基于互聯網大數據技術下的CMF平臺發展概況及構想

文/ 劉霞 （太原工業學院）

引言

CMF是顏色(Color)、材料(Material)、表面處理(Finish)的英文縮寫,是近二十年隨著工業設計發展而逐步細分出的一個研究領域，目前在學術界尚沒有構成統一的定義。據CMF設計軍團對CMF行業內部的分析和起源探究發現，在歐美地區，類似于CMF概念已經超過二十年，在韓國，CMF的概念也超過了十年。在中國，近五年隨著國內制造業的快速崛起和從中國制造向中國智造設計的轉型，促使各個企業內部設計團隊不斷細分，如何讓造型更加美觀，以顏色、材料、工藝為主的CMF在產品的設計制造過程中成為越來越重要的一環。但由于CMF涉及到材料學、色彩學、工程學、心理學、美學等眾多學術交叉領域，使得這一領域的研究和交流變得異常復雜，在我國關于CMF數據平臺的研究在學術領域也才剛剛展開，張莉、宿洋從設計材料學習系統建立的必要性入手，選擇建構主義學習理論作為設計材料學習系統的指導理論，明確了設計材料學習系統的內容設計，給出了流程圖和框架圖，強調了結構體系設計的重要性。胥程飛則提出材料課程作為設計專業為數不多的以理論為主的課程，在以往的教學、運用過程中存在成本高、維護慢、與市場接軌延遲等諸多問題，利用針對藝術設計專業設計制作，具有信息優勢、更新速度快的智能數據庫系統來改變教學與設計實踐中存在的問題是非常必要的。清華的趙辰羽、劉吉昆則以一個色彩材料和表面裝飾(簡稱CMF)數據庫框架設計為案例，探討了如何將心智模型方法應用到以用戶為中心的設計中去，通過收集用戶需求然后將用戶需求與競爭產品的功能進行比對，利用用戶心智模型發現潛在的設計機會點，最后用心智模型來指導數據庫的信息架構設計。盡管研究的角度和方法各有差異，都表明了基于大數據技術建立材料圖書館的必要性和迫切性。

表1 全球創新材料平臺案例匯總表

一、CMF發展中存在的問題

為了了解設計師獲取材料過程中存在的問題與不足，研究采用了訪談及問卷調研的形式，對30位不同行業的設計師進行了調查，其中建筑設計師13名，產品設計師10名，室內設計師7名，通過回收問卷及訪談的結果，得出以下存在的主要問題。

1、材料更新換代迅速且專業度高導致溝通障礙

現今材料技術發展日新月異，每時每刻都產生出新的材料，而材料學科做為一個傳統的研究領域，專業化程度高，專業術語多，導致前端材料研究成果與材料運用人員及設計人員之間存在嚴重的溝通障礙和交流瓶頸。

2、材料獲取途徑多樣且復雜

獲取材料知識的途徑非常多樣與繁復，目前多數通過網絡文獻的檢索，視頻介紹、瀏覽網絡的圖片，到材料的經銷商或生產處咨詢，或者訂閱相關的雜志及書籍，更復雜的情況則是參加每年比較重要的展會和展覽來了解最新材料的趨勢，這些分散，無序的途徑都需要設計師具有充足的時間和精力去甄選及鑒別材料，從而滿足自己的產品需要。

3、獲取到的材料信息太抽象無法檢索

傳統的CMF的選用多局限于設計師對材料領域知識的了解和研究，大多創新材料各種復雜參數及專業化的屬性使得沒有經驗的設計師不能有直觀的體驗感受，不能快速與實際的設計環節情感體驗相聯系、相互結合。

4、缺乏專業人士的指導與溝通

即使通過網絡，雜志、書籍等途徑獲取到相關材料的信息，但在具體的設計過程中對材料的性能，屬性和利弊都沒有相似案例的介紹，需要花更長的時間摸索和研究。

5、獲取的同類材料信息單一松散沒法進行橫向比較

由于了解的材料信息比較松散且多樣，使得需要材料的設計者沒法便利的條件下持續充電和了解相關行業動態，對相關其他材料不能在短時間內進行全面的了解和對比，從而選擇最優解決方案。

6、缺乏持續的學習計劃和媒介

正如大家所知道的，如今的每個人的時間都是碎片化的，如何有效的利用這些碎片化的時間使個人快速獲取行業知識快速成長成為更好職業發展的重要因素，因此基于手機端的學習平臺就變的異常重要。

二、世界先進CMF服務設計平臺案例研究

互聯網大數據時代的到來，極大地影響了人們學習、工作、生活和思維方式，特別是隨著互聯網和移動互聯網社交媒體的普及，人們在意見表達和服務獲取等方面獲得了更多的選擇權和話語權。也為CMF(新色彩、新材料，新工藝)大數據的匯總、管理、傳播和各專業間的知識交流和共享提供了全新的服務方式及創新的解決模式，經過網絡的調查，發現從1998年第一個材料平臺Material Connexion創立至今，各個國家興起了對材料共享平臺的研究及創建活動，共收集到案例17個， 分 別 是 Material ConneXion、Innovatheque、Materia、Materio、Materiautech、Materiotecafeevale、Stylepark、Materialbiblioteket、Modulor、Transstudio、Transmaterial、1 0 0%m a t e r i a l s、M a t e c h、Materialiinnovativi、Materioteca、Matrec、Politeca。（分類見表1）。

世界第一個基于設計思維的材料共享平臺Material ConneXion是由George M.Beylerian于1997年在紐約成立，隨著業務的擴大，目前在全世界重要的創新驅動中心如米蘭、倫敦、韓國、伊斯坦布爾等地都開設了分部并提供咨詢服務。

Material ConneXion通過互聯網技術和各領域專家協助在線構建了一個世界范圍內的創新材料共享圖書館，用戶通過不同的訂閱形式可以了解材料領域的最新資訊，瀏覽成千上萬的獨一無二、創新、可持續的材料資源，同時在線下Material ConneXion還為沒有時間和資源進行材料領域徹底調查的生產者、設計師、公司、研究機構和大學提供尋找新材料的咨詢服務和產品樣品及解決方案。ConneXion Milano促進了材料生產者、設計者與制造業之間的聯系，使創新材料的轉化周期變短，加速了材料研發反饋時間和制造企業的生產周期。

Material ConneXion平臺下設有虛擬材料圖書館，專業圖書館（米蘭專屬）、小型公司及工作室協議和大公司通道等幾類級別，按照產品的屬性分為八大類： 聚合物，金屬，玻璃，陶瓷，碳纖維，水泥基材和天然材料。圖書館現有產品上萬種，每年通過聘請國際材料行業專家的評審在世界范圍內篩選30-45款創新度最高的材料來充實虛擬材料圖書館和實體材料庫，同時也保證了平臺的領先性。在材料庫中每一款材料都有明確的可采用的生產加工方式，防水，抗敏、耐久性等眾多性能方面的數據參考。

Innovathèque 是 由 CTBA（FCBA） 和VIA在法國巴黎攜手打造的創新材料資源中心，該中心為滿足專業人士和創作者尋找材料信息的需求而構建的網上數據平臺，目前平臺約有3000多種材料數據可供企業家和設計者交流使用。 此外，Innovathèque還定期組織促進材料創新的各類活動，如相關主題事件的組織，每季一次的電子“創新信”來了解相關行業最新資訊， “材料表”則在信息文件上展示了最具創新性的材料。

Materia 是2001年創立于法國巴黎的獨立專業材料創新趨勢平臺， 致力于新材料和技術的分享和研究。它提供實時動態的物理圖書館，該圖書館擁有數以千計的新穎的創新材料樣品、詳盡的在線數據庫和一個位于世界各地的專家團隊。并為設計階段提供趨勢、材料、加工在內的全方位的啟發和創新服務。Materia刺激和鼓舞建筑師，設計師和制造商在他們的設計中使用這些材料。該公司熟悉來自世界各地的每一種創新材料與他們的具體特征，Materia相比較前面的平臺是全免費的共享平臺。靈感中心是Materia總部的一個新材料實體展示中心，可以看到和感受到該公司提供的有關創新材料的信息并觸摸感知和了解他們的應用，同時通過網站，電子通訊， 出版物，咨詢，講座和貿易展覽會了解最新的趨勢。在過去的這些年里，Materia已經發展成為一個為建筑與工業設計設計提供材料知識的中心。通過發表文章、講座、出版物和展覽等形式傳播該中心優選來自世界各國的創新材料。如通過組織“建筑和設計材料的未來” 、“物質技能和材料演變”等展覽已經在世界各地成功吸引了一百五十萬人次的訪問。

Materiautech是德國允許“感官旅行”的塑料世界網上平臺，在這里你會發現能夠滿足你一切需求的塑料產品。通過使用者自己選擇的數據系統自行處置從而控制呈現給用戶的具體印象：如顏色，效果，透明度，觸感，香味，聲音......！直接網絡的參與過程使使用者更直觀地發現塑料的所有加工技術的可能性和最終呈現的效果。

Materiotecafeevale 是2000年巴西開始著手實施材料圖書館的時候，LSDM（實驗室）和Centro Feevale（RS）大學先驅研究人員在2004年創辦的第一個學術材料圖書館。由于這所大學在地域上非常靠近鞋類生產地區，在成立之初，他們對鞋子和時尚方面的樣品數據更多了更多的關注。Feevale的材料庫有一個物理的實體樣品圖書館和一個在線數據庫。巴西是一個面積較大的國家， 出于這個原因，該平臺考慮通過設計教師進行設計教學的優勢條件去努力擴大該平臺在其他城市的訪問和使用。到2006年，由Denise Dantas教授協調研究組MatériaPrima在圣保羅中央大學建立了一個新的材料圖書館，這里是巴西最發達的工業中心，擁有72所設計院校和不同的設計專業類別，有了這個巨大的需求促進了巴西整個材料發展和工業發展的進程，同時該數據庫也全時為學生開放樣本和材料信息POLIteca是誕生于1997年米蘭BOVISA校區設計學院為學生搭建的材料、技術知識共享平臺，主要目標是為設計學院的學生提供關于商業，品牌，產品形式，主要特征和隨著時間的變革等相關信息，這些信息會根據具體的類目進行不同領域的劃分來幫助學生查找和管理，匯聚了9000多個世界相關產品的信息和公司產品目錄，設計師的資料，其中關于材料領域的教授數據庫于1999年創建于GIULIO Natta系內部，提供關于色彩、材料性能、加工技術和噴涂等信息及傳統材料的創新應用。數據庫按照材料屬性分成金屬，塑料，陶瓷，聚合物，天然材料，織物，功能材料，玻璃等類目，共有6000種材料樣品，目錄，書籍，期刊，并有軟件平臺提供材料的選擇。

通過案例的詳細分析發現，目前各國都在積極的利用大數據技術在材料工程師、生產廠家與設計師、建筑師之間架設CMF的橋梁，這些平臺雖然研究的角度、側重點各有不同，但通過歸納整理及研究發現出現以下特點：

1、基于用戶材料體驗的各類屬性的搜索平臺

如 Material connextion、Innovatheque、Materia、Transmaterial、Stylepark等傾向于構建綜合的材料數據庫，為世界不同地區與背景的設計師提供專業的CMF指導，綜合性網上線下平臺，材料的類型包含混凝土、石材、木材、玻璃、涂料、紙、織物、陶瓷、電子、燈光、金屬、塑料等12大基本門類，設計師或材料的運用者可以通過物理參數（硬度、強度、耐磨性，可塑性、防火性、防水性、抗疲勞性、抗腐蝕性等）、感知參數（光澤度、透明度、紋理、溫度、氣味、色彩、粗糙度、熱致變色、光致變色、熒光、光致發光、溫度變色）、表面工藝（表面處理、表面附層、加工過程）、應用領域等設計屬性的信息搜索適合自己的材料信息，從而滿足從材料的了解、選取、技術對接到生產的全流程設計生產需要。

2、對某一個領域的深度挖掘

Materiautech、Materiotecafeevale、Materioteca、Matrec 則更傾向于提供某個材料領域的深度挖掘，特別一提的Materiautec是以塑料材料為研究對象，通過人的嗅覺、觸覺、視覺、聽覺從色彩、透明度、亮度、粗糙度、光澤度、熱致變色、光致變色、熒光、光致發光、溫度變色產生的不同感受來形成獨特的感知之旅，從而使使用者從枯燥的數據及加工技術中解脫出來，在選材的過程中進行更好的交流和溝通。

3、綜合類線上線下聯動平臺

17個材料平臺中有13個除了有WEB端的線上數據庫之外，都成立了專門的實體材料體驗空間和圖書館，這些線下材料體驗館的構建彌補了線上數據庫在嗅覺、觸覺、視覺、聽覺等方面感知的不足，并對材料數據進行統一的編碼和樣品的統一管理，甚至有些材料平臺定期為其付費的材料會員提供定期實體樣稿的寄送服務和相關領域的workshop及小型研討會，提供線上搜索的同時，提供線下觀摩，提案、交流的專業服務。

4、資訊類信息發布成為常態

Matech和100%materials平臺則更多從軟文推廣和電子雜志、書籍的形式為有持續關注需求的學習者提供世界最新材料資訊和應用分享，甚至40%的平臺提供各種有關材料的事件、workshop、研討會等活動。但目前來看，大部分平臺仍采用web端做為他們的發布平臺，對于碎片化時間的今天，APP端及各種移動端的結合必將將成為未來的主流，特別是資訊更新快速迭代的今天，隨時隨地的閱覽及學習為知識的積累提供了更加便利的手段。

5、從材料的使用者角度增強用戶體驗

為了更好的貼近用戶需求，這里還有一個潛在的趨勢，即平臺不僅提供每款材料的分類、物理參數、加工工藝、表面工藝等基本屬性，感知參數、應用領域、綠色生態也成為材料選取過程中的重要選取參數，隨著三維虛擬技術的實現和成熟，未來產品材料虛擬體驗場景的構建將為材料的篩選和使用提供了更加直觀的感受和技術支持。

三、基于服務設計的我國CMF服務平臺設計構想及模型

雖然世界上已經存在眾多的材料平臺，甚至世界上第一個成立的綜合材料平臺Material connxtion曾于2010年進軍中國，但由于高昂的入會費用，語言的障礙、遠距離的操作使得境外的材料平臺都未取得好的效果，同時設計的競爭從某種角度來說就是創新材料研發與轉化的比拼，我們國家迫切地需要搭建自己的材料共享平臺來支持從中國制造向中國智造的轉化。在這里通過以上案例的分析、總結和歸納，運用服務設計的用戶旅程（Customer Journey）、系統圖（System）來對我國CMF平臺進行設計框架的構想。如圖1所示：

由于材料是通過使用者的五官感受來讓消費者產生購買動機，因此實體材料圖書館與虛擬線下數據庫作為不可分割的兩個部位相得益彰，相輔相成、缺一不可。通過材料研究機構和生產廠家的創新材料研究，通過材料專家的優選放入實體與虛擬材料數據庫中，用戶可以通過虛擬數據庫（工作站web端，個人app端）第一時間了解材料的最新資訊并提供相應的課程體系。對于有搜索需求的客戶提供生產商檢索、材料分類檢索、物理屬性檢索的檢索形式，同時特別從材料感知屬性及應用領域角度提供全新檢索形式，材料詳情提供材料圖片，所屬范圍、材料屬性、材料分類、處理工藝、應用案例等幾個部分，同時為了便于用戶收藏、查找自己的瀏覽記錄，特別常用導航設計了我的關注、瀏覽記錄和我的分享板塊，滿足日常需要。

圖1 我國CMF服務平臺設計構想及框架模型

四、總結

得信息的獲取和管理成為了一個全新的問題。通過以上對世界范圍內CMF領域及創新材料平臺的梳理和研究發現我國關于材料成果轉化多學科領域的融合研究相對其他國家發展較晚，目前各專業領域的研究仍屬于各自為政的局面，希望該篇文章能夠幫助國內CMF快速發展，為相關材料共享平臺的構建提供參考價值。

創新材料的轉化是實時更新且動態的，基于互聯網的大數據平臺為信息的溝通和轉化提供了新的契機，服務設計的用戶旅程（Customer Journey）、系統圖（System）便于從使用者的角度了解用戶整個使用流程及需求，從而在每個細部環節增加內容，完善用戶體驗的各個環節。

正如E. H. Cornish 所說“成功的設計師首先依靠于個人所掌握的知識資源和豐富經驗，然后是那些他的同事和顧問以及他的工作人員收藏的書籍和目錄。”但世界如此迅速的變革和與之活動相關的材料技術的革新產生如此龐大的信息，這使

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