù)的同時(shí)令外觀更加簡潔。全包或半包式集約型管路架是當(dāng)前主流膨化機(jī)的發(fā)展趨勢。新165膨化機(jī)管路架進(jìn)行了重新調(diào)整，減少了閥門數(shù)量，同時(shí)縮短了管路的長度，為設(shè)計(jì)全包裹式集約型管路架提供了更有利的支持。為杜絕誤操作，有必要在閥門附近增設(shè)操作標(biāo)識(shí)，粘貼指示標(biāo)牌是常見的一種方式，而個(gè)人覺得鏤空標(biāo)識(shí)更簡便，更合理，護(hù)罩板材下料時(shí)連帶將標(biāo)識(shí)篆刻成型，無需后期粘貼，同時(shí)又能保證標(biāo)識(shí)永久不剝落（見圖7）。

圖7 半包、全包式管路架和操作標(biāo)識(shí)

2.3 關(guān)于自帶模板架的需求分析

膨化機(jī)自帶模板架是一個(gè)非常實(shí)用的輔件，制造成本低，卻能有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度，合理利用空間，充分體現(xiàn)“客戶至上”的設(shè)計(jì)理念。為了保證模板架實(shí)用功能最大化，依然將其設(shè)置于底座與膨化腔前支柱夾角處，這樣在更換模板時(shí)取用非常便利；同時(shí)考慮到模板架作為一個(gè)常用部件，采用裝配式結(jié)構(gòu)以便日后更換。

2.4 關(guān)于自帶工具箱和臨時(shí)擱置盒的需求分析

同自帶模板架一樣，該需求的必要性不言而愈。關(guān)鍵是工具箱和臨時(shí)擱置盒的安放位置及方式需要仔細(xì)推敲?，F(xiàn)場觀測下來，將擱置盒設(shè)置在切割裝置上平面是非常合適的，其高度及與更換模板時(shí)操作工的距離，都比較適宜螺絲及工具的隨手取放。考慮到模板及刀片更換等日常操作工序都集中在膨化機(jī)前端，工具箱最佳安放位置自然離不開這一區(qū)域，巧合的是封閉式膨化腔前端支柱就挺立于該區(qū)域，只需在適當(dāng)位置切割一個(gè)尺寸適宜的開口，外加一扇活動(dòng)門，一個(gè)制作簡易的暗藏式工具箱就成型了。

2.5 關(guān)于出料口非阻隔門板的需求分析

只需將開啟鉸鏈與門閂鏡向互換即可。

2.6 關(guān)于皮帶輪護(hù)罩減重的需求分析

減重不是目的，方便拆裝才是。為便于大型護(hù)罩的拆裝，飼機(jī)產(chǎn)品習(xí)慣于將其“化整為零”，說白了，就是將整個(gè)護(hù)罩拆分成幾塊進(jìn)行拼裝，大的拎不動(dòng)，小的就綽綽有余了。但是，這種簡單直接的方式，卻增加了后續(xù)拆裝的工作量，拼裝的部件多了，要擰的螺絲自然不會(huì)少。同時(shí)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，也影響了護(hù)罩的整體美。這一點(diǎn)上，農(nóng)機(jī)產(chǎn)品護(hù)罩的結(jié)構(gòu)形式值得我們借鑒。農(nóng)機(jī)護(hù)罩板材厚度通常都很薄，是如何保證其機(jī)械強(qiáng)度呢？他們利用了“折彎可以提升板材強(qiáng)度”的原理，采用“多道折彎+點(diǎn)焊拼裝”的工藝制作出的護(hù)罩，既輕便又結(jié)實(shí)還美觀（見圖8）。

圖8 農(nóng)機(jī)護(hù)罩結(jié)構(gòu)形式

3 設(shè)計(jì)效果展示(見圖9)

圖9 MY165E型膨化機(jī)主機(jī)體三維模型

調(diào)研為我們確立了設(shè)計(jì)目標(biāo)，分析讓我們找到了解決方案，接下來就是應(yīng)用造型理論和美學(xué)知識(shí)，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)條件和加工工藝，對產(chǎn)品進(jìn)行重新塑型。將擬定改進(jìn)方案融入到新的外觀形態(tài)中，盡量做到形式美、結(jié)構(gòu)美和功能美的完美統(tǒng)一。再組織生產(chǎn)制造人員與結(jié)構(gòu)研發(fā)人員對初案進(jìn)行制造可行性和結(jié)構(gòu)合理性分析，并結(jié)合討論結(jié)果對初案進(jìn)行修繕，最終完成MY165E型單螺桿膨化機(jī)主機(jī)體全新外觀設(shè)計(jì)。

3.1 多功能底座的設(shè)計(jì)（見圖10）

圖10 暗藏式工具箱與簡約型模板架

“V”型底座帶給人全新的視覺體驗(yàn)：上寬下窄、前細(xì)后粗的形體塑造，輕盈卻不失穩(wěn)重；斜線、折線的線形應(yīng)用，活潑中透出剛毅氣質(zhì)。配上一體式膨化腔與切割裝置，塑型簡練、結(jié)構(gòu)緊湊、剛勁有力、動(dòng)感十足，極賦時(shí)尚感與視覺沖擊力。

暗藏式工具箱和簡約型模板架，賦予底座全新的功能與價(jià)值，追求功能美與形式美的和諧統(tǒng)一。

3.2 膨化腔與切割裝置一體化塑型(見圖11)

圖11 一體式膨化腔與切割裝置

兩側(cè)不銹鋼拉絲護(hù)板，隔離了高熱膨化腔。承前啟后的截面輪廓，有意識(shí)地將切割裝置與軸承座融為一體，安全、簡潔、時(shí)尚。

三級鉸鏈取締吊架滑軌，結(jié)構(gòu)的簡化帶來占用空間的縮減和制造成本的降低，同時(shí)令整機(jī)形態(tài)更趨簡潔統(tǒng)一。

不銹鋼鏤空型號標(biāo)牌的應(yīng)用，突顯精致的裝飾效果，強(qiáng)化牧羊產(chǎn)品的品牌個(gè)性。

臨時(shí)擱置盒與全新散汽口的統(tǒng)一塑型（設(shè)置于切割裝置上平面），折射出簡潔實(shí)用的主體設(shè)計(jì)思想。

3.3 皮帶輪護(hù)罩的瘦身設(shè)計(jì)（見圖12）

外護(hù)罩外折彎法蘭改為內(nèi)折彎法蘭，減少內(nèi)護(hù)板切割成型面積，厚度不變前提下減重約1/6。

圖12 皮帶輪護(hù)罩拆分結(jié)構(gòu)

增加外護(hù)罩周邊折彎道數(shù)，提升殼體機(jī)械強(qiáng)度，適當(dāng)縮減板材厚度達(dá)到減重目的。通過CAE分析數(shù)據(jù)，采用1.5 mm板材替換原有2.0 mm板材，整個(gè)外護(hù)罩有效減重約1/4。

3.4 獨(dú)立式集成管路架設(shè)計(jì)（見圖13）

圖13 集成管路系統(tǒng)和支架

對原有4條膨化腔管路重新布置，結(jié)構(gòu)緊湊且合理，護(hù)罩設(shè)計(jì)盡量做到小型化、輕便化。

與膨化腔護(hù)罩具有相同形態(tài)特征的管路護(hù)罩設(shè)計(jì)，令獨(dú)立式集成管路架并不“獨(dú)立”。

鏤空操作指令標(biāo)識(shí)，是精致的裝飾圖文、天然的散汽孔與明確操作指令的統(tǒng)一。

簡約型支撐架設(shè)計(jì)，簡約卻不簡單，是成本意識(shí)與造型藝術(shù)的完美結(jié)合。

4 結(jié)語

綜上所述，深入了解產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求在飼料機(jī)械產(chǎn)品升級和新產(chǎn)品開發(fā)中，具有非常重要的意義，可操作性非常強(qiáng)，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)指明了方向。好的產(chǎn)品不光要性能優(yōu)異，同時(shí)要注重細(xì)節(jié)，要關(guān)注潛在需求，想客戶所想，讓客戶使用起來更便利，更安全，更“貼心”。