变频器的工业设计与创新要点

变频器的工业设计与创新

1 引言

首先引用一段德国总理格哈德.施罗德的话，并由此开始下面讨论:

如果德国要在21世纪的全球化中争取更多机会，创造与革新的乐趣是必不可少的。新的情况和条件创造了更现代化的，需要更多可能性的新工作。工业设计越来越重要，技术的发展和完善并不会必然取得商业上的成功。在这个有着多样化生活方式的时代，人们对生活的需求会更多，而未来的目标就是让这些生活方式有更大的空间和自由来获得体现。产品设计代表着个性，造型和色彩是对生活的一种感受的表达，那些认可独特性并将之融入企业战略的人，必将是明天的胜利者。

今天的世界，知识在飞速增长，信息变得越来越珍贵，工业设计的价值日益突显，社会与技术的变化带来更多挑战的同时，也为设计提供了更大的空间。今天的设计主要是让人们更容易使用越来越复杂的产品，让技术和信息更容易成为生活的一部分。作为拥护与产品之间的桥梁设计成了这个社会的重要先锋。

这段话中我认为有两点是值得我们国内变频器企业和电气传动行业人员认真思索和积极实践的: (1) 工业设计(产品设计)的重要意义; (2)创造与革新。2 工业设计(也称产品设计) 工业设计萌芽于18世纪60年代，到现在已经发展100多年了，它是现代科学技术与艺术有机结合的产物。在市场经济时代，由于产品大批量生产，厂商众多，竞争激烈，市场由供不应求走向了供大于求的局面，企业开始认识到产品的生产和销售并不完全取决于技术的高低、生产能力的大小，还需要考虑来自消费者、市场及社会的各种因素。在当今产品同质化日益严重的时代，通过产品设计提高产品和企业形象、突出个性和吸引消费者的注意成为非常有效的至胜法宝。如近年三星电子公司由于重视产品设计和品牌建设，击败众多日本和欧美企业，一跃成为品牌价值仅次于索尼的世界电子企业。国内变频器厂家众多(估计已有50个以上)，但规模和技术实力与西门子、ABB、富士、等国际大公司相差太远，

据统计，国内变频器的市场占有率仅10％左右，年销售量多数在500万～2000万之间徘徊，销售量超过5000万的也只有屈指可数的3～4家。目前国产变频器品牌，处于前几位的品牌实力比较接近，产品性能和功能也大同小易。由于起步较晚，技术和研发实力弱，基本上是仿造甚至抄袭国外变频器的设计，不但功能和参数基本一致，甚至连外观和瑕疵也设计的一摸一样。随着电机控制技术日趋成熟，一些国产变频器与国外同类产品相比，功能、性能和各项技术指标已无明显劣势。但由于企业尚无产品设计方面的观念和认识，缺乏专业的产品设计师，致使开发出来的产品总存在许多这样或那样的缺陷和不足，如缺乏准确的产品定位、功能和性能组合不优化、不符合用户的使用习惯、外观丑陋、参数难设置，不容易安装、配线不方便、可维护性差、等等。这样的局

面，

国内企业何时才能开发出与ABB的ACS800、安川G7和富士G11相媲美的产品呢? 目前交流调速技术的发展基本上表现为已有调速控制理论的应用和逐步完善。矢量控制和直接转矩控制的思想分别在70年代和80年代就已提出，之后调速控制理论并无大的突破，各公司都把精力集中于矢量控制或直接转矩控制的低成本实现和解决产品的实际工程应用问题以及产品化问题。虽然有些现代控制理论方法在调速控制系统中的应用，如状态观测器、卡尔曼滤波器、最优控制滑模变结构控制等。这些理论目前还基本停留在研究和试验阶段，并无适用化产品问世，离商品化的普及应用还任重而道远。

许多大学如清华大学、浙江大学、上海大学等对矢量控制、DTC、无速度传感器控制等电机控制理论的研究已经比较深入和成熟了，国内的变频器厂家若与他们合作，开发出高性能的矢量控制甚至无速度传感器矢量控制的变频器也并无多大障碍，时间也不会很长。变频器是一种工业产品，用户并不直接关心它采用了何种先进技术，他们购买它的实质是它的物质功能和精神功能，按功能支付相应的金额。他们更关心它的价格是否能承受、功能是否实用，使用方便性等。

由于变频器功能和使用的复杂性，用户普遍反应操作使用困难，如何提高变频器的易用性、改善人机界面的友好度是摆在厂家面前的一个难题。国内的变频器企业的产品都集中与低端市场，这里是价格战狼烟四起的战场，相信不少的企业家已经能够感觉到国产品已经逐渐丧失了成本方面的优势，据反映，一些日本品牌的变频器其售价已经低于国产产品了。我们的企业家们必须要有危机意识，企业唯一的出路是长大、

采用正确的方法不断的长大。重视工业设计，引进产品设计师主持产品的设计和研发工作不失为一个非常有效的措施。

工程师与产品设计师的区别。工程师(engineer)主要是解决产品设计中物与物之间的关系，如产品的性能指标、结构、各零件之间的配合、机器的工作效率、使用寿命等等。工程师要解决的问题一般不与人发生直接的关系，是一种纯技术的工作。工程师的作用在于向人们或产品提供可服务于生活和工作的技术和工艺。一种产品或一项技术究竟以什么样的方式进入人们的生活空间，如何进入市场，如何才能让人们更好的使用，则主要由产品设计师来完成。产品设计师(Product Designer 或industrial engineer)主要是解决产品设计中人与物、物与环境的关系。如一个产品如何操作，怎样使用更方便，什么样的外观造型能够满足人们的生理和心理需要，如何节省原材料和保护生态环境等。产品设计师在企业扮演了非常重要的角色，是他们赋予了产品的形象、美学价值、社会地位象征的特点，他们是把技术、生产最终与消费者联系起来的桥梁。产品设计师追求的是人与产品、产品与环境的和谐与统一，它除了满足人们对物质功能的要求外，还要满足人们的审美情趣，产品设计师要利用市场学的观念，不断分析和研究市场和人们的消费观念，根据消费者的年龄、性别、收入、地位等因素，并将其细分成不同的目标市场，设计出针对性强的产品。设计师是为大多数人服务的职业，他设计的产品最终要为社会公众所接受，他的工作成就也最终由用户来下结论。因此他需要既了解市场，又要懂得工程知识，还要使自己的产品便于合理生产。

在信息时代，产品设计师已经全方位参与企业的新产品开发。国际化的大企业都有自己的产品设计部门，如松下电器超过500人的工业设计部、飞利浦的全球设计中心。有些企业通过委托独立的设计事务所来承担。设计部已脱离技术部门而由公司高层直接领导，产品设计师不只是从事具体的产品开发，还与企业开发部一起从事客户调查，参与分析并制定新产品开发方案和发展计划。我国的大多数企业其实质是工厂而不是企业，工厂的体制使他们重生产过程而不重视开发，也不重视营销和市场，更缺乏用户导向和工业设计的理念，生产出来的产品缺乏竞争力。大部分企业没有产品设计组织和产品设计师，他们只是用工程师来代替产品设计师。即便少数企业设有产品设计组织，也是将这一组织从属于技术部门之下，作些产品美化的工作，类似国外40～50年代的情况。