現(xiàn)代裝備產(chǎn)品造型設(shè)計探究
——以控制柜造型設(shè)計為例

李 靜

（電子科技大學(xué) 成都學(xué)院， 四川 成都 611731）

0 引言

裝備產(chǎn)品是一種人為的實物構(gòu)件組合， 其各部分通過相互配合， 把施加的能量通過合理配置轉(zhuǎn)換為另一種有效的機(jī)械功能。 通過使用裝備產(chǎn)品能夠降低人類勞動的工作難度。在現(xiàn)代社會中，機(jī)械裝備產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工程、工業(yè)的各個領(lǐng)域，扮演著不可或缺的重要角色[1]。良好的機(jī)械裝備產(chǎn)品外觀設(shè)計不僅可以滿足作業(yè)者對作業(yè)環(huán)境基本要求， 同時也可以令使用者在感官上和情感上獲得的舒適的體驗。 而這些對于使用者在作業(yè)過程中提高生產(chǎn)效率，降低操作失誤率都有極大的積極作用。最重要的是通過外觀設(shè)計的優(yōu)化， 對提升企業(yè)及其機(jī)械裝備產(chǎn)品質(zhì)量和形象都具有良好的促進(jìn)作用。

1 現(xiàn)代裝備產(chǎn)品造型設(shè)計現(xiàn)狀與設(shè)計策略分析

1.1 設(shè)計現(xiàn)狀

目前，我國在機(jī)械裝備制造方面，仍然把所有的精力都重點集中在研究提升產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的問題上， 相對忽略了機(jī)械裝備的外觀設(shè)計。 在市場上出現(xiàn)的大多都是外觀造型簡單，缺乏人機(jī)設(shè)計的機(jī)械裝備。 這不僅使操作機(jī)械裝備的工作人員容易審美疲勞而降低工作效率，更重要的是有極大的潛在誤操作性，從而引發(fā)工作事故，這些對于我國機(jī)械裝備在市場上的競爭極為不利[2]。 因此，研究機(jī)械裝備產(chǎn)品外觀設(shè)計成為當(dāng)務(wù)之急。 同時，我國的機(jī)械裝備產(chǎn)品市場競爭正處于較高熱狀態(tài)， 各個機(jī)械裝備企業(yè)也逐漸意識到產(chǎn)品本身外觀造型設(shè)計對企業(yè)提高市場競爭力有著至關(guān)重要的作用。

1.2 設(shè)計策略

機(jī)械裝備產(chǎn)品屬于較為特殊的功能性產(chǎn)品， 所以在進(jìn)行其外觀設(shè)計策略的開發(fā)時， 需要基于對產(chǎn)品獨有的的功能性以及產(chǎn)品特定的使用環(huán)境性等特點的綜合考量，來開發(fā)一套真正滿足使用者實際需求的設(shè)計策略。 在這里， 筆者通過對機(jī)械裝備產(chǎn)品進(jìn)行共性研究總結(jié)了以下幾個方面：

（1）功能的優(yōu)先性：機(jī)械裝備產(chǎn)品屬于功能性很強(qiáng)的產(chǎn)品，所以在功能與造型優(yōu)先性上以功能為主要考量，不能為了純粹的造型美丟失掉產(chǎn)品的基本功能屬性。

（2）環(huán)境適應(yīng)性：由于機(jī)械裝備產(chǎn)品種類繁多，涉及的行業(yè)，使用場景更是復(fù)雜且不統(tǒng)一，所以在進(jìn)行外觀設(shè)計時需有針對性， 要對不同的產(chǎn)品類型所面臨的使用環(huán)境進(jìn)行有效分析與匹配， 力求達(dá)到外觀造型與使用環(huán)境的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，增加產(chǎn)品使用效力。

（3）人機(jī)交互合理性：所有的裝備產(chǎn)品都是由使用者操作并開展其功能效應(yīng)， 人機(jī)交互界面作為機(jī)械裝備產(chǎn)品外觀造型中重要組成部分，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，操作界面設(shè)計的合理性直接影響產(chǎn)品的安全性和使用者的工作效率。

（4） 符合當(dāng)下時尚性： 這一點主要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的在造型、 材料和工藝等的設(shè)計考量要符合當(dāng)下時代的審美與要求，可以有效提升其美譽(yù)度和品質(zhì)。

（5）展現(xiàn)企業(yè)品牌形象性：這里強(qiáng)調(diào)在滿足前面設(shè)計考量的基礎(chǔ)上， 總結(jié)企業(yè)自身特點并將其融入機(jī)械裝備產(chǎn)品設(shè)計之中，對企業(yè)文化與品牌形象進(jìn)行有效的宣傳與推廣。

通過對機(jī)械裝備產(chǎn)品策略的總結(jié)可以確定機(jī)械裝備的外觀設(shè)計雖然是低成本的設(shè)計要素， 但卻對機(jī)械裝備的發(fā)展起到了重要的作用，比如良好的機(jī)械外觀設(shè)計，有助于為工作人員創(chuàng)造安全、舒適、愉悅的工作環(huán)境，從而提高生產(chǎn)效率，有助于提高企業(yè)品牌知名度，提升企業(yè)的形象，增強(qiáng)其市場競爭力。

2 控制柜造型設(shè)計策略分析

如前所述，通過對裝備產(chǎn)品外觀設(shè)計的優(yōu)化，對提升企業(yè)及其機(jī)械裝備產(chǎn)品質(zhì)量和形象都具有良好的促進(jìn)作用[3]。 因此，文章以控制柜為例探究其造型設(shè)計策略與設(shè)計流程， 以期為企業(yè)進(jìn)行裝備產(chǎn)品造型設(shè)計提供可參考的模式。 因為控制柜屬于較為特殊的功能性產(chǎn)品，所以在進(jìn)行其外觀設(shè)計策略的開發(fā)時，需要基于對產(chǎn)品獨有的的功能性以及產(chǎn)品特定的使用環(huán)境性等特點進(jìn)行綜合考量。

2.1 整體造型設(shè)計策略

基于控制臺的功能屬性進(jìn)行分析， 其整體造型一般呈現(xiàn)出簡潔直觀的外觀造型形式， 所以依據(jù)前文提出的基本設(shè)計策略與設(shè)計原則， 我們在進(jìn)行整體造型設(shè)計的時候也需要重點考慮從機(jī)械裝備產(chǎn)品的整體造型出發(fā)，結(jié)合其功能、解構(gòu)、材質(zhì)等相關(guān)特點，基于美學(xué)的基本法則進(jìn)行綜合設(shè)計處理， 最終完成符合既符合使用功能要求又符合視覺審美需求的優(yōu)良造型設(shè)計。

2.2 基本結(jié)構(gòu)設(shè)計策略

通過調(diào)研可確定， 控制臺通常采用琴柜式結(jié)構(gòu)形式且基本都是框架結(jié)構(gòu)，設(shè)計者通過多種拼接形式，完成不同的外觀整體造型， 主要有直型式控制臺、 彎折式控制臺、弧形式控制臺[4]。 控制臺通過內(nèi)部單臺框架的多種拼接，形成不同的結(jié)構(gòu)造型。由多個相同單臺框架連接組成直形排列的控制臺為直型式控制臺。 中間有多個單臺框架相互連接，兩邊對稱連接一個角框架，在展開的兩側(cè)分別安裝多個相同框架的控制臺為彎折式控制臺。 由多個相同并設(shè)有角度的框架相互連接組成弧形的控制臺為弧形式控制臺。

2.3 色彩設(shè)計策略

通過研究可以得知， 控制臺的色彩一般以冷色調(diào)與中性色調(diào)較多，這是與使用環(huán)境和操作者視覺、視力等因素相適應(yīng)。通常工作機(jī)房四周墻壁表面為白色和淺顏色，控制臺整體主色調(diào)較多選擇淺色和深灰等顏色， 控制臺與機(jī)房墻壁顏色以及配套的微機(jī)顏色協(xié)調(diào)， 構(gòu)成了一個和諧的整體。 選用淺色有灰白色，惠普灰色和淺米色等，具有典雅、安靜的感覺。 選用深灰色具有嚴(yán)謹(jǐn)、安穩(wěn)的感覺。 從生理上分析，選擇的顏色對眼睛的刺激適中，既不會眩目，也不暗淡，屬于視力不容易感到疲勞的顏色，能打動視覺能力，易使操作人員把注意力投射到上面去，造成宜人的色彩環(huán)境。

2.4 裝飾設(shè)計策略

裝飾設(shè)計是實現(xiàn)控制臺完美造型的條件之一，在造型和結(jié)構(gòu)設(shè)計中，控制臺外部的金屬板材按其部位的造型加工成形，彎折處圓角過渡、曲直勻稱豐厚，并設(shè)有適當(dāng)角度，充實控制臺的外觀表現(xiàn)，讓美與造型有機(jī)結(jié)合起來?？刂婆_采用一般藏缺露優(yōu)的裝飾技法，體現(xiàn)整體立體感。

3 控制柜造型設(shè)計

本文基于對控制柜設(shè)計策略的探究將在一系列調(diào)研基礎(chǔ)之上，通過工學(xué)產(chǎn)品設(shè)計方法的指導(dǎo)，建立控制柜造型設(shè)計的方法流程。

首先基于調(diào)研信息， 對照消費者意象需求與形態(tài)設(shè)計要素之間的對應(yīng)關(guān)系選出各造型因素的具體形態(tài)，然后對各造型因素的具體形態(tài)進(jìn)行設(shè)計。 最后，通過Solid-Works、KeyShot 等專業(yè)性設(shè)計工具進(jìn)行可視化虛擬設(shè)計，可獲得符合感性詞的具體造型設(shè)計方案。

綜上所述， 本文對控制柜造型設(shè)計研究的框架：首先，對現(xiàn)有控制柜和消費者意象需求進(jìn)行調(diào)研，基于此可以分別總結(jié)出代表性控制柜和代表性消費者意象詞；然后結(jié)合代表性控制柜和代表性消費者意象詞做出調(diào)研問卷，通過調(diào)研問卷得到數(shù)據(jù)，運用聚類分析的方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)與分析， 從而確定最能體現(xiàn)控制柜趨勢的意象詞匯， 并運用類目層次的方法進(jìn)行意象詞到設(shè)計要素的轉(zhuǎn)化，再通過形態(tài)分解的方法確定控制柜重點設(shè)計方向；最后指導(dǎo)設(shè)計是完成控制柜設(shè)計方案。

3.1 現(xiàn)有控制柜和消費者意象調(diào)研

通過期刊、雜志、網(wǎng)絡(luò)等途徑，對于控制柜現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研， 搜集到一系列的代表控制柜產(chǎn)品設(shè)計趨勢的圖片和消費者感性意象需求。 不僅有利于進(jìn)行控制柜設(shè)計定位同時為制作消費者問卷調(diào)研做好充分準(zhǔn)備。 根據(jù)專家研究與分析，最后確定有效產(chǎn)品樣本圖片16 個和詞匯10個（分別為：實用的，專業(yè)的，理性的，美觀的，安全的，平衡的，簡潔的，大氣的，環(huán)保的、和諧的），見圖1。

圖1

3.2 問卷調(diào)研

（1）利用通過已有的16 個樣本產(chǎn)品圖片和10 個代表消費者需求的意象詞匯，制作有效的消費者調(diào)研問卷。

（2）將問卷分別發(fā)放給了10 名產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)的設(shè)計師，最后收回有效問卷10 份，通過對設(shè)計師的調(diào)研結(jié)果進(jìn)行了數(shù)據(jù)總結(jié)與分析，得到用于聚類分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.3 聚類分析

利用SPSS 對10 個感性意象的意象詞匯對調(diào)查值的平均值進(jìn)行K-均值聚類分析[5]，聚類出三組典型感性詞匯。經(jīng)過分析，確定出美觀的，安全的，實用的作為消費者的最具代表性的需求意象詞匯。

3.4 運用類目層次法分析控制柜設(shè)計要素

基于對控制柜設(shè)計的調(diào)研以及通過聚類得出的三個代表性意象需求詞匯：美觀的，安全的，實用的，最終確定了“機(jī)隨心動”作為制氧機(jī)設(shè)計的終級設(shè)計目標(biāo)也就是類目層次的零級詞。同時，相應(yīng)的上面我們聚類得到的3 個詞匯：美觀的，安全的，實用的作為類目層次的1 級感性詞匯。 2 級和3 級概念根據(jù)專家訪談法確定，最終得到設(shè)計要素即類目層級的4 級內(nèi)容和最終要重點設(shè)計的物理物理要素。主要包括：外觀形態(tài)、外觀顏色、外觀材料的使用、加工工藝、外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計、操作區(qū)布局設(shè)計、內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計、裝飾區(qū)設(shè)計。

3.5 控制柜產(chǎn)品形態(tài)分析

（1）應(yīng)用形態(tài)分析法分析16 個代表性產(chǎn)品樣本的形態(tài)，歸納出控制柜的造型設(shè)計要素及分類，分別為整體外觀形態(tài)、外觀結(jié)構(gòu)、操作區(qū)布局、裝飾區(qū)設(shè)計。

（2）經(jīng)過對控制柜造型元素進(jìn)行進(jìn)一步分析與歸納，各造型設(shè)計要素所包含的類目數(shù)分別為：①外觀形態(tài)：矩陣心態(tài)、曲面心態(tài)、矩陣與曲面相結(jié)合；②外觀結(jié)構(gòu)：上下結(jié)構(gòu)、左右結(jié)構(gòu)、整體一體化結(jié)構(gòu)；③操作區(qū)布局：立面正面主控、斜面正面主控、斜面右邊主控；④裝飾區(qū)設(shè)計：扶手獨立（材質(zhì)與色彩）、輪廓邊緣獨立（材質(zhì)與色彩）、臺面獨立（材質(zhì)與色彩）。

3.6 控制柜設(shè)計方案

綜上分析，可以確定要達(dá)到零級目標(biāo)，就要滿足美觀的，安全的，實用的意象詞匯的造型元素傾向，由類目層次中得出的設(shè)計要素與形態(tài)分解得到設(shè)計要素的的設(shè)計細(xì)節(jié)一一對照， 設(shè)計師基于裝備設(shè)計的基本原則結(jié)合控制柜這類裝備產(chǎn)品的設(shè)計原則， 最終確定控制柜以矩陣外觀形態(tài)為主，上下外觀結(jié)構(gòu)，立面正面主控的操作區(qū)布局，扶手獨立材質(zhì)與色彩的裝飾區(qū)設(shè)計為最終設(shè)計方案的方向。 借助計算機(jī)輔助程序的運用。 將虛擬的設(shè)計創(chuàng)意方案轉(zhuǎn)化為實體模型并進(jìn)行渲染，最終得出了控制柜設(shè)計方案，見圖2。

圖2 控制柜設(shè)計方案

4 結(jié)束語

機(jī)械裝備的外觀設(shè)計雖然是低成本的設(shè)計要素，但卻對機(jī)械裝備的發(fā)展起到了重要的作用，比如良好的機(jī)械外觀設(shè)計，有助于為工作人員創(chuàng)造安全、舒適、愉悅的工作環(huán)境，從而提高生產(chǎn)效率，有助于提高企業(yè)品牌知名度，提升企業(yè)的形象，增強(qiáng)其市場競爭力。文章在裝備產(chǎn)品外觀造型理論研究的基礎(chǔ)之上，通過市場調(diào)研，結(jié)合感性工學(xué)的設(shè)計研究方法以控制柜為研究對象，不僅建立了消費者需求與造型要素的模型，為控制柜等裝備產(chǎn)品感性意象造型設(shè)計提供指導(dǎo)，從而滿足產(chǎn)品對用戶的需求，對于提高企業(yè)的競爭力有著重要的意義。 同時也進(jìn)一步證明了外觀造型設(shè)計對裝備產(chǎn)品的重要性及深遠(yuǎn)意義。