变频器的工业设计与创新1 引言首先引用一段德国总理格哈德.施罗德的话，并由此开始下面讨论:如果德国要在21世纪的全球化中争取更多机会，创造与革新的乐趣是必不可少的。

新的情况和条件创造了更现代化的，需要更多可能性的新工作。

工业设计越来越重要，技术的发展和完善并不会必然取得商业上的成功。

在这个有着多样化生活方式的时代，人们对生活的需求会更多，而未来的目标就是让这些生活方式有更大的空间和自由来获得体现。

产品设计代表着个性，造型和色彩是对生活的一种感受的表达，那些认可独特性并将之融入企业战略的人，必将是明天的胜利者。

今天的世界，知识在飞速增长，信息变得越来越珍贵，工业设计的价值日益突显，社会与技术的变化带来更多挑战的同时，也为设计提供了更大的空间。

今天的设计主要是让人们更容易使用越来越复杂的产品，让技术和信息更容易成为生活的一部分。

作为拥护与产品之间的桥梁设计成了这个社会的重要先锋。

这段话中我认为有两点是值得我们国内变频器企业和电气传动行业人员认真思索和积极实践的: (1) 工业设计(产品设计)的重要意义; (2)创造与革新。

2 工业设计(也称产品设计) 工业设计萌芽于18世纪60年代，到现在已经发展100多年了，它是现代科学技术与艺术有机结合的产物。

在市场经济时代，由于产品大批量生产，厂商众多，竞争激烈，市场由供不应求走向了供大于求的局面，企业开始认识到产品的生产和销售并不完全取决于技术的高低、生产能力的大小，还需要考虑来自消费者、市场及社会的各种因素。

在当今产品同质化日益严重的时代，通过产品设计提高产品和企业形象、突出个性和吸引消费者的注意成为非常有效的至胜法宝。

如近年三星电子公司由于重视产品设计和品牌建设，击败众多日本和欧美企业，一跃成为品牌价值仅次于索尼的世界电子企业。

国内变频器厂家众多(估计已有50个以上)，但规模和技术实力与西门子、ABB、富士、等国际大公司相差太远，据统计，国内变频器的市场占有率仅10％左右，年销售量多数在500万～2000万之间徘徊，销售量超过5000万的也只有屈指可数的3～4家。

目前国产变频器品牌，处于前几位的品牌实力比较接近，产品性能和功能也大同小易。

由于起步较晚，技术和研发实力弱，基本上是仿造甚至抄袭国外变频器的设计，不但功能和参数基本一致，甚至连外观和瑕疵也设计的一摸一样。

随着电机控制技术日趋成熟，一些国产变频器与国外同类产品相比，功能、性能和各项技术指标已无明显劣势。

但由于企业尚无产品设计方面的观念和认识，缺乏专业的产品设计师，致使开发出来的产品总存在许多这样或那样的缺陷和不足，如缺乏准确的产品定位、功能和性能组合不优化、不符合用户的使用习惯、外观丑陋、参数难设置，不容易安装、配线不方便、可维护性差、等等。

这样的局面，国内企业何时才能开发出与ABB的ACS800、安川G7和富士G11相媲美的产品呢? 目前交流调速技术的发展基本上表现为已有调速控制理论的应用和逐步完善。

矢量控制和直接转矩控制的思想分别在70年代和80年代就已提出，之后调速控制理论并无大的突破，各公司都把精力集中于矢量控制或直接转矩控制的低成本实现和解决产品的实际工程应用问题以及产品化问题。

虽然有些现代控制理论方法在调速控制系统中的应用，如状态观测器、卡尔曼滤波器、最优控制滑模变结构控制等。

这些理论目前还基本停留在研究和试验阶段，并无适用化产品问世，离商品化的普及应用还任重而道远。

许多大学如清华大学、浙江大学、上海大学等对矢量控制、DTC、无速度传感器控制等电机控制理论的研究已经比较深入和成熟了，国内的变频器厂家若与他们合作，开发出高性能的矢量控制甚至无速度传感器矢量控制的变频器也并无多大障碍，时间也不会很长。

变频器是一种工业产品，用户并不直接关心它采用了何种先进技术，他们购买它的实质是它的物质功能和精神功能，按功能支付相应的金额。

他们更关心它的价格是否能承受、功能是否实用，使用方便性等。

由于变频器功能和使用的复杂性，用户普遍反应操作使用困难，如何提高变频器的易用性、改善人机界面的友好度是摆在厂家面前的一个难题。

国内的变频器企业的产品都集中与低端市场，这里是价格战狼烟四起的战场，相信不少的企业家已经能够感觉到国产品已经逐渐丧失了成本方面的优势，据反映，一些日本品牌的变频器其售价已经低于国产产品了。

我们的企业家们必须要有危机意识，企业唯一的出路是长大、采用正确的方法不断的长大。

重视工业设计，引进产品设计师主持产品的设计和研发工作不失为一个非常有效的措施。

工程师与产品设计师的区别。

工程师(engineer)主要是解决产品设计中物与物之间的关系，如产品的性能指标、结构、各零件之间的配合、机器的工作效率、使用寿命等等。

工程师要解决的问题一般不与人发生直接的关系，是一种纯技术的工作。

工程师的作用在于向人们或产品提供可服务于生活和工作的技术和工艺。

一种产品或一项技术究竟以什么样的方式进入人们的生活空间，如何进入市场，如何才能让人们更好的使用，则主要由产品设计师来完成。

产品设计师(Product Designer 或industrial engineer)主要是解决产品设计中人与物、物与环境的关系。

如一个产品如何操作，怎样使用更方便，什么样的外观造型能够满足人们的生理和心理需要，如何节省原材料和保护生态环境等。

产品设计师在企业扮演了非常重要的角色，是他们赋予了产品的形象、美学价值、社会地位象征的特点，他们是把技术、生产最终与消费者联系起来的桥梁。

产品设计师追求的是人与产品、产品与环境的和谐与统一，它除了满足人们对物质功能的要求外，还要满足人们的审美情趣，产品设计师要利用市场学的观念，不断分析和研究市场和人们的消费观念，根据消费者的年龄、性别、收入、地位等因素，并将其细分成不同的目标市场，设计出针对性强的产品。

设计师是为大多数人服务的职业，他设计的产品最终要为社会公众所接受，他的工作成就也最终由用户来下结论。

因此他需要既了解市场，又要懂得工程知识，还要使自己的产品便于合理生产。

在信息时代，产品设计师已经全方位参与企业的新产品开发。

国际化的大企业都有自己的产品设计部门，如松下电器超过500人的工业设计部、飞利浦的全球设计中心。

有些企业通过委托独立的设计事务所来承担。

设计部已脱离技术部门而由公司高层直接领导，产品设计师不只是从事具体的产品开发，还与企业开发部一起从事客户调查，参与分析并制定新产品开发方案和发展计划。

我国的大多数企业其实质是工厂而不是企业，工厂的体制使他们重生产过程而不重视开发，也不重视营销和市场，更缺乏用户导向和工业设计的理念，生产出来的产品缺乏竞争力。

大部分企业没有产品设计组织和产品设计师，他们只是用工程师来代替产品设计师。

即便少数企业设有产品设计组织，也是将这一组织从属于技术部门之下，作些产品美化的工作，类似国外40～50年代的情况。

中国已经成为世界制造业的重要基地，并逐渐发展成为“世界工厂”，杨振宁博士认为:21世纪是工业设计的世纪，一个不重视工业设计的国家将成为明日的落伍者。

以工业设计提升“中国制造”的创新能力和整体水平迫在眉睫。

2工业设计的基本原理(1) 重视产品的外观造型设计在造型设计过程中，设计师要调动一切感官体验和心灵体验，把逻辑思维和形象思维创造性的结合，找到问题的本质，创造出新的产品形象。

外观造型要能长久保持魅力，质感佳，识别性高并与企业传统一致。

显然工程师需要培养自己的审美能力，了解大众的审美心理。

国内企业设计的变频器大多是一个毫无生气的方盒形状，质感粗糙，颜色单调且搭配不协调，带给用户的只能是低档和粗制滥造的形象。

相反国外的许多变频器如三菱的S500、西门子的MMV420等，外观设计的美轮美奂，他们漂亮的表面弧线、优美的字体、精良的细部设计，给人艺术品的感觉，产品给人高品质、高科技和尊贵的形象。

(2) 一切从用户的角度考虑问题，以系统工程的观念设计和评估产品站在客户的角度理解和分析问题，了解客户的需求，关注客户的利益，这些对把握产品设计的方向非常重要，客户花钱购买你的产品不是为了满足设计师的个人表现欲望，而是为了满足他们的使用利益。

产品设计好坏的评价标准也应以用户的评价为最高标准。

在产品设计过程中设计师应该把注意力从产品转向客户的利益，始终坚持“设计为人”的思想，为用户创造尽可能多的利益。

设计师要转变观念，把自己扮演成一个沟通者或协调者的角色，放弃一些个人最理想的想法，设计时兼顾生产者和用户的利益，既要综合考虑客户提出的产品所有方面的质量和价格，也要考虑生产者的技术、材料、成本、用户和商业等各种现实的限制。

企业往往强调一个方面的质量，而忽视了其他。

在确定了设计定位并经客户代表的认同之后，设计工作就完成了一大半。

产品设计是一项系统工程，产品设计包括多个要素:技术因素、功能因素、造型因素。

或技术因素、人为因素、市场环境因素、审美形态要素。

我们应按表1的要点对产品设计进行全面、综合和深层次的评估:(3) 关注产品的市场特征和个性，明确和了解企业相应的产品发展战略和营销策略产品设计师要有宏观的眼光、全局思维和对产品未来发展趋势的预测能力。

设计产品时要考虑产品形象、企业形象、产品个性以及产品市场定位。

产品设计必须有自己的个性(或独特性)，设计师应将个人和企业认可的独特性融入所设计的产品和企业战略中。

企业决定开发廉价型的变频器，我们应该从简化、保留用户必须用的功能，去掉不适用的花哨功能，节约材料，使用廉价通用元件等，对变频器的可靠性和安全性却一点也不能马虎，外观设计简洁(但不能丑陋和乏味)，去掉一切不必要的装饰部件。

森兰变频器公司经过广泛而细致的调查研究发现，大多数基础调速应用多采用简单开环控制，即可满足工程设计的要求，复杂的系统设计不但显得毫无用武之地，而且会耗费用户大量不必要的成本投资。

基于这一思想，SB20系列变频器原理设计被充分简化，使其在充分满足基础调速应用的前提下，明显降低了购置和使用成本。

与同类型产品繁琐的系统设定相比，SB20XI系列变频器的全部设定只需要40余个功能代码即可完成。

用户仅需要变频器前面板上的几个按键，即可方便、快捷的完成系统调试和设定，这对于产品快速投入运行，迅速产生经济效益，无疑具有重大的意义。

(4) 对产品设计师的要求:能够独当一面，具有优秀的表达能力和与人交往的技巧，良好的沟通能力，做一个真正的实践者。

设计师要与多个部门或团队中的人员，如市场调查员、模具和造型设计师、客户主管、设计主管、生产主管、测试人员等充分的沟通和交流，推动设计在各部门的接受和执行。

产品设计不是个人能胜任的，需要集思广益，成员要有团队合作精神。

如变频器设计师和市场人员交流可以更准确的了解用户的功能要求和关注点，和用服工程师交流可了解产品的维护和使用过程，发现一些可维护性、可操作性方面的问题。