基于UCD理論的凈水機優化設計研究

黃云飛　馬彧

摘要：本文首先闡述了UCD（User-Centered Design，以下簡稱UCD）理論的基本概念，其次針對當下凈水機工藝與設計展開討論，并基于UCD理論對凈水機設計進行了由內至外的完整剖析，通過分析使用者對凈水機的需求期望提出用戶主要需求并與凈水機設計進行擬合，最終提出凈水機優化設計方法，旨在為將來的凈水機設計思路提供參考。

關鍵詞：UCD理論;凈水機;優化設計

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2021）03-0053-02

當下中國經濟迅速發展，國內凈水產業的不斷擴大，凈水機逐步走入大眾視野之中，同時一部分消費者已不滿足于單調的室內生活，更加青睞健康開闊的野外活動，不論在野外或是室內環境中淡水資源皆是必不可少的，由此可見，凈水機已經成為人們日常生活中必不可少的電器設備，而目前市場中凈水機良莠不齊，設計者在設計過程中容易受到自身思維禁錮而忽視用戶需求，當下如何運用UCD理論更好地對凈水機進行由內到外的整體優化設計已是亟待研究的問題。

1 UCD理論概述

UCD的全稱是User-Centered Design（見圖1），核心思想是以用戶為中心，在設計的過程中首先考慮的是產品的可用性和用戶體驗，最終把UCD的方法應用到產品設計的每個階段中，如產品的使用流程、產品信信息架構、人機交互方式等。UCD根據用戶需求來進行設計，用戶參與或跟蹤產品設計的全過程，是一種將用戶優先放在首位的設計模式，它的核心思想是以用戶的感受和需求為出發點來進行產品設計。簡單地說，就是在進行產品設計、開發、維護時從用戶的需求和用戶的感受出發，圍繞用戶為中心進行產品設計、開發及維護，而不是讓用戶去適應產品。無論產品的使用流程、產品的信息架構、人機交互方式等，以UCD為核心的設計都時刻高度關注并考慮用戶的使用習慣、預期的交互方式、視覺感受等方面。

2 凈水機設計現狀

從工藝設計層面看，當下凈水機工藝設計趨于成熟，通過加工技術的不斷進步，使凈水工藝有了多樣化的選擇，從早期只能應對江河湖水到目前可將海水淡化為可飲用淡水，這一切都歸功于凈水工藝的發展與應用。目前，凈水工藝設計從大的方向上分為熱法工藝與膜法工藝。熱法凈水工藝基于蒸發與冷凝原理，膜法凈水工藝主要包括反滲透法，反滲透法通常又稱超過濾法，是1953年才開始采用的一種膜分離淡化法，而目前凈水機設計工藝90%以上均為膜法工藝。反滲透膜能夠去除水中的病毒與細菌外，還能有效去除水中離子狀態的化合物，以及絕大部分溶解性鹽離子均不能透過反滲透膜。

從市場層面看，目前可以見到的凈水機設計現狀呈現多樣化發展趨勢，但凈水機設計尚沒有十分規范的設計規則，由于目前凈水機行業入門門檻較低，很多企業為家庭作坊式小微型企業，幾乎沒有產品研發和技術創新能力，也缺乏現代化的產品質量檢測設備，產品品質控制能力有限。當下急需以提高產品整體質量，提高設計價值為目標的行業設計方法。

從使用層面看，凈水機目前仍舊余留有體積大、能耗高、不便攜、集成度差等問題，在市場調查中也同樣發現，銷量欠佳的凈水機產品無一不有著上述其中一種或幾種問題，隨著科學技術水平的整體提高，使用者對凈水機產品提出了新的更高的要求，老舊的設計理念與新要求出現了較為尖銳的矛盾。設計者不能跟上凈水技術革新的腳步，無法正確地挖掘使用者的核心需求，這導致當下凈水機在使用層面無法滿足社會使用需求。

3 基于UCD理論的凈水機優化設計意義

基于UCD理論的凈水機優化設計的主要意義在于為將來凈水機設計方向提供優秀設計參考，矯正凈水機設計領域不良設計趨勢，加深UCD理論在凈水機設計領域的應用深度，促進凈水機設計領域的良性發展。次要意義在于幫助設計者進行科學的提出凈水機設計方案，為使用者設計出符合自身需求的凈水機產品，增加凈水機產品附加屬性，提高使用者的使用體驗，降低使用者使用成本，營造良好的人—機交互氛圍。

4 基于UCD理論的凈水機優化設計思路

4.1 便攜化優化設計

目前凈水機趨于便攜化，以往老式的凈水機已無法滿足當下市場需求，不同產品受眾、不同使用環境、不同水質要求，多樣化的需求促使產品不斷推陳出新，當下用戶群體不再局限于室內用戶，室外用戶群體占比逐步增大，相對于室內環境，戶外環境更加復雜，以往老式凈水機設計過于臃腫笨重，此時便攜性成為了首要用戶需求，良好的便攜性擁有更好的用戶體驗，保證使用者多環境使用需求。因此基于UCD的凈水機便攜化優化設計為：（1）設備內部進行集成化設計，尤其是以往分開安裝的多級濾芯進行集成化設計后成為體積更小、功能集中的單根復合濾芯，通過將PP棉、活性炭、反滲透膜通過合理的結構設計進行融合，由四級甚至五級過濾流水線簡化為一個過濾單元，將活性炭與PP棉進行分層裝配，PP棉與活性炭的分層排布可在單位體積內提高凈水效率，減少濾芯體積;（2）對反滲透膜進行非標加工，保證膜片通量不變的前提下按需改變反滲透膜的長度或者直徑，以匹配凈水機整體結構，提高凈水機結構集成度，減少凈水機體積，提高凈水機便攜性能;（3）在凈水機外部增加便攜式把手或手扣設計，幫助使用者更好地搬運凈水機，提高便攜性能;（4）對凈水機整體進行模塊化設計與可拆分設計，在運輸過程中可將凈水機機體進行拆分搬運，保證機體便攜性能，且對模塊間進行快接設計，保證模塊之間的快速連接性能。

4.2 耐候性優化設計

戶外環境多變，時常會出現突發情況，例如高濕度、高溫、大風沙等非常態環境，在突發惡劣環境下凈水機保證正常穩定工作也是凈水機重要的性能指標與用戶需求。通過UCD理論對凈水機耐候性提出下列優化思路：（1）通過在散熱開孔位置加入防塵網，在液位顯示或液晶屏顯示開孔位置增加透明材質護罩，在電源線進入機體孔部增加密封卡扣，在螺釘連接處增加密封膠圈提高密封性;（2）在整機外部結構中合理增加加強筋，保證凈水機外殼的堅固程度;（3）合理選擇凈水機加工材質，對過流部件材質進行選擇，保證內部管路耐腐蝕性能，提高凈水機內部流道工作壽命;（4）對凈水機表面增加表面處理工藝，例如：熱噴漆、陽極氧化、電鍍、靜電噴涂等等，提高凈水機外觀美觀性同時保證凈水機表面耐腐蝕性能。

4.3 易用性優化設計

易用性是凈水機的另一個重要性能，用戶如何在最短的時間里掌握該產品的使用方法，是設計者在設計之初就應考慮的重要問題，尤其在戶外環境中，凈水機如果設計得過于復雜，用戶需要花大量精力去學習如何使用凈水機，過高的學習使用成本會大幅降低凈水機使用者首次使用體驗，造成凈水機使用口碑欠佳，降低凈水機產品的競爭力。依靠UCD理論提出凈水機易用性優化設計思路，包括：（1）結合人機工程學將按鍵設計在合理的位置;（2）基于用戶需求對凈水機外觀進行指引設計，讓使用者能夠快速地理解按鍵及各部件功能;（3）對凈水機操作UI進行簡化設計，去掉非重要功能顯示;（4）在手動操作部分增加表面凸起或下沉，提高表面摩擦力，增大操作受力性能;（5）在手動操作部分進行標示性設計，讓使用者快速發現手動部分及操作方式。

4.4 多功能集成優化設計

如今大部分電子產品都趨向于功能多樣化，在同一個產品里集成入多種功能已經十分常見，凈水機也應進行多功能復合優化設計，功能單一的凈水機所能滿足的受眾群體較少，復合多功能的凈水機可以同時滿足不同受眾的需求，某些功能集成難度低，但作用明顯，例如：加熱、制冷、電導率顯示、溫度顯示等。這些功能僅僅需要傳感器與顯示系統搭配，并編入邏輯程序即可完成。在設計階段從結構設計上預留出響應安裝孔位與空間即可，同時功能集成要以清晰的思路為引導，若功能搭配不合理，雖然達到了多種功能復合的效果，但只是單純的功能排列堆砌，不能滿足用戶需求，很容易被用戶淘汰，導致原材料的浪費，降低利用率。

5 結語

工業產品門類眾多，產品復雜程度各異，每個設計方法都是一種創造過程，也是一種解決問題的過程。本文基于UCD理論對凈水機設計進行了較為詳細的分析與研究，通過以使用者為中心的角度，提出了便攜化、耐候性、易用性、多功能集成等優化設計思路，以上優化設計思路可以幫助設計者更好地在設計階段為使用者解決需求問題，同時為將來的凈水機設計提供一定的思路與方法。作為一個工業設計師應該時常立足于使用者角度去觀察與思考，并在設計中汲取經驗，通過不斷的迭代優化設計將優點積累，從而使凈水機設計具有科學性與合理性。