李 静

（电子科技大学 成都学院， 四川 成都 611731）

0 引言

装备产品是一种人为的实物构件组合， 其各部分通过相互配合， 把施加的能量通过合理配置转换为另一种有效的机械功能。 通过使用装备产品能够降低人类劳动的工作难度。在现代社会中，机械装备产品广泛应用于工程、工业的各个领域，扮演着不可或缺的重要角色[1]。良好的机械装备产品外观设计不仅可以满足作业者对作业环境基本要求， 同时也可以令使用者在感官上和情感上获得的舒适的体验。 而这些对于使用者在作业过程中提高生产效率，降低操作失误率都有极大的积极作用。最重要的是通过外观设计的优化， 对提升企业及其机械装备产品质量和形象都具有良好的促进作用。

1 现代装备产品造型设计现状与设计策略分析

1.1 设计现状

目前，我国在机械装备制造方面，仍然把所有的精力都重点集中在研究提升产品产量和质量的问题上， 相对忽略了机械装备的外观设计。 在市场上出现的大多都是外观造型简单，缺乏人机设计的机械装备。 这不仅使操作机械装备的工作人员容易审美疲劳而降低工作效率，更重要的是有极大的潜在误操作性，从而引发工作事故，这些对于我国机械装备在市场上的竞争极为不利[2]。 因此，研究机械装备产品外观设计成为当务之急。 同时，我国的机械装备产品市场竞争正处于较高热状态， 各个机械装备企业也逐渐意识到产品本身外观造型设计对企业提高市场竞争力有着至关重要的作用。

1.2 设计策略

机械装备产品属于较为特殊的功能性产品， 所以在进行其外观设计策略的开发时， 需要基于对产品独有的的功能性以及产品特定的使用环境性等特点的综合考量，来开发一套真正满足使用者实际需求的设计策略。 在这里， 笔者通过对机械装备产品进行共性研究总结了以下几个方面：

（1）功能的优先性：机械装备产品属于功能性很强的产品，所以在功能与造型优先性上以功能为主要考量，不能为了纯粹的造型美丢失掉产品的基本功能属性。

（2）环境适应性：由于机械装备产品种类繁多，涉及的行业，使用场景更是复杂且不统一，所以在进行外观设计时需有针对性， 要对不同的产品类型所面临的使用环境进行有效分析与匹配， 力求达到外观造型与使用环境的统一协调，增加产品使用效力。

（3）人机交互合理性：所有的装备产品都是由使用者操作并开展其功能效应， 人机交互界面作为机械装备产品外观造型中重要组成部分，发挥着至关重要的作用，操作界面设计的合理性直接影响产品的安全性和使用者的工作效率。

（4） 符合当下时尚性： 这一点主要强调产品的在造型、 材料和工艺等的设计考量要符合当下时代的审美与要求，可以有效提升其美誉度和品质。

（5）展现企业品牌形象性：这里强调在满足前面设计考量的基础上， 总结企业自身特点并将其融入机械装备产品设计之中，对企业文化与品牌形象进行有效的宣传与推广。

通过对机械装备产品策略的总结可以确定机械装备的外观设计虽然是低成本的设计要素， 但却对机械装备的发展起到了重要的作用，比如良好的机械外观设计，有助于为工作人员创造安全、舒适、愉悦的工作环境，从而提高生产效率，有助于提高企业品牌知名度，提升企业的形象，增强其市场竞争力。

2 控制柜造型设计策略分析

如前所述，通过对装备产品外观设计的优化，对提升企业及其机械装备产品质量和形象都具有良好的促进作用[3]。 因此，文章以控制柜为例探究其造型设计策略与设计流程， 以期为企业进行装备产品造型设计提供可参考的模式。 因为控制柜属于较为特殊的功能性产品，所以在进行其外观设计策略的开发时，需要基于对产品独有的的功能性以及产品特定的使用环境性等特点进行综合考量。

2.1 整体造型设计策略

基于控制台的功能属性进行分析， 其整体造型一般呈现出简洁直观的外观造型形式， 所以依据前文提出的基本设计策略与设计原则， 我们在进行整体造型设计的时候也需要重点考虑从机械装备产品的整体造型出发，结合其功能、解构、材质等相关特点，基于美学的基本法则进行综合设计处理， 最终完成符合既符合使用功能要求又符合视觉审美需求的优良造型设计。

2.2 基本结构设计策略

通过调研可确定， 控制台通常采用琴柜式结构形式且基本都是框架结构，设计者通过多种拼接形式，完成不同的外观整体造型， 主要有直型式控制台、 弯折式控制台、弧形式控制台[4]。 控制台通过内部单台框架的多种拼接，形成不同的结构造型。由多个相同单台框架连接组成直形排列的控制台为直型式控制台。 中间有多个单台框架相互连接，两边对称连接一个角框架，在展开的两侧分别安装多个相同框架的控制台为弯折式控制台。 由多个相同并设有角度的框架相互连接组成弧形的控制台为弧形式控制台。

2.3 色彩设计策略

通过研究可以得知， 控制台的色彩一般以冷色调与中性色调较多，这是与使用环境和操作者视觉、视力等因素相适应。通常工作机房四周墙壁表面为白色和浅颜色，控制台整体主色调较多选择浅色和深灰等颜色， 控制台与机房墙壁颜色以及配套的微机颜色协调， 构成了一个和谐的整体。 选用浅色有灰白色，惠普灰色和浅米色等，具有典雅、安静的感觉。 选用深灰色具有严谨、安稳的感觉。 从生理上分析，选择的颜色对眼睛的刺激适中，既不会眩目，也不暗淡，属于视力不容易感到疲劳的颜色，能打动视觉能力，易使操作人员把注意力投射到上面去，造成宜人的色彩环境。

2.4 装饰设计策略

装饰设计是实现控制台完美造型的条件之一，在造型和结构设计中，控制台外部的金属板材按其部位的造型加工成形，弯折处圆角过渡、曲直匀称丰厚，并设有适当角度，充实控制台的外观表现，让美与造型有机结合起来。控制台采用一般藏缺露优的装饰技法，体现整体立体感。

3 控制柜造型设计

本文基于对控制柜设计策略的探究将在一系列调研基础之上，通过工学产品设计方法的指导，建立控制柜造型设计的方法流程。

首先基于调研信息， 对照消费者意象需求与形态设计要素之间的对应关系选出各造型因素的具体形态，然后对各造型因素的具体形态进行设计。 最后，通过Solid-Works、KeyShot 等专业性设计工具进行可视化虚拟设计，可获得符合感性词的具体造型设计方案。

综上所述， 本文对控制柜造型设计研究的框架：首先，对现有控制柜和消费者意象需求进行调研，基于此可以分别总结出代表性控制柜和代表性消费者意象词；然后结合代表性控制柜和代表性消费者意象词做出调研问卷，通过调研问卷得到数据，运用聚类分析的方法对数据进行总结与分析， 从而确定最能体现控制柜趋势的意象词汇， 并运用类目层次的方法进行意象词到设计要素的转化，再通过形态分解的方法确定控制柜重点设计方向；最后指导设计是完成控制柜设计方案。

3.1 现有控制柜和消费者意象调研

通过期刊、杂志、网络等途径，对于控制柜现状进行调研， 搜集到一系列的代表控制柜产品设计趋势的图片和消费者感性意象需求。 不仅有利于进行控制柜设计定位同时为制作消费者问卷调研做好充分准备。 根据专家研究与分析，最后确定有效产品样本图片16 个和词汇10个（分别为：实用的，专业的，理性的，美观的，安全的，平衡的，简洁的，大气的，环保的、和谐的），见图1。

图1

3.2 问卷调研

（1）利用通过已有的16 个样本产品图片和10 个代表消费者需求的意象词汇，制作有效的消费者调研问卷。

（2）将问卷分别发放给了10 名产品设计专业的设计师，最后收回有效问卷10 份，通过对设计师的调研结果进行了数据总结与分析，得到用于聚类分析的基础数据。

3.3 聚类分析

利用SPSS 对10 个感性意象的意象词汇对调查值的平均值进行K-均值聚类分析[5]，聚类出三组典型感性词汇。经过分析，确定出美观的，安全的，实用的作为消费者的最具代表性的需求意象词汇。

3.4 运用类目层次法分析控制柜设计要素

基于对控制柜设计的调研以及通过聚类得出的三个代表性意象需求词汇：美观的，安全的，实用的，最终确定了“机随心动”作为制氧机设计的终级设计目标也就是类目层次的零级词。同时，相应的上面我们聚类得到的3 个词汇：美观的，安全的，实用的作为类目层次的1 级感性词汇。 2 级和3 级概念根据专家访谈法确定，最终得到设计要素即类目层级的4 级内容和最终要重点设计的物理物理要素。主要包括：外观形态、外观颜色、外观材料的使用、加工工艺、外观结构设计、操作区布局设计、内部结构设计、装饰区设计。

3.5 控制柜产品形态分析

（1）应用形态分析法分析16 个代表性产品样本的形态，归纳出控制柜的造型设计要素及分类，分别为整体外观形态、外观结构、操作区布局、装饰区设计。

（2）经过对控制柜造型元素进行进一步分析与归纳，各造型设计要素所包含的类目数分别为：①外观形态：矩阵心态、曲面心态、矩阵与曲面相结合；②外观结构：上下结构、左右结构、整体一体化结构；③操作区布局：立面正面主控、斜面正面主控、斜面右边主控；④装饰区设计：扶手独立（材质与色彩）、轮廓边缘独立（材质与色彩）、台面独立（材质与色彩）。

3.6 控制柜设计方案

综上分析，可以确定要达到零级目标，就要满足美观的，安全的，实用的意象词汇的造型元素倾向，由类目层次中得出的设计要素与形态分解得到设计要素的的设计细节一一对照， 设计师基于装备设计的基本原则结合控制柜这类装备产品的设计原则， 最终确定控制柜以矩阵外观形态为主，上下外观结构，立面正面主控的操作区布局，扶手独立材质与色彩的装饰区设计为最终设计方案的方向。 借助计算机辅助程序的运用。 将虚拟的设计创意方案转化为实体模型并进行渲染，最终得出了控制柜设计方案，见图2。

图2 控制柜设计方案

4 结束语

机械装备的外观设计虽然是低成本的设计要素，但却对机械装备的发展起到了重要的作用，比如良好的机械外观设计，有助于为工作人员创造安全、舒适、愉悦的工作环境，从而提高生产效率，有助于提高企业品牌知名度，提升企业的形象，增强其市场竞争力。文章在装备产品外观造型理论研究的基础之上，通过市场调研，结合感性工学的设计研究方法以控制柜为研究对象，不仅建立了消费者需求与造型要素的模型，为控制柜等装备产品感性意象造型设计提供指导，从而满足产品对用户的需求，对于提高企业的竞争力有着重要的意义。 同时也进一步证明了外观造型设计对装备产品的重要性及深远意义。