基于感性工學的微型電動車前臉造型設計

崔宜若，申晉憲，尹 歡

(1.太原理工大學 機械與運載學院，太原 030024；2.山西大運汽車制造有限公司，山西 運城 044000)

根據2017年威爾森統計數據顯示，相對于傳統汽車而言，電動汽車消費者的女性比例在逐年提高。這就意味著女性正在成為一個重要的電動汽車消費群體。與此同時隨著微型電動汽車市場的競爭日趨激烈，青年女性作為電動汽車市場上一股新的購買力，市場潛力不可忽視。要想一個新產品受到青年女性市場歡迎，不能只是單單考慮產品的實際功能和價格，更應該全面地考慮到消費者的情感消費，獲取消費者內心深處最主要的感性需求。在目前的工業設計研究中，主要將設計師對產品美的理解和自我市場預測后所得出的造型特點賦予在產品上，并沒有真正地考慮到消費者內心真實的需求。一件合格的產品，它的外觀形態一定是設計師在與消費者進行溝通后所設計出來的，反映出消費者心理和情感的需求，并影響消費者的心理感知和判斷。為了能實現這些目的，需要將感性工學運用在工業設計中。本文的研究目的是以微型電動汽車為實際案例進行設計探討，最終將感性工學和模糊評價法相結合應用到微型電動汽車造型設計中，設計出一款滿足青年女性感性需求的微型電動汽車。

1 感性工學與模糊評價法

1.1 感性工學

感性工學是一門綜合性交叉學科，主張用理性的思維來處理非理性的情感[1]。與傳統人機工程學不同，感性工學更關注的是產品給消費者所帶來的情感享受愉悅程度等感性特征[2]。不同設計師對感性工學有不同的理解，也會從產品的造型、材質、色彩、人機等方面入手，設計出符合消費者感性期望的產品[3]。

1.2 模糊評價法

模糊評價法是一種以模糊數學理論為基礎的綜合評價方法。模糊數學突破經典數學二元值理論，用集合的理論描述，從只能選擇0和1變為可從0和1之間任意取值。利用模糊綜合評價法可對設計方案進行全面評價，以處理在產品造型中涉及到多種因素難以客觀評價的問題，并實現最佳方案的評選[4]。

2 設計前的分析準備

2.1 消費群體定位與分析

隨著時代的發展和進步，女性消費者不僅在食品、日用品、家居等消費領域成為主導力量，也在汽車消費領域發揮越來越大的作用。其中青年女性作為一個特殊群體，有著顯著的特點：1) 相比少女而言多了一份經濟保證；2) 相對中老年女性而言，她們擁有更旺盛的購買動機和需求。結合上述特點，本文將研究對象設定為25～35歲的青年女性。

根據心理學家馬斯洛需求層次理論，可以將消費者對于微型電動汽車的感性認知精煉地劃分為生理、心理、精神3大需求。所謂生理需求就是滿足人類最基本的、原始的、本能的需求；心理需求是當人的生理需求達到一定程度時，所追求的心理需求，即以消費者為中心滿足人們對產品的審美需求；而精神需求是更進一步的心理需求，即自我價值的肯定與實現。以感性工程設計方法來指導微型電動汽車的設計，最重要的是把青年女性的生理、心理與精神需求3個層次相結合，分析青年女性的感性需求。

相比同齡男性更多地關注汽車的動力性能、操控性能等實際問題，青年女性更關注汽車的外形、色彩、涂料。所以除了滿足最基本的生理需求外，在心理需求方面，現代青年女性接收新鮮事物的能力非常強，對個性、時尚的事物有著極大的興趣和強烈的嘗試欲望，有較高的審美。在設計中應該提供更多的涂料色彩給用戶選擇，不止局限于傳統的色彩和材質。讓設計與消費者的需求進行匹配，從而達到最佳狀態。青年女性希望通過購買某些產品實現對自我價值的肯定，汽車算其中之一。在精神需求方面，應該賦予產品一定的文化與價值觀。設計師可以通過肌理狀態、圖案紋飾等設計要素表達特殊的意境、概念或情感，激發消費者對設計的想象與思考，使他們聯想到超越產品形象的意象和涵義，從而產生某種積極的情感[5]。例如吉利汽車的新博瑞系列，采用大量的包括回紋圖案、云紋、梯田在內的中國元素，都是在汲取中華文化的營養，滿足人們對自我實現的需求以及對群體認同感的需求，幫助他們肯定自我。圖1中前臉使用了“漣漪式回字形”中網造型，后保險杠下使用了中國元素回紋圖案。

圖1 新博瑞中國元素Fig.1 New Burry Chinese elements

2.2 電動汽車與傳統汽車的前臉造型區別

與傳統汽車相比，電動汽車車身形式變化較小，但是設計表達有別于傳統汽車，喜歡用少量的特征突出汽車造型的獨特性，主要體現在：

1) 去格柵化。傳統汽車的進氣格柵主要是為了進氣和冷卻，而電動汽車并不會產生大量的熱能。因此對于電動汽車而言，進氣格柵失去了其本身的功能。逐漸減少進氣格柵是電動汽車設計發展的趨勢。如圖2所示特斯拉在MODEL S車型系列中直接取消了進氣格柵設計，造型有較大創新，前臉看起來更加簡潔充滿“未來感”。

圖2 特斯拉MODEL S車型Fig.2 Tesla Inc MODEL S

2) 整體化。車燈和格柵常采用嵌入式或一體式，整體特征明顯，視覺上橫向拉寬。

3) 細節參數化。細節規律化處理，提高作品的視覺沖擊力，常出現于概念電動汽車中。

4) 前臉簡潔擬人化。車燈常采用線性化、符號化、一體化設計，讓電動汽車前臉更加簡潔利落。與此同時，賦予電動汽車更多的情感特征，可以增進消費者與產品之間的信任，滿足消費者日益增長的個性化需求。

5) 涂料環保化。常采用綠色無污染的汽車涂料，符合電動汽車低碳又環保的特點。

6) 造型輕量化。采用新型輕量化材料，讓電動汽車在視覺上更輕盈、靈活。

隨著生活質量的提高，人們的需求已經不僅僅局限于維持生存，為了滿足青年女性的多層次感性需求，應提高產品的使用性能和體驗感。本文結合上述3大層次需求分析，以感性工學為研究基礎，將模糊評價法和感性工學相結合對微型電動汽車的前臉造型進行指導設計，為微型電動汽車前臉造型設計提供相應的設計方法和理論依據，幫助生產企業更精準地捕捉市場需求。

3 設計基本步驟

3.1 收集感性詞匯

客觀事物都不是孤立存在的，與人們的感性認知有著千絲萬縷的聯系。人們對于產品形態的心理期望會通過形容詞進行描述表達，而這種心理期望實際就是用戶對產品造型的感性需求[6]。收集感性詞匯主要采用以下4個步驟：

1) 首先通過商品廣告、書籍、各大網站、廠商及用戶評價等多種渠道廣泛地收集人們對于微型電動汽車的評價詞匯，共200個。

2) 把收集到的所有詞匯進行整理與分析。將生僻詞與相似詞挑出來進行篩選整合、與剩下的詞匯重新整合并分組，最大程度上精簡所收集到的詞匯。例如：可以將單一、簡陋、容易等詞匯合并為簡單，這樣可以更有效、更全面地分析不同類型的感性詞匯。

3) 通過6位專業人士和設計者共同分析、討論并結合消費者的3大層次需求，從200個感性詞匯中選取6對詞義相反的形容詞匯，見表1。

4) 最后通過問卷調查、訪談方式，請25～35歲青年女性消費者對這6組詞進行投票，選出前3組他們最關注的的感性詞匯，即“可愛—沉穩”“安全—危險”“復雜—簡單”。

表1 保留的感性詞組Table 1 Retention of Kansei phrases

3.2 收集樣本圖片

1) 利用網絡、雜志、實體店參觀等方式來廣泛地收集樣本圖片，不局限于上市產品，概念建模作品都可以作為參考。擴大收集范圍，有助于后期的分組挑選。

2) 將收集到的大量圖片進行多次分析和篩選，最終將微型電動汽車造型依照不同風格分為3組，并在每組中挑選出一款最具有代表性的產品，如圖3，4所示。

3) 由于色彩、結構、材質等方面亦可以決定一個產品的好壞，這里主要從產品造型的角度來分析[7]。汽車前臉造型是汽車主要的形態表達面，對汽車品牌風格的認知，主要從前臉造型而來。前臉輪廓、大燈、霧燈、格柵、擋風玻璃作為汽車前臉最為顯著的設計要素，其形態可以影響整車的顏值并體現汽車前臉造型的特點，例如起亞的“虎嘯”進氣格柵，奧迪的“大嘴”進氣格柵，寶馬的“天使眼”大燈等。汽車造型設計是一個復雜的過程，若直接從整體出發，不易把握，且局部設計元素對汽車前臉整體造型影響較大。其中黃琦等[8]驗證了關鍵造型特征是影響汽車造型意象的重要因素；李少波等[1]運用關鍵設計要素對汽車前臉造型進行了優化設計。為了減少原始觀點之間的距離以及后續設計中色彩對于汽車造型的影響，需要對產品進行去色處理并提取關鍵設計要素，如圖5所示。

圖3 部分電動汽車樣本案例Fig.3 Sample cases of some electric vehicles

圖4 3組樣本圖片分類提取Fig.4 Classification and extraction of three groups of samples

圖5 樣本圖片設計要素提取及去色處理Fig.5 Extraction of design elements of sample picture and decolorization treatment

3.3 建立語義意象空間

1) 利用SD法，結合李克特7點量表，建立分值為-3～3的語意軸來制作問卷調查表，如圖6所示。兩端分別是兩個意義相對的形容詞，數值越接近某一邊就越接近某一個形容詞。為了保證調查的準確性，要求調查對象在對前臉造型打分時完全憑借第一感覺[9]。由于調查對象的背景和社會經驗的不同，他們的認知中一定存在著不一致性。為了提高調查結果的準確性，挑選職業不同、學歷不同的120名青年女性進行問卷調研。將3組圖片隨機發放給調查對象，請他們對這些圖片進行主觀評價。

圖6 李克特7點量表Fig.6 Likte 7 point scale

2) 調查結束，共回收116份問卷調查表。利用電腦將調查對象打分的結果進行求取平均值，以前臉大燈、格柵調查結果為例，如表2，3所示。

3) 從表2分析可知，對于“可愛”這一詞語，CX3的大燈給人印象最差，BX2的格柵最可愛；對于“安全”這一感性詞語，AX3的大燈最個性安全，寶馬i3大燈并沒有沿用天使眼造型，而是采用了新的設計，

表2 大燈和格柵打分后平均結果Table 2 Average results after grid scoring

表3 大燈打分后平均結果Table 3 Average results after headlight

并在LED大燈四周用了U型的LED日間行車燈進行裝飾，大燈與前臉整體比例很舒服，使車頭看起來更寬，讓用戶很有安全感。反之CX2的格柵給人安全感最差；對于“簡單”這一詞匯，在大燈方面三者給人簡潔的感性認知相差不大，其中CX3的大燈給人印象最簡潔。CX2拋棄了進氣格柵造型，前中網改成一塊LED屏幕，并且與兩側的前大燈相連，使前臉的整體感非常強，造型簡潔。重復上述流程，分別對前臉輪廓、霧燈、擋風玻璃進行分析。綜合考慮樣本造型要素的比例、大小、輪廓線，進行變量分析，可以發現某種聯系與規律：大燈，格柵造型圓潤擬人化更容易讓人感到“可愛”；“簡單”的微型電動汽車，不需要過多夸張的線條和造型，大燈、格柵、霧燈與前臉整體造型比例要適中，過大或過小都會給人不舒服、不協調的感覺。“安全”的微型電動汽車車頭看起來更寬更飽滿，這樣做可以提升前臉的視覺效果，使消費者更有安全感。相對于CX2的LED格柵設計，傳統格柵設計更容易給消費者安全感。

3.4 產品設計

根據前面的感性工學分析，再結合消費者的3大感性需求。運用三維軟件設計出兩款面向25～35歲青年女性的微型電動汽車前臉造型，如圖7所示。

圖7 設計方案展示Fig.7 Design scheme display

兩款方案基于滿足用戶感性需求的設計理念，從3個需求層次對微型電動汽車進行設計：

1) 從上述分析可知消費者生理需求的設計主要是產品的造型，對于青年女性而言，更喜歡簡潔安全的產品，安全感主要從車頭輪廓而來，所以前臉的大燈采用橫向設計(參照AX3和BX3)，使車頭看起來更寬，讓用戶很有安全感。目前電動汽車發展的趨勢是去格柵化，但是由于傳統設計更容易使大眾產生共鳴，所以此次設計保留格柵。格柵作為汽車前臉的“嘴”可以表達出“可愛”的意象，方案1對BX2格柵進行形變再設計，霧燈選擇純粹的圓形。方案2格柵造型采用簡潔擬人化的設計思路(參照BX2)，使前臉造型有微笑的感覺，雖然霧燈也是圓形設計，但是其比例和大小與方案一不同。兩款方案為了體現“簡潔感”都沒有使用夸張的線條和造型。

2) 心理需求主要是滿足用戶對色彩與材質方面的需求，優秀的汽車色彩設計不僅會影響人們的心理感受，還會為企業贏得更多市場認可度[10]。所以兩款方案在色彩上采用橙白搭配，白色為主色調。其優點有：a.白色車室內溫度比深色車低；b.白色與自然環境色差加大，目標明顯，屬于安全色。相對其他顏色而言，事故率減少50%.白色汽車給青年女性一種年輕、現代、安全的視覺感受，搭配橙色同時又給用戶一種熱情的感受，使得產品看起來不是冰冷的交通工具。產品的涂料選擇了水性實色白面漆，此材料環保、外觀效果佳。符合微型電動汽車低碳又環保的特點。

3) 兩款方案都在進氣格柵條上運用了中國祥云文化元素，祥云紋寓意祥瑞之云氣，表達了吉祥、喜慶、幸福的愿望以及對生命的美好向往，如圖8所示，使得微型電動汽車具備一定的文化精神內涵和造型認知度，滿足用戶精神最高層次的需求——民族自豪感。從而幫助他們肯定自我，間接獲得幸福感和安全感。

圖8 格柵條特寫展示Fig.8 Grille feature display

如果只是將調查者偏好和意見簡單地聚集在一起，不考慮他們在評價過程中的一致意見，可能導致設計出來的產品可接受度較低。所以需要通過模糊評價法，盡量減少原始觀點之間的距離，最大程度的達成共識，達到消費者理想的偏好值[11]。為了驗證這兩套方案是否可行，運用模糊評價法對前臉整體造型進行評估，進而將抽象語義轉化為數值。評估過程如下：

1) 確定評價對象的因素集，用U={u1,u2,u3}表示，因素分別為“可愛、簡潔、安全”。

2) 確定評語等級為：V={V1,V2,V3,V4,V5}={優秀，良好，一般，較差，很差}={100，75，50，25，0}.

3) 邀請6名專業設計師在不受外界干擾的前提下獨立的給出各項評論指標的權數值，如表4所示。

權重分配結果如下：“可愛”0.3、“簡單”0.3、“安全”0.4，從而得到權重矩陣：

表4 問卷分值統計結果Table 4 Statistical results of questionnaire scores

4) 邀請30位評論員對上述兩種方案進行評價，將權重矩陣與評價員對該方案獲得的評價值矩陣相乘，得出方案1，2的決策矩陣。B1,B2分別為方案1，2的決策矩陣，計算結果如下：

5) 計算語義設計綜合評價分值，得出方案百分制評價結果：

S1=B1·VT=71.90,
S2=B2·VT=78.95 .

由上述評價結果可知，方案2語義分在良好范疇，為最佳方案。更符合微型電動汽車“可愛、簡潔、安全”的造型需求。

4 結束語

本文運用感性工學對微型電動汽車的前臉造型及消費者感性需求進行了相關分析，通過感性工學實驗將消費者感性語義量化，建立起感性意象與設計要素之間的關聯，例如“安全”的微型電動汽車車頭看起來更寬更飽滿，大燈、格柵造型圓潤擬人化更容易讓人感到“可愛”。這些關聯可以幫助設計師確定產品造型設計方向。然后結合模糊評價法對兩款設計方案進行理性評價，選出最優方案，為微型電動汽車的前臉造型設計提供參考性建議。將消費者感性需求融入產品設計中，可以減少產品設計成本，降低市場風險，提升消費者的認同感。此次實驗設計結果仍受到評分專家的主觀影響，這一問題將在后續研究中加以改進。