基于产品系统设计方法的拖拉机设计研究

吴喆

摘要：随着拖拉机的市场需求日益增大，拖拉机行业的竞争也越来越激烈。本文通过运用产品系统设计方法对拖拉机进行设计，把产品的实用价j与审美需求紧密结合起来，最终达到良好的经济效益和社会效益，以提升拖拉机企业的市场竞争力。拖拉机的设计要以用户需求为中心，要体现科学与美学的相互协调，技术与艺术的相辅相成，从而达到人、自然和产品之间和谐发展的目标。

关键词：产品设计;拖拉机;系统设计;用户需求

中国自古便是一个农业大国，拖拉机作为常见的重要农耕机械之一，应用广阔，前后经历了近半个世纪的发展，已经逐步形成了稳定的市场体系，拖拉机的种类和技术也在不断地丰富和提高。然而，目前国内拖拉机虽然种类多，但不少拖拉机外形呆板，缺少审美价值，操作不符合人机规律，甚至有些拖拉机在使用上存在安全隐患，总之，不论是在造型还是功能上都存在或多或少的弊端。

1 研究背景和现状

目前，随着国家对农业生产在政策上的倾斜和西部大开发等经济战略的实施，拖拉机市场需求日益增长，连国际上拥有先进水平的拖拉机企业也不甘示弱地进入中国市场参与竞争，国内拖拉机产业正面临前所未有的机遇与挑战，于是众多企业试图通过设计出更符合用户需求的拖拉机使自己在激烈的市场竞争中占据一席之地。但令人可惜的是，国内拖拉机种类虽较多，但不少拖拉机都是基于前苏联老式拖拉机的基础上改进而来的，因而都存在或多或少的弊端，譬如拖拉机普遍存在的问题：单板的造型和单一的颜色，不符合驾驶员操作习惯的人机关系，不符合流行审美的产品造型以及缺乏人性化设计理念的驾驶室空间等，甚至一些拖拉机还存在一定的安全隐患。这些问题明显与市场的需求不相适应。因此，只有设计出一款兼具功能与审美的拖拉机，才能达到最大的社会效益和经济效益。

由于拖拉机的设计是一项系统而复杂的工程，涉及技术、造型等多方面，因而本文通过产品系统设计方法来分析、总结和探索出国内拖拉机的设计方法，以用户的真正需求和生产企业的利益为出发点，设计出一款无论是造型还是功能都能让用户和企业满意的拖拉机，并使之能更好地适应社会发展的需要。

2 產品系统设计方法与拖拉机设计

2.1 产品系统设计方法概述

产品系统设计方法在产品设计中有着广泛的运用，对产品的设计有着重要意义。系统是指产品中为了实现某一共同功能目标而集合在一起的要素总和。其中，构成系统总体的各个部分则称为系统元素。产品各元素相互协调，相互促进，形成稳定的关系，我们把这种关系称为系统结构。元素间通过有机结合实现产品的最终价值的效果称为系统功能。

当代产品系统设计的系统观是以科学的系统设计思想为基础，强调产品结构中各元素的系统性、整体性和科学性。产品作为功能的实物载体，其本身还需具备多种要素和合理结构，产品分为内部系统和外部系统，两者相互统一于一个完整的产品生命周期中。因此，设计时需要以产品的生命周期为基准，朝着产品的可持续发展方向发展。

2.2 产品系统设计方法指导下的拖拉机设计

根据产品系统设计方法，要求在对拖拉机进行设计时要把实用价值与审美需求紧密结合起来，既体现先进的科学性，又体现当代美学的艺术性，使技术与美和谐统一，从而达到人、环境和产品的协调发展的目标。这个过程通常包括产品的前期调研与分析、草图设计、产品方案的优化设计、产品设计评价与产品最终改良这五个方面，同时还要结合查询的相关文献，最终进行综合分析得出拖拉机设计研究可以分为两个方面：造型设计和功能设计。

2.2.1 造型设计

从造型设计角度来看，拖拉机是一种室外作业的重型机械，器件复杂，往往牵一发而动全身。旧时的拖拉机造型呆板，设计者忽视了对其美学的设计，整体给人感觉如同一头笨重的铁牛。而随着社会的日益进步，用户对于拖拉机的设计要求已不再局限于结实耐用这类的简单诉求，而是要求造型新颖、布局合理、细节考究，具有一定的艺术审美价值，让用户在视觉和心理上感到舒适。一些拖拉机美其名日改良，实际上仅在外观和装饰方面做一些微调，通常是在色彩、装饰图案和外部线条上进行较小调整，忽略产品系统设计理念的运用，效果不佳。因此，在基于产品系统化设计方法上，要充分考虑到设计对象的独特性以及市场审美趋势，对其造型与布局、色彩与装饰等进行综合分析和合理改良设计。

2.2.2 功能设计

从功能设计角度来探究，最初的拖拉机功能单一但价格不菲，操作设计不够人性化，后经逐步发展和提高，有了很大的改变。目前，拖拉机主要用于广阔原野上耕作之类的农业方面的需求，而随着后期的不断完善，拖拉机还可用于交通运输。因此，在功能上的设计需要考虑到用户的新需求，例如高效率的运输，为此我们可以采用先进的独立双作用离合器，确保收割作业时不会出现堵塞的状况，同时为防止后轮在爬坡和下雨天等不良环境下出现打滑状况，可采用带差速锁。总之，功能设计上要以用户为中心，在满足用户基本需求的同时，确保其利益最大化。

3 设计实践

市场调研显示国内的拖拉机主要为农用拖拉机，产品无论是质量还是安全性都满足不了用户日益增长的期望值。产品安全性差，一次性装配合格率低，一般性故障如漏油和螺丝钉松动等普遍存在，由于工艺水平所限，质量达不到设计要求。

3.1 拖拉机的调研与分析

通过大量的数据调查和分析，可以发现拖拉机用户群体以中年男性为主，其对拖拉机需求最大的时间是2月和7月，对单缸的小功率拖拉机和二手拖拉机需求大，拖拉机的价格、品牌等因素会影响其购买欲望。另外，拖拉机的使用环境多是在平原地区。因此，设计者在设计时要着重考虑中年男性的生理和心理特征，例如他们的平均身高、操作习惯等。拖拉机整体还要符合平原地区的使用要求以及价格与成本之间的均衡。

3.2 拖拉机的设计

通过产品调研可以总结出未来市场产品的几个特征：拖拉机车头生硬的棱角与直线逐步向柔和的曲线发展，整体车身近似梯形状;造型风格分为侵略性、未来感、复古风、简洁风这四个主题;面罩线走势、挡风玻璃线和机罩形状对拖拉机整体造型影响最大。考虑到以上几个因素，此次设计主要有如下几个部分：对市场上现有的小型拖拉机进行改良设计，色彩上保持厂家原有风格;外观上进行对拖拉机面罩、机罩、挡泥板等进行一系列设计，突出其作为运输设备的运动感和力量感，如图1;操作平台和环境符合人机工程学，使驾驶员在操作过程中更加舒适，如图2。

另外，以拖拉机驾驶室内部环境作为设计重点的主要目的是让驾驶员能清晰的掌握操作界面，从而进行舒适地操作。而驾驶员驾乘舒适性受多方面因素影响，涉及到整车设计的各方面，经过归纳整理，主要分为三个方面，即静态舒适性;振动舒适性;活动舒适性。在拖拉机驾驶室内部布置中，我们需要对座椅、方向盘以及脚踏板的布局进行统筹安排，三者的相对位置往往决定了操作着在驾驶操作时是否舒适，是否安全。因此，要先确定坐着的驾驶员与座椅结构的相对位置，在确定其位置后，再依据人机工程学确定合适的座椅安装位置，以此为基准，对驾驶室其他设备进行合理布局。

4 结语

本文的主要目的是基于产品系统设计方法，对拖拉机进行系统地改良设计。首先，进行产品概念设计，包括产品市场信息调研、消费者需求调研、产品实用功能调研等过程从而得出产品定位;其次，进行产品方案设计，包括产品方案构思、产品设计草图、产品方案效果图等来探究出产品的初步形象;最后，进行产品方案的展开设计，包括产品结构优化设计、产品原型制作、产品材料与工艺选择等来得出最终方案。

简而言之，在拖拉机的设计中，一定要严格遵守国家的各种标准规范，尤其是机械装配以及安全方面。另外，在设计过程中要秉持着严谨慎重的态度，避免因为某个小失误而造成整个设计的失败或不完善，带来不必要的后續处理工作。目前，拖拉机设计仍然还有很多需要不断完善的地方。在未来的日子里，我们需要运用产品系统方法并融合多学科的理论知识进行设计，为我国拖拉机市场增添一丝新的活力，让中国制造变成中国设计。

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