發(fā)動機造型設(shè)計中線性特征的家族化構(gòu)建研究

周連超 尹召陽 崔凱

關(guān)鍵詞：發(fā)動機 造型設(shè)計 工業(yè)設(shè)計 線性特征 家族化

引言

近年來，發(fā)動機行業(yè)發(fā)展快速，行業(yè)中不同企業(yè)在技術(shù)、工藝等方面的差異越來越小，形式與功能相似的產(chǎn)品大量涌現(xiàn)，發(fā)動機同質(zhì)化現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重。在參與濰柴高端系列柴油機開發(fā)的過程中，了解到當(dāng)前國內(nèi)的發(fā)動機廠家在發(fā)動機開發(fā)過程中更多的是關(guān)注結(jié)構(gòu)、性能及可靠性方面的提升，在發(fā)動機工業(yè)設(shè)計和理論研究方面還處于相對滯后的層面，特別是與配套的整車廠相比，在家族化設(shè)計方面基本上屬于起步階段，在一定程度上影響了整車及自身的品牌形象。在新產(chǎn)品研發(fā)過程中，工業(yè)設(shè)計應(yīng)提前介入發(fā)動機整機研發(fā)，不僅僅是外觀造型方面的提升，應(yīng)該包含更多文化、品牌、產(chǎn)品族構(gòu)建等內(nèi)在要素。

針對這一問題，提出了發(fā)動機造型設(shè)計中關(guān)于線性特征的家族化特征提取、表達及創(chuàng)新設(shè)計思路，從家族化視角下思考如何進行發(fā)動機工業(yè)設(shè)計，突破了原有發(fā)動機外觀設(shè)計中只注重技術(shù)性、可靠性、造型美感的思維誤區(qū)。在新產(chǎn)品開發(fā)過程中，采用基于線性特征的家族化設(shè)計方法，實現(xiàn)面向不同系列、不同型號的發(fā)動機家族化工業(yè)設(shè)計，在延續(xù)現(xiàn)有產(chǎn)品設(shè)計風(fēng)格的同時創(chuàng)造性的進行產(chǎn)品形象提升，構(gòu)建發(fā)動機工業(yè)設(shè)計的范式流程，形成以線性特征為核心的發(fā)動機家族化系統(tǒng)形象建設(shè)。

一、產(chǎn)品的家族化線性特征

在工業(yè)設(shè)計中，家族化設(shè)計可以定義為針對市場或產(chǎn)品需求而形成的具有一定識別特征的產(chǎn)品范式設(shè)計，在設(shè)計活動中通過賦予產(chǎn)品特定的特征、功能、模塊等，衍生出一組或一系列具有相同或類似的識別語意，形成自身獨特的品牌形象，在產(chǎn)品更新?lián)Q代過程中進行延續(xù)、繼承，滿足用戶多樣性、個性化需求的同時保持其自身獨特的品牌特性。

在產(chǎn)品的造型構(gòu)成要素點、線、面中，點對造型語意的表達不夠充分，面雖表達的語意較全面，但其特征不易提取，而線是由點組合而成，多線排列又可形成面，因此“線”在點和面之間可起到“橋梁”的作用，通過線形的形態(tài)變化可傳達出不同的情感語意。在產(chǎn)品的族系化構(gòu)建及更新?lián)Q代過程中，將固化的線型符號在產(chǎn)品設(shè)計中加以延續(xù)，形成產(chǎn)品特有的家族化基因，進而傳達產(chǎn)品的設(shè)計理念，加強受眾群體對產(chǎn)品品牌的認(rèn)知。

一些發(fā)展比較成熟的企業(yè)如寶馬、小米等，旗下往往擁有不同的產(chǎn)品及子品牌，而不同系列的產(chǎn)品之間通常具有類似的功能模塊或形象特征，品牌特性較易被用戶識別，由此可以見，家族化設(shè)計語言的構(gòu)建在產(chǎn)品的更新?lián)Q代和品牌形象延續(xù)中起到了至關(guān)重要的作用，而家族化設(shè)計語言的形成，就是一個品牌與用戶長期持續(xù)溝通的過程，在這個過程當(dāng)中，設(shè)計人員需要不斷挖掘品牌及目標(biāo)用戶群體的需求，尋求產(chǎn)品語意傳達與用戶訴求的共鳴，而這種精神情感層面的交流就是一個編碼與解碼的過程，也是家族化特征探索和設(shè)計語言構(gòu)建的過程。

線型特征的家族化構(gòu)建是一項系統(tǒng)化工程，它綜合了科學(xué)性、技術(shù)性與藝術(shù)性等多個方面。作為擁有10 0多年發(fā)展史的知名企業(yè)，寶馬的家族化設(shè)計較其他汽車品牌相比，在線性特征的應(yīng)用中最具代表性，在標(biāo)識隱藏的情況下，可以通過其代表性的線型特征，官方也稱為“雙腎進氣格柵”，識別出寶馬品牌。如圖1所示，其旗下產(chǎn)品在不同時期及產(chǎn)品更新?lián)Q代過程中延續(xù)并保持了相似的輪廓線特征，使產(chǎn)品在外觀上具有共同的家族識別基因，延續(xù)了其品牌文化，由此可以看出基于同一品牌不同系列的產(chǎn)品線性特征，可以使產(chǎn)品在更新?lián)Q代的同時既存在共性又具有一定的品牌識別性，進而滿足市場的多樣化需求。

二、發(fā)動機的造型特征屬性

發(fā)動機作為汽車的核心零部件，隨著時代的發(fā)展及技術(shù)的不斷迭代，在滿足功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，用戶開始關(guān)注發(fā)動機的操作便利性、維護舒適度、人機交互及外觀形象等，特別是感性工學(xué)及情感化設(shè)計在機械行業(yè)的應(yīng)用，為發(fā)動機工業(yè)設(shè)計進步提供了重要的參考價值及發(fā)展空間。

發(fā)動機工業(yè)設(shè)計是在整機布置、燃油系統(tǒng)、進排氣系統(tǒng)、運動件系統(tǒng)、冷卻潤滑系統(tǒng)、機體缸蓋設(shè)計等基礎(chǔ)上構(gòu)建起來的一種兼具創(chuàng)新性及拓展性的設(shè)計活動，在發(fā)動機整個設(shè)計鏈條中處于統(tǒng)籌規(guī)劃的作用。相對于其他家電類或者工程機械類工業(yè)產(chǎn)品而言，發(fā)動機零部件種類更為繁多，特征提取也更為復(fù)雜，從工業(yè)設(shè)計角度出發(fā)，我們可以將發(fā)動機分成頂部的氣缸蓋罩、中間的外圍配附件，以及底部的油底殼等組成部分，如圖2所示，在進行發(fā)動機工業(yè)設(shè)計的過程中應(yīng)在整機布置緊湊的基礎(chǔ)上把控好整個產(chǎn)品的設(shè)計風(fēng)格，做到各個零部件與系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

發(fā)動機新產(chǎn)品開發(fā)中的外圍配附件主要以外協(xié)件為主，且不同機型、不同應(yīng)用領(lǐng)域的整機布置也不相同，相同語意基因的提取較為困難，導(dǎo)致無法形成有效的、統(tǒng)一的識別特征，而從整車、整機識別角度看，發(fā)動機底部的油底殼隱藏較深，識別較為困難。而頂部的氣缸蓋罩位于整個機器的頂部，在維修或維護時較容易被人眼捕捉，是整個發(fā)動機的第一識別的部件，其重要性如同汽車前臉，代表著整個機器的設(shè)計風(fēng)格及形象品質(zhì)，可作為家族化線性特征傳達的主要載體，基于這一理論，對發(fā)動機進行線性特征的家族化構(gòu)建研究具有一定的創(chuàng)新性及可實現(xiàn)性。

在關(guān)注技術(shù)的同時，建立以“人”為中心的家族化識別評價模型，可作為發(fā)動機工業(yè)設(shè)計提升的一個突破口，包括購買者、使用者、維護者以及生產(chǎn)廠家四個維度，形成統(tǒng)一的家族化設(shè)計語言，在當(dāng)前市場上發(fā)動機形象同質(zhì)化嚴(yán)重的情況下，基于線性特征家族化建立符合自身形象的產(chǎn)品設(shè)計風(fēng)格，打造高端品質(zhì)，提升產(chǎn)品的識別性。

三、發(fā)動機家族化識別

（一）國外發(fā)動機工業(yè)設(shè)計發(fā)展。國外的一些發(fā)動機企業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展，無論在技術(shù)實踐方面還是在發(fā)動機工業(yè)造型設(shè)計方面都已經(jīng)積累了較為充足的經(jīng)驗，例如德國的Man及MTU、美國的康明斯等，并迅速成長為全球知名的發(fā)動機品牌，且各自都成為了本國具有代表性的發(fā)動機品牌，迅速拉開與國內(nèi)外競品之間的差距。

此外，國外發(fā)動機廠家在注重發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性、穩(wěn)定性的同時，也極其注重產(chǎn)品美觀度、用戶體驗度以及品牌文化的構(gòu)建。國外的發(fā)動機制造及研發(fā)機構(gòu)MAN、SCANIA、VOLVO、MTU等，在產(chǎn)品外觀方面已形成了各具特色的設(shè)計風(fēng)格，提升了企業(yè)和品牌形象。如MAN這一發(fā)動機廠家，其發(fā)動機在外觀風(fēng)格上具備極強的產(chǎn)品辨識性，擺脫了工程機械類產(chǎn)品呆板、呆滯的固有印象，已形成獨特的家族化設(shè)計風(fēng)格，符合其高端定位及現(xiàn)代審美趨勢。相較于MAN機，SC ANIA發(fā)動機的整機外觀造型則較為規(guī)整、理性，外圍零部件及整體設(shè)計簡約大氣，帶有明顯的北歐工業(yè)風(fēng)格。

（二）濰柴發(fā)動機工業(yè)設(shè)計發(fā)展。濰柴動力始建于1946年，經(jīng)過75年的快速發(fā)展，如今已成為世界上主要的發(fā)動機研發(fā)制造企業(yè)。濰柴動力自2014年引入工業(yè)設(shè)計開始，全系列輕型、中型、重型、大缸徑等新產(chǎn)品開發(fā)均進行了工業(yè)設(shè)計評審，工業(yè)設(shè)計在研發(fā)環(huán)節(jié)的引入大大地提升了濰柴的產(chǎn)品形象，增加了產(chǎn)品的附加值。

工業(yè)設(shè)計從引入至今已成為濰柴研發(fā)體系中重要的一環(huán)，在新產(chǎn)品研發(fā)之初，就針對發(fā)動機外觀、人機工學(xué)等方面進行設(shè)計優(yōu)化，不斷提升用戶體驗，在打造產(chǎn)品差異化及競爭力等方面，發(fā)揮了重要的創(chuàng)新引領(lǐng)作用。

（三）濰柴發(fā)動機線性特征的提取。通過對各型號發(fā)動機產(chǎn)品特征的梳理發(fā)現(xiàn)，濰柴發(fā)動機在前期階段的新產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計中，主要以技術(shù)應(yīng)用為主，隨著工業(yè)設(shè)計的引入，開始注重形式美感及設(shè)計語言的表達，特別是在氣缸蓋造型設(shè)計上，具有鮮明的機械美感。但是各系列發(fā)動機在造型豐富的同時，沒有形成統(tǒng)一的視覺表達符號，在產(chǎn)品PI（Product Identity）識別及家族化層面缺少統(tǒng)一、系統(tǒng)性的規(guī)劃。

隨著工業(yè)設(shè)計理念與發(fā)動機設(shè)計的融合應(yīng)用，維柴系列發(fā)動機外觀形象得以顯著提升。以下論述以氣缸蓋罩為載體，以開發(fā)節(jié)點為脈絡(luò)對濰柴具有代表性的發(fā)動機造型設(shè)計進行了系統(tǒng)性的分析。

A型號作為濰柴較早開發(fā)的一款產(chǎn)品，在氣缸蓋罩設(shè)計上主要采用了鑄造工藝，缺少造型特征，且設(shè)計元素的使用也缺乏設(shè)計美感，僅僅滿足功能需求。B型號之后開始引入工業(yè)設(shè)計，注重形式美感的表達，將氣缸蓋造型與整機布置進行了較好的融合。C型號及D型號在工業(yè)設(shè)計表達上更進一步，進行了大量的設(shè)計形式及美學(xué)的探索，在造型優(yōu)化的基礎(chǔ)上開始有意識的尋求家族化、系統(tǒng)化設(shè)計語言。

通過對不同時期四款機型的線性分析可以看出，不同平臺及系列之間造型差異較大，造型語言的使用缺少統(tǒng)一范式，折線、直線等變現(xiàn)力量感的線型元素反復(fù)在產(chǎn)品上應(yīng)用，但沒有固化形成統(tǒng)一的家族化特征，缺少企業(yè)文化及品牌層面的表達，如圖3所示。

（四）發(fā)動機線性特征的家族化方法模型構(gòu)。依據(jù)理論分析及設(shè)計實踐，提出了基于線性特征的發(fā)動機家族化設(shè)計方法模型構(gòu)建，如圖4所示，將設(shè)計方法概括為以下四個階段：首先是競品分析，通過實地調(diào)研或網(wǎng)絡(luò)等進行收集，在搜集大量一手資料的基礎(chǔ)上對不同品牌發(fā)動機的造型特征進行歸納總結(jié)，提煉其設(shè)計語言，進而分析其表達的語意特征和品牌理念。

其次是對品牌家族化進行設(shè)計定位，可以通過用戶調(diào)研或趨勢分析，提煉出形象關(guān)鍵詞，如高端、可靠、速度等，明確設(shè)計目標(biāo)，使之在符合企業(yè)形象和文化理念的同時具備品牌延續(xù)性，這個過程需要我們在繼承的基礎(chǔ)上發(fā)展，是一個繼往開來的過程，是整個家族化設(shè)計過程的核心。

再次是設(shè)計輸出，在競品分析及設(shè)計定位的基礎(chǔ)上，探索適合濰柴發(fā)動機的家族化設(shè)計方法模型構(gòu)建原則，包括鮮明的語意性、延續(xù)的家族性、線型的簡潔性、特征的準(zhǔn)確性。進而提煉出發(fā)動機造型設(shè)計相關(guān)要素，包括工程化線型的技術(shù)要素，工業(yè)化語言的美學(xué)要素，企業(yè)理念及其文化要素，用戶體驗及其人文要素等。從而完成對發(fā)動機罩殼整體造型輪廓線、零部件輪廓線、形體轉(zhuǎn)折線、造型修飾線等主要線型特征的提取，并進行設(shè)計輸出的評估與反饋。

最后一個階段是進行應(yīng)用驗證，將設(shè)計輸出得到的主要線型特征與濰柴動力的文化理念相結(jié)合，提煉形成統(tǒng)一的造型設(shè)計語言，并將其應(yīng)用在濰柴各系列及平臺發(fā)動機上，驗證其受眾體驗度及品牌辨識性，形成統(tǒng)一的家族化特征，并不斷完善優(yōu)化設(shè)計元素。

四、基于發(fā)動機造型設(shè)計中線性特征的家族化設(shè)計輸出

為進一步落實集團高端化、國際化發(fā)展戰(zhàn)略，打造符合時下審美的視覺形象，強化品牌辨識度及用戶認(rèn)知，提升產(chǎn)品附加價值，本次應(yīng)用研究以高端系列發(fā)動機氣缸蓋罩為載體，通過線性特征的家族化構(gòu)建助推產(chǎn)品品牌形象再升級。

塑料氣缸蓋罩的開發(fā)與之前鑄造形式相比，氣缸蓋罩在生產(chǎn)工藝、設(shè)計手法及設(shè)計語言的表達上均有一定的差異，特別是在經(jīng)歷第一代鑄造形式后，新材料及CMF的應(yīng)用為發(fā)動機這一工業(yè)設(shè)計新領(lǐng)域開拓了較大的提升空間。

（一）發(fā)動機感性意象構(gòu)建。線性特征的家族化構(gòu)建對于企業(yè)內(nèi)外都有十分重要的作用，通過凝練企業(yè)的文化，融合形成家族化線性特征，對內(nèi)可以提升企業(yè)內(nèi)部的認(rèn)知與凝聚力，對外可以使產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性，強化產(chǎn)品對外的認(rèn)知途徑，提升品牌文化軟實力，系統(tǒng)性地塑造品牌文化的傳播及影響力。

在進行家族化設(shè)計中，應(yīng)將濰柴的激情企業(yè)文化與發(fā)動機的可靠性形象進行融合提煉，從使用者、維護者、生產(chǎn)者三個方面進行產(chǎn)品“性格”的塑造，將使用者的價值觀與品牌價值觀契合在產(chǎn)品設(shè)計中，形成獨特的家族化品牌戰(zhàn)略，搭建使用者與品牌之間的認(rèn)知橋梁，提煉“可靠性”“高端”“力量”等感性意向形容詞，通過“直線”“折線”等視覺符號表現(xiàn)感性認(rèn)知，進一步上升為人們的內(nèi)心情感，最終形成對濰柴品牌的認(rèn)同。

（二）不同系列產(chǎn)品線性特征家族化構(gòu)建。新平臺新產(chǎn)品在研發(fā)過程中，需在兼顧當(dāng)前鑄造氣缸蓋罩造型特點的基礎(chǔ)上，延續(xù)并形成具有濰柴特色的家族化設(shè)計語言，這就需要在總結(jié)上代產(chǎn)品特色的基礎(chǔ)上提煉線性特征并加以固化，形成一組或幾組可以復(fù)制的家族化設(shè)計元素，在新產(chǎn)品開發(fā)或更新?lián)Q代過程中加以應(yīng)用，延續(xù)已形成的家族化基因，形成品牌效應(yīng)。

基于提出的發(fā)動機氣缸蓋罩造型設(shè)計方法模型構(gòu)建理論，發(fā)動機氣缸蓋罩的家族化主要通過線性特征來實現(xiàn)。通過研究分析上代氣缸蓋罩造型特征及結(jié)構(gòu)功能，提取主要且具有代表性的線性特征進行總結(jié)，在滿足文化傳達及工程需要的基礎(chǔ)上，基于線性特征對氣缸蓋罩進行家族化造型設(shè)計。

高端系列發(fā)動機在概念設(shè)計之初就注重采用相同的設(shè)計語言，在品牌文化的基礎(chǔ)上，依據(jù)家族化構(gòu)建原則和工程化設(shè)計要素，有意識的進行家族化設(shè)計，特別是在線條的表現(xiàn)上以直線為主，突出發(fā)動機的陽剛之美，給人以厚重、強壯、剛硬、有力之感，滿足發(fā)動機可靠性訴求，同時線條簡潔有力，易于識別及組合應(yīng)用，在符合形式美法則的同時又兼具工程化需求。形成了以罩殼輪廓線、零部件輪廓線為主要特征，形體轉(zhuǎn)折線、修飾線點睛為輔助特征的家族化線性表達，打造了濰柴自身的品牌識別基因，在不同平臺、不同系列中形成了A型、B型、D型基于線性特征的發(fā)動機家族化設(shè)計表達，如圖5所示。

（三）同系列迭代產(chǎn)品線性特征家族化構(gòu)建。家族化特征的構(gòu)建是一個不斷演化的過程，在繼承的基礎(chǔ)上發(fā)展，在發(fā)展的過程中繼承，如同DNA一樣，呈現(xiàn)螺旋上升趨勢，并不斷進行動態(tài)演化以滿足市場及時代發(fā)展的需求。

在發(fā)動機新產(chǎn)品開發(fā)或迭代過程中，可以發(fā)現(xiàn)不同平臺、不同系列之間的產(chǎn)品在尺寸及布置上受制于不同功能及應(yīng)用環(huán)境的限制，對外觀的需求也不盡相同，這就要求我們在設(shè)計中既要把握住產(chǎn)品的核心DNA基因進行傳承，又要在此基礎(chǔ)上不斷優(yōu)化提升，使之符合家族化及市場發(fā)展的需求。

從D型第一代到E型第二代氣缸蓋罩造型的升級換代中可以發(fā)現(xiàn)，氣缸蓋罩與上代造型相比，延續(xù)了其品牌“氣質(zhì)”，主要表現(xiàn)在繼承了其代表性的設(shè)計語言——魚背形造型及邊緣凹陷造型。同時，線型特征表現(xiàn)更加飽滿且充滿張力，設(shè)計風(fēng)格趨于有機形態(tài)化，符合了當(dāng)下時代的造型流行趨勢，滿足了市場及受眾需求，體現(xiàn)了產(chǎn)品的高端特質(zhì)，如圖6所示。

氣缸蓋罩從第一代到第二代的升級換代，遵循了在繼承的基礎(chǔ)上發(fā)展，在發(fā)展的過程中繼承的設(shè)計原則，通過對線性特征的優(yōu)化提升保留了家族化特征。同時在CMF（Color、Material、Finishing）方面進行了延伸性探索，為以后升級換代進行了工業(yè)設(shè)計方面的技術(shù)儲備。

（四）基于發(fā)動機造型設(shè)計中線性特征的家族化設(shè)計評估。發(fā)動機造型設(shè)計中線性特征的家族化構(gòu)建我們可以從兩個維度評估。一是對已有線性特征的家族化延續(xù)，以繼承應(yīng)用為主，這一過程主要在于延續(xù)發(fā)動機的族系化DNA，使之具有相同或者類似的品牌形象，形成自身獨特的產(chǎn)品特質(zhì)，打造濰柴品牌特征，如A型、B型、D型發(fā)動機家族化設(shè)計表達。

二是在線性特征家族化的基礎(chǔ)上發(fā)展，是在繼承的基礎(chǔ)上優(yōu)化提升，這一設(shè)計過程比較復(fù)雜，需要綜合考慮設(shè)計風(fēng)格、技術(shù)調(diào)整、家族化元素等，在前代設(shè)計經(jīng)驗累積及市場反饋的基礎(chǔ)上進行調(diào)整升級，是自身不斷演化的一個過程，如E型第二代氣缸蓋罩家族化設(shè)計，在保留原有設(shè)計DNA的同時，對已形成的家族化線性元素進行優(yōu)化提升，使之符合當(dāng)下的審美趨勢，達到形式與功能的完美統(tǒng)一。

總結(jié)

在進行發(fā)動機造型設(shè)計的過程中，應(yīng)逐漸從單一的“產(chǎn)品外觀提升”向有系統(tǒng)、有目的的“PI構(gòu)建”轉(zhuǎn)變，從轉(zhuǎn)變設(shè)計層級和設(shè)計理念，延伸到設(shè)計戰(zhàn)略，從家族化角度定義高端發(fā)動機形象，關(guān)注用戶視角，提升濰柴動力發(fā)動機整體形象，形成統(tǒng)一的家族化設(shè)計語言，打造高端發(fā)動機品質(zhì)，提升產(chǎn)品競爭力。

后續(xù)基于這一理論可應(yīng)用在發(fā)動機其他零部件造型設(shè)計中，如油底殼、外圍零部件等，形成具有家族化特色的整機設(shè)計風(fēng)格，提高品牌可識別性，為進行新產(chǎn)品開發(fā)及品牌化戰(zhàn)略實施提供有意義的理論及實踐方法支撐。