我国工程机械企业的研究领域一直集中于产品功能、使用强度和安全性能等方面，使得产品外在形态几十年不变的现象十分严重，这已在较大程度上阻碍了我国工程机械类产品的发展，因此，工程机械产品的形态设计在现阶段显得尤为重要。工程机械产品的形态设计不仅可以促进人与机器、机器功能于外在形态之间的统一与和谐，也可以满足人在使用时生理和心理的需求。

 

　　科学技术的迅速发展带来人们观念的改变，在当今时代，科技与美学的结合是最重要的时代特征之一，而工程机械产品的形态设计也日益成为占有市场的主要竞争手段。在我国一些企业已经认识到工程机械市场产品外观造型这一块的严重缺失，很多企业开始致力于产品外观设计的研究。通过校企合作的项目，我们也发现这个研究领域还有很多值得我们去探索尝试的空间。

 

　　一、“形”与“义”中的功能语义

 

　　工程机械产品形态设计的形式不可能脱离功能而存在，所以形式与功能的关系是形式服从于功能。在进行产品的形态设计时，首先考虑的是产品的功能性以及安全性，在对产品功能、结构特征性周全考虑的基础上再进行形式的美化，切不可单纯为了形式美而违背产品的功能与结构，应避免产生原则性的错误。因此，在设计之前，我们应该抽象出设计对象的功能系统的结构，针对这一部分的结构作形式上的再创造，一般如下几个步骤：

 

　　1、在设计之前，我们应该给所要设计的产品或者部件进行功能定义。功能定义就是对设计对象的整体和各个组成部分的功能下定，以明确其本质。每个产品都是有多个部件组成的，而每个部件又由多个零部件组成，所以我们要对整体产品和产品各个构成要素的功能分别下定义。由此可见，功能定义的目的就是要从肯本上进行设计，把隐藏在产品或其零部件中的功能揭示出来。

 

　　2、在对设计对象（产品或零部件）进行功能定义之后，需要将他们的功能进行区分和分类，以便更好的分析设计对象。按照性质来分，可以分为物质功能和精神功能，物质功能是指设计对象的实际用途，而精神功能是指产品通过造型所表现出来的企业文化等。对于工程机械产品而言，物质功能相对而言居于更重要的地位，因为设计这些产品的主要目的是满足人们的使用需求，而现在越来越流行的IT产品则更多地是满足人们的精神需求，强调精神功能；按照重要程度来分，可以分为必须功能和辅助功能。必须功能指设计对象必不可少的功能，而辅助功能是设计对象在满足必须功能的基础上添加的附加功能。在进行设计时，应首先确定设计对象的必须功能，外部造型也主要建立在必须功能之上，在必须功能考虑完善的基础上在考虑辅助功能。

 

　　3、在功能定义和功能分类之后还需要将功能进行整合。在即分析每个功能间的内在关系之后发现和消除重复或是不必要的功能，将整个功能系统进行统一整合。

 

　　二、“形”与“义”中的造型语义

 

　　在西方有一些学者与艺术家提出了形式法则理论，时至今日，形式法则已经成为现代设计的理论基础知识。形式美的法则是人类在创造美的形式过程中对美的形式规律的经验总结和抽象概括。形式美的法则，是所有设计的共同法则。

 

　　1、变化与统一

 

　　任何物体都是由点、线、面、三维虚实空间、颜色和质感等元素有机组合而成的一个整体。统一是寻求各部分之间的内在联系，而变化则是需寻找他们之间的差异。没有同意将是杂乱无章，没有变化则单调乏味。所以再做任何设计时，我们既要努力追求整体的统一感，又要追求各部分之间的变化。

 

　　在做工程机械产品的形态设计时也是一样，要特别强调变化与统一的相结合。线性、色彩、装饰的涂装，甚至是连转角的角度、圆滑成都，都要一一考量，切忌不用线性、不同色彩、不同涂装的等量配置。一般来说，设计时会设置一个主导因素，以他为主，把握整个产品的统一性，而其余的因素为辅，适当运用，体现统一中的变化。工程机械产品的设计中线性和颜色对整个产品的效果是占有主导地位的，所以设计时首先要确定线性的基调是直线还是曲线，在这基础上再把轮廓线及各部件的线性在统一中求变化，然后要确定颜色的基调是冷色还是暖色，再在大色块的基础上做小色块的处理。

 

　　2、对比与协调

 

　　对比是指产品设计中的某一因素，如体量、材质、色彩、明暗等，有两种以上不同程度的差异显现时所形成的的不同的表现效果。协调则是指变化中具有共通性、相互影响、相互补充的因素以构成的统一整体的效果。对比是相邻部分的差异，协调则是不同部分间的过度。

 

　　在设计工程机械产品时，必须保证产品整体的大效果是和谐协调的，这一要素主要抓住消费者的第一印象。而在此基础上，产品需要有细节处理的对比才能使产品呈现出效果更加丰富。

 

　　3、比例与尺寸

 

　　在产品设计中，比例和尺寸是缺一不可、相辅相成的，良好的比例是根据人或人的使用空间的大小所确定，正确的尺寸则是通过各个部分的大小比例关系所呈现的。比例和尺寸一定是产品造型的基础，只考虑造型而或略了比例与尺寸的设计，最后可能导致影响使用者的正常使用。

 

　　在工程机械产品的造型设计中，比例的把握尤为重要，且较为复杂。工程机械产品除总长、总高、总宽之间的大比例关系外，还有很多部件与整体、部件与部件，以及部件与部件的零件，零件与零件的比例关系等等都要全面的进行把握。而工程机械产品造型设计中，尺寸也涉及各整体与各零部件的尺寸，以及一些国家标准等问题，更多的要与人机工程学相结合。

 

　　4、对称与均衡

 

　　在形态设计中，对称均衡会让人产生是视觉及心理上的完美、和谐、宁静之感。静态平衡的格局大多都是有均衡与平衡的形式构成。对称是在统一中求变化，平衡则侧重在变化中求统一。

 

　　在工程机械产品的形态设计中，一般在正面采取对称的形式，而侧面则采取均衡的形式，这样使产品即显得和谐又有变化。对称和均衡的形式一方面是基于工程机械产品功能考虑的，另一方面则能给使用者以心理上的安全感。这样才能使产品设计的造型和使用者的心理感受达到统一。在工程机械产品形态的设计中，还要处理好量感，这包括整体与零部件，及各零部件之间的安排、色彩组合以及其他要素的设计，这也是使产品达到均衡效果的关键。

 

　　5、节奏与韵律

 

　　在形态设计中，节奏与韵律是指同一要素在一定的变化规律中重复出现所产生的运动感。在工程机械产品的形态设计中，由现代工业对产品的系列化、通用化、标准化的要求，使得产品具有一种有规律的循环。由于这种循环，产品的设计产生了节奏和韵律感。对于单个产品，我们也可以运用线、体、色来创造这种韵律感。

 

　　三、“形”与“义”中的色彩语义

 

　　1、满足功能安全的要求

 

　　色彩设计的首要目的是要满足功能和安全的要求。因此，在工程机械产品的色彩进行设计时，色彩要与其形态、结构、功能融合为一体，达到和谐的效果，要利用色彩的分区以及特殊的指示使工程机械产品的使用功能更加明确。由于工程机械产品使用环境的特殊性，要保证安全必须采用大面积的高明度及强烈的色彩以起到警示的作用。主色调为一色或者两色，其他颜色为辅助，起到对比色的作用，这样的主体显得庄重，也比较和谐。而操作部件及内饰色彩设计，则应尽量避免沉闷，这样容易令操作人员有困乏之意，但也不能太刺激，因为太久刺激神经容易疲劳。因此一般选用中性的色彩，纯度应适当降低，如灰色或者纯度低的蓝色等等。

 

　　2、符合企业文化的要求

 

　　现在一般的工程机械产品企业有自己的企业色，作为特定企业的产品，色彩必须与企业形象相吻合，要体现出企业特有的背景和文化。所以针对一个企业产品的色彩，不应是某个产品或者某个系列产品，而应全面的统一所有产品的色彩。不同种类的工程机械产品结构及功能的差异比较大，仅仅靠外观形态的设计及很难使所有产品达到统一的效果，色彩设计师则正好可以弥补这一块，增强企业产品系列化的特征。

 

　　3、符合环境色彩的要求

 

　　在对工程机械产品进行色彩设计时，考虑使用环境的要求也是重中之重。不同的机械产品有不同的工作环境，但较多情况下，工程机械产品都是较为复杂和混乱的环境中作业，所以一般采用高敏度、高纯度和有警示性作用的红、黄等色。但是，这也不是固定的。比如，在沙漠中，常见的黄色就很难在起到警示作用，反而会和周围的环境融为一体。因此，对工程机械产品的施工地点和色彩环境研究也是必要的。

 

　　4、满足人机关系的协调

 

　　色彩对人的心理影响是很明显的，好的色彩可以帮助作业者减轻作业时的疲劳感和紧张感，从而工作效率和安全性也得到了保障。所以对产品进行色彩设计时尽可能低满足使用者工作时的心理和生理需求，从而能较好滴协调人际关系。工程机械产品的作业环境一般较为恶劣，要求作业者长时间的高度集中精神，因此再设计工程机械产品的室内设计时，色彩的运用能给人一种较好的舒适空间之感。

 

　　四、“形”与“义”中的材质语义

 

　　产品的材质美主要体现在自然、科技和社会人文因素中，材质的美感也直接影响产品的艺术风格和人对产品的感受。好的设计离不开合理的使用材质，材质的质感肌理会给人以视觉和触觉的感受以及心里的联想，增加产品与使用者之间的互动。不同的材质会带给人不同的心理感受，木材给人以自然、朴实的感觉，钢材给人以科技感和距离感等等。然而随着人们的审美日益在提高，产品设计的美学在已有的大工业时代整齐划一的工业美感的基础上又提倡产品应该体现出材质的自然和真实的本质美。而且，材质的美还应该体现在人与自然的生态平衡中，我们再考虑产品的使用条件和性能的基础上，还应该要考虑材料对环境的影响和环境的约束准则，以便于使产品及零部件能够方便回收并循环再利用。

 

　　工程机械产品的形态设计是一门综合性的交叉研究学科，其主要体现是：工程机械产品的形态能把产品、人、环境和社会联系起来。因此我们要提倡绿色设计，在绿色选材方面遵循如下几个原则：节约材料，尽量减少所选用材料的种类和数量，可持续发展，对可再生材料我们要优先选择，对于可回收的材料要尽量选择，这样能提高资源的利用率，保护环境，尽量选用低能耗、少污染、环境兼容较好的材料，避免选用有毒、有害和放射性的材料。

 

　　五、结语

 

　　工程机械产品形态设计的语义研究具备理论与实践的双重指导意义。理论层面上，本文尝试对现有工程机械产品的形态语义做系统全面的分析，将形态语义学的知识尝试在工程机械产品上运用，从这一新的视角全方位的研究工程机械产品的形态设计方面的理论基础，为以后的设计提供理论指导；实践层面上，本文将形态及其语义研究应用于工程机械产品的设计开发中，从产品形态开发的角度探索性地构建一套系统的工程机械产品形态设计方法，使其可以运用到企业工程机械产品生产的设计阶段，为企业提供一套行之有效的方法体系。

 

　　参考文献

 

　　[1]戴端，吴卫.产品形态设计语义与传达[M]，中国高等教育出版社，2010.

 

　　[2]戴端，黄智宇.产品设计方法学[M].中国轻工业出版社，2005.

 

　　[3]丁玉兰.人机工程学[M].北京理工大学出版社，2000.

 

　　[4]丁晓东.从人机角度谈机械产品的造型设计[J].机械研究与应用，2000.

 

　　[5]管争荣等.轮自主创新是工程机械设计的生命力[J].机械管理开发，2008（5）.

 

　　[6]桂元龙.产品形态设计[M].北京理工大学出版社，2006.

 

　　[7]何爽.工业设计中的造形与造型[J].出版与印刷，2005（4）.

 

　　[8]胡飞，杨瑞.设计符号与产品语意[M].中国建筑工业出版社，2003.

 

　　[9]李乐山.工业设计思想基础[M].中国建筑工业出版社[M]，2001.

 

　　[10]刘胜志，朱钟炎.产品语义学和产品设计[J].包装工程，2006（1）.

 

　　[11]李亚军，苏恒.工业设计思维的开发[J].装饰，2004（12）.

 

　　[12]王宏飞.产品设计中的形与形式[A].2004年工业设计国际会议论文集[C]，2004..

 

　　[13]吴翔.设计形态学[M].重庆大学出版社，2008（4）.

 

　　[14]徐恒醇.设计美学.清华东西出版社.2006（7）.

 

　　[15]颜陶.机械产品造型设计的历史与展望[J].机械研究与应用，2006（4）.

 

　　[16]杨大松.信息时代的产品形态语义设计初探[J].合肥学院学报，2004（1）.

 

　　[17]张乃仁.设计词典.北京理工大学出版社.，2002.