甘 侃
(南京航空航天大学机电学院，江苏 南京 210016)
摘要：针对大部分企业在产品设计过程中存在的效率低、设计师与企业沟通不足、成品满意度不高的现象，提出了一套企业与设计师共同参与的较规范的设计流程。该流程结合了产品造型设计中常用的语义差异法、聚类分析法、形态分析法、用户访谈法、KJ法等方法，提出了“带指向性的方案设计”与“科学的方案选择法”两种创新性概念，经实际应用表明效果较好。
关键词：产品造型；设计流程；层次分析法；企业制造
工业革命以来，以大批量生产和机械化为条件，不断迭代的科技成果转化为商品传送至消费者。产品设计作为工业设计的主要对象，理念起始于德国的包豪斯运动[1]。工业设计引入我国仅30余年，结合有限的理念知识，我国企业经过长期的自我实践与探究，形成了一系列具有中国特色的产品造型设计方法。
产品造型设计作为制造业体系的一个环节，有着具体的研究对象，解决企业及用户的实际需求。一位专业的工业设计师具有综合企业实际情境与职业设计经验的能力，能洞察出现有产品的不足以及不易发现的可改进细节，并结合心理学、仿生学、符号学、社会学等多样的学科，灵活运用艺术创造方法，设计出最契合该企业项目的产品造型。这属于设计师个人隐性的产品造型设计方法范畴，而当设计师方案不被企业决策者认可时，往往需要多重的方案修改过程，造成了巨大的精力损耗。为了避免这种不必要的损耗，笔者在经验丰富的设计师的指导意见下，结合现有造型设计方法的理论研究，提出一种结合企业生产制造的产品造型设计流程，并以实际的企业生产设计项目印证该方法所具有的实用价值。
1.1 设计方案的3种指向性
国内当下社会生产环境中，企业决策者与工业设计师之间因语言、知识、背景等不同常难以准确且高效地合作。由于企业决策者对设计师的方案常存在臻于完美的心态，造成设计师即使不断修改方案却不能完美地解决问题。于是基于企业产品决策的现有研究[2]，提出了3个设计方向的产品方案：市场型产品方案A；改良型产品方案B；新造型产品方案C。这3种设计指向性的总结来自于现实中企业的一般需求，是本研究中实现规范化设计流程的重点。
1.2 3种造型方案的设计流程
方案A代表市场型产品，市场现有产品对用户的决策具有强烈的导向性。流程为：第1步，大量搜集市场环境中的同类产品建立产品总库，搜集语义词汇并以语义差异法对产品总库中的产品进行筛选，得出优质产品库。第2步，将优质产品库内的产品标号和产品造型设计元素拆分且分类，对元素进行评定并且量化，用聚类分析法进行产品群聚。第3步，挑选最具参考价值的群聚族，即一致性最好的族类，对此族类以形态分析法进行分析。第4步，以分析结果为参照，设计产品造型方案A。
方案B是应用KJ法的改良设计方案。KJ法是一种能挖掘现有产品改进点的较为便捷且有效的方法[3]。流程为：第1步，组织设计师、企业领导层、部门人员作为参与者；第2步，使用用户访谈法，归纳出用户意见加入KJ法中的初始意见；第3步，对KJ法评估出的设计改良对策进行可行性评估；第四，结合评估结果设计造型方案B。
方案C为新造型产品方案。流程为：第1步，由设计师以草图的形式进行广度的造型概念设计；第2步，由企业结构分析师分析造型概念的可行性，评估出最佳草图方案；第3步，由设计师将草图方案完善，建立三维造型模型。
1.3 3种造型方案设计流程的实际应用
本研究应用于南京某家小型企业，该企业主要生产的产品为插排。插排是一种常用的实用类产品，具有良好的市场基础。方案A为市场型产品，本应用的第1步中，共搜集了77款不同品牌的具有参考价值的插排产品作为产品总库。搜集了大量语义词汇按照常用度进行选择，并从形状类、色彩类、触感类、做工类、功能类、风格类6类语义形容词中选择了色彩类与风格类的两项作为语义差异法评选词源。评选出21款插排作为优质产品库。本应用的第2步为插排样品的聚类分析。插排造型设计元素的拆分与量化结果见表1，使用聚类分析法计算出的聚类结果见表2。本应用的第3步中，得到的最具参考价值的族群是数量最多却最具一致性的族类1。如图1所示为将该族类用形态分析法得到的分析结果。本应用的第4步中，设计师参考前期分析而设计的插排造型方案A如图2所示。 插排方案B的设计中，首先指定公司内部三名成员对用户进行访问。在进行用户访谈时需要按照步骤，避免访员误差。其次在公司内部组织会议，用KJ法求得原有插排的改良设计对策，由该插排生产企业中的结构部人员评估改良对策在企业现有条件下的可行度。最后设计师根据有较高可行度的对策进行插排改良方案的设计，得到产品方案B。用KJ法归纳出的插排改良对策如图3所示，图4所示为插排造型方案B的三维模型。
表1 插排设计元素的拆分与量化
设计元素的拆分设计元素的形式与量化数目外壳a.形状长条形(1)、较长(2)、均匀(3)、偏宽(4)b.颜色黑白纯色(1)、纯色+小色块(2)、撞色(3)、彩色(4)、炫彩色(5)c.触感普通(1)、光滑(2)、磨砂(3)插孔d.排布长条(1)、单排(2)、双排(3)、无明显规律(4)、特别(5)e.功能单一(1)、复合(2)按钮f.控制一控多(1)、一控一(2)、无或隐藏按钮(3)logog.排布端头中央(1)、端头中央且设计有强调性(2)、隐藏性(3)指示灯h.数量一个(1)、多个(2)、无(3)i.亮度对比性弱(1)、对比性强(2)
表2 插排的聚类分析计算结果
族类0族类1族类2族类3众数均数标准差众数均数标准差众数均数标准差众数均数标准差设计元素1.001.140.383.503.200.847.006.600.554.004.000.82a.外壳形状1.001.000.002.502.800.845.004.400.891.001.501.00b.外壳颜色2.002.140.691.001.200.452.001.800.452.002.300.50c.外壳触感1.001.000.002.502.200.845.004.800.453.003.000.82d.插孔排布1.001.430.531.001.000.001.001.200.451.001.250.50e.插孔功能1.001.230.493.002.201.091.001.801.101.001.000.00f.按钮控制1.001.000.003.002.600.553.002.600.891.001.000.00g.logo排布1.001.430.533.002.201.093.002.201.091.001.000.00h.指示灯数量1.001.140.381.001.400.541.001.400.561.001.000.00i.指示灯亮度
图1 插排族类1的形态分析
图2 插排方案A的三维模型
插排方案C为新造型产品方案。第1种指向性的造型方案基于市场现有产品，第2种指向性的造型方案基于公司原有产品，第3种指向性的产品造型方案基于产品外观。产品外观设计能力是设计师所必须具备的能力，与企业制造结合的外观设计不同于概念设计，生产制造的限制性与规定性是设计研究的难点。考虑到生产流水线的局限，概念草图方案需要从生产局限的角度进行规范。因此设计师在于结构生产师进行有效交流后，还应对方案进行修改。最后选定的草图方案经完善后三维效果如图5所示。
图3 企业原有插排产品的造型改良对策
图4 插排造型方案B的三维模型
图5 插排造型方案C的三维模型
2.1 AHP——层次分析法
AHP法是用于协助决策的分析工具，AHP法将一个较为复杂的问题通过层级分解建立起一个层级评估架构，然后通过量化判断做综合评价[4]。第1步，通过实际情况的分析建立方案决策的层级评估架构；第2步，对各层使用AHP法中常用的两两比较法，通过比较等级衡量度来建立对比矩阵，并采用一致性比率验证矩阵的一致性；第3步，由从上往下的次序处理数据，确立各层因素下的权重，最后求得方案的总权重。
2.2 该方法的实际应用
根据公司目标指向设计出3套产品初步方案，需要从这3套方案选择一套作为定案。部分企业采取领导一票决策法，但这种做法容易被外界环境干扰并且会掺杂复杂的感性因素，因此需要采取科学的方法综合各部门的意见。影响决策的因素包括：产品市场销量、顾客满意度、经济收益、生产技术成本、管理成本、品牌效益等评估内容。本文所述的南京插排生产企业是一家小型公司，根据其实际情境，准则层采用3项指标，且准则层的权重由对应部门内人员评定，目标层的权重由领导层评定。图6所示为该应用中的方案决策的层级评估架构。
图6 方案决策的层级评估架构
AHP法中常用两两比较法，通过比较等级衡量度来建立对比矩阵，并采用一致性比率验证矩阵的一致性。本应用中采用1～9两两比较评分衡量标度，设比较的两项为A项与B项，若A∶B=1则表示A与B同样重要，若A∶B=9则表示A比B绝对重要，若A∶B=1/9则表示B比A绝对重要。通过对领导层人员与各相应部门人员的问卷与访谈，得到层级评估架构中项目间的两两比较结果，从而建立对比矩阵，通过一致性比率验证矩阵的一致性，本应用经验证表明一致性良好。在一致性不足的情况下，需要对两两比较结果重新调整，直至满足一致性规定。根据对比矩阵采用和积法进行层次单排序和层次总排序，得出评估架构中各项之间的权重，并求出方案A、方案B、方案C的总权重，根据结果选择最佳方案。图7所示为各评估项之间的权重数据与各方案的总权重。
图7 层级评估架构中的各项权重
3.1 方案的后续工作
根据层次分析法求得方案A的总权重值为0.300，方案B的总权重值为0.345，方案C的总权重值为0.441，因此方案C中选。现继续细化方案C并且实施开发工作。结合企业制造水平现状，管理层决定开发两款不同型号的插排，一款为三位型号插排，另一款为六位型号插排。该方案最终投产的两个型号产品的效果如图8所示。经市场验证其销量与消费者反响良好，设计过程比以往更加顺利并且节约了时间成本，提升了双方的满意度。
图8 最终投产产品效果
3.2 流程总结
本文所提出的一套设计流程能较好地帮助解决现今企业与设计师合作过程中普遍存在的4个问题：企业决策者与设计师之间难以达成共识；设计师的方案常无法适应该企业的生产基础；小公司设计过程中常忽略消费者意识这一重要环节；企业内部门成员无法参与到设计过程。该流程以现有产品调研和用户调研为前期基础，在不同指向性的3种方案中分别采用不同的设计方法，并且调动相关部门成员与设计师一同参与保障设计方案与企业的紧密结合，最终企业决策者在方案的选择过程中采用层次分析法分配权重使过程更加规范。其概括性流程如图9所示。
图9 概括性设计流程图
产品造型设计是一项与现实紧密结合的工作，造型设计需考虑现实中的相关局限与规定，因此需要重视流程与方法，从而避免不必要的成本损耗。在本论文的研究中，首先提出需要根据具体情境，综合多种因素，总结出恰当的方案指向性。根据不同类型的方案制定具体的设计流程。在方案的选择问题上，摒弃以往常见的、由领导层单独决策的方式，采用科学的方法选择方案，结合各部门的意见进行方案的综合评估，从而选出最佳方案。
本文中的3种造型方案指向性是普遍存在的指向类型。3种方案在设计过程中应用感性工学中常用的方法，提高了设计效率。紧密结合市场环境与企业生产条件，避免了设计失误。整套流程规范化地缩短了设计周期，最终获得了较好的产品效果。这套结合企业制造的产品造型设计流程经实际应用证明具有较高的使用价值，在具体的企业环境内可对流程相关规定做相对应的调整。设计流程规范化是一项值得进一步探讨与研究的课题。
参考文献：
[1] 张磊,葛为民,李玲玲,等.工业设计定义、范畴、方法及发展趋势综述[J].机械设计,2013(8):97-101.
[2] 万慧玲.企业的产品决策[J].现代商业,2010(17):70.
[3] 姜炎,宋丽娟,刘鲁军.KJ法在改良设计中的应用[J].艺术与设计(理论),2015(9):95-97.
[4] 邓雪,李家铭,曾浩健,等.层次分析法权重计算方法分析及其应用研究[J].数学的实践与认识,2012(7):93-100.
GAN Kan
(School of Electrical and Mechanical Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Jiangsu Nanjing,210016,China)
Abstract：Aiming at strengthening and improving the efficiency and communication of the product design process,it puts forward the specification of the design process for companies and designers cooperation.This process combines semantic differential method,clustering analysis,morphological analysis,user interviews,KJ method and so on,illustrates new concept such as 'target followed form' and 'scientific plan selection method'.The application shows that this process specification program has better effect.
Key words：product mold; design process; AHP; enterprise manufacturing
DOI：10.3969/j.issn.2095-509X.2017.01.016
收稿日期：2016-11-08
作者简介：甘侃(1993—)，女，江西芦溪人，南京航空航天大学硕士研究生，主要研究方向为产品设计理论与方法。
中图分类号：TB472
文献标识码：B
文章编号：2095-509X(2017)01-0074-04
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