任勇威

(中國鐵建重工集團股份有限公司 湖南長沙 410100)

1 引言

工業(yè)設計的外觀屬性是由形態(tài)、色彩、材質(zhì)等因素綜合構成，而目前隧道裝備產(chǎn)品工業(yè)設計依然停留在簡單的功能實現(xiàn)方面，忽略了工業(yè)設計的研究和應用，導致產(chǎn)品設計粗糙、外觀冷漠、交互僵硬，并且同質(zhì)化現(xiàn)象嚴重，缺乏附加值，造成產(chǎn)品市場競爭力弱。因此，需要將產(chǎn)品語義學原理導入產(chǎn)品研發(fā)過程中。目前，產(chǎn)品語義學的理論與設計方法已廣泛應用于家電、電子產(chǎn)品等輕工業(yè)產(chǎn)品設計中，但在隧道裝備等大型工程機械產(chǎn)品中卻鮮見。本文就是把產(chǎn)品語義學在鑿巖臺車工業(yè)設計中應用的一些理論進行了深入研究。

2 產(chǎn)品語義學

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

產(chǎn)品語義學將傳統(tǒng)的語言學理論所研究出來的相關理論嵌入到了產(chǎn)品的設計中，同樣也可以從中獲得對于產(chǎn)品的兩層內(nèi)涵:產(chǎn)品的外觀就是對于產(chǎn)品本身的一個能指，在使用過程中通過這種外觀表達的象征、暗喻、行為暗示等則被稱為所指?！爱a(chǎn)品語義學”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，以及如何應用在工業(yè)設計上的學問[2]。這就表明產(chǎn)品語義學研究對象不僅是物質(zhì)屬性，也包含心理、社會、文化等被稱為象征環(huán)境的方面[3]。

2.1 形態(tài)語義

產(chǎn)品形態(tài)包括大小、形狀、姿態(tài)以及結(jié)構關系，這些要素通過設計進行有機組合形成產(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]，從而使用戶對不同語義的產(chǎn)品產(chǎn)生符合其特性的內(nèi)心感受。現(xiàn)實世界中的形態(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，不受人類主觀意識控制的形態(tài)即自然形態(tài)，例如山水、動物、植物等。人類依靠智慧的腦力活動創(chuàng)造出來的形態(tài)即人工形態(tài)。我們在產(chǎn)品設計中所塑造的產(chǎn)品形態(tài)就是人工形態(tài)。

形態(tài)在產(chǎn)品設計領域里是一種說明性的識別符號[6]，是借用產(chǎn)品進行物化，搭起了用戶和使用功能間交互的橋梁。不同的形態(tài)可以傳達不同的涵義，例如直線在造型信息上會傳達一種剛勁、挺拔的感覺，曲線本身有柔和、秀麗、變化豐富的特點[7]。另外，產(chǎn)品的形態(tài)也具備功能性，即功能形態(tài)。符號的正確選擇和語義的準確傳達是產(chǎn)品語義學的基本要求，也是工業(yè)設計師在產(chǎn)品設計階段的重點研究要素。一個準確傳達了功能及使用方式的產(chǎn)品形態(tài)，與產(chǎn)品語義學的研究目的是相符的[8]。

2.2 色彩語義

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，雄鳥一般都長有色彩豐富多樣的羽毛，用來在求偶過程中博得雌鳥的青睞；馬蜂具有黃黑相間的“外衣”，用來展示自身的“危險性”，警告覬覦它的捕獵者知難而退。色彩是第一視覺語言，即人的視覺在感知事物時，首先被大腦捕捉的是色彩。它通過人的視覺，經(jīng)過大腦對以往的經(jīng)驗和認知方式進行調(diào)動加工，起到了影響觀者心理情緒和視覺感受方面的作用。

產(chǎn)品的色彩語義是指色彩通過視覺光信號傳輸至人腦，人再對此光信號經(jīng)自己的加工而產(chǎn)生的心理感受，但人們對不同的色彩所調(diào)動的心理感受不同，從而形成不同的生理反應。例如紅色的警示燈警告請勿靠近；黃黑警示帶可以凸顯運動部件的危險性；綠色標識可以引導人們在危險發(fā)生時快速轉(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，其工作時的安全性是設計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，從整機到操作具備高度可靠的視覺辨識度，根據(jù)人們的普遍認知和實踐驗證，色彩明度高的紅色和黃色易于人們發(fā)現(xiàn)和識別[9]，因此，在工況環(huán)境復雜且對安全操控性能高的工程機械產(chǎn)品上被廣泛應用于警示安全。例如三一重工的“紅色之星”、“鴻運系列”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，也起到了提高視覺識別性和品牌推廣的作用。

2.3 材質(zhì)語義

材質(zhì)語義是產(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兩個方面所綜合決定。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)感主要是通過產(chǎn)品其表面處理工藝特點通過人的視覺與觸感產(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)動起人們的感知經(jīng)驗，從而引發(fā)人們不同的心理體驗。因此，材質(zhì)的各異也就造成了與人情感交流時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)，是因為對其高硬度、高耐磨和表面易清潔的材質(zhì)語義；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)語義。

3 鑿巖臺車形態(tài)語義

鑿巖臺車具有信息化傳遞效率快，機械化配套作業(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[11]，是當今的主力隧道施工裝備。中國鐵建重工集團股份有限公司開發(fā)的ZYS134全電腦四臂鑿巖臺車，具有自主知識產(chǎn)權，是超前地質(zhì)預報、超前支護、開挖、初期支護等工序鉆孔作業(yè)[12]的關鍵裝備。在全電腦操控方面具有輪廓掃描、自動定位、自動鉆孔、鉆孔數(shù)據(jù)記錄等多種自動化功能，該產(chǎn)品實現(xiàn)了多個工作臂同時作業(yè)，多種功能用途大大提升了施工效率，降低施工成本。

產(chǎn)品造型設計是為了使產(chǎn)品形態(tài)更服從結(jié)構，使功能更好地表達。該產(chǎn)品形態(tài)分為工作模塊、駕駛模塊、動力模塊和底盤模塊，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系來分析所要傳達的語義。ZYS134全電腦四臂鑿巖臺車工作步驟為:首先，操作者通過駕駛模塊(駕駛室)操作設備進入指定的工作位置；其次，操作者將設備底盤模塊的支腿展開使設備穩(wěn)定；第三，動力模塊控制相應的工作模塊(工作臂)進行鉆孔、掃描等施工操作；最后，施工完成后將工作臂、支腿和其他模塊進行收攏。

圖1 ZYS134全電腦四臂鑿巖臺車

從各模塊之間的關系可以看出，底盤模塊負責承載整個車身，要給人承重穩(wěn)定的心理感受；動力模塊由電氣件、液壓件組成，元器件眾多，布置復雜，需要有統(tǒng)一的覆蓋件進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個工作臂組成，要體現(xiàn)作業(yè)靈活、多臂高效。基于以上形態(tài)語義的分析，底盤模塊的形態(tài)大量使用直線，直線具有強勁有力的語義，使產(chǎn)品整體力量感十足，并增強了視覺穩(wěn)定性。動力模塊將零散的部件歸置于長方體的覆蓋件設計中，形成一個統(tǒng)一整體。向上轉(zhuǎn)折部分運用圓弧，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)構形態(tài)，主要為滿足受力和施工要求，在語義傳達上要給人一種簡潔、大氣，以功能為主要形式的感覺。

4 鑿巖臺車色彩語義

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

色彩語義設計的另一個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、服務熱線、型號等，就是將企業(yè)文化標識有機運用于產(chǎn)品，起到統(tǒng)一產(chǎn)品形象、加強品牌推廣的作用。紅藍色帶為鐵建重工產(chǎn)品統(tǒng)一視覺識別的輔助圖形，將此色帶結(jié)合車身兩側(cè)結(jié)構和色彩布置合理地運用，使產(chǎn)品更為活潑并具有律動感，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)文化標識

5 鑿巖臺車材質(zhì)語義

材質(zhì)與形態(tài)、色彩相互配合，可以很好地反映出設計所要傳遞的信息。這多是因為它來源于人們對材質(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；金屬制品會給人帶來堅硬耐用；皮革為人帶來柔軟舒適的感覺。

由于ZYS134全電腦四臂鑿巖臺車在隧道內(nèi)部施工的工況特點，需要具備一定的防砸性能，所以表面材質(zhì)一般使用強度較高的型材、鋼板。同樣，為了減輕整機重量和降低制造成本，在無強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，在耐磨的同時也保證了防滑的要求。

6 結(jié)束語

目前，市場對裝備制造產(chǎn)品的訴求已不再完全為功能是從，產(chǎn)品只是實現(xiàn)功能的一種載體?，F(xiàn)在市場上同類型產(chǎn)品功能同質(zhì)化嚴重，同行業(yè)企業(yè)競爭愈加激烈，對此企業(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)品語義學的相關理論應用于產(chǎn)品工業(yè)設計中的新設計方法，可以使產(chǎn)品所要傳達的語義有效表達，讓操作者和產(chǎn)品之間形成良好的人機互動；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特的識別性，提升產(chǎn)品的附加值和綜合競爭力。