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摘要：智能裝備隸屬于高端裝備范疇，工業設計對提升智能裝備產品附加值意義重大。為闡明工業設計的巨大價值，引導智能裝備工業設計的發展方向。綜合運用文獻檢索、案例分析等方法，歸納了國內外智能裝備工業設計發展現狀與趨勢。通過解析裝備造型設計、涂裝設計、人機交互設計、文化內涵注入、譜系DNA塑造等要素，闡明了工業設計對提升智能裝備產品附加值的作用與價值。

關鍵詞：高端裝備；智能裝備；工業設計；設計價值

引言

高端裝備是指具有高技術含量、高工藝水平、高經濟價值、高附加值的先進工業設施設備，涉及戰略性新興產業和傳統產業轉型升級發展所需的相關裝備。高端裝備制造業是以高新技術為引領，處于價值鏈高端和產業鏈核心環節，決定著整個產業鏈綜合競爭力的戰略性新興產業，是現代產業體系的脊梁與高地，是推動工業轉型升級的引擎。大力推進發展高端裝備制造業，是提升我國產業核心競爭力的必然要求，是搶占未來經濟和科技發展制高點的戰略選擇，對于加快轉變經濟發展方式、實現由制造業大國向強國轉變具有重要戰略意義。推進高端裝備發展離不開工業設計的支撐。目前國內高端裝備工業設計研究尚處于起步階段，急需進行相關設計理論與實踐探索。智能裝備是高端裝備的重要類型之一。所謂智能裝備，是指具有感知、分析、推理、決策、控制功能的制造裝備，它是先進制造技術、信息技術和智能技術的集成和深度融合。21世紀是彰顯個性化的時代，人們紛紛規避、逃離極其枯燥乏味的生產線工作。在不久的未來，智能裝備必將成為工業的主導力量。目前大部分裝備產品的功能已經實現，但極度缺乏文化藝術品味。風格單一，沉悶古板，無法給人帶來視覺上的沖擊與享受，使人感到乏味無趣。這個問題工程師和藝術家都無法解決，必須通過工業設計手段由設計師來解決。需要依靠設計者根據市場需求把藝術文化與審美內涵融入工程技術，即：藝術（創意思維和審美創造）+技術（工程結構與工藝實現）=產品設計創新。

一、我國智能裝備工業設計現狀分析

中國政府的“十二五”規劃提出裝備制造業“調整轉型、創新升級”戰略，并制定了“推進裝備制造業由大變強”的目標。作為裝備制造業的核心和關鍵，高端裝備制造業被列為戰略性新興產業之一，為產業發展提供了“肥沃土壤”。實施制造強國戰略的第一個十年的行動綱領——《中國制造2025》規劃的推出，更是使高端裝備制造業迎來了歷史發展的新機遇。在中國制造業努力從“中國制造”向“中國創造”轉變過程中，“中國設計”不可或缺。智能裝備作為高端裝備的重要代表，其工業設計發展在國內尚處于起步階段。智能裝備制造企業長期重技術輕設計，造成制造技術日趨成熟，但工業設計水平卻較為落后。智能裝備不同于一般民用產品，其設備造型的可變空間小，對產品機電智能一體化協調性和技術的安全可靠性要求很高。整體來看，智能裝備工業設計設計水平遠滯后于裝備結構與機電系統的設計。近年來，國內已有企業在智能裝備工業設計方面展開探索，并取得了一些成功案例。例如：廣州市大業產品設計有限公司設計的三寶智能機器人，充分考慮了人機交互，將融合多項高新技術的智能機器人賦予可愛憨厚的形象，使其可融入大眾生活環境，更好為人服務；引力工業設計有限公司設計的這款數控機床（如圖2），擺脫了傳統智能機械裝備笨重呆板的外觀，富有科技感的配色和對邊緣簡單而巧妙的修飾，使得整體效果更為美觀且給人以智能、安全、前沿的視覺感受；昆明機床研發制造的TK6920B數控落地銑鏜床和KHC63臥式加工中心獲得IF設計大賽產品設計獎，是中國機床的外觀設計獲得國際設計大獎認可的代表性案例；中車株機公司于2016年組建軌道交通裝備國家級工業設計中心，大膽探索，為我國的軌道交通設備在工業設計方向上投入研發，助力我國軌道交通設備更好地走向世界舞臺。以上案例作為智能裝備工業設計的可貴探索，為國內智能裝備工業設計發展提供了參考。同時也顯示出裝備制造技術與工業設計的共融將是未來智能裝備發展的必然之路。

二、國外智能裝備工業設計發展現狀與趨勢

縱觀國際，發達國家的智能裝備與工業設計的融合程度較深。智能制造裝備的設計已有大量的案例積累，有些國家已形成了自己的設計風格與特色，并集中體現在其主要品牌的代表裝備上。美國作為國際智能制造思想的發源地之一，政府高度重視智能制造的發展，將智能裝備的發展定位為2l世紀占領世界制造技術領先地位的基石。以通用電氣公司為例，通用電氣公司(GE—GeneralElectric)是世界上最大的多元化服務性公司。其產品注重系統規劃，在進行創新設計的同時，兼顧安全性、操作性、耐用性、效益性、服務性等方面。從而生產出技術前沿且易于被大眾所接受的產品。工業設計在此之中起到了不可或缺的作用。其RevolutionCT設備（如圖4）是該公司醫療設備中的代表性產品之一。傳統醫療設備往往給人“冷冰冰”的距離感，無形中增加了身體有恙的病人心中的不安與緊張。本款設備在外觀設計上進行創新，通過木質紋路裝飾，整體給人以親近感而又不失高端氣質。GE公司的電氣設備在國際上深受好評，除了其前沿的科技研發外，人性化的外觀設計也有效提升了企業的品牌價值。日本的智能裝備在國際上受到好評，在亞洲更是處于領先地位。具有代表的品牌有東芝、日立、三菱重工、馬扎克等。其特點是注重人性化設計，基于對人類行為方式的深入研究。如馬扎克數控機床（如圖5）不但整體視覺效果大氣美觀，在細節設計上也充分考慮人機界面設計。使用了易讀性更好的大型視窗，工作區充分考慮操作者與機器接近性以便讓工件更為容易安裝等，以設計手段有效提高了產品生產效率及操作的舒適與安全性。德國也是制造業強國，代表性的裝備制造企業有西門子、通快（Trumpf）等機械和電氣設備生產商。由西門子和工業設計公司共同設計的數字化乳腺成像平臺MammomatInspiration（如圖6）于2009年獲得了IF和紅點兩項設計大獎。這套系統是用于乳腺癌早期檢測的，除了功能卓越，設計師使用了可自由變換色彩的LED玻璃面板，以便為患者提供營造舒適、放松的氛圍。從國外智能裝備工業設計研究現狀來看，智能裝備設計呈現出系統化、人性化、科技化、國際化的發展趨勢。

三、智能裝備工業設計的價值分析

當前階段，智能裝備的發展往往由工程師主導。主要關注技術的吸收與創新，倡導工程技術的先進性。常常忽略產品的人性化需求、審美特征、文化內涵等要素。特別是我國，高度重視工程領域創新而忽視了工業設計的深度協調研究。忽略了工業產品外觀造型設計和人機交互設計對企業品牌形象塑造、提升產品附加值、增強市場競爭力的重要作用。設計創新是產業價值鏈中具有增值潛力的重要環節之一，是展現國家現代文明程度、創新能力和綜合國力的重要標志。隨著全球經濟變化及市場需求發展，市場主體對各類裝備的審美及人性化需求快速提升。需求方已不僅滿足于裝備功能與技術標準的實現，而對造型設計及人機交互提出了更高要求。具體而言，工業設計可通過裝備造型設計、涂裝設計、人機交互設計、文化內涵注入、譜系DNA塑造對智能裝備進行整體優化與提升。

（一）外觀造型優化可凸顯智能裝備的品質感

外觀造型是裝備結構與功能的物化體現，優秀的外觀造型可凸顯智能裝備的品質感，從而達到優秀功能與優美形式的統一。在技術相對成熟的智能裝備產業中，國內外不同品牌產品的功能、質量等正逐步趨同，產生“同質化”競爭。而通過外觀造型優化凸顯智能裝備的品質感，從而打造差異化產品、提升品牌特性，成為創造品牌價值、制造設計差異、贏得核心市場競爭的重要手段。智能裝備外部造型和內部功能結構存在緊密聯系:即形式和功能是一種交織融合、不可分割的狀態。智能裝備的造型設計不是單純的外包裝，而是依附于裝備的工程結構、通過協調裝備的功能、確定裝備產品語意，最終從造型上體現出設計特征，從而凸顯并提升裝備的品質感。以中科天工智能裝備有限公司研發的智能高速機為例，其第一代產品僅是依照工程結構進行了簡單包裝。方正的外形和單調的配色給人以乏味、沉重的視覺以及心理感受，沒有體現出高品質、高科技、高價值的特點。后期改良設計仍然依附于裝備的工程結構，并未在整體外形上做出顛覆性的改變。但根據其功能要求（如使用過程中部分內部流程需可視化、裝備個別部分需要經常開啟維修等），重新對外形細節和配色加以優化。以大方塊為主要元素，配合相互呼應的簡約把手，采用白色主體和深色可視窗，配以富有科技感的色彩，最終呈現出穩重不沉重、簡約不簡單的品質感。

（二）涂裝設計創新可增強智能裝備的視覺魅力

研究表明人所感知的外部信息，有80%通過視覺傳達給大腦。產品外觀需要滿足消費者的情感化審美需求，才能吸引其來體驗產品進而購買和使用。雖然高端智能裝備的發展重心在于其自動化、智能化等先進的制造和信息技術帶來的功能便利。但是用戶對于智能裝備的需求，除了功能上有“痛點”，視覺體驗和心理上也一樣有“痛點”。而這卻往往被裝備制造商所忽視，需要工業設計師通過涂裝設計創新來增強智能裝備的視覺魅力。這里提到的在智能裝備外形上的涂裝設計，并非強調花哨的色彩搭配、過多的圖案應用或是浮夸的藝術創作。而是結合裝備的屬性與整體造型契合，理性卻不失創新地進行色彩與圖案的搭配與運用。SmartEVO（如圖7）是獲得2015紅點獎的一款十分靈活便攜的X射線系統。它的涂裝與它的結構分布相契合，以黑白相間配合紅色圖案點綴，產生獨具一格的視覺節奏感。對其可觀的銷量產生了非常積極的影響。

（三）交互設計優化可提升智能裝備的操控性

智能裝備工業設計并不局限于外觀的改良與優化，其交互性和體驗性亦不容忽視。一個完整的設計系統應包括對人機界面交互、操控方式、裝備維修與保養、操控屏的信息交互的設計等。當前的智能裝備交互界面大多由工程技術人員基于功能需求進行界面設計。在設計時往往注重功能與技術卻不能兼顧用戶體驗與使用感受。造成人機交互和操控方式重點不夠突出、操作方式不夠明朗、反饋不充分等問題。導致用戶不能很快形成“思維-動作”鏈。而設計師恰恰可以通過專業知識進行調研，搭建合理的信息架構，將用戶需求以人性化的形式通過交互設計滿足，做到“以人為本”。德瑪吉數控機床是當今國際智能裝備生產領域的代表性品牌，在工業設計方面同樣可視為行業佼佼者。其生產的裝備除了整體形象美觀、典雅、時尚外，交互設計也十分人性化。操作平臺和可視窗的高度、角度、大小均符合人機工程學要求。給操作者帶來了舒適的使用體驗。

（四）文化內涵注入可提升智能裝備的文化品位

當前大部分機械產品的文化融入程度很低，這對我國機械產品在國內外的銷量產生了直接影響。智能裝備是前沿科學、工程技術的成果展現，往往具有科學理性的氣質。但是設計師可以用感性的思維洞察其中隱藏的文化內涵，也許并非具體物象，而是一種氣魄、韻味、寓意或某種情懷。設計師應將這些人文因素歸結為文化藝術、人文理念、民族傳統文化或是師法自然的呈現。以設計手法把文化內涵融入冰冷的科技產品，為其注入精神內核，提升智能裝備的文化藝術品位，增強其人文內涵。賦予裝備感性氣質，可使科技產品在傳播過程中附加以文化的傳揚，這種形式是科技與文化最好的結合，也是“設計價值”的重要體現。北京的Vincross奇弩科技研發的全地形六足機器人HEXA，采用仿生設計手法，模仿蜘蛛的形態。不僅使機器人可以完成諸如爬樓這樣的高難度動作，作為在家中使用的智能機器人，這樣靈動可愛的造型傳遞了一種熱愛生活的態度以及師法自然的思維。

（五）譜系DNA塑造可提升智能裝備的品牌價值

目前大量裝備成品的外觀較為簡單化和直接化。這種普遍性，導致了同類智能裝備的品牌特征難以辨別，降低了消費者對產品形象的認知度。因此，需要通過設計手段提高不同企業的智能裝備的品牌識別性。每一個企業都有其自己的DNA特點與風格，使其可應用于相關品類的產品，從而形成統一風格的系列化產品。工業設計可先了解相關企業文化、設計理念與智能裝備的基本內涵；然后尋找設計創意的文化、藝術、仿生、仿物等理念來源。結合創意來源，挖掘深層理念，使其從產品本身體現出來。以便樹立行業品牌形象建設，提升產品附帶的品牌價值，從而使品牌的視覺DNA得以延續，增強企業競爭力。中科天工智能裝備有限公司的管道探測機器人在使用過程中需要配合操作儀、繞線器及滾輪包裝使用。作為系列產品，選擇金色、銀色、黑色和企業VI中的橘色作為基本色，以折線弧形為主要元素形成系列DNA特點。這樣智能裝備本身附帶了其品牌的特征，在使用過程中形成良好的企業口碑。日積月累將會提高品牌的識別度，提升其品牌價值。

結論與展望

目前我國正從“中國制造”向“中國創造”過渡。在提升創新能力過程中多注重產品的適應性、實用性與創新性，往往忽視產品的美觀性與觀賞性。導致缺少視覺魅力與消費吸引力。某種程度上降低了裝備的品質感。交互設計方面不能把用戶的使用體驗作為根據，裝備不夠人性化。由于缺乏自主創新的工業設計，造成智能裝備的文化附加值很低。很多智能裝備缺乏明確的DNA特征，未能提升品牌價值，形成品牌效應。為應對當下國內外多元化的市場競爭。設計創新、制造品牌差異、追求人性化是在競爭中謀求生存發展的重要手段。工業設計將成能為我國從“中國制造”向“中國創造”邁進的重要支撐力量。

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作者：白銘玉；鄭剛強；柳灝 單位：武漢理工大學