摘" 要：為提升國產(chǎn)智能制造裝備的品牌競爭力，研究適合智能化轉(zhuǎn)型升級、兼顧外觀設(shè)計和價值塑造的產(chǎn)品形象系統(tǒng)（PIS）設(shè)計方法。首先，遵循品牌認知過程，提出基于認知心理學(xué)的PIS設(shè)計層次模型，從低到高依次是識別層、體驗層和記憶層，并給出相應(yīng)的評價指標(biāo)；其次，順應(yīng)智能制造的發(fā)展趨勢，明確面向智能制造裝備PIS設(shè)計的基本流程及其所需考慮的要素；最后，以煤礦綜采工作面巷道監(jiān)控中心的工業(yè)設(shè)計為例，應(yīng)用所提出的方法進行企業(yè)創(chuàng)新設(shè)計實踐，塑造獨特、高效、值得信賴的產(chǎn)品形象，并大幅提升品牌形象，可為智能制造裝備的工業(yè)設(shè)計提供理論參考及實例借鑒。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品形象系統(tǒng)；工業(yè)設(shè)計；智能制造裝備；PIS設(shè)計層次模型；品牌競爭力

中圖分類號：TB47" " " 文獻標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）25-0137-04

Abstract： In order to enhance the brand competitiveness of domestic intelligent manufacturing equipment， the design method of product image system（PIS） which is suitable for intelligent transformation and upgrading， appearance design and value shaping is studied. Firstly， following the process of brand cognition， a hierarchical model of PIS design based on cognitive psychology is proposed， which is the recognition layer， experience layer and memory layer from low to high， and the corresponding evaluation indexes are given. Secondly， in accordance with the development trend of intelligent manufacturing， make clear the basic process and elements of PIS design for intelligent manufacturing equipment. Finally， taking the industrial design of roadway monitoring center of fully mechanized coal mining face as an example， the proposed method is applied to the practice of enterprise innovative design， which creates a unique， efficient and trustworthy product image， and greatly improves the brand image， thereby can provide theoretical reference and example reference for the industrial design of intelligent manufacturing equipment.

Keywords： product image system; industrial design; intelligent manufacturing equipment; PIS design hierarchy model; brand competitiveness

目前，全球制造業(yè)呈現(xiàn)智能化、高端化、綠色化、自動化、服務(wù)化和品牌化6個重要趨勢[1]。工信部調(diào)研顯示，智能制造裝備產(chǎn)業(yè)規(guī)模近3萬億元。雖然我國智能制造試點示范工作取得了較為顯著的帶動效應(yīng)，但多數(shù)企業(yè)特別是中小企業(yè)智能制造發(fā)展仍面臨轉(zhuǎn)型升級的困難。工業(yè)設(shè)計作為創(chuàng)新的驅(qū)動力，與智能制造深度對接非常緊迫，能夠促進硬科技成果轉(zhuǎn)化、價值提升，推動整個智能制造行業(yè)的量變和質(zhì)變。

產(chǎn)品形象設(shè)計是以產(chǎn)品設(shè)計為核心而展開的系統(tǒng)形象設(shè)計，更大限度地滿足個體和社會的需求而獲得普遍的認同感[2]。產(chǎn)品形象（PI）包括外觀特征和內(nèi)在品質(zhì)，承載了產(chǎn)品的功能價值和情感價值，是人們對產(chǎn)品印象的總和。

PI是近年來CI研究拓展的新領(lǐng)域，我國學(xué)者對此進行基礎(chǔ)理論的探索及應(yīng)用[3-7]，還針對不同行業(yè)開展PI設(shè)計研究[8-17]，但主要局限于視覺識別層次。王雪潔等[18]分析了PI與PIS的內(nèi)涵與實質(zhì)，初步提出機械產(chǎn)品形象系統(tǒng)設(shè)計（PIS）理論模型的構(gòu)架。楊道陵[19]介紹了PIS的基本概念、總體構(gòu)架，重點闡述4個建構(gòu)階段及其主要內(nèi)容。楊丹丹[20]運用視覺識別實驗的方法，研究品牌戰(zhàn)略下PI的塑造方式，以某電氣企業(yè)為實踐案例，從理念、行為、視覺3個層面進行PI設(shè)計。

綜上所述，我國特別缺乏適合智能化轉(zhuǎn)型升級、兼顧外觀設(shè)計和價值塑造的產(chǎn)品形象系統(tǒng)設(shè)計研究，亟需面向智能制造的工業(yè)設(shè)計方法支撐。

文中建構(gòu)基于認知心理學(xué)的PIS設(shè)計層次模型，明確面向智能制造裝備的PIS設(shè)計基本流程及其要素，并據(jù)此進行煤礦綜采工作面巷道監(jiān)控中心的工業(yè)設(shè)計實踐。

1" PIS設(shè)計層次模型

人們的認識一般遵循從無到有、由淺到深的過程，對品牌認知也是如此，主要經(jīng)歷4個層級：品牌認識、品牌理解、品牌記憶和品牌態(tài)度。

認知心理學(xué)的奠基者Newell和Simon認為人腦是由感應(yīng)器、反應(yīng)器、記憶和加工器4部分組成的“信息加工系統(tǒng)”，提出一個簡要的模型表示信息的輸入、編碼、加工、存儲過程[21]（圖1）。

認知心理學(xué)家唐納德·A·諾曼將情感化設(shè)計及其目標(biāo)劃分為3層：本能層、行為層和反思層，對應(yīng)的設(shè)計水平依次是視覺層次、交互層次和思維層次，建議產(chǎn)品設(shè)計者利用概念模型提供一個清晰的、可以記憶和理解的映射[22]。

文中以上述理論為依據(jù)，建構(gòu)產(chǎn)品形象系統(tǒng)設(shè)計的層次模型，從低到高依次是識別層、體驗層和記憶層（圖2），給出各層級評價指標(biāo)識別度（子指標(biāo)：辨識度、愉悅度和品牌關(guān)聯(lián)度）、體驗度（子指標(biāo)：易用度、舒適度和可靠度）和記憶度（子指標(biāo)：認同度、滿意度和聯(lián)想度）。

2" 面向智能制造裝備的PIS設(shè)計流程

智能制造裝備行業(yè)是制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級、技術(shù)進步的重要保障和國家綜合實力的集中體現(xiàn)。隨著在重點領(lǐng)域的突破、智能制造裝備在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和穩(wěn)定性等方面的提升，國產(chǎn)智能制造裝備在下游制造業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)品定位逐步向高端化、定制化轉(zhuǎn)型。

智能制造具有復(fù)雜性、系統(tǒng)性、高度的靈活性和定制化能力，實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級是長期持續(xù)的過程，客戶對智能制造的產(chǎn)品需求呈現(xiàn)多樣化、差異性等特征。不僅需要智能制造裝備企業(yè)不斷保持技術(shù)創(chuàng)新，也對產(chǎn)品供給能力提出更高要求。因此，具備智能制造裝備解決方案而非單一產(chǎn)品的企業(yè)將更具競爭力。

產(chǎn)品家族化PF（Product Family）是實現(xiàn)品牌產(chǎn)品差異化的有效設(shè)計方法，通過產(chǎn)品DNA建立共性并規(guī)劃單品個性實現(xiàn)PF目標(biāo)，最終呈現(xiàn)產(chǎn)品形象識別（PI）。

但對于復(fù)雜的、定制的智能制造裝備，客戶是企業(yè)而非消費者，產(chǎn)品家族化設(shè)計較難。如何滿足不同客戶的定制化需求并體現(xiàn)個性，又能凸顯智能制造裝備企業(yè)的品牌辨識度和統(tǒng)一性，是一個值得研究的課題。

文中在PIS設(shè)計層次模型的基礎(chǔ)上，明確面向智能制造裝備的PIS設(shè)計的基本流程，分為5個階段，并列出每階段應(yīng)考慮的要素（圖3）。

3" 設(shè)計實例

煤炭是我國能源的基石，煤礦開采一直是危險的作業(yè)，礦難頻發(fā)。目前，全球礦業(yè)正經(jīng)歷著一場新的智慧革命，采礦工程邁入遙控化、智能化、甚至無人化階段，將礦工從艱苦的工作環(huán)境中解脫出來，由“前線”轉(zhuǎn)為“后方”，變成各類機器設(shè)備的“統(tǒng)領(lǐng)者”。煤炭開采技術(shù)裝備發(fā)展以澳大利亞、德國和美國等發(fā)達國家為主導(dǎo)，當(dāng)智能化采掘設(shè)備與自動調(diào)度決策集為一體，即形成“智能化開采工作面”。

智能化開采是煤礦安全高效生產(chǎn)的重要手段，也是煤炭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、工業(yè)技術(shù)改革的核心?！笆濉逼陂g，我國煤炭行業(yè)已研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的綜采成套裝備智能系統(tǒng)，根據(jù)技術(shù)現(xiàn)狀提出了“無人操作、有人巡視”的智能化開采生產(chǎn)模式，實現(xiàn)了綜采成套裝備巷道及地面控制的智能化遠程控制開采。

文中根據(jù)PIS設(shè)計的層次模型、基本流程，以采煤工作面巷道監(jiān)控中心為例，進行創(chuàng)新設(shè)計實踐。

3.1" 客戶需求挖掘與分析

通過調(diào)研、觀察、訪談等方法，發(fā)現(xiàn)煤礦綜采設(shè)備行業(yè)智能化發(fā)展的3大痛點。

3.1.1" 綜采設(shè)備形象辨識度低

國產(chǎn)煤炭綜采類設(shè)備普遍注重性能和效率，但對造型設(shè)計不夠重視，有些設(shè)備的重要部件外露，缺乏美感和安全防護，宜人性較差，品牌識別度較低。與發(fā)達國家的同類設(shè)備相比，形象品質(zhì)存在較大差距，缺乏國際競爭力。

3.1.2" 綜采設(shè)備故障率高

綜采設(shè)備屬于重型機械設(shè)備，多存在操作復(fù)雜程度較高，震動性、噪聲與沖擊力較大等問題。加之工作環(huán)境比較惡劣，位于幾百米以下的地面深處，悶熱潮濕、粉塵多、光線弱，導(dǎo)致設(shè)備容易老化、故障率高。但井下大型綜采設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)不完善，很難在第一時間查出故障點，需要停機檢修，影響正常生產(chǎn)。

3.1.3" 下游煤礦企業(yè)對智能化認識不統(tǒng)一

我國煤礦智能化開采處于起步階段，領(lǐng)先客戶愿意嘗試轉(zhuǎn)型升級，但對于定制國產(chǎn)設(shè)備比較慎重，不大信任產(chǎn)品可靠性。部分地區(qū)的煤礦企業(yè)尚未認識到智能化是煤炭行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，有畏難情緒和消極心理，持觀望態(tài)度。

因此，亟需工業(yè)設(shè)計提升煤炭綜采設(shè)備的整體品質(zhì)和價值、品牌競爭力，賦能國內(nèi)煤礦企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級。

3.2" 產(chǎn)品形象設(shè)計定位

綜采工作面巷道監(jiān)控中心集檢測、控制、通信于一體，具有采集、處理、分析、決策和輸出數(shù)據(jù)等功能，能夠?qū)略O(shè)備智能監(jiān)測和集中控制，實現(xiàn)工作面信息管理、智能化生產(chǎn)過程，保證多種設(shè)備高效、協(xié)調(diào)、安全地運行。

北京天瑪智控科技有限公司（簡稱“天瑪智控”）對巷道監(jiān)控中心進行全新的工業(yè)設(shè)計。根據(jù)客戶需求、天瑪智控的品牌理念，得出巷道監(jiān)控中心的PIS設(shè)計定位——明凈、高效、值得信賴的智能化開采管控服務(wù)專家。設(shè)備分為防護罩、內(nèi)部操作臺2部分，先外后內(nèi)進行造型設(shè)計、人機界面設(shè)計。

3.3" 造型識別設(shè)計

文中以天瑪智控的企業(yè)文化為基礎(chǔ)，合理地運用CI，打造獨特的企業(yè)PI。首先從企業(yè)LOGO中提取產(chǎn)品視覺符號，簡化得到產(chǎn)品造型的基礎(chǔ)視覺元素。延續(xù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)涂裝的推演過程，重組得到造型的主要特征元素（圖4）。

然后運用形式美法則進行產(chǎn)品造型設(shè)計（圖5），主要特征元素位于視覺中心，所占面積較大，大氣醒目。將斜面倒角作為輔助特征元素，用秩序美感體現(xiàn)智能裝備的高科技感，形態(tài)簡潔美觀、尺度宜人。巷道監(jiān)控中心位于平板列車上，便于移動。

配色上，門窗采用灰色，鈑金件涂裝企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)色藍色和白色，進一步增強品牌識別度，彰顯明凈、高效、領(lǐng)先的科技創(chuàng)新型企業(yè)的品牌意象。

3.4" 人機界面設(shè)計

應(yīng)用人機工程學(xué)原理，對產(chǎn)品內(nèi)部的人機交互裝置進行空間布局設(shè)計（圖6），將8塊顯示屏幕、液壓支架遠程操作臺、采煤機操作臺等布置在操作區(qū)域中部，便于人員觀察操作，操作區(qū)可容納2名操作人員。

顯示裝置的人機界面設(shè)計要保證人機之間的信息能夠迅速準(zhǔn)確地交流，提高工作效率。考慮人視線及整體操作臺高度，上屏幕角度設(shè)定為12°?？紤]人視線角度及臺面寬度，下屏幕角度設(shè)定10°（圖7）。

控制器應(yīng)優(yōu)先布置在人的手和腳活動便捷、反應(yīng)快的位置，多個控制器按照操作順序、功能分區(qū)合理地布置。按鍵的形態(tài)、大小、顏色根據(jù)其用途分區(qū)，便于快速識別。緊急制動裝置與其他控制裝置保持一定的距離，形狀色彩特別醒目，有利于保障安全。

3.5" 產(chǎn)品形象設(shè)計的綜合評價

對客戶的管理者、員工發(fā)放調(diào)查問卷，從識別層、體驗層、記憶層3個層次構(gòu)建評價指標(biāo)體系，采用五級量表對巷道監(jiān)控中心的PIS設(shè)計進行綜合評價。

統(tǒng)計結(jié)果顯示：識別度4.6，體驗度4.5，記憶度4.3，表明產(chǎn)品形象系統(tǒng)設(shè)計贏得了客戶的認同、滿意和信任。

4" 結(jié)論

基于智能制造亟需工業(yè)設(shè)計理論支撐成果轉(zhuǎn)化、價值提升的大背景，首先遵循品牌的認知過程，根據(jù)認知心理學(xué)的信息加工系統(tǒng)模型、情感化設(shè)計理論，提出PIS設(shè)計的層次模型，給出評價指標(biāo)；在此基礎(chǔ)上，明確面向智能制造裝備的PIS設(shè)計流程、應(yīng)考慮的要素；并將理論研究應(yīng)用于企業(yè)創(chuàng)新實踐，發(fā)現(xiàn)煤礦綜采設(shè)備行業(yè)智能化發(fā)展的3大痛點問題；并以天瑪智控的品牌理念及標(biāo)識為基礎(chǔ)，進行綜采工作面巷道監(jiān)控中心的工業(yè)設(shè)計，塑造了明凈、高效、值得信賴的產(chǎn)品形象驗證了該方法的可行性和有效性，為智能制造裝備的工業(yè)設(shè)計提供新方法和實例借鑒。

參考文獻：

[1] 中國建銀投資有限責(zé)任公司投資研究院.中國投資發(fā)展報告（2020）[M].北京：社會科學(xué)文獻出版社，2020.

[2] 穆榮兵.產(chǎn)品形象設(shè)計及評價系統(tǒng)研究[J].桂林電子工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2000，20（2）：82-86.

[3] 寧紹強.產(chǎn)品形象設(shè)計[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[4] 陳巖巖.基于模塊化理論的產(chǎn)品形象設(shè)計研究[D].南京：南京工業(yè)大學(xué)，2013.

[5] 支尚.基于情境求解的產(chǎn)品形象識別設(shè)計方法研究——面向產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計服務(wù)平臺應(yīng)用研究之一[D].南京：北京服裝學(xué)院，2014.

[6] 王金廣，祿璟.基于適度創(chuàng)新設(shè)計的產(chǎn)品形象（PI）理論研究[J].機械設(shè)計，2012，29（11）：101-102.

[7] 呂云.基于品牌識別的換代產(chǎn)品形象設(shè)計方法及應(yīng)用研究[D].蘭州：蘭州理工大學(xué)，2019.

[8] 柳蕓，何人可.IT行業(yè)產(chǎn)品形象設(shè)計的創(chuàng)新與延續(xù)[J].裝飾，2003（5）：69-70.

[9] 張久美，胡光忠，徐剛.基于產(chǎn)品形象的大型機電產(chǎn)品外觀視覺形象建構(gòu)[J].機械設(shè)計，2015，32（2）：123-126.

[10] 陳曦，周以齊.基于用戶認知的工程機械產(chǎn)品視覺形象設(shè)計研究[J].工程機械，2015，46（1）：32-36，7.

[11] 李麗.基于產(chǎn)品族DNA的地勘機械產(chǎn)品形象設(shè)計[D].西安：陜西科技大學(xué)，2015.

[12] 易軍，駱陽毅.基于產(chǎn)品形象的工程機械品牌造型識別設(shè)計[J].包裝工程，2021，42（10）：191-199.

[13] 侯冠華.產(chǎn)品形象在家電產(chǎn)品外觀設(shè)計中的應(yīng)用研究[D].無錫：江南大學(xué)，2008.

[14] 郭康.時代試金工業(yè)機器人產(chǎn)品形象設(shè)計研究[D].濟南：山東大學(xué)，2016.

[15] 殷曉晨，盧龐蓉，胡登，等.基于品牌視覺語言的機床產(chǎn)品形象設(shè)計[J].包裝工程，2018，39（18）：118-123.

[16] 孫薛，白雪岑，于偉濤，等.產(chǎn)品形象系統(tǒng)設(shè)計在礦山重型裝備行業(yè)中的研究及應(yīng)用[J].礦山機械，2022，50（9）：59-63.

[17] 李陽，毛櫨浠，胡長明，等.面向復(fù)雜電子裝備的產(chǎn)品形象設(shè)計研究[J].電子機械工程，2022，38（1）：5-13.

[18] 王雪潔，肖旺群.機械產(chǎn)品形象系統(tǒng)（PIS）設(shè)計理論模型的初步研究[J].中國包裝，2010，30（5）：52-54.

[19] 楊道陵.產(chǎn)品形象系統(tǒng)PIS建構(gòu)脈絡(luò)[J].裝飾，2012（5）：133-134.

[20] 楊丹丹.品牌戰(zhàn)略下的產(chǎn)品形象系統(tǒng)構(gòu)建研究[D].杭州：浙江工業(yè)大學(xué)，2014.

[21] NEWELL A， SIMON H A. Human Problem Solving[M].Echo Point Books amp; Media，2019.

[22] 唐納德·A·諾曼.設(shè)計心理學(xué)：情感化設(shè)計[M].北京：中信出版社，2015.