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3城市车辆 对于汽车设计方案的创造和选 择，虽然没有一个统一的，可遵循 的方法，但是我们可以通过一些方 法来激发人们的创造力。人的创造 力是非常强的，但这种创造力往往 由于这样和那样的原因 （如社会、 教 育、 文化等等） 受到一定的束缚。 所 以我们利用系统的分析方法，以及 各种提示与暗示来激发和提高我们 的创造能力。 1 分析方法 所谓分析方法，是采用各种分 析手段，来把创造的思路引向特定 目标， 以帮助我们进行构思的方法。 这类方法很多，这里重点介绍以下 几种。 1. 1 形态分析法 形态分析法是由美国的兹维基 教授提出来的。其方法是首先寻找 出一个物品的特性或一个问题的维 数，然后把这些特性（或变量、参 数）进行排列，最后检测它们之间 的相互关系和可能的组合方式，以 便选择出解决问题的最佳方法。 假设人们需求一种新的交通工 具，经过分析把问题描述成如下形 式： 需要创造一种 “使用新的动力， 在新的传输介质中行进的新型交通 工具” 。 由对上述问题的分析， 我们 可以把它分成三个维度（三个参数 见表1） 。 “载人工具的类型” ，这可以使 我们联想到马车、椅子、滑杆、床 等等。 汽 车 设 计 的 创 新 方 法 马海峰黄妙华 内容提要：大量的新生汽车设计方案， 会对汽车工业的发展起到极大的推动作用。 而这些方案的 产生正是得益于设计创新方法的研究。 文章深入地介绍了汽车方案的设计的分析方法、 具体的方案创 造技法及设计中的创新思维。 关键词 ： 设计方法分析方法创新思维 “工具运行的介质” ，这是第二 个独立变量， 其可能性有 ： 空气、 水、 油、地面、铁轨、无摩擦表面等等 第三个变量是 “动力来源” ， 我 们可想出压缩空气、内燃机、电马 达、蒸汽、磁场、运动钢索、传输 带和原子能等等。 然后将这些设想列表，如下表 所示。在观察了下表后，我们根据 自己的经验激发出不同的构思。有 些设计倾向于机械装置，有些倾向 于更有超前性的设想。如果每个参 数有10个变量， 则总起来有1010 10=1000个可能的组合，这是一 个庞大的选择范围。 比如，把床垫和无摩擦表面与 压缩空气组合起来，就创造出气垫 船；把马车与铁轨和磁场的排斥力 结合起来就产生了悬浮列车。 实际上有许多方案，都是从似 乎可笑的想法中发展而来的。有时 对现有问题的解答，就在我们的面 前，形态分析可以提供给我们意识 到它们的线索。 1. 2 仿生法 仿生设计是研究自然界生物系 统的优异功能、形 态、结构、色彩等特 征，有选择地应用这 些特征原理，设计和 制造崭新的产品。 仿生设计就是 “师法自然” 的体现。 我们大致可将它分为 形态仿生、功能仿 生、视觉仿生和结构 仿生四个方面。 对于产品设计来 技术与研究 参数 1参数 2参数 3 工具类型运行介质动力源 马车空气压缩空气（气垫船） 椅子水内燃机 床油电机 地毯铁轨蒸汽机 管子滚动副吸引（磁场） 球无摩擦平面排斥（磁场） （磁悬浮列车） 火箭真空传送带 有翼飞行器磁场原子能 滑杆地热能 太阳能 表 1 新型交通工具的三个维度 （参数） 42 00 8 -10 3 5城市车辆 说， 矛盾的主要方面集中在形态仿 生和功能仿生两方面， 即设计者应 学会通过模拟自然物而达到创造新 形态、新功能的目的。比如，鸟类 的翅膀，最初的想法是产生升力， 比如飞机机翼， 但在汽车上就可以 反过来， 在汽车上安装前围侧围后 围， 通过改变气动布局改善高速时 的操控稳定性。 1. 3 类比法 类比法是美国创造学家哥顿提 出的。他在搜集了物理、机械、生 物、地质、化学和市场学等方面的 专家发明创造过程之后，进行了分 类编组和深入的研究。结果他发现 专家们在课题研究活动中，能够使 创造活动成功的一些特殊技巧，就 是把乍看起来没有关系的东西联系 起来进行类比。这就是他提出类比 法的基础。 应用这种方法，就是要把人们 在解决各种各样的问题时所作的假 设和解决办法，加以综合分类，以 便有效使用。 常用的类比法有直接类比和象 征类比。如图2所示： 1. 4 特性列举法 特性列举法， 就是通过抓住一 个产品或一个事物最基本元素的 特征（或称特性） ，从而寻找到改 进的目标，而引导出各种解决的 方法。 其步骤有二 ： （1）把产品或零部件， 或某一 过程所具有的特征全部列举出来。 其中包括功能和产品特征，以及尺 寸、形状、颜色、用途、结构等。 （2）然后，我们可以想象自己 就是产品自身，来描述作为产品的 感觉。比如：易坏的、灵活的、高 速的、难制造的、工作在严酷的环 境中的的等等。这样就可带给特性 改变的方向。如果信息不足时，这 种方法更为有用。 比如，我们用特性列举法作车 灯的改进， 设计一个更好的车灯， 是 这一方法的典型例证。 第一步，列出现有车灯的各种 特性 ： 圆形或椭圆形 质地为玻璃 固定的 灯丝受热到白炽状态发光 手工操作。 下一步，就要想象一种或多种 变化，来改进每一特性，使它能够 更好地满足需要。车灯的形状可以 改变柳叶形、不规则形或者向上向 后延伸为3d车灯 质地可以改变为 树脂或者塑料 车灯可以在白天隐 藏与发动机罩之下或者在转弯时按 照ecu的指令改变水平或者竖直 方向的照射范围 发光方式可以改 变为亮度更大的高压激活惰性气体 发光或者反应更快的二极管发光 车灯的受控方式改变为自动感应环 境光线，或者发出提示，由驾驶员 决定是否开灯。 当特性和设计变化十分充分的 时候，这种技术就会给出大量的产 品改进机会。 1. 5 风格吸收法 所谓风格吸收法是指；从大师 的作品中吸取设计元素，让产品设 计中融入文化风格，使其更具有精 神价值。 朗香教堂是二次世界大战以 后，勒柯布西耶设计的一件最引人 注意的作品，它代表了由于混凝土 技术大量运用而兴起的粗野主义风 格。 朗香教堂南面的墙被称之为 “光 墙” ， 上面留有一些不规则的空洞作 为窗户， 大小形状不一。 雷诺a l t i ca 与众不同的车窗的设计同朗香教堂 实属异曲同工。 a l t i ca的侧窗是由 一块大的玻璃和8 块小的玻璃碎片 组成，玻璃大大小小，排列没有什 么规律。这种玻璃（窗户）高高低 低，错落有致的布局方式和朗香教 堂的 “光墙” 有惊人的相似。“光墙” 的这种方式使教堂室内产生非常奇 特的光线效果，产生了一种宗教的 神秘感；而在a l t i ca上，它使车内 技术与研究 直接类比法 基本过程收集同某主题有类似之处的事物、 知识或技 巧，从中得到暗示或启发，进行自由联想， 提出解决问题的方法 实质通过抓住周围事物、自然界动植物的机理 等，来探索技术上的可能性 示例水路两用车： 有没有在水中路上都能行走的东西？ （自然 物） 龟龟在水陆行走的机理水陆两 用车（产品） （仿生法） 气垫船： （空气）喷气飞机喷漆船气垫船 （产品） （形态分析法） 图2 常用的类比方法 象征类比法 基本过程为了使一种技术上不完善的东西得到审美上 的满足， 从象征类比中得到启发，联想出一 种景象，进而提出办法 实质通过一些神话、传说中的神奇行为， 联想这 种行为在当代实现的可能性， 探索技术上的 原理 示例汽车钥匙遥控器 ： （神话）念咒语声音声波 声电信号转换原理传感器和集成电路 汽车钥匙遥控器（产品） 2 00 8- 10 3 6城市车辆 的光线斑斑驳驳，增加了后座乘客 的乘车趣味。 1. 6 抽象设计法 1. 6. 1 抽象的目的 简单的说，抽象的目的就是要 抓住设计问题的本质。设计思维最 根本的内容就是如何迅速地透过光 怪陆离的表面现象去抓住事物的本 质，赋予它正确的定义，并进行分 类综合、分析，然后再出色地创造 出与事物本质相符的形式和方式， 激发事物新的生命力。在方案设计 的初期，致力于了解设计任务的本 质问题，可以扩宽思路，求得最优 化的解。 抽象是确定设计任务的核心， 突出本质功能，以便让设计师从习 俗中解脱出来，为我们设计任务最 优解创造条件。我们还可以说，通 过抽象能高度概括所陈述的问题， 忽略次要的甚至是不必要的表面限 制束缚，让设计师在大视角范围内 求解。 例如：设计清洁汽车内部的机 器如果只按字面理解或习惯的想法， 就是设计一种使软质物体与车体摩 擦而达到除去污垢的的机器。但是 由于汽车内部形状复杂， 并且皮革、 仪表等电器元件是不是能擦拭的， 若仍沿着先前的方向走下去很容易 限制了设计思路，设计者也很难找 到最优解。但如果把设计任务理解 为：一种清洁汽车的装置。这就为 设计思路敞开了许多大门。因为汽 车内部的清洁主要在去除车内异味 方面，在抽象任务后，我们可以改 变设计初衷，用化学方法、物理方 法等多种方法去掉餐具上的污垢， 比如臭氧。设计出车用臭氧消毒杀 菌机。这里的设计也就是针对“洗 车” 的方式的设计， 方式改变了， 设 计的产品也必然会以一种不同于以 往的全新的形象出现， 小型便携， 方 便使用。 1. 6. 2 抽象的方法 抽象就是对设计任务的再认 识，运用抽象法要把每一阶段抽象 的结果写出来。因此抽象方法要抓 住两点 ： （1）陈述问题要高度概括，尽 量不提及表面限制与次要问题。 （2）以要求为基础，对设计任 务的功能进行多次陈述，且一次比 一次更抽象。 下面举例说明抽象方法：为高 速公路设计扫雪车。 第一次：高速公路扫雪车 ； 第二次：高速公路扫雪装置； 第三次：快速、大面积扫雪装 置 ； 第四次：快速、连续消除大面 积路面的积雪。 经过最后一次抽象，我们看到 对这个设计的理解已不仅仅停留在 “扫雪”和 “车” 上了。在抽象的过 程中，设计师可以天马行空无拘无 束。 2 方案创造技法 所谓方案创造的技法，也就是 通过某种提示或引导，例如修改先 前的设计方案，借鉴其他领域的设 计思想，启发创造的思维或联想的 途径的方法与技术。 通过这种方法， 我们可以把自己的思路集中到某一 个特定的路径上， 以便集中精力， 实 现“综合”现有方案解决问题的目 的。现分别叙述如下。 2. 1 移植 所谓移植，是指把现有技术应 用到另外一个产品中去，或由一个 东西引伸出其它的东西等。 所谓 “它 山之石，可以攻玉” ，运用移植法， 可以促进事物间的渗透、交叉、综 合。这时我们可以提问：它像其它 的什么东西吗？它是否暗示了其它 的设想？我们可以从那个设计中借 鉴什么东西？ 比如说从航空领域到汽车领域 的移植：将飞机的涡轮增压器移植 到汽车上，通过增加发动机进气密 度使发动机在原有结构不变、排量 不变的情况下极大的提高输出功率 和扭矩；电子导航 （g ps） 和车际通 讯借鉴了航空通讯， 飞机与飞机、 飞 机和地面塔台的通讯模式（区别仅 在于汽车没有给卫星反馈） ；saab a er o x -concept 概念车移植战斗机 座舱式全透明环形顶盖完全取代传 统车门和a 柱， 为驾乘者提供了180 度的宽阔视角，“涡轮叶片” 式车轮 便于冷却制动系统并改变高速时车 身下气流流向，增大下压力。航海 领域的泊来品 ：潜水汽车sq uba。 它 在车尾部搭载3个电动引擎， 一个用 于陆地行驶，另外两个则专门为水 下行驶提供动力。 在水中行进时， 车 尾的左右2个螺旋桨推进器和2个在 前部的强大喷气式推进器将让 s quba 在水中有足够的动力前进。 至于潜水的动力来源与车头潜浮方 向控制，则由叶子板两侧的弯管状 水中推进器负责。 2. 2 改变 所谓改变， 就是跳出传统汽车 设计思维模式和对于汽车的固有 认识，改变汽车的形状、 色彩、运 动， 甚至定义。 汽车一定要被归类 为两厢或者三厢么？可不可以没 有车门呢？我们一定要坐姿驾驶 么？这些问题也许会产生许多新 的方案。 马自达 “流雅” 的设计， 从自然 技术与研究 2 00 8 -10 3城市车辆 界物质的运动中得到灵感，把现实 生活中捕捉到的运动、能量和灵动 轻盈，演绎成车身上各种曼妙的线 条和形态语言，强劲有力却又自然 流畅，挑衅十足同时无比吸引，改 变了传统汽车给人们“方盒子”的 形象；而丰田的i -s w i ng的设计叫 人几乎认不出这是汽车了，甚至可 以说是完全颠覆了“汽车”这一概 念 ： 只有3个轮子， 采取了类似seg- w ay单人驾驶器行进的方式，用陀 螺仪来保持平衡。具有可根据不同 的行车状况自由控制的驾驶方式， 比如拥挤处，就可以树立起来靠两 轮的行走，而拐弯如同自行车般简 单灵活，车身材质运用具有弹性的 氨基钾酸酯，让驾驶有彷佛穿上柔 软衣服般的乘坐触感；奔驰sm art 为两人座微型汽车， 车长只有2. 5公 尺。 最为奇特的是它可以变换车身， 有多种彩色车壳可供车主选择；鸥 翼式车门和剪刀门（不同之处在于 鸥翼式车门的铰链在门的上部，剪 刀式车门的铰链在门的前部）的设 计使跑车看起来更加的桀骜不驯， 而奥迪rsq的“反剪刀”式车门更 是标新立异。 2. 3 放大 我们可以把现有车型加高、加 长、加宽，这都是产生新方案的途 径。高度能不能增加？长度能不能 加倍？外形整体能不能更夸张？外 形的某一局部能不能更夸张？ 高度的增加使得汽车看起来更 加短小，风格也更接近于“可爱” ， 设计目标人群定义为年轻女性会产 生很好的效果。但是如果改用大直 径轮辋超宽断面轮胎又会给人“小 而精悍” 的印象， 比如二代sm art； 加宽的车身设计使车看起来非常适 合攻弯，有高性能跑车的味道。夸 张外形的某一局部也会收到不错的 效果，比如甲壳虫那巨大的前后轮 罩，两侧的前轮罩甚至融合在了一 起，而城市漫步者向前突出的引擎 盖和肋排形状的格栅似乎粗犷到卡 车的程度，绝不仅仅是克莱斯勒所 宣传的“复古” 。 2. 4 缩小 相对于放大，同样可以反过来 考虑： 能否使汽车变得更轻、 更短、 更矮、更小？或者省去某些东西或 者把一个大的汽车进行分解等等。 这也是对方案加以改变行之有效的 方法。 如上面提到的奔驰sm art ，经 济性好和低排放以不再是主要的卖 点，而由于独树一帜的想法和给人 们带来的全新的生活方式才是它逐 渐走向成功的关键。铃木的这款灵 活性极强的概念车称为pi xy+ssc （pix是铃木的低速，三轮，单人小 车的名字） 。 两辆pi x 能够同时装进 ssc（suzukishari ng coach）中， ssc是六边形的类似城市轻轨或者 机场摆渡车的汽车。一旦装下两辆 pi xy，ssc就可以作为一辆摆渡 车，将两辆pix y一起送到目的地。 pi xy的操作者可以成为 ssc的驾 驶员， ssc四角和侧面有类似灯的 红白显示，红色那头代表车尾，白 色那头代表车头， 位于车头的pix y 操作员可以驾驶s sc。由设计师 m arc k i rs ch设计的大众概念车后 备箱采用了分体式设计，可以拆卸 下来作为一款旅行箱使用。 2. 5 替代 能否有其它的构造、材料、结 构、能源等对现有的汽车进行替 换？某些部件或系统能不能由其他 功能相同或相近的部件或系统来代 替？ 具体来说，比如车身材料用铝 合金或碳素纤维代替传统的钢板； 用球形车轮奥迪rsq虽然离现 实还有些距离，但不能说不是一个 很优秀的想法代替环形车轮； 氢燃料代替石油燃料，如 b mw hydr ogen 7 ；电池部分（混合动 力如丰田pri us）或全部 （纯电动汽 车沃尔沃c30 recharge）代替内 燃机；涡轮或涡扇发动机代替内燃 机。 2. 6 拼合 所谓拼合， 就是把不同的单元， 不同的功能，不同的结构组合在一 起，而产生新的设计。 譬如，将厨房浴室都搬上车就 会出现一辆房车使“不离开家去旅 行”成为可能。还有前面说到的 squab潜水汽车， 大胆的飞行汽车， 都是将其他单元（住宅、飞机、潜 水艇）的功能拼合到汽车上创造新 的设计方案。 2. 7 剔除 由于某种新技术、新材料或新 结构的采用， 有些零部件可以剔除 ： 有些不必要功能也可以剔除。从这 个角度讲，它更加有效的利用了局 部功能。 比如在机场运送人员的两轮驾 驶器省去了绝大部分的操控部分只 有一个把手控制前后。使用者站在 两轮之间的底盘上， 手扶操纵杆， 只 需站在上面就能前进。segway 的 “动态稳定” 技术， 使操纵者只需依 靠身体重心的变化就能控制机器， 身体前倾，se gway 前进；后仰， segw ay向后；向左或向右转动操纵 手柄，segw ay就转弯；身体直立， segw ay 停下来。 2. 8 不对称 不对称设计，顾名思义，就是 汽车的左右两侧并非是互为镜像的， 而是为实现某一目的而有意采取相 异的设计。 丰田sci ont 2b的车门设计就是 典型的非对称设计。一边是采用传 统单门式设计， 另一边， 则是无b柱 的对开式， 这种不对称的设计风格， 这一设计并不是单纯的为了标新立 异，而是基于对驾驶员和乘员使用 技术与研究 72 00 8-10 3城市车辆 舒适性的考虑。 而日产的bevel 概念车更是彻 底贯彻了这一原则，整个车身设 计处处传达了不对称的设计理念。 首先是左右两个侧面的不对称设 计， 车门的设计基本和丰田sci on t 2b相同， 但车顶和天窗与左右两 侧的车门相对应，同为不对称设 计， 此外发动机罩、 前进气格栅标 牌处、车尾部等处也摒弃了对称 的方案。 雷诺zoe 则是把不对称的文章 做再了内饰方面。 仅副架席后面配 备有座席，驾驶席后面为行李舱。 副驾席车门采用滑动打开的独特构 造，为了便于上下车，采用开闭右 车门时玻璃车顶随之自动开闭的设 计。 2. 9 变形 变形，就是在使用过程中汽车 或者汽车的某一局部形态可以由于 某一功能的出现而发生改变。 日产pi vo的驾驶室能够360 旋转， 消除了倒车的麻烦 ； pi vo2不 仅继承了pi vo1的360旋转的圆形 车舱， 而且配有可以旋转90横向 行驶的车轮， 这样车辆不必调头， 就 能朝任何方向行驶，而驾驶者通过 调整车舱方向，就能始终保持“前 进”状态。ri ndspeed的pr est o可 以在短短的几秒内， 由不到3m的双 座车， 伸长成3. 7m的四座车。 变化 来自于车底中间的电动马达，转动 两根金属螺杆，推出固定于后底盘 的低摩擦力精密套筒，把后车身像 抽屉般轻巧的推出来。虽然车身长 度可变，但车身扭曲刚性却是绝对 够的，而且还有卡榫设计，将车长 固定， 以避免车长在行驶中变化。 由 武汉理工大学的曾智聪在米其林国 际汽车设计大赛上的参赛作品 n em o ，拥有一个可以收起的货箱， 货箱收起时它可以作为一个代步工 具， 货箱放下时变成一个小货车， 可 以载一些稍重的货物。 3 汽车设计的创新性思维 创新，就要突破中庸的传统设 计思想，突出个性就意味着在汽车 产品设计中要有针对性，不能面面 俱到、千篇一律，而要敢于打破传 统、挑战常规。我们很长一段时间 都很保守，设计出来的汽车既要有 较好的空气动力性，又要符合人体 工程学，这样最终的结果是街上到 处跑的都是流线型或子弹头型的缺 乏个性魅力的汽车。 3. 1 针对性设计 市场细分，是当今世界汽车业 的一个新趋势。各国汽车厂家针对 特定的人群，开发迎合他们特殊需 求爱好的车型， 真可谓绞尽脑汁。 沃 尔沃公司在车展上推出的新车型 ycc备受关注，这款新车完全由女 性开发设计， 通过她们独特的视角， 开发出充分考虑女性需要的汽车， 例如专门设有放手提包的地方，座 椅椅罩可以更换。所以针对不同的 人群，不同的购买阶层而量身设计 的理念将在以后的汽车设计中占据 很重要的位置。 3. 2 简单唯美的设计 当今天众多的汽车设计师为追 求时尚的车身线条和低风阻而费尽 心机地利用计算机辅助设计、三维 模拟技术、风洞试验等各种高科技 手段苦苦奋斗时，车坛中却出现了 另类的设计理念简单惟美。它 打破了当代关于汽车的理性和美学 的认识，一反当今汽车配置越来越 复杂的潮流，大胆舍弃所有被认为 是“累赘”的东西，只保留作为行 驶机器所必须具备的最基本的部分， 追求简单到极致。莲花的exi ge s 是典型的简约风格代表， 纯机械、 小 引擎、 轻车身， 追求的是人车合一。 舒适性被压缩到极致甚至连进入汽 车都是一项任务，没有任何动力辅 助和电子系统的过滤，一切路面信 息直接传给方向盘和座椅，给人带 来最原始的赛车机械感。 3. 3 标新立异的设计 所谓标新立异就是打破传统， 挑战常规，把车型设计的“垂直于 主流” 。凯迪拉克cts，轮廓鲜明， 车身线条锋利，豪迈大胆，配以划 时代直立式头灯，打破了当前主流 豪华车圆润的设计格调，带来前所 未有的视觉冲击，一面世即成万众 焦点。 3. 4 多种选择的设计 个性化设计理念也可以体现在 “多种选择设计” 上， 它是指汽车配 置的众多设备可根据车主的个人爱 好进行选择。 例如： 从外观到内饰， 车子的一切都是可变的。前脸可以 装圆灯或方灯 ； 车顶可以选用硬顶、 软顶、 带天窗或布袋天窗 ；仪表板、 座椅、车门衬里也有多种选择，甚 至连车身外装饰板也能随意更换等 等。菲亚特为新pant o 系列车型准 备了23种不同配置， 买主可以实现 多种选择 ： 3门或5门两种车身形式、 5种发动机、5速或6速共4种速比 的手动变速器、 6速或7速两种手动 自动变速器、 6种装备级别以及l 5 种车身颜色，如此之多的选择可满 足顾客个性化的需求。 4 结束语 未来汽车的总体技术水平会更 加趋近， 要从众多的对手中脱颖而 出，单单凭借可靠的质量是不够 的，一定要有与众不同的设计，个 性鲜明的方案才能赢得主动。 设计 的强化， 将对我国汽车产业的发展 起到极大的推进作用。 而创新的设 计方法正是强化设计的直接手段， 相对于文化对于设计的影响， 这一 体系理论的完备和外延将从“硬” 的方面大量催生出新的设计和设计 理念。 技术与研究 82 00 8 -10 urbanvehicles no.102008 application of full loading technology in ikarus exported buses . (29) overseas service team grouped by zhongda vehicle, in a bid to cultivate international market . (33) technologies and research innovative approaches in vehicle design. (34) su mma ry : this paper briefs the co ncept, characteristics and current situations of full loading technology. it discusses the application of this technology in the expor ted ikarus bu ses in terms of technological procedure, practical issues, as well as counter-measures. ke y word s: bus, full loadin g techn ology, ikarus, applications research on the intelligent controller in public transportation .(39) control ofautomotiveoverall objectives by typical profile release . (42) ac cessories vehicle ceramic technologies established a new frontier for fuel economy and emission. (45) green complex and respo