工程机械的设计美学

刘昊

武汉交通职业学院，武汉430065

一、引言

近些年，随着我国工程机械产业的不断发展壮大，工程机械企业的身影越来越多地出现在国际化市场竞争的大潮中。由于我国在共性核心技术方面的良好态势，以及加工制造工艺的迅速走强，使得本土工程机械在与国际工程机械竞争过程中的技术差距与国外的越来越小，这就为我国工程机械品牌的打造与提高准备了竞争力。“设计过程遵循基本的美学法则，能合理地设计……各部分的尺寸比例，符合人们的审美观”[1]。这样的设计不仅实现了机械功能与审美的完美结合，使品牌具有了长久的生命力，而且更符合消费者的情感需求。所以在产品日益趋于同质化的时代，创新产品设计，增加工程机械产品的美学价值和附加价值，是提高产品竞争力的有效办法，也是符合市场趋势和产品发展需求的明智之举。

二、工程机械的设计美学原则

工程机械的设计美学是在工程机械设计时实现功能性、审美性和设计可行性的一种统一。其中审美性的实现是工程机械设计美学的核心和关键。工程机械审美价值体现的设计方法是对美学原则、思维内涵的外在展示。设计师通过研究设计美学法则与规律获取的思想、观点、理念以及工程机械设计的需要，就能满足工程机械的设计美学要求。

工程机械是生产活动中所使用的大型或巨型的工业产品，外形庞大并且零部件配置特多，操作使用却很方便。但是，一般工程机械的工作环境恶劣，充斥沙土、碎石、泥水等，担负着挖掘、装载、起重等繁重的大型作业，所以工程机械在造型设计上要凸显力量、安全、坚固与稳重，要给人以一种扎实、牢靠的视觉感受。外形上，工程机械同其他工业产品设计有着显著的差异，所以下文将从工程机械设计的变化与统一、对称与平衡、节奏与韵律三个方面对其美学特征展开分析与探讨。通过探讨即可明了产生差异的缘由。

1.设计中的变化与统一

产品造型注重变化，是寻求差异、展现个性及特点的重要手段之一，这种手段体现在产品外形、模块组合、材料和颜色等多种设计元素上。大气磅礴的外形、多个层次的模块、多元化的材料和丰富的色彩搭配，建构了工程机械特有的设计风格。工程机械的外形、材质和颜色相互作用，共同展现出审美价值，使其产品造型在体现个性化的同时，也展现了变化与统一的韵味。

在工程机械设计中遵循变化与统一的原则，表现产品独特个性，是通过形体的延续、颜色的秩序等来实现统一与均衡的。“色彩与质感搭配关系应强化造型效果，如呼应、对比、韵律、肌理等。选择主体色时，应着重考虑产品的使用环境、功能类型、固有风格等要素；选择辅助色时，则应着重考虑品牌识别度，与主体色的搭配关系以及大众审美观等要素；在选择多种表面质感时，应优先考虑与造型风格的匹配关系和制造成本”[2]。这些都是目前在工程机械中为了实现整体造型均衡而最常使用的方法，如此便可以显示系统的统一，给人以稳重、安全、坚固和可靠之感。使用局部变化、强硬的线条、单体的分明棱角强调的是设计的个性，是要给消费者带来牢靠、干练、高效的感觉与印象；遵循变化与统一相结合的原则，就可以使工程机械整个的造型既显得丰富多样，又自然有序，于是就可以表达一种浑然天成的视觉之美。

2.设计中的对称与平衡

讲求对称古已有之，所以在当代各种各样的物体形态中随处可见，无论是自然界已有的动植物，还是建筑、电子产品等都反映了如此的规律，设计师更是对其情有独钟。如果说对称追求的是比例的均等，那么平衡就是工程学上强调的物理平衡。

在工程机械设计中，利用中心对称、轴对称等多种对称形式就成为了一种特别的造型语言，科学地使用这一语言，就能够产生均衡、工整之美。工程机械设计的对称与平衡营造出稳定与秩序的美，给人以更踏实、更缜密之感。就工程机械作业的内容与环境而言，产品设计尤其要注重对称与平衡，即处理好各个部件的位置之间的关系，体现出工程机械整体的紧凑性与安全性，给使用者提供最大的视觉与心理的稳定感与安全感。

3.设计中的韵律与节奏

在工程机械设计中，通过同一种元素的重复和有规律地使用，创造出独特的造型语言，令其富有韵律感，于是节奏也因韵律而得以丰富，韵律则因节奏而得以发展，节奏与韵律互相依存，如影随形。节奏被认为是反复的形态和构造，而韵律却是节奏的变化形式，由此，节奏变得更有趣味。在进行工程机械产品外形设计时，设计师通过线条、面型、体形、颜色及质感等的重复、交替、间隔、渐变、起伏和回旋以表现设计的节奏感与韵律感。通过造型形体多元的起伏变化、表体颜色的变化、材质的更替与重复等烘托出整个造型的秩序、动感与趣味。正因为工程机械设计中韵律与节奏的运用使得机械外形具有了动感与活力，从而增加了工程设计与工程机械的艺术价值即美感。

三、设计中形式美所体现的实用价值

工程机械的实用价值包括产品的结构、技术、材料的应用，而且其实用不只是指物理的功能，还特别应该包括满足生产的各种需要。同时，实用价值和形式美是不可分离的，没有合理的形式，实用价值也就无法实现。由于产品设计本身具有强烈的目的性，而产品的实用价值就是要在发挥产品功能的同时能够充分体现艺术的美。产品具有专门的用途，好的产品应该富有多样而完美的形式，首先是能够从外表上抓住使用者的心，建立使用者对产品的认知感与认同感。因此，工程机械设计中，设计师非常重视产品的形式美与功能美的完美结合。“机械产品的设计必须注重材质的整体与局部、局部与局部之间的配比关系，必须按照美学法则进行配比，才能获得美的印象。配比原则包含调和原则和对比原则”[3]。在保证产品安全性、可靠性、使用的舒适度等功能需求的基础上，运用美学法则与规律，通过外形、模块、材料和颜色等的设计，形成满足产品实用价值要求和使用者审美需求的产品形态。

四、设计中技术美所体现的人文关怀

随着工程机械与信息技术的高度融合，以及新工艺、新材料的广泛采用，工程机械的外观与结构有了重大改变，并且日益智能化。例如，日本小松公司、三菱公司运用挖掘机远程定位技术，实现了挖掘机的远程操作，使操作人员能在相对舒适的环境下操作挖掘机，进行生产。同时，360度无死角的机身摄像技术能将周围环境通过操作舱内的显示器直观展示给操作人员，不仅能够提高操作的精准度，而且精确度可以控制在厘米之内。技术的发展与应用为消费者带来了极多的方便，不仅可以提高工作质量和工作效率，并且能够带给操作人员别样的情境体验。此外，各种新型复合材料、成型工艺以及表面处理技术的综合应用，则根源于技术的魅力，技术美带给人的是操作的快感和精神的愉悦，这种美感是单纯的产品形式美所不具备的，它体现出来的更多的是一种理性之美。在工程机械设计中，不仅要实现实用价值也就是技术性，还要追求人文关怀。彰显现代设计的人文关怀，在设计中通过行为科学与人机工程学、设计心理学等多学科知识的应用，营造出舒适安全的使用环境。同时，工程机械产品也更加注重绿色设计、可持续设计以及低碳设计等，因此使用绿色材料、尝试模块化与标准化正是技术与人文关怀的统一。美国卡特彼勒公司对装载机添加独立式驻车加热器的设计，使装载机在寒冷气候下未启动引擎时能够对座椅和操作舱提前升温，操作员进入操作舱时不必受寒冷之苦，即可以马上展开作业。将高级轿车的功能移植到大型工程机械中，虽然比较复杂，但是这种细节设计正是人文关怀的体现。同时在我国临工、柳工和中联重科等工程机械生产企业也纷纷成立回收与再制造部门，实现了低资源浪费和废物产出，既是一种高收益的回报，也是一种绿色设计，这种绿色设计将技术美中的人文关怀体现得淋漓尽致。

五、设计中功能美所体现的品牌特征

“由功能的整体性和功能的层次性构成完整和谐的功能体系。从审美角度讲，产品的功能定位，为产品的审美功能奠定基础；产品功能的整体性和层次性为审美功能提供整体性综合审美体验和层次系统性审美体验的动感”[4]。工程机械设计中，利用独特的造型语言与形式以表现产品的美，从而给使用者留下深刻的印象。例如，欧美品牌追求气势、简洁与硬朗，注重技术美，日、韩品牌则相对精致细腻，讲求曲直结合、刚柔并济，而如今中国的品牌也开始注重个性与特色的展现，如三一品牌所彰显的功能美、外观大气及细节的精益求精，就是极好的例证。

六、结束语

工程机械设计美学是基于美学的角度，对设计对象审美现象的分析与应用。通过满足产品的功能需求，运用美学原则和美学规律，设计出形式完美、技术与人文美协调统一的产品造型，注重产品设计的特色与个性，创造属于企业独有的形象美，提升工程机械设计的美学价值，使形体庞大的机械不再冰冷，而充满美学与人文的意蕴。

[1] 杨延勇.美学法则在汽车造型设计中的应用[J].科技资讯，2011（13）：225.

[2] 张若斧，干静.工程机械的工业设计应用技巧研究[J].机械，2013(5)：67-70.

[3] 杜虹.论机械产品设计中的形式美[J].轻工机械，2007（2）：10-11.

[4]李红薇.现代工业设计的审美趋向——谈技术美学的应用价值[J].包头职业技术学院学报，2001(1)：1-4.