基于霍爾三維結(jié)構(gòu)的廚房家電設(shè)計模型研究

肖小朋 周述璋

關(guān)鍵詞：霍爾三維結(jié)構(gòu);邏輯維;廚房家電設(shè)計;設(shè)計流程;模型

集成化家電的概念提出并得到迅速的發(fā)展，集成化家電實現(xiàn)了電器與整體環(huán)境之間更安全、更美觀的搭配，體現(xiàn)了最大化空間利用的設(shè)計理念，備受推崇。然而，當前廚房家電依舊按照傳統(tǒng)方式進行設(shè)計，存在著將廚房電器作為單獨個體進行設(shè)計的問題，缺少系統(tǒng)性思維。將廚房家電以個體設(shè)計為主的思維轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵到y(tǒng)設(shè)計為主，是勢在必行的。運用邏輯思維并結(jié)合霍爾三維結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)建廚房家電設(shè)計系統(tǒng)模型，能有效高質(zhì)量地輸出設(shè)計成果。

邏輯思維是人的理性認識階段，人運用概念、判斷、推理等思維類型反映事物本質(zhì)與規(guī)律的認識過程。邏輯思維是一種確定的，而不是模棱兩可的;前后一貫的，而不是自相矛盾的;有條理、有根據(jù)的思維。運用邏輯思維，并結(jié)合霍爾三維結(jié)構(gòu)模型中的邏輯維，以此確定廚房家電設(shè)計的系統(tǒng)模型來指導(dǎo)設(shè)計。

1霍爾三維結(jié)構(gòu)概述

霍爾三維結(jié)構(gòu)（HSM）是美國系統(tǒng)工程專家霍爾于1969年提出的一種系統(tǒng)工程方法論，它是由時間維、邏輯維和知識維所組成的三維空間結(jié)構(gòu)，并將時間維和邏輯維上分別賦予7個階段和7個步驟，知識維則是為完成這些階段和步驟所需的各門學科知識和技能的列舉。其中，時間維表示系統(tǒng)工程活動從開始到結(jié)束的工作階段或進程，邏輯維是指系統(tǒng)工程的每一個階段所應(yīng)遵循的邏輯程序和工作步驟，知識維則列舉為完成該系統(tǒng)工程所需要運用的相關(guān)知識。霍爾三維結(jié)構(gòu)強調(diào)明確目標，核心內(nèi)容是最優(yōu)化，并認為現(xiàn)實問題基本上都可以歸納成工程系統(tǒng)問題，應(yīng)用定性及定量分析手段，求得最優(yōu)解。該方法論具有研究方法上的整體性（三維）、技術(shù)應(yīng)用上的綜合性（知識維）、組織管理上的科學性（時間與邏輯）和系統(tǒng)工程工作的問題導(dǎo)向性（邏輯維）等突出特點。

2基于霍爾三維結(jié)構(gòu)的廚房家電設(shè)計模型分析

以設(shè)計開發(fā)廚房家電為例，在整個開發(fā)設(shè)計流程中，從系統(tǒng)出發(fā)，運用邏輯思維，對廚房家電設(shè)計進行分析，正確把握在設(shè)計過程中的各方影響因素，從而保證設(shè)計開發(fā)的順利進行，根據(jù)霍爾三維結(jié)構(gòu)模型來構(gòu)建的廚房家電設(shè)計系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)模型，如圖1。

2.1基于時間維的廚房家電設(shè)計模型分析

時間維的特點是線性的、前后不可逆的。廚房家電設(shè)計的時間維分為項目立項、產(chǎn)品構(gòu)想、調(diào)研分析、概念生成、產(chǎn)品設(shè)計、可用性測試、生產(chǎn)制造、市場銷售、用戶使用和反饋等階段。時間維表達的是在進行廚房家電開發(fā)設(shè)計時采用基于霍爾三維模型的設(shè)計流程，在整個過程中對項目流程按時間劃分為各個階段，對各個階段必須要進行的工作進行管理和統(tǒng)籌，是保證任務(wù)按時完成的時間規(guī)劃。因為時間維具有線性且不可逆的特點，所以在進行開發(fā)項目設(shè)計時，需要對整體流程把控，管理統(tǒng)籌開發(fā)人員能夠按時按質(zhì)按量的完成項目開發(fā)。另外，設(shè)計開發(fā)過程是一個非常龐大且復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要在某一個任務(wù)階段同時兼顧幾個任務(wù)，比如，在產(chǎn)品設(shè)計階段就需要充分考慮生產(chǎn)制造時的加工工藝、開模方案等，這也要求在利用該模型進行廚房家電設(shè)計開發(fā)時具有前瞻性。

2.2基于邏輯維的廚房家電設(shè)計模型分析

邏輯維指的是在進行廚房家電開發(fā)設(shè)計時，每個階段所要進行的工作內(nèi)容和要遵守的思維邏輯，邏輯維是保證設(shè)計方案成功的必要條件。運用邏輯思維，結(jié)合霍爾三維結(jié)構(gòu)模型進行思考、分析和解決問題時應(yīng)遵循的一般程序，本論文將對油煙機和燃氣灶這個系統(tǒng)進行設(shè)計開發(fā)的系統(tǒng)邏輯維分為明確問題、確定目標、系統(tǒng)綜合分析和評價、方案優(yōu)化、做出決策、方案實施6個步驟，其流程如圖2所示。

2.2.1明確問題和確定目標

由于廚房家電設(shè)計開發(fā)具有復(fù)雜性、多樣性的特點，所以在設(shè)計開發(fā)的最初階段首先要明確問題，即通過調(diào)研分析來發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有廚房家電存在的問題，調(diào)研分析的內(nèi)容包括以下幾個方面：市場調(diào)研、使用情境研究、用戶需求分析。在明確問題之后，確定設(shè)計的目標，以此來指導(dǎo)設(shè)計。

1）市場調(diào)研。快節(jié)奏的都市生活，如何使其高效、便捷、有序;有限的家居空間，怎樣讓它變得寬敞、舒適、溫馨，這是設(shè)計師們關(guān)注的重點。設(shè)計、智能化也成了廚房家電的發(fā)展趨勢。通過選取美的、方太、老板、西門子、華帝、海爾等廚房家電領(lǐng)導(dǎo)品牌進行市場調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)：廚房家電的設(shè)計處于設(shè)計開發(fā)的最初級階段，對于烹飪系統(tǒng)還是進行單個產(chǎn)品設(shè)計，如圖3。同時，對市場現(xiàn)有產(chǎn)品進行CMF、觸摸方式和功能等分析，如表1，發(fā)現(xiàn)目前廚房家電產(chǎn)品基本相似，差異性不明顯，且功能區(qū)分度不高。

2）使用情景分析。廚房家電的使用情景指的是用戶使用廚房家電進行烹飪所處的空間和所進行的任務(wù)。由此在設(shè)計中，探究情景化信息從而設(shè)定情景，達成情景與人——機——環(huán)境的交融，追蹤個體邏輯思維的軌跡，挖掘消費者潛意識中的隱性信息，設(shè)計出更符合消費者需求的產(chǎn)品。針對于用戶進行烹飪這個情景任務(wù)的研究，通過選取100名經(jīng)常烹飪的用戶，觀察他們的烹飪過程，具體方式包括：現(xiàn)場觀察、拍攝過程、實時交流等，如圖4。同時對廚房設(shè)計規(guī)范等查詢，繪制了油煙機和燃氣灶的安裝示意圖，如圖5。通過以上研究，發(fā)現(xiàn)用戶在使用現(xiàn)有產(chǎn)品進行烹飪時，存在操作不方便、邊角碰頭、難以清潔、風量難以把控等問題。

3）用戶需求分析。在此階段，主要任務(wù)是對用戶進行研究，通過訪談法、觀察法和問卷法等提煉用戶需求，并通過Kano模型對需求進行分類整合，構(gòu)建了針對性較強的產(chǎn)品質(zhì)量要素，旨在解決產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計開發(fā)過程中用戶需求難以量化分析的問題，在Kano模型中，將產(chǎn)品功能/需求和服務(wù)的特性分為五種屬性：M表示必備屬性、0表示期望屬性、A表示魅力屬性、I表示無差異屬性、R表示反向?qū)傩裕鳴表示存在疑問的結(jié)果。其具體步驟是：（1）確定影響用戶使用廚房家電（油煙機和燃氣灶）的因素（表2）;（2）設(shè)計關(guān)于廚房家電的問卷調(diào)查表并實施有效的問卷調(diào)查，樣本問卷設(shè)計如圖6;（3）收集數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)處理;通過模型評估表中的數(shù)據(jù)，計算出Better-Worse系數(shù)，從而了解用戶在使用廚房家電時哪些功能可以增加滿意度，同樣哪些功能在使用過程是用戶不喜歡的。其計算公式如下：

根據(jù)問卷的數(shù)據(jù)整合，將用戶在使用廚房家電的需求轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)和圖表，把用戶需求通過可視化的方式展示出來。使用kano模型計算的調(diào)研結(jié)果。將調(diào)查結(jié)果的功能屬性進行分類，建立設(shè)計原型。基于用戶期望需求和魅力需求進行功能創(chuàng)新構(gòu)想，如圖7，將用戶需求轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品功能。

根據(jù)以上分析研究，確定廚房電器設(shè)計的目標為：基于中國廚房用戶需求痛點的創(chuàng)新設(shè)計安全，易清潔，易操作;結(jié)合行業(yè)產(chǎn)品流行趨勢，跨界產(chǎn)品設(shè)計，整板式設(shè)計，集成設(shè)計，觸摸操控，智能人性化功能，櫥柜匹配。

2.2.2系統(tǒng)綜合分析和評價、方案優(yōu)化

根據(jù)文獻，可知系統(tǒng)綜合分析是指將綜合得到的各種方案，系統(tǒng)地比較分析，進行必要的模型試驗或虛擬仿真試驗。在進行廚房家電設(shè)計開發(fā)系統(tǒng)中，開展系統(tǒng)綜合分析和方案優(yōu)化主要包括：草圖繪制、計算機繪制三維效果圖、制作手板模型、制作樣機模型試驗，并在這個過程中，建立評價體系，如表3，不斷進行系統(tǒng)分析和方案優(yōu)化，如圖8，直至到達最優(yōu)的方案。

2.2.3做出決策和方案實施

依據(jù)評價指標維度，在不斷進行系統(tǒng)分析和方案優(yōu)化之后，最終選取所需的最優(yōu)的廚房家電方案，如圖8。方案以弧形作為主要設(shè)計元素，整體造型簡約大方，同時使用智能化的操作系統(tǒng)，油煙機采用觸摸的操作方式，另外實現(xiàn)燃氣灶和油煙機的聯(lián)動，能夠自動根據(jù)油煙大小來調(diào)整功率，節(jié)能環(huán)保。做出決策之后，將進行方案實施，即完成生產(chǎn)、銷售和安裝等各個階段的工作。

邏輯維是霍爾三維結(jié)構(gòu)的其中一個維度，其各個構(gòu)成要素之間是緊密相扣的，同時也與時間維上的各個階段是相互呼應(yīng)的關(guān)系，但實質(zhì)上不同的是邏輯維的各個要素是可以推倒重來的，比如，在廚房家電的設(shè)計開發(fā)過程中，進行系統(tǒng)綜合分析和方案優(yōu)化這兩個階段是相互交織的，是一個循環(huán)往前發(fā)展的過程，兩者在時間上并沒有明顯的前后關(guān)系，只是在邏輯上存在著發(fā)展的態(tài)勢。因此，邏輯維提供的是指導(dǎo)設(shè)計項目順利開展的邏輯思維上的理論基礎(chǔ)。

2.3基于知識維的廚房家電設(shè)計模型分析

廚房家電設(shè)計系統(tǒng)中三維結(jié)構(gòu)的知識維遵循系統(tǒng)原則的基礎(chǔ)上又和行業(yè)的特殊性結(jié)合在一起，整個設(shè)計開發(fā)過程中所需的各種專業(yè)知識，主要包括經(jīng)濟學、社會學、環(huán)境學、市場學、心理學、飲食文化學、材料學、加工工藝學、人機工程學、美學等方面的知識，其中各學科相互交叉，互為補充，層層拓展，指導(dǎo)各個階段設(shè)計開發(fā)活動的進行。綜合多學科知識成為完成系統(tǒng)工程工作的必要條件。其中各學科及其交叉延伸學科層次豐富，層層拓展，且各學科之間呈現(xiàn)的是非線性的耦合關(guān)系。廚房電器的設(shè)計開發(fā)產(chǎn)生基于用戶的復(fù)雜場景，受到社會、經(jīng)濟和技術(shù)環(huán)境等影響，并通過解決問題的過程而獲得開發(fā)設(shè)計。在進行廚房家電的設(shè)計過程中，結(jié)合邏輯維在各個階段所運用到的相關(guān)知識對應(yīng)為：（1）在發(fā)現(xiàn)問題和明確目標的階段，主要是運用市場學、產(chǎn)品語義學、統(tǒng)計學、CMF等知識對現(xiàn)有市場上的相關(guān)產(chǎn)品進行分析;運用人機工程學、行為學、心理學、統(tǒng)計學、系統(tǒng)學等知識對使用場景和流程、用戶需求等進行分析;（2）在系統(tǒng)分析評價和方案優(yōu)化的階段，主要是運用產(chǎn)品系統(tǒng)學、美學、材料學、力學等領(lǐng)域知識開展工作;（3）在做出決策和方案實施階段，主要是運用材料學、經(jīng)濟學、市場學等知識進行研究分析。

隨著知識爆炸性的發(fā)展，而人的時間精力是有限的，掌握系統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計方法，根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)，統(tǒng)籌規(guī)劃，團隊協(xié)作，具有廣闊的視野和系統(tǒng)全面的科學思維，是在產(chǎn)品開發(fā)過程中設(shè)計管理的必備素質(zhì)。

3結(jié)語

基于霍爾三維結(jié)構(gòu)模型的系統(tǒng)工程方法論，結(jié)合廚房電器的設(shè)計流程，把產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)過程中的設(shè)計過程置于一個動態(tài)的系統(tǒng)之中，對項目流程進行了概括和整理，形成與設(shè)計過程相關(guān)的三維因素，全面系統(tǒng)地相聯(lián)系起來的產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計方法，從理論上來指引設(shè)計者如何面對產(chǎn)品設(shè)計時樹立系統(tǒng)意識，有計劃、有目的、有步驟地開展設(shè)計項目，從系統(tǒng)性出發(fā)，對整個設(shè)計流程進行宏觀管理和調(diào)控，確保產(chǎn)品開發(fā)的順利進行，希望對設(shè)計開發(fā)能起到參考作用。