智能包裝設(shè)計中WSR系統(tǒng)要素的內(nèi)涵

程坤楊 陳烈勝

關(guān)鍵詞：智能包裝 WSR系統(tǒng)方法論 發(fā)展趨勢 范式轉(zhuǎn)變 智慧化 價值創(chuàng)新

引言

隨著萬物互聯(lián)、共享經(jīng)濟概念的提出與應(yīng)用的普及，包裝設(shè)計的內(nèi)涵和外延都發(fā)生了重大的變化，產(chǎn)品包裝不再局限于保護和裝飾的普遍性要求，而是逐漸轉(zhuǎn)向智能化與多樣化等特殊性需求。

針對智能包裝，國內(nèi)外諸多學(xué)者對其進行了研究。國外學(xué)者Alam Arif U等人[1]討論了智能包裝在水果包裝領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及的前景挑戰(zhàn)。Alizadeh Sani Mahmood等人[2]認(rèn)為智能食品包裝應(yīng)更多地加入消費者要素，以對智能包裝進行多功能表現(xiàn)。Park Sunho等人[3]通過總結(jié)納米級制造系統(tǒng)融入食品工業(yè)的最新信息，提供了智能包裝材料研究的新視角。國內(nèi)學(xué)者黎映川等人[4]通過對前沿?zé)狳c進行可視化分析，探索智能包裝的演進路徑，思考包裝設(shè)計的創(chuàng)新因素，為拓展包裝功能提供理論依據(jù)。張丁偉等人[5]試圖找尋智能交互技術(shù)與果蔬包裝的關(guān)系，將其分為直接式、過程式、以及后續(xù)衍生式三種體驗?zāi)Ｊ剑⑻岢鰞?yōu)化用戶體驗，注重消費者的多重需求的建議。趙冬菁等人[6]利用案例分析法對現(xiàn)有智能包裝進行分類，從結(jié)構(gòu)型、信息型及功能材料型三個維度進行闡述，并對智能包裝的發(fā)展現(xiàn)狀及未來應(yīng)用前景進行展望。事實上，“包裝+智能”并非是盲目的，它是以用戶需求為靶向的自然衍生結(jié)果。智能包裝作為一種媒介，協(xié)調(diào)用戶（人）與產(chǎn)品（物）的關(guān)系（事），使之處于動態(tài)平衡的狀態(tài)，這也是對各要素進行系統(tǒng)梳理的復(fù)雜過程，而WSR系統(tǒng)方法論的要點與內(nèi)核正是研究復(fù)雜系統(tǒng)的要素關(guān)系。WSR系統(tǒng)方法論是一種以物為基礎(chǔ)，以人為中心，以事為評估標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)設(shè)計方法。WSR系統(tǒng)方法論的應(yīng)用涉及到方方面面，就智能包裝設(shè)計來說，從設(shè)計概念的提出，到目標(biāo)的形成，再到?jīng)Q策的管理與踐行，以及設(shè)計的優(yōu)化與改進，每一階段都涉及到諸多要素，因此更加需要WSR系統(tǒng)方法論進行整體約束與把控。在產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域，梁健沖[7]將WSR系統(tǒng)方法論運用到燈具設(shè)計研究中，從物理、事理、人理三個角度切入，搭建燈具設(shè)計理論三維模型，以此開發(fā)創(chuàng)新性居家情感化陶瓷燈具。方方[8]運用WSR系統(tǒng)方法論研究眼鏡設(shè)計的過程，以新的視角進行產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)造。史耀軍等人[9]運用WSR系統(tǒng)方法論分析視障兒童早期教育輔助用具的特征和設(shè)計流程，并展開系統(tǒng)分析，提出一種新型視障兒童早教輔助用具的設(shè)計思路。

中國包裝工業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃（2016-2020）提到，包裝現(xiàn)有的發(fā)展問題主要集中在提高自主創(chuàng)新能力、完善協(xié)調(diào)發(fā)展機制以及提升產(chǎn)業(yè)信息化水平三方面。其中，工業(yè)化與信息化的深度融合是順應(yīng)共享經(jīng)濟和萬物互聯(lián)的關(guān)鍵，萬物互聯(lián)的中心是用戶群，互聯(lián)效果的評判主體也是用戶。因此，面對智能包裝迅速發(fā)展的態(tài)勢，應(yīng)運用系統(tǒng)的設(shè)計方法論，綜合考慮物理、事理與人理三方面要素及要素的內(nèi)涵與關(guān)系，以實現(xiàn)持續(xù)性的、良性的設(shè)計產(chǎn)出，進而推動產(chǎn)業(yè)升級與設(shè)計創(chuàng)新。

一、智能包裝中的W-S-R要素的內(nèi)涵

WSR三要素源自WSR系統(tǒng)方法論，該理論由我國科學(xué)家顧基發(fā)教授和朱志昌教授于1994年提出，全稱是“物理-事理-人理系統(tǒng)方法論（Wuli-Shili-Renli System Approach）”，是結(jié)合中國傳統(tǒng)的哲學(xué)思辨思維對系統(tǒng)復(fù)雜性再思考的結(jié)果，[10]該方法論的核心為“懂物理、明事理、通人理”。其中，W是基礎(chǔ)，R是目標(biāo)，S是維系W與R良性關(guān)系的道理。設(shè)計的核心是以人為本，對“人理”要素的考量應(yīng)貫穿設(shè)計始終，“事理”要素是對產(chǎn)品（W）、關(guān)系系統(tǒng)（S）、用戶體驗（R）的“修正”或“革命”，以達到創(chuàng)新的目的，真正地為人所用，達到人與物的協(xié)衡統(tǒng)一。

（一）物理——“物”的本質(zhì)

物理，即物質(zhì)運作的機理，通過闡述產(chǎn)品的功能語意，對產(chǎn)品進行設(shè)計分析。智能包裝的設(shè)計活動受到內(nèi)、外因素的影響，內(nèi)部因素主要包括功能、材料、肌理、工藝，外部因素則有技術(shù)、環(huán)境、策略，內(nèi)、外部因素相互影響，對設(shè)計起著引領(lǐng)、限制和約束的作用。[11]與傳統(tǒng)包裝不同，智能包裝研究的不只是“智能+包裝”本身，更重要的是包裝所處的空間關(guān)系場域，即包裝-用戶-環(huán)境的關(guān)系。

就包裝行業(yè)而言，智能包裝技術(shù)初現(xiàn)于上世紀(jì)末，自2010年IBM正式提出“智慧城市”的愿景，智能設(shè)備開始在各個領(lǐng)域展露頭角，并逐漸形成設(shè)計風(fēng)潮，智能包裝便是此環(huán)境下的產(chǎn)物。商業(yè)、技術(shù)的迅速迭代更新，極大地刺激了人們的需求，智能包裝逐漸傾向于安全性、時效性、準(zhǔn)確性以及多樣性，以帶來更好的用戶體驗。但設(shè)計不能只是服務(wù)于技術(shù)和商業(yè)的工具，它還應(yīng)具備其獨特的價值。智能包裝只是技術(shù)載體，設(shè)計“物”的本質(zhì)，仍是指向“用戶群體”。因此，與智能包裝息息相關(guān)的技術(shù)、材料固然重要，但也可以從感官、體驗等角度切入，研究智能包裝-用戶所處的關(guān)系場，從本質(zhì)出發(fā)，最終回到本質(zhì)。[12]

（二）事理——“物”與“事”的關(guān)系

事理，即做事的道理，指通過分析組織系統(tǒng)和設(shè)計本質(zhì)，找到痛點問題，通過協(xié)調(diào)產(chǎn)品與社會環(huán)境和自然環(huán)境的關(guān)系，限制設(shè)計決策，最終得出設(shè)計的最優(yōu)解，使之符合時代發(fā)展的客觀規(guī)律。簡言之，設(shè)計活動可理解為以下7步：理解意圖、制定目標(biāo)、調(diào)查分析、構(gòu)建策略、選擇方案、協(xié)調(diào)關(guān)系、實現(xiàn)構(gòu)想，[13]其中，協(xié)調(diào)關(guān)系貫穿整個設(shè)計過程，在每一步實踐過程中，都應(yīng)主動協(xié)調(diào)投入-產(chǎn)出-成效以及物-事-人的關(guān)系。

當(dāng)下，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G技術(shù)作為社會發(fā)展的大背景，為智能包裝提供了技術(shù)支撐，從二維到三維、從視知覺到五感沉浸式體驗，人們的生活品質(zhì)和節(jié)奏迅速提升，包裝領(lǐng)域與移動設(shè)備的融合，也迎來了全新的市場和發(fā)展大機遇。隨著產(chǎn)品版本不斷地迭代更新，智能化的包裝形式與操作手法趨于紛繁雜亂，在一定程度上，反倒影響了用戶的使用和信息的讀取。恰當(dāng)?shù)陌b技術(shù)運用不僅能夠提升產(chǎn)品的科技含量，帶來更好的視覺效果，還能輔助用戶了解產(chǎn)品，加深對產(chǎn)品的理解。反之，冗余的技術(shù)和數(shù)據(jù)則會平添用戶的困惑與不解，對用戶體驗和互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的維護產(chǎn)生負(fù)面影響。技術(shù)是提升產(chǎn)品品質(zhì)的媒介，而不是炫技的載體。合理地運用技術(shù)，強調(diào)“物”與“人”的“事”，不僅關(guān)乎成本造價，也與產(chǎn)品價值的輸出息息相關(guān)。

（三）人理——“人”的核心位置

人理，即為人處事的道理，指在設(shè)計決策階段，深入研究用戶-產(chǎn)品-環(huán)境的關(guān)系，增加產(chǎn)品在人的行為、道德、審美、認(rèn)知等方面的約束，使其適應(yīng)人們的生活習(xí)慣和文化審美品味，[14]以達到人-物-環(huán)境保持和諧共處狀態(tài)的終極目標(biāo)?！叭死怼笔荳SR系統(tǒng)方法論最核心，也是最重要的要素，柳冠中[15]曾提到，商業(yè)、技術(shù)與設(shè)計都植根于人類社會的土壤中，都要從使用者的需求中汲取設(shè)計思路，這也是在強調(diào)用戶為本的設(shè)計準(zhǔn)則。

包裝設(shè)計從傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向智能，表象上看是技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，實質(zhì)上是用戶需求所趨。智能包裝功能的設(shè)定應(yīng)是用戶需求的自然生長，好的設(shè)計讓人感受不到設(shè)計感，好的技術(shù)應(yīng)用讓人意識不到技術(shù)的存在，卻帶來了更好的用戶體驗。如美國Envision公司推出的ScriptTalk技術(shù)，主要用于幫助視障人士獲取藥品處方信息。該技術(shù)融于智能標(biāo)簽，這款標(biāo)簽的系統(tǒng)包括會說話的條形碼掃描器、盲文和大字體打印。通過讀取RFID標(biāo)簽識別藥物種類，為患者讀出數(shù)據(jù)信息，以語音交流的方式很好地解決了視障人士在用藥和取藥的困難（如圖1、2）。而普通人使用這種包裝產(chǎn)品也是適合的，在語音提示的場景中，方便亦有趣，這便是用戶需求自然生長的設(shè)計產(chǎn)出。

二、WSR視域下智能包裝的特征

近年來，智能包裝迅速發(fā)展，這不僅是順應(yīng)時代發(fā)展的必然結(jié)果，也是用戶群體的需求選擇。在這個過程中，只有平衡好物理-事理-人理三個因素的關(guān)系，在處理“事”和“物”的利益觀和價值觀時，充分考慮“人”的價值，才能實現(xiàn)更大范圍地普及和應(yīng)用。目前，智能包裝主要呈現(xiàn)出以下特征：

（一）W——感知入口多樣化

包裝作為用戶了解產(chǎn)品的媒介，智能包裝被賦予多種感知入口，如NFC、RFID、二維碼、TTI等技術(shù)，提供產(chǎn)品的追蹤溯源、質(zhì)量檢測等信息，在此基礎(chǔ)上進行信息傳遞和數(shù)據(jù)收集，通過數(shù)據(jù)整理定位用戶需求，優(yōu)化體驗設(shè)計，從而進一步促進感知入口的多樣化。

如挪威和美國推出的Open Sense NFC智能標(biāo)簽可以通過NFC智能手機連接云端，獲取品牌故事、產(chǎn)品細(xì)節(jié)視頻等內(nèi)容，SpeedTap和標(biāo)簽以互動的方式提供給用戶更多體驗。IMPINJ 和CheckPoint基于Impinj的Monza R6-P RAIN RFID芯片，研發(fā)的Wind Light標(biāo)簽可以應(yīng)用在服裝、電子、化妝品、藥品和珠寶等領(lǐng)域的產(chǎn)品防偽和過程追溯。再如法國的CLOE葡萄酒安全瓶蓋外部嵌有QR碼，用戶可以掃描QR碼了解有關(guān)產(chǎn)品的演示視頻、酒莊歷史以及品嘗建議等信息，并對該酒的來源進行追蹤。美國DIGIMARC公司將幾乎看不見的數(shù)字水印集成到包裝上，輔助產(chǎn)品的采購、庫存管理以及終端使用。用戶掃描產(chǎn)品后，可以獲取市場營銷、產(chǎn)品定價、產(chǎn)品屬性以及優(yōu)惠券發(fā)放等信息，同時此類數(shù)據(jù)信息會被零售商獲取，作為產(chǎn)品優(yōu)化的資源。感知入口是用戶與智能包裝交流互動的方式，也是產(chǎn)品形式與功能的價值外化，感知入口的多樣化是技術(shù)發(fā)展的成果展示，也是更多更好用戶體驗的窗口。

（二）S——功能應(yīng)用智能化

智能包裝的種類豐富繁雜，其應(yīng)用領(lǐng)域涉及到醫(yī)藥品、生活用品以及食品等，按應(yīng)用場景，主要有食品、零售、物流、醫(yī)藥等領(lǐng)域;按應(yīng)用技術(shù)，則包括機械、電子、電氣和化學(xué)等性能。在多場景應(yīng)用中，產(chǎn)品包裝都發(fā)揮著其智能特質(zhì)。

如在食品領(lǐng)域，由聯(lián)合利華和novalia研發(fā)的超薄觸摸傳感器，與采用印刷導(dǎo)電油墨的微控制器相連，當(dāng)用戶觸摸顯示屏?xí)r，外包裝會通過微揚聲器播放食品的相關(guān)信息，幫助消費者了解更多產(chǎn)品信息。在供應(yīng)鏈監(jiān)測領(lǐng)域，波蘭研發(fā)的NFC溫度監(jiān)控物流箱配有“Bulldogs ”NFC數(shù)據(jù)記錄器，可以記錄包裝產(chǎn)品在運輸中的溫度變化和位置信息。為保證藥品的安全性，美國eAgile公司推出eSealApp，該軟件可以跟蹤藥品的整個供應(yīng)鏈，當(dāng)藥品的封口塞被打開，瓶蓋中的RFID芯片會自動失效，可以防止被放入假藥。通過融入高新技術(shù)，以互動等方式讓產(chǎn)品包裝與虛擬信息疊加展示，以可視化的方式增強用戶體驗，推動智能包裝產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。新技術(shù)作為包裝產(chǎn)品的外化，其存在意義不是偏執(zhí)于“技術(shù)化”的高科技彰顯，而在于做“事”和解決問題，從而帶來更好的用戶體驗。

（三）R——數(shù)據(jù)抓取精準(zhǔn)化

大數(shù)據(jù)時代背景下，用戶與平臺的關(guān)系較以往更加緊密，通過各類感知入口，用戶反饋的數(shù)據(jù)與供應(yīng)商信息頻繁交流，用戶也間接加入到產(chǎn)品設(shè)計中來。這將有助于分析用戶畫像，挖掘產(chǎn)品的需求定位，輔助產(chǎn)品的精準(zhǔn)維護與管理，奠定了產(chǎn)品的迭代與優(yōu)化的基礎(chǔ)。

如我國推出的茅臺醇物聯(lián)網(wǎng)感知包裝，支持防偽追溯的基礎(chǔ)上，還有傳送區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的功能。茅臺醇從生產(chǎn)到流通再到消費，每一環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)都被酒廠所記錄，通過獲取真實的用戶市場資訊，輔助酒廠的經(jīng)營管理。再如德國拜耳公司開發(fā)的CapSeal App可以讀取公司產(chǎn)品瓶蓋上的二維碼，驗證產(chǎn)品的真?zhèn)?，同時，用戶可以使用CapSeal App與拜耳公司的銷售代表直接聯(lián)系。英國Zappar作為AR應(yīng)用程序的開發(fā)者，在SIG康美旗下產(chǎn)品嵌入“Zap-code”，此代碼可以使用Zappar App掃描，顯示與消費者互動的內(nèi)容，此外，代碼還具有可擴展性和靈活性，可以讓品牌定制適合自己目標(biāo)受眾的AR包裝。智能包裝通過各種數(shù)據(jù)投放與技術(shù)應(yīng)用，讓用戶從被動獲取信息轉(zhuǎn)向主動體驗交互行為，用戶與產(chǎn)品的關(guān)系從靜態(tài)單向轉(zhuǎn)向動態(tài)雙向，甚至動態(tài)多向，從而形成了精準(zhǔn)化的智慧物聯(lián)大數(shù)據(jù)平臺。

三、智能包裝的發(fā)展趨勢

物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等作為高新科技向各行各業(yè)深度擴張的發(fā)展背景與技術(shù)支撐，自然也是智能包裝迭代升級的中堅力量，它們將引領(lǐng)著包裝產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展方向。為迎合時代發(fā)展，智能包裝呈現(xiàn)出范式轉(zhuǎn)變、跨界融合與價值創(chuàng)新三個發(fā)展趨勢。

（一）范式轉(zhuǎn)變：信息網(wǎng)絡(luò)化

隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的深入發(fā)展，包裝產(chǎn)業(yè)受到數(shù)字化與智能化的重大沖擊，其呈現(xiàn)形式和發(fā)展范式正處于快速的轉(zhuǎn)型期。

在科技驅(qū)動的新時代背景下，傳統(tǒng)的包裝形式逐漸向豐富包裝內(nèi)容、精簡產(chǎn)品形式、無紙化包裝以及包裝減量化等趨勢發(fā)展，以契合數(shù)字化產(chǎn)業(yè)和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略理念。目前，社會發(fā)展呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)驅(qū)動的新型經(jīng)濟形態(tài)，產(chǎn)品信息以視觸覺等多種形式展示，并融合AR技術(shù)，賦予靜態(tài)產(chǎn)品以動態(tài)生命力。傳統(tǒng)的產(chǎn)品說明等內(nèi)容現(xiàn)在多以數(shù)字化形式呈現(xiàn)，并輔以互動體驗。智能包裝的范式轉(zhuǎn)變迎合了用戶的喜好，增強用戶參與性的同時，很好地貫徹了循環(huán)發(fā)展理念。智能包裝依托于大數(shù)據(jù)，并結(jié)合人機與人網(wǎng)，將所傳達的資訊交匯形成信息網(wǎng)格，并輻射其他領(lǐng)域，進而聯(lián)動創(chuàng)新。

（二）跨界融合：多領(lǐng)域聯(lián)動

有別于傳統(tǒng)包裝的是，智能包裝不單單是對加工、裝飾與運輸?shù)纫氐目剂浚€是材料、技術(shù)、數(shù)據(jù)、品牌等多領(lǐng)域的跨界融合。

智能包裝產(chǎn)業(yè)顛覆了現(xiàn)有很多產(chǎn)業(yè)的形態(tài)、分工和組織方式，其不僅專注于包裝行業(yè)的發(fā)展，還要聯(lián)合工業(yè)設(shè)計、信息設(shè)計、生物科學(xué)、服務(wù)創(chuàng)新等領(lǐng)域，以打破獨行業(yè)的研發(fā)壁壘。各領(lǐng)域的交叉點往往是產(chǎn)業(yè)新的生長點，最有可能產(chǎn)生設(shè)計聯(lián)動與設(shè)計創(chuàng)新，從而推動產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展，以應(yīng)對數(shù)據(jù)驅(qū)動時代的新挑戰(zhàn)。智能包裝作為智能時代的一個產(chǎn)業(yè)分支，通過與多領(lǐng)域的跨界融合與領(lǐng)域聯(lián)動，設(shè)計創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)體系將會更加地系統(tǒng)和完善，以適應(yīng)新時代產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要，這也符合我國哲學(xué)觀念所推崇的“多元一體”和諧論。

（三）價值創(chuàng)新：系統(tǒng)智慧化

智能包裝的發(fā)展根本以及核心動力是價值創(chuàng)新，即實現(xiàn)更為廣泛的互聯(lián)互通和更深入的智能智慧。實際上，包裝系統(tǒng)的智慧化也是價值塑造的過程，它指向了設(shè)計的價值創(chuàng)新。

包裝的智能化只是包裝產(chǎn)品的基礎(chǔ)表征，系統(tǒng)的智慧化才是其真正的目的。在新時代的智慧管理系統(tǒng)中，整個體系以用戶為中心、需求為導(dǎo)向、技術(shù)為手段，來實現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)同化與智慧化，這也是設(shè)計價值體系創(chuàng)新的一個顯著特征。在經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的時代背景下，智能包裝通過與多領(lǐng)域技術(shù)、跨專業(yè)知識的滲透與融合，共同作用，形成了相生共長、協(xié)調(diào)發(fā)展的復(fù)合型創(chuàng)新體系，以推動智能產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

結(jié)語

作為“中國制造2025”的重要發(fā)展領(lǐng)域之一，包裝產(chǎn)業(yè)的智能化升級和智慧化發(fā)展是必然的。包裝產(chǎn)業(yè)從傳統(tǒng)包裝形式逐漸轉(zhuǎn)型為數(shù)字化、智能化、智慧化，這不單是技術(shù)水平的反映，也是不斷協(xié)調(diào)設(shè)計中人-事-物關(guān)系的結(jié)果。這種創(chuàng)造性的轉(zhuǎn)化，可以實現(xiàn)最大化的設(shè)計價值輸出，從而為我國的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和設(shè)計創(chuàng)新注入新動力。