基于感性工學(xué)的機(jī)床造型設(shè)計(jì)研究

基于感性工學(xué)的機(jī)床造型設(shè)計(jì)研究

張莉

(蚌埠學(xué)院藝術(shù)設(shè)計(jì)系，安徽蚌埠233030)

[摘要]從感性工學(xué)的角度研究機(jī)床造型設(shè)計(jì).在研究過程中，針對機(jī)床造型收集相關(guān)感性意向語匯和產(chǎn)品樣本圖，構(gòu)建感性語意與機(jī)床造型要素之間的映射模型，并用語意差異法和數(shù)量化理論Ⅰ對模型中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析.研究結(jié)果將為指導(dǎo)機(jī)床造型設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)評價提供依據(jù).

[關(guān)鍵詞]感性工學(xué)；機(jī)床造型；語意差異法；數(shù)量化理論Ⅰ[收稿日期]2015-08-04

[基金項(xiàng)目]蚌埠學(xué)院2015年院級人文社會科學(xué)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號：2015SK09).

[作者簡介]張莉(1987-)，女，安徽蚌埠人，蚌埠學(xué)院藝術(shù)設(shè)計(jì)系助教，碩士，主要從事工業(yè)設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)管理理論研究.

[中圖分類號]TB47 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

0引言

感性工學(xué)是一種獲取人們對產(chǎn)品的感性認(rèn)知，并將這種認(rèn)知量化為產(chǎn)品設(shè)計(jì)要素的工學(xué)研究方法，以此來設(shè)計(jì)出滿足消費(fèi)者感性需求的產(chǎn)品.目前，日本三菱、日本豐田、美國福特、韓國現(xiàn)代、日本夏普、韓國三星、日本佳能等諸多企業(yè)都將感性工學(xué)應(yīng)用到其產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)中[1，2].

1研究方法

本文從感性工學(xué)研究的角度出發(fā)，對機(jī)床造型設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，研究的框架如圖1，研究方法和研究框架的選取對研究的問題都至關(guān)重要[3]，包括機(jī)床造型設(shè)計(jì)定位分析、收集典型性機(jī)床造型樣本圖以及能夠描述機(jī)床造型的典型性感性詞匯、確定機(jī)床造型設(shè)計(jì)要素、構(gòu)建感性詞匯與設(shè)計(jì)要素的關(guān)聯(lián)模型、將感性評價尺度轉(zhuǎn)化為工學(xué)尺度、最后對數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證.

2研究過程

2.1機(jī)床設(shè)計(jì)定位

由于機(jī)床不同于其他消費(fèi)類產(chǎn)品，能夠操作和使用它的是從事該領(lǐng)域的專業(yè)人員，因此本文的研究中將機(jī)床操作工人作為研究對象.

2.2收集機(jī)床造型典型樣本

利用機(jī)床產(chǎn)品目錄、機(jī)床產(chǎn)品介紹宣傳單和網(wǎng)絡(luò)等渠道收集具有典型性機(jī)床造型的樣本圖片.將收集的樣本進(jìn)行篩選，去除相似性比較高的樣本后，挑選出150個具有代表性的機(jī)床樣本圖片.運(yùn)用聚類分析法和多元尺度分析法對挑選出的150個樣本進(jìn)行再次篩選，得到40個典型性樣本，列于下圖2中.為避免機(jī)床造型中的色彩因素影響用戶對于機(jī)床的感性評價，因此將機(jī)床樣本均做了去色處理加工，并將它們進(jìn)行編號.

2.3收集機(jī)床造型的感性意向詞匯

本文采用頭腦風(fēng)暴法以及機(jī)床產(chǎn)品宣傳手冊、通過對機(jī)床廠操作工人的訪談與交流、相關(guān)網(wǎng)站等渠道獲取能夠描述機(jī)床造型的感性意向詞匯，最終獲得200個形容詞.利用主觀評價的方法對這200個形容詞進(jìn)行篩選，刪除生僻或意思重疊的詞匯，把2組反義詞進(jìn)行配對，最后歸類成為50對形容詞匯.

為了篩選出最能描述機(jī)床造型的感性意向詞匯，本文采用調(diào)查問卷的方式進(jìn)行篩選，將50對形容詞匯與40個機(jī)床典型樣本圖片相結(jié)合，再組織30名受試者，均為機(jī)床操作工人，讓他們對感性意向詞匯進(jìn)行主觀評價打分.調(diào)查問卷的結(jié)果依據(jù)階層集群分析法(Ward法)，最后依據(jù)代表性詞語分群的平均性及描述機(jī)床產(chǎn)品的適用性，將感性詞語分成6群，得出6組代表性詞語[4]，如表1所示.

2.4利用語意差異法構(gòu)建機(jī)床造型樣本感性詞匯評價表

本文采用運(yùn)用語意差異法(Semantic Differential，SD)構(gòu)建評價表.語意差異法由感性詞匯和數(shù)值構(gòu)成，兩端是兩個意義相反的形容詞，將數(shù)值等級分為-3到3這7個階度.以感性形容詞“簡單的-復(fù)雜的”舉

例說明：1分代表非常簡單，2分代表比較簡單，3分代表有點(diǎn)簡單，0分代表既不簡單也不復(fù)雜，-1分代

圖1　基于感性工學(xué)的機(jī)床造型設(shè)計(jì)研究框架

選取的6組代表性感性意向詞匯對①簡單的———復(fù)雜的④笨重的———小巧的②流暢的———呆板的⑤嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹S意的③時尚的———復(fù)古的⑥緊密的———松散的

圖2　收集的機(jī)床造型典型樣本

表有點(diǎn)復(fù)雜，-2分代表比較復(fù)雜，-3分代表非常復(fù)雜.按照此方法將選取的40個機(jī)床產(chǎn)品典型性樣本按照編排序號與6對感性意向詞匯構(gòu)建機(jī)床造型樣本感性詞匯評價表，例如樣本9的感性詞匯評價表(見表2).

表2樣本9構(gòu)建的機(jī)床造型感性詞匯評價表

本次研究采用50名機(jī)床操作工人作為受試者，向他們發(fā)放50份問卷，這些問卷全部收回且均為有效問卷.利用EXCEL軟件對問卷所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得受試者對40個機(jī)床樣本的感性語意評價的平均值(見表3)

表3　感性語意評價平均值

2.5解構(gòu)機(jī)床造型要素

采用形態(tài)分析法研究機(jī)床造型各部分設(shè)計(jì)因子.首先將機(jī)床產(chǎn)品整體的外觀造型作為若干部分因子的集合，這些因子我們稱為項(xiàng)目；其次，將因子解構(gòu)為幾個部分，即類目.如機(jī)床這類產(chǎn)品的整體外觀造型可以解構(gòu)為顯示器與門的相對位置、側(cè)面圖、門把手、底座、觀察窗等，再次將每一個部分解構(gòu)為相對應(yīng)的設(shè)計(jì)類目.機(jī)床造型的解構(gòu)如表4所示.

2.6構(gòu)建機(jī)床造型要素與感性意向詞匯的映射模型

本文采用數(shù)量化理論I進(jìn)行分析，構(gòu)建機(jī)床造型要素與感性意向詞匯的映射模型，從而將用戶的感性評價尺度轉(zhuǎn)換為工學(xué)尺度.數(shù)量化理論I主要是通過分析一組自變量x與因變量y兩者之間的聯(lián)系，并運(yùn)用多元線性回歸的研究方法來建立兩者相互關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)模型，最終獲得因變量y的數(shù)值.

根據(jù)以上的描述來建立數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)模型，例如：第c類目在第a項(xiàng)目中，而此時第a項(xiàng)目在第S樣本中時，此時ds數(shù)值等于l；否則ds數(shù)值等于0。模型中項(xiàng)目用字母a代表，類目用字母c代表，用ds(a，c)表示第a項(xiàng)目中的第c類目在第k樣本里的關(guān)聯(lián)程度。通過此方法量化之前獲取到的40個典型性機(jī)床樣本的造型要素，將數(shù)值量化為定量數(shù)值，用1和0表示，表明每個樣本造型要素的受影響程度值；構(gòu)建公式

表4機(jī)床外觀造型的解構(gòu)表

(1)中的多元線性數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)模型，并模型中因變量用感性語意評價平均值代表，自變量用造型要素反應(yīng)值代表：

公式(1)中，感性語意評價平均值用字母y表示；每個自變量的權(quán)重系數(shù)用公式gij表示，造型要素反應(yīng)值用公式cij表示(i為項(xiàng)目，j為類目)；常數(shù)項(xiàng)數(shù)值用字母m表示.

利用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對模型中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析.SPSS是英文Statistical Package For Social Science的縮寫，即社會科學(xué)統(tǒng)計(jì)軟件包.目前，它是世界上通用、并具有權(quán)威性的統(tǒng)計(jì)分析軟件包[5].并采用多元線性回歸分析法與偏相關(guān)分析法獲得最終結(jié)果，以“時尚的——復(fù)古的”為例，整理后可得有關(guān)信息的數(shù)據(jù)表，見表5.

表5造型要素與形容詞對“時尚的——復(fù)古的”之間的關(guān)聯(lián)分析結(jié)果

3數(shù)據(jù)分析與結(jié)果驗(yàn)證

由上表5中的數(shù)值可得到受試者對于“時尚的一復(fù)古的”這一對感性意象語匯與機(jī)床各造型要素之間相互影響的數(shù)值，如受試者對于“時尚的”感性語義評價的平均數(shù)值為：y=-0.221c12+0.075c13-0.024c14-0.218c15-0.312c21-0.614c22+0.128c23-0.023c25+0.159c32+0.425c33-0.436c34-0.509c42-0.548c43+-0.591c51+0.498c52+0.238c54+0.51

決定系數(shù)為0.568.

3.1數(shù)據(jù)分析

(1)每個項(xiàng)目對感性語意的關(guān)聯(lián)程度，用偏相關(guān)系數(shù)表示，關(guān)聯(lián)程度越大，數(shù)值越大.根據(jù)表5中的數(shù)值可以看出在感性意象詞匯“時尚的一復(fù)古的”影響下，機(jī)床操作工人對于機(jī)床造型各部分設(shè)計(jì)要素的感性意向認(rèn)知差異，表中的數(shù)值表明用戶對于各項(xiàng)目的關(guān)聯(lián)程度分別是，觀察窗>門把手>側(cè)面圖>底座，數(shù)值表明與顯示屏的相對位置沒有明顯的關(guān)聯(lián)性.因此我們在處理機(jī)床造型設(shè)計(jì)時，可優(yōu)先考慮機(jī)床的觀察窗造型.

(2)在類目的感性意象認(rèn)知方面，正向感性語意用正值表示，負(fù)向感性語意用負(fù)值表示，與感性語意不具有明顯性關(guān)聯(lián)的用排除的類目表示.根據(jù)表5中的數(shù)值可以獲得，類目c51所代表的直角形觀察窗最具有時尚感，而c22所代表的直角形側(cè)面圖最具有復(fù)古感，同時類目c11、c24、c31、c41、c53對于感性意象詞匯“時尚的一復(fù)古的”影響不明顯.因此，在進(jìn)行機(jī)床造型設(shè)計(jì)時，可優(yōu)先考慮直角形造型要素在觀察窗和側(cè)面圖上的運(yùn)用.同樣，其他感性意象語匯所對應(yīng)的造型要素可同理來指導(dǎo)機(jī)床造型設(shè)計(jì).

3.2結(jié)果驗(yàn)證

為檢驗(yàn)上述方法的可行性，打亂之前獲取到的150個樣本，再次設(shè)計(jì)問卷調(diào)查，用T檢驗(yàn)分析法驗(yàn)證問卷調(diào)查獲得的數(shù)據(jù)與上述模型中的數(shù)據(jù)，結(jié)果得到顯著性水平數(shù)值大于0.05，表示該研究方法是可行的.同理，對于其它感性詞匯可按照上述方法進(jìn)行驗(yàn)證分析.

4結(jié)語

本文借助于感性工學(xué)的理論視角，采取定性與定量相結(jié)合的方法將感性評價尺度轉(zhuǎn)換為工學(xué)尺度，從而得出感性意象詞匯與機(jī)床造型要素之間相互影響的程度.該研究方法將為指導(dǎo)機(jī)床造型設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)評價提供依據(jù)，使設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品更好的滿足用戶的感性需求.

參考文獻(xiàn)

[1]NAGAMACHIM. Kansei Engineering as A Powerful Consumer-oriented Technology for Product Development [J].Applied Ergonomics,2002(3):289-294.

[2]SCHS. Engineering Emotional Values in Product Design:Kansei Engineering in Development [D]. Linkopings Universitet,2005.

[3]何衛(wèi)國,鞏子坤.數(shù)學(xué)教材研究綜述: 問題、方法與框架[J] .棗莊學(xué)院學(xué)報,2012,29(6):79-84.

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[責(zé)任編輯：韓學(xué)政]

Based on the Kansei Engineering's Machine Tool Modelling Design Research

ZHANG Li

(Department of Art Design, Bengbu College, Bengbu, 233030, China)

Abstract：From the perspective of kansei engineering did the research for machine tool modeling design.In the process of research,According to the machine tools modeling to collect relevant vocabulary and product kansei image sample pictures,construct the mapping model between the perceptual semantic and elements of machine tools modeling,used semantic differential method and quantification theory typeⅠto do analysis of data in the model.The results of the research will provide the basis for machine tools modeling design and design evaluation.

Key words：kansei engineering; machine tool modelling; semantic differential method;quantification theory typeⅠ