1 引言

      首先引用一段德國總理格哈德.施羅德的話，并由此開始下面討論: 如果德國要在21世紀的全球化中爭取更多機會，創造與革新的樂趣是必不可少的。新的情況和條件創造了更現代化的，需要更多可能性的新工作。工業設計越來越重要，技術的發展和完善并不會必然取得商業上的成功。在這個有著多樣化生活方式的時代，人們對生活的需求會更多，而未來的目標就是讓這些生活方式有更大的空間和自由來獲得體現。產品設計代表著個性，造型和色彩是對生活的一種感受的表達，那些認可獨特性并將之融入企業戰略的人，必將是明天的勝利者。

        今天的世界，知識在飛速增長，信息變得越來越珍貴，工業設計的價值日益突顯，社會與技術的變化帶來更多挑戰的同時，也為設計提供了更大的空間。今天的設計主要是讓人們更容易使用越來越復雜的產品，讓技術和信息更容易成為生活的一部分。作為擁護與產品之間的橋梁設計成了這個社{TodayHot}會的重要先鋒。

        這段話中我認為有兩點是值得我們國內變頻器企業和電氣傳動行業人員認真思索和積極實踐的: (1) 工業設計(產品設計)的重要意義; (2)創造與革新。 2 工業設計(也稱產品設計) 工業設計萌芽于18世紀60年代，到現在已經發展100多年了，它是現代科學技術與藝術有機結合的產物。在市場經濟時代，由于產品大批量生產，廠商眾多，競爭激烈，市場由供不應求走向了供大于求的局面，企業開始認識到產品的生產和銷售并不完全取決于技術的高低、生產能力的大小，還需要考慮來自消費者、市場及社會的各種因素。在當今產品同質化日益嚴重的時代，通過產品設計提高產品和企業形象、突出個性和吸引消費者的注意成為非常有效的至勝法寶。如近年三星電子公司由于重視產品設計和品牌建設，擊敗眾多日本和歐美企業，一躍成為品牌價值僅次于索尼的世界電子企業。國內變頻器廠家眾多(估計已有50個以上)，但規模和技術實力與西門子、ABB、富士、等國際大公司相差太遠，

         據統計，國內變頻器的市場占有率僅10％左右，年銷售量多數在500萬～2000萬之間徘徊，銷售量超過5000萬的也只有屈指可數的3～4家。目前國產變頻器品牌，處于前幾位的品牌實力比較接近，產品性能和功能也大同小易。由于起步較晚，技術和研發實力弱，基本上是仿造甚至抄襲國外變頻器的設計，不但功能和參數基本一致，甚至連外觀和瑕疵也設計的一摸一樣。隨著電機控制技術日趨成熟，一些國產變頻器與國外同類產品相比，功能、性能和各項技術指標已無明顯劣勢。但由于企業尚無產品設計方面的觀念和認識，缺乏專業的產品設計師，致使開發出來的產品總存在許多這樣或那樣的缺陷和不足，如缺乏準確的產品定位、功能和性能組合不優化、不符合用戶的使用習慣、外觀丑陋、參數難設置，不容易安裝、配線不方便、可維護性差、等等。這樣的局面，國內企業何時才能開發出與ABB的ACS800、安川G7和富士G11相媲美的產品呢? 目前交流調速技術的發展基本上表現為已有調速控制理論的應用和逐步完善。矢量控制和直接轉矩控制的思想分別在70年代和80年代就已提出，之后調速控制理論并無大的突破，各公司都把精力集中于矢量控制或直接轉矩控制的低成本實現和解決產品的實際工程應用問題以及產品化問題。雖然有些現代控制理論方法在調速控制系統中的應用，如狀態觀測器、卡爾曼濾波器、最優控制滑模變結構控制等。這些理論目前還基本{HotTag}停留在研究和試驗階段，并無適用化產品問世，離商品化的普及應用還任重而道遠。

      許多大學如清華大學、浙江大學、上海大學等對矢量控制、DTC、無速度傳感器控制等電機控制理論的研究已經比較深入和成熟了，國內的變頻器廠家若與他們合作，開發出高性能的矢量控制甚至無速度傳感器矢量控制的變頻器也并無多大障礙，時間也不會很長。變頻器是一種工業產品，用戶并不直接關心它采用了何種先進技術，他們購買它的實質是它的物質功能和精神功能，按功能支付相應的金額。他們更關心它的價格是否能承受、功能是否實用，使用方便性等。

        由于變頻器功能和使用的復雜性，用戶普遍反應操作使用困難，如何提高變頻器的易用性、改善人機界面的友好度是擺在廠家面前的一個難題。國內的變頻器企業的產品都集中與低端市場，這里是價格戰狼煙四起的戰場，相信不少的企業家已經能夠感覺到國產品已經逐漸喪失了成本方面的優勢，據反映，一些日本品牌的變頻器其售價已經低于國產產品了。我們的企業家們必須要有危機意識，企業1的出路是長大、采用正確的方法不斷的長大。重視工業設計，引進產品設計師主持產品的設計和研發工作不失為一個非常有效的措施。

      工程師與產品設計師的區別。工程師(engineer)主要是解決產品設計中物與物之間的關系，如產品的性能指標、結構、各零件之間的配合、機器的工作效率、使用壽命等等。工程師要解決的問題一般不與人發生直接的關系，是一種純技術的工作。工程師的作用在于向人們或產品提供可服務于生活和工作的技術和工藝。一種產品或一項技術究竟以什么樣的方式進入人們的生活空間，如何進入市場，如何才能讓人們更好的使用，則主要由產品設計師來完成。產品設計師(Product Designer 或industrial engineer)主要是解決產品設計中人與物、物與環境的關系。如一個產品如何操作，怎樣使用更方便，什么樣的外觀造型能夠滿足人們的生理和心理需要，如何節省原材料和保護生態環境等。產品設計師在企業扮演了非常重要的角色，是他們賦予了產品的形象、美學價值、社會地位象征的特點，他們是把技術、生產最終與消費者聯系起來的橋梁。產品設計師追求的是人與產品、產品與環境的和諧與統一，它除了滿足人們對物質功能的要求外，還要滿足人們的審美情趣，產品設計師要利用市場學的觀念，不斷分析和研究市場和人們的消費觀念，根據消費者的年齡、性別、收入、地位等因素，并將其細分成不同的目標市場，設計出針對性強的產品。設計師是為大多數人服務的職業，他設計的產品最終要為社會公眾所接受，他的工作成就也最終由用戶來下結論。因此他需要既了解市場，又要懂得工程知識，還要使自己的產品便于合理生產。

         在信息時代，產品設計師已經全方位參與企業的新產品開發。國際化的大企業都有自己的產品設計部門，如松下電器超過500人的工業設計部、飛利浦的全球設計中心。有些企業通過委托獨立的設計事務所來承擔。設計部已脫離技術部門而由公司高層直接領導，產品設計師不只是從事具體的產品開發，還與企業開發部一起從事客戶調查，參與分析并制定新產品開發方案和發展計劃。我國的大多數企業其實質是工廠而不是企業，工廠的體制使他們重生產過程而不重視開發，也不重視營銷和市場，更缺乏用戶導向和工業設計的理念，生產出來的產品缺乏競爭力。大部分企業沒有產品設計組織和產品設計師，他們只是用工程師來代替產品設計師。即便少數企業設有產品設計組織，也是將這一組織從屬于技術部門之下，作些產品美化的工作，類似國外40～50年代的情況。

         中國已經成為世界制造業的重要基地，并逐漸發展成為“世界工廠”，楊振寧博士認為:21世紀是工業設計的世紀，一個不重視工業設計的國家將成為明日的落伍者。以工業設計提升“中國制造”的創新能力和整體水平迫在眉睫。 

       下面結合變頻器產品談談幾個工業設計的基本原理。 

       (1) 重視產品的外觀造型設計在造型設計過程中，設計師要調動一切感官體驗和心靈體驗，把邏輯思維和形象思維創造性的結合，找到問題的本質，創造出新的產品形象。外觀造型要能長久保持魅力，質感佳，識別性高并與企業傳統一致。顯然工程師需要培養自己的審美能力，了解大眾的審美心理。國內企業設計的變頻器大多是一個毫無生氣的方盒形狀，質感粗糙，顏色單調且搭配不協調，帶給用戶的只能是低檔和粗制濫造的形象。相反國外的許多變頻器如三菱的S500、西門子的MMV420等，外觀設計的美輪美奐，他們漂亮的表面弧線、優美的字體、精良的細部設計，給人藝術品的感覺，產品給人高品質、高科技和尊貴的形象。 

      (2) 一切從用戶的角度考慮問題，以系統工程的觀念設計和評估產品站在客戶的角度理解和分析問題，了解客戶的需求，關注客戶的利益，這些對把握產品設計的方向非常重要，客戶花錢購買你的產品不是為了滿足設計師的個人表現欲望，而是為了滿足他們的使用利益。產品設計好壞的評價標準也應以用戶的評價為最高標準。在產品設計過程中設計師應該把注意力從產品轉向客戶的利益，始終堅持“設計為人”的思想，為用戶創造盡可能多的利益。設計師要轉變觀念，把自己扮演成一個溝通者或協調者的角色，放棄一些個人最理想的想法，設計時兼顧生產者和用戶的利益，既要綜合考慮客戶提出的產品所有方面的質量和價格，也要考慮生產者的技術、材料、成本、用戶和商業等各種現實的限制。企業往往強調一個方面的質量，而忽視了其他。在確定了設計定位并經客戶代表的認同之后，設計工作就完成了一大半。產品設計是一項系統工程，產品設計包括多個要素:技術因素、功能因素、造型因素。或技術因素、人為因素、市場環境因素、審美形態要素。我們應按表1的要點對產品設計進行全面、綜合和深層次的評估: 

       (3) 關注產品的市場特征和個性，明確和了解企業相應的產品發展戰略和營銷策略產品設計師要有宏觀的眼光、全局思維和對產品未來發展趨勢的預測能力。設計產品時要考慮產品形象、企業形象、產品個性以及產品市場定位。產品設計必須有自己的個性(或獨特性)，設計師應將個人和企業認可的獨特性融入所設計的產品和企業戰略中。企業決定開發廉價型的變頻器，我們應該從簡化、保留用戶必須用的功能，去掉不適用的花哨功能，節約材料，使用廉價通用元件等，對變頻器的可靠性和安全性卻一點也不能馬虎，外觀設計簡潔(但不能丑陋和乏味)，去掉一切不必要的裝飾部件。森蘭變頻器公司經過廣泛而細致的調查研究發現，大多數基礎調速應用多采用簡單開環控制，即可滿足工程設計的要求，復雜的系統設計不但顯得毫無用武之地，而且會耗費用戶大量不必要的成本投資。基于這一思想，SB20系列變頻器原理設計被充分簡化，使其在充分滿足基礎調速應用的前提下，明顯降低了購置和使用成本。與同類型產品繁瑣的系統設定相比，SB20XI系列變頻器的全部設定只需要40余個功能代碼即可完成。用戶僅需要變頻器前面板上的幾個按鍵，即可方便、快捷的完成系統調試和設定，這對于產品快速投入運行，迅速產生經濟效益，無疑具有重大的意義。 

       (4) 對產品設計師的要求:能夠獨當一面，具有優秀的表達能力和與人交往的技巧，良好的溝通能力，做一個真正的實踐者。設計師要與多個部門或團隊中的人員，如市場調查員、模具和造型設計師、客戶主管、設計主管、生產主管、測試人員等充分的溝通和交流，推動設計在各部門的接受和執行。產品設計不是個人能勝任的，需要集思廣益，成員要有團隊合作精神。如變頻器設計師和市場人員交流可以更準確的了解用戶的功能要求和關注點，和用服工程師交流可了解產品的維護和使用過程，發現一些可維護性、可操作性方面的問題。作為變頻器設計師，你要經常到一些用戶現場，觀察產品在現場的安裝和使用情況、幫助組他們解決工程應用問題，了解操作人員的操作習慣、調試過程，分析他們的使用心理、需求的合理性等。

       (5) 遵從人機工程學原理，重視產品細部設計人機工程學為工業設計中人與物之間的關系提供科學依據，產品設計必須滿足人的生理和心理要求，讓人們使用產品時必須感到舒適和愉悅。如對變頻器設計，需注意的要點如表2所示。 “神在設計細節之中”，產品整體形態設計完成后，對細部設計的推敲和優化就顯得非常的關鍵。細部設計對傳達情感有非常大的影響，細部設計優良的產品給人傳達的是高質量感和高品位感，人性化的細部設計體現了產品和設計師對用戶的體貼與關懷。對于變頻器的操作面板，按鍵的大小和操作手感、位置排列、顯示內容和亮度設置、間距以及與機箱面板的配合這些都需要足夠的重視和反復調校。有的廠家設計的面板其按鍵小，間距也小，按鍵時經常同時按下了兩三個鍵。某公司設計的操作面板邊沿設計不合理，握在手上的感覺一點也不舒適。某公司一個系列產品其按鍵與面板的其他部分間隔太小，阻擋了人手的正常操作。某變頻器控制板上的用戶跳線靠著插座，人手根本無法設置。……如此眾多的缺陷與不足，讓人觸目驚心。 

      3 創造與革新 是目前國內變頻器企業最缺也是最迫切需要的素質，只需仔細想一想在世界變頻器行業，有那些技術的創造和革新是我們國內的企業創造的呢。國內常能見到有的變頻器企業僅靠一兩個舊產品生存，幾年都未推出新產品，用戶對他們產品的興趣逐漸淡忘，逐漸喪失了對他們的信心。 

     (1) 基礎層次，“創新就是率先模仿”。早年日本產品從抄襲模仿歐美產品中找到了成功之道(這已不失為一種創新的典范)，韓國不少企業也經歷過這一階段。對于目前許多規模小、技術實力弱的國內變頻器企業確是也一個不錯的選擇。我希望他們能做到“率先”，這需要企業時刻關注市場產品發展趨勢對競爭對手產品的分析了解，更盼望他們能從中找到適合自己的成功之道。 

      (2) 綜合層次的創新。變頻器控制理論方面的創新是非常困難且進展緩慢的，需要企業作長期、巨大的投入，國內還沒有任何企業有ABB研制的DCS600時的實力和魄力，比較現實的是根據國情和對國內市場及行業的了解，有針對性的采取一些局部和特殊的創新:如森蘭變頻器公司就在產品功能、營銷模式、生產方式、服務等方面做了卓有成效的創新(如公司提出的兩網合一，及時服務，變頻技術專家的品牌建設)。

      國內市場龐大的電機裝機量，只有10%的變頻化率，節能環保意識的普及，變頻器向各種新行業、新應用的擴展，另外隨著當中國經濟的迅猛發展以及“世界工廠”的定位，變頻器市場的發展空間和市場容量是很大。當前及今后的幾年，我國變頻器市場將以每年10%～15%的速度發展，各種功率等級、各種性能、各種用途的變頻器都將有大幅度的上升，只要找準市場定位，努力開拓市場，采用靈活高效的營銷策略，許多廠家都會有相對的市場。 

      (3) 高層次的創新，如核心控制技術的創新，這里談談一個變頻器行業還很少談及的創新:生態設計理念。生態設計的標準:

(a) 材料選擇;(b) 材料的效率;(c) 能源的利用率;(d) 可循環性;(e) 耐久度;(f) 易于維護和修理;(g) 產品的使用壽命。變頻器產品設計師應按上面的標準來衡量和檢驗自己的設計。設計的變頻器應是簡潔適用的，價格低，堅固耐用(長時間可靠工作)的。零件設計易于拆卸和安裝，采用可互換性好的器件。結構設計不合理，體積大，重量重，導致大量原材料如銅、鐵等的浪費，這方面日本的產品值得國內企業學習和借鑒。選擇經典性的、持久性好、簡潔的外觀設計，最好通過改換少數的關鍵部件就可以方便的更換造型風格。變頻器的工作壽命應按10年設計，據觀察目前國產變頻器能工作3年就不錯了。

       易損件(或壽命短的部件，如變頻器內部的電解、風機、模塊等)易于現場更換，而且操要作簡單工作量小。我曾經見過兩家國內公司的產品，為了拆卸損壞的風機和模塊，需要把整機大卸八塊，整個過程還需要操作工有特別的技巧，即便如此，沒有1~2個小時仍然是無法完成的。看到過要，由于可靠性差，不到預定的設計年限就嚴重損害無法修復(修復費用與買臺新機相差無幾)，機部件銹跡斑斑，灰塵和異物到處堆積。

     變頻器盡量采用可回收利用的材料如鋁、銅等，同時廠家開展回收利用和以舊換新的業務。或者開展租賃業務，由生產企業給用戶提供產品、保養和日常維護。森蘭變頻器公司在今年開展了一些租賃業務，意外的深受用戶的歡迎，幾個銷售公司的銷售業績也大幅上升。開展這項業務是森蘭變頻器公司為用戶、為社會、為環境考慮和奉獻精神的體現。通過技術創新減少原材料的消耗，如大功率變頻器一般要用到220V的交流風扇，因此需要用到380-220的變壓器，對于160kW的變頻器，不少廠家產品的變壓器功率達200W、甚至300W以上，森蘭變頻器公司采用了獨特的技術只需用50W的變壓器即滿足了要求，可見節約了多少硅鋼片和銅線。

        熱設計是變頻器系統的難點和重點，需要耗費大量的鋁材，森蘭變頻器公司在如何提高散熱器的效率上做了大量了的研究工作，通過采用專利的散熱器，同等熱耗散情況下，產品散熱器的重量只有競爭對手的2/3以下，既降低了整機成本也節約了原材料。 

      4 結束語工業設計和創新可以極大的提高國內變頻器企業的產品形象和企業形象，提高產品品質和市場競爭力，改變國產變頻器僅集中于低端市場打價格戰、只限于國內市場(尚不能打開國際市場)窩里斗的被動局面，具有非常明顯的作用和意義。作為立志長大并持續發展的國內變頻器企業，必須盡快將工業設計和創新的觀念和原理融入企業的產品設計、開發和管理實踐中