工业设计在水务行业设备中的应用研究

周水姣

（上海熊猫机械（集团）有限公司，上海 200000）

1 研究背景

水是包括人类在内所有生物体最重要的组成部分，它是人类生存的基本条件，又是社会生产必不可少的物质资源。近年来，我国水务行业保持高速发展，市场规模稳步扩大，水务行业作为城市基础设施的重要角色，水务运营与城市发展、生产与人民生活息息相关，是城市生存和发展的物质基础。

根据国家统计局公布的数据，2015～2020 年，我国水务行业规模以上企业利润总额持续上升，由2015 年的174.8 亿元增长至2020 年的390.4 亿元，年均复合增长率在17.43%左右。2020 年，我国水务行业规模以上企业利润总额达到390.4 亿元。

总体上看，我国水务行业市场呈大幅增长状态，水务招标采购市场竞争日趋激烈，水务机械设备质量和效益稳步提升，但仍需要进一步适应国际市场复杂多变的需求，对水务机械设备进行更深更完善的探索，抓住新机遇，融入工业设计思维与创新方法，将工业设计理念浸透到水务行业设备中，才能经受住水务市场摩擦不断加剧带来的考验。

2 工业设计在水务行业中的重要性

当今国内国际投资水平不断提高，一体化水务市场已经形成。在水务工业领域中，要求产品的研发周期短、产品满足智能化、标准化、人性化和绿色设计。产品的普通功能、普通形态已不再是市场客户决定购买的主要因素，创新性、智能化、外观造型、人机匹配性、生态环保等因素越来越受到重视，在竞争中起到重要参考因素，这些思维仅仅依靠结构设计是无法满足的，于是工业设计的重要性随即展现并日益凸显。

工业设计，即涉及人与自然的联动中形成的装置工具的需求所作的行动，涵盖为了使生命与存活得以维系与兴盛所需的诸如产品、工具与器材等物质性装置所产生的设计活动。产品设计的主旨是产品对用户的身、心具有优良的和睦性与协调，是一种多维学科的专业，将革新、技术、贸易、研究及需求者紧密联系在一起，协同进行创造性活动、并使亟需改善的问题、产生的解决方案进行逻辑化，反复推敲问题，并将其视作整合高级的产品、组织、体验、服务及交易买卖的契机，展现新的竞争力以及价值优势，因此水务机械设备也不例外。

工业设计的目的是满足人类大众的生理、心理多方面的需求，是追求工业设计的意义，设计只是行为，满足需求的意义才是目的，故满足水务行业的需求是工业设计存在于水务行业的意义。

水务机械设备有很多种类，大概念上有泵房设备、机电控制设备、直饮水设备，小范围到水质在线分析仪、水龄控制仪器、水表、电机等，均应顺应趋势，通过工业设计优化产品颜色材质、改善产品形态，并通过创新思维方法，遵循工业设计三大原则，融入创新设计理念，贯穿整个资源、流程、价值进行整合，从而提升水务行业的效率、生产水平、竞争力及水务市场经济效益。

3 工业设计在水务行业设备中的应用

3.1 CMF 设计方法的应用

CMF：产品表面表现形式，即颜色（Colour）、材质（Material）、表面处理（Finish），CMF 设计方法致力于设计、协同和定义颜色、材料和装饰，以承托产品的效用和情绪表达。在产品组成、范围及造型标准的情景下，CMF 的采用可以极大提升产品的品质感及调性。在追求格调的当下，CMF 是产品设计中一个极其关键的构成模块，是一个与产品的理性和感性设计同步的整合创新设计过程。一般情景中，产品设备的外观是触发人的心理和挑动好奇心的重要原因，这种正面的碰撞是由CMF 的设计方法所承载的，引发了某种显露的情绪纽带。

外观表现是一个产品的颜值及核心，外观设计的成败直接关联产品的市场价值和企业的运行趋势，对客户在设备选择之前起到至关重要的作用，且能提升产品附加值，完善水务产业链，尤其是将水务设备的视觉体验和水务设备的能效性以促成最高效益的状态，水务产品设备方能展示一种谐和与奏效的客户感受。因此在同种产品日渐同质化的水务行业趋势下，如何做到CMF 外观表现形式的差异化，利用重要的视觉成分和具象的讯号讲水务文化故事，使涉及任一单个水务设备实现独具一格，是一种引进客户和终端服务对象的特有笼络力且又极易成功的交流方法。CMF 设计方法的应用，具体如下：

（1）通过色彩设计形成整个品牌ID，融合整个水务企业文化，产生IP 形象标准，给客户形成视觉差异，与同类水务品牌设备产生易辨别性：蓝色代表水、绿色代表环保、黄色代表热烈、黑色代表神秘、白色代表纯净等，产品可以做颜色搭配，颜色分割、颜色点缀。倘若说企业的IP 视觉形象由企业的标准色范围决定，则呈现企业风貌及企业定位最有效的手段即为优秀的产品色彩。并且在水务设备设计中正确运用色彩，对每一设备功能区域里色彩的指定和对比度加以整合，在最重要的地方，基本可以选择对比色，即使这些色彩平时或许不多遇见，但是此举能加强重要部位的作用。比如，绿色按钮一般表示“进行中”或者“正确”，而红色按钮则传出“暂停”或者在机器上表示“危险”。这样在客户即使对产品作用和样式不熟悉的基础上，也可以给到客户某种信息，方便了解如何操作，还能起到舒缓使用者情绪、唤起使用者生动记忆的功能，不再是冷冰冰的传统机械设备，不再对设备操作过程乏味无趣。不过色彩的应用一定要谨慎，在控制类设备上过多选择相同色彩，会使得色彩的说服力会降低。

（2）通过新材料的选择及运用给水务设备带来创造性的改革，在常见的钢材、玻璃和塑料材质的基础上，参考其他行业材料，可透光的有机玻璃板材（俗称亚克力材质）、先进高分子功能材料、高性能复合纤维材料、新型无机非金属聚合材料，以及使用各类折弯处理的铸件及型材、不锈钢板材等，均可参考使用，在配合产品设计时使用或点缀，利用各类产品的特性，加强对水务设备的保护，提高水务产品的耐热、耐水、耐压性，并在提升产品的颜值和档次的同时，提升产品可靠性。还可以参与材质对比设计，在材质的海洋里去感受材质的属性、色彩、肌理等，不同材质，属性各不相同，在水务设备中所展现出的对比与调和也不尽相同，挖掘出形式表现方法的最优方案和材质的最优属性，将契合设计方向的材质相互搭配，以准确表达水务设备设计的意向，颠覆传统机械设备中单一机械板材的冷漠，增添产品的设计感与新科技。

（3）通过表面处理的手段给产品赋予新的生命，使设备获得品质良好的防护层，是延长产品生命周期的首选方案和手段。例如机械打磨、化学处理、表面热处理、等离子处理、喷涂表面、UV 打印、丝网印刷等表面处理手段，或给产品带来全新样貌，或给产品增添更多细节，这样不但囊括产品本身零件与部件之间的样式组合，还包括产品和现场使用场景的和谐一致。例如：被经常触摸的设备零件使用拉丝或哑光处理效果，不易察觉指纹污点；有logo 的位置可以设计为丝网印刷、移印处理，为产品点缀细节；在室内的设备使用喷涂效果，注重亲和感受；在室外的设备使用表面热处理，考虑外部环境高温暴晒等问题；表面阳极化处理能够让水务机械设备显得更加富含高科技；通过电镀或者不锈涂层来表现水务设备上钢的高强度和坚固耐用；金属颜料能够利用在焦点或者远焦点处反射更多的光线来增强其对比度，金属颜料也往往在暗处深化色差，将这一特点应用于水务设备颜色的搭配中，可以用来显示水务设备的表面轮廓，并且对比金属颜色与非金属颜料的区别，在水务设备上合理利用。这样水务产品不只是一个简单的机械产品，而是从多个维度将产品赋予了新的生命。例如，当提问思考一部ipod 使用感受的时候，多数群众都表示“清爽”。这样的答案为什么是意料之中的呢？这涉及到ipod 的材质触摸、色彩视觉和表面体验，它是柔白细滑的不锈钢金属，且做过抛光处理的。

3.2 工业设计思维方法的应用

工业设计思维方法分为沿用设计思维方法、创造设计思维方法两个主要大类。

（1）沿用设计思维方法有模仿设计，仿生设计，替换设计，移植设计，参数化设计，专利应用设计和集约化设计。例如仿生设计，既水务行业，那与水有关，可设计关于水的拓扑图，与机械相结合，形成柔与刚的融合，达到水务环保、生态、自然的概念。例如集约标准化设计，水务行业设备设计一系列产品，各类产品之间可以板材互通，模具套用，单个产品之间使用模块化设计，整个产品使用通用螺钉一种，板材使用通用弧度一种，这样既使整个产品简洁大气，又保证了产品安装维修的容差率。

（2）创造设计思维方法有联想法，移植法，综摄法，头脑风暴法，发散思维法，稽核问题表法，焦点法，缺点列举法，希望点列举法，特征列举法。其中头脑风暴法最为典型，即无边界的自由辩论和设想，其作用在于激发创新论点或孕育新概念。将水务设备的所有可能性，通过头脑风暴法进行联想、推敲，运用前面所述的材料、颜色、表面处理以及造型、结构、功能、操作人物、应用场景等多因素进行排列重组，创造出无限可能，这样能有效将水务设备的优化从横向优化设计拓展到纵向开元创新。

3.3 工业设计原则的应用

工业设计在满足水务行业的需求时应遵循三项设计基本原则：极简创新原则，合理实用原则，美观经济原则。

（1）极简创新原则。极简创新涉及三大特点：一是具有突破性的视角，重新审视所处水务行业，利用显微镜研究水务行业产品和设备并细分客户对设备产品的需求，重建水务产品与客户之间的价值链；二是持续专注于焦点并将其放大，以细分水务设备，探索水务客户需要完成的目标工作及想要的目标产品，拓展水务领域及设备属性；三是模糊创新界限，创新水务设备表层之下的内容，挖掘水务设备的产品和服务以及它的制造方法、运送方式、销售方式、与企业生态系统的合作关系等深层内容，同时实施多种类型的创新。以实现真正的以客户为中心是极简创新的最终目标，故应融入极简创新原则为水务行业提供真正想要的产品和服务。

（2）合理实用原则。对设计水务设备来说，合理实用是为实现水务设备的目标而具有的基本功能，是在设备设计过程中，行使自由裁量权时，以适度、客观、合乎情理为前提。首先，再先进再科学的水务设备必须因人而用、因需而用，而水务设备在运行中既有常规可见性，也有一定的不可预见性，因为使用者是人，服务对象是生动鲜活的人类，而且水务设备承载的是流动的液体类。其次水务设备既包括小型，也包括大型，还包括无形水务物联网，而合理实用是随行性较强，能够因地取材，简单易行，比如在户外进行水务设备观察或检修时，有现成的水务工具或操作方法能提升工作人员效率。

（3）美观经济原则。美学经济是将哲学形态中的“美”转化为经济形态的“美力”，既要满足个体的人对“美”的内在精神需求，又能够实现经济发展的新模式，是当前一种崭新的经济形态。以“美学生活整体解决方案”为引领，将水务设备参与到美学经济的行动中，让客户看到水务设备时，有“高人一等的精神喜悦”，让客户与企业产生同样的感受，得以站在同一高度，就此拉近彼此距离，促成合作。

3.4 工业设计理念的融合

工业设计理念是从美学、色彩学、价值理念、《人类功效学》等多种领域内进行工业设备的设计。是对形式与功能的探索，亦是对体验与系统的关注。

（1）绿色设计理念。由于水务行业的重要性，涉及到民生与社会生态问题，整个水务产业组织链显露出绿色的发展动向，对工业设计而言，以环保、低碳、生态为主要步骤，在设计水务设备时减少物质和能源的消耗，考虑产品的拆卸、重复利用以及可回收性可持续设计等，不仅是水务产品的绿色设计理念的体现，也是对水务企业研发产品的考验。

（2）情感设计理念。工业设计不仅仅为了赋予产品良好的外观，其核心是“以人为本”，从人的本能层（设计心理学）——上升至行为层（人机工程学）——融入至反思层（合理化设计），也就是增加水务设备的体验感，让人与之产生交互，运用人机工程学可视数据，使之产生情感体验，这样的水务设备才更具人性化，能从人的根本心理上解决人们一贯对水务产品设备的漠视态度，提升情感需求。

（3）智能化设计理念。随着物联网的发展，人们每时每刻都在体验着科技带来的便捷，同样不能忽略的是，水务机械设备，也需要紧跟时代的步伐，融入机器人自动化、智能科技，数字孪生技术等使产品满足新生代用户智能生活的需求。例如，水务设备对水的节制方式有很多：本地节制、集中节制、远程节制、感应节制、云端节制等等，其本意是让水通过有效的方法节约使用，提高节水效率。

4 结语

水务行业设备上游设计环节是决定整个产业链的核心环节，因此，设计的质量往往决定了中下游的市场、效益等环节。相对于传统水务设备产品设计来讲，通过工业设计中CMF 设计方法的选择、创新设计思维方法的运用、工业设计三大原则的参考及工业设计理念的融合，可以提高水务设备设计的整体设备定位，达到设计出美观性、实用性、创新性的水务设备的同时，增加水务行业设备产业链之间的社会价值、经济价值以及生态价值。