1、對工程機械產品外觀造型設計的研究與剖 析（三）對工程機械產品外觀造型設計的研究與剖析Researcha ndAn alysis onMachi neryProductsllll【二三）MExteriorDesig nsofC on structio n刑國礦業大學藝術與設計學院凱恩產品系統設計工作室董琪/DONGQi 鐘廈/ZHONGXia中國礦業大學機電學院 CAD中心洪叢華 /HONGCo nghua下篇:工程機械產品外觀造型設計評析1工程機械產品的人機工程學設計根據人機工程協會（HFES）的觀點，人機工程學著眼于”發現和共享可以應用于各種系統和設備設計的，關于人的特點的知識”人機系統設計

2、是為了解決系統中人的效能，安全，身心健康與心理感受的問題，它 所產生的效益主要表現在以下幾個方面：作 業效能的改善降低培訓費用改善人力資 源的利用率，減少事故和人為錯誤，提高生 產效率，提高用戶滿意度為了創造出一個 具有競爭力的產品，傳統的人機工程學研究 方法需要以一系列其他方法作為補充，包括 新的群體文化學，情景分析和生活方式參 昭八、-傳統的人機工程學只關注生物力學和人 體測量的內容，而現代人機工程學則從更廣 泛的意義上關注對產品用戶全面的，綜合的 理解新的人機工程學是為了適應已經被廣 泛意識到的，對用戶行為模式更深入理解的 需求而誕生的，它開始應用定性研究方法， 并探索人的情感和認知因素

3、但是，多數人 機工程專業領域的研究仍然集中于可用性 （定量的人機工程學），而不是產品的被渴求 性（定性的人機工程學）例如，國內廠商對 徐州工程機械科技股份有限公司 2004支持項目，中國礦業大學科技 開發部2004合作開發項目.200510建設機械技術與管理4950CMTM2005.10 工程機械產品的人機工學設計，往 往只局限于零部件和空間的尺寸符 合相關標準，而較少探討某種外觀 形態對操作者造成的心理暗示和影 響工程機械產品中，以駕駛室內部 的設計和人機工程學關系最為緊密 以下我們將國內外有代表性的產品 分別作比較分析.1.1座椅駕駛室座椅的設計應符合坐姿 生理學，充分對肌肉活動度，體壓分

4、 布，股骨受力和椎間盤受力情況進 行研究，能夠使脊柱結構，腰曲弧線 以及腰椎后突和前突保持在符合坐 姿生理學的最佳狀態.（圖1）1.2踏板踏板角度和位置的規劃必須合理，對不同功能的踏板應進行相應 的操縱方式設計，以保證實際操作 的力度，速度和準確性，減少疲勞和 不舒適的感覺國內產品對這些原 則考慮不夠充分，另外操作裝置結 構件外露過多，不僅影響外觀，而且 可能成為安全隱患（圖2）1.3方向盤與手柄方向盤，手柄的設計應根據不 同的操作力度和角度對手握部分的 直徑，長度，形狀，彎角和用手習慣 進行綜合考慮和整合性設計，以使 操作者發揮最大工作效率并減輕疲 勞國內許多產品的設計與不同機 種的操作特點

5、不夠吻合，對不同功 能,不同工作特點，不同操作角度， 不同活動范圍的手柄缺少周到的設 計,表面材料也比較粗糙，觸感不 佳（圖3）1.4操作面板駕駛室操作面板的設計主要包括以下幾個方面：儀表顯示設計，信 號顯示設計，熒光屏顯示設計，圖形 符號設計，聽覺傳示設計等是駕駛 室內各部件中人機設計綜合性，復 雜度較高的部分，也是與工作效率,工作安全關系最緊密的部分僅以儀表設計為例，就包括有讀數用儀 表，檢查用儀表，警戒用儀表，追蹤 用儀表，調節用儀表等對視覺顯示 系統的設計非常重要，它的目的在 于迅速，方便地向操作者提供視覺 信息,必須按照操作者的視覺特點 按最佳的觀察方式進行設計方能 提高視覺認讀效率

6、和精度國內產 品的操作面板布局比較雜亂，不易 判讀,某些產品的方向盤設計不合 理，容易和儀表產生視覺干涉（圖 4）1.5儲物空間人性化的私人儲物空間確實能 為操作者的工作與休息帶來方便, 并且能夠帶給操作者親切體貼的感 覺，增進用戶與產品和企業之間的 情感聯系（圖5）總體來說國內工程機械產品 在駕駛室內人機工程學方面設計的問題主要表現在這樣幾個方面(1) 駕駛室內部構件的絕大部 分有時甚至是整個駕駛室都是采 購自外協廠商，這是國際通行的做 法并不存在問題但是國內廠商 在采購這些部件時完全沒有要求外 協廠商的產品設計與自己的產品設 計風格相配合更沒有要求外協廠 商的設計師參與到自己的新產品設 計

7、中來而僅僅是在產品設計基本 完成后再去選擇比較能夠匹配的部 件再加上還要考慮成本等問題這 就造成了許多人機方面的嚴重問題(2) 國內產品的駕駛室內部件 使用的材料和加工工藝通常比較粗 糙不能帶給用戶很好的操作體驗 這通常是為了節約成本，但是卻人 為的把自己的產品定義為廉價的和 低價值的在市場上只能通過價格 競爭中低端市場，并且這種以成本 為驅動的情況會不斷循環往復致 使產品的利潤率越來越低，始終無法跳出低價值產品的怪圈(3) 內廠商對定性人機工程學闋4闋6仍然缺乏認識沒有充分理解產品給用戶帶來的心理體驗對提高產品價值的重大意義.(4) 對傳統的定量人機工程學的研究還比較膚 淺沒有真正深入的進行

8、人性化設計僅僅滿足于 產品技術參數滿足各種強制性規定的標準.1.6梯子和踏板梯子和踏板的設計不僅在尺度上要符合人機工程學標準,更要通過材料，加工,防滑紋形式等細 部處理帶給用戶安全可靠的心理感受，增強他們對 產品安全的信心在實際使用中，踏板寬度，深度 和階距必須符合駕駛員的身體尺度，設計巧妙，加 工精細的防滑紋在各種工作環境下能夠保證操作者 2005.10建設機械技術與管理冒墨功能環境色彩因素工程機械色彩設企業文化和理念因素 52CMTM200510MIPICISBIVIy= 1=11圖7工程機械色彩設計相關要素示意圖 上下車的安全國內產品在這些設計中對定 性人機的考慮不足令人感到產品缺少對用

9、 戶的關懷少部分產品甚至存在一定的安全 隱患.并且國內廠商對這些局部設計經常不 夠重視加工比較粗糙不能在使用過程中 給用戶帶來很好的體驗，從而在一定程度上 損害了產品和品牌的形象(圖6) 2工程機械產品的色彩設計 工程機械產品的色彩設計包含諸多要 素歸納起來基本有四個方面的屬性(圖7):(1) 功能和安全因素這是色彩設計的 首要目的在混亂的施工環境下要保證安全就必須采用高明度對比強烈的色彩以起到 適當的警示作用；(2) 企業文化和理念因素.作為特定企業的產品其色彩設計必須與企業相關的形 象要素相吻合色彩具有豐富的情感屬性， 產品形象因素應能夠恰當的體現出企業特有的風格情感(3) 產品形象要素工

10、程機械產品色彩設計不應僅局限于單件產品或某一系列的產 品而應用全局的，發展的眼光做全面的規 劃不同種類的工程機械產品外部結構差異 較大僅靠外觀結構設計很難使其形成完善 的產品形象而色彩設計卻正可彌補這一不 足增強產品形象系列化的特征；(4) 環境色彩因素.工程機械產品可能 工作在不同的工況下，周邊環境的色彩也是 必須考慮的因素例如常見的黃色涂裝在 沙漠或戈壁的施工環境下就很難再起到警示 作用反而會成為與周圍色彩融為一體的保護色”因此對工程機械產品具體施工 地點的色彩環境研究也是必須重視的.相對于造型而言色彩往往具有更強的 視覺沖擊力對工程機械產品外觀設計整體 效果的影響非常大國外各大廠商為爭奪

11、市 場和用戶使自己的產品能明顯區別于其它 產品,并能夠給客戶留下深刻印象，都千方 百計的對產品色彩進行個性化設計，以不斷 增強產品特征以下我們選取國外知名廠商 的幾款典型的單鋼輪振動壓路機和裝載機的 色彩方案加以評析以便比較直觀的說明工 程機械產品色彩設計的基本評價方法.2.1單鋼輪振動壓路機色彩方案對比分析(1) 高明度色彩方案(圖8-A).明黃是明度極高的色彩，非常醒目單色方案提高了產品的整體感和醒目度但是 大面積純色也會造成一定的不穩定感，僅靠 輪胎沉穩的黑色不足以平衡，因此在尾部油 箱增加黑色作為加強明黃和黑色是非常經 典的色彩搭配方案，視覺感受強烈而協調.(2) 中高明度，強對比色彩

12、方案(圖8 一B).該方案選擇對比度極高的黃，紅色對 比,以黃色為主紅色為輔視覺中擊力極強.紅和黃既有強烈對比又同屬暖性色同性 色從而使色彩既變化強烈又和諧統一黑色被巧妙的運用為整個色彩構成的重心抵 消了大面積使用亮色帶來的不穩定感和浮躁感.（3）中灰度對比色彩方案（圖8 一 c）.該方案降低了主體色黃色的純度以提高穩定感和成熟感駕駛室以深色為主一 方面進一步增加整體得色彩重量另一方面使駕駛室的獨立感和區域性得到加強.這圖8單鋼輪攝動壓路機典型色彩設計方案示倒的色彩方案傳達出企業穩重，成熟，品質至 上和重視傳統的理念增強了用戶的信任 感.中高明度,理性色彩方案（圖8-D）.該方案具有非常好的色

13、彩層次和對比效 果黑中灰和桔紅組成了非常勻稱的色彩 層次遞進關系體現出設計者對色彩深刻的 思考整體色彩感覺強烈而理性值得長久 品味.2.2裝載機色彩方案對比分析（1）中明度對比色彩方案（圖9-A）.淡黃與深灰色的搭配穩定而醒目駕駛 室與驅動輪的深灰色構成三角形色彩重心 整體感覺沉穩大方色彩層次感較好.(2) 中亮度對比色彩方案(圖9-3).越_A日圖9裝載機典型色彩設計方案示倒該方案與上一方案相似不同之處是把 駕駛室做白色處理由于去除了上部沉重的 色塊整體色彩效果呈現出輕快，靈巧，流 暢之感白沖黃，黑色構成了純度和明度 富有節奏感的對比變化給人以豐富的色彩 感受.(3) 高純度色彩方案(圖9

14、一 c).這類方案以大面積高純度色彩為基調 純度和醒目度極高但色彩層次感較低過 度激烈的色彩容易產生浮躁感可能影響產 口200510建設機械技術與管理53,l.9 '圜旺皿 圖11品對用戶的親和力 (4)中灰度對比色彩方案(圖9 一 D). 這是一款構成感很強的設計，車體前部 的主要運動部件完全以深灰色處理，使之極 富整體感，并與車體相區分.尾部以同樣的 深灰色處理，以平衡前重后輕”的不穩定 感色彩橫向節奏感清晰，整體感覺穩定而 里性.3工程機械產品的標識設計工程機械企業的標識是為提咼企業的被 識別度而設計，最基本的設計目標當然是標 識的易讀性和易識別性，標識應與企業，品 牌和產品的形

15、象特征相匹配既能體現出工程機械產品特有的力量感和可靠感，又要 具有符合時代特征的設計感，同時不失對用 戶的親和力.一些國內廠商的標識設計稍感 繁瑣,不夠干脆有力，相比國外一流工程機 械制造商的標識設計存在差距，急需通過專 圖1254CMTM200510圖10業設計增強識別度，提升在國際競爭中的品牌影響力（圖10）出于特定的需要，工程機械產品的標識 設計一般應對文字，圖形等構成元素進行最 簡化處理，以盡可能鮮明的色彩對比相襯 托，最大限度提高標識的易識別性.國外工 程機械企業一般較少采用圖形標識，而多以 文字標識為主，一部分廠家即使有圖形標 識，也較少用于產品涂裝上，大部分廠家則 完全以文字作為

16、產品和企業的標識這是由 于文字作為一種基本的標識構成元素在視覺 傳達中擁有圖形標識無法替代的傳形”和 達意”兩方面的作用，即文字既可以通過不 同的字體字形傳達不同的情感意義（圖形特 圖13征）同時也能夠直接傳達其本身具體的文 字意義（文字符號特征）.另外，在文字標識設計中，還應強調的 是文字的易讀性易讀順口的品牌名稱相比 晦澀難讀的名稱，不但更容易記憶，而且能 夠使用戶感受更多自然的親和力以美國卡 特彼勒公司為例，CATERPILLAR的全稱由 于稍顯冗長，因此很少標示于產品的主要位 置而代之以” CA啲簡稱，簡潔，易識， 易讀，易記字形硬朗發音有力，達到了 極為生動的傳播效果.3.1標識實際

17、應用效果評析對照國內外產品的標識應用效果可以明顯看出， 要達到良好的視覺傳達效果就必須做到以下三點（1）標識設計簡單明確，易識易懂（2）標識涂裝時必須 在產品上占有足夠大的面積；第三，鮮明簡潔的色彩 對比.考慮到工程機械特殊的工作情況，在施工過程 中標識瑣碎的細節或裝飾非常容易被泥水和灰塵覆蓋 反而是色彩鮮艷，大面積的文字標識更加實用（圖12）. 另外，通過對比某款國內廠商的產品（圖13）也可以 明顯看到,在采用了正確的設計思路后，產品標識設 計的整體效果有了質的提升.3.2 ” 50源則標識在實際涂裝于產品時的面積和位置必須認真 規劃，根據視覺傳達的原則和不同機型的具體外部結 構進行設計，這

18、里以某款國外單鋼輪振動壓路機為例 說明:壓路機正前方是最主要的展示面，同時也是產 品結構最簡單的部分，因此使用應盡可能大的面積突 出標識:產品尾部是其次的展示面，產品結構比較豐 富為避免視覺沖突，標識面積減少到50%左右;產 品側面是車體結構和輪廓曲線美感體現的主要角度 為最大限度突出這種美感，標識面積再進一步減小 50%這樣形成的標識應用方案既滿足了視覺傳達的 功能需求，又達到了良好的遠，中,近的視覺節奏，使 得觀者在距離產品或遠或近的距離上都有面積合適的 標識供其觀看并且做到了和產品本身的結構輪廓美 感互不干涉，相得益彰，為產品外觀造型設計增色不 少這就是所謂的” 50%原則，這個原則也可

19、以直 接的理解為：在產品結構簡單的部分，就突出標識；反 之則突出結構（圖14）3.3關于國內工程機械產品的”裝飾線” 視覺傳達和符號學的基本原則之一在于視覺元素 的單一性和純粹性以大面積強對比效果呈現的構成 形式給用戶帶來的視覺沖擊力要遠遠高于眾多元素并 存主要視覺中心模糊的構成形式.由于缺乏對視覺 傳達的正確認識國內廠商經常以各種花哨，繁瑣意 圖15 圖16 圖17義模糊的裝飾線美化”自己的產品,結果適得其反國外優秀的產品 除了在產品醒目位置設置品牌標識 和在適當位置標注產品型號等重要 信息之外,沒有任何繁瑣的裝飾，最 大限度地突出了工程機械產品本身 輪廓，結構和色彩的美感（圖15） 4工程

20、機械產品的細節設計 4.1排氣口和散熱罩排氣口和散熱罩的設計應與發 動機罩的輪廓結構及整機造型風格 相配合，散熱口的形狀，位置，排列 2005.10建設機械技術與管理55方式在滿足功能（散熱）的前提下應 勻稱且富有節奏感.設計細節的處 理非常重要，精致的細部結構和簡 練的整機輪廓相配合能夠達到非常 好的視覺效果，體現出產品獨立的 個性.在優秀的設計方案中.已經能 夠把排氣口和散熱罩作為一個設計 構成元素非常自然地融入到整機造 型設計中，形成了非常出色的美感.（圖 16）國內產品經常將排氣口和散熱 罩的設計作為”美化”產品的一個因 素裝飾感過重，形狀，位置和組合 方式與發動機罩及整機的設計風格

21、不夠吻合.缺乏美感和構成感，有時 甚至破壞了發動機罩的整體結構. 這個問題實際上已經成為國內工程 機械產品外觀設計的一大通病，雖 然原本只是一個細節問題，但卻影 響到了整機外觀效果.（圖17） 4.2產品后部的視覺效果 工程機械產品后部視角的造型 是經常被國內企業忽視的”設計死 角”設計9幣的目光通常只集中于產 品前面和側面的視覺效果對產品 后部的關注不 夠在進行這 部分設計時， 對美學標準的 應用必須弓1起 足夠重視，在國外同類產品 設計中，已可以清楚看到這 種趨勢例如： 囤18 4: 了一 16:9車體后部發動機罩和尾部散熱罩的 長寬比保持在符合視覺美感的黃金 比例(4:316:9),并且多采用高大 于寬的縱向布局，對視覺美學的研 究表明，縱列的矩形比橫列的矩形 或正方形更具有力量，高效，向上， 明確,精力充沛等情感暗示，這非常 符合工程機械產品外觀造型設計所 要傳達的精神(圖18).56CMTM200510結束語世界工程機械制造業已經是一 個技術比較成熟的行業，在這樣的 行業中，明顯的特征就是競爭重點 不再完全是技術水平為了創造多 元化的內涵豐富的產品，世界主要 工程機械制造商都在不遺余力的運 用工業設計的方法研究未來市場的 發展和走勢，判斷用戶消費I理的 微妙變化，規劃未來產品戰略的方 向.工業設計部門已經成為企業中