基于正交試驗(yàn)的玫瑰椅再設(shè)計(jì)研究

隨著原材料、生產(chǎn)銷售等環(huán)節(jié)成本上漲，設(shè)計(jì)研發(fā)到投放市場(chǎng)的周期增加，迫使中小型家具企業(yè)采取跟進(jìn)和模仿大型企業(yè)的熱賣型新產(chǎn)品，家具市場(chǎng)同質(zhì)化現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。相似的家具產(chǎn)品會(huì)使用戶產(chǎn)生審美疲勞、降低產(chǎn)品體驗(yàn)感，產(chǎn)品自身也難以實(shí)現(xiàn)文化創(chuàng)新和功能升級(jí)

。目前的家具設(shè)計(jì)主要側(cè)重于造型、技術(shù)、工藝等方面

。簡(jiǎn)單提取文化元素直接應(yīng)用于傳統(tǒng)家具造型，導(dǎo)致產(chǎn)品大同小異、新意不足、立意不高。因此，文章采用正交試驗(yàn)方法，結(jié)合用戶偏好評(píng)價(jià)、圖案學(xué)、形態(tài)分析法

等知識(shí)，獲取滿足用戶偏好的設(shè)計(jì)方案。首先對(duì)文化元素、產(chǎn)品造型進(jìn)行特征歸納，再通過正交表獲得試驗(yàn)值，以此將典型文化元素與目標(biāo)產(chǎn)品造型融合，完成家具產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

1 研究方法與流程

1.1 正交試驗(yàn)

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是利用正交表研究多因素多水平的一種設(shè)計(jì)方法，在化工紡織、醫(yī)藥、機(jī)械等行業(yè)都有廣泛應(yīng)用

。它是在試驗(yàn)因素的全部水平組合中，挑選代表性水平組合試驗(yàn)，通過分析試驗(yàn)結(jié)果了解整體試驗(yàn)情況，找出最優(yōu)水平組合的一種高效率試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

。將正交試驗(yàn)選擇的水平組合列成表格，稱為正交表，正交表具有兩個(gè)特點(diǎn)：(1)每列中不同的數(shù)字重復(fù)次數(shù)相同；(2)將任意兩列的同行數(shù)字看成一個(gè)數(shù)對(duì)，一切可能的數(shù)對(duì)重復(fù)次數(shù)相同。結(jié)合文章的研究主體，試驗(yàn)的因素為產(chǎn)品造型解構(gòu)后歸納的設(shè)計(jì)特征，每一個(gè)特征為一個(gè)因素，每個(gè)特征下的設(shè)計(jì)因子為試驗(yàn)水平。為了衡量不同因素組合產(chǎn)生的效果，以用戶偏好評(píng)價(jià)屬性作為研究對(duì)象，通過對(duì)正交表中的數(shù)據(jù)分析找出不同評(píng)價(jià)屬性下的最優(yōu)試驗(yàn)組合。

1.2 研究流程

研究流程分三個(gè)模塊：

模塊一：特征歸納。(1)傳統(tǒng)文化元素特征歸納。根據(jù)用戶需求收集匯總?cè)舾杉揖呒y飾樣本，結(jié)合文化背景篩選出回紋為典型文化元素；對(duì)一定量的回紋樣本應(yīng)用圖案學(xué)構(gòu)成法、形式美法則等方法分析，提取代表性形態(tài)特征，完成典型文化元素的特征歸納。(2)目標(biāo)產(chǎn)品造型特征歸納。利用形態(tài)分析法解構(gòu)目標(biāo)產(chǎn)品玫瑰椅，獲得產(chǎn)品設(shè)計(jì)要素及其類目，對(duì)設(shè)計(jì)要素統(tǒng)計(jì)、重構(gòu)，得到目標(biāo)產(chǎn)品造型的特征歸納

。

模塊二：試驗(yàn)設(shè)計(jì)。(1)用戶感知偏好評(píng)價(jià)。通過市場(chǎng)調(diào)研搜集典型樣本，用戶訪談獲取用戶需求特征；搜集、篩選感性詞匯，結(jié)合用戶偏好評(píng)價(jià)屬性，用SD 量表法設(shè)計(jì)調(diào)查問卷，獲得用戶感知。(2)設(shè)計(jì)特征正交試驗(yàn)。利用正交試驗(yàn)重構(gòu)歸納的目標(biāo)產(chǎn)品造型特征，避免用戶認(rèn)知超載，得到多組試驗(yàn)組合。根據(jù)用戶偏好評(píng)價(jià)，參考正交試驗(yàn)評(píng)價(jià)均值，初步得到多個(gè)設(shè)計(jì)方案。

2.2.2 設(shè)計(jì)因子提取

調(diào)研20 位對(duì)中式古典家具有興趣的用戶，首先通過用戶訪談，深入洞察用戶的不同認(rèn)知和偏好，挖掘影響用戶目標(biāo)產(chǎn)品需求的特征，搜集產(chǎn)品感知體驗(yàn)的雙極感性詞匯，將用戶偏好評(píng)價(jià)屬性定義為：吸引性、參與性、視覺性、創(chuàng)新性、實(shí)用性和文化性。

2 特征歸納

2.1 傳統(tǒng)回紋元素特征歸納

傳統(tǒng)文化元素在現(xiàn)代產(chǎn)品中的應(yīng)用需要設(shè)計(jì)師先將文化特征轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)特征，通過元素的文化背景進(jìn)而觸達(dá)到用戶。回紋從青銅器和陶器中的雷紋演變而來，因其形狀像漢字的“回”字，被賦予“富貴不到頭”的寓意。采用單獨(dú)紋樣、二方連續(xù)、四方連續(xù)等圖案構(gòu)成法，提取回紋樣本形態(tài)特征。同時(shí)為豐富回紋樣式，對(duì)同一元素不同形態(tài)進(jìn)行分解組合、重構(gòu)創(chuàng)新，完成典型文化元素的特征歸納，如表1 所示。

2.2 玫瑰椅造型特征歸納

家具的價(jià)值不僅體現(xiàn)在使用功能上，同時(shí)凝集著特定環(huán)境下各時(shí)期的藝術(shù)風(fēng)格、審美情趣以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平

。太師椅莊重嚴(yán)謹(jǐn)、用料厚重、寬大夸張，突出使用者的地位和身份

；圈椅的靠背板雕刻一般簡(jiǎn)潔流暢，重在突出遒勁有力的整體特點(diǎn)；燈掛椅挺拔清秀，靠背板流暢服帖、干凈利落；玫瑰椅端莊空靈，是一款非常具有文人氣質(zhì)的椅子。選擇滿足現(xiàn)代家具簡(jiǎn)練、輕盈的審美需求，同時(shí)裝飾不多的玫瑰椅作為設(shè)計(jì)載體，對(duì)其解構(gòu)再重新排列組合進(jìn)行特征歸納。其特點(diǎn)是靠背、扶手和椅面垂直相交，尺寸不大、用材較細(xì)

，博古幽思的雅境足以為用戶營(yíng)造出文化內(nèi)涵豐富的意境。

2.2.1 玫瑰椅解構(gòu)

研究發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)組患者治療有效率為96.67%,對(duì)照組患者治療有效率為76.67%,實(shí)驗(yàn)組患者治療有效率明顯高于對(duì)照組,P<0.05表示統(tǒng)計(jì)學(xué)有意義。實(shí)驗(yàn)組患者的FVC、FEV、PEF水平明顯優(yōu)于對(duì)照組,P<0.05表示統(tǒng)計(jì)學(xué)有意義。

搜集玫瑰椅樣本圖片并篩選，獲得玫瑰椅典型樣本，如表3所示。

在以改善生存條件和促進(jìn)轉(zhuǎn)型發(fā)展為特征的一系列試點(diǎn)示范基礎(chǔ)上,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和社會(huì)福利改進(jìn)需求的調(diào)整,我國(guó)可持續(xù)城市建設(shè)逐漸從關(guān)注生存環(huán)境、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展等議題向關(guān)注社會(huì)的公平、人的發(fā)展公平以及社會(huì)與環(huán)境的協(xié)同發(fā)展方向轉(zhuǎn)型,可持續(xù)城市關(guān)注的議題更加綜合，更注重人與社會(huì)、人與自然、社會(huì)與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展。

通過解構(gòu)玫瑰椅樣本，列出有關(guān)的獨(dú)立因素進(jìn)行設(shè)計(jì)特征分析。詳細(xì)列出各獨(dú)立因素所包含的要素，如造型部件中靠背板分為三個(gè)設(shè)計(jì)因子，橫棖、券口牙子各分為兩個(gè)設(shè)計(jì)因子；裝飾圖案中形式和工藝各分為兩個(gè)設(shè)計(jì)因子。再將各要素排列組合成創(chuàng)造性設(shè)想，獲得產(chǎn)品設(shè)計(jì)要素及其類目。對(duì)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)歸納，便于快速獲得新的造型組合，降低產(chǎn)品同質(zhì)化，也便于后期文化元素特征融入當(dāng)中再設(shè)計(jì)，如表2 所示。

各地區(qū)的各層次學(xué)生在客觀因素作用下，致使其對(duì)于函數(shù)動(dòng)點(diǎn)問題都缺少完善的解題思路與解題方法，這也在一定程度上需要教師在日常數(shù)學(xué)教學(xué)期間對(duì)學(xué)生的解題思路與方法進(jìn)行指引與總結(jié)，使學(xué)生了解在函數(shù)動(dòng)點(diǎn)問題中哪些詞語(yǔ)有著較為重要的作用。在遇到這種類型問題期間，學(xué)生會(huì)通過自身掌握的數(shù)學(xué)知識(shí)自動(dòng)對(duì)函數(shù)動(dòng)點(diǎn)問題進(jìn)行分類與歸納，再根據(jù)問題類型選擇較為完善的解題方法與思路，這時(shí)可使函數(shù)動(dòng)點(diǎn)問題較為簡(jiǎn)單。

玫瑰椅的主要構(gòu)成部件有搭腦、靠背板、后腿、座面、前腿、扶手、券口牙子、橫棖等

。“靠背板”是用于靠背的木件，安裝在玫瑰椅的搭腦與座面之間。“券口牙子”是通過榫卯結(jié)構(gòu)組合，安裝在家具橫材與豎材構(gòu)成的方框內(nèi)的木條。“橫棖”是連接玫瑰椅兩豎材的木件。按重要功能等基本組成部分，選取主要造型部件靠背板、券口牙子、橫棖三個(gè)部位。裝飾圖案分為形式、工藝兩個(gè)方面。玫瑰椅形態(tài)解構(gòu)如圖2 所示。

3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

3.1 用戶感知偏好評(píng)價(jià)

為了尋求比較好的培育楊樹大苗的方法，2017年，我們?cè)诿缙宰隽艘韵聦?duì)比實(shí)驗(yàn)：（1）移植一年生小苗；（2）直接扦插定向培育。

檢驗(yàn)方法論者對(duì)《提綱》第二條的內(nèi)容或明或暗地做出了如下三個(gè)判斷：第一，它的論域是認(rèn)識(shí)論或曰知識(shí)論，而非存有論、價(jià)值論或其他；第二，人的認(rèn)識(shí)確實(shí)可以具有客觀的真理性；第三，具體的認(rèn)識(shí)是否為真要通過實(shí)踐的方法或途徑來檢驗(yàn)。我們可以將它們分別稱之為論域判斷、可知論判斷和方法判斷。

模塊三：方案輸出。(1)形態(tài)推演融合。將試驗(yàn)結(jié)果與典型文化元素特征融合實(shí)現(xiàn)形態(tài)推演，對(duì)推演所得進(jìn)行用戶偏好評(píng)價(jià)，依據(jù)文化性篩選出最優(yōu)方案。(2)設(shè)計(jì)方案輸出。若方案滿足用戶需求，輸出推演結(jié)果并對(duì)其細(xì)化；若不符合期望，則重新設(shè)定試驗(yàn)，直到輸出結(jié)果。研究流程驗(yàn)證了基于正交試驗(yàn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法的可行性，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率。

玫瑰椅作為中式古典家具流傳至今既包含了深遠(yuǎn)的歷史意義，也包括有悠久的文化屬性，而具有文化屬性的產(chǎn)品設(shè)計(jì)就是歸納文化特征并向用戶有效傳達(dá)的過程，文化性衡量標(biāo)準(zhǔn)是通過產(chǎn)品顯性特征傳達(dá)給用戶多少的隱性文化內(nèi)涵，即驗(yàn)證傳統(tǒng)回紋元素與玫瑰椅融合后的形態(tài)推演結(jié)果是否符合用戶期望。故而評(píng)價(jià)指標(biāo)中的前五項(xiàng)用于評(píng)價(jià)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)特征，文化性用于評(píng)價(jià)最終方案。其次采用五級(jí)SD 量表設(shè)計(jì)調(diào)查問卷，對(duì)10 款代表性的玫瑰椅產(chǎn)品樣本進(jìn)行評(píng)價(jià)，獲得用戶偏好。

3.2 設(shè)計(jì)特征正交試驗(yàn)

首先設(shè)計(jì)正交表，記為L(zhǎng)n（Sr）來選取代表性評(píng)價(jià)樣本。其中r 表示可安排的因素?cái)?shù)（試驗(yàn)選擇大于等于實(shí)際因子數(shù)），S 表示水平數(shù)（試驗(yàn)選擇等于實(shí)際水平數(shù)）

，n 表示試驗(yàn)次數(shù)（選擇滿足因子數(shù)和水平數(shù)的最小次數(shù)）。樣本下方的數(shù)字代表所具備的設(shè)計(jì)特征，對(duì)應(yīng)表3。

根據(jù)正交表，取得試驗(yàn)觀測(cè)值，計(jì)算各個(gè)因子的和，分別求其均值，獲得相應(yīng)偏好評(píng)價(jià)影響設(shè)計(jì)因子。數(shù)值越大表示該因素水平變化對(duì)試驗(yàn)影響越大。設(shè)計(jì)特征正交試驗(yàn)評(píng)價(jià)均值，如表4所示。

結(jié)合圖像對(duì)結(jié)果分析可知：用戶偏好評(píng)價(jià)吸引性中，有圖案的靠背板為（-0.23）、無圖案的靠背板為（0.18）、直欞圍子的靠背板為（-0.2），因此選擇無圖案的靠背板。因子A 取（0.18）水平最佳，同 理B 取（0.08），C 取（0.08），D 取（-0.01），E 取（-0.05）水平最佳，故吸引性指標(biāo)達(dá)到最佳的條件是：A2B1C2D1E2，即無圖案的靠背板、曲線形券口牙子、羅鍋棖、抽象裝飾和透雕工藝。

同理，符合用戶偏好的參與性設(shè)計(jì)特征最優(yōu)組合方式是有圖案的靠背板、曲線形券口牙子、直棖、抽象裝飾圖案形式和透雕工藝；視覺性設(shè)計(jì)特征最優(yōu)組合方式是無圖案的靠背板、直線形券口牙子、直棖、具象裝飾圖案形式和浮雕工藝；創(chuàng)新性設(shè)計(jì)特征最優(yōu)組合方式是無圖案的靠背板、直線形券口牙子、羅鍋棖、具象裝飾圖案形式和浮雕工藝；實(shí)用性設(shè)計(jì)特征最優(yōu)組合方式是有圖案的靠背板、直線形券口牙子、直棖、抽象裝飾圖案形式和透雕工藝。綜合五個(gè)偏好評(píng)價(jià)屬性的設(shè)計(jì)特征篩選出用戶偏好最優(yōu)設(shè)計(jì)組合。從圖3可知，各屬性對(duì)應(yīng)的靠背板2數(shù)量較多，券口牙子1、橫棖2、形式2、工藝1 數(shù)量較多。因此最優(yōu)組合方式為無圖案靠背板、直線形券口牙子、直棖、抽象裝飾圖案形式和透雕工藝。

4 方案輸出

4.1 形態(tài)推演

將回紋的五種形態(tài)分別與玫瑰椅融合，不同的券口牙子組合排列構(gòu)成不同的靠背板，在形態(tài)推演中結(jié)合構(gòu)成方法，裝飾圖案的形式、工藝分別采用抽象裝飾圖案形式和透雕工藝。形態(tài)推演結(jié)果，如表5 所示。對(duì)推演結(jié)果再次設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，邀請(qǐng)到15位用戶，依據(jù)文化性進(jìn)行用戶偏好評(píng)價(jià)，篩選得出最優(yōu)方案，即形態(tài)推演結(jié)果中文化性最高的為（4）號(hào)樣本。

該散熱器主體尺寸為：520×445×220mm，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為2 000r/min，仿真分析液壓模型，系統(tǒng)最終平衡時(shí)油箱溫度為71℃。此時(shí)散熱器的冷卻功率為8.6kW(圖11)。

離子源溫度200 ℃；傳輸線溫度230 ℃；EI電子轟擊離子源，電子能量70 eV，燈絲3.5 min后開啟；四極桿質(zhì)量分離器，質(zhì)量掃描范圍m/z 30～500；檢測(cè)電壓0.85 kV，記錄4.0～45.0 min信號(hào)。

4.2 方案展示

在保證玫瑰椅整體形制不變的情況下，針對(duì)（4）號(hào)樣本，在無圖案靠背板方案中融入方形回紋，整體采用透雕方式，直棖中融入回紋進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)，流暢的線條和透雕回紋塑造輕盈的造型，舒緩玫瑰椅本體的厚重感。同時(shí)凸顯不同回紋在椅子造型中的運(yùn)用，讓用戶可以感知到文化元素背后生生不息的寓意和年輕生動(dòng)的態(tài)度。設(shè)計(jì)結(jié)果如圖4 所示。

5 結(jié)語(yǔ)

文章從文化特征方面解析設(shè)計(jì)元素，造型特征方面解構(gòu)家具產(chǎn)品，進(jìn)行正交試驗(yàn)，結(jié)合用戶偏好評(píng)價(jià)獲得滿足用戶使用需求和精神需求的設(shè)計(jì)方案。以回紋為典型元素，玫瑰椅為設(shè)計(jì)載體進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)論如下：運(yùn)用圖案構(gòu)成法對(duì)傳統(tǒng)回紋元素進(jìn)行提取、再造，便于其融入產(chǎn)品，提高產(chǎn)品吸引力和獨(dú)特性，貼近現(xiàn)代審美取向，提升產(chǎn)品價(jià)值感。采用形態(tài)分析法對(duì)玫瑰椅造型形態(tài)進(jìn)行解構(gòu)、重組，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品形態(tài)個(gè)性化，克服產(chǎn)品同質(zhì)化，有效提升產(chǎn)品期望值。利用正交試驗(yàn)方法對(duì)用戶所需目標(biāo)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)優(yōu)選，減少試驗(yàn)次數(shù)、節(jié)約時(shí)間，延長(zhǎng)產(chǎn)品的生命周期，為設(shè)計(jì)生產(chǎn)提供新的思路。

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