工業設計在水務行業設備中的應用研究

周水姣

（上海熊貓機械（集團）有限公司，上海 200000）

1 研究背景

水是包括人類在內所有生物體最重要的組成部分，它是人類生存的基本條件，又是社會生產必不可少的物質資源。近年來，我國水務行業保持高速發展，市場規模穩步擴大，水務行業作為城市基礎設施的重要角色，水務運營與城市發展、生產與人民生活息息相關，是城市生存和發展的物質基礎。

根據國家統計局公布的數據，2015～2020 年，我國水務行業規模以上企業利潤總額持續上升，由2015 年的174.8 億元增長至2020 年的390.4 億元，年均復合增長率在17.43%左右。2020 年，我國水務行業規模以上企業利潤總額達到390.4 億元。

總體上看，我國水務行業市場呈大幅增長狀態，水務招標采購市場競爭日趨激烈，水務機械設備質量和效益穩步提升，但仍需要進一步適應國際市場復雜多變的需求，對水務機械設備進行更深更完善的探索，抓住新機遇，融入工業設計思維與創新方法，將工業設計理念浸透到水務行業設備中，才能經受住水務市場摩擦不斷加劇帶來的考驗。

2 工業設計在水務行業中的重要性

當今國內國際投資水平不斷提高，一體化水務市場已經形成。在水務工業領域中，要求產品的研發周期短、產品滿足智能化、標準化、人性化和綠色設計。產品的普通功能、普通形態已不再是市場客戶決定購買的主要因素，創新性、智能化、外觀造型、人機匹配性、生態環保等因素越來越受到重視，在競爭中起到重要參考因素，這些思維僅僅依靠結構設計是無法滿足的，于是工業設計的重要性隨即展現并日益凸顯。

工業設計，即涉及人與自然的聯動中形成的裝置工具的需求所作的行動，涵蓋為了使生命與存活得以維系與興盛所需的諸如產品、工具與器材等物質性裝置所產生的設計活動。產品設計的主旨是產品對用戶的身、心具有優良的和睦性與協調，是一種多維學科的專業，將革新、技術、貿易、研究及需求者緊密聯系在一起，協同進行創造性活動、并使亟需改善的問題、產生的解決方案進行邏輯化，反復推敲問題，并將其視作整合高級的產品、組織、體驗、服務及交易買賣的契機，展現新的競爭力以及價值優勢，因此水務機械設備也不例外。

工業設計的目的是滿足人類大眾的生理、心理多方面的需求，是追求工業設計的意義，設計只是行為，滿足需求的意義才是目的，故滿足水務行業的需求是工業設計存在于水務行業的意義。

水務機械設備有很多種類，大概念上有泵房設備、機電控制設備、直飲水設備，小范圍到水質在線分析儀、水齡控制儀器、水表、電機等，均應順應趨勢，通過工業設計優化產品顏色材質、改善產品形態，并通過創新思維方法，遵循工業設計三大原則，融入創新設計理念，貫穿整個資源、流程、價值進行整合，從而提升水務行業的效率、生產水平、競爭力及水務市場經濟效益。

3 工業設計在水務行業設備中的應用

3.1 CMF 設計方法的應用

CMF：產品表面表現形式，即顏色（Colour）、材質（Material）、表面處理（Finish），CMF 設計方法致力于設計、協同和定義顏色、材料和裝飾，以承托產品的效用和情緒表達。在產品組成、范圍及造型標準的情景下，CMF 的采用可以極大提升產品的品質感及調性。在追求格調的當下，CMF 是產品設計中一個極其關鍵的構成模塊，是一個與產品的理性和感性設計同步的整合創新設計過程。一般情景中，產品設備的外觀是觸發人的心理和挑動好奇心的重要原因，這種正面的碰撞是由CMF 的設計方法所承載的，引發了某種顯露的情緒紐帶。

外觀表現是一個產品的顏值及核心，外觀設計的成敗直接關聯產品的市場價值和企業的運行趨勢，對客戶在設備選擇之前起到至關重要的作用，且能提升產品附加值，完善水務產業鏈，尤其是將水務設備的視覺體驗和水務設備的能效性以促成最高效益的狀態，水務產品設備方能展示一種諧和與奏效的客戶感受。因此在同種產品日漸同質化的水務行業趨勢下，如何做到CMF 外觀表現形式的差異化，利用重要的視覺成分和具象的訊號講水務文化故事，使涉及任一單個水務設備實現獨具一格，是一種引進客戶和終端服務對象的特有籠絡力且又極易成功的交流方法。CMF 設計方法的應用，具體如下：

（1）通過色彩設計形成整個品牌ID，融合整個水務企業文化，產生IP 形象標準，給客戶形成視覺差異，與同類水務品牌設備產生易辨別性：藍色代表水、綠色代表環保、黃色代表熱烈、黑色代表神秘、白色代表純凈等，產品可以做顏色搭配，顏色分割、顏色點綴。倘若說企業的IP 視覺形象由企業的標準色范圍決定，則呈現企業風貌及企業定位最有效的手段即為優秀的產品色彩。并且在水務設備設計中正確運用色彩，對每一設備功能區域里色彩的指定和對比度加以整合，在最重要的地方，基本可以選擇對比色，即使這些色彩平時或許不多遇見，但是此舉能加強重要部位的作用。比如，綠色按鈕一般表示“進行中”或者“正確”，而紅色按鈕則傳出“暫停”或者在機器上表示“危險”。這樣在客戶即使對產品作用和樣式不熟悉的基礎上，也可以給到客戶某種信息，方便了解如何操作，還能起到舒緩使用者情緒、喚起使用者生動記憶的功能，不再是冷冰冰的傳統機械設備，不再對設備操作過程乏味無趣。不過色彩的應用一定要謹慎，在控制類設備上過多選擇相同色彩，會使得色彩的說服力會降低。

（2）通過新材料的選擇及運用給水務設備帶來創造性的改革，在常見的鋼材、玻璃和塑料材質的基礎上，參考其他行業材料，可透光的有機玻璃板材（俗稱亞克力材質）、先進高分子功能材料、高性能復合纖維材料、新型無機非金屬聚合材料，以及使用各類折彎處理的鑄件及型材、不銹鋼板材等，均可參考使用，在配合產品設計時使用或點綴，利用各類產品的特性，加強對水務設備的保護，提高水務產品的耐熱、耐水、耐壓性，并在提升產品的顏值和檔次的同時，提升產品可靠性。還可以參與材質對比設計，在材質的海洋里去感受材質的屬性、色彩、肌理等，不同材質，屬性各不相同，在水務設備中所展現出的對比與調和也不盡相同，挖掘出形式表現方法的最優方案和材質的最優屬性，將契合設計方向的材質相互搭配，以準確表達水務設備設計的意向，顛覆傳統機械設備中單一機械板材的冷漠，增添產品的設計感與新科技。

（3）通過表面處理的手段給產品賦予新的生命，使設備獲得品質良好的防護層，是延長產品生命周期的首選方案和手段。例如機械打磨、化學處理、表面熱處理、等離子處理、噴涂表面、UV 打印、絲網印刷等表面處理手段，或給產品帶來全新樣貌，或給產品增添更多細節，這樣不但囊括產品本身零件與部件之間的樣式組合，還包括產品和現場使用場景的和諧一致。例如：被經常觸摸的設備零件使用拉絲或啞光處理效果，不易察覺指紋污點；有logo 的位置可以設計為絲網印刷、移印處理，為產品點綴細節；在室內的設備使用噴涂效果，注重親和感受；在室外的設備使用表面熱處理，考慮外部環境高溫暴曬等問題；表面陽極化處理能夠讓水務機械設備顯得更加富含高科技；通過電鍍或者不銹涂層來表現水務設備上鋼的高強度和堅固耐用；金屬顏料能夠利用在焦點或者遠焦點處反射更多的光線來增強其對比度，金屬顏料也往往在暗處深化色差，將這一特點應用于水務設備顏色的搭配中，可以用來顯示水務設備的表面輪廓，并且對比金屬顏色與非金屬顏料的區別，在水務設備上合理利用。這樣水務產品不只是一個簡單的機械產品，而是從多個維度將產品賦予了新的生命。例如，當提問思考一部ipod 使用感受的時候，多數群眾都表示“清爽”。這樣的答案為什么是意料之中的呢？這涉及到ipod 的材質觸摸、色彩視覺和表面體驗，它是柔白細滑的不銹鋼金屬，且做過拋光處理的。

3.2 工業設計思維方法的應用

工業設計思維方法分為沿用設計思維方法、創造設計思維方法兩個主要大類。

（1）沿用設計思維方法有模仿設計，仿生設計，替換設計，移植設計，參數化設計，專利應用設計和集約化設計。例如仿生設計，既水務行業，那與水有關，可設計關于水的拓撲圖，與機械相結合，形成柔與剛的融合，達到水務環保、生態、自然的概念。例如集約標準化設計，水務行業設備設計一系列產品，各類產品之間可以板材互通，模具套用，單個產品之間使用模塊化設計，整個產品使用通用螺釘一種，板材使用通用弧度一種，這樣既使整個產品簡潔大氣，又保證了產品安裝維修的容差率。

（2）創造設計思維方法有聯想法，移植法，綜攝法，頭腦風暴法，發散思維法，稽核問題表法，焦點法，缺點列舉法，希望點列舉法，特征列舉法。其中頭腦風暴法最為典型，即無邊界的自由辯論和設想，其作用在于激發創新論點或孕育新概念。將水務設備的所有可能性，通過頭腦風暴法進行聯想、推敲，運用前面所述的材料、顏色、表面處理以及造型、結構、功能、操作人物、應用場景等多因素進行排列重組，創造出無限可能，這樣能有效將水務設備的優化從橫向優化設計拓展到縱向開元創新。

3.3 工業設計原則的應用

工業設計在滿足水務行業的需求時應遵循三項設計基本原則：極簡創新原則，合理實用原則，美觀經濟原則。

（1）極簡創新原則。極簡創新涉及三大特點：一是具有突破性的視角，重新審視所處水務行業，利用顯微鏡研究水務行業產品和設備并細分客戶對設備產品的需求，重建水務產品與客戶之間的價值鏈；二是持續專注于焦點并將其放大，以細分水務設備，探索水務客戶需要完成的目標工作及想要的目標產品，拓展水務領域及設備屬性；三是模糊創新界限，創新水務設備表層之下的內容，挖掘水務設備的產品和服務以及它的制造方法、運送方式、銷售方式、與企業生態系統的合作關系等深層內容，同時實施多種類型的創新。以實現真正的以客戶為中心是極簡創新的最終目標，故應融入極簡創新原則為水務行業提供真正想要的產品和服務。

（2）合理實用原則。對設計水務設備來說，合理實用是為實現水務設備的目標而具有的基本功能，是在設備設計過程中，行使自由裁量權時，以適度、客觀、合乎情理為前提。首先，再先進再科學的水務設備必須因人而用、因需而用，而水務設備在運行中既有常規可見性，也有一定的不可預見性，因為使用者是人，服務對象是生動鮮活的人類，而且水務設備承載的是流動的液體類。其次水務設備既包括小型，也包括大型，還包括無形水務物聯網，而合理實用是隨行性較強，能夠因地取材，簡單易行，比如在戶外進行水務設備觀察或檢修時，有現成的水務工具或操作方法能提升工作人員效率。

（3）美觀經濟原則。美學經濟是將哲學形態中的“美”轉化為經濟形態的“美力”，既要滿足個體的人對“美”的內在精神需求，又能夠實現經濟發展的新模式，是當前一種嶄新的經濟形態。以“美學生活整體解決方案”為引領，將水務設備參與到美學經濟的行動中，讓客戶看到水務設備時，有“高人一等的精神喜悅”，讓客戶與企業產生同樣的感受，得以站在同一高度，就此拉近彼此距離，促成合作。

3.4 工業設計理念的融合

工業設計理念是從美學、色彩學、價值理念、《人類功效學》等多種領域內進行工業設備的設計。是對形式與功能的探索，亦是對體驗與系統的關注。

（1）綠色設計理念。由于水務行業的重要性，涉及到民生與社會生態問題，整個水務產業組織鏈顯露出綠色的發展動向，對工業設計而言，以環保、低碳、生態為主要步驟，在設計水務設備時減少物質和能源的消耗，考慮產品的拆卸、重復利用以及可回收性可持續設計等，不僅是水務產品的綠色設計理念的體現，也是對水務企業研發產品的考驗。

（2）情感設計理念。工業設計不僅僅為了賦予產品良好的外觀，其核心是“以人為本”，從人的本能層（設計心理學）——上升至行為層（人機工程學）——融入至反思層（合理化設計），也就是增加水務設備的體驗感，讓人與之產生交互，運用人機工程學可視數據，使之產生情感體驗，這樣的水務設備才更具人性化，能從人的根本心理上解決人們一貫對水務產品設備的漠視態度，提升情感需求。

（3）智能化設計理念。隨著物聯網的發展，人們每時每刻都在體驗著科技帶來的便捷，同樣不能忽略的是，水務機械設備，也需要緊跟時代的步伐，融入機器人自動化、智能科技，數字孿生技術等使產品滿足新生代用戶智能生活的需求。例如，水務設備對水的節制方式有很多：本地節制、集中節制、遠程節制、感應節制、云端節制等等，其本意是讓水通過有效的方法節約使用，提高節水效率。

4 結語

水務行業設備上游設計環節是決定整個產業鏈的核心環節，因此，設計的質量往往決定了中下游的市場、效益等環節。相對于傳統水務設備產品設計來講，通過工業設計中CMF 設計方法的選擇、創新設計思維方法的運用、工業設計三大原則的參考及工業設計理念的融合，可以提高水務設備設計的整體設備定位，達到設計出美觀性、實用性、創新性的水務設備的同時，增加水務行業設備產業鏈之間的社會價值、經濟價值以及生態價值。