（设计艺术学专业论文）产品设计的信息加工模式描述与应用.pdf

独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示了谢意。 签名： 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即 学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可 以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：导师签 武汉理工大学硕士学位论文 摘要 因为产品设计活动的复杂性、内隐性以及差异性，国内外关于产品设计的 大量研究集中于历史沿革、意义探讨、现象罗列、特征描述、概念定义与设计 方法。而所得的类似于知识、情境、参数化等设计模型对设计教育和设计活动 的可参与程度都不尽理想。 本文通过对产品设计中相关心理活动的研究，首次选择用认知心理学中比 较成熟的“信息加工”理论来完成对设计思维活动的解读。本文的理论基础是 认知心理学信息加工理论和产品设计理论。信息加工理论认为，人类的心理活动 类似于计算机的运算过程，人类思维类似于计算机程序。这种功能主义的类比为 深入研究思维和认知提供了可能。产品设计本身是信息加工的一种实践具体。 所以以这两种理论作为框架对设计过程作出描述是合理的。 产品设计的信息加工模式通过对认知心理学和产品设计的交叉研究，首次 将认知心理学中的“信息加工理论”和产品设计结合起来，对设计过程中的产 品信息的加工、进化作出描述。迈出了产品设计研究领域关于认知心理学信息 加工理论研究的第一步。本文通过切入产品设计的思维信息，重点研究对思维 原点的思考以及对思维过程的再现和引导。已经基本完成产品设计的信息加工 模式的过程流程和思考节点的研究，基本完成为产品设计提供全新的的思考方 向和操作方法的预期目标。在最后通过产品设计的信息加工模式来指导一个实 际设计行为，最终得到的一个具体的产品设计。以之验证产品设计的信息加工 模式的实践可应用性和理论指导意义。 关键词：信息加工模式，产品设计，认知心理，思维流 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t b e c a u s eo ft h ec o m p l e x i t yo f p r o d u c td e s i g na c t i v i t i e s ，al a r g en u m b e ro fd o m e s t i c a n di n t e r n a t i o n a lr e s e a r c ho np r o d u c td e s i g nf o c u s e so nt h eh i s t o r y , s i g n i f i c a n c e ， p h e n o m e n o n ，d e s c r i p t i o n ，c o n c e p td e f i n i t i o na n dd e s i g nm e t h o d s t h ep r o c e e d so f s u c ha sk n o w l e d g e ，c o n t e x t ，f o re d u c a t i o na n dd e s i g na c t i v i t i e sc a nb el e s st h a ni d e a l l e v e lo f p a r t i c i p a t i o n i n f o r m a t i o np r o c e s s i n gm o d e lo fp r o d u c td e s i g n ，i n t e r s e c t i o nt h r o u g ht h er e s e a r c h o fc o g n i t i v ep s y c h o l o g ya n dp r o d u c td e s i g n ，c o m b i n e st h e ”i n f o r m a t i o np r o c e s s i n g ” t h e o r ya n dp r o d u c td e s i g nt h ef i r s tt i m e t h et h e o r yi s b a s e do ni n f o r m a t i o n p r o c e s s i n gt h e o r y o f c o g n i t i v ep s y c h o l o g y a n dp r o d u c td e s i g n i n f o r m a t i o n p r o c e s s i n gt h e o r yt h a th u m a nm e n t a la c t i v i t yi ss i m i l a rt ot h ec o m p u t e ro p e r a t i o n p r o c e s s ，t h eh u m a nm i n dl i k eac o m p u t e rp r o g r a m t h i sf u n c t i o n a l i s ta n a l o g ym a k e s t h ef u r t h e rs t u d yo ft h o u g h ta n dc o g n i t i o np o s s i b l e d e s i g ni t s e l fi sak i n d o f i n f o r m a t i o np r o c e s s i n g s ot h et h e o r yw i t ht h e s et w of r a m e w o r k st od e s c r i b et h e d e s i g np r o c e s si sr e a s o n a b l e i nt h ei n t e r d i s c i p l i n a r yu n d e r s t a n d i n go fc o g n i t i v ep s y c h o l o g y , p r o d u c td e s i g n t h e o r y , t h ep a p e rc h o o s et h e ”i n f o r m a t i o np r o c e s s i n g t h e o r y t o c o m p l e t et h e a c t i v i t i e so nt h ei n t e r p r e t a t i o no fd e s i g nt h i n k i n g t h i n k i n gt h r o u g ht h ep r o d u c t d e s i g ni n f o r m a t i o nt h i n k i n gf l o w , t h ep a p e rh a sb e e nb a s i c a l l yc o m p l e t e dt h et h i n k i n g p r o c e s s e so fi n f o r m a t i o np r o c e s s i n gm o d e lo fp r o d u c td e s i g na n dr e s e a r c hn o d e s f i n a l l y , t h ei n f o r m a t i o np r o c e s s i n gm o d e lg u i d e so n ep r o d u c td e s i g ni nt h eb e h a v i o r o fa l la c t u a ld e s i g n ，e n du p 谢mas p e c i f i cp r o d u c td e s i g n v e r i f i c a t i o no ft h e i n f o r m a t i o np r o c e s s i n gm o d e lo fp r o d u c td e s i g np r a c t i c ec a nb ea p p l i e da n d t h e o r e t i c a ls i g n i f i c a n c e k e y w o r d s ：i n f o r m a t i o np r o c e s s i n gm o d e l ，p r o d u c td e s i g n ，c o g n i t i v ep s y c h o l o g y , t h i n k i n gf l o w 1 1 武汉理工大学硕士学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i 第一章绪论1 1 引言 2 研究背景 3 研究意义 4 研究现状 5 研究思路 第二章产品设计6 2 1 产品设计的发展趋势6 2 1 1 高设计6 2 2 2 交互7 2 2 3e - d e s i g n 8 2 2 产品设计相关理论8 2 2 1 系统设计8 2 2 2 感性工学设计9 2 2 3 智能化设计lo 2 2 4 情感化设计1o 2 2 5 体验式设计1 l 2 3 产品设计的工作程序1 1 2 3 1 设计的准备阶段1 2 2 3 2 设计的初步阶段1 3 2 3 3 设计的深入阶段1 3 2 3 4 设计完善阶段1 4 2 3 5 设计完成阶段l5 2 4 产品设计的认知流程1 5 第三章信息加工模式1 7 3 1 信息加工理论17 i i i 武汉理工大学硕士学位论文 3 1 1 信息加工的理论优势1 7 3 1 2 信息加工的理论缺陷1 8 3 2 信息加工基本过程19 3 3 信息加工的概念点2 0 3 3 1 自上而下和自下而上2 0 3 3 2 短时记忆和长时记忆2 0 3 4 信息加工的传递过程2 1 3 4 1 信息加工的传递原理2 1 3 4 2 信息加工的传递要素2 2 第四章产品设计的信息加工模式的描述2 4 4 1 产品设计的信息加工模式2 4 4 1 1 发生动机2 7 4 1 2 感觉系统2 8 4 1 3 信息采集2 9 4 1 4 信息激活2 9 4 1 5 信息转换3 0 4 2 信息加工模式的描述关键点以交互为原点3 0 4 2 1 交互与设计原点3l 4 2 2 以交互为设计原点( i o d ) 3 1 4 3 信息加工模式的描述关键点推陈出新3 2 第五章产品设计信息加工模式的应用3 3 5 1 “卫浴用品再设计”的发生动机3 3 5 2 “卫浴用品再设计”的感觉系统3 5 5 3 “卫浴用品再设计”的信息采集3 6 5 4 “卫浴用品再设计”的信息激活3 9 5 5 “卫浴用品再设计”的信息转换4 0 5 6 产品设计的信息加工模式的实践思考4 1 第六章结论4 2 6 1 产品设计的信息加工模式的价值4 2 6 2 产品设计的信息加工模式的创新和不足4 2 i v 武汉理工大学硕士学位论文 6 3 处处是创造之地，天天是创造之时，人人是创造之人4 3 致谢4 4 参考文献4 5 攻读学位时间获得与学位论文相关的科研成果目录4 7 附录4 8 v 武汉理工大学硕士学位论文 卜1 引言 第一章绪论 某种意义上看，第一把远古石器的出现，便随之产生了设计。文字记载上 的经典可以上溯至考工记( 中国) 和博物志( 古罗马普林尼) 。直至1 9 世纪末，在莫里斯发起的“工艺美术运动 的推动下，设计学才逐渐发展为一 个专门的学科。2 0 世纪以来，伴随着市场的发展和设计教育的进步，作为社会 生活中不可以或缺的部分，设计的扮演的角色越来越重要。进入2 1 世纪，迅速 发展的知识、信息、科技，冲击着人们传统的消费理念和生活方式，出现了诸 如人性化消费、体验式经济等新的生活方式。而产品设计所拥有的与社会生活 的对接性和可操作性，很大程度地改变了整体社会的外在形式，实现了设计对 生活的影响。 全球化进程所带来的激烈的市场竞争，迫使企业不断寻求技术突破和产品 的革新，以提高其市场竞争力，从而在激烈的竞争中赢取生存和发展空间。产 品概念设计作为企业产品革新的重要方法，其核心就在于产品创新，一旦概念 设计被确定，产品设计的大部分工作也就完成了。因此该阶段的产品创新设计 能力已经成为企业在竞争中获取发展先机的首要因素。产品造型设计作为概念 设计的重要阶段，近年来得到了快速的成长和发展，并逐步形成了其自身的特 性和发展趋势。 产品设计的核心点和魅力就在于其对于创造性思维的运用。因而可以将产 品设计思维看成是一个有着复杂过程的兼具形象思维与逻辑思维的创造性思 维。在现代产品设计思维中，除了对设计物的“核心功能”的基本考量，用户 对于产品的“外围功能”的需求是现代设计师关注的焦点所在。“外围功能”的 需求体现在用户对产品的人机工程上的宜人性需求，同时也体现于用户对于产 品在情感和审美等方面的感性认知。概念设计过程中对产品的功能、人机和感 性认知的平衡考虑，能够使设计达到事半功倍的效果，从而获得产品研发的成 功。正是由于产品概念设计的这种特性，使得在设计研究不仅仅停留在对产品 功能的设计和评价上，满足用户对于产品的感性认知需求和情感需求的设计与 评价也得到越来越多的重视。 武汉理工大学硕士学位论文 卜2 研究背景 基于产品概念设计的特性和发展趋势，对于“人”的研究己经成为设计研 究中的一个重点方向。产品概念设计要满足人情感上的需求，包括对生活情趣 的满足，因而需要对设计师的心理认知研究给予足够的重视。相关研究表明， 由于专业训练、教育和文化背景的不同，设计师和用户在产品的需求和满足的 认知方面存在差异。这意味着在设计师必须把设计与用户对产品功能的需要和 对情感的追求等“软”功能紧紧地联系在一起进行考虑的同时，需要对设计师 本身的相关认知心理进行研究。 大多数的用户研究将设计师的定位为用户之一，恰恰忽视了设计行为中， 设计师的特殊性：没有用户研究，绝对没有好的设计；但是也并非有了好的用 户研究，就可以有好的产品。最最核心的设计师的思维研究却被回避了，或者 说被忽略了。 因此，如何有效地将产品的相关设计信息从用户层面拓展到设计师群体， 并对设计过程中的信息进行引导。是产品设计开发的新的需求，也是设计思维 的一个新的突破方向。 但是，仅凭调查的用户的感知信息、忽略设计师自己的经验、知识和对产 品的理解，比较容易造成设计方案方向上的偏差。而通常在企业内部，市场与 产品研发分属不同的部门，使得设计人员很难直接获得用户对于产品的感知偏 好等信息，产品开发过程中的用户感知信息传递过程为用户一市场人员一设计师。 因此，如何有效地将市场数据( 如市场份额、销售反馈信息等) 应用于设计以及 如何将产品开发过程中的信息交互从用户层面拓展到设计师群体，是产品概念 设计开发的新的需求，也是企业市场部门与设计部门开展更加有效的合作的基 础。 对产品设计的思维进行研究和应用，成为设计领域的理论研究和实践的一 个新方向。而如何对产品设计的思维过程进行一个清晰的展示和研究是本文的 重点。但是，要强调的是，本文对设计思维的研究的重点是在对思维的原点的 思考，即亦“以交互为原点”。总之，本文是通过对认知心理学中的“信息加工” 理论与产品设计的思维相结合，而结合的重点而是对思维原点的思考以及对思 维过程的再现和引导。 本文的理论基础是认知心理学信息加工理论和产品设计理论。信息加工理 论认为，人类的心理活动类似于计算机的运算过程，人类思维类似于计算机程 2 合理的。 卜3 研究意义 品设计本身是 程作出描述是 本文通过对产品设计中相关心理活动的研究，首次选择用认知心理学中比 较成熟的“信息加工 理论来完成对设计思维活动的解读。产品设计的信息加 工模式通过对认知心理学和产品设计的交叉研究，首次将认知心理学中的“信 息加工理论”和产品设计结合起来，对设计过程中的产品信息的加工、进化作 出描述。迈出了产品设计研究领域关于认知心理学信息加工理论研究的第一步。 本文通过切入产品设计的思维信息，重点研究对思维原点的思考以及对思 维过程的再现和引导。已经基本完成产品设计的信息加工模式的过程流程和思 考节点的研究，基本完成为产品设计提供全新的的思考方向和操作方法的预期 目标。在最后通过产品设计的信息加工模式来指导一个实际设计行为，最终得 到的一个具体的产品设计。以之验证产品设计的信息加工模式的实践可应用性 和理论指导意义。 卜4 研究现状 鉴于产品设计活动的复杂性、内隐性、差异性，且难以定量等问题的影响， 国内外关于设计的大量研究集中于历史沿革、意义探讨、现象罗列、特征描述、 概念定义与设计方法等内容上。在理论层面上，大量的专家学者也在相关的案 例基础上，利用各种方法建立起了各种不同的产品设计模型。 国内学者也结合相关造型设计，开展了一些工作，但总体来讲还处于起步 阶段。国内工业设计领域的产品概念设计研究在现有文献资料看来主要集中在 浙江大学现代工业设计研究所、湖南大学汽车车身国家重点实验室和西北工业 大学工业设计研究所。具体来看浙江大学现代工业设计研究所黄琦等结合嵌套 随机集和非精确概念方案生成技术对基于产品风格认知模型的产品概念设计技 术进行了研究；罗仕鉴等从知识的角度研究了基于集成化知识的产品概念设计。 湖南大学汽车车身国家重点实验室赵江洪教授等则将设计知识与情境相结合着 重研究产品造型设计情境知识流程以及产品造型设计知识的获取、表达和建模。 武汉理工大学硕士学位论文 西北工业大学主要从参数化设计的角度对产品概念设计技术进行了研究。 从上述研究现状来看，产品设计研究重点是在进行产品概念思维时，特别 是在信息不足的情况下，如何对产品造型的概念模型进行恰当的描述、表达和 操作，使其充分地表现产品零部件的几何形状及几何特征的同时，还要符合设 计人员的设计习惯，有利于设计创新。而产品设计的信息加工模式重点是如何 全面获取用户对于产品的审美和情感认知信息，并将该信息准确地表达及应用 于产品设计过程中，使设计方案充分满足用户的审美和情感需求。 根据上述对研究现状分析，本研究方向目前主要存在以下问题： 1 、现有理论与方法注重设计的表达，但在设计的决策阶段，缺少对产品设 计的相关信息( 用户感知信息) 的有效描述和利用，缺少用户的参与性，难以 表达其深层次情感需求信息和创造性思维，同时难以有效获取与表达用户对产 品的评价。 2 、产品设计的相关信息( 用户感知信息) 研究偏重理论及定性研究，主要 关注产品造型趋势与用户感知信息间的关系，定量研究多采用感性工学的方法。 由于感性工学系统的知识库是根据实验结果预先设定的，为静态结构，不能实 时动态更新，从而导致系统提供的用户感知信息具有一定的滞后性。 3 、感性工学研究将产品造型特征从整体造型中分离出来进行分析与研究， 割裂了整体与部分的关系，使用户感知偏好的实验数据不能完全反映用户真实 的认知信息。 4 、由于造型分割的方式对研究结果和知识库的构建具有较大影响，而造型 分割往往依赖于领域专家，专家本身对于设计的理解将影响其分割方式，因此 容易导致研究结果具有较大的主观性。 5 、由于产品设计本身所具有的创造性、多方案性以及人的认知在概念设计 过程中的影响，使得现有的智能化算法在处理该类型问题时存在一定缺陷，具 体表现在评价标准的模糊性以及设计师参和用户参与设计的必要性及其方式问 题上，很难获得理想的结果，从而使用户感知信息未能直接应用于对产品概念 设计的支持和辅助。 6 、忽视了产品设计作为一个复杂的认知再现活动，其在设计过程中，尤其 是对思维出发点、切入点，亦即原点的合理选择过程研究的重要性没有得到深 入具体的探讨。 卜5 研究思路 4 息的解码与开放的设计联系了起来，进而通过两极的多个过程的重新编码联系 起来。将之从认知语言学中借鉴到产品的设计活动中，必将给产品的设计提供 全新的的思考方向和具体的操作方法。 根据上述目标，本论文主要需要解决以下关键问题： 1 、研究产品设计的信息加工的信息处理流程，并实现基于该流程的设计相 关信息的客观获取与分析，解决信息对设计支持不足的问题： 2 、建立用户单一维度和多维度的认知方式，强调用户感知信息与产品造型 特征属性间的关联，以解决类似研究受专家主观因素影响较多的问题： 3 、探讨对产品设计思维切入点，以实现引火归原。 基于本研究要解决的主要问题，确定本论文研究思路，包括研究背景与现 状、相关理论研究、模型构建、模型验证四个方面。 根据该研究思路，本论文共分为六个章节，各章节安排如下： 第1 章绪论： 第2 章为产品设计相关理论研究。 第3 章是信息加工相关理论研究。 第4 章是模型构建，亦即产品设计的信息d n - r ：模型的描述。 第5 章为模型验证，亦即产品设计的信息加工模型的应用。 第6 章是总结与展望。 当今社会生产形势下，柔性生产( f l e x i b l ep r o d u c t i o n ) 已近在很大程度上 在一定范围内取代了传统的批量生产( m a s sp r o d u c t i o n ) 。产品设计也逐渐将技 术从主体转作客体，批量设计业逐渐被个性化设计转变。因为用户群体的市场 细分的加速，产品的独特性和多样性成为其设计成功与否的前提。在这样的产 业背景下，产品的设计对企业的发展甚至存活起到至关重要的作用。产品设计 成为企业产品链开发与延续的关键点。 而在当下，笔者认为产品设计在主流上主要有如下特性： l 、独特性：独特性是产品设计的主线和生命线，产品独特性的实现离不开 设计阶段对创新的要求和追求，也是设计师对于“中国创造”具体理解和实现。 而在通向“独特性”的路上，对产品理念的理解和设计原点( 本文第四章重点 讲述，笔者注) 的选取至关重要。 2 、多样性：产品的设计过程的多样性的具体要求是设计思维方式的多样性 和解决方案，亦即设计提案的丰富多维。为重点对设计过程进行研究，本文关 注设计思维过程中的各种想法的寻找，但不拘泥于此。笔者力求提供的是对设 计思维闪光点和价值链的萃取。 3 、未知性：作为一项创造性的生产活动，产品设计的目标信息是未知的， 或者说是模糊的。可以理解为设计伊始，产品的最终形象是不精确、不确定、 不完全、不定量，甚至是不定性的。 全盘分析现在设计的发展和流向，笔者发现：产品设计已近慢慢从“产量 ( 如工艺的实现与否，即生产的可能性) 转向“质量”( 如功能的完备与否，即 使用的可能性) ，最后到“能量( 笔者命名，用来指对产品对使用者的影响力， 即交互的成功率) 。 在这个发展阶段里，产品设计发展的相关关键词如下： 2 - 1 - 1 高设计 技术的发展与交互，文化的交融与震荡，以及设计本身的发展与突破。当 6 武汉理工大学硕士学位论文 今的设计活动已近由“罗维现象 ( 笔者命名，用以指早时设计阶段，产品的 设计可以藉由某个人或某个单一的团队独力完成的现象) 发展到多系统多学科 的合作。“高设计”设计概念的提出( 如图2 1 ) 即是对这一现象的解读和应 对。从图中可以看出，“高设计”作为与设计活动相关的所有关注的中心点，将 这些学科的相关点通过不断的分析和演化，最终整合到设计本身。值得注意的 是，心理学和交互在设计活动中所起到的崭新的作用已近被关注、被尊重。 2 - 2 - 2 交互 + 1 人麟z 裰蔓 鬻董鬻黧! 蓥i i m 。囊霉耘。j 糍瓣，露垂耄熬薯鬻 图2 1 高设计示意简图 自现代设计成熟，甚至其出现以来，产品的功能性一直是不能忽视的设计 点。但是从早时的笨拙丑陋的原始机械( 如水晶宫博览会中的某些展品，笔者 注) 到后时矫枉过正的洛可可风格，再到布劳恩设计，乃至现在的苹果设计， 设计的发展无法规避设计师对产品功能性的关注。但是，还是苹果设计，让我 们看到了用户在设计活动中的无与伦比的地位。故而，各大企业，从互联网企 业到传统企业，都纷纷对用户研究相继投入大量人力财力。 针对这股设计思潮，本文引用了笔者早前发表的一片文章中的一个关于设 计思考的原点的观点“以交互为原点”。通过从“交互”层面对设计思考本身进 行解读，力求使设计师在纷乱复杂的信息中找到最合理最有价值的设计切入点。 7 武汉理工大学硕士学位论文 2 - 2 。3 e 。d e sig n 无法想象，没有计算机的介入，现代设计的将会以什么样的速度和态度发 展。计算机辅助设计技术给设计活动带来全新的工具和思维。可以说，现代设 计师除了传统的纸和笔，现代设计技术已是他们完成设计最忠实的朋友。 作为 信息时代带来的魔杖，计算机辅助设计技术将设计活动从设计对象到设计参与 者，都扩大到了从来没有的深度和广度。产品设计也由单一的固定的单项活动 走向多元和交融。更好的亚文化群体地、甚至更多的个体用户也有机会通过计 算机辅助设计技术来完成自己的设计，得到自己的独特的产品。 也正因为现代设计的发展特点，本文中也针对现代设计技术下的设计活动 展开了全新的发掘。希望通过对诸如计算机辅助设计中的设计思维的分析和思 考，为设计师，尤其是对其依赖较大的设计师们提供一个全新而且实用的设计 思维。 2 - 2 产品设计相关理论 2 - 2 - 1 系统设计 “系统是由相互有机联系且相互作用的事物构成，具有特定功能的一种有 序的集合体” 系统是由两个以上的相互联系、相互作用的部分( 要素) 所组成的、具有 一定结构和功能的有机整体。系统论认为，世界万物皆系统。系统设计是指将 所设计的各种简单或复杂的设备或产品看成一个系统，运用系统工程的方法去 分析和设计。即以系统作为对象，综合运用与工业设计相关的各学科知识使系 统总的性能达到最优化。所谓系统设计就是把对象作为一个有机的整体，进行 有机的，动态性的研究和形象性表达是在分析和掌握信息时代特征前提下， 融合工业设计学科与系统工程学科的一项探索新的理念与实践的研究课题。 系统设计是一种综合的，形象性的创造行为；是为满足人的特定需求，运 用系统原理，集中相关信息与能力要素，研究与处理其环境一整体一局部间动 态关系，有效提出问题解决方案的活动。系统思维是一种把认识对象作为系统， 从系统和要素、要素和要素、系统和环境的相互联系、相互作用中综合地考察 认识对象的思维方法。产品设计的系统思维方式及其系统行为在当今日益复杂 化的“人一社会一自然”的系统关系中具有重要的现实意义。其次，系统设计 武汉理工大学硕士学位论文 是保证产品功能意义实现的有效方法。只有从产品的生命周时出发，在不断发 展变化的生活方式中挖掘产品与外部环境作用的意义，才能进行合理的产品定 位，使产品的价值最优。系统设计是形成产品的有效方式。产品定位对产品的 最终形式作了有限概定，但通过系统分析，系统要素和结构的协调t 1 6 1 造出多 样化的设计方案，在多种方案之间通过系统综合和优化，寻求最佳方案，这是 形成新产品的有效方式。1 2 - 2 - 2 感性工学设计 起源于1 7 5 0 年的感知信息研究，在德国哲学家b g a r t e n 看来，感知信息 研究应该用理性”论证思维”以应付非理性的”情感概念”。从2 0 世纪4 0 年代开 始至8 0 年代，美国在感性信息和感性设计领域做了大量的研究。美国学者 h e r b e r ta s i m o n 发表的人工科学，成为成熟的现代设计”感性工程”的理论 基础和出发点。1 9 8 6 马自达的前会长山本健一在美国密歇根大学的车的文化 论概念讲话是研究感性工学的一个新的起点。英国的诺丁汉大学的人类工效 学研究室很早就开始做感性工学的相关研究。美国的福特汽车公司在新型的家 用轿车的研发过程中也大量借助感性工学相关技术。在理论层面上，大量的专 家学者也在相关的案例基础上，利用各种方法建立起了各种不同的用户感性认 知模型。 在随后的几十年里，如工程学、心理学、脑科学的概念发展和工业时代的 变化，使得感性工学和制造技术从理论到实际应用的深入得到了比较全面的研 究。期间一些学者将感性工学应用在许多领域，使之成为一个重要的技术。感 性工学是从试图建立相关学科的联合平台设计研究社会的角度来看。感性工程 ”敏感”，其中包括”感觉的能力；从外面的世界( 刺激) 接收信息的提供敏感性 一刺激的响应时间和频率准确反馈的认识情感，如快乐、悲伤或愤怒和等国家的 精神。 感性工学由用户生成产品或图像设计元素的感觉到一种方法。核心是心理 学实验方法，如美国心理学家o s g o o d 语意差异法( s d ) 、秩位法，集中在比较 研究人类认知的认识和感知用户定性和定量信息结构的认知表达功能。以运用 认知和感性的情感因素的在设计过程中协助设计人员创建最有效的方法以满足 用户对产品的情感需求和模型之间的关系。 1 引自系统设计原理陈汗青武汉理工大学教材中心2 0 0 3p 2 8 9 1 从人力和心理的角度来感觉测量用户对产品的感受和需求； 2 用户的情感的表达上，寻找到产品设计特性； 3 构建基于人因的感性工学系统； 4 根据社会的转变以及用户喜好的更改来调整校正设计方向。 2 - 2 - 3 智能化设计 智能化设计是设计决策自动化、流程自动化。是通过人机智能化设计系统 来完成实施。从技术的角度来看，智能化设计要进行知识管理、学习知识的获 取、组织、表达、集成和使用。当前的智能化设计包括概念设计的创新思维的 模拟：智能化设计概念设计的研究和情报研究与发展的平台。智能化设计主要 通过人工智能技术和智能化技术的联合设计用于支持生成系统的智能化，从而 对创新工具的设计模拟做一部分的思考。智能化设计作为人类兼具模糊性和复 杂性的创造性思维的创新设计，尚不能很好的模拟人类创造性思维。在其现今 的研究进展而言，主要有以下几部分：发明的科学方法、进化模式；逻辑的推 理和模糊综合评价相结合的推理机制；基于推理机制的元设计；基于重新设计 问题和实例的实例检索和重复使用；基于原型的知识表示和推理方法；基于智 能化设计概念的扩展方法等。结论、模糊、神经网络，在遗传算法和创新设计 的诠释下都是智能化的设计的一种重要的理论支持。 遗传算法是近年来快速发展的一种搜索和算法。作为一个系统化、自适应 和自我学习的高性能计算和优化算法，遗传算法已成为基于评价和模糊的设计 过程研究与发展的一个重要手段。事先经过特别设计的遗传算法可以为产品 c a c d 系统设计过程获得更好的情报回馈。 2 - 2 - 4 情感化设计 情感包括感觉和对感觉本身的情绪。可以看作是人们的态度是否得到客观 事物的满足的心理体验。美国经济学家、社会学家托夫勒说：”我们需要高科技， 但还需要高情感、人的购物过程只是满足了物质的需要，以及文化需求。一旦 赋予产品某种美好的情感，就会缩短人与产品在情感上的距离，出现购买行为 上的文化认同。”可以看出，用户对产品的看法已从功能转移至审美和情感的需 要。 l o 武汉理工大学硕士学位论文 唐纳德诺曼在他1 9 8 6 年的专著以用户为中心的系统设计第一次提出” 以用户为中心”的计算机人机界面设计。因此开始”以用户为中心的设计”( u s e r c e n t e r e dd e s i g n ，简称u c d ) 的系统的研究。u c d 研究的是整个产品开发过程、 用户需求收集、用户任务分析，和逐步实现产品的可用性的用户界面和可用性 测试。其过程中的重复快速原型的等一系列优化设计方法值得关注。产品的可 用性研究集中在问题订立( 表现为客观和主观性能观点) 客观的满意的产品设 计的概念( 如定义可用性尺寸) 。强调产品的可用性和测量数据如( 用角色用户 来评价分类设计的音像制品的的主观经验综合评价的可用性) 。西安交通大学 李乐山教授结合心理学的理论对u c d 作了系统性的阐述，也给出了基于u c d 的 设计心理学体系和方法。 2 - 2 - 5 体验式设计 体验式设计源自交互式的情绪感受经验。“存在着一种由产品性能向生活方 式或价值体系进行全面转变的趋势”。2 用户的认知和情感领域的衍生工具在认知 行为中的作用是体验式设计的一个研究课题。部分研究成果被应用于产品情绪 化的设计。其本质仍然是基于心理和认知科学。荷兰d e l f t 大学研究团队指出 情感设计不是特别的情绪类型。它具有我们经验中的相同特征的社会互动。所 有的情感都包括一个人和事物之间的关系。事物不一定是产品本身也可能有相 关的对象、事件或人。 目前国内外对用户情感互动体验研究分为现象学研究以及系统学研究。现 象学研究倾向于探讨直觉式的感受：系统学研究则重在解析情绪并评价所对应 的造型特征，通过主观评价来探讨二者的构成条件，但是没有对产品评价情绪 的发生原因进行进一步剖析。国内关于情感化设计的研究基本集中在技术领域 ( 如情感仿真) 。清华大学美术学院从艺术心理学的角度对使用和情感进行理论 层面的尝试性研究。 2 - 3 产品设计的工作程序 现代产品设计是有计划、有步骤、有目标、有方向的创造活动。每个设计 过程都是解决问题的过程。设计的起点是设计原始数据的收集，其过程是各项 2 引自体验营销：触摸人性的需要马连福首都经济贸易大学出版社，2 0 0 5p 5 8 。 l l 武汉理工大学硕士学位论文 参数的分析处理，而归宿是科学地、综合地确定所有的参数，得出设计内容。 设计程序是根据设计规律制定的，以阶段性目的实现为服务对象。随着科 学技术与市场经济的发展，产品设计面临的问题越来越复杂。因此，设计程序 是否条理清晰而完整，直接影响到产品的市场竞争能力的大小。一般而言，产品 设计包括设计准备阶段、设计初步阶段、设计深入阶段、设计完善阶段、设计 完成阶段五个阶段。 2 - 3 - 1 设计的准备阶段 产品设计的生命力与竞争力取决于所设计的产品是否真正解决了设计需解 决的问题，而不仅仅是造型的千变万化。任何一个产品设计的起因，总是源于 人们的需求，需求动机是最基本的内动力。所以，发现人在生活、工作中的需 求和问题，才是产品设计活动的起点。产品设计任务是根据实际需求决定的。 作为设计，首先应该明确人们到底需要什么，其次才是如何设计及怎样生产出 来。人们的需求是呈金字塔状不断上升的，当低层次的需求满足以后，才会萌 发出高层次的需求，当“生存需求”满足后，才萌发出“享受需求”和“发展 需求”。因此设计准备阶段需解决的第一个问题就是：确定需求。调研是有效 把握设计需求的一条重要途径。为满足需求而设计的产品，必须是能带给人们 生活上的便利、有利于社会进步发展的产品，同时它本身还必须是功能与形象 的最佳结合，并与使用环境相协调。因此，在设计准备阶段进行的广泛的调查 研究，一方面包括对该产品有影响的各种人文、社会因素的调研，另一方面还 要进行关于产品本身的调研，即产品调研。通过调研应基本掌握以下情况： 1 、同类产品市场销售情况、流行情况以及市场对新产品的要求； 2 、现有产品存在的内在与外在质量问题； 3 、不同年龄层次、不同地区消费者的购买力，以及对产品形态的喜好程度； 4 竞争对手的产品策略和设计方向，如产品的规格品种、质量目标、价格策 略、技术升级、售后服务等等； 5 国内外的相关时刊资料上，对同类产品的报道，包括产品的最新发展动向、 相关厂家的生产销售情况、以及使用者对产品的时望等等。 在这一系列的调研基础上，再去发现问题所在，对问题进行进一步的分解 与综合，就能找到设计的方向。设计者站在产品为人服务的基点上，确立明确 的产品定位：该产品的主要功能是什么，由什么人使用( 男人、女人、老年人、 1 2 武汉理工大学硕士学位论文 小孩、专业人员) ，使用的场所环境，使用的时间，该产品的基本结构原理， 价格档次，外观造型风格( 庄重的、浑厚的，简洁的、有趣的、轻快的) 。 在新的产品概念的指导下，继续制定、开展设计工作。 大体说来，设计准备阶段的主要目标是：接受设计任务，领会设计意图， 明确设计目的，确定设计方位。 2 - 3 - 2 设计的初步阶段 设计初步阶段主要是针对产品概念，收集有关资料，并对这些资料进行系 统地整理、消化、吸收。其内容包括：关于使用者的资料，关于使用环境的资 料，关于人体工程学的资料，关于使用者的动机、需求、价值观的资料，有关 设计使用功能的资料，有关设计物机械装置的资料，有关设计物材料的资料， 相关的技术资料，市场竞争的资料，以及其它有关资料。在短时间内提出构思 方案，是设计初步阶段的工作目标。在掌握和分析了相关资料的基础上，针对 设计概念进行设计构思，这一过程注重的是将头脑中较为模糊的、尚不具体的 形象明朗化和具体化。因此思维不必过于被各种因素所限制。设计的初步阶段 允许设计师通过对所收集的文字资料进行分析、，并对图像资料进行临摹，以加 深对该产品的认识和理解。 设计构思通常是在发现了某一个有价值的创意点后，通过各种各样反映思维过 程的草图而具体化和明朗化的。多个构思在这一过程中逐步建立起关联，相互 启发、相互综合，从而使设计的概念借助图形化的表达成为几类轮廓分明的构 思方案，实现从思维到形象的过渡，不断地从图纸上得到反思和深入思考。 2 - 3 - 3 设计的深入阶段 产品设计的目的是为了得到一个更具创新性的产品，拉开与现有产品的差 距，技术上更先进，造型上更新颖。产品的竞争力与生命力就是在不断地开发 与创新中获得的。设计深入阶段的工作就是围绕着“创新 这一目的进行的。 要让设计能全面、深入地进行，不仅要广泛的收集资料，做设计前的调研工作， 更重要的是在进入设计时，充分展开思路，从不同的角度、不同的层次、不同 的方位提出各种构思方案。设计过程实质上是一个从理想到现实的过程，即从 开始的需求理想到最终的产品实现。在设计初始的理想阶段，是创新的最好时 时，设计者可不受限制地大胆构思，即使是头脑中的一闪念，也可将其敏锐地 武汉理工大学硕士学位论文 表现出来，提出各种不同的方案。在所提出的草图方案中，有些当时看来可能 是不切实际的，但只要把它们记录下来，经过以后的酝酿，往往会变成可行和 有创新的方案。即使不能成为有用的方案，但对开拓思路、激发创造也是有益 的。需要指出的是，头脑中每出现一个新念头、新想法时，不必深入考虑该方 案在结构上是否可行，有没有合适的材料，能否加工、怎样加工等，这容易使 思维被实际技术条件约束，构思总围绕着一两个方案，思路打不开，设计无法 继续。 当思路放开到一定的程度，即提出了一定数量的方案，就要进行适当的收 敛；请工程技术人员及有关领导对方案进行综合评价，从技术可行性、人文因 素、审美要求等多方面进行分析、比较，调整、筛选出有发展前途的方案，这 也就是所说的收敛过程。 而后，设计人员在这些选出的方案基础上再展开，这次提出的新方案比前 一次更接近实际、更理性。这时的设计主要包括基本功能的设计、使用性的设 计、生产机能可行性设计等，也就是产品的功能、形态、色彩、材质、加工、 结构等方面。对于这些基于产品的具体尺度和限定性因素上的方案，可进行再 评价、再收敛、再展开，设计思路的一收一放，再收再放，使设计深入地 向前发展。 2 - 3 - 4 设计完善阶段 经过深入的设计，产品的基本样式已明确，但还需要通过设计完善阶段进 行细节的调整以及技术的可行性研究。好的产品，一方面要整体协调统一，另 一方面要有特色、有创新。设计深入阶段所做的工作重点是放在创新上，得到 的是设计对象的一个雏形；在设计完善阶