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笔者对汽车造型设计人才的职业能力的研究,从汽车行业近十年来造型设计职业岗位的发展入手,对“企业—部门—岗位—工作内容”的层次进行细分,总结出汽车造型设计人才的具体职业岗位的具体工作内容。文章中的汽车行业人才需求信息主要从三个渠道获得:一是对合资、国企、民营、私企以及汽车设计服务等不同类别企业的调查;二是历年来高校招聘和社会招聘的需求信息;三是网络、文献对国际上汽车企业机构构成和人员配备的介绍。
其一,汽车行业造型设计人才的需求企业。随着汽车保有量的迅速增长,市场对汽车个性化产品和服务的需求,为整个汽车产业链带来了新的发展机遇,整车企业、设计研发企业、零部件制造企业,甚至汽车资讯企业都需要造型设计人员的参与。笔者通过调查了解到,以下类型企业需要聘用汽车造型设计人才:汽车整车开发及生产、汽车零部件开发及生产企业、汽车设计服务企业、汽车销售企业等。
其二,汽车行业造型设计人才的需求岗位和工作内容。在所有企业中,汽车整车企业的设计开发环节最完整,因此文章以整车企业为研究对象,分析其部门设置和人员分布。虽然各个汽车企业的造型部门在结构和组织上有一定的差别,但其对产品策划和工程开发所起到的作用是相同的。文章提出了一个虚拟的具有普遍意义的汽车造型设计部门的基本构架和人员组织。零部件开发企业的造型设计人员,承担了与整车企业造型创意部门人员类似的职责,两者在人才能力需求上比较相似。下面将对不同类型企业的造型设计具体岗位的工作内容进行总结:整车开发及生产企业、汽车设计服务企业与设计造型设计的部门、岗位及工作内容如下:
一是汽车产品策划部门,岗位:汽车产品开发前期研究及开发策划人员(偏向造型策划)。工作内容:包括汽车品市场需求调研、流行趋势调研、竞争品牌及车型调研、品牌前瞻性的研究、市场定位、产品概念的提出等,并具备与设计管理和造型设计以及技术部门的沟通能力。二是设计管理部门,岗位:设计管理人员。工作内容:负责汽车造型设计统筹管理、时间节点控制、情报管理以及设计人员人事、设备及物品的管理,并与相关部门进行沟通。三是造型创意部门,岗位:车身造型设计师、汽车内饰造型设计师。工作内容:理解汽车产品定位,以草图和效果图的形式,分别负责车身或内饰设计项目的造型创意,并与油泥模型师和数字模型师进行一定程度的沟通,在设计时须考虑空气动力学和人机工程学等问题,并与相关部门进行沟通。四是色彩纹理设计部门,岗位:色彩纹理设计师。工作内容:应具有独立的色彩纹理创意的能力,明确产品的整体思路,具有对材质、花纹、色卡的管理能力,以及与其他部门的沟通能力。五是数字模型部门,岗位:Casc表面制作设计师。工作内容:对工程和造型创意有深刻的认识,通过正向C面三维建模,准确地表现设计意图,并与相关部门进行沟通。A-CLASS表面制作设计师,工作内容:通过逆向A面三维建模,实现模具基础,并与相关部门进行沟通。六是实体模型部门,岗位:油泥模型师。工作内容:透彻地理解造型设计师的设计创意,具有强大的三维模型塑造能力,并向数字模型师传达分面方式。七是设计试制部门,岗位:设计试制工作人员。工作内容:负责样车设计制作、内饰仿真件以及部分表面零部件的制作,并与相关部门进行沟通。汽车零部件开发及生产企业与设计造型设计的部门、岗位及工作内容如下:造型创意部门,岗位:汽车座椅、仪表盘轮毂、数字设备、进气隔栅、车身保险杠、方向盘、车灯造型设计师。工作内容:主要从事具体零部件的造型创新,须熟悉不同车型的造型特点,并能在零部件创新设计中把握其与整车的关系。由于零部件企业的部门设置没有整车企业庞大,往往要求造型设计师向上兼顾产品策划能力,向下兼顾工程协调能力。汽车后市场与设计造型设计的部门、岗位及工作内容如下:一是汽车造型改装部门,岗位:改装造型设计师。工作内容:从事汽车车身造型的局部改装造型创新设计,如轿车翼子板改装设计、货车车头扰流罩加装等,须熟悉不同车型的造型特点,并能在局部的改装中实现特定的改装功能,以及能与工程合作,保证改装后汽车性能。二是汽车车身及内饰美容部门,岗位:汽车美容设计师。工作内容:从事汽车车身贴花、贴膜装饰,汽车内饰的软装改造、内饰装饰品的选配等工作。
二、汽车造型设计人才的职业能力
通过以上分析可以看出,不同企业、部门、岗位的汽车造型设计人才虽然工作内容、难度和综合性各有不同,但从中不难总结出汽车行业中造型设计人才的职业能力需求。
其一,设计把握能力。由于汽车产品开发的复杂性和汽车造型设计部门分工的细化,要求汽车造型设计人员在把握能力方面必须做到:明确汽车整车项目目标与岗位工作目标之间的关系;对岗位工作进程和成果进行把控;并能与其他相关岗位和部门进行良好的协调、沟通。
其二,设计调研能力。因为汽车产品系统层次丰富,开发社会关联度大,周期长,风险大,因此汽车造型设计人员在调研能力方面应做到:通过不同手段实时把握、跟踪与汽车设计相关的社会、经济和技术等资讯,并分析其内在联系,形成独到的设计见解;能够把握汽车造型流行趋势;能够从各种事物及相关设计领域中提炼美、创造美;能够从人的生活方式、城市发展和交通方式等变化中发掘汽车造型设计创意。
“点”是形态构成中最基本的构成单位,借助于“点”的特征,会起到画龙点睛的作用。如柜门、抽屉上的拉手、门把柄及锁型,软体家具上的包扣、铆钉及五金配件等,视觉上都起到静中有动的反衬效果。“线”是“点”的移动轨迹,分为直线系和曲线系。直线的特征是强劲有力、庄重挺拔,弯线的特征是柔韧流畅、圆润舒展。在家具设计中,线形特征能创造出家具造型的不同风格,“线”的曲直方向运动,能概括出造型的空间,表达出情感与美感、气势与力度、个性与共性的风格特征。“面”是由“点”的扩大、“线”的移动而形成。“面”具有两度空间的特点,分为平面和曲面。平面的感觉是平稳、安定和端正;曲面的感觉是变化、活泼和轻快。在家具设计中,恰当运用各种不同形状的“面”,和不同方向的“面”进行组合,可以构成不同风格和不同样式的家具造型。通常,方形家具具有简洁、明快、稳定的感觉,曲面家具具有温和、柔软、流动的感觉.“体”是由点、线、面包围而成的三度空间,分为实体和虚体。实体(由体块直接构成的实空间)有重量、稳固、封闭、围拢的感觉,虚体(由多条线材围合而成的虚空间)使人感到轻快、通透、空灵、飘逸的感觉。“体”在家具设计中,多是各种不同形状的立方体和几个立方体组合的复合体。一般来说,开放体的桌子所占有的空间是虚拟空间,封闭体的橱和柜所占有的空间是实体空间。此外,“体”的色彩、光影、质感的变化也能改变人们对它的感觉;人的视点角度的变化,也可以使“体”的深度、繁简在人的视觉中发生变化。
二、家具造型的基本形式法则
(一)统一与变化
在家具造型设计中,统一是形成整体和谐的基本基调,变化是在整体造型元素中寻找不同点与差异处,使造型更加生动鲜明。家具的变化形式是丰富多样的,如体量大小与线条曲直之间、材料质感与物体形状之间,都存在着对比或协调的关系。在具体设计时,许多要素往往是合而为一的,如“线”、“形”、“体”是组合在一起的,而色彩则与其材质的变化密不可分。如中国的明式家具处处体现了造型的对比与和谐,其中直与曲的线条对比、方和圆的形体对比,都被圆润的和谐处理统一于流畅的线条之中。
(二)均衡与稳定
均衡是指家具各部分相对的轻重关系,而稳定则是指家具上下的轻重关系。设计时,无论是单件家具,还是成组家具的造型处理,都离不开均衡与稳定这一形式法则。家具造型多以对称形式安排形体,家具是在特定的空间环境中,它与电器、灯具、书画、陈设等的配置,也是取得整体视觉平衡效果的相关因素。
(三)比例与尺度
家具设计中,合理的处理比例与尺度的关系,能使家具达到既方便使用又美观大方的效果。也就是说,家具各方向度量之间的关系及家具的局部与整体之间的关系形成比例,家具与人体的尺寸、家具与建筑空间的尺寸、家具整体与部件所形成的特定尺寸关系都要协调,家具的造型效果才能恰倒好处。
(四)节奏与韵律
重复具有统一的特征。韵律使某种图形和线条不断重复或有组织的重复变化,从而,使造型设计产生节律和畅快的美感。节奏产生条理、整齐和规则的结构组织;韵律构成起伏、渐变和交错的节奏组织。在家具造型设计中,不同的韵律是产生不同的家具形式和不同的家具结构的重要条件。掌握“韵律”这一形式法则的规律,在满足功能要求、结构要求的同时,有意识、有目的地去组织韵律,才能创造出完美的家具造型。
(五)家具的色彩搭配
家具色彩多以中性色调为主,它能产生柔和、安静的格调。家具的色彩须与建筑环境及其使用功能进行整体统一的考虑。在中性色占主体区域的家具色彩中,大胆使用非常鲜艳的色彩,可以在一个空间里创造出新的体验。家具的色彩既要突出个性,又要表现时尚、前卫和健康的主题。在追求独立自我、鲜明个性的同时、应该冷峻与亲和并重、理性与感性并重,这才是现代生活所需要的既追求个性,而又不失细节的审美诉求。
(六)家具造型的材质:材质肌理既是触觉又是视觉
油锯的不当设计,会给操作人员带来不堪重负的疲劳。长期暴露在强震动、强噪声和强污染的环境中,直接影响操作人员的身心健康和作业效率,导致多种职业疾病,如腱鞘炎、关节炎、血管收缩症(白手病)、肺炎等,这些疾病都是长期重复性劳作后积累而产生的。油锯作业属于重体力劳动,操作过程中对于操作人员的上肢承受力有着重要影响。油锯重量及不舒适的手柄,会使操作人员的上肢肌肉产生疲劳;不合适的操控键尺寸、色彩和形状,更会给操作人员带来安全隐患。因此在进行油锯的设计时,应该遵循人机工程学的原则,减少人机方面设计不当所带来的风险。本课题研究的目的在于探究油锯造型的人机设计,对油锯的人机界面进行优化,也为油锯作业环境的合理化提供理论依据。
二、人机工程学设计原则
在人机工程学中关于手动工具设计的设计原则包括:
(1)必须能有效完成预定功能;
(2)必须与人的身体形成适当比例,使人力作业效率最大;
(3)必须按照作业者的力度和工作能力来设计;
(4)不应引起过度疲劳;
(5)必须以一些合理的形式向使用者提供感官反馈;
(6)所需要的研发和维护成本应当是合理的。手动工具涉及到的生理因素包括避免静态肌肉施力、避免不协调的腕部方位、避免掌部组织受压、避免手指重复动作。油锯设计必须在有效地实现预期功能的同时,与使用者身体部位成适当比例,缓解使用者的疲劳,使其工作效率最大化,并在使用合理性最大化的同时,充分考虑到操作的安全性和舒适性。油锯的设计主要研究人体上肢与工具的相互协调,设计时需要将人手、工具和户外林场作为一个系统,除了对手部、臂部构造的研究外,更为重要的是研究与手部相接触的产品部件。只有这样才能满足人机工程学原则,设计出符合使用者要求的油锯来。
三、油锯造型的人机设计研究
1.操控设计
(1)后把手设计
操作油锯时,操作者身体臂部主要的受力肌肉为右手掌长肌、右手肱二头肌、左手肱三头肌。随着把手直径增大,肌肉收缩增强,但当直径大于30毫米时,收缩强度迅速增大;而当把手直径小时,虽然肌肉收缩强度小,但是太小会增加局部压力,使手指局部产生刺痛,并且在需要施加扭矩的情况下,会增大握力,导致肌肉收缩增大。因此,30毫米左右的把手直径有利于保持最大握力。我们可以看出,有一定角度和平直的把手,会使腕部处于平直和弯曲的状态,而当人手的腕部处于平直状态时,手的持握力有所减耗,并且别扭的手部方位将导致手部疼痛。因此,油锯后把手倾角设计为20-30度左右为宜。如图4所示,男性最宽手幅大约为97毫米,因为后把手还有一定的倾角,故把手长应当为120-140毫米,带手套长度最少增加10毫米。把手形状不能为圆形或正方形,断面为矩形或三角形更适合,操作起来更顺手、更舒适。
(2)刹车杆设计
人推操纵杆比拉操纵杆的反应时间要短。也就是说,当紧急情况下,有效的操纵应该是推这个动作。因此,当工作的油锯需要停止时,刹车杆应该是向前推的,此时刹车带抱紧链轮,链条停止运转;当需要油锯恢复正常工作,向后拉刹车杆,则刹车带松开链轮,链条恢复工作。如图4所示,男性最宽手幅大约为97毫米,刹车杆把手长应当在100-120毫米,带手套长度最少增加10毫米。因为是操作活动的把手,采用22毫米左右的直径最好。
(3)控制键设计
操作人员在其工作过程中免不了重复进行开关操作。重复地按键操作将增加疼痛和疲劳。按键形状不合理、尺寸偏大或偏小、表面容易打滑、操作力过大等,都可能增加手和手指的疲劳,导致手部损伤。油锯手柄和机身上的按键,其水平截面应为矩形,用手指按压的表面要有适合指形的凹陷轮廓。由图4,选取95%男性手指近位指关节宽度值,后把手矩形按键(拇指操作)的参考值为25毫米×12毫米,机身上矩形开关键参考值为30毫米×12毫米。油锯的拆除及减压旋钮,应该采用指针旋钮的形式,圆形或锥形的旋钮不太适合手上油污或戴手套时使用。如图6,指针旋钮的厚度参考为5毫米左右,长度可以在20-40毫米之间。指针旋钮的造型可以多样化设计,如图7所示。在有多个控制键的情况下,各控制键在形状、大小、色彩、质感以及位置等方面,尽量给予明显区别,使它们易于识别,以避免互相混淆。另外在控制键的安置上,必须结合操作者的使用习惯及生理需求,让操作者在合理的下操作,避免劳动损耗,使其与人的自然行为协调一致,如图8所示。
2.材料选择
林区工人非常欢迎质量轻的油锯,这是毋容置疑的。国内油锯的重量绝大部分在4.5公斤以上。而德国、日本、美国的轻型油锯的重量大都在3.5公斤以下,如日立CS25EC(S)单手操作油锯,重量仅为2.9公斤,可挂于腰上,上树爬山时方便携带,体积虽小但却毫不影响动力。因此,我国油锯只要在材料和发动机性能上下功夫,使用轻质合金(如镁铝合金)和合成树脂材料进行优化设计,重量可以大大减轻。另外,与手相接处的部位,材料的触感与操作的舒适度有着很大的关系。如工具手柄上覆盖的黑色软胶以及皮纹明确地告诉使用者,这里是可以用手把持的。此外,控制键上的磨砂、槽纹或花纹的材质,也可以使操作更加准确。
3.色彩设计
油锯的色彩人机设计主要体现在:
(1)较紧张工作中能完成快速分辨,操作准确安全,提高生产率。不同的功能最好进行色彩分区,并且需要用到对比较为强烈的色彩。
(2)需要遵循有关技术标准的规定和已被广泛认可的色彩表义习惯。如红色为警示,须做开关使用。
(3)宜用沉重、坚实的色彩,给人一种稳定、安全的感觉。
4.设计案例分析
受宁波大业工业设计公司的委托,笔者为国内一家致力于高端园林机械产品的公司设计一款导板为16寸、功率为1.7千瓦的轻型油锯。目标用户为农户、园艺工人、农场工人和手工匠人等,适合家用、装潢、物业、园林公司等单位。产品定位为砍伐小树、削剪灌木、建造树顶小屋,以及准备过冬薪柴专用油锯。特点是轻便省力,低震动,在恶劣条件下,油锯质量稳定,性能可靠等。这款油锯依照人机工程学原理进行设计,整个机身材质为高强度塑料,能耐高温、耐腐蚀、减震、耐摔。具体部件设计包括:环形把手部分表面采用黑色橡胶材质,直径为30毫米,宽为200毫米,高为200毫米;后把手部分直径为30毫米,长为130毫米,高为120毫米;刹车把手直径22毫米,宽110毫米;发动机罩形态为放射圆形,散热性好,中心处可放公司LOGO;控制键的排布比较集中,便于识别和操作。在色彩设计上使用了较为跳跃的红色、绿色、黄色和橙色,使得产品外观色彩醒目,而且具有视觉舒适度,一改以往工具设计中的色彩运用的局限性。此油锯适合多场合环境作业,其特点是质量轻、功率大、结构简单、造型新颖,其造型设计严格遵循了人机工程学的设计原理,操作更轻巧,使用更便捷。
四、结语