提高机床造型设计方案可行性的调查研究

施瑞　齐兵

摘要：

在机床造型设计过程中，设计方案的可行性，是设计师、工程师和企业管理者所共同关注的热点之一。文章首先采用文献收集法、深度访谈法和参与机床造型设计方案讨论会等方式，对与机床造型设计相关设计师、工程师和企业管理人员进行了深入调查，然后通过细致分析，提出造型的美学因素、结构因素和成本因素是影响机床造型设计方案可行性的主要因素，最后提出了提高机床造型设计方案可行性的策略。

关键词：

机床造型设计 可行性 美学因素 结构因素 成本因素

中图分类号：TG502

文献标识码：A

文章编号：1003-0069 （2015）02-0106-02

我国机床行业发展迅速，总产值近年来高速增长，2012年达到8500亿元，较2011年增长近30%。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（ 2006-2020年）》将“高档数控机床与基础制造装备”确定为16个科技重大专项之一。我国在数控机床方面的研究有较大突破，创造了一批具有自主知识产权的研究成果和核心技术。

尽管如此，国内的机床质量与国外仍有差距，特别是造型方面，还存在着品牌特征不明确、造型材料应用缺少新意、造型结构工艺性较差、加工成本较高等问题。为此，机床企业成立工业设计部门，以提高产品的造型质量。但是在企业引入工业设计的过程中，经常遇到造型设计方案在实施过程中结构上不合理，被反复修改，最后做出来的样机不满意。这不仅延长设计周期，降低设计效率，而且设计结果也不好。因此，深入研究机床造型设计方案的可行性，提高设计效率和质量，是非常必要的。

本文主要研究机床造型设计方案的可行性。首先对相关人员的访谈和参与机床造型设计方案讨论会进行调查，然后对影响方案可行性的原因进行分析，并提出改进策略。研究结果可作为设计师在进行机床造型方案设计中的参考，增加方案的可行性，提高设计效率。

1 调查方案设计和实施

（1）调查方法

本文采用深度访谈法和参加机床造型设计方案讨论会的方式搜集原始数据。

深度访谈是通过与被调查者深入交谈，了解某一社会群体的工作或生活方式，收集研究资料，探讨特定社会现象的形成过程，并提出解决问题的思路和方法。机床造型设计方案讨论会是在设计师完成初步设计方案后，设计师、工程师和企业管理者对该方案及其生产的可行性进行分析、评价而开展的会议。

（2）调查对象

本论文的调查对象分为预备调查对象和正式调查对象。预备调查对象是对机床有所了解的研究生，共10人。正式调查对象是从事机床工作多年的设计师和工程师，分别有5人。其中，设计师来自设计公司，有丰富的机床造型设计经验；工程师来自企业，参加过机床造型设计的合作项目。

（3）调研过程

本调研的路线如图1所示，在文献研究基础上设计调查框架。具体的调查分为三个阶段：第一阶段为预备访谈。它为正式访谈做准备，对正式访谈中可能出现的情况进行模拟，发现问题，从而完善访谈提纲，使正式访谈能够顺利地进行。第二阶段为正式访谈。电话预约访谈人员，确定访谈时间（90-120分钟）和地点，并将访谈提纲提前发给受访者，使之提前做好准备，提高访谈效率；访谈时全程录音并做笔记。第三阶段为参与机床造型设计方案讨论会。其目的是通过参与设计师、工程师、管理者之间的直接交流，深入分析影响机床造型设计方案可行性的主要原因。

（4）访谈提纲

本调研的访谈提纲有两种，分别是针对设计师和工程师拟定的，如表一、二为访谈提纲的主要问题。

（5）调研结果

在对设计师的访谈中，他们提到在设计机床造型方案时，一般不考虑机床的结构，他们认为成本足够，结构都能实现。但企业从经济性上考虑，会限制生产成本，从而改变机床的结构或造型去实现设计方案。最终样机与设计方案不同点主要是结构上不能完成的部分。

在对工程师的访谈和参与设计方案讨论会中，了解到他们与设计师在完成初步设计方案后进行交流，对方案的可行性进行探讨。当遇到难以完成的结构时，设计师在讨论会后对方案进行修改。工程师认为设计师的方案都很美观、新颖，但结构上难以实现，为了考虑成本，只能放弃。他们认为最终样机与最初方案差别不大，因为他们会去用其他工艺替代不能完成的工艺，尽可能实现最初设计方案。

2 调查结果分析

通过深度访谈和参与机床造型设计方案讨论会，获得机床造型设计方案可行性的原始资料。在此基础上进行分析，了解到影响可行性的主要因素是造型、结构和成本。

（1）造型的美感因素

当今时代，人们非常重视产品带来的感觉体验。具有良好美学品质的产品，在使用中可以让用户心情愉悦，在展览会上可以给观众带来美好的视觉感受，对提升产品的市场竞争力和品牌知名度很有帮助。企业引进工业设计的重要目的就是提高产品的美学品质。因此，机床造型设计方案在美学品质上不能满足企业的要求，是一定不会被采纳的。

图2是设计师为某机床企业设计的磨床造型方案。该方案给人的视觉感受是笨拙、缺少美感，且体现不出磨床的特点，在方案初步评审中遭到淘汰。因此，造型的美感是决定设计方案是否可行的首要因素。

（2）造型的结构因素

机床的造型不能脱离结构而存在。结构是造型的基础，造型是结构的不同表现形式，不同的结构布局会影响产品外观的形式表现”。造型的实现必须要以结构作为支撑，合理的结构能提高机床造型设计方案的可行性，所以设计师在设计机床造型时必须考虑它在结构、工艺、装配上是如何实现的，不能效果图美观，而缺少可加工性，这样的方案是不可行的。

如图3所示，该机床的造型设计方案底边切角成菱形，这种造型的内部结构很难实现，钣金折弯或焊接工艺都达不到预期的效果。因此尽管该方案的美学品质受到肯定，但最终还是被放弃。

（3）造型的成本因素

產品成本是衡量生产消耗的补偿尺度，企业必须以产品销售收入抵补生产中的各项支出，才能确定盈利，因此生产成本的控制是十分重要的。设计师在设计机床造型方案时不能盲目地追求时尚、高端，而要在生产成本限制内，展开设计创意，提出可行的设计方案。

图4门把手的中间设计了一条蓝色彩带，给人以精致的感觉，加工工艺也是可行的，但提高了造价。在设计方案评审后，将把手更换成市场上价格较低的标准把手。

3 提高设计方案可行性的策略

造型的美感、结构和成本对机床造型设计方案的可行性有着重要的影响。为了提高方案的司行性，设计师就要对上述三种因素进行深入的研究。

在造型的美学因素上，设计师首先要丰富自己造型方面的知识，提高美学修养，使自己有高水平的造型能力：然后，再对机床行业的造型语言、色彩搭配的共性有充分了解，对所服务企业的品牌价值和所设计的机床特点有深刻的理解。只有这样才能设计反映企业品牌价值、具有较高美学品质的方案。

在造型的结构因素上，设计师要对机床造型中常用的材料、工艺和结构等有全面的认知，对所服务企业的生产能力有深入的了解。只有这样设计师才能设计出既符合行业特点，又符合企业实际生产能力的方案。

在造型的成本因素上，设计师首先要认知各种材料、工艺的成本。比如钣金材料，球面加工需要应用模具才能完成，其成本较大；柱面加工在折弯机上即可实现，成本较小。然后要了解委托企业的加工能力，生产尽量在企业内部完成，这样可以较好地控制成本。同时，还应尽可能地使用标准件。

4 结论

本文运用深度访谈法和参与设计方案讨论会的方式对机床造型设计方案的可行性进行深入调查，提出影响机床造型设计方案可行性的主要因素有：造型的美学因素、结构因素和成本因素。为提高机床造型设计方案的可行性，设计师需要有深厚的美学修养，有对机床行业的造型语言、材料、工艺、结构、标准件有系统的认知和企业生产能力的深入了解。只有这样设计师才能在设计过程中，正确处理这些因素之间的关系，创造出合理、可行的设计方案，提高设计效率。