后工業時代軋制裝備視覺色彩設計淺析

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摘要：為提升軋制裝備視覺形象,針對其色彩設計進行理論研究,并對色彩設計進行實踐研究。在軋制裝備技術形態需求基礎上,將格式塔法則、色彩心理學等視覺設計原理運用到其色彩設計中,研究軋制裝備色彩設計理論。將視覺設計原理與軋制裝備的技術形態實現有機結合,生成軋制裝備色彩設計理論方法,并對色彩理論進行實踐研究。文章為提高軋制裝備視覺形象識別性、審美性、文化性以及色彩與人機操作關系的優化提供了理論參考。

關鍵詞：軋制裝備；視覺形象；視覺設計原理；后工業時代；色彩

引言

現代鋼鐵工業發軔于19世紀初期,在20世紀得到大規模發展。兩百年來,隨著科學技術發展與國際市場變化,軋制裝備發生了革命性變化和質的飛躍[1]。其間,軋制裝備設計通常只重視對產品規格、力能參數、控制精度、年產量等性能方面因素的考量,而忽略對其視覺形象設計方面的考慮。21世紀后工業時代下的我國鋼鐵工業已進入全新發展模式,產品裝備更新換代,工藝流程緊湊高效,更加向著綠色化、智能化方向發展,裝備已具備質量性能好、技術含量高的特點,卻仍存在外觀笨拙、配色陳舊等問題,與其高精尖的技術特點十分不匹配。而軋制裝備視覺形象設計在其視覺識別、人機優化、品牌影響等方面的功能效用愈發被時代所需。

一、概念闡述

（一）后工業時代。后工業社會,在20世紀中葉由美國哈佛大學教授D.貝爾首次提出,是一種人們依賴于信息,致力于發展服務業的社會形態。隨著20世紀80年代電子信息技術的廣泛發展與應用,人類迎來后工業時代。進入21世紀,我國也由工業化社會轉向后工業化社會。后工業時代,是在工業發展到一定程度、具備優勢地位后,由商品經濟轉向服務型經濟,知識技術為社會主導因素的歷史階段,具有信息與科學技術飛速發展的鮮明時代特征[2]。

（二）軋制裝備。軋制,是通過軋機使鋼坯或鋼錠發生塑性變形而制成鋼材的過程。軋制裝備直接決定鋼鐵行業發展進程,目前,約有90%的鋼材都是經過軋制而成的。軋制裝備,是指完成軋制生產所需要的相關機械設備,軋制裝備的核心設備是軋機。軋機,依據其功能分為不同類型,如板帶軋機、型鋼軋機、鋼管軋機、棒線材軋機等,它們分別用于將鋼坯或鋼錠軋制成鋼板、型鋼、鋼管、棒材或線材。不同類型的軋機結構也具有各自特點,比如,板帶軋機主要由機架、壓下液壓缸、輥系相關裝置等部分組成。

（三）軋制裝備視覺形象設計。軋制裝備視覺形象是由軋制裝備外觀形式中所包含的視覺要素共同組成,軋制裝備視覺形象設計是對其所包含的視覺要素進行設計,本文由其中色彩要素開展對軋制裝備視覺形象設計的研究。

二、軋制裝備視覺形象設計現狀

進入后工業時代,鋼鐵工業在裝備工藝、品種質量、節能環保等方面持續高速發展,軋制裝備技術持續創新。主要體現在生產流程連續化緊湊化、產品品種多樣化、性能高品質化、控制和管理信息化。如德國西馬克設計的CSP薄板坯連鑄連軋技術得到廣泛推廣和應用,2009年意大利阿維迪公司的ESP薄板坯無頭連鑄連軋生產線正式投產,大數據、物聯網等核心智能制造技術被重視并相繼應用到鋼鐵工業等。整個鋼鐵工業都在朝著綠色化與智能化方向發展。伴隨著軋制裝備技術不斷取得進步和成熟,為軋制裝備視覺形象設計提供了有利土壤,關于“形式追隨功能”中的“功能”也不再只是工業時代下單一的生產功能,更有視覺識別性、審美性、文化性、人機交互性等附加性功能價值的體現。同時,客戶對以上闡述中附加性功能價值的需求正在日益提高。在此時代背景下,目前國外軋制裝備視覺形象設計略優于國內,但國內外軋制裝備整體仍呈現出外形粗糙、笨重、缺乏視覺秩序性等問題,視覺形象設計發展嚴重滯后,顯然已無法滿足行業的發展需要[3]。

三、軋制裝備視覺形象發展溯源與分析

19世紀以前,軋制裝備設計處于起步階段,且當時并沒有成熟的涂裝產品,幾乎不存在視覺形象設計。進入19世紀,歐洲建成二輥可逆式中厚板軋機,美國建成三輥勞特式中厚板軋機和世界第一臺四輥可逆式中厚板軋機,德國開始采用電動機代替蒸汽機驅動軋機。這期間軋制裝備設計主要考慮功能性,雖然裝備主體會進行簡單噴漆,但軋制裝備的視覺形象設計意識仍未成形,如圖1所示。20世紀初到50年代,鋼鐵行業得到迅速發展,軋制裝備在這一階段最典型的特點是朝著大型化方向發展[4],軋制裝備視覺形象設計的特點集中體現在涂裝的色彩上。同時,因兩次世界大戰均發生在此時期,戰爭與和平成為這個時代的主題。當時多數機械裝備,包括軋制裝備的涂裝均以軍綠色為主色調,如圖2所示,且這種視覺形象設計風格一直延續到20世紀末,至今我們仍能看到一些上個世紀生產的軍綠色裝備。20世紀50-90年代,技術發展推動鋼鐵行業加速擴張,軋制裝備在這一階段進行了很多結構設計創新。產能和能耗成為這一時期軋制裝備的關鍵詞,軋制裝備技術方面出現突破性進展,這一時期具代表性的是無頭軋制技術、連鑄連軋技術和熱處理裝備技術等。與此同時,液壓控制技術和PLC技術在這一時期得到迅速發展,對軋制生產自動化和產品質量的提升起到革命性作用[5]。隨著技術發展,軋制裝備在涂裝上開始廣泛采用帶有科技元素的藍色,如圖3所示。同時,在滿足功能的前提下,液壓和電氣系統的視覺形象設計已經引起了人們的重視,液壓配管和電氣控制系統布線條理性和相關顏色使用的規范性成為產品質量的重要考量指標,且一些顏色標識等相關標準在這一時期形成。進入21世紀,國內外在軋制裝備涂裝上,各設備供應商除了選取藍、綠等傳統顏色之外,在冷軋等工況相對較好的裝備上也開始采用淺灰等具有時代感與科技感的色彩,控制系統界面多采用當今主流的扁平化設計理念,在液壓或供水配管的分布、電氣系統布線等造型組織方面也開始顯露出對視覺秩序感的追求。就國內而言,目前全國鋼鐵企業都在推行5S管理體系,并且隨著科技發展,產線自動化程度提高,生產現場的環境較之上世紀有很大改觀,為裝備的視覺形象設計創造了更好的技術條件[6]。綜上分析,工業時代軋制裝備視覺形象設計的發展會受各方面因素影響,如車間現場生產工況,并且軋制裝備為生產性設備,其核心功能為高質高效的生產。在裝備設計過程中,視覺形象設計一直沒能引起足夠的重視,力學、結構、能耗等技術方面成為主要考慮因素。進入后工業時代,信息與科學技術已飛速發展,工業裝備無疑應是技術和設計的共同產物,設計賦能無處不在。在傳統軋制裝備的純技術形態里加以視覺形象設計融入,以提高其視覺形象識別性、審美性與文化性,優化其人機操作關系,是軋制裝備生產企業樹立品牌形象,實施品牌戰略的重要手段;是軋制裝備朝著綠色化、智能化發展的時代需要。

四、軋制裝備視覺形象設計理論與方法

縱觀軋制裝備視覺形象的發展歷程,主要是一部色彩涂裝的發展史。基于后工業時代下的軋制裝備技術屬性特點,其色彩設計可以在滿足技術層面形態需求基礎上,同時為軋制裝備建立起良好視覺秩序與人機操作關系。可見,涂裝色彩對軋制裝備的影響不斷提高與深化。因此,本文著重對軋制裝備色彩視覺要素的設計進行理論與方法的研究,并運用色彩設計理論與方法進行設計實踐研究。軋制裝備,其構成要素分為材料、結構、形式、功能,其中以功能為核心,形式是材料與結構的外在表現,具有形式追隨功能的特點。在軋制裝備技術形態基礎上,通過對其色彩視覺要素進行設計研究,將色彩理論、格式塔法則等視覺設計原理運用其中,實現技術與藝術的有機結合,優化人機功能,提高視覺識別性、審美性與文化性[7]。

（一）建立軋制裝備視覺形象設計思維。“設計需要論”認為設計自始至終是為人設計的,軋制裝備在滿足生產需要的同時,還應滿足人的需要,人的需要正是通過軋制裝備視覺形象設計產生的附加價值和人機功能優化來滿足。應建立起對軋制裝備色彩視覺要素的設計意識,通過設計賦能,使其具備滿足人的需求屬性。視覺設計思維的建立,為開展軋制裝備視覺形象設計提供了必要的思想意識基礎[8]。

（二）色彩設計主體理論與方法。色彩在軋制裝備視覺形象中的設計,應具有視覺識別功能、生理與心理功能、象征功能[9]。本文運用格式塔法則及相關視覺色彩理論構建軋制裝備色彩設計理論與方法。“格式塔法則”,主要源于格式塔心理學,探討整體及部分的有機關系,多用于視覺相關設計領域,包括：圖形與背景、接近性和連續性、完整和閉合傾向、相似性等組織原則,它揭示了人類在接受事物形態時所蘊含的視覺心理內在規律。根據視覺組織原理,將上述格式塔法則與色彩心理學、生理學理論相結合,運用于軋制裝備視覺色彩設計,形成如下理論與方法：1.軋制裝備整體性色彩設計,奠定了其色彩主基調,根據其自身技術及其他方面屬性等因素的綜合考慮,其間不僅要考慮裝備自身固有特征,還應考慮人的心理感受,而人的心理感受勢必影響其行為,整體性色彩設計在此體現出了對人機交互性的影響。因此,對軋制裝備進行整體性色彩定位,宜選擇明度和純度適中、中性及偏冷色調的色彩,如：藍色、綠色、灰色等具有理性、冷靜、高效、硬朗、敏銳特性的顏色,這符合軋制裝備工業化、智能化、科技性特點,同時對人的心理產生積極作用。2.在保持色彩整體一致性的原則下,對軋制裝備進行必要性區域劃分設計,此劃分可以是基于技術性或外觀視覺性,以便于視覺的有效識別,可將同一功能屬性區域或層級的色彩設計為同色相顏色,使其易被視為一個整體,不同功能區域或層級的區分則通過選擇相鄰色相或不同明度、純度下的同一色相的色彩設計來實現。3.在同一功能屬性區域或層級內部色彩設計中,利用“圖形與背景”設計原則,將需要被強調的部分給予“圖形與背景”關系中“圖形”的屬性設定,可將需要在視覺上加以強調的小面積區域做暖色設計處理,并與整體的中性偏冷色形成對比,而暖色在色彩空間感上具有前進性、體積膨脹感的視覺體驗,可對其整體視覺色彩起到平衡與點綴作用。使其區域內部的色彩設計兼具功能的差異化和視覺的和諧統一性[10]。4.對于軋制裝備整體而言的特殊功能部分或者需要被強調的部分,如：電氣控制系統布線、液壓或供水配管區域,通過色彩將其區分成矩形、三角形等常見簡潔形狀,可實現視覺形象的高識別度[11,12]。

（三）色彩設計外在影響因素。軋制裝備的色彩設計還應考慮其在不同地域、文化背景下,色彩具有不同象征性,如受眾群體可能具有不同色彩喜好與禁忌,以及裝備與其使用環境的協調性和匹配度等因素。

五、軋制裝備色彩設計實踐

順應后工業時代背景下軋制裝備自動化、智能化、綠色化的發展趨勢,運用本文所研究的軋制裝備色彩設計理論與方法,對軋制裝備進行色彩設計實踐研究。擬定實踐方案：以四輥板帶軋機為例,依托其技術形態,將其分為機架、輥系相關裝置、壓下液壓缸三個各自獨立又相互統一的部分,進行視覺形象色彩設計。

（一）機架色彩設計。機架,很大程度上展示著軋機整體視覺形象,其色彩設計奠定了軋機色彩主基調,宜選擇冷色系或冷色偏中性色系,符合軋機理性化、重量感、科技感的內在固有屬性。偏冷不宜過冷,色彩越冷,其色彩心理的硬度感越大,若色彩過于冷峻則不免使人產生麻木生硬之感,缺乏包容性與創新性。因此,在理性的色彩基調中適度融入柔和的色彩心理元素對其進行調節十分必要。

（二）輥系相關裝置色彩設計。輥系相關裝置,作為軋機生產作業的主體結構,是軋機主色調的重點表達部分,其色相的選取無疑應保持在軋機整體色彩基調之內。同時,通過對輥系相關裝置的色彩設計,對軋機固有屬性起到進一步心理強化作用,進一步突出軋機的科技性。宜選擇與機架顏色的相鄰近色、或保持原有色相不變的情況下適當提高顏色純度及降低明度來加大其色彩心理的硬度感與重量感,突出表達其強大的專業性能[13],使輥系相關裝置的色彩設計成為軋機整體視覺色彩的核心。

（三）壓下液壓缸色彩設計。壓下液壓缸,其造型上略有特殊,它與軋機生產作業主體部分相互協作共同完成生產,可對其色彩設計做軋機局部區域的偏暖色處理,壓下液壓缸所占色彩區域面積相對較小,宜選取明度適中、純度較高的暖色,使其具有色彩的前進性與體積膨脹感,起到對軋機整體性色彩的平衡與點綴作用[14]。通過上述分析,制訂三套四輥板帶軋機視覺形象色彩設計實踐方案,如表1所示,設計效果如圖4～6所示。基于冷色系色彩的屬性及功能特點,冷色系色彩的明度對其心理色溫影響不大,而其純度對色溫影響較大,根據冷色系色彩純度越高,色彩心理冷感度越強的理論,對方案1到方案3做出如下總結分析：（1）關于機架色彩設定逐漸變冷而純度逐漸降低,以保持其色彩心理的冷感度適當;（2）關于軋機輥系相關裝置色彩設定,在保持與機架整體色彩基調相協調一致的基礎上,適當地將色彩明度調低,用以增加其視覺心理色彩的重量感,與此同時,給予色彩純度的提高,增加其色彩心理冷感度,從而強化其作為軋機生產主體部分的功能性與核心性;（3）關于壓下液壓缸的色彩設定,均選取了各自方案主體色的對比色系,即：明度適中、純度較高的暖色系,為其融入了柔和的色彩心理元素,對軋機整體的冷色基調起到了均衡作用,對軋機整體性色彩設計起到了點綴效果。同時,在軋機色彩設計的過程里,還應考慮不同軋機生產企業品牌發展需要以及不同國家地區軋機使用者的文化需求,在符合大方向色彩設計的前提下及時做出必要調整處理。通過以上對四輥板帶軋機擬定的色彩設計實踐方案,不僅準確傳達了軋制裝備的固有屬性特征,還提高了其視覺識別性、審美性、人機操作性。順應了后工業背景下軋制裝備視覺形象色彩設計需要,為其發展提供了理論與實踐的參考。

六、結語

后工業時代下的鋼鐵工業已進入全新發展模式,軋制裝備視覺形象設計正面臨轉型。本文通過對軋制裝備視覺形象設計開展研究,使視覺設計原理與軋制裝備技術形態實現有機結合,提出了相應設計理論與方法,為其視覺形象設計的發展提供理論參考,順應了鋼鐵行業發展需要。軋制裝備視覺形象設計理論與方法的研究及實踐,使軋制裝備具有更加高級、有視覺秩序感的色彩搭配。在明示層面上與軋制裝備的功能屬性更加匹配,在內涵層面上更加傳達軋制裝備高精尖的技術氣質,在精神層面上更加與時俱進、面向未來、肩負科技創新的使命。

作者:趙海舟 姚遠 邢建康 單位:燕山大學藝術與設計學院 燕山大學國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心