基于产品族 DNA理论分析煤矿设备造型设计

陈金利 马彧

天津工业大学 机械工程学院 天津 300387

摘要：对国内外煤矿设备造型设计进行调查研究，提出基于产品族DNA理论对煤矿设备外观造型进行再设计。通过产品族DNA提取设计元素，结合煤矿机械的整体品牌形象、融入设计元素，达到功能与外观统一。从而提高煤矿机械整体的竞争力。

关键词：煤矿设备；产品族；品牌形象；造型设计

1 研究背景

我国煤炭资源相当丰富，煤炭行业在我国占据重要地位，是我国的主题能源和基础产业。虽然煤矿设备的功能也越来越完善，但煤矿设备造型设计的创新还相对落后，未能实现其最大价值使形式很好的追随功能。因此，为了创造更大的价值，提高产品市场竞争力，越来越多的煤矿装备企业开始重视其产品的外观造型设计。虽取得了一些技术成果，在设备创新中运用了一些新材料、新结构、新工艺，但煤矿机器设备特点不够明确、功能还不够完善、运行稳定性不高。煤矿机械造型设计一直处于发展时期，设备各个功能的完美呈现、品牌形象特点和人机等方面与国外发展水平相比还存在一定的差距。

在现在的信息社会阶段，产品的开发设计反复更迭、不断细化。新产品与旧产品之间具有联系但又有区别。所有产品不仅仅满足于功能性的要求，它需要更专业的水平、更宽广的知识领域来满足人类需求。借用产品族设计DNA从目标、形象、产品、服务、营销策略以及LOGO等全方位的建立自上而下的一致性品牌DNA。

2 产品族设计DNA理论

2.1 生物学里DNA的含义

生物学里的DNA是DeoxyribonucleicAcid的缩写，是染色体的主要化学成分，也是组成生物基因的物质基础。其储存在DNA分子中，是一种遗传信息，是指生物体亲子之间的相似性和继承性。

2.2 产品族设计DNA的含义

对于工业设计而言，产品族是指产品通用部件上根据某种定制规则增添相应个性零部件得到满足不同客户需求的系列产品^[1]，是对一些具有大量相同或相似特征的产品的统称。是大家较常见的一种分析研究方法。设计基因是需要从全局性的设计角度考虑，通过设计赋予产品特殊的形态与风格意象塑造独特的品牌形象，是一项系统性的工程。设计基因与品牌认知相互作用，在社会进步与企业改革的变化下产品族中的成员在变化，但却共享许多共性的特征，使得同一企业的产品具有共同的识别因素。

2.3 产品族基本原理

产品族包含的特点有具备类似的消费群体和市场、具有共享的通用性部件、可互换性、系列产品等。

市场决定产品，产品影响市场。产品族分析通常包括产品角度、市场角度、客户角度、企业角度^[2]。从产品角度看，其产品族是系列产品的集合，作为一个整体可满足市场对产品需求。从企业角度看，其产品族作为一个整体可减少产品开发，降低其生产成本。从客户角度及市场角度看，产品成系列化、整齐有序，方便买卖及使用。

3 煤矿机械造型设计

3.1分析煤机设备痛点

（1）机械设备重要部件裸露外部，无遮挡措施，缺乏安全性；

（2）品牌识别性差，机器无统一识别符号；

（3）操作控制器挡板简单，无统一识别符号，缺乏人机思考且安全性能差；

（4）设备造型整体不够硬朗坚固，整齐性、协调性差；

（5）未考虑系统整体性能，未形成统一设计元素和设计规范标准，未能体现设备化、信息化和一体化；

（6）结构创新不够，未使结构更好服务于功能；

（7）管道、线路、电路梳理方面欠缺，管道摆放杂乱无章、无规律且有些简陋。

3.2解决煤机设备存在痛点分析

将裸露在外部的机械重要部件进行安全遮挡；通过产品族DNA设计元素提取，建立品牌识别性，建立煤机设备统一识别符号；梳理操作控制器及其挡板，运用统一识别符号，运用人机关系提高其安全性能；设备整体外观材料的选择上要选坚固耐用的材料，提高其整齐性和协调性；考虑系统整体性能，形成统一设计元素和设计规范标准，从而实现设备化、信息化和一体化；结构进行创新，使结构更好服务于功能；改善管道、线路、电路梳理方面，做些小结构，使管道、线路、电路摆放规律。

3.3通过产品族DNA设计建立统一识别符号

产品形态是对产品特征和企业文化的演变，将演变过程表达在产品造型上，形成企业演变的发展规律^[3]。随着技术和营销模式的趋同，单纯的产品形象与定位设计已经不能满足竞争需要。设计师在设计时需要对企业已生产的产品或其他企业设计的优秀产品进行归纳分析，提取产品的共同功能、色彩、人机界面、造型、风格特征，形成自身品牌的标识性设计DNA^[4]。

产品设计DNA分为显性基因和隐性基因，在构建煤矿机械造型设计模型时，找出共性与个性基因，要提取通用型DNA和可适应性DNA。

基于共性及个性需求通过产品族设计DNA 提取设计元素，分析如下：

（1）LOGO设计，如企业名字、机台型号等，选定字体或重新设计字体，融入自己的设计元素，使其服务于煤矿机械造型；

（2）色彩方面，提取色彩DNA分子，注重颜色搭配，提前规定主色、辅色和装饰色，确定主、辅、装饰色所占比重；

（3）形态方面，提取煤机造型角度、弧度DNA分子，确定机器所有切角的倾斜角度及弧度，要与整体外轮廓形态角度的大小及弧线的弯曲保持一致；

（4）材料方面，提取材料DNA分子，使用统一的材料，在各个材料的选择及材料搭配之间要保持一致性；

（5）人机方面，根据人机工程相关知识进行设计，满足人机需求；

（6）功能方面，通过统一的方式完善煤矿机械的功能；

（7）技术工艺加工方面，提取加工工艺DNA，使所有加工方式保持其一致性；

（8）结构方面，提取结构方面DNA，采用统一的钣金的折弯方式、门的开启方式、铰链衔接等。

4结语

本文对煤矿机械背景进行分析，通过分析煤矿机械的痛点，结合产品族设计DNA提取设计元素解决痛点，再将设计元素合理运用到机器中，从而完成整个设计过程。此研究方法更有利于完善煤机设备整体造型，从而构建煤机品牌识别形象。

参考文献

[1]杨阳. 面向大规模定制的产品族设计及评估研究[D].青岛大学，2008.

[2]邓体立. 基于客户需求的产品族设计方法研究[D].武汉科技大学,2018.

[3]姚君. 工程机械产品形态设计研究[D].江南大学,2007.

[4]孙强,李牧醒,汪亚林.产品族设计DNA在创意产品中的应用研究——以榫卯接口的收纳盒设计为例[J].唐山学院学报，2019，32（03）:44-48+89.