工業(yè)設(shè)計(jì)在嘉興有軌電車中的應(yīng)用

□ 楊苑斐

上海軌道交通設(shè)備發(fā)展有限公司 上海 200245

1 應(yīng)用背景

工業(yè)設(shè)計(jì)是工業(yè)化發(fā)展的產(chǎn)物,伴隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷完善。工業(yè)設(shè)計(jì)是以工業(yè)產(chǎn)品為主要對(duì)象,綜合運(yùn)用科技成果和工學(xué)、美學(xué)、心理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等知識(shí),對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、包裝等進(jìn)行整合優(yōu)化的創(chuàng)新活動(dòng)。簡(jiǎn)單而言,工業(yè)設(shè)計(jì)將工業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)與外觀設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái),不僅要確保工業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)功能,而且要給人以美的享受。

軌道交通車輛的工業(yè)設(shè)計(jì)指在既有技術(shù)基礎(chǔ)上,對(duì)車體外觀造型、車身色彩、內(nèi)部環(huán)境、座椅、燈光、材料質(zhì)感,以及一切與駕乘人員有關(guān)的部件進(jìn)行研究,進(jìn)而更加符合人的生理、心理、審美等方面的要求[1-2]。

2 軌道交通車輛工業(yè)設(shè)計(jì)意義

制造業(yè)是創(chuàng)新的主體,更是實(shí)體經(jīng)濟(jì)的核心組成部分。工業(yè)設(shè)計(jì)屬于高端、綜合引領(lǐng)性創(chuàng)新模式,制造業(yè)能否充分掌握設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力,對(duì)于我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展而言具有重要意義?！吨圃鞓I(yè)設(shè)計(jì)能力提升專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃(2019—2022年)》明確指出,要強(qiáng)化高端裝備制造業(yè)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)。在軌道交通領(lǐng)域,重點(diǎn)突破列車轉(zhuǎn)向架、高速列車車軸的設(shè)計(jì),列車車體材料、結(jié)構(gòu)、內(nèi)部布局、輔助設(shè)備設(shè)施的優(yōu)化設(shè)計(jì),先進(jìn)城市有軌電車、中低速磁懸浮列車、跨座式單軌列車、市郊通勤動(dòng)車組等新型軌道交通工具的設(shè)計(jì)。

作為高端制造業(yè)的代表,軌道交通車輛的工業(yè)設(shè)計(jì)能力需要大力提高。提高工業(yè)設(shè)計(jì)能力,能夠?yàn)檐壍澜煌ㄜ囕v植入更高品質(zhì)、更綠色、更可持續(xù)的設(shè)計(jì)理念;能夠綜合應(yīng)用新材料、新技術(shù)、新工藝、新模式,促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用;能夠推動(dòng)集成創(chuàng)新和原始創(chuàng)新,助力解決軌道交通行業(yè)短板領(lǐng)域的設(shè)計(jì)問(wèn)題;同時(shí)有助于在科技、制造、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、投資、人才、軟件、硬件、內(nèi)容、服務(wù)、企業(yè)管理等方面形成工業(yè)設(shè)計(jì)的完整體系和產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈[3]。

3 軌道交通車輛工業(yè)設(shè)計(jì)作用

3.1 企業(yè)與市場(chǎng)的橋梁

工業(yè)設(shè)計(jì)是企業(yè)與市場(chǎng)的橋梁,通過(guò)工業(yè)設(shè)計(jì),可以提高軌道交通車輛的實(shí)用性,用符合審美的方式來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題,提高軌道交通車輛的外觀、宜人性、安全性等,并盡量減少成本。通過(guò)對(duì)市場(chǎng)、用戶、乘客等進(jìn)行分析研究,了解市場(chǎng)變化及用戶、乘客需求,不斷完善工業(yè)設(shè)計(jì),以滿足市場(chǎng)需求。可以說(shuō),工業(yè)設(shè)計(jì)賦予了軌道交通車輛形象和美學(xué)價(jià)值,將生產(chǎn)、技術(shù)與用戶、乘客緊密聯(lián)系起來(lái)[4]。

一般情況下,乘客并不十分關(guān)心軌道交通車輛背后的各種技術(shù),而更在意軌道交通車輛的造型是否美觀,顏色是否好看,座椅是否舒適,上下車是否方便等。這些最直觀的審美和乘坐體驗(yàn)感,是乘客最為關(guān)注的,也是工業(yè)設(shè)計(jì)所需要解決的問(wèn)題。工業(yè)設(shè)計(jì)用合乎乘客審美與乘坐體驗(yàn)感的方式將各種技術(shù)、各種功能、各種結(jié)構(gòu)、各種零部件組織起來(lái),使軌道交通車輛在實(shí)現(xiàn)功能的基礎(chǔ)上,滿足乘客的審美需求價(jià)值,為企業(yè)贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

3.2 增值的手段

工業(yè)設(shè)計(jì)是軌道交通車輛增值的手段。工業(yè)設(shè)計(jì)使軌道交通車輛增值有兩種方式。一是通過(guò)工業(yè)設(shè)計(jì),優(yōu)化軌道交通車輛結(jié)構(gòu)、材料、安裝方式等,從而降低軌道交通車輛的成本,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品增值。二是通過(guò)工業(yè)設(shè)計(jì),使軌道交通車輛在使用價(jià)值的基礎(chǔ)上增添精神價(jià)值,這一精神價(jià)值既包括審美意義上的價(jià)值,也包括個(gè)性和象征意義上的價(jià)值。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,產(chǎn)品的品質(zhì)決定了企業(yè)的成敗。產(chǎn)品的品質(zhì)不單單指軌道交通車輛的機(jī)械性能、電氣性能、可靠性、耐久性等客觀技術(shù)指標(biāo),而且包括工業(yè)設(shè)計(jì)的品質(zhì),即通過(guò)工業(yè)設(shè)計(jì)賦予軌道交通車輛在審美和象征意義上的價(jià)值[5]。

業(yè)主選擇軌道交通車輛的標(biāo)準(zhǔn)不僅著眼于哪家企業(yè)的技術(shù)更先進(jìn),哪家企業(yè)的報(bào)價(jià)更低,而且包括軌道交通車輛的造型是否美觀,車內(nèi)布置是否符合人機(jī)工程學(xué)等。在技術(shù)日趨成熟的今天,企業(yè)不僅要通過(guò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)絕對(duì)的優(yōu)勢(shì),而且要通過(guò)工業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)提高軌道交通車輛的品質(zhì)。

4 軌道交通車輛工業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程

4.1 研究?jī)?nèi)容

軌道交通車輛工業(yè)設(shè)計(jì)的主要研究?jī)?nèi)容包括:① 人,即與軌道交通車輛相關(guān)的所有使用者,包括生產(chǎn)者、運(yùn)輸者、組裝者、操作者、維修者、業(yè)主、乘客等;② 機(jī),即軌道交通車輛本身,包括造型色彩、人機(jī)界面、結(jié)構(gòu)技術(shù)、材料工藝等;③ 環(huán)境,主要指軌道交通車輛的具體使用環(huán)境及對(duì)軌道交通車輛產(chǎn)生影響的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化、市場(chǎng)環(huán)境等。工業(yè)設(shè)計(jì)理論主要包括人機(jī)工程學(xué)、設(shè)計(jì)美學(xué)、設(shè)計(jì)心理學(xué)、產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)、綠色設(shè)計(jì)等。對(duì)軌道交通車輛進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì),綜合運(yùn)用理論、方法,通過(guò)對(duì)軌道交通車輛相關(guān)的人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行研究分析,對(duì)軌道交通車輛進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),使軌道交通車輛變化、增益、更新、發(fā)展,符合人的使用方式、審美習(xí)慣等。工業(yè)設(shè)計(jì)的對(duì)象是軌道交通車輛,目的在于人,人是工業(yè)設(shè)計(jì)的根本和出發(fā)點(diǎn)[6]。軌道交通車輛工業(yè)設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容如圖1所示。

圖1 軌道交通車輛工業(yè)設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容

4.2 設(shè)計(jì)過(guò)程

軌道交通車輛工業(yè)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、評(píng)價(jià)、再設(shè)計(jì)、再生產(chǎn)、再評(píng)價(jià)的周而復(fù)始、不斷循環(huán)的過(guò)程。進(jìn)行一輪又一輪的工業(yè)設(shè)計(jì)活動(dòng),是為了滿足使用者的需求,同時(shí)使軌道交通車輛技術(shù)不斷改進(jìn)、完善,幫助企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中更好地發(fā)展[7]。軌道交通車輛工業(yè)設(shè)計(jì)是提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程,并且是創(chuàng)造新產(chǎn)品的過(guò)程。

在進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)之前,必須提出問(wèn)題。例如:業(yè)主需要時(shí)尚現(xiàn)代的外觀,應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)？如何使座椅乘坐起來(lái)更加舒適？如何方便對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修？這些問(wèn)題有的是業(yè)主提出的要求,有的是設(shè)計(jì)者在人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)調(diào)研中發(fā)現(xiàn)的需求,這些問(wèn)題就是設(shè)計(jì)的方向。

在總結(jié)一系列問(wèn)題的基礎(chǔ)上,認(rèn)真分析每一個(gè)問(wèn)題的構(gòu)成要素。構(gòu)成要素一般由人的要素、技術(shù)要素、環(huán)境要素、審美形態(tài)要素組成。了解問(wèn)題的關(guān)鍵,分析問(wèn)題的主要構(gòu)成因素,從而可以確定設(shè)計(jì)的目標(biāo)。軌道交通車輛工業(yè)設(shè)計(jì)四要素如圖2所示。

圖2 軌道交通車輛工業(yè)設(shè)計(jì)四要素

確定設(shè)計(jì)目標(biāo)后,需針對(duì)具體要素進(jìn)行調(diào)查,收集相關(guān)資料。根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo),結(jié)合調(diào)研分析結(jié)果,詳細(xì)展開(kāi)軌道交通車輛工業(yè)設(shè)計(jì),從而解決問(wèn)題。

5 嘉興有軌電車工業(yè)設(shè)計(jì)

5.1 設(shè)計(jì)要求

南湖號(hào)嘉興有軌電車車輛外部及客室內(nèi)飾應(yīng)具有主題色調(diào),體現(xiàn)出時(shí)尚美觀、簡(jiǎn)潔大方、協(xié)調(diào)統(tǒng)一的特點(diǎn)。以保證車輛的乘坐安全性、舒適性、可靠性為前提,對(duì)車輛外觀、內(nèi)飾及色彩進(jìn)行設(shè)計(jì),車頭造型及車體色彩設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)軌道交通車輛的造型特點(diǎn)和功能要求,力求美觀、流暢、動(dòng)感。車輛外觀設(shè)計(jì)應(yīng)力求創(chuàng)新性、唯一性,不能簡(jiǎn)單類似于現(xiàn)有其它城市軌道交通車輛[8]。

車輛內(nèi)部總體布局和裝飾應(yīng)具有現(xiàn)代美學(xué)特點(diǎn),并融入當(dāng)?shù)卦?達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。內(nèi)飾顏色清新,有活力。車內(nèi)主要設(shè)備,包括座椅、扶手、立柱、屏柜、液晶顯示屏、液晶顯示動(dòng)態(tài)電子地圖、售檢票機(jī)等布置科學(xué)合理,符合人體工程學(xué)設(shè)計(jì)要求,便于使用和維修,同時(shí)要考慮客室的通透性和特殊乘客的乘坐需求。

工業(yè)設(shè)計(jì)方案具體包含車輛外觀設(shè)計(jì)方案、司機(jī)室內(nèi)部設(shè)計(jì)方案及客室內(nèi)部設(shè)計(jì)方案。需要提供新穎、有特點(diǎn)的設(shè)計(jì)方案,方案必須有獨(dú)特的視覺(jué)效果。設(shè)計(jì)方案需滿足車輛技術(shù)要求,同時(shí)兼顧方便安裝及維護(hù)。通過(guò)虛擬演示和模型車制作兩種手段來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的策劃與驗(yàn)證,以方便業(yè)主在車輛投產(chǎn)前就能對(duì)車輛設(shè)備、內(nèi)裝外觀造型進(jìn)行細(xì)致比選和審定,確保車輛的內(nèi)裝和外飾效果。

5.2 設(shè)計(jì)過(guò)程

在初步方案設(shè)計(jì)階段,進(jìn)行以下工作:

(1) 對(duì)給定的設(shè)計(jì)內(nèi)容和技術(shù)要求,包括相關(guān)項(xiàng)目信息進(jìn)行調(diào)研分析;

(2) 以創(chuàng)意性簡(jiǎn)圖形式對(duì)車輛各部位進(jìn)行初期方案設(shè)計(jì);

(3) 以手繪效果圖形式提供若干套車輛外觀方案、司機(jī)室內(nèi)部外觀方案、客室內(nèi)部外觀方案;

(4) 在提交方案的基礎(chǔ)上進(jìn)一步篩選,選定幾套車輛外觀方案、司機(jī)室內(nèi)部外觀方案、客室內(nèi)部外觀方案進(jìn)行下一步方案設(shè)計(jì),并針對(duì)修改要求進(jìn)行相應(yīng)的修改及優(yōu)化。

在方案設(shè)計(jì)階段階段,進(jìn)行以下工作:

(1) 根據(jù)給定的技術(shù)基礎(chǔ)進(jìn)行方案細(xì)化設(shè)計(jì);

(2) 將細(xì)化后的方案向業(yè)主介紹提交;

(3) 根據(jù)反饋意見(jiàn)進(jìn)行方案的優(yōu)化和進(jìn)一步細(xì)化。

在上一階段選定幾套車輛外觀方案、司機(jī)室內(nèi)部外觀方案、客室內(nèi)部外觀方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行方案設(shè)計(jì),進(jìn)一步體現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的細(xì)節(jié)。設(shè)計(jì)方案以三維渲染效果圖形式提交,包括不同視角。每套設(shè)計(jì)方案提交兩套相應(yīng)的色彩方案。

提交三維效果圖包括但不限于各種不同視角,可以展現(xiàn)不同部位的細(xì)節(jié)效果及設(shè)計(jì)說(shuō)明文件,文件格式為JPG、PDF、PPT,幅面尺寸為297 mm×420 mm,分辨率不低于300 dpi。

最終與業(yè)主確定一套設(shè)計(jì)方案,作為下一階段詳細(xì)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段,針對(duì)與細(xì)化有關(guān)的相關(guān)部件的數(shù)據(jù)及圖紙,按照工程要求進(jìn)行更新,作為詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的基礎(chǔ)。在與業(yè)主的不斷溝通中完成可視表面的三維數(shù)據(jù)細(xì)化。最終確定車輛的色彩材質(zhì)效果,提交所有相關(guān)部件的材料色彩表格,并確定提交外觀分色方案比例圖。

對(duì)外觀、三維曲面進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),保證曲面的連續(xù)性。以IGES或Alias格式提交選定方案的三維數(shù)據(jù)。

以線條的形式明確各個(gè)特征,包括燈口、窗口、門口、活門形狀、分色位置等。

具有真實(shí)效果的車輛最終設(shè)計(jì)效果圖包括車輛外觀、司機(jī)室內(nèi)部、客室內(nèi)部,相關(guān)要求與上一階段三維效果圖相同。

5.3 設(shè)計(jì)方案

南湖號(hào)嘉興有軌電車的外觀及內(nèi)裝設(shè)計(jì)方案在結(jié)合嘉興獨(dú)特的人文底蘊(yùn)和地理特征后,充分征求嘉興市民意見(jiàn),通過(guò)數(shù)次優(yōu)化最終確定。車輛外部大面積深色玻璃覆蓋的車身仿若波光粼粼的湖面,淡雅的水鄉(xiāng)白包裹著清新素雅的內(nèi)飾,車頭兩側(cè)具有方向感的深色線條硬朗簡(jiǎn)潔。嘉興有軌電車外觀如圖3所示。

圖3 嘉興有軌電車外觀

車輛采用100%低地板設(shè)計(jì),內(nèi)部無(wú)縱向臺(tái)階,車門入口高度僅為350 mm,方便老人、小孩等上下車。兩側(cè)采用全通透大幅車窗,寬敞明亮?？褪易巍⒎鍪址先藱C(jī)工程學(xué),設(shè)有特殊人群區(qū)域。客室布置發(fā)光二極管顯示屏和液晶顯示大屏幕,方便乘客查看和收聽(tīng)相關(guān)信息。座椅旁設(shè)置通用串行總線接口,滿足乘客手機(jī)充電需求。嘉興有軌電車內(nèi)飾如圖4所示。

圖4 嘉興有軌電車內(nèi)飾

6 結(jié)束語(yǔ)

嘉興有軌電車是從用戶、乘客需求出發(fā),在既有自主車輛平臺(tái)基礎(chǔ)上融合最新行業(yè)技術(shù),集合人性化、智能化、綠色環(huán)保等諸多特點(diǎn)的新一代儲(chǔ)能式有軌電車,是自主創(chuàng)新、正向設(shè)計(jì)的嶄新成果,是當(dāng)今有軌電車行業(yè)最先進(jìn)、最前沿技術(shù)的代表[9]。

嘉興有軌電車技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、綠色環(huán)保,具有人性化、高顏值,能夠滿足城市居民的需求,有效解決城市交通難題,為城市增添魅力與光彩。