（机械设计及理论专业论文）基于技术创新理论（triz）的家用空调合逸性设计.pdf

西安建筑科技大学硕士学位论文 基于技术创新理论( i r l z ) 的家用空调合逸性设计 专业：机械设计及理论 姓名：张佳 指导教师：段志善教授樊超然教授 捅要 随着社会的发展与进步、物质的极大丰富、消费层次的进一步细化，人们对家 用空调的物质功能和精神功能需求不断提高，开始追求个性化、多元化的消费理念， 而这些都给家用空调的设计提出新的要求。家用空调设计不再仅仅就形态、色彩、 结构、材料、工艺等方面的内容来构成其物质条件，而是在此基础上又融入了经济、 社会、环境、人机工程学、心理学、审美情趣等多种因素的系统设计，这就是要合 理解决“产品一人一环境一社会”的关系。面向空调的合逸性设计，就是在满足技 术功能设计的前提下，运用美学及人机学的原理，对家用空调进行综合设计，使产 品不仅满足使用要求，还能与人们的生活环境紧密结合在一起。 本论文以提升空调与室内环境合逸性的思想为基础、以技术创新理论( 刑z ) 为支撑进行研究。主要研究内容有以下几个部分： 第一部分，本文以消费者对室内环境统一和谐的需求为出发点，进行设计调查。 根据调查结果，选定具有现代式家装风格的卧室为用户模型，并以中等收入人群为 目标用户。从用户的需求出发，对家用空调进行设计的前期定位。 第二部分，应用质量功能展开法( q f d ) ，将用户需求转换为工程参数，然后 与技术创新理论( t r i z ) 的矛盾表中的工程参数相联系，找出与工程参数密切相关 的创新原理，并结合空调合逸性对创新原理进行选择。 第三部分，应用创新原理对家用空调进行创新设计。分别从色彩、形态、材料、 功能、人机学以及环保性能等方面对空调的合逸性进行改进。从而，得到三个家用 空凋的设计方案。 第四部分，将设计方案融入用户模型，并应用模糊评价法，进行综合评价，从 中找出最佳方案。 通过以上研究阐明，技术创新理论( t r l z ) 可以有效地解决家用空调合逸性设 计中的问题，提高家用空调的附加值，改善人们的生活品质。 关键词：技术创新理论( t r i z ) ；合逸性；家用空调；室内环境 论文类型：应用研究 d e s i g no fa i r - c o n d i t i o n sh a r m o n i z a t i o nb a s e d o nt r i z s p e c i a l t y ：m e c h a n i c a ld e s i g na n dt h e o r y n a m e ： z h a n gj i a h s t r u t t o i - ：p r o f d u a l lz h i s h a np r o f f a nc h a o r a n a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h es o c i e t ya n dt h ee n r i c h m e n to ft h em a t e r i a la n dt h e s u b d i v i s i o no ft h ec o n s u m p t i o n ，p e o p l er a i s et h er e q u i r e m e n to fa i r c o n d i t i o n sm a t e r i a l f u n c t i o na n ds p i 血f u n c t i o na n db e g i nt op u r s u et h ec h a r a c t e r i s t i ca n dd i v e r s i f i e d c o n s u m p t i o np r i n c i p l e t h e nt h en e wr e q u i r e m e n t sf o rt h ed e s i g no f a i r c o n d i t i o na r ep u t f o r w a r d t h ed e s i g no fa i r 吒o n d i t i o nn o to n l yf o c u so nt h ea p p e a r a n c e 、c o l o r 、s t r u c t u r e 、 m a t e r i a l 、c r a f ta n ds oo n ，b u ta l s oi sc o m b i n e dw i t he c o n o m y 、s o c i e t y 、e n v i r o n m e n t 、 p s y c h o l o g y 、a e s t h e t i c sa n dv a r i o u sf a c t o r s i na n o t h e rw o r d s ，t h ed e s i g no fs y s t e md e a l w i 也t h er e l a t i o no f “p r o d u c t p e r s o n - e n v i r o n m e n t s o c i e t y ”r e a s o n a b l y t h eh a r m o n y d e s i g no fa i r c o n d i t i o n ，a tt h ep r e m i s et h a ts a t i s f y i n gt h et e c h n i q u ea n df u n c t i o nd e s i g n ， u s e st h e o r i e so fe n g i n e e r i n ge s t h e t i c s ，h u m a ne n g i n e e r i n g ，m o r p h o l o g i c ，p s y c h i c s ，i n o r d e rt od e s i g na i r - c o n d i t i o ns y n t h e t i c a l l y t h eh a r m o n yd e s i g nr e q u i r eu sn o to n l y r e s e a r c h i n ga n de x p l o r i n gp r a c t i c a lv a l u eo ft h ep r o d u c t , b u ta l s oc o m b i n i n gu t i l i t y ， e c o n o m ya n da e s t h e t i c s ，t om e e tt h en e e d s o f c o n s u m e r s b a s e do nt h ei d e at op r o m o t et h eh a r m o n i z a t i o nb e t w e e na i r - c o n d i t i o na n d c i r c u m s t a n c ei n d o o r ，t h et h e s i sa p p l yt r i zt ot h er e s e a r c h t h em a i nc o n t e n t si n c l u d e t h ef o u rp a r t s ： t h ef i r s tp a r t ：t h ei n v e s t i g a t i o no fd e i g ni so nt h eb a s eo ft h en e e d so fc o n s u m e r s a b o u tt h eh a r m o n i z a t i o nb e t w e e na i r - c o n d i t i o na n dc i t e u m s t a n c ei n d o o ra c c o r d i n gt o t h er e s u i to f i n v e s t i g a t i o n t h em o d e mb e d r o o mi ss e l e c t e da st h ec u s t o m e rm o d e la n dt h e m i d d l e i n c o m ep e o p l eb e c o m et h et a r g e tc u s t o m e r t h e na c c o r d i n gt ot h en e e d so f c o n s u m e r s ，t h eo r i e n t a t i o no f d e s i g ni nt h ep r o p h a s ei sc o n f i r m e d t h es e c o n dp a r t ：t h en e e d so f c o n s u m e r sa r et r a n s f o r m e dt oe n g i n e e r i n gp a r a m e t e r s b yq f d c o n s u l t i n ge n g i n e e r i n gp a r a m e t e r si nt h ec o n 拄a d i c f i o n - t a b l eo ft r i z ，t h e c r e a t i v ep r i n c i p l e sa r ef o u n d t h et h i r dp a r t ：t od e s i g nt h ea i r - c o n d i t i o nc r e a t i v e l yb yt h ec r e a t i v ep r i n c i p l e s t h e 西安建筑科技大学硕士学位论文 i l l i i h a r m o n i z a t i o ni si m p r o v e do nt h em a t t e r so f c o l o r 、a p p e a r a n c e 、m a t e r i a l 、f u n c t i o n 、 h u m a ne n g i n e e r i n ga n de n v i r o n m e n ti nt h et h r e ep r o j e c t s i h ef o u r t hp a r t ：t of i n dt h eb e s tp r o j e c tw i t ha p p l i c a t i o no ff u z z yd e c i s i o nm a k i n g a c c o r d i n gt ot h er e s e a r c h ，t r i zc a r ls o l v e 也ep r o b l e m si nt h eh a r m o n i z a t i o no t a i r - c o n d i t i o na n dp r o m o t ei t sa d d i t i o n a lv a l u ea n di m p r o v et h eq u a l i t yo f p e o p l e sl i f e k e y w o r d s ：t r i z ；h a r m o n i z a t i o n ；a i r - c o n d i t i o n ；t h ec i r c u m s t a n c ei n d o o r t h e s i st y p e ：a p p l i c a t i o nr e s e a r c h 西安建筑科技大学硕士学位论文 图目录 图2 1 家用空调图片样本一 图2 2 产品设计开发的出发点 图2 3 用户模型效果图 图2 4 卧室环境一 图2 5 空调与卧室几何空间环境一 图2 6 空调与卧室视觉空间环境一 图2 7 卧室行为分析 图3 1选择技术仓0 新理论( t i u z ) 中创新原理的模式 图3 2 改善形状的创新原理统计一 图3 _ 3 避免恶化形状的创新原理统计 图3 4 改善可操作性的创新原理统计 图3 5 避免恶化可操作性的创新原理统计， 图3 6 改善适用性及多用性的创新原理统计一 图3 7 避免恶化适用性及多用性的创新原理统计一 图4 1 方案一的效果图 图4 2 方案二的效果图 图4 3 方案三的效果图 图4 4 色彩的感情价值一 图4 5 方案一的比拟与联想 图4 6 方案二的比拟与联想一 图4 7 方案三的比拟与联想 图4 8 抗静电塑料的加工方法 图4 9 制冷剂的工作过程 图5 1 方案一融入用户模型的效果图一 图5 2 方案二融入用户模型的效果图 图5 3 方案三融入用户模型的效果图一 i v 石矗n硷体博协加加孔m巧拍”抖站曲甜舵躬 声明 y8 5 1 6 2 5 本人郑重声明我所呈交的论文是我个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，也不包含本人或其他 人在其它单位已申请学位或为其它用途使用过的成果。与我一同工作的同 志对本研究所做的所有贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名：讯往 关于论文使用授权的说明 日期：2 0 0 s ，玑2 本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、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、缩印或者其它复制手段保存论文。 ( 保密的论文在论文解密后应遵守此规定) 论文作者签名：献任导师签名：段簟日期：却r 注：请将此页附在论文首页。 彦延蚨 西安建筑科技大学硕士学位论文 1 1 课题背景 1 绪论 随着社会的发展与进步、物质的极大丰富、消费层次的进一步细化，人们对家 用空调的物质功能和精神功能需求在不断提高，开始追求个性化、多元化的消费理 念，而这些都给家用空调的设计提出了新的要求。家用空调设计不再仅仅就简单的 形态、色彩和结构、材料、工艺等方面的内容来构成其物质条件，而是在此基础上 又融入了经济、市场、社会、环境、人机学、心理学、审美情趣等多种因素的系统 设计，这就是要合理解决“产品一人一环境社会”的关系【l l 。目前市场上的家用 空调与家居环境的共融方面就存在一些问题。首先，家用空调在语义的表达上无法 达到与环境的和谐与共融。其次，家用空调的外形和空间形态，无论是窗式还是壁 挂式，均采用长方形，略有些生硬的外形，与个性化的居室装修，很难融合与协调。 针对这些问题，笔者的导师樊超然教授提出了“合逸性研究”，也就是不仅要求家 用空调是一个优秀的产品个体，更重要的是怎样与用户及家居环境相互协调、相得 益彰，从而形成一个和谐的整体。而应用技术创新理论( 己i z ) 理论来解决家用空 调与室内环境的合逸性中所存在的问题，可以说是一个具有创新性和前瞻性的课 题。 1 2 课题的目的意义 1 2 1 空调与室内环境相融合 家用空调不仅要与室内几何空间环境、视觉空间环境相融合，还要与在室内环 境中人的操作习惯、行为特征等相融合。从而，才能有效地改善家用空调与室内环 境的合逸性，创造出健康、舒适、和谐的居住环境，最终达到提高人们生活品质的 目的。 1 2 2 提高空调的附加值 家用空调与人们的日常生活密切相关，人们在不断美化居住环境的同时，对空 调也提出了较高的要求。消费者更加注重家用空调的美观及其与室内环境的和谐， 西安建筑科技大学硕士学位论文 很多消费者甚至已经厌倦了家用空调大同小异的面孑l 。无疑，如果能够满足人们对 家用空调新的需求，也必将提高空调的设计附加值，为商家带来更大的利润。 1 2 3 应用技术创新理论构建高品位的空调产品 本论文以家用空调为设计案例，应用技术创新理论( t r i z ) 对合逸性进行研究， 充分发挥其发明问题，解决问题的功效，对空调进行改进，解决了家用空调与室内 环境合逸性中存在的问题。在一定程度上，改善了空调品质，提高了空调的品味， 从而符合了人们追求高品质生活、高品味产品的心理需求。 1 3 家用空调的分类 一百多年前，空调改变了人们的生活和工作的方式。而家用空调进入中国百姓 生活的时间并不长，但发展非常迅速，普及率也非常高。从目前的情况看，家用空 调的形式主要分为窗式空调和分体式空调两种1 2 。下面，笔者将针对这两种空调的 使用特点及其与室内环境的合逸性中存在的问题等方面加以评述。 1 3 1 窗式空调 窗式空调是家用空调的最初形式，一般布置于卧室及较小的客厅等处。窗式空 调布置方式灵活，可随意布置于窗台上。而且，用户可以自行安装，不需要专业人 士上门安装。然而，窗式空调的压缩机工作噪声及其引起窗户振动的噪声直接在室 内传播，特别是在夜晚，会影响睡眠，让用户十分头疼。可以说，窗式空调仅能满 足人们对环境温度的基本要求，而远没有达到让人感到舒适、和谐的要求。因此， 在大、中城市中，窗式空调已难觅踪迹，但由于其设备紧凑、体积小、价格低，在 一些要求不高的场所仍有部分市场空间。 1 3 2 分体式空调 目前应用较多的是分体式空调，由于主要噪声源安装在室外，其噪声指标一般 都可以满足用户要求。而且，目前住宅建筑均要求设置空调搁板，这解决了空调室 外机的安装问题。因此，分体式空调的含逸性问题，主要存在于室内机与家居环境 的融合方面。 本课题的主要任务就是应用技术创新理论( t r i z ) 针对上述问题进行解决，从 而改善家用空调与室内环境的合逸性。 2 西安建筑科技大学硕士学位论文 1 。4 课题的主要研究内容 本课题基于技术创新理论( t r i z ) 对家用空调与室内环境的合逸性进行研究 研究内容主要有以下几个方面： 1 对家用空调进行设计调查并建立用户模型。 2 对家用空调进行设计定位。 3 将用户需求转化为工程参数。 4 根据工程参数选择创新原理。 5 应用创新原理，对空调进行创新设计，得出三个设计方案。 6 应用模糊评价法，对家用空调的合逸性进行综合评价。 西安建筑科技大学硕士学位论文 2 1 空调市场分析 2 家用空调的设计定位 据阿里巴巴网对2 0 0 4 年度中国空调市场的统计，目前我国城市居民家庭的空 调整体拥有率已经达到4 6 5 ，与2 0 0 0 年相比增长了1 2 个百分点，表明这两年我 国城市空调消费市场已进入快速增长阶段。但这并不表明我国空调市场消费需求近 期会受到明显的抑制。其主要原因是空调具有一户多机的需求特性，而仅用家庭拥 有率还不能全面地反映出居民家庭每个房间的空调使用状况。随着时间的推移，居 民家庭的每个房间都有可能安装空调。目前在拥有空调的城市居民家庭中，只有一 台空调的比例高达6 1 2 ，拥有两台以上空调的家庭尚不足4 0 ，所以单从当前我 国城市居民家庭空调整体拥有率上看已经不低，但是空调的有效拥有率仅为2 2 ，9 ， 而在小城市这一指标则更低，仅为1 5 。由此可见，即使已经拥有了空调的家庭对 空调的增购需求仍然很大i jj 。 2 。2 设计调查 对家用空调进行设计定位之前，需要进行设计调查，从而，了解消费者的需求， 为设计定位打下良好的基础。本课题主要采用钓调查方法是问卷调查，其中也用到 了其他调查方法，其目的都是服务于最终调查问卷的设计。为了设计份科学有效 的调查问卷，笔者结合课题目的，收集了大量的二手资料和原始资料，这些资料还 包括网上搜索关键字得到的网页信息州吼 a 调查目的 以前一阶段的市场细分( 以家居风格为变瑟) 为基础，搜集家用空调的相关信 息，为进一步地解决现有问题提供比较客观和科学的依据。 b 调查范围和对象 此次调查为现场问卷调查。调查范围为西安市内；调查对象为各住宅小区的居 民。 c 调查内容 用户基本信息； 家用空调的市场和产品相关信息； 4 西安建筑科技大学硕士学位论文 空调用户( 包括潜在用户) 的需求； 用户对家用空调的产品语义认知差异。 2 2 1 用户需求调查 t = j 户需求调查的过程，就是听取“用户的声音( v o i c eo f c o n s m n e r ) ”的过程。 本论文通过问卷调查的形式( 调查问卷见附录1 ) ，了解用户对家用空调色彩、形态 等方面的喜好以及对材质、功能等方面的需求。以便为后期创新原理的选择以及应 用技术创新理论( t k i z ) 进行创新设计，提供依据。 2 2 2 产品语义调查 在家用空调面向合逸性的设计调查中，最重要的一部分就是产品语义调查。其 目的是通过产品语义学的思想和方法寻找家用空调的语义与合逸性之间的关系。产 品语义元素并不像日常生活中所使用的自然语言那样，具有确定、明晰的语义，而 只有在特定的环境中构成一定的结构关系，表达出一定的观念与审美内涵，才能体 现出产品语言这种特殊的语言形式。因而，可以绘产品语言下一个定义：由形态元 素点、线、面、色彩、材料等，依据设计者对产品功能和审美的需求，在特定 情景中的结构关系形成的一种特殊的，具有语言性质的交流形式。 由以上分析可知，确定家用空调语义的核心是语言的寻找和表达。语言的寻找 可以通过访谈用户进行。首先让他们用自己的语言来描述家用空调，建立一个家用 空调语言库；第二步，调查究竟是哪些语义让用户觉得有益于家用空调与室内环境 合逸性的改善。本论文就是通过这种方式来寻找家用空调语义与合逸性之间的关系 的，从而为设计提供依据。 此部分设计调查的关键是空调样本和评价形容词的确定。空调产品样本是从笔 者搜集到的2 0 0 3 年2 0 0 4 年期间上市的家用空调产品图片中得到的。将挑选出来的 5 0 张产品图片放在一起打乱顺序，然后给图片依次编号，做成幻灯片。接下来便是 组织小组访谈，共有1 5 人( 由在校研究生和部分用户组成) 参加，给每人发一张 空白纸，在放映幻灯片的过程中，要求参加访谈的每一位成员根据看到的图片，在 纸上记下图片的编号，并根据看到的图片在编号旁边记下两个最能反映图片中空调 语义的形容词。理论上，应该可以得到5 0 2 1 5 = 1 5 0 0 个形容词，但由于部分被 调查者反映有些产品实在想不出第二个形容词，所以实际得到的形容词是】0 5 6 个。 对每一个图片中的产品，笔者统计出对它的评价中出现较多的形容词，搜集整理如 下： 西安建筑科技大学硕士学位论文 表2 1 可以用来形容家用空调的形容词 大方粗犷简单普通炫酷 刻意现代复杂圆润协调 精致女性独特简洁科技 耐用轻巧时尚新颖柔和 张扬格调朴素大气清爽 醒目雅致可爱俗气流行 个性 深沉高贵新潮动感 臃肿年轻理性高端 亲和 便宜端庄生硬盟一 机械 休闲流畅朴素气派 经典 从中选出出现次数较多，而且具有积极意义的形容词：高贵、典雅、经济、简 单。然后再次放映那5 0 张记录空调图片的幻灯片。这次笔者要求他们对每张图片 中的产品都针对这4 个形容词分别打分，打分规则举例：拿编号为1 6 的空调来说， 如果被调查者觉得该产品有种非常高贵的感觉，打2 分，一般高贵的感觉打1 分， 既不高贵也不通俗打0 分，一般通俗打一1 分，非常通俗打一2 分。 然后，从每个形容词中选出得分较高的产品图片作为能表达该形容词语义的图 片样本。 图2 1 家用空调图片样本 6 西安建筑科技大学硕士学位论文 在产品语义的调查问卷中( 见附录2 ) ，我们将样本中的每一个产品进行编号， 让消费者从中选出自己比较满意的产品( 可复选) 。以便我们了解消费者在家用空调 语义方面的倾向，为后期的合逸性设讨+ 提供方向和依据。 2 2 3 结果分析 调查结果显示，目前在拥有空调的城市居民家庭中，只有一台空调的家庭比例 高达6 3 ( 基本与前面的宏观市场分析结果一致) ，拥有两台以上空调的家庭尚不足 4 0 。单从西安居民家庭的空调整体拥有率上看已经不低，但6 0 的拥有一台空调 的居民表示打算再添置空调。由此可见，即使已经拥有了空调的家庭仍有很大的市 场空间。 从本次调查结果来看，家装风格是现代式的家庭比例为4 3 ，古典式为1 4 ， 豪华式为1 1 ，经济式为2 3 ，艺术式为9 。在构建用户模型的步骤中将主要以 此为依据。此外，用户普遍比较倾向于具有“典雅”语义的空调，认为具有该语义 的空调可以更好地与室内环境相融合。这便为后面空调的具体设计打下了一定的基 础，提供了设计方向和依据。 2 3 建立用户模型 2 3 1 家用空调设计的出发点 美国卡内基一梅隆大学设计系教授c r a i g v o g e l 对设计、市场、工程和软件开发 的关系提出了以消费者的需求作为产品开发的基本出发点的思想。他认为设计、工 程、制造、市场营销都应该围绕这一基本要求服务，从各个方面进行协调发展，最 终实现消费者最满意的需求闸。 谁买? 为什么买? 在何地买使用? 何时买买多少? 买什么产品? 如何买? 通过这 5 w 1 h 的描绘，消费者购买行为的轮廓就清楚地呈现出来了。从设计师的角度来说， 产品设计5 w 1 h 考虑的是谁用? 为何用? 用什么? 何时用? 何地用? 如何用? 通过这 5 w t h 的描绘，产品设计的大体轮廓就呈现出来了。由此我们可以找到产品设计的 出发点( 如图2 2 所示) 。 西安建筑科技大学硕士学位论文 图2 2 产品设计开发的出发点 通过对家用空调进行5 w 1 h 的描绘，可得到如下表格： 袁2 2 家用空调设计的出发点 用什么 空调功能后续章节详述 本质 ( w h a t ) 空调种类选择分体式为主要研究对象 以 空调技术制冷荆相关技术 人 消费群家庭或单身 为 社会阶层中等收入 中 心 谁用 民族民族因素影响不大 的 对象 ( w h o ) 购买 女性决策比例较大 产 性别 口 使用 男女比例均等 口日 设 年龄 青年、中年为主要消费群 计 开人机方式遥控方式 发 状态 如何用 行为方式参考卧室软环境 ( h o w ) 使用界面易于清洁 操作心理追求舒适、方便 西安建筑科技大学硕士学位论文 国家中国 地区西安 地处中国西北部关中平原上，位于东经 地理位置1 0 7 度4 0 1 0 9 度4 9 ，北纬3 3 度3 9 空间 何地用 3 4 度4 4 之间，平均海拔高度4 2 4 米 温带大陆性气候，属于暖温带半湿润的季 恢 ( w h e r e ) 风气候区，四季分明。夏季来得早，于热， 7 月份最热，平均气温2 6 4 2 6 9 ：7 气候条件月下旬至8 月中旬的最高气温可达3 8 慧 4 0 。c 。冬天相对温和，1 月份最冷，平均 气温0 5 1 3 ，一般最低气温3 4 1 2 。年平均气温1 3 3 蓑 季节主要为夏、冬两季 冀 时间 何时用 时机 夏季以制冷为主 ( w h e n ) 冬季 以取暖为主 现在休息时间 发 将来使用寿命长， 学习 使身心舒适，提高效率；避免噪声影响 工作 为何用 目的娱乐 使身心舒适、放松；感观愉悦 ( w h y ) 睡眠、休息时感到舒适 其他 认同感或尊严得到满足 2 3 2 建立用户模型 由于本论文主要是针对家用空调与室内环境的合逸性进行研究，空调与家居环 境的关系是重要的考虑因素之一。因而，在建立用户模型时，要了解我国现代居住 形式的演变过程。 我国现代居住形式的演变过程大致可以分为三个不同的阶段【7 】： 第一阶段是建国初期的床寝型生活模式。其特点是满足基本的生理分室的需 求，实行功能合用的空间使用方法。它采用了以卧室为主的居住空间形式。 第二阶段是7 0 年代以后的餐寝型生活模式。其主要特点是就餐功能和就寝功 能分离，由此，居住空间的格局发展为以卧室为主，设有小方厅或过厅的布局形式。 西安建筑科技大学硕士学位论文 第三个阶段是9 0 年代后期的以起居空间为家庭中心的起居型生活模式。其特 点是实现了起居、就餐功能与卧室空间的完全分离，产生了“大起居、小卧室”的 空间格局，其中卧室面积为1 5m 2 2 0m ：的占大多数。 根据前面章节的市场调研，约8 5 的家用空调安装在卧室，所以笔者选定具有 现代式家装风格的卧室( 面积约1 8m 2 ) 为用户模型( 如下图) ，对空调与室内环境 的合逸性进行改进。 2 4 用户生活研究 图2 3 用户模型效果圈 生活方式( l i f es t y l e ) 的观念源于心理学及社会学，进而应用在营销学、设计学 等领域。对于生活方式的研究，其目的在于从中掌握人们的真正需求。因此，对用 户生活的研究，在家用空调与室内环境的合逸性设计中占有很重要的地位。 2 4 1 生活方式与合逸性设计 生活方式是人们在一定的条件制约下和一定的价值观念的指导下，所形成的 满足自身需要和生活活动形式以及行为特征的总和。它包括三个构成要素：生活活 0 西安建筑科技大学硕士学位论文 动条件，生活活动主体，生活活动形式。因此，研究家用空调与生活方式的关联 也应从这三个要素出发【8 _ | 。由于中国人的生活方式是。一个包含无限生动性、多样性 活动形式的概念，所以笔者将以卧室作为切入点，探求家用空调与生活方式的关 联因素。 为了便于研究，笔者将卧室环境分解为硬环境与软环境两大要素。硬环境指从 物的角度出发，具有空间性的相关要素，包括空问环境、物质环境。软环境指从人 的角度出发，具有时间性的要素，其中包括流动的软环境( 指以人为主体的行为环 境，包括就寝行为、休闲行为等) 、固定的软环境( 指特定的家庭人口结构特征) 。 卧塞环境 厂 卧室硬环境卧室软蛛境 厂厂 待 空 间 蘸 2 4 2 家用空调与卧室硬环境的合逸性 一几何空间环境 家用空调与卧室几何空间环境的关联主要源于空调的安装。家用空调的安装需 要考虑其室内机的高度、室内外联接管的安排等因素，另外，空调产品自身的体积 也需要考虑在内。这些因素均与卧室的几何空间环境发生密切关联，同时也是家用 空调与室内环境合逸性的研究基础。家用空调与卧室几何空间环境的关联可用下图 表示： 图2 5 空调与卧室几何空间环境 流魂簌凝壤 境固耋斯卧 & 视觉窒闻舔漉图 西安建筑科技大学硕士学位论文 二视觉空间环境 上文我们从几何空间环境的角度，分析了家用空调和卧室的关联。下面，我们 将从视觉意义t 的空间环境出发，分析家用空调与卧室的关联。 就卧室而言，其视觉空间环境主要包含以下三点：卧室色彩、造型以及由色彩 造型形成的风格。就家用空调而言，其作为一种具体的工业产品，本身也具有色彩、 造型的要素f 9 】。这样，家用空调便与卧室的视觉空间环境产生了交集一色彩、造型 及其风格的统一与协调。与此同时，家用空调与卧室内其他器物的空间安排也影响 着卧室的视觉效果。我们可以试想一下，若将一款豪华欧式的柜式空调置身于1 9 吖的卧室，则必定十分不协调，视觉效果也会很差。 因此，我们从视觉空间环境角度出发，对空调与卧室环境的关联进行分析，结 果如下图所示： 图2 6 空调与膝塞视觉空间环境 2 4 3 家用空调与卧室软环境的合逸性 一 固定的软环境 固定的软环境指特定的家庭人口结构特征。在我们建立的用户模型中，以夫妻 二人的主卧室为研究对象，家用空调的主要使用者为夫妻二人，所以在流动的软环 境中，主要考虑他们的行为环境，其他人口可忽略不计。 二 流动的软环境 流动的软环境指以人为主体的行为环境。人们在卧室的行为主要包括休息、家 务、化妆、学习、娱乐等，各项所占比例如下： 西安建筑科技大学硕士学位论文 图2 7 卧室行为分析 通过对用户在卧室内的行为分析， 的功能与使用都能与之相协调，从而， 2 5 家用空调设计定位 并在家用空调的设计中应用人机学，使空调 改善空调与卧室软环境的合逸性。 在空调市场划分的基础上，选择有吸引力的部分市场作为产品市场。这包括确 定目标用户，以及根据用户的偏好、需求及其购买行为特点，确定产品功能、技术 配置等方面内容。而空调目标市场的确定，就是在建立各种特定用户群后，找出每 类用户中需求强烈、规模最大、并具有购买力的用户，以他们的需求为目标来设计 产品【l0 1 。通过前面的分析以及调研，我们选择市场空间较大的中等收入人群作为我 们的目标用户( 其中包括家中没有空调以及已有一台空调的用户) 。 确定目标用户之后，我们还需要对市场进行细分。市场细分的目标策略也就是 目标市场确定的原则以及决策的依据。商品化产品的目标策略，可以概括为最小投 入最大产出原则。同时，资源的节约、环境的保护也应该考虑在内。具体实施时， 应注意以下策略l i u ： 1 ) 价值金字塔原理：一般来说，1 0 的用户决定产品9 0 的市场收益，月标市 场选择的首要是发现并找出这些用户； 2 ) 寻求市场的“空白地带”：发现、把握、创造市场的新需求，填补市场空白； 3 ) 弥补市场的“断裂地带”：通过对市场现有产品品种、规格等因素的供求分 析，找出供求的薄弱环节，乘虚而入； 4 ) 开拓市场的“边缘地带”：以发展的眼光，开拓被市场忽略的、正处于需求 萌发期的边角产品： 5 ) 突击市场的“落后地带”：分析市场上畅销产品尚未认识到的以及潜在的不 西安建筑科技大学硕士学位论文 足，进行针对性设计，以便迅速打开市场，占领市场。 为了在研究中充分发挥技术创新理论( t r i z ) 理论发明问题、解决问题的效用， 我们选择最后一条突击市场的“落后地带”，作为市场细分的目标策略。结合前 面的分析及设计调研，以用户需求为导向，找出当今家用空调市场的“落后地带” 一与室内环境不协调，作为设计的切入点。 综上所述，家用空调产品的设计定位为： a 选取现代式装修风格的卧室建立用户模型； b 选取中等收入家庭作为我们的目标用户( 其中包括家中没有空调以及已有 一台空调的用户) c 以改善家用空调与室内环境的合逸性为设计目的。 西安建筑科技大学硕士学位论文 3 技术创新原理的选择 在明确了家用空调的设计定位之后，要对技术创新原理进行选择，从中找出可 以用来改善家用空调与室内环境合逸性的创新原理。具体的选择方法就是将用户的 需求转化为工程参数，然后与技术创新理论( t r i z ) 的矛盾表中的： 程参数相联系， 找出与工程参数密切相关的创新原理【1 2 】。( 技术创新理论简介见附录3 ) 3 1 将用户需求转化为工程参数 我们需要把用户的需求通过技术创新理论( t r i z ) 融入到设计当中去，然而用 户的需求往往只是一个模糊的概念，如何将用户需求转化为技术创新理论( t m z ) 中的工程参数，已成为设计的核心问题。个有效的解决方法就是质量功能展开法 ( q f d q u a l i t yf u n c t i o nd e p l o y m e n t ) ，是由日本东京技术学院s h i g e mm i z u n o 博士提 出的。该方法综合运用了系统工程思想，受到各国工业界的重视，成为企业提高产 品质量和竞争力的有力工具之一【l3 1 。质量功能展开法( q f d ) 是把用户对产品的需求 进行多层次的演绎分析，转化为产品的设计要求、零部件特性、工艺要求、生产要 求的质量工程工具。( 质量功能展开法简介见附录4 ) 3 1 1 用户需求整理 在应用质量功能展开法( q f d ) 之前，首先要对用户需求进行整理。“用户的声 音( v o i c eo f c o n s u m e r ) ”提供了原始的用户需求，应按下述原则进行整理： 1 用语简洁，无歧义。 2 一项用户需求只表达一个特定的意思。 3 不把对应的工程技术解决方案纳入用户需求。 4 便于设计人员理解。 5 同一级别的用户需求彼此独立，内容无覆盖及交叉。 根据上述原则，对前面所得的用户需求进行分解、归并、筛选及整理。结果如 下表： 西安建筑科技大学硕士学位论文 表3 1 空调的需求整理 空调的一次需求 空调的二次需求 操作易于理解 操作方便 易于安装 使空气清新 舒适性 避免电磁辐射对人的影响 外形美观 协调性 易与室内环境融合 3 1 2 空调质量屋的建立 质量屋的结构要素在各个阶段大体通用，但可根据具体情况适当剪裁和扩充。 在这里我们的主要目的是确定与用户需求相关的工程参数及其重要度( 权重) ，因 此，可以略去竞争分析，简化为以下几个步骤f 1 4 1 1 5 1 ： 1 将上面整理的用户需求填入质量屋的左墙； 2 从技术的角度出发，针对用户的需求，进行产品工程参数的展开，形成质 量屋中天花板的部分； 3 根据质量屋的参数关系计算出各项工程参数的重要度。 表3 2 空调质量屋 重 工 程 参数 顾客需求 要 体形可操成本机构材色 多功 度 积状作性控制设计料彩能 人机界面易 操作 于理解 2012040o2 方便 易于安装 4225 1o002 使空气清新 4oo0 32204 舒适性 避免电磁辐射 2 0 o2 232o2 对人的影响 外形美观 524o l324o 协调性 与室内环境 融合 42331423 4 工程参数重要度2 6 4 2 4 02 95 13 03 24 0 1 6 西安建筑科技大学硕士学位论文 ! ! ! ! ! ! ! ! 竺! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 皇e ! ! ! ! ! g ! ! e ! 自e e ! ! ! ! ! ! 目! ! ! ! ! ! ! i i ! ! ! ! ! 根据上面章节的设计调查及需求分析，确定用户需求的重要度。用户需求与工 程参数的关系度通过对用户及家用空调的销售及维修人员进行询问、访谈来确定。 通过上面的质量屋，得出“形状”、“可操作性”、“多功能”等重要度高的工程 参数，作为应用技术创新理论( t r i z ) 的基础。同时“机构设计”的重要性也应 引起工业设计师和机构设计师的关注，以便在空调后期的整机设计中，更好地沟通。 3 2 技术创新原理的初步选择 技术创新理论( t r i z ) 中的矛盾表是一个3 9 3 9 的矩阵，纵轴表示要改善的 工程参数，共有3 9 个工程参数；横轴表示要避免恶化的工程参数，由相同的3 9 个 工程参数组成，中间表格的数字则表示所对应的创新原理编号。一般运用矛盾表时， 需要先找出系统的矛盾特性，将之对应到要改善的与要避免恶化的3 9 个工程参数， 再由所对应的创新原理来解决问题。系统矛盾的发生通常源于系统中某些工程参数 的改善。因此，对系统中菜一个工程参数进行改善，而可以预知另一个工程参数将 会恶化时，才能运用矛盾表来解决问题。但想要进行铋新性的设计来改良系统中某 一特定的工程参数，却无法预测会恶化的工程参数时，将无法运用矛盾表和四十个 创新原理来解决问题。因此本节将引入一种方法，在不知系统矛盾的情况下仍能运 用四十个创新原理来解决问题，并能找到针对单一工程参数所对应的创新原理【1 6 】 1 7 】。 在确定要改善的工程参数后，找出所有可以改善该参数的创新原理和可以避免 该参数恶化的创新原理，从中找出一致的原理以各选择。其模式如下图所示： 图3 1 选择技术创新理论( t r i z ) 中创新原理的模式 西安建筑科技大学硕士学位论文 3 2 1 改善空调形状的创新原理 由矛盾表中寻找想要改善的工程参数撑1 2 “形状”所对应的创新原理，将所有 可能改善“形状”的创新原理全部找出，并且进行整理归纳，结果如图3 2 ： 图3 2 改善形状的位i 新原理统计 可以发现某些创新原理的出现频率相当高，例如： # 1 0 “预操作”出现1 0 次； # 1 “分割”，# 1 4 “曲面化”，# t 5 “动态化”均出现9 次； # 3 2 “改变颜色”，# 3 4 “抛弃与修复”均出现7 次； # 3 5 “参数变化”出现6 次。 由此可以设想，出现频率较高的创新原理，可以避免恶化的工程参数也相对较 多，因此，可能会是很好的解决问题的方法。 若由另一个角度来看，避免工程参数# 1 2 “形状”恶佬，从某种意义上讲也是 解决了问题。参照前面的观点，用避免工程参数# 1 2 “形状”恶化，寻找所对应的 创新原理，可以得到： 图3 3 避免恶化形状的创新原理统计 西安建筑科技大学硕士学位论文 # 1 “分割”，# 3 5 “参数变化”均出现1 1 次； # 2 9 “气功与液压结构”出现9 次； # 1 0 “预操作”，社1 4 “曲面化”，社1 5 “动态化”均出现8 次； # 1 3 “反向”出现7 次。 # 4 “不对称”，# 3 4 “抛弃与修复”，# 4 0 “复合材料”均出现6 次。 通过整理归纳可以发现，创新原理# l “分割”，# 1 0 “预操作”，# 1 4 “曲面化”， 捍1 5 “动态化”，# 3 4 “抛弃与修复”，# 3 5 “参数变化”与考虑改善“形状”所得 到的结果相同，二：者可以相互验证。同时可得到一个结论：针对某个想要改善的工程 参数，整理归纳出对应的所有创新原理，出现频率越高的创新原理可以避免恶化的 工程参数也就越多，越有可能是解决问题的好方法。反过来说，针对某个想要避免 恶化的工程参数，整