華中科技大學碩士學位論文客車車身設計的形態語意研究姓名：毛剛申請學位級別：碩士專業：設計藝術學指導教師：劉心雄20090522華中科技大學碩士學位論文 II Abstract Its an indisputable fact that the overall level of automotive design of China is behind the foreign, especially in the area of bus manufacture which demands a lower technology threshold. The design of bus body has been in imitation of the foreign outstanding design for a long time. The simplified design flow and the weak-design are baffling the long-term development of domestic bus industry, and resulting in the vicious price competition. The design quality will not be able to counter with the foreign brands. With the fierce market competition increasing, the bus body design will inevitably become the important measure for the bus manufactures to ameliorate the products competitiveness. The applying of product semantics in the design of bus body is aimed at improving the buss design quality, thereby raising the products competitiveness. In this paper，the bus body design is discussed in depth. By the research of the basic theory of product semantics the functional semantic, the emotional semantic and the symbolic semantic, and the methods, the application principles, the design procedures of product semantics, the semantic of bus body is analyzed. Combination of the modern bus design process and methods, a semantics-based bus body design method is proposed. Firstly, proposing an adjective of semantic to describe the design subject. Handling with divergent thinking to find some adjectives of the body attributes which can be used to describe the design subject. Then, associating and designing freely by the methods of semantics. At last, utilizing Semantic Differential Method to evaluate the design project and improve it. The design of product semantics is applied to the program of a bus manufacturer. Its proved the feasibility that the theory of product semantics applied in the bus body design in practice. Key words: Bus, Body Design, Form, Product Semantics 獨創性聲明本人聲明所呈交的學位論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除文中已經標明引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。 學位論文作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規定，即：學校有權保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權華中科技大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 本論文屬于 （請在以上方框內打“”） 學位論文作者簽名： 指導教師簽名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日保密，在 年解密后適用本授權書。 不保密。 華中科技大學碩士學位論文 1 1 概述 1.1研究方向的確立 隨著客車制造業的發展和技術水平的進步，客車的質量、功能和可靠性等得到了長足進展，與此同時客車車身造型設計也隨著技術水平的進步更加豐富多變富有魅力。客車車身設計的形態語意研究旨在研究客車車身造型中的視覺語意，探討語意學的設計方法在其造型設計中的應用。本課題來源于西沃客車有限公司的客車設計項目，由西沃客車提供技術指導。其自主品牌西沃990型豪華旅游客車從沃爾沃9300型客車演變而來，沿用了沃爾沃的制造工藝，但其車身造型沒有擺脫沃爾沃9300的束縛，改進的并不理想，因此需要進行再設計。 1.2研究的背景和意義 近幾年來，我國基礎設施的建設不斷完善，旅游業每年增幅都在15%18%之間。08年金融危機爆發，我國4萬億的經濟刺激計劃對各項基礎設計的建設將起到極大的推動作用，為刺激消費，各地大量發行旅游消費券，這對于旅游市場的發展無疑將起到推動作用。根據世界旅游組織的預測，到2020年中國將成為世界第一大旅游目的國和第四大客源輸出國。旅游經濟的規模增長，刺激了旅游客車的市場需求。旅游客車的性能不斷提高，種類增多，市場競爭日趨激烈，旅游客車的消費心理也趨于理性，更加注重客車的舒適性、安全性及產品的品牌。在此轉變下，客車廠商開始重視車身造型設計，開發具有自身品牌形象的自主創新車型，如廈門金龍客車聯合臺灣浩漢設計公司成立廈門金龍浩漢設計公司，專門服務于金龍的車身造型設計，使金龍的客車形象大為改善，成為中國客車市場上高端品牌的象征。目前關于客車車身設計的研究較多的關注數字化設計、價值工程等方面，對車身造型的工程實現關注較多，因而本文選擇形態語意作為出發點，對客車車身設計的意義及如何表現進行探索。 數據來源：中國客車信息網 華中科技大學碩士學位論文 2 西沃客車為沃爾沃與西飛集團合資成立的客車制造公司，自1994年成立以來，一直生產沃爾沃客車，直到2006年開始自主品牌的研發和生產。西沃客車致力于自主創新，開發自己的客車品牌。西沃客車沿用沃爾沃客車的制造工藝，結構、性能等均得到較好的傳承，然而車身造型設計卻是一大缺憾。因此，本文的研究對于西沃自主創新能夠起到一定的指導作用。 1.3論文的結構 本文共分為六章： 第一章為緒論，介紹了本課題的來源、背景和意義。 第二章研究了產品形態語意學的基本內容，將產品的形態語意分為功能語意、情感語意和象征語意進行分析，并結合本課題，研究了課題中將會用到的形態語意學設計方法，為后續工作做準備。 第三章對客車車身造型設計的發展歷史、現狀、趨勢以及客車車身設計的特點進行了分析，并研究了現階段客車設計的方法與流程及現階段國內客車企業設計中的不足。 第四章對目前客車車身的形態語意進行了分析，運用語意學的方法，結合現階段的客車設計方法與流程，提出了客車形態語意學的設計方法，以彌補現階段的不足。 第五章對西沃990型客車進行了語意學的設計，進行具體的設計項目實踐，并運用語意學的方法對設計方案進行了評估和改進。 第六章為總結與展望，總結了本文的主要研究工作及結論，并對今后的需要進一步進行的研究做了展望。 華中科技大學碩士學位論文 3 2 產品形態語意學概論 2.1產品語意學 語意即語言的意義，語意學（Semantics）是語言學的一個分支，產品語意學（Product Semantics）則是研究產品語言意義的一門學問。設計界將符號學的理論應用于產品設計之中，將產品作為符號進行研究，即“產品形式可具有的符號意義”。美國工業設計協會（IDSA）舉辦的“產品語意學研討會”這樣定義：產品語意學是研究人造物體的形態在使用環境中的象征特征，并且將其中知識應用于工業設計上，這不僅指物理性，心理性的功能，而且也包含心理、社會、文化等被稱為象征環境的方面。 語意學的設計理論興起于20世紀80年代。電子科技、信息科技的迅猛發展，出現了大量功能不可感知的電子產品，產品的外觀形式無法解釋和表達其內部功能和使用狀態，形成一種“黑箱”的操作模式。傳統的現代主義設計理論無法適用于形式各異的電子產品。在此背景下，設計師將語言符號學的理論應用于產品設計之中，尋求產品與人之間的溝通、產品的情感意義、文化意義更深層次的內涵，從而解決了現代主義理論在產品設計中的不足之處。 產品語意學的產生是設計思想史的一次重大變革，它提出了以人為中心的設計思想，跳出了自然科學決定論和數學決定論思想。產品語意學突破了傳統設計理論將人的因素都歸于人機工程學的簡單作法，擴展了傳統設計理論僅對人生理因素的重視，更加關注人的心理、情感、社會文化等因素。 2.1.1產品語意學的發展 20世紀50年代，德國烏爾姆設計學院首先嘗試了設計符號學，由托馬斯馬爾多納多發表了一份關于“符號學”的研討文章。古伊邦西彭普強調符號學對設計的 陳炬主編產品形態語意北京：北京理工大學出版社，2008.92 陳浩，高筠，肖金花編著語意的傳達/產品設計符號理論與方法北京：中國建筑工業出版社，200510 李樂山工業設計思想基礎（第二版）北京：中國建筑工業出版社，2007164 華中科技大學碩士學位論文 4 重要性時說道：“關于物品的世界和符號的世界建構的同一性的假設，的確能夠碩果累累。而且，基于符號程序的在使用者和器具之間的溝通方面可能是工業設計理論最重要的部分。”烏爾姆設計學院的嘗試帶動了符號學在產品設計中的研究。 1984年由德國郎諾何夫婦（Helga Juegen, Hans Juegen Lannoch）和美國賓夕法尼亞大學的克里彭多夫（KKrippendorf）教授明確建立產品符號學，后者和俄亥俄州立大學的布特（RButter）教授提出了“產品語意學”這一概念。 1984年，Innovation雜志集結出版了美國工業設計師協會年會期間舉行的關于產品語意學專題研討會的論文，其中Product Semantics: Exploring the Symbolic Qualities of Form一文對產品語意進行了具體的定義。 1990年赫爾辛基工業藝術大學舉辦了三天的講習班，由克里彭多夫、約根、布拉其（Bobert Blaich，荷蘭菲利普公司合作工業設計經理）等人分別介紹了符號學，并由Bobert Blaich 介紹了菲利普公司應用產品語意學改變產品形象的結果，其采取的“造型傳達設計策略”在設計上取得極大的成功，這也促進了產品語意理論在設計界的流行。之后，歐洲的許多院校開始積極推廣產品語意學。產品語意學的理論也影響到了亞洲的日、韓等國家，國內學者也積極將產品語意學的理論引進院校的課程及設計實踐之中，語意學的設計理論得到了進一步的推廣。 2.1.2產品語意學的理論基礎符號學 符號指能夠以形象(包括形、聲、色、味、嗅等)表達思想、概念和意義的物質實在。符號學是研究有關符號性質和規律的學科。符號學本身的歷史要追溯到古代希臘。現代符號學的理論一般公認為由實用主義學派創始人查爾斯皮爾士（Charles Sanders Peirce18931914）和結構主義語言學和結構主義思想的建立者費爾南得索緒爾（Ferdinand de Saussure）開創的，形成了符號學的兩個源頭。 皮爾士認為符號是某物的“代表”，是用來表現其他事物的東西，他強調符號的聯系特性，即符號只存在于對象與闡釋之間的關系中。美國哲學家查理士威廉莫 （德）布爾德克編著產品設計歷史、理論與務實. 胡飛譯北京：中國建筑工業出版社，2006199 胡飛，楊瑞編著設計符號與產品語意理論、方法與應用北京：中國建筑工業出版社，2003.1213 華中科技大學碩士學位論文 5 里斯（Charles William Morris）從皮爾士的研究出發，將符號學分為語用學、語意學和語構學，成為現今被廣泛采用的符號學科分類法。 語用學（Pragmatics）：研究符號與其解釋者之間的關系； 語意學（Semantics）：研究符號與符號意義之間的關系； 語構學（Syntactics）：研究符號與符號之間的關系。 根據莫里斯對符號學的劃分，產品符號學相應的可以分為產品語用、產品語意學和產品語構學。分別研究的是產品造型與人、產品造型與形態意義、產品造型與功能結構之間的關系。 索緒爾的語言符號學將符號劃分為“符征（或意符）”與“符旨（或意涵）”兩種層面，也即符號的“能指”與“所指”。“能指”是指物體呈現出的符號形式，“所指”是指物體潛藏在符號背后的意義。在索緒爾理論的基礎上，邏輯符號學認為符號的意義包含“外延（Denotation）”和“內涵（Connotation）”兩部分，是“外延”和“內涵”的有機統一。應用于產品設計中，即有了產品的外延意義和內涵意義。 產品的外延意義： 產品的外延意義是指產品在表達使用功能、目的時所借助的形態元素，即產品的物理屬性（功能、規格、操作方式等）。 產品的內涵意義： 產品的內涵意義是指產品作為一種傳播的媒介，在表達象征性功能時所呈現出來的屬性。即產品符號中包含的社會文化和個人的聯想、喜好、情感等內容。 產品的內涵意義要比它的外延意義更加多維，更加敞開，它與解釋者的知識水平、社會地位、文化習俗等多方面有關，不同的解釋者對內涵意義的理解是不盡相同的。產品語意學從早期偏重于形式的研究，到后期則注重產品存在的環境、社會、條件等“語境”的研究，是對產品內涵意義的關注。 2.2產品形態語意分析 根據克里彭多夫的對產品語意學提出了三點原則，即產品不僅僅應該具備物理功 陳浩，高筠，肖金花編著語意的傳達/產品設計符號理論與方法北京：中國建筑工業出版社，200534 華中科技大學碩士學位論文 6 能，并且還要能夠指示如何使用、具有象征功能、構成人們生活其中的象征環境。我們可以將產品形態語意分為以下三個方面的內容： 2.2.1產品的功能語意 產品通過一種媒介來向使用者展示自身，這種媒介稱之為功能。功能不僅僅是指產品的實際功能，也包括其“語言功能”，是一個內涵豐富的系統。因此產品的功能語意是對自身“是什么”以及“如何操作”的闡釋。功能語意表達的是和產品的物質屬性與使用方式相關的信息。對使用者而言，任何新的產品功能都需要一段了解和熟悉的過程，產品的功能語意應符合人的認知基本原理，使產品在使用者的頭腦中快速形成關于自身的正確概念并且準確的驅動使用者的操作行為，從而降低使用者對產品功能的認知難度，縮短認知時間。如圖2-1名為Valerie的收音機設計。整個機身沒有任何的開關或者按鈕。但是使用者很容易想到通過天線的左右搖擺以調節頻率，旋轉揚聲器以控制音量的大小。產品的功能語意傳達的很明確，但收音機的形態特征與我們已經形成的觀念不太符合，因而在最初的認知上可能會有一些問題，但這樣的設計并不妨礙其帶給我們的驚奇。 陳炬主編產品形態語意.北京：北京理工大學出版社，2008.944 形態語意 功能語意 情感語意 象征語意 自我表達、操作功能、認知習慣等 形態的表情特征、形式的美感等 社會地位、審美取向、企業形象等 圖2-1 Valerie收音機設計 華中科技大學碩士學位論文 7 2.2.2產品的情感語意 產品會引起人情感的體驗，這種情感的體驗會直接影響到人們的購買決策，而且也影響著使用該產品的感覺。產品的形態及操作方式都會給人們的感覺、情緒產生一定的影響。如圖2-2蝸牛造型的膠紙座，亮麗的色彩以及可愛的造型在辦公室的桌子上會是一道絢麗的風采，給人帶來愉悅的感覺。對于這種設計的可愛的產品人們會產生強烈的擁有感，而一些沉悶的設計則會帶給人們困擾。產品設計中包含著設計師的感情，但產品的情感語意并非設計師個人感情的宣泄，而是產品自身所引起的情感表達。“心理層次上的滿足感雖然不像物理層次上的滿足感那樣直觀，它往往難以言說和察覺，甚至連許多使用者也無法說清為什么會對某些產品情有獨鐘。其實，人對物有情是因為產品自身充滿了情感的語意。” 2.2.3產品的象征語意 象征是指用某種表達意義的媒介物(包括實物、行為、儀式、語言、數字、結構等有形和無形物)代表具有類似性質或觀念上有關聯的其他事物。產品的象征語意是指產品的形態要素中不直接表現出來的潛在的意義，產品的形態不只是對功能、情感的傳達，還代表著其他的內容。具體包括三個方面：（1）使用者的心理特征、社會階層；（2）企業的經驗理念、品牌文化；（3）產品所處的社會環境的價值觀、文化氛圍、審美取向等內容。產品不僅作為一種具有形式美的視覺形象，也具有文化的意義。 寶馬對MINI COOPER的再設計（如圖2-3新老兩代MINI），不僅傳承了老版MINI的特點，延續了MINI的品牌形象，新的設計元素也使MINI充滿時尚氣息。新的MINI造型富有動感和力度，是對古典風格的完美現代演繹，更為重要的是，MINI創造了一種汽車文化，它是對“精致、愉悅和富有駕駛熱情”的生活方式的詮釋。對 何曉佑，謝云峰人性化設計江蘇：江蘇美術出版社，2001.8133 韋藝娟產品設計中的象征現象研究湖南：湖南大學設計藝術學院，2004.38 圖2-2 蝸牛造型的膠底座 華中科技大學碩士學位論文 8 很多人來說，選擇MINI就是選擇一種生活態度和生活方式。 圖2-3 新老兩代Mini Cooper 2.3產品形態語意的傳達方法 語言學中的修辭手法是一種“有效并具有說服力的語言表達技巧”，將語言學的修辭手法在產品設計中的運用，則成為產品形態語意傳達的有效方法，對設計師來說，也是獲取創造性思維的重要手段。 產品語意的修辭手法有隱喻、換喻、提喻和諷喻四種，四種修辭手法表現了符號形式與意義之間的不同關系。我們可以通過語言學中修辭運用與意義的表達來進行理解（如表2-1）。 表2-1 在形態語意設計中，德國斯圖加特藝術學院產品設計系主任Klaus Lehmann提出的產品語意造型類別，包含了豐富的語意修辭手法，概略分為5類： 陳浩、高筠、肖金花編著語意的傳達/產品設計符號理論與方法北京：中國建筑工業出版社，200579 陳浩、高筠、肖金花編著語意的傳達/產品設計符號理論與方法北京：中國建筑工業出版社，200565 華中科技大學碩士學位論文 9 （1）從可解讀的機械原理取得意義的設計造型類別。可以理解為設計中的“形式追隨功能”，即從功能出發來對形態進行創造。 （2）從人或動物姿勢象征符號取得意義的設計造型類別。從人或動物的象征符號取得意義即“仿生思維”的運用。仿生思維被廣泛的應用于設計之中，大到飛行器、卡車，小到日常生活小用品，都可以對仿生思維加以運用。如圖2-4為德國設計師盧吉科拉尼設計的仿生飛行器。科拉尼將仿生設計的手法運用到了極致，具有極高的造型質量。這種仿生的形式較為夸張，相比而言，更多的時候在設計中運用的是較為抽象的仿生。 （3）從熟悉的抽象造型符號取得意義的設計造型類別。如圖2-5中餐具的設計，運用了“微笑”的抽象符號，使得餐具的設計更加可愛，生活中也會因此增加樂趣。 （4）從科技符號以及從當時杰出模式取得意義的設計造型類別。如現代主義建筑風格平屋頂、不對稱的布局、光潔的白墻面、簡單的檐部處理、大小不一的窗戶、很少或完全不用裝飾線腳等，在20世紀30年代成為杰出的建筑風格語意，被廣泛的采用，從而形成一種“國際式”的建筑風格。 （5）現代建筑師和設計師流行使用的，利用風格上或歷史上的隱喻，以回想我們的文化傳統的設計造型類別。即從歷史的、傳統的設計中尋找設計的源泉，獲得意義的來源。 語意傳達的手法多種多樣，并不局限于某一種手法，我們可以對其進行運用和創造。總而言之，通過運用產品形態上的隱喻、換喻等多種方式，建立產品與社會、生活層面之間關聯，使產品的內容更容易理解，達到與用戶深層次的情感交流。 劉國余產品設計（第一版）上海：上海交通大學出版社，2000.954 圖2-4 科拉尼設計的飛行器 圖2-5 運用抽象符號的餐具 華中科技大學碩士學位論文 10 2.4產品形態語意的應用原則及程序 2.4.1產品形態語意的應用原則 （1）符合產品功能的傳達 毋庸置疑，產品是實現功能的手段，無論這個功能偏向于物質還是情感。產品的使用過程，既是使用者與產品的交互過程，更是使用者與設計者的溝通過程。產品的形態語意應有助于其功能的傳達，使人們能夠快速的認識產品功能，并方便的進行操作。 （2）符合形式美的原則 形式美的原則是人們在長期的社會生活實踐中概括出來的，包括統一與變化、對稱與平衡、對比與調和、節奏與韻律等原則。產品的形式美可以從三個方面來反映，即材質、色彩和形態。材質的美是產品形式美的第一要素，材質的不同直接影響到產品的設計風格。色彩的美來自于人們對色彩刺激的心理反應，不同的色彩會給人不同的審美聯想。形態的美來源于形態中點、線、面和體的空間構成關系。總而言之，形態語意設計應遵循形式美的設計原則，才能使產品形態為人們欣賞。 （3）符合企業品牌形象的傳承 企業形象的建立需要經歷一個長期的過程，而產品對企業形象的傳達至關重要。在產品更新換代的過程中，形態的設計應讓人們形成統一的認識，以達到形象的識別。這一點我們可以從汽車生產廠商的一致行為中得到驗證。如奔馳、寶馬、奧迪等，無論其車身形態如何變化，總有一定的形態特征來顯示其自身的品牌，使企業的形象得到傳承。如圖2-6奔馳、寶馬和奧迪的車身形象。 圖2-6 奔馳、寶馬、奧迪的車身形象 胡飛、楊瑞編著設計符號與產品語意理論、方法及應用 北京：中國建筑工業出版社，2003.12152 華中科技大學碩士學位論文 11 （4）符合使用者的社會文化及認知習慣 弗里德蘭德（Friediaender）認為，人們理解產品內涵的第一反映來源于人們所掌握的知識，包括社會的文化的影響；第二反映是感性的，人們依據過去的聯想和預先的經驗來解讀它的含義。處于不同社會文化環境的人對同一產品形態語意的認知是不同的，不同時代的人對同一產品的認知也不盡相同。如當前非常繁榮的“山寨”手機市場，其寬大的屏幕和諸多的功能和相對低廉的價格受到很多消費者的青睞，然而對于有品牌意識的消費者來說，他們則對“山寨”手機的態度大不相同，甚至認為“山寨”手機是低層次和無品味的代表。“山寨”手機的繁榮也引起了“山寨”文化的發展，形成一種反品牌的文化意識。 對于新開發的產品來說，使用者一般需要一段時期來對產品進行全面的了解，語意學的設計則致力于促進這一認知過程。因此語意學的設計應符合使用者所處的社會文化背景，符合使用者的認知習慣，以幫助使用者對產品進行理解。 2.4.2產品形態語意的設計方法與程序 形態語意的設計方法有多種，如基于用戶研究的設計方法、基于使用情境設定的設計方法等。以下將分別介紹。 （1）基于用戶研究的設計方法可以分為三個步驟：研究、整合和設計。 研究階段需要對用戶的行為方式、思維方式、生活觀念以及背景資料進行分析，研究用戶在使用產品過程中的操作方式及使用環境，尋求典型的用戶行為與產品之間的關聯，理解用戶的態度、觀念，從而了解產品語意“發揮作用的來龍去脈”，理解產品語意的操作內容、社會語言內容，最后將收集到的各種信息轉化為抽象的意義。用戶研究用到的方法有問卷調查、“Body Storm”觀察法、深度訪談等方法。 在前期進行全面充分的用戶研究后，對所獲得的信息進行整合，建立典型的用戶模型，詳細描述其的生活情景，并將生活情景劃分為若干場景，據此深入理解目標市場人群的生活方式、使用方式，從而確定產品將要傳達的形態語意。生活中的每一個情景、每一組關聯，都是一次語意發生的機會。通過對這些語意點的評估整合，創 胡飛編著工業設計符號基礎北京：高等教育出版社，2007.9195 華中科技大學碩士學位論文 12 造出設計語意的基本方向。 第三個階段為設計階段。設計階段需要進行反復的推演，從最初的意義開始，運用造型、色彩、材質、操作方式等語意元素進行創造，不斷明確意義的內容。產品的語意將在設計中進行展開，經過不斷的選擇驗證，被建構出來的意義最終將明確在設計方案之中。 （2）基于使用情境的設計方法是“將產品置于一定的使用情境中，根據一定情景中人、物、環境等的關系，來準確定義產品的角色及行為，并以此為依托，賦予產品相應的意象”，基本步驟如下： 首先設定產品的使用情境。使用情境的設定包括以下內容：設定目標用戶群、產品具體的使用環境、設定產品應完成的任務、產品的操作方式等內容。 其次提出產品的角色。根據使用情境的設定，探討產品的功能角色、情感角色、象征角色。 第三步詮釋產品角色。通過產品的造型、色彩、材質、使用方式等要素，運用語意學的傳達手法詮釋產品的角色，將抽象的意義轉化為可見的形態，實現產品與使用者之間的溝通。 最后對設計方案進行評估，如語意的傳達是否準確，是否符合生產要求、技術標準等。 語意學的設計方法并不是一成不變的，針對不同的產品，應根據其自身的特點運用不同的設計手法，或將多種方法結合起來運用。最終的目的是有效并準確的向人們傳達出產品的形態語意。 華中科技大學碩士學位論文 13 3 客車車身設計 3.1客車設計的發展歷史 客車作為汽車工業的重要組成部分，其發展可以大致分為兩個階段。最初的五十年（20世紀初至20世紀60年代）期間基本上為手工生產（如圖3-1左上角，類似于早期轎車），從老式的木制結構客車逐漸發展成為流線型的鋼材質客車。在二戰之后，旅游業的恢復促進了客車需求，帶動了客車技術的發展，客車的開發當時基本上基于卡車的底盤。第二個階段從20世紀5060年代開始，客車專用底盤誕生，并采用了全新的車架設計，使得客車的舒適性和行李空間得到大大改善，整車造型也更加美觀（如圖3-1右上角奔馳1954年開發的o-321h客車）。這段時間客車從傳統的手工制造發展成為工業化的批量生產，如采用機器人進行焊接，然而自動化的程度遠不如轎車生產，一些工序仍然沿用了手工制作。歐洲作為客車工業的誕生地，客車的設計水平、制造工藝一直引領著世界的潮流。 圖3-1 不同時代的客車 華中科技大學碩士學位論文 14 我國的客車工業從1957年第一輛國產客車誕生至今，已經走過了50多年的風雨歷程。20世紀60年代，由交通部組織開發的JT663型客車（圖3-1左下），代表著當時國內客車的最高水平，車身表面為大曲率園基調。20世紀60至70年代的大型客車車身造型基本上以這種大曲率園基調為主。80年代末，交通部又組織專家研發了我國首款后置全承載式車身的客車JT6120（圖3-1右下）。JT6120側圍從裙部到側窗上緣為樣條曲線，整車的頂蓋與側圍及前后圍采用了小圓角過度。前風窗的造型采用略帶球形的小曲率邊界外形設計，它的誕生給人耳目一新的感覺，對以后的客車造型設計影響很大。但由于JT6120的底盤總成不過關，沒有形成批量生產。 20世紀90年代開始是我國客車工業大發展的時期，通過與國外客車生產企業合資引進技術，國產客車無論從質量性能還是從外觀造型上都得到了極大的改善。 國產品牌如宇通、金龍、亞星、中通等由于重視對客車的研發及設計，逐漸發展成為國內領先的客車生產企業，客車的性能、外觀設計都達到了國際水準，成為引領市場的潮流企業。如圖3-2為中通生產的奧運專用綠色純電動車，造型質量及客車性能均達到國際一流水平。 3.2客車車身設計的現狀及變化 近幾年來，中國客車的出口訂單不斷增加，引起了中國客車相對于歐洲客車的優劣的討論。從設計上來說，中國客車無論從設計流程還是設計能力、設計質量來說都與國外的先進客車存在一定的差距。較著名的客車生產廠家如德國尼奧普蘭、瑞典沃爾沃、斯堪尼亞等均與中國客車生產企業合資，由此也帶動了國內客車設計和制造水平的進步。縱觀近幾年來客車市場的車型，車身造型設計風格的變化可以分為以下方面： （1）前圍的變化 客車的前圍趨向于大圓弧、大視野，幫助駕駛員觀察交通狀況。前擋風玻璃的傾 張廣業大中型客車造型設計現狀及發展趨勢世界汽車，2003.61719 圖3-2 中通奧運電動車 華中科技大學碩士學位論文 15 角增大，以降低客車在高速行駛中的風阻系數。前保險杠的功能弱化，呈向內收縮的變化趨勢。前臉的分割線更加富有張力，造型更加豐富，立體感增強，有向轎車前臉造型形式變化的趨勢。如圖3-3所示。 （2）側圍的變化 側窗的高度有所增加，使整車顯得更加大氣，也便于乘客觀賞沿途風光。車身兩側曲線的弧度感更加明顯，而且在車身兩側前端部位的變化更為突出，有利于減小風阻、增加動感。側面風窗采用粘貼工藝，隱藏了風窗之間的立柱和壓條，取而代之的是一條均勻的細縫，使側圍達到完全的光滑平整（如圖3-4），從而降低了由空氣紊流形成的阻力和由此引起的噪聲，也使整車更加美觀。側圍的線條走向更加注重與前臉的承接轉折，形成連續性，富有整體感。另外，車身斷面側圍輪廓上下部位有向內收縮的趨勢，上端部位的收縮力度要大于兩側下端部位。 （3）后圍的變化 后圍后保險杠的硬性防護功能的作用弱化，便于更換；尾燈的造型充分利用了后圍拐角部位的形態特征，與側圍形成延續；后風窗造型更加注重與整車造型風格統一；后圍頂部的處理注意造型和功能上的要求，如后視探頭和燈具的統一設計；整體形式感上后圍造型更加豐富。如圖3-5。 （4）燈具的變化 客車的燈具變化為組合燈具，轉向轎車燈具的形式，車燈的造型突出，特征性更強，與整車造型相互對應，更加協調。 圖3-3 不同客車的前圍造型 圖3-4 不同客車的側圍造型 圖3-5 不同客車的后圍造型 華中科技大學碩士學位論文 16 （5）其他部分的變化 乘客門玻璃與門框結合方式上更多地采用粘接方式，將車門自身門框全部隱居在玻璃之后，使得車身前段造型處理得更加簡潔；輪罩的設計更注重和整車的協調統一，更富于變化；后視鏡的設計與整車造型更加統一。 3.3客車車身設計的特點與主要內容 客車的車身設計與一般產品的設計相比，更多的需要考慮生產工藝和技術方面的因素，設計也要求具有很高的安全性和可靠性。除此之外，客車車身設計仍具有一些較特殊的地方。 3.3.1 客車車身設計的特點 （1）功能特點 客車一般作為公共使用的交通工具，不同于轎車的設計，可以具有很強的個性特色。客車的車上設計應具有普適的審美感受，滿足大眾的需求。在人機尺寸的處理上應盡量提高車身尺寸的滿足度，使其能夠適合絕大多數人的使用。在使用過程中，客車的公共性也要求運營類的客車在成本與設計之間尋求平衡，既要考慮到客車的安全性、可靠性、舒適性等因素，也要考慮到收入較低的人群的消費能力，降低客車的運營成本。另外，公共性的使用工具一般要求設計結實、耐用、不易損壞、維修方便，這也要求客車的設計在舒適性與耐用性方面進行取舍，尤其是城市公共汽車，結實耐用是設計要考慮的關鍵因素之一。 （2）生產特點 目前，客車的自動化生產水平并不高，很多程序需要手工完成，生產批量較小，因此其制造精度有一定的局限。如客車側圍蒙皮曲率的控制不精確，難以達到較好的曲面表現效果；車身骨架的焊接、折彎工藝精度不高，難以貼合較復雜的蒙皮曲率等。手工工序的限制，往往造成同一型號的客車在細節上仍有很多不一致的地方，因此生產過程有賴于技術工人的熟練程度與生產過程的嚴格管理。工藝的限制也使得車身造華中科技大學碩士學位論文 17 型在側圍的變動較小，主要是在表現效果的改進上（如蒙皮生產工藝的改進、整體涂裝技術等），造型的變動多集中在前圍和后圍。 （3）消費特點 我們知道，轎車的生產面對的是使用者，因此在設計方面可以做到“無微不至”，然而客車的生產往往面對的是客車的運營商，與客車的真正使用者（乘客）之間沒有直接的聯系。這就造成生產企業只關注滿足運營客戶的需求，而很難以乘客的角度考慮，來進行設計的改進，因此往往設計不夠細致，缺少對乘客的關懷。當然，從另一個角度來說，這也為客車的改進設計提供了發展的空間。 對客車的功能特點及生產特點的熟悉和掌握，有助于在客車設計中較好的把握和權衡，提高設計方案生產可行性。 3.3.2 客車車身設計的主要內容 客車的造型設計，根據本文的研究內容，將其歸納為以下幾個方面的。 （1）前圍部分 前圍是整車形象中最為關鍵的部分。主要包括前風窗、前燈和保險杠等部件的設計。 （2）側圍部分 客車車身側圍是一個大的“平面”，其設計主要包括側面車窗、蒙皮、側門、行李艙門、指示燈、側面散熱口等的設計。 （3）后圍部分 后圍包括后風窗、散熱口、后燈、后保險杠、后視探頭等的設計。 （4）內飾部分 客車的內飾包括駕駛臺、座椅、行李架等部分的設計。 （5）外飾部分 包括后視鏡、裝飾件、車身涂裝等的設計。 總的來說，車身造型設計應是整體的形態設計，其中包含著各局部細節的設計。客車的車身造型設計對整車形態的把握至關重要，它將直接影響到其他細節部分的設計。 華中科技大學碩士學位論文 18 3.4客車車身設計的一般流程與方法 在國外，客車設計的步驟遵循轎車的設計步驟來進行，通常一款車型的開發從立項到批量生產，一般需要3年以上的時間，然而國內客車設計的流程則簡化了很多，以至于中國客車的設計很難出現精品。本文將按照轎車設計的流程來對現階段客車設計的流程進行分析。對計算機技術、并行工程技術、逆向工程技術等的引入，在轎車設計中已經非常普遍，運用于客車的設計之中，則形成了現代客車設計的方法。主要流程如圖3-6。 圖3-6 客車設計流程圖 客車的車身造型設計雖然按照轎車的設計流程來進行，但客車有其自身的特殊性，對于客車的車身造型設計階段，可以將其細分為5個步驟，即產品開發規劃、創意設計階段、基礎三維建模、油泥模型制作、數字模型制作。 3.4.1產品開發規劃 產品開發規劃是任何產品開發之前必須的一個步驟，產品開發規劃是企業戰略落實到產品戰略上的具體體現。通過整合各個部門的意見，對產品戰略做出準確的定位，確立產品的目標市場以及項目的時間安排等等，從而保證企業在正確的時間推出正確的產品，保證企業的發展戰略得以實現。 對于客車開發來說，產品開發規劃包括前期的市場調研和設計任務的確定。 華中科技大學碩士學位論文 19 1）市場調研 任何產品的開發設計都帶有一定的風險，尤其是對于客車這種成本高、開發周期較長的產品，詳盡的市場調研非常關鍵。市場調研需要對客車需求的變化進行準確的預測，為后期的開發設計起到指導作用，通常包含以下內容： （1）研究市場需求的變化、技術發展趨勢、造型、色彩流行趨勢等； （2）分析國內外同類產品的競爭態勢、銷售成功與不成功的原因、市場使用情形與發展需求； （3）對客車的市場定位、目標客戶層、產品的性能與特色進行描述； （4）提出生產車型的設計主題。 2）設計任務書 設計任務書需要明確指定設計要達到的目標和設計周期計劃。主要包括以下內容： （1）設計要點以及設計目標的明確； （2）對產品的基礎規格進行描述，包括車型各主要尺寸及質量性能指標； （3）設計成本限制、制造工藝限制； （4）設計時間進度安排。 3.4.2創意設計階段 創意設計階段設計師按照產品開發規劃進行自由創意，往往通過手繪草圖來快速表現。雖然計算機繪圖已經被廣泛應用，但卻不能完全代替草圖（如圖3-7）。草圖能夠方便迅速的記錄設計師瞬間的靈感，設計師在一張張的草圖中逐步詮釋設計想法。繪圖軟件的應用也使得手繪草圖能夠更精美的表現車身形態。 在車身設計中，經過草圖階段的創意，選擇出將要深入發展的方案進行精細效果圖的繪制，以表現設計細節。通常使用彩色鉛筆、馬圖3-7 客車設計草圖 華中科技大學碩士學位論文 20 克筆、色粉、水彩等來繪制效果圖，當然越來越多的設計師直接通過電腦繪制，方便、迅速、容易修改。效果圖需要有正確的透視比例關系，較好地表達汽車的質感。同時也應該表現細節部分的結構關系，如行客車行李倉把手、后視鏡與車身的結合等。 3.4.3基礎三維建模 在確定方案后，需要進行早期的基礎三維建模，以確定各部件的尺寸和結構比例關系。在三維模型中調整不合理的結構關系，進行細節的再設計。由于客車尺寸巨大，不可能類似于轎車進行膠帶圖的制作，所以設計過程中可以采用等比例投影（如圖3-8）的方式來檢查車身的形態。如圖為金龍客車開發過程中的三維模型投影。基礎三維建模為后續的油泥模型制作提供了具體的尺寸參照，以方便油泥模型準確制作。 3.4.4油泥模型制作 在三維模型中確定了基本數據后，需要進行油泥模型的制作。雖然車身的設計已經數字化了，但是油泥模型的直觀效果，仍是車身設計中的一個關鍵環節。車身是三維立體的形態，有如雕塑，其藝術表現力和體量感仍然需要通過模型來檢驗。油泥模型一般采用合適的比例進行塑造，通常有1：4、1：5、1：10幾種。油泥模型的制作能夠完整的表現車身線條走向以及各曲面之間的三維空間關系，在發現問題的時候也能夠及時進行修改。 全尺寸油泥模型的制作在轎車的造型設計中也是一個關鍵環節，由于客車形態太大，一般不制作全尺寸的油泥模型或只對