工业网络安全策略(精选8篇)
随着新一年的到来,发电厂和大型电力企业对网络安全的重视程度也迈上了一个新的台阶。NERC CIP(北美电力保障组织,关键基础设施保护)条例的生效意味着电力供应和输配电部门必须采取明确的安全防范措施,以确保持续供电。一旦有人违反了条例中的要求,就会被处以巨额罚款。
而许多行业外人士也正在密切关注电力行业的动态。他们期望自己的行业中也能够出现类似的法规,而且是越早越好。在过去的一、两年中,工业网络安全经历了迅猛的发展。大约一年前,美国中央情报局(CIA)的一份报告中记录了这样一起事件:一项勒索行动中,一部放置在海外的设备被网络黑客成功破坏。严重黑客攻击(如图所示)的性质,已经从单纯的娱乐,扩展到了犯罪、恐怖主义、甚至国家赞助的间谍活动。我们必须采取适当而有力的防御措施来应对黑客攻击行为的不断升级。
NERC CIP条例自2002年颁布以来,经常有人将其执行效果与那部在执行上充满混乱的Sarbanes-Oxley(SOX)法案相比较。艾默生电力和水力部门的SCADA及安全业务发展经理Eric Casteel承认,两者在执行效果上有相似之处。他说:“SOX法案颁布之后,相关的指导很少而且对该法案的理解差异很大。NERC CIP标准颁布之后,情况也是如此。有些客户正在走高质量线路,并希望采取最佳做法,以求在审查中获得‘A’。而有些客户则只想拿一个‘C’了事。更有些工厂的相关人员还会以‘我们不属于关键资产’为理由进行搪塞。如果他们的工厂没有停电启动设施,同时也不是重要的兆瓦级发电站,那么他们就可能以此作为理由。但是从整体来看,一组电网的整体安全性仅等同于其中最薄弱部分的安全性。在这种情况下,标准条例监管机构会对这些企业下达强制命令:每个发电、传输和配送部门,不论是否属于关键资产部门,都必须履行这些条例。”
黑客能够以各种手段和动机闯入你的系统。他们的特征具有普遍性,但也有特别之处。
要抵御业余爱好者的入侵并不困难,但是若想抵御训练有素和有目的的恐怖、犯罪分子入侵就全然不是那么回事了。
从何入手?
如果你是从事电力或其他行业工作的,那么你应该如何在你的DCS(集散控制系统)、SCADA(监控与数据采集系统)、或其它工业控制网络中实施基本的网络安全措施呢?通常在一个项目开始之前,应该首先对当前的情况进行一次评估,尤其要对网络中的所有设备做一次清查。你需要弄清楚设备是怎样连接的,以及设备上运行着何种软件。如果你希望找出黑客从外部进入系统的方式并建立起适当的屏障,那么这就是你要做的第一件事。
“用户对他们系统的实际架构和连接方式的认识往往非常肤浅,”西门子能源与自动化集团过程自动化系统市场营销经理Todd Stauffer说道,“很多设备通过直接或间接的方式连接到控制网络中,而生产过程负责人几乎无法控制它们。因此,相关人员首先要做的事情之一,就是确认系统的实际架构。应该说,实际架构很可能与他们想象中的大相径庭。可以肯定的是,相关人员在确认系统架构的过程中几乎总会发现意想不到的连接。”
艾默生过程管理的数据管理解决方案高级顾问David Rehbein,在Microsoft任职期间,从事了很多年网络评估工作。他也认为进行评估是关键的第一步。“在系统清查过程中,你可以发觉网络上的每个IP地址,一些IP地址往往是在无人知晓的情况下悄然出现的。有些人连进网络、在上面放了点东西,却忘了告诉管理员(IT)。于是,你的系统上就有了一个非法客户端或服务器。如果你对它的存在一无所知,那么你就无法知道它是否打了正确的安全补丁。你更无法知道它是否安全,有没有运行查毒软件。
了解你的连接
独立的控制系统很容易保护,但这样的系统已经很少存在了。如果管理员要了解工厂当前的情况,那么他获取信息的最简单方法就是查看控制系统。这样的话,控制系统就要连接到公司的网络中,而公司网络毫无疑问是连接互联网的。如果这类连接没有得到很好的保护,那么就可能成为了一个主要的突破口。控制系统与公司网络结合得越全面,潜在的突破口就越多。这就是所谓的攻击面积。
Rehbein回顾了一个他在微软工作时参与的项目:“我们一天就完成了第一次评估,因为那是一个非常简单的连接。他们没有把工厂网络连接到其他地方,能够进入该网络的唯一方式是进到建筑内部。与这种情况形成鲜明对比的是:有些人希望和客户或是位于瑞士的公司IT部门分享项目清单或者目前的生产水平。这就需要直接的互联网连接,这也为其他任何人进入你的系统打开了方便之门。
出于商业目的的连接会可能会招来更多潜在的攻击,这给操作人员和控制系统带来了更多的压力。霍尼韦尔过程解决方案开放系统服务的全球项目经理Shawn Gold担心各企业正在失去自行处理问题的能力。日益依赖外部支持就意味着增加突破口。“任何与外部世界的连接都是有风险的,”他警告说,“但是为了获得有帮助的服务和资源,你又必须连接到外部,这在当今的经济环境下更是如此。你可能已经记录了所有的连接,这是一件好事。但也会有潜在的未被记录的连接,或为应对紧急情况而特设的连接,可能造成安全风险。因此你必须知道在紧急情况下该做些什么,以及在遇到困难时,如何保护自己。”
监控软件
除了连接之外,你还需要知道网络上有什么软件。这一点至关重要的,主要的原因有两个:一些软件存在可以被黑客利用的漏洞;编写不良的程序可能会引起内部问题。
“每次增加软件的同时,你也增加了被攻击范围。” 霍尼韦尔过程解决方案的全球安全架构师Kevin Staggs建议道,“你安装的一些不必要的软件可能会与其他一些必要的控制软件形成冲突,导致系统失灵。有些故障甚至是你无法看到的。有时候,软件在编写时的错误会造成内存溢出。我们发现一个反病毒系统补丁里有内存溢出,而运行该程序的控制系统在出现内存不足前大约能运行35天。到那时候,系统就会出现严重的减速或者显示警告,而操作人员会不知所措。”
Staggs补充说,这些有问题的程序可以产生和黑客引入的恶意软件同样的后果。如果软件没有被你的控制系统供应商完全核实,那么就可能导致隐性冲突。他建议:“你应该遵循一个非常良好的变化执行过程。在你执行一个变化之前,务必先检查其基本的性能;在执行
变化之后,立刻再检查一次,并观察一段时间。如果你严谨到这种程度,应该就能够侦测到任何可能发生的问题。”
当你了解了自己网络的情况之后,如果出现了问题,你就会知道是否需要处理它了。西门子的Stauffer提到,白帽(white hat)组织发布了他们在公用软件平台上发现的漏洞,敦促供应商修正它们,并警告说:“他们没有意识到,他们的这一举动是在为系统添乱,当传统系统的漏洞被公布在互联网上供所有人浏览的时候,相关人员不得不去做那些他们原先不准备做的事情。这足以告诉黑客,对于一个给定的系统应该从何着手实施攻击。你还打算通过隐藏漏洞以保证安全吗?忘了它吧。你的系统弱点早已经被公布在网上了。”
咨询你的供应商
你可以采取的一个最简单方法,就是向最初为你打造系统的供应商进行咨询。大多数公司会提供指导、案例研究、最佳做法以及根据积累的经验得出的其他意见。
网络安全还包含了许多方面,但在此处讨论并不合适。人事政策,外部管理收购,实体安全,纵深防御等等,都会对网络安全策略产生影响。许多组织和公司为工业系统提供了网络安全资源。如果你希望对此作深入研究,那么最好看一下这篇文章的边栏。你应该始终牢记,没有解决一切的答案,也没有绝对的安全。你能够指望的最好情况是你的保护等级强于攻击者的攻击力度。
你的网络安全实施资源
我们需要利用多种资源,或者说通过适当的纵深防御控制来“保障”过程控制系统的安全。譬如获取管理支持,进行评估,确定风险因素,选择修复方案,在获取管理支持后对适当的技术、程序和安全意识作高效整合并开展培训计划。总之,请千万记得获取管理支持。
网络安全的学习方式是多种多样的,要根据具体的过程而定。但是,最佳出发点无疑是先回顾并深入理解以下内容:
1.NERC CIP(北美电力保障组织,关键基础设施保护)条例:这套重要的网络安全标准对大型电力系统组织有着深远的影响。它还牵扯到其他涉及过程控制的领域,如航空、铁路、废水处理、天然气、炼油、化工和制造业。因为这些领域在国际上也被公认是关键的基础设施。NERC CIP是第一部具有制裁力的网络安全标准。不符合该标准的情况一经发现,可能被处以高达每天100万美元的罚款。由于该标准被界定为一套大型关键基础设施保护标准,其他用到SCADA和DCS的领域也正在对它进行审核。NERC CIP标准可在获得。该标准需要结合具体的情况解释执行,遵守标准的方式不止一种。
2.美国爱达荷国家实验室的国家SCADA系统试验平台和DHS控制系统安全计划:这项计划提供了许多关于安全意识、安全评估和安全架构方面的细节。它涉及的范围非常广泛,其中,我们特别推荐的一项是控制系统的网络安全获取语言,相应链接为:/isasp99。
5.传统的IT解决方案,譬如信息及相关技术的控制目标(CObIT),ISO 27005和ISO 17799标准:许多现有的IT控制和安全框架能够在工业控制系统环境内提供基本的操作。传统IT业务系统和过程控制系统的连接往往要考虑到效率和成本控制。因此,最好的做法是对特定的IT和过程控制系统进行优势互补。关键问题是如何划定连接系统与独立操作系统之间的界限?寻找这一答案对相关组织和行业来说无疑是个挑战,却有着特别的意义。;。
许多组织为SCADA系统特别制定了标准,包括:ISA,ISO,IEC,API,AGA,ChemITC,DHS CSSP,PCSF,CIGRE,NSTB,IEEE,EPRI,I3P,NERC和NIST。Control Engineering将继续通过其网络安全博客,以实践和应用的方式解读这些标准,从而为解决所有基础设施普遍面临的安全挑战助一臂之力。
纵深防御的一个关键参考
由David Kuipers和Mark Fabro撰写的 《控制系统的网络安全:纵深防御策略》(2006年5月)一文被看作是工业网络安全方面的经典之作。Fabro是Lofty Perch总裁兼首席安全科学家,并曾经与美国DHS和INL(爱达荷国家实验室)开展过广泛的合作。关于撰写这篇报告,他这样说道:
“随着DHS的控制系统安全计划(CSSP)在私营部门密切开展,其中一个主要的想法是探讨如何在以前独立的大型系统内建立有效的网络安全。考虑到其中一些‘专用’技术的‘年龄’和操作上的差别,我们无法用当代的网络安全解决方案对它们进行合并。这些资产所有者和经营者已经告诉我们,诸如IDS(入侵检测系统)和防火墙之类的措施在起到积极效果的同时,又不会对操作造成任何影响。资产所有者需要一种平衡的安全策略,既不会打乱他们的系统,又能够减少网络风险。”
“两化”融合的推进和以太网技术在工业控制系统中的大量应用,引发的病毒和木马对工业控制系统的攻击事件频发,直接影响公共基础设施的安全,其造成的损失可能非常巨大,甚至不可估量。而在工业控制系统中,工控网络管理和维护存在着特殊性,不同设备厂家使用不同的通信协议/规约,不同的行业对系统网络层次设计要求也各不相同,直接导致商用IT网络的安全技术无法适应工业控制系统。
2 国内工控安全现状
2.1 信息化建设的趋势
过去10年间,世界范围内的过程控制系统(DCS/PLC/PCS/RTU等)及SCADA系统广泛采用信息技术,Windows、Ethernet、现场总线技术、OPC等技术的应用使工业设备接口越来越开放,企业信息化让控制系统及SCADA系统等不再与外界隔离。但是,越来越多的案例表明,来自商业网络、因特网、移动U盘、维修人员笔记本电脑接入以及其它因素导致的网络安全问题正逐渐在控制系统及SCADA系统中扩散,直接影响了工业稳定生产及人身安全,对基础设备造成破坏。
2.2 以太网及协议的普及
目前,市场上具有以太网接口和TCP/IP协议的工控设备很多。以太网技术的高速发展及它的80%的市场占有率和现场总线的明显缺陷,促使工控领域的各大厂商纷纷研发出适合自己工控产品且兼容性强的工业以太网。其中,应用较为广泛的工业以太网之一是德国西门子公司研发的PROFINET工业以太网。
施耐德电气公司推出了一系列完整、以TCP/IP以太网为基础、对用户高度友好的服务,专门用于工业控制领域。自1979年以来,Modbus就已成为工业领域串行链路协议方面的事实标准。它已经在数以百万计的自动化设备中作为通信协议得到了应用。Modbus已经得到了国际标准IEC 61158的认可,同时也成为了“中国国家标准”。通过Modbus消息可以在TCP/IP以太网和互联网上交换自动化数据,以及其它各种应用(文件交换、网页、电子邮件等等)。
如今,在同一个网络上,无需任何接口就可以有机地融合信息技术与自动化已成为现实。
2.3 国产化程度
随着工业控制系统、网络、协议的不断发展和升级,不同厂商对于以太网技术也在加速推广,而国内80%以上的控制系统由国外品牌和厂商所占据,核心的技术和元件均掌握在他人手里,这给国内的工业网络安全形势,造成了极大的威胁和隐患。
目前,在国内工控领域应用比较多的是通用网闸产品和工业安全隔离网关产品,用于工控企业控制网和办公网的物理隔离和边界防护。由于国内重要控制系统有超过80%的系统都使用的是国外产品和技术,这些技术和产品的漏洞不可控,将给控制系统留下巨大的安全隐患。而国内通用IT网络与工业控制网络存在巨大差异,通用IT的安全解决方案无法真正满足工控领域的需求,工业控制系统的安全威胁,一触即发。
2.4 软、硬件的漏洞
国家信息安全漏洞共享平台(China National Vulnerability Database,简称CNVD),在2011年CNVD收录了100余个对我国影响广泛的工业控制系统软件安全漏洞,较2010年大幅增长近10倍,涉及西门子、北京三维力控和北京亚控等国内外知名工业控制系统制造商的产品。相关企业虽然积极配合CNCERT处理了安全漏洞,但这些漏洞可能被黑客或恶意软件利用。
由于早期的工业控制都是相对独立的网络环境,在产品设计和网络部署时,只考虑了功能性和稳定性,对安全没有考虑。经过测试,很多支持以太网的控制器都存在比较严重的漏洞和安全隐患。
2.5 病毒攻击的发展
国外典型工业控制系统入侵事件。
*2007年,攻击者入侵加拿大的一个水利SCADA控制系统,通过安装恶意软件破坏了用于取水调度的控制计算机。
*2008年,攻击者入侵波兰某城市的地铁系统,通过电视遥控器改变轨道扳道器,导致4节车厢脱轨。
*2010年,“网络超级武器”Stuxnet病毒通过针对性的入侵ICS系统,严重威胁到伊朗布什尔核电站核反应堆的安全运营。
*2011年,黑客通过入侵数据采集与监控系统SCADA,使得美国伊利诺伊州城市供水系统的供水泵遭到破坏。
*2011年,Stuxnet变种Duqu,有关“Duqu”病毒的消息是在10月出现的。“Duqu”病毒似乎专为收集数据而来,其目的是使未来发动网络袭击变得更加容易。这种新病毒的目的不是破坏工业控制系统,而是获得远距离的进入能力。
*2012年,肆虐中东的计算机病毒“火焰”日前现身美国网络空间,甚至攻破了微软公司的安全系统。
3 工控安全与通用IT安全的区别
3.1 协议区别
比如OPC,因为其基于DCOM技术,在进行数据通讯时,为了响应请求,操作系统就会为开放从1024到5000动态端口使用,所以IT部门在使用普通商用防火墙时根本没有任何意义。对于一般防火墙更无法进行剖析,而使OPC客户端可以轻易对OPC服务器数据项进行读写,一旦黑客对客户端电脑取得控制权,控制系统就面临很大风险。
黑客可以很轻松的获得系统所开放的端口,获取/伪装管理员身份,对系统进行恶意破坏,影响企业的正常生产运营。
3.2 成本及影响对照(如图1所示)
4 工控安全防御方法建议
4.1 白名单机制
白名单主动防御技术是通过提前计划好的协议规则来限制网络数据的交换,在控制网到信息网之间进行动态行为判断。通过对约定协议的特征分析和端口限制的方法,从根源上节制未知恶意软件的运行和传播。
“白名单”安全机制是一种安全管理规范,不仅应用于防火墙软件的设置规则,也是在实际管理中要遵循的原则,例如在对设备和计算机进行实际操作时,需要使用指定的笔记本、U盘等,管理人员只信任可识别的身份,未经授权的行为将被拒绝。
4.2 物理隔离
网络物理隔离类技术诞生较早,最初是用来解决涉密网络与非涉密网络之间的安全数据交换问题。后来,网络物理隔离由于其高安全性,开始被广泛应用于政府、军队、电力、铁道、金融、银行、证券、保险、税务、海关、民航、社保等多个行业部门,其主要功能支持:文件数据交换、http访问、www服务、ftp访问、收发电子邮件、关系数据库同步以及TCP/UDP定制等。
在工业控制领域,网络物理隔离也开始得到应用和推广。通常采用“2+1”的三模块架构,内置双主机系统,隔离单元通过总线技术建立安全通道以安全地实现快速数据交换。网络物理隔离提供的应用专门针对控制网络的安全防护,因此它只提供控制网络常用通信功能如OPC、Modbus等,而不提供通用互联网功能,因此更适合于控制网络与办公网络,以及控制网络各独立子系统之间的隔离。其主要特点有几种:
*独立的运算单元和存储单元,各自运行独立的操作系统和应用系统;
*安全隔离区采用私有加密的数据交互技术,数据交换不依靠TCP/IP协议;
*工业通信协议,OPC/MODBUS/60870-5-104/等;
*与信息层上传数据时,可实现断线缓存、续传;
*实时数据交换,延时时间小于1ms;
*访问控制;
*身份认证;
*安全审计与日志管理。
4.3 工业协议深度解析
商用防火墙是根据办公网络安全要求设计的一种防火墙,它可以对办公网络中传输使用的大部分通用网络协议(如http、ftp等)进行完全包过滤,能给办公网络提供有效的保护。但是,对于工业网络上使用的工业通信协议(如Modbus、OPC等应用层协议)的网络包,商用防火墙只能做网络层和传输层的浅层包过滤,它无法对网络包中应用层数据进行深层检查,因此,商用防火墙有一定的局限性,无法满足工业网络的要求。因此,自动化行业内迫切需要一款专用于工业网络的工业防火墙,可以针对工业通信协议进行有效的过滤检查,以保证工业控制系统的运行安全。
4.4 漏洞扫描
工信部在发布“451”号文以后,开展了全国各地的工控系统安全调研活动,对文中所涉及到的各行业发放了调查问卷。在实际工作中,我们了解到,各地工信部、委和央企信息中心在落实工作的过程中,缺少对工控系统的了解和培训,不敢轻易对工控系统进行调查、检测等操作。因此针对工控领域的第三方的权限设备和技术,将有效解决该问题。
4.5 云管理服务平台
构建满足工业控制系统的全厂级风险识别模型,除了需要细化工业控制系统的风险因素,还需要建立基于工业控制系统的安全管理域,实施分等级的基线建设,兼顾包括终端与链路、威胁与异常、安全与可用性等综合因素的功能考虑。
安全管理私有云服务平台的建立要求包括:
*方便地对整个系统里所有安全设备模块、控制器和工作站,进行部署、监控和管理;
*规则辅助生成,指导用户方便快捷地从权限、授权管理报告中,创建防火墙的规则;
*自动阻止并报告任何与系统流量不匹配的规则;
*接收、处理和记录由安全模块所上传的报警信息;
*全网流量收集识别能力;
*基于白名单的终端应用控制能力;
*实时ICS协议与内容识别能力;
*异常行为的仿真能力;
*可视化配置、组态;
*安全事件搜索、跟踪和预处理能力。
5 结束语
随着以太网技术在工业控制网络的应用,以及国家对“两化”整合的继续推进,未来的工业控制系统将会融合更多的先进的信息安全技术,如可信计算、云安全等,信息安全成为关系政治稳定、经济发展的重要因素,本文介绍了在工业控制系统安全中采用的技术手段和策略,与此同时,还需不断加强对工业控制领域的整体安全部署,完善和提供整体的安全解决方案。
参考文献
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关键词:中小工业企业 工业设计 起步 策略
中国分类号:TB47
文献标识码:A
文章编号:1003-0069(2015)10-0092-02
新世纪以来,中小工业企业已成为国家经济的主要力量,到2013年底,中国规模以上工业企业利润总额中中小工业企业占60.7%,数量上占工业企业总量的82.06%。中小工业企业有创新力、有相当的市场灵活性、具备一定的技术和工程实力、有些企业甚至成为某些行业的领头羊。但是中小工业企业中拥有完整工业设计力量的企业还不多见,其原因是多方面的。在中小企业中工业设计师应如何有效工作、以及如何建立完整工业设计体系和工作流程的文献已经十分丰富,本文探索当前工业转型升级的大背景下,中小工业企业的管理层如何制订适合自身的工业设计起步策略。河北安平正泰焊网机(化名)——这家企业是本文论题的案例。由于该企业是规模以上中小工业企业类型,故限定本文的论述范围于此。
一 急需工业设计力量的中小工业企业
笔者近期有幸主持了河北安平正泰焊网机企业的焊网机工业设计改造项目,通过项目合作发现该企业具备规模以上中小工业企业的大多优良特点。首先是决策灵活,市场上热销什么型号的焊网机,就可以快速决策生产并投放市场;其次是具备比较正规高效的CAD/CAM工程化开发体系;第三个特点是企业管理高效,实实在在地采用ERP系统管理,降低管理风险;第四个特点是资金来源稳定健康;第五个特点是企业高层对规模化经营持谨慎态度,不盲目扩大,保持现有技术和成本优势。不足的方面也不少,与本文相关联的主要是企业内部还未有正式的工业设计力量。
此类企业面对未来的发展,就一定要有工业设计力量参与,这是时代洪流使然。良好的运营现状也正是工业设计在这类企业中存在的前提。
二 制约工业设计在中小工业企业发展的主要因素
工业设计在中小工业企业中尚未成为必要力量的因素是多方面的,依据河北安平正泰焊网机企业的项目实践为例,大致看来有以下几个主要因素:
1认识不足和误解影响了工业设计顺利进入企业
这个原因屡见不鲜,很多论文中都有提及,区别不大。但笔者通过实践还认为,这种现象也多半由于创业的者精力所限,忙于企业生存,而无暇估计这些内容。
2企业成长的阶段性限制
简而言之就是“还不到企业拥有工业设计力量的时候”。以正泰焊网机为例来说,渴望改善企业和产品形象的愿望由来已久,只是一直未能下定决心进行。主要原因在于“工业设计问题”一直没有成为阻挠企业成长的“头等大事”。
一个企业解决一个重大问题总是在这个问题成为困扰企业成长的主要难题的时候。企业刚刚成立时产品没有销量,那么打开市场提升销量是头等大事;销量上去了,维修问题频发,提高质量就是头等大事;质量问题控制好了,发现产品没有自己的优势特点,那么技术创新是头等大事……也就是说每到一个阶段总会有一个制约企业成长的“头等大事”。到企业有了一定规模后,发现“我们产品内在品质优良、市场口碑良好、技术创新性优良,但在产品形象上却达不到优秀产品应有的产品形象”,并因此影响企业产品进入利润丰厚的细分市場。也只有到这个时候“工业设计”才有机会成为企业成长的“头等大事”,企业管理层面才会主动寻找工业设计的支持,工业设计进驻企业才能成为必然。正泰焊网机的情况正处于这个阶段。
3企业地理位置偏僻,难以吸引工业设计人
中小民营企业本身吸引人才能力就比较薄弱,再加上一部分企业地处偏远地区吸引人才就变得难上加难了,中小工业企业也是这样。
中小工业企业的地域性、行业性导致了其中的大多数不能在靠近大城市的地方存在。企业多半是地方性企业,地处乡镇郊区,并具有当地的产业特色。河北安平正泰焊网机企业,就具备这些特点。安平县是中国最大丝网生产基地,这家企业设计和生产的主要产品正是丝网生产设备——焊网机。当地政府为支持绩优企业良性发展建立了正规的工业园,将大片土地优先、优惠地分配给这类企业使用。其优点是空间大、物流便利、费用低,能有效减低企业运营成本,但表现在吸纳各专业人才方面,却成为软肋。偏远乡镇的生活比较单调,城际交通不便生活质量低,故各类人才不愿去偏远的中小企业工作,自然成为一个普遍事实。缺乏人才,某些时候比资金缺乏更让企业为难。工业设计的核心是创新,然而创新的源泉恰恰是人才。这是制约中小工业企业工业设计发展的另一个原因。
4狭义“伪创新”——缺乏创造产品形象的经验和信心
中小工业企业的研发经验一般是通过“学习”国内外先进同行产品得来的。正泰焊网机也有这样的经历。这种做法固然有积极的一面——可以节约时间和成本,但其负面作用通常表现为只要涉及创新就要找个“拐棍”帮忙。这种现象是中小企业研发力量不足、资金不足的表现,是企业处于中小规模阶段的一个特点。那么在产品在形象创新方面,想借鉴国外同行的产品形象,而不想建立自己独特的“产品设计DNA”的现象也就顺理成章。这种“找拐”式的狭义“伪创新”习惯也是制约工业设计良性成长的一个因素。正泰焊网机企业的管理层对于国外先进同行产品的高度赞赏,也希望产品形象和它们相似。到项目后期,正泰焊网机的管理层才理解为什么要探索自己独特的造型语言。
三 工业设计在中小工业企业中应有的基本作用分析
当下时代,工业设计的具体实施要从企业实际出发理性地看待和应用这种“软实力”。中小工业企业来说还是要本着谨慎、理性的态度进行。在与正泰焊网机交流的过程中笔者认为,工业设计的以下两方面内容是这类企业最关心的。
1提升产品形象
在工业设计诸多职能中比较容易被中小工业企业接受的基本作用之一是提升企业的产品形象。工业设计的一个基本作用是利用技术和美学使产品在应用和视觉上获得“宜人性”体验。这个内容正是很多中小工业企业产品所缺乏的。这个基本作用的内容包含多个方面内容,如产品系列化造型语言、产品色彩系列化设计、产品图形和标记系统设计、平面设计、人机工程设计、软件交互界面设计等。这些设计一旦成为产品的基本内容,我有理由相信产品的使用和视觉体验会有很大程度改观。这种价值对企业来说看得见摸得着,真实不虚,立竿见影。
2支持技术创新
对于中小工业企业来说,工业设计的其他作用还有很多,诸如:支持企业技术创新、建立信息化客户交流与服务体系、减少浪费提高材料和能源利用效率、应用价值工程降低成本、提高设备交互易用性等。这些内容建议可根据实际情况决定实施与否。
四 工业设计起步策略初探
有效的解决方案不是标准化的,而是“对症下药”。使工业设计成为中小工业企业的杨心力量之一,仍需一个循序渐进的过程,应根据企业自身的实际情况选择合适的工业设计应用方式。笔者依据正泰焊网机项目的切身体会提出适合这类有一定规模的中小工业企业的工业设计起步策略如下。
1转变观念
改变对工业设计认识深度和广度。具体指企业的研发、管理层面正确认识工业设计的价值,建立“合理化工业设计观”。从思想上切实树立起“工业设计能增强产品竞争力,是企业必备软实力”的观念。主要的实施方法应是企业派人参加有关“工业设计知识普及”类的培训活动。条件允许的话应该去国内外先进工业设计企业参观学习,彻底弄清工业设计的价值。
2改善工业设计工作环境,吸引工业设计人才
为了更好地吸引工业设计人才,可以考虑将生产部门与策划、设计部门分开。生产部门可以位于偏远郊区,以利于降低成本,策划、设计、销售部门可以考虑设置在县城某处,两地间可以使用网络加强联络。工作环境舒适些,即可吸引良好的工业设计师才进入。
3循序渐进的起步
工业设计的起步无论企业资金状况如何,都建议从产品的形象、人机方向开始着手,功能创新和用户创新的难度较大,建议在形象、人机取得进展后着手开始。建议建立专门的工业设计工作小组,组员应有管理、销售、研发、采购、质检、生产、客服、工业设计师等,共同组成。让工业设计的力量进入产品周期的各阶段。有利于设计师得到具体的产品改进建议。
不同企业需求、资金、产品线的分布不同,起步的方法和规模也应不同,资金宽裕的企业应直接雇佣工业设计师,使其加入企业技术和管理层。资金相对紧张的公司可以聘请设计顾问或者与设计公司签订短期专项开发合同,也可以找高校进行校企合作开展设计业务。依据笔者的经验看,起步阶段比较理想方式是聘请有经验的资深设计师进驻企业开展彻底的工业设计工作,而不应局限于进行短期的设计项目合作。因为合作的内容毕竟有限,而且大多是“粗線条”的设计,更细致有效的工作需要工业设计人与工程技术、企划部门长时间协同工作。
4量身定制适合自身的工业设计发展计划
每个中小工业企业的发展蓝图都不同,有的想上规模成为行业领跑者;有的眼光独具只希望将企业控制在一定规模上,而不轻易做大;有的可能需要暂时剥离运营不良的事业群轻装运营,获取优势利润;所以量身定制适合自身的工业设计发展计划才是王道。
总之,不同情况的企业要结合自己的实际情况开展适合自身发展的工业设计活动才是有意义的。
结语
工业品采购特点决定客户价值
通常情况下,工业品产品的采购具有以下特点:
一、采购决策的主体一般是一个小组或委员会,而不是具体的消费者个人。工业项目采购内容多而繁杂,采购金额大而敏感,而且采购事项涉及关联方多(比如设计单位、建设单位、施工单位),采购是一项庞大而系统的工作,无法由个人来完成,为便于管理,通常都是纳入到项目建设小组或委员会来主管,下面再设立不同的岗位来具体执行。
二、采购决策过程复杂,时间长。由于所采购材料涉及金额较大,事关应用对象的长期质量和影响,因此在采购流程上都要经过前期考察、报价、洽谈、形成初步意见、报批、签订合同、执行合同等过程,而且有时候一些环节还需要相当长的时间。这是工业品营销不同于一般消费品的一个显著特征。
三、采购专业性强。与普通产品不同,工业品产品在质量表现因素、使用方向、使用过程、使用安全因素、价格等多方面都有其特有的专业性,而且也正是由于这种专业性要求,客户都会安排专业人士来实施产品采购,包括市场考察、选择产品、商务谈判、合同执行、纠纷处理等各个环节,以确保产品的质量和使用安全。
globrand.com
四、对供应商的信誉和实力格外关注。采购的工业产品都是应用在工程项目上,都是要长久使用的产品,同时,工业产品供货是一个比较长的过程,产品质量、供货进度、货款结算等因素都将对采购方造成重大影响,不仅涉及到公共利益甚至还会涉及个人利益。因此采购方和具体执行人都会格外关注供应商的信誉和实力。
五、关系资源起着相当大的作用。工业品产品的采购量通常都比较大,对每个客户而言都是一笔大单,一块肥肉,因此都会想尽一切办法运作关系,尤其是采购小组中关键决策人的关系。如果能在自己的人脉关系网中发现有用资源,在某些情况下对项目营销成功会起到决定性的作用。
客户价值的主要表现形式
客户价值主要通过以下方面的因素表现出来:
一、产品质量
产品质量是客户价值的最主要表现形式。客户购买工业品主要应用于建筑、装饰工程等项目上,这些都是为人们长期使用、事关财产和人身安全的重要内容,质量自然是客户选择产品的第一位考虑因素。鉴于这一点,在工业品营销中必须将产品质量信息完整地传达给客户,从根本上解除其后顾之忧。
二、采购价格
事实上,客户追求价值最大化主要是追求以更低的价格买到更好的产品的过程,客户价值最终还是表现在货币价值上,因此价格始终是客户在采购中最为关心的一个因素。现在的市场竞争非常激烈,尤其在竞者如林的大规模工业品采购中,为显价格优势,供应商都将报价降
至极限,质量优良的企业迫于成本压力,在价格上处于相对劣势,此时可以通过提供多种价格选择的策略来增加成交机会。
三、履约信用和能力
工业产品的采购和使用特点决定了采购方对项目的总预算成本控制、能否及时供货、能否保障质量、合作中的配合程度等因素持更为谨慎态度,因为供应商一旦出现履约信用危机,其风险和代价是相当大的,因此从采购伊始,采购方就非常重视供应商的履约信用和履约能力。
服务的质量
工业产品作为一种工程需求产品,在供货和使用中出现退货、换货、补货甚至要求派技术人员现场协助都是很常见的,这些服务内容对于采购方来说非常重要,可以解决他们在产品应用中的技术及质量难题,也可以解除他们心理上的后顾之忧,通常这些服务条款都会在合同中有所明确,公司在这方面打下扎实的工作基础将成为公司一笔宝贵的无形资产。
四、赊销融资
资金是企业经营的血液,资金流动速度越快,效率就越高,但资金的取得和使用都是有成本的,而货款赊销则相当于是一笔免费融资,即获得了延期付款权利的同时,获得了资金的无偿使用权,而不必付出任何使用成本,这是常见的一种间接融资行为,也是客户价值的一种表现形式,而且信用经济越发达,这种行为越盛行。但给予赊销融资的客户必须严格控制标准,主要是以下客户:一类是同公司长期合作,对对方非常了解,对方信誉和经营状况非常良好的客户;第二类是双方以互惠协议的方式进行长期合作的(比如对方一年采购量达到多少,给予多少赊销额度);第三类是由其或者第三方提供抵押或担保的。
五、技术支持
一项工程项目的施工建设关系到各方的利益,更关系到长远的利益,因此项目方案是否能令各方满意是项目小组重点考虑的问题。
关系资源
关系营销在市场营销领域早已经不是一种新鲜的营销手段了,对于工业产品来说关系营销更为重要:
1.掌握并熟悉采购方的关键决策人;
2.同关键人建立人际诚信关系;
3.让决策人感受到合作的价值;
4.利用自己现有的人脉关系网络影响采购决策人;
5.关系的建立和维护不是一蹴而就的,着眼于长期合作。
6.免费产品知识推介
任何客户都有一个先入为主的观念,这就是在项目采购还没有进入实质性阶段之前,让客户
感受到亲切感和价值增值是很重要的。在这一阶段比较好的方法是供应商主动同购买方沟通,主动了解其需求,有针对性地对其所需产品作一些技术和产品知识普及推介,为日后的合作打下坚实的基础。
如何提升客户价值,达到营销制胜?
★以一个案例作为说明:
1.前期铺路,提升服务价值
在该项目土建工程刚刚开始不久,公司的销售人员就应该已经摸清了该项目的基本情况,包括项目的投资人及性质、资信状况、项目总投资预算、项目用途、项目进度安排、项目指挥部成员及角色等。于是公司技术总监率领一个由技术高手组成的团队与项目指挥部进行了几次面对面的沟通,并在投资方公司内部作了一次专场幕墙产品知识介绍会,使投资人对幕墙材料的各方面知识有了比较全面的了解,同时建立了高层的联系和沟通机会。
2.新技术产品提升质量价值
甲公司当年研发成功一种新型产品——自清洁技术铝板,属于行业空白,能够增强大厦的美观效果,降低大厦的使用成本,并且投资方在考察中也表现出浓厚兴趣。投资方经过考察,初步确定四家铝板供应商进行项目报价。在报价中提出了两种方案:一种是常规产品,另一种是新产品——自清洁技术铝板,而且将后者价格故意高报。最终的结果正如甲公司所估计的,投资方决定采用新型产品,但提出价格要降低,最终在多轮的讨价还价中,以按供货进度分期付款方式确定了甲公司的产品中标,中标价格比常规产品高出15%左右,已是高溢价产品了。
3.工程款赊销,提升客户财务价值。
该项目投资方多元化经营,主营业绩良好,资金充沛,而且该公司市场信誉一贯优良,多年来被银行评为AAA级客户,被当地政府评为“重合同守信用企业”单位,所以才决定在货款的支付方式上做出重大让步的,这一点使甲公司在谈判中掌握了其他几方面的主动权,从而促成了交易的达成。
4.履约诚信提升客户信誉评价。
要做到以客户价值观为导向,必须认识什么是客户价值。客户价值观,就是围绕提高客户价值,实现客户价值增值为目标来开展市场营销工作的一种营销观念。这种观念贯穿于各个行业各个阶段的营销工作中,而工业品行业营销作为众多工业品行业之一,客户价值观却显得更为重要。
利用产品/解决方案演示、提交建议书等形式,说服客户以你公司独有的产品特点、技术标准作为采购标准,换句话说,只有你的产品才是最适合客户的产品,也是客户最想要的产品,将能有效地阻截竞争对手,对随后的投标阶段工作将是十分有利。我们把它称之为“技术壁垒策略”
一)影响客户采购标准的手段
① 了解和引导客户的需求—使用SPIN提问技巧(本技巧我们将在第十四章重点加以介绍)。
SPIN由四个有逻辑联系的问题组成,引导客户最终使客户相信:你的产品恰恰是他所需要的,它包括:
S背景问题——收集事实、客户信息及其背景数据。
P 难点问题——询问客户面临的问题、困难、不满。(你可以解决的,而竞争对手无法解决的难题)
I暗示问题——询问客户难点、困难、不满的结果和影响。(把潜在的问题扩大化;把一般的问题引申为严重的问题)
N需求效益问题——询问提议的对策的价值、重要性和意义。(使客户自己说出得到的利益和明确的需求)
赵本山就是使用SPIN的高手,请看赵本山小品《卖拐》
赵本山: 在最近的一段时间内,感觉没感觉到你的浑身某个部位,跟过去不一样了。你想,你使劲想,真的,(难点问题,可以解决的——用拐)
范 伟:我没觉着,我就觉着我这脸越来越大呀?
赵本山: 对了,这不是主要病症!你知道你的脸为什么大吗?(难点问题)
范 伟: 为啥?
赵本山: 是你的末梢神经坏死把上边憋大了,
( 暗示问题,把潜在的问题扩大化)
。。。。。。
赵本山:转移了!不知道吧,后来你的职业对你很不利,原来你不是颠勺,你是切墩,老是往这腿上使劲,就把这条腿压的越来越重,越来越重,轻者踮脚,重者股骨头坏死,晚期就是植物人!(把潜在的问题扩大化,把一般的问题引申为严重的问题)
。。。。。。
范 伟: 大哥你别老生气,我觉着我大姐这句话说的还是有道理的,你说像我这腿脚呢,基本就告别自行车啦,是不?我就把自行车给你啦,行不行?(需求效益问题,使客户自己说出明确的需求)
。。。。。。
赵本山: 兄弟,架拐!
范 伟: 大哥,缘分呐!(成交)
② 充满自信
只有你自信,才能影响客户,如:你非常自信地对客户讲:“我们在这个行业里是绝对地NO。1,国标就是我们参与制定的。”这样充满自信的话对于客户的影响力是巨大的。其实,有的时候当客户信心不足的时候,他们也需要你有一个坚决的态度帮他们做决定,如果你连你自己说的话都不相信,又能指望什么去影响客户呢?
③ 你的专业形象
2智慧水务
智慧水务是智慧城市的重要组成之一,智慧水务的建设过程中,业务流程和工业控制息息相关,例如利用传感器获取水源水质信息或管网网水压流量信息,通过自动控制管网水量调节均衡不同区域用水,利用自动控制排水开关提高排水效率,通过自动控制污水处理流程来降低污水处理能耗和废水再利用等。智慧水务建设中的工业控制网络安全主要包括物理感知和数据采集安全、设备自动控制安全和安全管理安全等。
2.1物理感知和数据采集安全
物理感知和数据采集安全主要面向智慧水务基础设施,包括水源水质监测、管网水压监测、排水流量监测等,利用各类传感设备将所需各类监测信息采集并做基础分析后传回水务中心的过程。智慧水务中的感知监测设备大多由成本低、体积小、能耗低和计算机资源有限的传感器节点组成,监测环境大多也比较恶劣,主要安全问题包括感知节点易被破坏、通信易受干扰、传输通道不稳定不可靠、数据信息容易污染等[5]。物理感知和数据采集带来的安全问题大多是基础数据源问题,会直接影响智慧水务的大数据分析结果及管理层的水务管理决策,严重的还可对民生产生重大影响,可实现例如水源监测点传来水源污染错误信息,很可能导致水务中心水源报警,甚至关闭供水,由此造成的损失将不可估量。物理感知和数据采集的安全问题可从以下两方面入手:(1)传感感知节点采用信号防干扰技术,根据不同需要和环境可采用防水防雷防腐蚀等措施,条件允许的情况下采用冗余部署。(2)信号传输采用多种可靠传输方式,同时要采用信息加密防纂改和双因子认证,保证传输信息的来源合法和信息本身的完整性和安全性。
2.2设备自动控制安全
智慧水务中的工业控制系统通过信号指令以弱电控制强电的方式来管控机械设备的运作,从网络空间安全的角度来看,设备自动控制的安全主要有以下几方面:(1)控制信号安全,控制信号的来源分为两种:一种直接从设备本身产生或设备上配套的感知原件产生,无需经智慧水务管控中心处理;另一种是从智慧水务管控中心传递过来的控制信号。第一种控制信号的安全性和设备直接相关,需要保障信号可靠性,防止人为物理破坏。第二类控制信号需要从传统网络安全方面保障传输过程的可靠性和安全性,同时需要在控制终端验证信号是否被纂改等。(2)弱电控制强电过程的安全性。和水务业务相关的大型机械设备的启停运作,一般都是通过弱电信号来控制设备运作动力,改变设备运行方式等。弱电控制强电过程中,存在的安全问题主要有两方面:一是控制装置本身的安全性,是否具有电磁隔离能力,是否具备防雷措施,控制装置本身的可靠性主要采用冗余来保障;二是强电能源动力的安全性,是否具有良好的接地、触电防护措施等,强电本身的安全性需符合国家相关安全标准。(3)机械设备运作的安全性。设备自动控制的最终表现在于设备是否可以正常运行,设备的正常运行主要通过设备定期或不定期维检来保障,智慧水务建设也体现在设备运行状态的自动采集和预警上,主要可通过设备的状态传感器实时传递设备状态信息及时发现设备故障。
2.3安全管理
智慧水务建设过程中的工业控制系统网络建设相较传统网络体系而言,更多倾向于设备部署,易使人们忽视安全管理。实际上工业控制系统的网络安全问题更大程度是人为因素:一是基层工作人员相对素质较低,在水务设备的安装和巡检过程中,麻痹大意,忽视安全问题;二是工业控制系统网络缺少日志自动化管理,需要人工建立台账。智慧水务建设过程需要提高安全管理意识,建立独立的安全管理制度:一是加强日志管理和审计管理,尽可能利用信息化手段管理日志,可设立专岗专管。二是加大安全培训力度,提高基层工作人员的安全意识,发现问题及时报告。
3结语
“智慧水务”是现代化城市建设的必然趋势,智慧水务和国家网络空间安全息息相关。在建设初期,提高安全意识,建立安全管理制度,加强每个环节的安全建设,尤其是工业自动控制系统网络安全建设,至关重要。本文主要分析了智慧水务建设过程的工业自动控制系统网络安全问题,并给出了相应的解决办法,对生产实践具有一定的参考借鉴意义。
参考文献
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所谓市场定位, 就是根据竞争者现有产品在市场上所处的位置, 针对消费者对该产品某种特征或属性的重要程度, 强有力地塑造出本企业产品与众不同的、给人印象鲜明的个性或形象, 并把这种形象生动地传递给消费者, 从而使该产品在市场上确定适当的位置。市场定位是企业全面战略计划中的一个重要组成部分。它关系到企业及其产品如何与众不同, 与竞争者相比是多么突出。对于工业微波企业来说, 消费者对于产品的要求主要是功能上的要求, 比如用工业微波对物料进行烘干、杀菌等, 那么工业微波企业如何使自身在同行竞争中脱颖而出, 如何让用户能更放心的使用企业生产的产品, 就必须给自身一个明确的定位。
2 市场定位的重要性
(1) 明确的市场定位有助于确保企业营销系统内在的统一性。
(2) 明确的市场有利于提高营销活动的效率和效果。
在开发市场的时候, 市场开发人员目标明确, 而不是广撒网, 这样节省了时间和企业的资源。
(3) 明确的市场有利于促进产品和企业形象的塑造和无形资产的积累, 从而为企业确立稳定、坚实的市场地位, 并为进一步开发系列产品、拓宽市场范围和开辟新的市场领域奠定基础, 指明方向。
3 市场定位策略分析
市场定位的依据主要包括产品属性, 竞争对手, 价格, 质量, 产品用途, 产品使用者, 产品分类等, 针对工业微波企业来说, 产品属性、竞争对手、价格、质量以及产品分类上都没有明显的区别和竞争优势, 主要可以从产品用途和产品使用者上进行定位分析。
3.1 从产品用途上进行定位
工业微波设备的用途主要有烘干、杀菌、烧结、萃取、解冻等, 而现在大多数企业都是对外宣传自身设备具备这些用途, 从技术角度出发, 目前有很多工业微波设备生产企业并没有完全掌握这些技术, 尤其是新成立的工业微波企业。他们所做的都是通过营销人员向客户宣传自身的设备功能, 达成交易后边试验边生产, 最终不仅因为实验效果不佳延期交货, 还会出现设备发给客户后不能使用或达不到效果而导致设备返厂甚至客户退货的现象。这些现象会给客户留下不专业的印象, 将对企业形象甚至信誉产生很大的不良影响。
企业要避免这些现象的发生, 必须给自己一个明确的定位, 比如自身设备在某一方面用途上非常专业, 具备明显的效果, 那么企业就主要宣传这方面功能, 把自己企业的定位也放在这项功能上。比如本企业专业生产微波干燥或杀菌设备等, 这样不但在行业内有强大的竞争力, 也给客户留下专业的印象, 对企业品牌形象也是一个很好的塑造和推广。
3.2 从产品使用者进行定位分析
工业微波企业面临的客户群体比较大, 我们以干燥为例, 客户需要进行干燥的物料性质各异, 形态不同。大到陶瓷磨具, 小到微粉颗粒。当然客户的企业规模和产品价值也不相同, 比如有的大型生产企业年产值过亿, 产品价值较高;而有的作坊式企业所生产的产品价值较低, 企业年产值不过百万。那么针对不同的企业, 工业微波企业应如何选择, 将何种规模的企业作为自己的目标客户, 自己的设备如何定位呢?
在实践的过程中, 往往很多客户的物料非常适合用微波干燥, 比如小麦的干燥, 之前都是用滚筒干燥或者干燥塔, 由于节能环保的要求, 客户想采用微波进行干燥, 往往干燥量比较大, 按照客户的干燥量, 结合微波的干燥效果和速度, 可能需要一台大功率的微波设备才能满足顾客的需求, 但是工业微波设备根据功率不同、设备大小不同, 设备价格有很大差异, 比如一台满足小麦干燥的设备可能需要上百万的设备投入, 对于客户来说, 很难承受。对于这样的客户, 企业前期做的工作基本白费, 最终只能选择放弃。
所以, 企业在对客户的定位中应该选择客户企业规模较大, 物料附加值高的企业作为目标客户, 这样才能保证前期市场开发工作不白费, 进而为企业节省资源, 集中力量为目标客户服务。
工业微波企业只有做好了自身的明确定位, 才能保证企业形象不受影响, 企业资源不浪费, 才能取得长足的发展。
摘要:随着微波炉的广泛应用, 人们发现微波的作用非常大, 尤其是工业微波应用领域十分广泛, 随之而来的是工业微波企业的大批涌现。工业微波企业为了占领市场, 快速进入微波作用的各个领域, 比如烘干、杀菌、烧结、萃取等, 却很少对自身有明确的市场定位, 严重影响工业微波企业的持续发展。随着国家提出节能减排政策, 很多传统工业企业因为排放过量, 污染严重而被迫停业整顿, 越来越多的企业开始寻求节能环保的生产设备, 而工业微波的优势:节能、环保、高效正好迎合了国家提出的节能减排政策, 为工业微波企业的进一步发展提供了新的机遇。为此, 主要通过对工业微波企业市场定位策略进行分析, 帮助工业微波企业找准方向, 明确定位, 实现企业品牌形象的提升以及企业的长期可持续发展。
关键词:工业微波,定位,产品用途,目标市场
参考文献
[1]乔春洋.品牌定位[M].广州:中山大学出版社, 2005, (13) .
摘 要:该文从工业产品设计与消费心理、艺术元素、色彩设计、结构设计、人机工程、模型技术等多元素融合的角度,探讨现代工业产品设计的方法策略,以绿色闭环设计途径,规划产品功能与艺术情感一体化解决方案,通过创新、技术、服务、艺术和人机交互的系统集成设计,优化设计目标,传达技术的物化美,提高工业产品的性能,缩短产品开发周期。
关键词:工业产品 设计策略 元素融合
中图分类号:TB472 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)06(c)-0036-02
随着科学技术的发展,嵌入式技术、计算机技术、物联网和智能技术得到广泛应用,新材料不断涌现,生产技术已发展到了一个新阶段,现代工业产品多元化发展,人们对物质产品提出了更高要求,未来产品将会更加智能化、人性化。工业设计从外观艺术、功能与人机交互出发,在造型设计、材料与工艺、人机工程、功能体验、新制造技术等方面来进行产品设计,通过特有的方式传达技术的物化美,体现商品社会文化的价值取向,更受到消费者的欢迎。工业产品设计的主体趋势与方法在发生着改变,艺术和机能交互元素的有机融合将更好地提升产品设计效果。
1 产品设计与消费心理的融合
工业产品设计之所以被大众接受,主要基于产品本身的功能和符合消费者的使用习惯与心理。而准确地把握消费者的审美心理、知觉心理、认知心理和消费习惯的个性和共性特征,是产品设计的关键。消费者在选择商品时,会考虑喜欢的颜色、形态以及使用的舒适度与方便感等因素。设计前期重视对消费者的需要、动机、个性、情感的调查和了解,设计时采用创新和传统相结合的方式,针对消费者的心理,根据时代、区域、性别、年龄、文化来满足消费者的多元化需求,真正做到以人为本,让产品使用方便、造型美观、性价比高、质量优良,从而提高产品的市场欢迎度。
2 产品性能与艺术元素的融合
工业产品设计是艺术与技术的融合,工业设计的产品性能追求艺术性与功能性的一体化,注重满足审美和人文性需求,满足生产工艺要求。工业产品设计用艺术的造型语言体现产品文化,通过对工业产品的功能、材料、构造、工艺、形态、色彩、表面装饰等诸因素,从社会、经济、文化、技术等方面进行综合集成,以符合人们对产品物质功能的要求,又满足人们审美情趣的需要。在对工业产品进行外观设计时,综合工业产品的造型、色彩、纹饰等艺术元素,从空间与建构、功能与体验、创意与可持续、场景与跨学科、社会与创新等角度出发,应用艺术化、交互设计等技术手段,设计产品的外观、结构和交互,通过可视化的解决方案应用于产品、系统、服务及体验的设计活动,将创新、技术、服务、艺术及人机交互深度融合,提高产品价值与性能。
3 产品设计与色彩视觉的融合
工业设计可通过色彩设计和特定的表现技法来设计好的视觉效果,带给人不同的视觉体验,满足人的美感认知。设计时本着色彩联想、色彩感情、色彩心理、色彩计划等思想,运用丰富的色彩元素,装饰产品外观,起到美化环境和优化功能等作用。以二维设计、三维设计途径,准确、流畅地把产品效果图表现出来,让设计目标更立体化、直观化。产品的视觉艺术语言由色彩来表达,视觉艺术形象通过色彩来创造,根据材料、加工工艺、科技条件、市场销售、经济成本及色彩流行信息等因素,处理好功能与美感的统一。根据产品的特点、用户、工艺、结构等因素,整体色彩设计,力争色彩、功能、工艺高度统一,使工业产品的形态、结构、美感等方面提升层次。
4 产品功能与结构设计的融合
工业产品设计首先是功能,其次才是人性化外观,工业产品设计贵在产品性能创新,影响产品性能的重要因素是产品的结构,结构设计是实现产品各项功能的有效途径,是整个产品设计过程中非常重要的环节。通过对产品的顾客需求识别,对产品进行性能定位,通过对产品的性能规划,对产品结构进行合理构建,来实现产品设计解决方案。结构设计主要是对产品内部结构、外观形状的设计,结构设计不是简单的机械制图,而是综合技术实现的具体化,结构设计确定构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况,提出加工工艺、强度、刚度、精度要求及各构件间的联接关系,结构设计应满足功能性、可靠性、工艺性、经济性和外观造型等要求。结构设计不能局限在用数理模型上,更有效的结构优化设计应充分融合工艺、材料、联接方式、形状、顺序、方位、数量、尺寸等结构设计元素,通过空间结构设计,对关键零部件进行功能集成,以简化产品结构、降低加工成本、便于安装与维修,实现产品的预期功能,满足强度、刚度、加工工艺、装配与造型的设计要求。通过设计创新,促进制造工艺的变革与发展,为社会提供更好质量的产品。
5 产品设计与人机工程的融合
产品设计与人机工程的融合,大大提高人机交互性能,交互设计更便于将产品从技术化转变为智能化,人机一体化的产品才最具人性化,最能满足人们对产品的情感需求。引入人机工程学原理,应用人体力学,根据人体结构特征和机能特征进行设计,以人体活动特征参数为标准,注入人体各部分的出力范围、动作习惯,结合人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等器官的机能特性,使产品适应人的生理和心理需求。随着计算机技术在设计领域的应用,使产品设计由自动化向智能化发展,将产品的性能、功能设计与外观造型设计巧妙地结合起来,优化用户和产品之间的界面集成,使人机系统达到最佳组合。人机工程的优化可以大大提高产品的使用方便性,人通过控制面板来实现对产品的控制,控制面板是产品的人与机接口,显示清晰、控制合理、图示及字符的可读性最为关键,采用电脑模糊控制,通过程序功能模块集成,设定手动控制和自动运行,以提高产品的人机交互效果。
6 产品设计与模型技术的融合
用虚拟设计方法,创建产品设计模型,对产品进行虚拟的加工、装配和评价,进而避免设计缺陷。通过并行设计,关联产品生产过程,如,加工工艺、装配、检测、销售及维护等,使产品开发过程的各阶段工作交叉进行,协同作业。利用模型制作技术,依据产品设计方案,用金属、玻璃、塑料、木材等新型材料,制作一个能表达出产品功能特征的产品实物模型,在产品试验过程中,确定产品生产最佳的材料及加工工艺,使材料的属性具备产品所需要的特征。运用闭环设计的方法,在总体设计方案实施和产品实验过程中,反复修正未达目标的参数,改进设计缺陷,以达到最佳设计效果。经过绿色设计过程,减轻环境污染和原材料消耗,提高产品附加值,设计会更人性化,从而降低产品的开发成本和制造成本,提高产品质量,缩短开发周期。
参考文献
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