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        裝備制造類產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計品質(zhì)提升研究

        2016-06-03 08:53:14趙元紹王贊劉國平孫海楠
        設(shè)計 2016年9期
        關(guān)鍵詞:類產(chǎn)品產(chǎn)品設(shè)計裝備

        趙元紹 王贊 劉國平 孫海楠

        摘要:

        隨著國家振興裝備制造業(yè)戰(zhàn)略的推出,裝備類產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計也逐漸受到重視,如何在裝備制造類產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)中更好地融入工業(yè)設(shè)計,提升其整體品質(zhì)和價值,已經(jīng)成為現(xiàn)今裝備制造產(chǎn)業(yè)亟待解決的問題。本文通過研究裝備制造類產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計導(dǎo)入模式和基本方法,總結(jié)此類產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計工作的主要流程、關(guān)鍵環(huán)節(jié)以及設(shè)計實施中的一系列問題,嘗試提出工業(yè)設(shè)計輔助裝備制造產(chǎn)品提升整體品質(zhì)的具體途徑。

        關(guān)鍵詞:

        裝備制造 產(chǎn)品 工業(yè)設(shè)計 品質(zhì)

        當(dāng)今時代,各個領(lǐng)域不斷朝著全球一體化發(fā)展,競爭愈發(fā)激烈,一成不變的發(fā)展模式已不能滿足國家發(fā)展的需要。而裝備制造業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié),是國民經(jīng)濟和國民建設(shè)的重要支撐,是推動工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵引擎,當(dāng)下中國的制造業(yè)正面臨關(guān)鍵的十字路口,從生產(chǎn)驅(qū)動向創(chuàng)新驅(qū)動逐步轉(zhuǎn)型是當(dāng)務(wù)之急。目前,中國的工業(yè)設(shè)計還主要集中于輕工業(yè)領(lǐng)域,裝備類產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計研究相對滯后,還有相當(dāng)一部分老舊的裝備制造類產(chǎn)品仍在使用中。裝備制造類產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計作為創(chuàng)新發(fā)展的一個重要組成部分在中國還處于起步階段,有很廣闊的發(fā)展空間,全球一體化背景下,隨著國家“一帶一路”發(fā)展戰(zhàn)略的提出,對整個裝備制造業(yè)而言將醞釀巨大的市場機會。

        因此,關(guān)于裝備制造類產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計研究是十分必要且必需的。

        1.裝備制造類產(chǎn)品設(shè)計特點

        1.1產(chǎn)品本身特點

        首先,裝備制造類產(chǎn)品一般為既有產(chǎn)品,并且基本定型,設(shè)計師的可拓展空間有限。其次,這類產(chǎn)品功能較為明確,設(shè)計過程中功能優(yōu)先是這類產(chǎn)品的出發(fā)點和落腳點。設(shè)計前期產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本已經(jīng)定型,且大都比較復(fù)雜,在設(shè)計過程中一般不會進行大的改動。另外,產(chǎn)品主要的設(shè)計材料基本是金屬板材、型材,且多數(shù)產(chǎn)品體積較大,人機交互比較多,對人機設(shè)計考慮要求較高。產(chǎn)品本身的這些特點會決定其設(shè)計過程的一些特殊性,例如,設(shè)計時盡量避免豐富的曲面造型、考慮較多的人機因素等。

        1.2設(shè)計者特點

        裝備制造類產(chǎn)品對設(shè)計者的水平要求較高,不僅要有良好的審美能力,而且需要對其材料、加工工藝、內(nèi)部結(jié)構(gòu)有較好的認知。這就要求設(shè)計者既具備系統(tǒng)的藝術(shù)設(shè)計理論基礎(chǔ)又兼具工程理論基礎(chǔ)。與已經(jīng)較為成熟的輕工業(yè)電子產(chǎn)品設(shè)計相比,裝備制造類產(chǎn)品的內(nèi)部機構(gòu)和原理復(fù)雜程度較高,在設(shè)計產(chǎn)品之前,需要對產(chǎn)品有一定的理解。很多不成熟的此類產(chǎn)品,往往是由于設(shè)計者本身兩方面能力的不足或者不平衡,導(dǎo)致形式美感不佳或基本功能實現(xiàn)得不夠完美。

        1.3設(shè)計流程特點

        裝備制造類產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計的主要流程、導(dǎo)入模式與其他類產(chǎn)品基本相似,只是在某些方面有所側(cè)重,具有自身的一些特點。一般而言,其設(shè)計流程分為四個階段:設(shè)計規(guī)劃階段、設(shè)計草案階段、設(shè)計深入階段、設(shè)計驗證實施階段。

        設(shè)計規(guī)劃階段主要是對需求的分析,市場調(diào)研,技術(shù)調(diào)研,以及可行性分析。這個階段對于裝備制造類產(chǎn)品尤為重要,期間需要對產(chǎn)品有一個詳細的了解,以方便后續(xù)的設(shè)計。而其中更為重要的是技術(shù)調(diào)研,由于此類產(chǎn)品的特殊性,對結(jié)構(gòu)、材料、工藝有很高的技術(shù)要求,如沒有一個較好的認知,會給后續(xù)工作帶來很大的麻煩。

        設(shè)計草案階段是根據(jù)前期的成果進行初步的方案設(shè)計。裝備制造類產(chǎn)品的這個階段可以不必把所有的細節(jié)和要求考慮在內(nèi),可以進行階段性的思維發(fā)散,但大體的方向一定要有所把握。

        設(shè)計深入階段是將設(shè)計草案進行篩選、優(yōu)化的階段,是初步方案的具體化。裝備類產(chǎn)品設(shè)計的這個階段要細致地根據(jù)產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)、屬性等特點進行設(shè)計,而且最好有結(jié)構(gòu)設(shè)計師的參與,以便當(dāng)結(jié)構(gòu)或工藝與造型有所沖突時能夠及時探討解決方案,另外,可以在一些設(shè)計方面可以給予設(shè)計者好的意見或建議。

        設(shè)計驗證實施階段主要是對設(shè)計方案加以驗證并實施,是方案的執(zhí)行階段。對于裝備制造類產(chǎn)品而言,由于多數(shù)體形較大,實物驗證成本較高、周期長,前期驗證往往靠主觀經(jīng)驗和模型仿真。

        由于產(chǎn)品設(shè)計的復(fù)雜性,設(shè)計流程往往是交叉和反復(fù)的,且會因產(chǎn)品不同而有所差異,要根據(jù)實際的狀況進行取舍或側(cè)重。

        2.裝備制造類產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計關(guān)鍵環(huán)節(jié)

        2.1結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝的研究

        提升裝備制造類產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計的品質(zhì)需要注重很多方面,而結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝的研究是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),這是功能和造型實現(xiàn)的基礎(chǔ)。

        裝備制造類產(chǎn)品設(shè)計初期,需要對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進行分析,確保后期設(shè)計不會對現(xiàn)有功能性結(jié)構(gòu)有所影響。另外,設(shè)計師需要對此類產(chǎn)品常見的基本結(jié)構(gòu)形式有所了解,例如常用的連接機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、組合機構(gòu)等等,避免不必要的結(jié)構(gòu)錯誤。設(shè)計材料與加工工藝是決定產(chǎn)品設(shè)計品質(zhì)的另一個重要因素。裝備制造類產(chǎn)品大多為殼體,設(shè)計材料中鈑金及型材使用居多,加工工藝以折、彎、剪切、焊接、鉚接等為主,這就給造型設(shè)計帶來一定的局限性。設(shè)計師需要對這些材料和工藝下所產(chǎn)生的基本形態(tài)有所研究,以免設(shè)計無法實現(xiàn)或?qū)崿F(xiàn)成本較高。

        2.2造型美感的注入

        工業(yè)設(shè)計是藝術(shù)與技術(shù)的平衡,而中國當(dāng)前的裝備制造業(yè)的設(shè)計理念還停留在簡單的“形態(tài)為功能附屬”的階段。造型是設(shè)計成果化的主要載體,不僅能給人帶來視覺沖擊力,其表現(xiàn)出來的形態(tài)、風(fēng)格會給人以美的感覺和藝術(shù)的享受。

        當(dāng)今社會,隨著競爭的加劇,造型美感在裝備制造類產(chǎn)品設(shè)計上的需求日益凸顯。而形態(tài)的設(shè)計往往受到結(jié)構(gòu)、力學(xué)、材料、工藝、生產(chǎn)條件等因素的限制,如何把握好形態(tài)與產(chǎn)品的匹配性,并在此基礎(chǔ)上對形態(tài)進行藝術(shù)的設(shè)計,是此類產(chǎn)品設(shè)計的焦點問題。這就要求設(shè)計師有很好的藝術(shù)設(shè)計基礎(chǔ)和較高的審美能力,能將造型美感恰如其分地注入產(chǎn)品中,實現(xiàn)形式與功能、藝術(shù)與技術(shù)的平衡。

        2.3人機關(guān)系的實現(xiàn)

        不同于一般電子消費類產(chǎn)品,裝備制造類產(chǎn)品大多具有操作空間大、操作過程多樣化、人機交互復(fù)雜等特點,這就決定了人機工程在此類產(chǎn)品設(shè)計過程中的重要性。

        良好的人機關(guān)系體現(xiàn)在兩個方面:一是生理上的匹配性,表現(xiàn)為靜態(tài)、動態(tài)參數(shù)的匹配,使人在操作產(chǎn)品的時候不會出現(xiàn)生理上的不適。另一方面則是心理上的匹配性,使用者在使用過程中能表現(xiàn)出較好的心理狀態(tài),避免心理上疲勞、不舒適等狀態(tài)的產(chǎn)生。這兩方面都需要對使用過程、產(chǎn)品的交互界面進行細致的分析,才能進而得到最佳的數(shù)據(jù)來應(yīng)用于后期的產(chǎn)品設(shè)計。

        3.實例分析

        對比裝備制造類產(chǎn)品行業(yè)國內(nèi)產(chǎn)品與國際頂級產(chǎn)品德國DMG(德瑪吉)的差距,探討提升國內(nèi)此類產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計品質(zhì)提升的具體方法與途徑,以下圖為例:

        通過對比研究發(fā)現(xiàn),中國此類產(chǎn)品還處于模仿和學(xué)習(xí)階段,整體風(fēng)格而言,設(shè)計更趨于保守,多采用鈑金折彎、拼焊工藝,導(dǎo)致設(shè)備造型方正、呆板;配色方面,國內(nèi)行業(yè)不太注重顏色的選用,用色隨意,致使產(chǎn)品觀感沉悶、冷漠;人機交互方面仍局限于設(shè)備本身,未提高到以操作者為核心,缺乏親近感。

        反觀國際頂級品牌DMG推出的系列產(chǎn)品,從工藝上而言,大膽采用鈑金沖壓工藝,為產(chǎn)品設(shè)計提供更多的可能性,造型靈活多變;配色使用精準(zhǔn)考究,使產(chǎn)品整體觀感更加前衛(wèi)大膽,大大區(qū)別于其他同行業(yè)產(chǎn)品,形成自己獨特的視覺風(fēng)格;人機交互方面更加注重人與設(shè)備的關(guān)系,各部分設(shè)計例如開門方式、操作面板分布位置皆以操作者為中心分布,方便操作者對設(shè)備進行各類操作。

        具體細節(jié)方面,按照產(chǎn)品設(shè)計適應(yīng)人的行為習(xí)慣,國內(nèi)產(chǎn)品觀察窗較小、控制面板與觀察窗位置分離,操作面板位置固定導(dǎo)致不能適應(yīng)更多的操作場景,設(shè)備棱角過于鋒利導(dǎo)致設(shè)備存在更多安全隱患。而德瑪吉的產(chǎn)品設(shè)計,不論旋轉(zhuǎn)滑動的開門形式和大面積全透明視窗,還是可調(diào)節(jié)高度、角度的操作面板,均以產(chǎn)品適應(yīng)人的行為習(xí)慣為設(shè)計理念,時產(chǎn)品設(shè)計更具人性化。

        4.結(jié)語

        裝備類產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計品質(zhì)的提升,不僅要有技術(shù)、方法、能力上的提高,更重要的是觀念上和體制上的轉(zhuǎn)變。要從根本上認識到工業(yè)設(shè)計之于裝備制造類產(chǎn)品的重要性,才能從簡單的“制造”走向“創(chuàng)造”。長此以往,未來裝備制造業(yè)必能帶動整個中國工業(yè)的發(fā)展。

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