建筑陶瓷技术与艺术一体化设计开发系统的研究*

杨君之　皮小萌　王定兴　梁燕珍

(1 佛山市简一陶瓷有限公司　广东 佛山　528000) (2 清远市简一陶瓷有限公司　广东 清远　511518)

(3 佛山市金甲科技有限公司　广东 佛山　528000)



建筑陶瓷技术与艺术一体化设计开发系统的研究*

杨君之1皮小萌2王定兴2梁燕珍3

(1 佛山市简一陶瓷有限公司广东 佛山528000) (2 清远市简一陶瓷有限公司广东 清远511518)

(3 佛山市金甲科技有限公司广东 佛山528000)

摘要详细介绍了建筑陶瓷技术与艺术一体化设计开发系统的研究情况，并对该系统的意义、结构、原理、技术关键及实施效果等进行了重点描述。

关键词建筑陶瓷自主设计技术与艺术一体化设计开发系统

前言

我国虽然是世界上最大的建筑陶瓷生产国，但是与世界发达国家相比，仍然存在很大的差距。产品价格就是其中一个重要体现的方面，在国际市场上，目前我国生产的墙地砖的价格只有意大利等国家同类产品的三分之一到二分之一。

产品设计是产品价值提升的重要手段，意大利不仅陶瓷产品很著名，意大利皮鞋、时装、家具等，这些都是我们非常熟悉的知名产品，其核心价值突出的就是先进的设计理念。

模仿和复制别人的产品一直是国内陶瓷企业产品创新的主流，目前市场上有超过70%以上的产品是靠模仿和相互复制生产的，而只有不到30%的产品属于自主设计的。近年来，随着我国陶瓷企业越来越多地参与世界贸易，许多陶瓷企业不但注重新产品的研发，而且已经逐渐意识到产品自主设计的重要性。

自主设计在国内大多数陶瓷企业中仍处于起步阶段，产品设计着重于追求单一的外观效果，缺乏考虑生产、应用等综合因素，特别是节能减排因素。而且设计程序和人员的配置不对应，设计过程中技术、美观、应用3个环节相互脱节(见图1)。因此，造成产品功能过剩，或者缺乏文化个性，或者与应用环境不相称等情况。

图1　目前陶瓷企业产品设计开发模式

针对这些情况，我们总结了近年来企业产品设计的经验，分析和学习了意大利同行在产品设计方面的方法，在企业原有设计部门的基础上，研发了一套产品自主设计的快速工作体系——建筑陶瓷技术与艺术一体化设计开发系统，能够科学地对产品功能、工艺方法、应用环境、节能减排、色彩造型、文化内涵等因素进行优选和设定。

1项目主要内容

1.1系统构成

建筑陶瓷技术与艺术一体化设计开发系统主要由系统硬件、标准化平台、工作软件、设计机构4部分组成(见图2)。

图2　技术与艺术一体化设计开发系统的构成

1.2系统原理

建筑陶瓷技术与艺术一体化设计开发系统工作原理示意图如图3所示。

图3　技术与艺术一体化设计开发系统工作原理示意图

该设计系统的关键是将技术设计、艺术设计、应用设计等诸多因素进行综合考虑，然后获得最佳的产品方案后再付之研制，不但可有效地提高了新产品研发的效率，提升了产品品质，更重要的是能够有效地利用资源，使产品和生产过程的节能减排因素得到充分的优化(见图4)。

图4　设计系统能够同时综合考虑和处理诸多因素

2技术突破

2.1系统的整体设计

本项目对产品的技术和艺术因素进行事前控制，从而实现对原材料选择、生产过程控制、应用环境配合的最大优化。本项目设计系统除了配备必要的硬件以外，还可通过标准化平台的建立、设计软件的开发、管理程序的制定、设计人员的分工配合等方面，构成了整体工作系统。

图5　为色标数据库的建立而制作的原始色标

2.2色标数据库的建立

标准化平台是本项目实施的重要环节之一，在目前企业的研发中，由于釉料、颜料尚未标准化，颜色和颜色配方也没有标准化，因而每次对色都要重新调整配方，不仅效率很低，浪费资源，而且同批次产品往往对不上原有的颜色，造成产品色号多，产品图案容易失真。另一方面，由于陶瓷颜料煅烧后的颜色与原态颜色不同，在没有标准化和电脑记录在案的情况下，设计人员、研发人员往往需要凭借自己的经验判断产品的色彩，这也是造成设计失真的重要原因之一。

通过选择标准化程度高、产品稳定的供应商，实现釉用材料、釉用颜料的第一道标准化，再根据产品类别确立基础釉料配方，以及制作色标(3 000～5 000个)(见图5)和颜色配方，输入电脑系统建立色标库(见图6)，设计人员只需要调用电脑素材就可以获得色彩和配方的结果(见图7)。

图6　色标库建立示意图

2.3设计软件的开发

本项目的另一个创新点就是自主开发了“JY-设计2号”应用软件。“JY-设计2号”是在通用设计软件的基础上，专门针对陶瓷产品设计而开发的，不但具有3D-MAX、CAD、CRW等功能，而且可以将图片进行立体化处理(见图8～图13)。

“JY-设计2号”的图片立体化处理功能主要针对于背景图片，避免了以往设计素材必须来源于实物，需要对实物进行立体扫描才能获得模具形状。“JY-设计2号”实现了可以从普通平面图片获得凹凸表面的立体数据，大大地拓宽了设计素材的来源。

图7　电脑系统中色标数据库部分资料显示

图8　“JY-设计2号”软件主要功能

3实施效果

“技术与艺术一体化设计开发系统”的成功研制，为新产品的研发提供了重要的技术支持。我们利用本项目的技术，同时研发了新一代简一大理石瓷砖系列产品，实现了技术创新、自主设计、产品研发同步推进的科研目标。

图9　“JY-设计2号”的3D-MAX设计功能

在本项目实施过程中，将“JZ-6900D2”与“JZ-6900D3”产品进行了设计效果的比较。“JZ-6900D2”为以前采用传统设计模式研制的大理石瓷砖。“JZ-6900D3”产品的色彩纹理、理化性能其实与“JZ-6900D2”是相同的，只是运用了“技术与艺术一体化设计开发系统”进行研发，在设计上得到了更合理的优化，虽然印刷装饰工序从8道减为6道，但产品质感更加细腻，视觉效果更加逼真，而且表面抛光基本上不产生切削量，每块砖磨边切削量的预留量减少了2～3 mm，面釉总量减少了80 g，实现了固废物的减排，并降低了资源的消耗，其效果对比见表1。

表1　JZ-6900D2与JZ-6900D3产品设计效果比较

图10　“JY-设计2号”CAD设计功能

图11　“JY-设计2号”CRW设计功能

表2技术与艺术一体化设计开发系统与传统设计开发模式综合效果对比

本项目产品设计开发传统的设计模式产品设计开发研发效率(倍)2～31外观仿真偏差很少较少研发成本(%)-20100生产平均优等品率(%)9388冷加工固废物(%)-25100产品售价(%)+15100

技术与艺术一体化设计开发系统与传统设计开发模式的综合效果对比见表2。

由表2可知，应用本项目进行产品研发，不仅大幅提升了研发效率，提高了产品质量和附加值，而且显著降低了研发成本，实现了节能减排。

4结语

1)设计创造能力。建筑陶瓷技术与艺术一体化设计开发系统的研制成功，突破了传统产品设计的局限性，实现了技术、艺术设计因素的事前控制和最大优化，有效地增强了企业的产品自主设计能力，大幅提高了研发效率。

2)设计创造价值。依托“技术与艺术一体化设计开发系统”，我们从设计、开发、原料、工艺、配方以及整个生产过程都建立和完善了全面系统的质量控制技术与管理标准，显著提高了产品的仿真度、平整度等核心质量指标和优等品率，从而提升了产品档次和售价，使企业的经济效益得到大幅度的增长。

3)设计创造效果。运用该系统在获得产品优异装饰效果的同时，较好地实现了节能减排。

图12　“JY-设计2号”印刷分色功能

图13　“JY-设计2号”图片立体化处理功能

1陈莉萍.时尚元素在陶瓷设计中的介入.中国陶瓷,2008(5):63～65

2Paola Giacomini.World production and consumption of ceramic tiles.Ceramic World Review,2014

3中国建筑卫生陶瓷协会,华南理工大学,中国陶瓷产业信息中心.2013年全国建筑卫生陶瓷发展综述.北京:中国建筑卫生工业出版社,2014

中图分类号：TQ174.76

文献标识码：A

文章编号：1002-2872(2016)03-0024-06

*作者简介：杨君之(1967-)，本科，高级工程师；主要从事陶瓷开发与管理工作。