主題配對法在衛(wèi)浴產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用

摘 要：為了滿足用戶快速獲得多樣化產(chǎn)品的需求，解決衛(wèi)浴產(chǎn)品設(shè)計中設(shè)計方案大量生成問題，應(yīng)用主題配對的研究方法，探討了主題配對模型與衛(wèi)浴產(chǎn)品設(shè)計，并以花灑設(shè)計為例，構(gòu)建了基于主題配對模型和計算機(jī)輔助設(shè)計花灑三維形態(tài)設(shè)計系統(tǒng)軟件.在生產(chǎn)實踐中，該系統(tǒng)實現(xiàn)了衛(wèi)浴產(chǎn)品設(shè)計的快速產(chǎn)業(yè)化，提高了衛(wèi)浴產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計效率.

關(guān)鍵詞：主題配對；衛(wèi)浴產(chǎn)品；花灑；設(shè)計

中圖分類號：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Application of Theme Matching Method 

in the Design of Sanitary Ware Products



LIU Xiao-hong， HUANG Tian-zi



（Xiamen Art and Design College， Fuzhou Univ， Xiamen， Fujian 361024， China）

Abstract: In order to adapt to fast-changing consumer needs and minimize design and modeling work， this study employs theme matching method to discuss the theme matching model and sanitary ware product design and to take the specific case of shower design in order to create the software of 3-D shape design system for sanitary ware products based on theme matching model and computer-aided design as well. Production practice has shown that the system has successfully completed rapid industrialization and improved the efficiency of sanitary ware product design and development.

Key words: theme matching; sanitary ware products; shower; design



近年來，中國已經(jīng)成為了世界上最大的衛(wèi)浴產(chǎn)品生產(chǎn)國和消費(fèi)國.隨著行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的提高、外部經(jīng)濟(jì)形勢的改變和國家對能耗等方面的硬性限制，衛(wèi)浴行業(yè)的發(fā)展面臨著嚴(yán)峻的考驗.國內(nèi)衛(wèi)浴企業(yè)要在競爭激烈的市場中占有一定份額，就需要在設(shè)計上多下功夫，努力開發(fā)新產(chǎn)品來滿足用戶的需求.

我國衛(wèi)浴企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品主要集中在沐浴水終端、水龍頭、馬桶、面盆等產(chǎn)品，其中沐浴水終端、水龍頭產(chǎn)量占世界同類產(chǎn)品非常大的份額.傳統(tǒng)的設(shè)計模式是由設(shè)計師通過了解市場和客戶的需求，運(yùn)用各種構(gòu)思方法，一款一款地完成設(shè)計，再通過與客戶溝通，完善與修改方案，最終實現(xiàn)客戶需求的外顯化.作為小型衛(wèi)浴生產(chǎn)企業(yè)，設(shè)計人員配備有限，應(yīng)對市場的產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新需求是種奢望，即便是大中型衛(wèi)浴企業(yè)，面對市場產(chǎn)品多樣化要求時也常應(yīng)接不暇，設(shè)計師疲于奔命，設(shè)計的效率低.如何快速提升產(chǎn)品設(shè)計水平，提高效率是擺在衛(wèi)浴企業(yè)面前的嚴(yán)峻問題.

目前，國內(nèi)外專家學(xué)者在批量化設(shè)計方面的研究主要集中在產(chǎn)品族.因為“為了滿足市場不同消費(fèi)群體的需求，快速研發(fā)系列化產(chǎn)品投入市場并占領(lǐng)市場份額，產(chǎn)品族是一種較好的解決方案”［1］.主題配對法在整合與重用、評價系統(tǒng)等方面與產(chǎn)品族的研究方法類似［2］，不同的是它采取從設(shè)計方法切入的手段，在源頭上可以方便、迅速地把控產(chǎn)品的族性遺傳與變異，較好地支持了產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計，從而滿足用戶對多樣化產(chǎn)品的需求.

1 主題分析配對法

1.1 主題分析配對法的實質(zhì)

主題分析配對法是在形態(tài)分析法和特性列舉法的基礎(chǔ)上整合而成的一種創(chuàng)新設(shè)計方法，圖1為主題配對法的模型.形態(tài)分析法和特性列舉法是產(chǎn)品改進(jìn)設(shè)計中常用的兩種方法.形態(tài)分析法是一種網(wǎng)羅設(shè)計的方法［3］，它根據(jù)產(chǎn)品系統(tǒng)分解和組合的情況，把需要解決的問題分解成各個獨(dú)立的要素，然后用圖解法將要素進(jìn)行排列組合.特性列舉法是通過對研究對象進(jìn)行分析，逐一列出其特性，并以此為起點(diǎn)探討對研究對象進(jìn)行改進(jìn)的方法［3］.

主題分析配對法是在實踐過程中提出的一種快速生成概念產(chǎn)品設(shè)計的方法.它選取了形態(tài)分析法的“一網(wǎng)打盡”的優(yōu)點(diǎn)和特性列舉法的針對性特色，突破了形態(tài)分析法和特性配對法的單一產(chǎn)品特性，實現(xiàn)了產(chǎn)品整合創(chuàng)新的多樣化.具體做法是：首先選定一個設(shè)計的主題，在一定的主題范圍內(nèi)，始終圍繞著這一主題進(jìn)行思維發(fā)散和擴(kuò)展，并在對主題分析的基礎(chǔ)上得出若干個分主題或若干個層次的分主題，再以每個分主題為中心進(jìn)行模塊設(shè)計，再把相同或不同分主題模塊，按照一定的限定條件進(jìn)行任意交叉組合，通過分析評價這些組合方案，激發(fā)出最大化的靈感和創(chuàng)意.同時，由于是圍繞以主題為中心的模塊組合，其生成的方案較形態(tài)分析法和特性配對法更具有針對性，可行性也更高.

1.2 主題的劃分與配對

如果科學(xué)技術(shù)沒有革命性的變化，對于典型產(chǎn)品來說，其構(gòu)成部件和零件相對固定.產(chǎn)品更新?lián)Q代的變化過程，可以看做是風(fēng)格的變化.產(chǎn)品外觀美的形象特征，首先是由那些充分體現(xiàn)了內(nèi)容與功能的外部具體形狀體現(xiàn)的［4］.基于此，主題配對法是將產(chǎn)品分為若干個主題風(fēng)格，每種風(fēng)格可以有N個方案組成，形成集合.各種風(fēng)格的集合組合在一起形成產(chǎn)品部件或零件方案庫.

2 衛(wèi)浴產(chǎn)品創(chuàng)新快速產(chǎn)業(yè)化設(shè)計系統(tǒng)

“衛(wèi)浴產(chǎn)品創(chuàng)新快速產(chǎn)業(yè)化設(shè)計系統(tǒng)”是通過建立衛(wèi)浴產(chǎn)品概念設(shè)計方案庫，充分利用企業(yè)和高校等研發(fā)機(jī)構(gòu)的技術(shù)力量，以多種方式，廣泛收集概念設(shè)計方案，以快速、多方案、可視化為主要技術(shù)優(yōu)勢，旨在提高概念設(shè)計的效率、擴(kuò)大創(chuàng)意的范圍和強(qiáng)調(diào)多用戶（包括客戶、設(shè)計師、技術(shù)人員、產(chǎn)品使用者等）評價對方案調(diào)整的主動性作用.圖2為系統(tǒng)工作模型.

正如同“產(chǎn)品在本質(zhì)上是為了滿足人類生活各個方面需要服務(wù)的工具，從功能的角度上可以形象地說，工具是人的器官的延長，工具使人的各器官的功能得以加強(qiáng)、延展或完善”［5］一樣，好的設(shè)計系統(tǒng)是設(shè)計師的有力助手.衛(wèi)浴產(chǎn)品設(shè)計快速產(chǎn)業(yè)化系統(tǒng)可以基于一些工程設(shè)計軟件平臺進(jìn)行二次開發(fā)，能有效利用這些工程設(shè)計軟件的成熟技術(shù)進(jìn)行模塊化設(shè)計，縮短設(shè)計周期，降低產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)成本，從而實現(xiàn)產(chǎn)品快速產(chǎn)業(yè)化.該系統(tǒng)通過建立開放式的衛(wèi)浴產(chǎn)品概念設(shè)計方案庫，運(yùn)用主題分析配對的方法，快速、方便地實現(xiàn)方案的組合、對比和優(yōu)選.

3 關(guān)鍵技術(shù)

“衛(wèi)浴產(chǎn)品創(chuàng)新快速產(chǎn)業(yè)化設(shè)計系統(tǒng)”的研發(fā)首次提出了面向衛(wèi)浴產(chǎn)品的概念創(chuàng)新設(shè)計系統(tǒng).突出了創(chuàng)新設(shè)計與工程設(shè)計的集成，強(qiáng)調(diào)用戶評價對設(shè)計方案決策的重要性，利用模塊化設(shè)計進(jìn)行快速產(chǎn)業(yè)化的技術(shù).

3.1 主題的確定與劃分

主題在這里起的作用是概括產(chǎn)品的總體特征.不同領(lǐng)域里的產(chǎn)品有不同的分法，但都是在綜合了產(chǎn)品功能、原理、結(jié)構(gòu)、外形、材料和色彩等要素，提取了產(chǎn)品語義等多方面特征進(jìn)行分類.主題的劃分并不是終極目標(biāo)，要注意其延展性，融合、變異能力是產(chǎn)生多方案的根基，我們以衛(wèi)浴產(chǎn)品設(shè)計中的花灑設(shè)計為例，花灑設(shè)計的主題可以分解為如圖3所示模型.

3.2 產(chǎn)品建模與管理技術(shù)

系統(tǒng)具有衛(wèi)浴產(chǎn)品概念設(shè)計方案庫管理功能，實現(xiàn)零件的整合和快速查詢調(diào)用.改變了常規(guī)的設(shè)計方案分散在設(shè)計師各自的電腦中保存，形成信息孤島的現(xiàn)狀，實現(xiàn)了能夠充分利用庫內(nèi)資源，進(jìn)行隨意搭配設(shè)計出需要的產(chǎn)品方案.改變以往產(chǎn)品方案設(shè)計時一款一款出設(shè)計方案的設(shè)計模式，通過本項目設(shè)計系統(tǒng)可以很方便實現(xiàn)多方案同時設(shè)計.

系統(tǒng)建立設(shè)計方案多用戶（客戶、設(shè)計師、用戶等）的評價和驅(qū)動體系，利用參數(shù)化等技術(shù)對方案庫中的成功案例進(jìn)行改型設(shè)計與重新組合設(shè)計，實現(xiàn)“調(diào)整式”與“組合式”兩大基本創(chuàng)新方法，以一款或幾款原始方案為基礎(chǔ)變化產(chǎn)生多種方案，并在其中優(yōu)化出最佳方案.通過該系統(tǒng)不僅可以對以往成功案例進(jìn)行高效重用，同時有利于企業(yè)均衡分布設(shè)計師的工作任務(wù).平時可以不斷充實方案庫，有需求時調(diào)用匹配，不必用加班加點(diǎn)的方式來趕任務(wù)，可以大幅提升設(shè)計服務(wù)的效率.

3.3 分析求解技術(shù)

所謂產(chǎn)品設(shè)計，是一種將抽象的理念轉(zhuǎn)換成具體產(chǎn)品實體的過程，并對產(chǎn)品的形態(tài)、色彩、結(jié)構(gòu)、材料和使用等賦予美學(xué)價值，是一個將理念物化的過程［6］.作為用戶，則是通過產(chǎn)品來感知設(shè)計理念.由于感知意象是用戶憑借自身感官對產(chǎn)品產(chǎn)生的聯(lián)想，它與視覺、用戶生活經(jīng)驗、文化背景等因素密切相關(guān)，有著較大的變化范圍.模塊與模塊之間的意象組合，不是數(shù)學(xué)意義上的疊加，而是產(chǎn)生了一個全新的意象.換言之，即便是漂亮的模塊相加，由于形態(tài)、色彩、材質(zhì)、光影等因素，得到的整體并不一定是漂亮的.因此，本系統(tǒng)在模塊組合完成后，依模塊子意象參數(shù)組合疊加進(jìn)行排序，篩除漂亮指數(shù)小于指定值的部分，再以整體意象為評估對象進(jìn)行篩選，篩選工作由設(shè)計師、工程師、客戶等多用戶參與進(jìn)行評價.評價不僅是對設(shè)計方案的科學(xué)分析和總結(jié)，也是對設(shè)計方案的改進(jìn)和完善.作為一個探索性認(rèn)知過程，設(shè)計者通過評價確保形成的設(shè)計方案的相關(guān)性、有用性及適合性［7］，從中選取最接近客戶需求的設(shè)計方案進(jìn)行深化設(shè)計，快速實現(xiàn)客戶和設(shè)計師不同產(chǎn)品意象的匹配，從而快速地達(dá)到客戶的要求.

4 應(yīng)用案例

我們以衛(wèi)浴產(chǎn)品設(shè)計中的花灑設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計為例，演示主題配對法在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用.該系統(tǒng)基于工程設(shè)計軟件PRO-E軟件平臺進(jìn)行的二次開發(fā)，針對不同使用者的軟件模式的設(shè)計，有人性化的界面管理和開放的庫文件增減的端口，便利于設(shè)計管理、方案推廣工作的進(jìn)行.

花灑形態(tài)設(shè)計，其設(shè)計的目標(biāo)是滿足客戶需求的花灑外形.首先分析客戶的感知需求，將花灑形態(tài)劃分為各種風(fēng)格，如古典風(fēng)格、現(xiàn)代風(fēng)格、自然風(fēng)格等，然后把這些風(fēng)格作為主題存在，這些主題的劃分可以添加和修改.在花灑的形態(tài)設(shè)計中，其分主題有面蓋和本體兩個.面蓋和本體以配合直徑為約束，分別展開模塊設(shè)計（圖3）.設(shè)計好的模塊保存在方案庫里，使用時按相同直徑的本體和面蓋依需要調(diào)入系統(tǒng)程序中，進(jìn)行任意交叉配對組合.如客戶指定要簡約風(fēng)格，就調(diào)用相關(guān)模塊進(jìn)行同風(fēng)格的配對（圖4）.如客戶需要一些變化，就選取較符合客戶要求的風(fēng)格進(jìn)行混搭（圖5）.組合出的方案經(jīng)機(jī)選后，由設(shè)計師、客戶等相關(guān)人員共同依審美原則、市場需求、技術(shù)工藝等相關(guān)性、有用性及適合性評價體系進(jìn)行評價.剔除一些無發(fā)展可能性的方案，選出滿意或相對滿意的配對方案，對滿意的方案進(jìn)行形態(tài)凍結(jié)，相對滿意的方案可以在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行修改直至滿意，新的方案補(bǔ)充到方案庫中，隨著使用頻率和方案庫的不斷擴(kuò)充，系統(tǒng)生成的方案多樣性和差異化更加顯著，效率更高.圖6為衛(wèi)浴產(chǎn)品創(chuàng)新快速產(chǎn)業(yè)化設(shè)計系統(tǒng)中花灑設(shè)計系統(tǒng)的運(yùn)行界面.

5 結(jié)束語

產(chǎn)品設(shè)計是一項強(qiáng)調(diào)創(chuàng)意的工作，人們普遍認(rèn)為創(chuàng)意的產(chǎn)生在很多程度上依賴靈感的激發(fā)，因此其規(guī)律性相對較弱.主題配對法在衛(wèi)浴產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)中的運(yùn)用，形成可在衛(wèi)浴行業(yè)推廣的一項共性技術(shù)，創(chuàng)造出較好的經(jīng)濟(jì)效益，同時也讓我們看到了產(chǎn)品的“理性創(chuàng)意開發(fā)”.借助軟件平臺，設(shè)計過程不再是設(shè)計師的單打獨(dú)斗、苦思冥想，而是可以充分利用資源模塊批量產(chǎn)生設(shè)計粗胚來進(jìn)一步優(yōu)化與再造，大大加快設(shè)計方案的提交速度，大幅縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期，明顯提高客戶對企業(yè)的項目開發(fā)的滿意度，降低產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)成本，實現(xiàn)產(chǎn)品快速產(chǎn)業(yè)化.

參考文獻(xiàn)

［1］ SALHIEH S M．Amothodo1ogy to redesign heterogeneous product portfolios as homogoneous product farmilies［J］．Computer-aided Design，2007，39(12)：1065-1074.

［2］ 羅仕鑒，朱上上.工業(yè)設(shè)計中基于本體的產(chǎn)品族設(shè)計DNA［J］.計算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2009，15（2）：226-233.

LUO Shi-jian，ZHU Shang-shang.Ontology-based product family design DNA in industrial design［J］ .Computer Integrated Manufacturing Systems，2009，15（2）：226-233.( In Chinese)

［3］ 劉曉宏.創(chuàng)新設(shè)計方法及應(yīng)用［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006：139-140.

LIU Xiao-hong.Innovation design and application ［M］.Beijing：Chemical Industry Press，2006：139-140.( In Chinese)

［4］ 陸家桂，曹學(xué)會.產(chǎn)品設(shè)計變奏曲［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社， 2005：19.

LU Jia-gui，CAO Xue-hui.Variation of product design［M］.Beijing: China Architecture Building Press，2005：19.( In Chinese)

［5］ 王明旨.產(chǎn)品設(shè)計［M］.杭州:中國美術(shù)學(xué)院出版社，1999：29.

WANG Ming-zhi.Product design［M］.Hangzhou：China Academy of Arts Press，1999：29.( In Chinese)

［6］ 張凌浩.產(chǎn)品的語意［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2005：54.

ZHANG Ling-hao. Product semantics［M］.Beijing：China Architecture Building Press，2005：54.( In Chinese)

［7］ 劉小瑩，李彥，麻廣林，等. 面向產(chǎn)品創(chuàng)新的概念設(shè)計認(rèn)知過程及支持系統(tǒng)［J］.四川大學(xué)學(xué)報:工程科學(xué)版，2009，41(1):190-196.

LIU Xiao-ying， LI Yan， MA Guang-lin，et al. Cognitive process model of conceptual design for product innovation and support system ［J］ .Journal of Sichuan University:Engineering Science Edition，2009，41(1):190-196.( In Chinese)