基于感性測量方法的咖啡機產品設計研究

摘要：為更好地解決咖啡機日趨嚴重的同質化問題，探索咖啡機再設計的新方向。以感性測量方法為基礎，通過心理感性測量語義差分法分析調研搜集，得到咖啡機典型樣本與產品感性詞匯的關系，進行用戶需求分析，再結合里克特量表建立產品感性意象評價體系。設計實踐得出3個設計方案，并通過生理感性測量眼動追蹤技術對設計方案進行篩選。確定了以感性測量方法為基礎的咖啡機再設計的產品設計流程，為咖啡機的再設計提供了一種思路。

關鍵詞：感性測量；咖啡機造型；語義差分法；因子分析法；主成分分析法；眼動追蹤技術

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2024）19-0103-05

引言

隨著咖啡市場蓬勃發展，咖啡機的潛在市場不斷擴大。根據華經情報網的深入調研數據，2023 年，全球咖啡消費總量已經攀升至3041 萬噸。伴隨著咖啡消費的熱潮，咖啡機的市場需求也隨之加大，中國咖啡市場正在進入一個高速發展的階段。本文首先對咖啡機設計現狀進行了分析總結，然后基于感性測量方法構建咖啡機的設計路徑，分析多種設計要素以及與其相關的用戶的感性認知[1]，得到用戶需求與相關設計優先級，并使用眼動儀對設計的3 個方案進行篩選以得到最終方案。

一、咖啡機設計研究現狀

通過對市面上所售咖啡機產品進行調研分析發現，盡管近年來國內咖啡機市場銷量持續增長，但與全球知名品牌的銷量相比，差距仍然相當顯著。國內咖啡機市場主要由國外品牌主導。在全球范圍內，備受贊譽的咖啡機品牌眾多，如飛利浦、德龍、奈斯派索、喜客、博朗以及松下等，它們不僅產品卓越，更在市場份額上顯著超越本土品牌。這一現象歸因于本土品牌的歷史積淀尚淺，另一部分則源于本土品牌在咖啡萃取技術和外觀設計上的研發投入不足。這也導致了國內品牌盲目模仿進口款式，制造商多側重代工，導致產品同質嚴重，風格單一的問題。

（一）國內外品牌對比分析

對市場占有率排名靠前的國外品牌德龍De'Longhi、奈斯派索NESPRESSO 和國內品牌咖博士進行詳細品牌調研分析，包括主要產品和產品特點，見表1。

通過表1 可以發現，大多數咖啡機的造型設計仍以長方體為主流，顏色也大多呈現為經典的黑色或銀色。在材料的選擇上，金屬材料主要是不銹鋼材料和PVC 塑料的應用廣泛，這使得咖啡機在外觀和質感上具有高度統一性。咖啡機的功能也只集中體現在諸如程序設置、清潔功能、加熱功能以及定時功能等方面。咖啡機在材質、工藝和功能上的差異性并不明顯，產品同質化的問題日趨嚴重。同時國產咖啡機品牌目前僅僅在中低端市場銷售，難以與國際知名品牌展開直接競爭。為了提升競爭力，國內咖啡機品牌需要在技術研發和外觀設計上加大投入，不斷提升產品品質，以縮小與國際品牌的差距。

（二）研究現狀

咖啡機的產品設計研究中，有學者提出咖啡機的再設計方向是個性化與情感化。國外學者 Tonh?user 等[2] 設計了一種基于拓撲學的“咖啡機語言”輔助咖啡機產品設計，讓用戶深度參與到咖啡機的設計創新中，使得咖啡機更加個性化和情感化。國內學者趙凱[3]提出咖啡機產品市場的未來需求方向應更注重用戶的心靈情感需求。雖然咖啡機設計的趨勢是注重個性情感，但在設計實踐中，目前并沒有一個完整的設計流程供設計師參考使用。

二、基于感性測量的咖啡機產品設計路徑

（一）感性測量的定義與運用

感性測量是感性工學中的一種方法，感性工學的研究起源于日本廣島大學。1986 年，馬自達汽車集團前會長山本健一在美國首次提出“感性工學”概念，強調結合工學、藝術等多學科，將人的感性與物品特性、設計準則相聯系。這一概念于1996 年通過《裝飾》雜志首次引入國內。李硯祖于2003 年在《新美術》上發表的文章，則系統地將感性工學介紹給國內學界，推動了其在設計領域的應用和發展。感性測量設計方法是將用戶無法明確表達的模糊心理情感需求變為具體數據，進而成為明確的產品設計要素，實現更精準的產品設計。目前，在汽車設計[4]、醫療器械[5] 等設計領域中都引入了感性測量設計方法。因此，將感性工學中的感性測量引入到咖啡機設計中，構建基于感性測量方法的咖啡機產品設計流程具有理論意義與實踐價值。

感性測量主要通過了解用戶感性意象，并將其轉化為具體的數據為設計提供理論支撐。產品感性意象指的是產品在用戶心中形成的主觀感受和印象。這種感性意象可以通過產品的外觀、顏色、材質、功能等因素，以及與產品相關的文化、情感等方面來構建。產品感性意象反映了用戶對產品的情感體驗和主觀感受，是用戶與產品互動過程中產生的一種心理聯結。產品感性意象的形成受到個體的文化、經驗、情感等因素的影響，而感性工學可以通過定量和半定量的方式將用戶對產品模糊的感性意象轉換為明確的設計要求[6]。基于以上理論提出一種確定目標用戶確定感性需求的流程。

（二）基于感性測量的咖啡機設計基本流程

針對目前咖啡機產品同質化問題愈發嚴重的情況，咖啡機設計研究可以使用感性測量得到的具體數據作為理論指導，讓用戶加入設計的流程，提高設計效率，更好地滿足用戶的感性認知需求，見圖1。

1. 確定目標用戶群體。目標用戶在需求和感性認知方面會因為產品定位不同而有所差異。通過深入研究目標用戶的消費特點，著重探索需求，才能找到新產品開發方向，調整產品結構，明晰設計策略。

2. 確定產品典型樣本。為了保證調研的全面性和準確性，產品典型樣本的選擇應盡量多樣化，并盡可能多地涵蓋不同類型的樣本。通過查閱文獻資料、網絡搜索、商場實地調研等方式搜集大量樣本，構建一個樣本庫。接著采用KJ 法（親和圖法）篩選樣本圖片，篩選出最能代表不同產品特點的主要圖片，簡化樣本數量[6]。

3. 確定產品感性詞匯。感性通常指的是人類對于外界事物的感覺、情感和直覺等主觀體驗，包括感覺、知覺、情感以及對事物的直觀認知[7]。廣泛搜集產品感性描述詞匯以確保可以更加準確地描述用戶的情感認知。收集的感性詞匯應為反義的形容詞對，如有趣的—無聊的，搜集大量感性詞匯后根據產品特性對其進行篩選，選出代表性的感性詞匯。

4. 基于心理感性測量方法的問卷調研。為深入了解受訪者對咖啡機的感性認知和評價，在設計問卷時，以語義差分法為基礎，采用了里克特量表的形式，使問卷能夠有效捕捉受訪者對于咖啡機的感性體驗，使研究更具客觀性和科學性。設計好問卷后進行典型樣本心理感性測量。通過對符合條件的被調研者對樣本的感性評價進行系統調查，以獲取關于產品感性方面的詳盡數據。

5. 數據分析。為確保結果更具可比性和一致性，首先要對獲得的典型樣本的感性測量結果進行標準化處理，排除與其他樣本差異過大的數據。然后使用分析工具SPSS 軟件，對測量結果數據分析。通過因子分析法和主成分分析法得到數據對比的圖表。從而可以得到影響產品設計的感性詞匯的優先級。

6. 設計指導與設計實踐。根據得到的設計因素優先級進行設計實踐，設計出至少3 個方案進行后續設計評價。

三、基于感性測量的咖啡機設計用戶需求分析

（一）明確目標用戶

根據“大眾點評”對咖啡消費者的年齡和職業占調查，消費者主要為20 到45 歲的學生和白領，主要針對年齡在20 到45 歲之間的喜好咖啡的青壯年用戶群體。

（二）確定產品典型樣本

采用典型樣本搜集方法，初步收集了80 個不同的咖啡機樣本。最后通過聚類分析和多維尺度分析，將咖啡機樣本進行合并和分類，剔除相似樣本，去除了品牌標識（以避免品牌偏好的影響），并進行了大小調整（確保視覺一致性）[8]。最終得出了9 個代表性的咖啡機典型樣本，詳見圖2。

（三）確定產品感性詞匯

通過4 種常見的感性詞匯搜集方法，共匯總了168 個咖啡機感性詞匯。為確保感性詞匯準確性，在咨詢經驗豐富的專家和咖啡機設計師后，刪除不相關和無意義的詞匯，合并相似詞匯。最終，選出10 對較為準確的和咖啡機相關聯的感性詞匯。見表2。

（四）基于語義差分法的調查問卷設計

為提供更豐富的評估維度以便充分涵蓋受訪者的感性體驗和評價，本次調研選用7 階尺度。基于語義差分法，對最終選出的9個咖啡機樣本建立7 級量表，與10 組感性詞匯相匹配。設置范圍為–3～3，其中，以感性意象詞匯中 “有趣的 — 乏味的” 為例，-3代表非常有趣，-2 代表較為有趣，-1 代表有趣，0 代表著中性感覺，1 代表乏味，2 代表較為乏味，3 代表非常乏味，形成咖啡機樣本的語義差分調查問卷。

（五）典型樣本心理感性測量

為了提高數據的穩定性和可信度，通過較大的樣本量來更全面地捕捉受訪者的感性體驗和意見，最終選取35 名符合要求的被調查者進行問卷調查，有助于更全面、客觀地了解典型樣本的感性反饋。最終發放35 份問卷，回收 31 份有效問卷，將這 31 份問卷中每個咖啡機典型樣本的感性詞匯意象評價數據整理歸類，并計算平均值，詳見表3 。

（六）數據分析

將問卷得到的感性詞匯的數據輸入SPSS 軟件進行因子分析和主成分分析。圖3 展示了碎石圖；表4 為公因子方差和線性組合系數矩陣。

公因子方差反映了對原始信息的解釋程度，數值越接近1 表示因子分析效果越好。在這個范圍內，提取的數值從0.770 到0.966，表明成功提取了咖啡機變量的大部分信息，因此，因子分析結果是可靠的。

通過表4 可以得到各感性詞匯的排序。在主成分1 中，前兩個分別是“多功能的”和“高檔的”；而在主成分2 中，前兩個分別是“易操作的”和“安全的”。

通過碎石圖來確定主成分的數量。通過觀察碎石圖（圖3），有3 個成分的特征值超過1，累計比例達86.57%；同時，觀察碎石圖的特征值下降坡度即斜率變化，可以看到第1 個和第2 個特征值明顯高于其他點，而第3 個特征值在拐點處，表明從第3 個點開始，特征值逐漸趨于平緩。因此可以確認成分1 和成分2 為主成分。

通過對咖啡機典型樣本感性語意評價結果的數據分析，最終得出目標用戶對影響咖啡機設計的主要感性意象詞匯：多功能的、高檔的、易操作的、安全的。

四、基于感性測量的咖啡機設計實踐

（一）需求分析

綜合上述分析進行咖啡機創新設計，預期的感性特征主要為多功能的、高檔的、易操作的、安全的。首先分析這4 個感性詞匯的需求。

1. 多功能性需求分析

在咖啡機產品設計中，體現多功能性需要從多方面考慮，外觀方面可以采用模塊化設計，結合動態線條和色彩對比，直觀展示各項功能，例如，利用LED 指示燈和觸控屏，提供清晰的指示和操作界面。功能方面注重智能化操作，例如，預設多種沖泡模式，自動識別咖啡豆種類，實現一鍵式便捷體驗。

2. 高檔性需求分析

為體現咖啡機產品的高檔性，可以選擇使用不銹鋼、鈦金屬、陶瓷等高端材質，結合拋光、磨砂等精細工藝，打造光滑細膩的表面質感。色彩上使用經典高貴的色調，如黑色、金色更能營造奢華氛圍。造型以簡約風格為主，融入個性化元素，更能展現獨特魅力。功能上注重智能化和多樣化，提升用戶使用體驗。

3. 易操作性需求分析

易操作性的設計策略需要簡化操作步驟，降低用戶的學習成本，提升產品的整體易用性和用戶滿意度。外觀方面可以采用直觀布局和簡約統一的風格，確保用戶能夠輕松識別、操作咖啡機。功能方面，一鍵式操作、智能化和自動化、用戶友好的界面以及清晰的語音提示和錯誤提示可以為用戶提供便捷、高效的咖啡制作體驗體現產品的易操作性。

4. 安全性需求分析

安全性在咖啡機設計中可以通過設置明顯的安全警示標識、采用耐高溫且防滑的材質，以及圓角設計體現，有效減少了操作風險。功能上，防燙手柄和自動冷卻機制可以保證用戶取用咖啡時的安全；防漏設計和密封性能強化液體管理的安全性。此外，過載保護和漏電保護機制確保電路安全，防止火災和電擊風險。這些安全設計措施不僅提升了產品的安全性，也增強了用戶的使用信心，為用戶提供了更加安全、便捷和放心的咖啡制作體驗。

（二）設計定位

1. 功能定位

咖啡機的造型受制于自身所具備的眾多功能[9]。家用咖啡機的多功能一體化是整合相關功能，簡化系統、降低成本、方便保修，提升用戶體驗，從咖啡的研磨、沖泡到保溫等各個環節，必須充分考慮用戶的使用需求，以確保產品在性能和實用性上達到最佳平衡[10]。咖啡機的再設計在功能上可以綜合咖啡機本身和磨豆機、儲存盒，達到多功能一體的效果，將手磨咖啡的流程中可以人為干預的功能同時加入咖啡機中，一臺機器供整個流程使用。

2. 造型定位

咖啡機的外觀和結構設計須與其功能相匹配，創造出符合人機工程學原理的用戶友好型產品[11]。這涉及造型的流暢性、按鍵的布局、材質的選擇等多個方面。造型上需符合美學法則，同時要協調好功能、性能和結構的關系。運用形式美法則中的對比與調和，3 個方案整體造型都采用圓形和矩形兩種圖形，形成對比，又用圓角和曲線進行調和，使整體造型看上去更加和諧統一，不同點在于不同元素的使用多少。

3. CMF 定位

（1）材料工藝

為了體現產品的高檔屬性，本次設計使用金屬材料中較不銹鋼更高端的鈦材料。鈦材料堅硬、富光澤，造價高，常用于昂貴機型，呈現高檔、科技感[12]。鈦材料比不銹鋼更高端，更穩定性，是產品材料中比較高端的材料之一，鈦材料可以通過多種工藝形成炫酷多彩的外觀，因此外觀的顏色選擇比不銹鋼多。鈦材料之前主要應用于高端的國家級領域，例如航空航天、醫療等，這就意味著目前市面上使用鈦材料的產品數量較少，使用鈦材料會更加高檔且安全，增加市場競爭力。

（2）色彩

咖啡機的色彩設計首要滿足功能需求，同時創造視覺錯覺效果，通過互補與對比。黑白灰等無色系常用于咖啡機，融合細節造型，突顯功能。設計師應巧妙運用色彩表達情感，成為獨特語言，吸引消費者[13]。因此分別選擇黑色系，冷暖色系作為配色方案進行比較。

（三）設計方案

根據上述感性需求分析和設計定位完成3 個產品設計方案，具體方案內容和方案對比見表5。

五、咖啡機設計方案篩選評價

根據上文得到的“多功能、高檔、易操作、安全”4 個感性意向詞匯，設計了3 個不同的方案，為了進一步確定消費者對產品的偏好，將通過眼動數據檢測實驗，獲取更符合用戶需求的可行方案，見表6。

實驗結論：通過實驗得到方案造型熱力圖和方案配色熱點圖，熱點圖使用不同顏色來呈現被試對一張圖像的關注區域的視覺停留時間，紅色通常表示注視點最多或注視時間最長的區域，綠色次之，其間有很多過渡層次。由圖7 方案造型熱點圖可知方案B 受到測試者的注視時間更長。這表明方案B 更受測試者喜歡。圖8 配色熱點圖則表明在冷色與黑色、暖色與黑色的3 個配色方案中，黑色受到測試者的注視時長更長，這表明黑色和金屬色的搭配更受測試者喜歡。因此，最終得到的結果是為黑銀配色的方案B。

結語

本文通過感性測量明確用戶需求，確定咖啡機設計的關鍵感性特征，設計了3 個方案，并使用生理感性測量方法眼動追蹤對這3 個方案進行篩選，最終得到最受測試者喜歡的方案，確定了以感性測量方法為基礎的咖啡機再設計的產品設計流程。但是，因研究中典型樣本感性語意評價受限于有限的樣本數量，或存在一定限制。此外，在眼動儀實驗時，測試者并未和問卷填寫者完全重合，導致語義差分法得到的數據可能不適用于眼動測試者，從而使得評價受到限制。因此，后續研究中將考慮同時運用生理學和心理學方法，包括腦電分析和皮電分析等實驗，以更全面地研究感性測量。

基金項目：武漢工程大學科學研究項目“傳統藝術的現代性轉化設計研究”（20QD57）；校企項目“智能養生家電系列產品研發設計”

參考文獻

[1]王毅，楊前，王家民.感性信息“轉嫁-映射”下的產品形態情感化設計[J].設計，2020，33（03）：91-93.

[2]Tonh?user C，Rudolph S. Individual coffee maker design using graph-based design languages[C].Design Computing and Cognition'16. Springer International Publishing，2017：513-533.

[3]趙凱. 感性工學理念下家居小家電產品設計研究[D].廣州大學，2021.

[4]蘇暢.基于感性工學和主成分分析的車身色彩設計[J].吉林大學學報（工學版），2016，46（05）：1414-1419.

[5]周志勇，程建新，歐細凡.基于感性工學的護理床設計研究[J].包裝工程，2016，37（12）：102-105.

[6]陳金亮，趙鋒，李毅，等.基于感性工學的產品設計方法研究[J].包裝工程，2019，40（12）：6.

[7]周美玉.感性·設計[M].上海：上海科學技術出版社，2011：35-36.

[8]沈羽中. 產品設計中感性因素的定位方法研究[D].上海交通大學，2007.

[9]張靜，尹佳怡.基于Kano模型方法的咖啡機情感化設計研究[J].設計，2021，34（05）：76-78.

[10]王鵬，張軍.面向用戶感性需求的空氣凈化器CMF設計[J].設計，2022，35（10）：140-142.

[11]魯守博，王黎明.多功能產品對發展低碳經濟的價值[J].山東理工大學學報：社會科學版，2013（6）：5.

[12]克里斯·萊夫特瑞，張港霞.金屬（歐美工業設計5大材料頂尖創意）[M].上海：上海人民美術出版社，2004：24.

[13]劉曉宏，林偉.色彩構成及應用（修訂版）[M].長沙：湖南大學出版社，2007：83-84.