雙行星真空攪拌機(jī)外觀創(chuàng)新研究

尹 程，楊 鑫，邱 瑩，周美婷，宋 陽(yáng)

（柳州工學(xué)院，廣西 柳州 545000）

0 引言

近年以來(lái)，我國(guó)大力推行制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略，推動(dòng)了攪拌機(jī)行業(yè)的迅速發(fā)展，攪拌機(jī)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模不斷增長(zhǎng)。雙行星真空攪拌機(jī)特別適合進(jìn)行從粉體到高黏度、高密度的物料溶解、混合、混煉、反應(yīng)的工藝，可根據(jù)不同生產(chǎn)工藝及物料特點(diǎn)選擇不同的攪拌槳（如麻花框式、多槳葉式），被廣泛應(yīng)用于建筑、化工、冶金、醫(yī)藥、食品、飼料、新材料等領(lǐng)域，其覆蓋行業(yè)范圍極為廣闊。

我國(guó)攪拌機(jī)行業(yè)經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，生產(chǎn)能力與工藝技術(shù)不斷進(jìn)步，但行業(yè)整體水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在一定的差距。我國(guó)經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)，化工攪拌機(jī)行業(yè)發(fā)展水平相對(duì)較好，而其他地區(qū)相對(duì)發(fā)展緩慢。總的來(lái)看，我國(guó)化工攪拌機(jī)行業(yè)尚處于發(fā)展初期階段，行業(yè)技術(shù)水平和生產(chǎn)能力亟待提升。中國(guó)機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)出口商會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：2021年1—7月我國(guó)攪拌機(jī)出口23.30億美元，同比增長(zhǎng)61.72%，與2019年同期相比增長(zhǎng)74.36%；出口數(shù)量為16 201.81萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)49.41%，與2019年同期相比增長(zhǎng)59.23%。

工業(yè)設(shè)計(jì)師要從提高公司品牌形象的設(shè)計(jì)需求出發(fā)，分別對(duì)攪拌機(jī)形態(tài)、材料、色彩和功能分區(qū)進(jìn)行人性化因素分析，結(jié)合工程機(jī)械產(chǎn)品外觀造型設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)及機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等專(zhuān)業(yè)知識(shí)，從結(jié)構(gòu)、造型、色彩等方面對(duì)攪拌機(jī)進(jìn)行深入化設(shè)計(jì)。將企業(yè)需求和現(xiàn)有基礎(chǔ)機(jī)型特征進(jìn)行外觀造型的創(chuàng)新設(shè)計(jì)升級(jí)，并與市場(chǎng)上同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)桿比對(duì)，將相關(guān)設(shè)計(jì)要素與企業(yè)品牌形象進(jìn)行融合，突出企業(yè)的產(chǎn)品特質(zhì)，提升企業(yè)品牌形象，在操作功能上則需要更注重人機(jī)交互性、便捷性和可操控性。

1 國(guó)內(nèi)外攪拌機(jī)的研究現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)于攪拌機(jī)的研究相對(duì)我國(guó)較早，主要是通過(guò)解決安全性問(wèn)題，使設(shè)備更加的智能化和自動(dòng)化，設(shè)計(jì)出更為人性化、功能完善和設(shè)備先進(jìn)[1]。但是，在功能分區(qū)設(shè)計(jì)上不夠細(xì)化；國(guó)內(nèi)攪拌機(jī)外觀的研究雖然起步較晚，但是部分企業(yè)卻可以從自身問(wèn)題出發(fā)，尋找差距并設(shè)計(jì)出具有國(guó)際先進(jìn)水平的攪拌機(jī)外觀。現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)主要注重產(chǎn)品本身的實(shí)用性，也開(kāi)始有意識(shí)地注重?cái)嚢铏C(jī)的外觀造型設(shè)計(jì)[2]，嘗試將傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品與現(xiàn)代美學(xué)知識(shí)相結(jié)合，通過(guò)提升攪拌機(jī)的外觀性進(jìn)而提升用戶使用的舒適感。目前，市場(chǎng)上多數(shù)攪拌機(jī)設(shè)計(jì)大同小異，對(duì)功能設(shè)計(jì)關(guān)注較多，造成同質(zhì)化、產(chǎn)品本身缺乏整體性、功能分區(qū)不夠完整等問(wèn)題[3]。通過(guò)調(diào)整攪拌機(jī)的電機(jī)和電柜位置，以及結(jié)合企業(yè)形象重新對(duì)攪拌機(jī)進(jìn)行色彩搭配，既可滿足使用人對(duì)攪拌機(jī)的外觀設(shè)計(jì)，又能在生產(chǎn)時(shí)減少操作不便捷的不足。

2 攪拌機(jī)問(wèn)題分析

2.1 整體性不強(qiáng)

攪拌機(jī)線路及物料輸送管道走向凌亂，缺乏整體性，功能分區(qū)不夠細(xì)化，攪拌機(jī)的諸多零件大多直接外露，使攪拌機(jī)整機(jī)看起來(lái)不夠規(guī)整、整潔。

2.2 外觀單一

目前，市場(chǎng)上的攪拌機(jī)外觀主要為不銹鋼原色，外觀設(shè)計(jì)的造型和配色都較為相似，國(guó)內(nèi)攪拌機(jī)以滿足功能需求為主，在外觀上的重視度不足，存在較為嚴(yán)重的同質(zhì)化，缺乏辨識(shí)度等問(wèn)題。部分?jǐn)嚢铏C(jī)沒(méi)有考慮企業(yè)品牌形象對(duì)攪拌機(jī)進(jìn)行個(gè)性化外觀造型設(shè)計(jì)，導(dǎo)致市場(chǎng)攪拌機(jī)缺乏企業(yè)辨識(shí)度，用戶在看到這類(lèi)產(chǎn)品時(shí)，無(wú)法迅速區(qū)分品牌，在一定程度上也降低了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

2.3 形象不突出

市面上的雙行星攪拌機(jī)側(cè)重功能使用，在外觀設(shè)計(jì)上，對(duì)企業(yè)品牌各類(lèi)機(jī)型的統(tǒng)一性和系列性不夠注重，對(duì)整體簡(jiǎn)潔、人機(jī)交互等方面的設(shè)計(jì)沒(méi)有過(guò)多的考慮，使消費(fèi)者很難區(qū)分企業(yè)的系列產(chǎn)品。

3 雙行星攪拌機(jī)市場(chǎng)及產(chǎn)品分析

3.1 市場(chǎng)環(huán)境分析

圍繞政策、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、技術(shù)四大因素展開(kāi)攪拌機(jī)的環(huán)境分析。在政策上，從2021年11月30日工業(yè)和信息化部印發(fā)的《“十四五”信息化和工業(yè)化深度融合發(fā)展規(guī)劃》和2021年12月29日工信部聯(lián)合科技部、自然資源部發(fā)布的《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》來(lái)看，國(guó)家政策的支持對(duì)攪拌機(jī)未來(lái)市場(chǎng)發(fā)展利好，預(yù)計(jì)攪拌機(jī)行業(yè)將會(huì)迅速發(fā)展，對(duì)攪拌機(jī)進(jìn)行外觀造型創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使其與國(guó)際機(jī)型相比更具競(jìng)爭(zhēng)力。在經(jīng)濟(jì)上，攪拌機(jī)行業(yè)發(fā)展持續(xù)需求火熱，中金企信咨詢數(shù)據(jù)顯示：2019年全球高速分散機(jī)市場(chǎng)總值達(dá)到了8.8億元，預(yù)計(jì)2026年可以增長(zhǎng)到11億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）為3.4%。若企業(yè)對(duì)攪拌機(jī)領(lǐng)域進(jìn)行深入研究與創(chuàng)新，將會(huì)引領(lǐng)攪拌機(jī)行業(yè)的發(fā)展，助力GDP指數(shù)持續(xù)上升。用戶對(duì)攪拌機(jī)需求的不斷提高，為攪拌機(jī)行業(yè)市場(chǎng)提供創(chuàng)新研究的動(dòng)力。在社會(huì)上，傳統(tǒng)攪拌機(jī)行業(yè)市場(chǎng)門(mén)檻低，缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與攪拌機(jī)行業(yè)的興起，能為用戶提供更高性價(jià)比的服務(wù)。在技術(shù)上，科技的進(jìn)步讓大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、5G等逐步從一二線城市過(guò)渡到三四線城市，實(shí)現(xiàn)攪拌機(jī)行業(yè)科技智能體驗(yàn)的普及化。

3.2 產(chǎn)品色彩分析

攪拌機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中是混合高分子材料的理想機(jī)械，在其外觀設(shè)計(jì)上色彩分布尤為重要，通過(guò)合理的色彩分布體現(xiàn)區(qū)域的功能、優(yōu)化線條及提示警告，特別是一些需要人長(zhǎng)時(shí)間面對(duì)設(shè)備的操作區(qū)域，更要合理運(yùn)用色彩減少色光對(duì)人生理和心理上的影響，減輕人體在視覺(jué)上的疲勞，提高工作人員的工作效率與專(zhuān)注度[4]。

3.3 產(chǎn)品人機(jī)分析

設(shè)備操作者由于長(zhǎng)時(shí)間地操作同一機(jī)器，在操作屏幕高度、攪拌桶扶手高度（見(jiàn)表1）上要考慮到人體身高（如圖1），設(shè)計(jì)時(shí)要充分地考慮人體活動(dòng)和操作范圍，方便人員的操作使用。

表1 1 500 L型號(hào)高速攪拌機(jī)尺寸

圖1 人機(jī)工程學(xué)組合圖 （單位：mm）

4 設(shè)計(jì)策劃與構(gòu)思

4.1 方案分析

攪拌機(jī)是一款工業(yè)性較強(qiáng)的產(chǎn)品，在功能上有著十分明確的定位，為解決布局凌亂、形象感不強(qiáng)等問(wèn)題，通過(guò)研究對(duì)比國(guó)內(nèi)外攪拌機(jī)現(xiàn)狀和現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)應(yīng)用（如企業(yè)形象、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與特性、產(chǎn)品的色彩搭配等），得出企業(yè)的文化形象可以作為攪拌機(jī)外觀設(shè)計(jì)的突破口。

攪拌設(shè)備在生產(chǎn)制造中應(yīng)用廣泛，隨著人們審美的提高，攪拌機(jī)設(shè)備外觀設(shè)計(jì)既要滿足公司提升品牌形象的需求，又要符合大眾的審美，在結(jié)構(gòu)和外觀上充分體現(xiàn)企業(yè)文化，確保用戶能一眼識(shí)別出企業(yè)的特征，通過(guò)機(jī)型外殼的改進(jìn)設(shè)計(jì)，將傳統(tǒng)攪拌機(jī)的線路、物料運(yùn)輸管路包裹到外殼中，考慮產(chǎn)品機(jī)身的功能分區(qū)設(shè)計(jì)，優(yōu)化操作體驗(yàn)。

在形態(tài)上，以簡(jiǎn)約、對(duì)稱的為主要設(shè)計(jì)理念，并結(jié)合現(xiàn)代化元素在外觀造型上進(jìn)行創(chuàng)新，從三角形、長(zhǎng)方形到龍門(mén)形及柱體框架進(jìn)行鏤空、仿生造型設(shè)計(jì)，采取了大膽的形態(tài)嘗試。整體線條簡(jiǎn)潔流暢，符合簡(jiǎn)約化、智能化、功能化等設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)（見(jiàn)表2）。

表2 高速分散攪拌機(jī)方案草圖

在材質(zhì)上，主要考慮攪拌機(jī)作業(yè)環(huán)境，機(jī)器長(zhǎng)期與腐蝕性化學(xué)物質(zhì)接觸，因此攪拌機(jī)的攪拌桶區(qū)域需采用不銹鋼材質(zhì)，防腐且易于成型。在非攪拌作業(yè)區(qū)域，我們可以根據(jù)攪拌機(jī)的配色和造型需要，在考慮成本和兼顧造型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)選用表面電鍍或拉絲等工藝進(jìn)行著色處理。

在色彩上，依據(jù)操作者面對(duì)單一顏色視覺(jué)疲勞的特點(diǎn)，機(jī)械設(shè)備采用銀色等淺色色調(diào)為主，對(duì)設(shè)備按鈕等重要部位，使用較醒目的顏色加以標(biāo)識(shí)。色彩搭配上盡量不超過(guò)3種色彩，注重色彩的均衡，從公司LOGO中提取元素，藍(lán)色、銀色等冷色調(diào)的色彩可以使人產(chǎn)生寧?kù)o之感，消除操作者內(nèi)心的緊張煩躁情緒，提高其工作效率，但過(guò)于平靜又會(huì)導(dǎo)致操作人員的疲倦，所以設(shè)計(jì)人員又在藍(lán)銀冷色調(diào)的基礎(chǔ)上增加了明快的黃和熱烈的紅，給人一種陽(yáng)光積極的感覺(jué)[5]。

在人機(jī)工程上，將屏幕的位置設(shè)置在距地面1 600 mm的位置，符合大眾身高；攪拌桶扶手距地面1 300 mm，方便人員操作使用。在高速分散機(jī)外觀設(shè)計(jì)問(wèn)題上盡可能不破壞產(chǎn)品整體框架，避免影響機(jī)器功能。

在智能交互要素上，高速分散攪拌機(jī)的交互界面是用戶使用操作攪拌機(jī)的主要途徑，能夠表達(dá)出該產(chǎn)品的科技感，通過(guò)人性化的界面設(shè)計(jì)、合理的功能規(guī)劃分區(qū)及智能化的輔助手段可以降低用戶操作產(chǎn)品的難度，使設(shè)備的操作更具交互性且更智能。

4.2 設(shè)計(jì)實(shí)例

本次設(shè)計(jì)采取用戶調(diào)研和案例分析法，考慮企業(yè)需求和人機(jī)操作要求，在滿足功能需求的同時(shí)進(jìn)行合理化功能布局，通過(guò)探析企業(yè)產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)與企業(yè)形象識(shí)別，結(jié)合企業(yè)形象進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品外觀新穎且有辨識(shí)度[6]。由公司定位出發(fā)，最終攪拌機(jī)機(jī)體的方案采用黑色作為主導(dǎo)，再利用LOGO的顏色進(jìn)行區(qū)塊分割，產(chǎn)生線條感，在攪拌桶和送料部分，因其易污染，因此保持不銹鋼的材質(zhì)，方便清理和改裝。根據(jù)上述內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)并構(gòu)建攪拌機(jī)的三維數(shù)字建模，再對(duì)三維模型進(jìn)行渲染，得出雙行星真空攪拌機(jī)外觀造型設(shè)計(jì)方案。高速分散攪拌機(jī)工程圖見(jiàn)圖2，高速分散攪拌機(jī)設(shè)計(jì)方案草圖見(jiàn)表2。

圖2 高速分散攪拌機(jī)工程圖

上述方案對(duì)攪拌機(jī)進(jìn)行了大量的造型與結(jié)構(gòu)整合，考慮機(jī)身操作的穩(wěn)定性，以及外觀特色，結(jié)合企業(yè)經(jīng)營(yíng)理念，最終在以上方案中進(jìn)行了分階段的實(shí)踐應(yīng)用，在現(xiàn)有機(jī)型設(shè)計(jì)中將上述方案分步驟實(shí)施，不斷完善企業(yè)機(jī)型的外觀形象。

5 結(jié)語(yǔ)

產(chǎn)品運(yùn)用人機(jī)工程、工業(yè)設(shè)計(jì)等學(xué)科知識(shí)，結(jié)合企業(yè)理念與企業(yè)形象，對(duì)雙行星真空攪拌機(jī)的外觀造型進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)。創(chuàng)新設(shè)計(jì)更好地將簡(jiǎn)約化、智能化、功能化等設(shè)計(jì)與機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行了融合。在色彩搭配方面，與企業(yè)LOGO相結(jié)合，使設(shè)備外觀與企業(yè)品牌相呼應(yīng)，并突出企業(yè)個(gè)性，增強(qiáng)企業(yè)辨識(shí)度。此外，在工藝方面也應(yīng)考慮產(chǎn)品在投入正常使用后，對(duì)于環(huán)境潔凈度的要求和產(chǎn)品需求的產(chǎn)量問(wèn)題，因而在實(shí)現(xiàn)低成本投入的同時(shí)，盡可能地減少?gòu)?fù)雜工藝的設(shè)計(jì)。通過(guò)改良產(chǎn)品外觀造型，使攪拌機(jī)具有更高的企業(yè)識(shí)別度，以達(dá)到提升企業(yè)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的作用。