原创《工业窑炉中的产品设计方法探究》
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1 引言
产品具有两种属性：物质属性和精神属性.物质属性定位于产品能够满足使用者的功能需求；而精神属性则立足于满足使用者的精神需求,包含对使用者心理、审美、舒适性、人性化等方面的需求.根据马斯洛需求层次,在得到基本的功能使用需求后,人们开始寻找更高层次的精神需求的满足[1].亦即随着经济的快速发展及同品竞争加剧,产品的精神属性日益凸显,使用者对产品的精神需求也逐渐提高,产品对审美、舒适性、人性化的满足越来越迫切.工业窑炉作为一种工程装备产品也不例外,需要从工业设计角度思考工业电窑炉的产品设计,以产品设计方法指导应用工业窑炉的设计,力求从竞品中脱颖而出,继而达到提升产品整体形象、提高品牌价值的作用.
2 工业窑炉设计现状
通过对国内国外的工业窑炉的产品现状进行调研分析、归纳总结,得出现行工业窑炉的产品设计存在以下特点.
2.1 造型呆板、单一
工程装备最突出的特点就是以功能性为主,对产品的整体形象不关注甚至漠视,没有系统地考虑产品使用性和美观性的需求.产品整体造型以框架式结构为主要构造,且机械结构裸露式居多.少有装饰的纯机械形象造型奔放,毫无美感可言,给人一种原始粗糙的感觉.
2.2 色彩用色混乱
工业窑炉色彩多体现在对钣金件或者加工件表面处理上,喷漆或者喷塑,色彩搭配不协调,乱用、混用的问题现象严重,且用色较为随意,与使用环境、品牌特性多无关系,视觉上杂乱,未能在产品、用户、企业之间起到连接纽带的作用.
2.3 无视觉特征、品牌要素
视觉特征承载着企业品牌形象的传递作用,可以是造型特征、色彩特征或者涂装特征.工业窑炉产品同质化严重,外观上基本一致,用色上稍有区别,无法与竞品进行差异化竞争.固然功能满足为首要考虑因素,但随着市场需求的提高以及审美趋向的改变,视觉特征必然会成为产品的重要卖点,另一个代表品牌价值的特征要素.
3 工业窑炉产品设计方法
针对工业窑炉产品的现状,同样作为物化的产品,窑炉的设计同样遵循产品设计的方法及原则,在此基础上兼容并蓄的融入性、成本性、加工工艺限制等因素.通过对产品设计方法的研究,结合工业窑炉自身产品特点,进一步提炼———归纳———应用———总结工业窑炉一般产品设计方法,对工业窑炉的设计实践提供设计思路及指导方法.提炼归纳为以下几个方面：（1）以人机关系为基石；（2 ）以产品造型、比例尺度作为骨架；（3 ）以模块化、标准化、统一性为血脉；（4 ）以色彩和涂装为外衣.这四个方面作为工业窑炉的一般设计方法,相辅相成共同组成工业窑炉的产品设计方法.
3.1 以人机关系为基石
工业窑炉作为工程装备的一种,仍然是以功能性满足为主的操作设备.所以人的因素是首先需要考虑的,需要围绕“人”与“机”的关系,以人机工程学为基础,搭建人机关系的操作模型,做好交互界面的分析与设计[2].主要方法为：（1）提取人体形态特征参数,包含人体尺度数据、有效作业空间、最佳操作区域等用以指导产品尺度的设计.比如站姿操作90 百分位作业高度数据就可以作为工业窑炉按钮、开关等的设计高度参考尺寸,在此高度下,人体操作省时省力,也最舒适.（2）研究人体的操作习惯及感知特性,从人的特性出发,研究视觉信息及触觉信息传递方式,提高信息传递的准确性及可靠性.如操作按钮排布的间距设计就与人体视觉习惯相关,相同形式或者作用的按钮应摆放在一起,相互间距适宜,利于人眼视觉移动识别,其他功能的按钮应适当加大间距,从视觉上自然区分.另如,工业窑炉把手的选择,在负重较重的情况下,把手的位置可以放在人手自然下垂的低位,此位置符合人发力习惯,以便于在搬运抬起的过程中施力.
3.2 以产品造型、比例尺度作为骨架
产品造型是产品外观特征展现的主要手段,是产品的第一印象,决定产品的风格.是刚毅的还是柔美的,是稳重的还是轻巧的,都跟产品造型息息相关.产品造型的方法论是形式美法则,注重视觉和心理感受,比例与尺度、对称与均衡、稳定与轻巧、统一与变化、节奏与韵律、过渡与呼应、简洁与和谐等都可以作为理论支撑进行产品形态及造型设计[3].同时,“形式追随功能”,工业窑炉作为工程装备,首先应该考虑的是产品的功能性,在产品功能满足、成本控制及结构实现满足的情况下再进行形式上的美化,不能为了造型而造型,也不能因为造型忽略成本价值及企业收益[4].
3.3 以模块化、标准化、统一性为血脉
模块化和标准化是体现产品统一性风格特征的重要因素,重复出现的单元按一定规则排列组合,组成最终的成品,兼具标准化及性的特点,正好契合工业窑炉属于独特化制成装备的要求.通过对产品组成结构的剖析,对基本元素及基本构成单元进行提炼,构成模块化的结构及标准单元.模块化的拼装有利于减轻工作量和提高安装效率,同时对于设备的统一性也有极大的提升.
3.4 以涂装和色彩为外衣
涂装和色彩是除了造型外的另一个直观的产品特征,跟造型有着相辅相成的作用,也是工程装备的设计方法中最常见也最容易出效果的一种,因为涂装及色彩具有强大的视觉效果和品牌价值承载能力.在涂装和色彩要素的择取上,要做到紧扣公司品牌定位、契合造型特征、体现产品差异化,同时还要能够兼顾到产品的使用环境及使用者行为习惯等细枝末节.
4 案例分析
结合产品设计流程,工业窑炉一般设计流程模式为“提取设计需求———设计构思———设计方案———设计评审———设计模型及效果图———设计评审———设计定稿———机械结构设计”,在设计的过程中结合上述四个方面,构思设计思路,完善设计方案.以一款空气辊道炉产品设计为例（图1、图2）：
（1）从人机角度,辊道炉人工操作界面为传动及进出口两端操作台,此部分高度在850-950mm 之间,属于正常站姿时舒适操作高度.同时考虑到可维修性,将外挂板设为两端式,在不取下挂板的情况即可以对传动进行操作维护；
（2）从产品造型角度,采用棱角分明的倒角,造型感强烈,且成型简单,有利于节约加工成本.同时设备本身横向尺寸大于纵向尺寸,通过对底部及顶部进行倒角,削弱了视觉上的笨重感；
（3）从标准化模块化角度,以2.5 米为标准模块单元,通过一定数量模块单元拼接组成不同长度的辊道炉产品,满足不同客户产品需求；
（4）从涂装和色彩角度,考虑到辊道炉的使用环境为大型生产车间,采用深色炉体可以有效防脏,同时引入企业用色制作涂装色条,视觉上一致性较好.
5 结论
从理论层面,从产品设计的视角出发优化工业窑炉的设计流程,对于提升工业窑炉的产品形象、提高企业品牌竞争力具有巨大的推动作用；从实际层面,归纳提炼四种产品设计方法,对于产品的功能性、人性化、模块化、视觉美感及产品形象识别的实现发挥各自的作用.但这四种方法并非独立和唯一,产品设计的方法还有很多,比如产品语义设计、生态设计等,这些设计方法都可以应用在工业窑炉的产品设计中,不断提升工业窑炉的设计水平,提升工程装备的设计水平.
设计方法论文参考资料：
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