机床的工业设计

机床的工业设计

1.1概述

我国机床业界普遍存在一种观点，认为机床的价值仅由其加工能力和效率决定。因此，机床制造商对其机床产品进行工业设计，往往模仿消费品制造业的作风，在机床产品机械设计工作完成后，再对设计方案进行局部修饰和外观美化。

无可否认，美是工业设计的一部分，回顾工业革命时期的历史可以发现，机械产品的外观造型，曾经是英法两国进行市场竞争的重要手段，可以说当年机械产品的外观设计需求参与促成了工业设计专业的诞生。事实上，现代的工业设计除了保证产品的美观以外，也通过研究和利用各种人的因素（Human Factors），创造独特、鲜明、有实用价值的产品特色，提高自身产品在同类产品之间的竞争力。

一项工业产品的成功是多种因素综合的结果，除了产品硬件和软件的各种技术因素以外，市场评论、购买者、使用者和维护者的人为因素，同样对产品的成败举足轻重。

（1）购买者对机床设计的影响。虽然客户在选购产品的最初阶段会相当理性地收集有关产品数据，进行对比、计量和分析，将待选产品按优劣排序，再做出决策。但由于待选产品“鱼与熊掌”，各有所长，产品间的多元差异往往难以单一地以优劣来归纳，产品排行榜的作用经常被其他感性因素所削弱甚至取代。因此，要在机床装备市场中夺得客户，光靠提升产品的技术参数让产品进占产品排行榜的前列并不足够，还必须要诉诸人的感性因素，争取在客户的心中留下鲜明、正面的品牌形象。

近年，工业设计正逐步发展为涵盖美学、认知心理学、生理学、工程学的跨学科专业，并且随着感性工程（Kansei Engineering）、产品语意分析（Product Semantics）等工具的实践应用，工业设计师可以客观、实证地调节机床形体、细节、色彩的组合，有效地激起购买者对机床产生高技术、稳重、安全、耐用、宁静等联想。

（2）使用者和维护者对机床设计的影响。机床是现代制造系统的主体组成部分。随着信息技术的融入，机床操作者的体力劳动逐步减少，知识含量增多。与此同时，随着社会普遍对职业健康的重视，加上机床操作者日趋知识化、专业化，人们对操作机床的舒适度要求大为提高，不单要求操作安全、省力，也要方便、清洁、明亮、安静。过去只考虑操控面板高度，工作台深度等人体工学因素，已远不能满足今天机床操作者的要求，工业设计也开始兼顾人机界面设计、可接近性、可维护性等要素。

基于以上原因，工业设计界认为，机电产品与一般消费品一样，技术因素与人的因素均不具凌驾性，外观设计并非机械设计完成后的修饰工作，而可制造性设计也不是服膺于外观设计的成本控制手段。现代工业设计应该在产品设计的最初阶段，同时将机床的形象特征以及人、机、人机交互的影响因素都清晰罗列，找出满足市场多样化需求的平衡点和侧重点，以开辟无竞争或少竞争的“蓝海”市场空间。

2机床的品牌和家族化

机床的品牌形象并非单纯的名称、商标和色彩组合，而是在客户心中的所有影响购买决策的感性因素的综合。以瑞典的机器人品牌Kuka为例，其营造品牌形象方面的策略是：向客户传递产品特征信息，令Kuka产品在客户心中皆能营造如下4种感受：可信（Credibility）、完整（Integrity）、一致（Consistency）和实在（Authenticity）。

2.1产品的“家族化”

通过制订本集团统一的外观风格来维持机床品牌的完整性和一致性，构成产品“家族”是全球机床行业对工业设计作用的基本运用模式。近几年来，德国的德马吉、Schleifring、美国的MAG、瑞士的GF AgieChamiles以及沈阳机床等集团在联合、重组后，均借助统一旗下机床产品的商标和配色、统一造型元素的组合规律等措施，令不同用途、不同规格和体型的机床产品展现“家族化”的外观风格，达到区别于其他企业、提升本集团市场形象的目的。

例如，德国的德马吉公司原是Dekel、Maho和Gildemeister 3家公司，产品不同，风格各异。2007年EMO 展览会德马吉推出“New DMG Design”的机床工业设计方案，在参展意见调查中，取得了评价“好”和“非常好”达85.7％的优异成绩。该设计方案涵盖了外观语言、人机界面、人体工程3个方面。其中最为鲜明的设计特征是：采用大倒圆边角，白底粗黑框观察窗，垂直指示灯条的外观语言，将不同类型的机床“家族化”，如图1所示。

德马吉公司为了达到令人耳目一新的效果，采用曲面冲压等前期投入较高、机床行业以往很少采用的加工手段来制作机床外罩壳，并在以后的新产品开发中沿用。在德马吉的示范作用下，鲜明外观成为机床产品的竞争要素，诸多国际品牌，如日本的马扎克、天田等公司皆为了营造外观特色而加入一些装饰性强，但生产相对困难，成本较高的外罩壳部件。

借助造型元素的组合规律实现机床产品家族化外观的另一个例子是GF AgieChamiles（GFAC）公司。集团旗下拥有包括电火花加工机、线切割机、加工中心、激光纹理加工机床多种产品，这些机床的体型差异较大，单靠配色和图案很难营造产品的“家族感”。该集团的处理办法是，巧妙地在机床部件的结合部和拐角处加上橙色垂直边条和门把，以最有限的改动实现了不同产品外观的统一，如图2所示。

机床产品取得客户的认同是成年累月品牌形象建设的结果。因此一个被客户认同的机床品牌并购了其他品牌后，在统一外观语言的同时，必须保证原品牌的正面形象能够尽量转移到新品牌内。以GFAC并购Mikron高速加工中心品牌为例，GFAC保留Mikron机床产品的总体结构配置，外形、门窗比例等特征，仅增加橙色垂直边条和门把，最大限度地保持了Mikron品牌多年成功塑造的形象。

沈阳机床集团是我国较为重视品牌形象的机床企业之一，2010年沈阳机床推出“新5类”产品，将立式和卧式加工中心、CAK和HTC数控车床和镗床等5类产品进行家族化，统一集团的产品形象，如图3所示。

2.2产品家族的拓展

拥有庞大机床产品家族的企业，常会将不同产品族的机床，按其档次横向综合成为产品群，分别面向不同消费能力的客户，避免内耗。因此，工业设计在确保旗下机床产品外观统一的同时，还需要利用外观设计来区分产品家族内不同分支，以突出产品群的特点和档次。

德马吉公司近年新推出的Lasertec 65Sharp和Lasertec 40 激光加工机床是外观风格家族分支的典型例子。两款激光加工机床与DMU40加工中心都是采用“New Design”设计语言，但表现形式却不相同，如图4所示。

从图中可见，Lasertec40虽然使用和DMU40相同的弧形拉门，但垂直绿色条形指示灯从拉门左面移到右面，门上的观察窗改小，原来印在窗沿的大黑框由一块不等边的黑色饰件模仿替代，同时使用较小的观察窗。一方面，因为Lasertec40装有内置摄像头，可以把加工过程在控制台显示屏播放，操作者不