基于產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)的鑿巖臺(tái)車工業(yè)設(shè)計(jì)研究

任勇威

(中國(guó)鐵建重工集團(tuán)股份有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410100)

1 引言

工業(yè)設(shè)計(jì)的外觀屬性是由形態(tài)、色彩、材質(zhì)等因素綜合構(gòu)成，而目前隧道裝備產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計(jì)依然停留在簡(jiǎn)單的功能實(shí)現(xiàn)方面，忽略了工業(yè)設(shè)計(jì)的研究和應(yīng)用，導(dǎo)致產(chǎn)品設(shè)計(jì)粗糙、外觀冷漠、交互僵硬，并且同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，缺乏附加值，造成產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力弱。因此，需要將產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)原理導(dǎo)入產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中。目前，產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)的理論與設(shè)計(jì)方法已廣泛應(yīng)用于家電、電子產(chǎn)品等輕工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，但在隧道裝備等大型工程機(jī)械產(chǎn)品中卻鮮見。本文就是把產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)在鑿巖臺(tái)車工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的一些理論進(jìn)行了深入研究。

2 產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)

語(yǔ)義學(xué)作為現(xiàn)代語(yǔ)言學(xué)的一個(gè)重要組成部分，充分借用了傳統(tǒng)的語(yǔ)言學(xué)和符號(hào)學(xué)理論。一般意義上，任何事物都可以納入符號(hào)學(xué)的理論研究范疇，并且一切符號(hào)都應(yīng)該具備兩方面的涵義，一個(gè)是能指(又叫意符)，二是所指(又叫意涵、符指)[1]。能指是物質(zhì)本身的符號(hào)屬性，所指是符號(hào)所代表的涵義。例如在普遍認(rèn)知中，白鴿象征和平，白鴿就是能指的符號(hào)，而和平是符號(hào)的涵義。

產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)將傳統(tǒng)的語(yǔ)言學(xué)理論所研究出來(lái)的相關(guān)理論嵌入到了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，同樣也可以從中獲得對(duì)于產(chǎn)品的兩層內(nèi)涵:產(chǎn)品的外觀就是對(duì)于產(chǎn)品本身的一個(gè)能指，在使用過(guò)程中通過(guò)這種外觀表達(dá)的象征、暗喻、行為暗示等則被稱為所指。“產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)”被定義為:是研究人造物的形態(tài)在使用情境中的象征特性，以及如何應(yīng)用在工業(yè)設(shè)計(jì)上的學(xué)問(wèn)[2]。這就表明產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)研究對(duì)象不僅是物質(zhì)屬性，也包含心理、社會(huì)、文化等被稱為象征環(huán)境的方面[3]。

2.1 形態(tài)語(yǔ)義

產(chǎn)品形態(tài)包括大小、形狀、姿態(tài)以及結(jié)構(gòu)關(guān)系，這些要素通過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)行有機(jī)組合形成產(chǎn)品的外觀，使人產(chǎn)生趣味、愉悅、輕松、神秘、含蓄等不同的心理情緒[4]，從而使用戶對(duì)不同語(yǔ)義的產(chǎn)品產(chǎn)生符合其特性的內(nèi)心感受?，F(xiàn)實(shí)世界中的形態(tài)分為自然形態(tài)和人工形態(tài)兩大類[5]。自然界中由事物按照規(guī)律自然形成的，不受人類主觀意識(shí)控制的形態(tài)即自然形態(tài)，例如山水、動(dòng)物、植物等。人類依靠智慧的腦力活動(dòng)創(chuàng)造出來(lái)的形態(tài)即人工形態(tài)。我們?cè)诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)中所塑造的產(chǎn)品形態(tài)就是人工形態(tài)。

形態(tài)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域里是一種說(shuō)明性的識(shí)別符號(hào)[6]，是借用產(chǎn)品進(jìn)行物化，搭起了用戶和使用功能間交互的橋梁。不同的形態(tài)可以傳達(dá)不同的涵義，例如直線在造型信息上會(huì)傳達(dá)一種剛勁、挺拔的感覺，曲線本身有柔和、秀麗、變化豐富的特點(diǎn)[7]。另外，產(chǎn)品的形態(tài)也具備功能性，即功能形態(tài)。符號(hào)的正確選擇和語(yǔ)義的準(zhǔn)確傳達(dá)是產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)的基本要求，也是工業(yè)設(shè)計(jì)師在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的重點(diǎn)研究要素。一個(gè)準(zhǔn)確傳達(dá)了功能及使用方式的產(chǎn)品形態(tài)，與產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)的研究目的是相符的[8]。

2.2 色彩語(yǔ)義

色彩在自然界中有原生的視覺功能，可以起到吸引或警示的作用。例如，雄鳥一般都長(zhǎng)有色彩豐富多樣的羽毛，用來(lái)在求偶過(guò)程中博得雌鳥的青睞；馬蜂具有黃黑相間的“外衣”，用來(lái)展示自身的“危險(xiǎn)性”，警告覬覦它的捕獵者知難而退。色彩是第一視覺語(yǔ)言，即人的視覺在感知事物時(shí)，首先被大腦捕捉的是色彩。它通過(guò)人的視覺，經(jīng)過(guò)大腦對(duì)以往的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知方式進(jìn)行調(diào)動(dòng)加工，起到了影響觀者心理情緒和視覺感受方面的作用。

產(chǎn)品的色彩語(yǔ)義是指色彩通過(guò)視覺光信號(hào)傳輸至人腦，人再對(duì)此光信號(hào)經(jīng)自己的加工而產(chǎn)生的心理感受，但人們對(duì)不同的色彩所調(diào)動(dòng)的心理感受不同，從而形成不同的生理反應(yīng)。例如紅色的警示燈警告請(qǐng)勿靠近；黃黑警示帶可以凸顯運(yùn)動(dòng)部件的危險(xiǎn)性；綠色標(biāo)識(shí)可以引導(dǎo)人們?cè)谖ｋU(xiǎn)發(fā)生時(shí)快速轉(zhuǎn)移到安全區(qū)域。隧道裝備產(chǎn)品由于特殊的工作環(huán)境，其工作時(shí)的安全性是設(shè)計(jì)中首要考慮的重要因素，這就要求產(chǎn)品必須在狹小、陰暗的工況下，從整機(jī)到操作具備高度可靠的視覺辨識(shí)度，根據(jù)人們的普遍認(rèn)知和實(shí)踐驗(yàn)證，色彩明度高的紅色和黃色易于人們發(fā)現(xiàn)和識(shí)別[9]，因此，在工況環(huán)境復(fù)雜且對(duì)安全操控性能高的工程機(jī)械產(chǎn)品上被廣泛應(yīng)用于警示安全。例如三一重工的“紅色之星”、“鴻運(yùn)系列”等產(chǎn)品都采用了紅與黃的搭配使用，在提升了產(chǎn)品安全性的同時(shí)，也起到了提高視覺識(shí)別性和品牌推廣的作用。

2.3 材質(zhì)語(yǔ)義

材質(zhì)語(yǔ)義是產(chǎn)品材料性能、質(zhì)感和肌理的信息傳遞[10]。一般是由材料的種類和其表面處理技術(shù)兩個(gè)方面所綜合決定。根據(jù)材質(zhì)作用于人體部位和做出反應(yīng)的不同，可將其劃分為觸覺質(zhì)感和視覺質(zhì)感。材料的質(zhì)感主要是通過(guò)產(chǎn)品其表面處理工藝特點(diǎn)通過(guò)人的視覺與觸感產(chǎn)生情感上的象征性意義。

材料除了本身固有性能外，還包括材料和人們情感層面的交流。型式各樣的材料材質(zhì)調(diào)動(dòng)起人們的感知經(jīng)驗(yàn)，從而引發(fā)人們不同的心理體驗(yàn)。因此，材質(zhì)的各異也就造成了與人情感交流時(shí)的親疏好惡不盡相同。例如，裝備產(chǎn)品操作面板一般采用不銹鋼材質(zhì)，是因?yàn)閷?duì)其高硬度、高耐磨和表面易清潔的材質(zhì)語(yǔ)義；覆蓋件普遍采用2～3mm厚鋼板或工程塑料材質(zhì)，是便于造型、質(zhì)量輕的語(yǔ)義；配重部分多采用鑄件，肌理較為粗糙，有厚重、安全可信賴的材質(zhì)語(yǔ)義。

3 鑿巖臺(tái)車形態(tài)語(yǔ)義

鑿巖臺(tái)車具有信息化傳遞效率快，機(jī)械化配套作業(yè)程度高，施工安全保障性能高，施工環(huán)境改善效果好等特點(diǎn)[11]，是當(dāng)今的主力隧道施工裝備。中國(guó)鐵建重工集團(tuán)股份有限公司開發(fā)的ZYS134全電腦四臂鑿巖臺(tái)車，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，是超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、超前支護(hù)、開挖、初期支護(hù)等工序鉆孔作業(yè)[12]的關(guān)鍵裝備。在全電腦操控方面具有輪廓掃描、自動(dòng)定位、自動(dòng)鉆孔、鉆孔數(shù)據(jù)記錄等多種自動(dòng)化功能，該產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了多個(gè)工作臂同時(shí)作業(yè)，多種功能用途大大提升了施工效率，降低施工成本。

產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)是為了使產(chǎn)品形態(tài)更服從結(jié)構(gòu)，使功能更好地表達(dá)。該產(chǎn)品形態(tài)分為工作模塊、駕駛模塊、動(dòng)力模塊和底盤模塊，見圖1。塑造形態(tài)之初要先根據(jù)產(chǎn)品本身屬性和各模塊特有屬性關(guān)系來(lái)分析所要傳達(dá)的語(yǔ)義。ZYS134全電腦四臂鑿巖臺(tái)車工作步驟為:首先，操作者通過(guò)駕駛模塊(駕駛室)操作設(shè)備進(jìn)入指定的工作位置；其次，操作者將設(shè)備底盤模塊的支腿展開使設(shè)備穩(wěn)定；第三，動(dòng)力模塊控制相應(yīng)的工作模塊(工作臂)進(jìn)行鉆孔、掃描等施工操作；最后，施工完成后將工作臂、支腿和其他模塊進(jìn)行收攏。

圖1 ZYS134全電腦四臂鑿巖臺(tái)車

從各模塊之間的關(guān)系可以看出，底盤模塊負(fù)責(zé)承載整個(gè)車身，要給人承重穩(wěn)定的心理感受；動(dòng)力模塊由電氣件、液壓件組成，元器件眾多，布置復(fù)雜，需要有統(tǒng)一的覆蓋件進(jìn)行包覆以消除零亂感；駕駛模塊主要是駕駛室，要給人專業(yè)、集成的感覺；工作模塊由4個(gè)工作臂組成，要體現(xiàn)作業(yè)靈活、多臂高效?；谝陨闲螒B(tài)語(yǔ)義的分析，底盤模塊的形態(tài)大量使用直線，直線具有強(qiáng)勁有力的語(yǔ)義，使產(chǎn)品整體力量感十足，并增強(qiáng)了視覺穩(wěn)定性。動(dòng)力模塊將零散的部件歸置于長(zhǎng)方體的覆蓋件設(shè)計(jì)中，形成一個(gè)統(tǒng)一整體。向上轉(zhuǎn)折部分運(yùn)用圓弧，使形態(tài)更加豐富飽滿。駕駛模塊采用集成的駕駛室，全電腦操作均可以在駕駛室完成。工作模塊為結(jié)構(gòu)形態(tài)，主要為滿足受力和施工要求，在語(yǔ)義傳達(dá)上要給人一種簡(jiǎn)潔、大氣，以功能為主要形式的感覺。

4 鑿巖臺(tái)車色彩語(yǔ)義

色彩是人們視覺感知的第一要素，ZYS134全電腦四臂鑿巖臺(tái)車設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮本身顏色和周圍環(huán)境之間的關(guān)系，尤其是安全性的問(wèn)題。在顏色選擇上，上裝部分和工作臂采用了勞爾色標(biāo)中RAL 1007灰黃色，一來(lái)增強(qiáng)色彩的可識(shí)別性，另外也可以使工作臂顯得輕盈靈活。鑿巖臺(tái)車的下裝部分采用RAL7021黑灰色，與直線條的形態(tài)相配合，增強(qiáng)了底盤模塊的穩(wěn)定性。

色彩語(yǔ)義設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要方面是要與企業(yè)Ⅵ相結(jié)合，包括企業(yè)LOGO、輔助圖形、服務(wù)熱線、型號(hào)等，就是將企業(yè)文化標(biāo)識(shí)有機(jī)運(yùn)用于產(chǎn)品，起到統(tǒng)一產(chǎn)品形象、加強(qiáng)品牌推廣的作用。紅藍(lán)色帶為鐵建重工產(chǎn)品統(tǒng)一視覺識(shí)別的輔助圖形，將此色帶結(jié)合車身兩側(cè)結(jié)構(gòu)和色彩布置合理地運(yùn)用，使產(chǎn)品更為活潑并具有律動(dòng)感，在一定程度上，緩和了隧道裝備產(chǎn)品普遍僵硬的外觀形象，見圖2。

圖2 企業(yè)文化標(biāo)識(shí)

5 鑿巖臺(tái)車材質(zhì)語(yǔ)義

材質(zhì)與形態(tài)、色彩相互配合，可以很好地反映出設(shè)計(jì)所要傳遞的信息。這多是因?yàn)樗鼇?lái)源于人們對(duì)材質(zhì)本身而形成的一種感覺悟性。例如塑料能夠給人一種輕巧易塑形的感受；金屬制品會(huì)給人帶來(lái)堅(jiān)硬耐用；皮革為人帶來(lái)柔軟舒適的感覺。

由于ZYS134全電腦四臂鑿巖臺(tái)車在隧道內(nèi)部施工的工況特點(diǎn)，需要具備一定的防砸性能，所以表面材質(zhì)一般使用強(qiáng)度較高的型材、鋼板。同樣，為了減輕整機(jī)重量和降低制造成本，在無(wú)強(qiáng)度和剛性要求的部位使用工程塑料等非金屬件。整體上讓金屬件與非金屬件之間產(chǎn)生不同表面肌理的對(duì)比，這樣在保證功能要求前提下，也豐富了外觀層次。例如，駕駛室內(nèi)部采用皮革座椅，既可以保證操作者的舒適度，又方便清潔。梯子踏板采用沖孔不銹鋼，在耐磨的同時(shí)也保證了防滑的要求。

6 結(jié)束語(yǔ)

目前，市場(chǎng)對(duì)裝備制造產(chǎn)品的訴求已不再完全為功能是從，產(chǎn)品只是實(shí)現(xiàn)功能的一種載體?，F(xiàn)在市場(chǎng)上同類型產(chǎn)品功能同質(zhì)化嚴(yán)重，同行業(yè)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈，對(duì)此企業(yè)必須要以新的視角重新審視產(chǎn)品開發(fā)，尋求創(chuàng)新的突破口。而將產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)的相關(guān)理論應(yīng)用于產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計(jì)中的新設(shè)計(jì)方法，可以使產(chǎn)品所要傳達(dá)的語(yǔ)義有效表達(dá)，讓操作者和產(chǎn)品之間形成良好的人機(jī)互動(dòng)；另外也有助于將企業(yè)文化融入產(chǎn)品中，使企業(yè)產(chǎn)品形成并傳播自身獨(dú)特的識(shí)別性，提升產(chǎn)品的附加值和綜合競(jìng)爭(zhēng)力。