基于霍爾三維結(jié)構(gòu)的廚房家電設(shè)計(jì)模型研究

肖小朋 周述璋

關(guān)鍵詞：霍爾三維結(jié)構(gòu);邏輯維;廚房家電設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)流程;模型

集成化家電的概念提出并得到迅速的發(fā)展，集成化家電實(shí)現(xiàn)了電器與整體環(huán)境之間更安全、更美觀的搭配，體現(xiàn)了最大化空間利用的設(shè)計(jì)理念，備受推崇。然而，當(dāng)前廚房家電依舊按照傳統(tǒng)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，存在著將廚房電器作為單獨(dú)個(gè)體進(jìn)行設(shè)計(jì)的問題，缺少系統(tǒng)性思維。將廚房家電以個(gè)體設(shè)計(jì)為主的思維轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵到y(tǒng)設(shè)計(jì)為主，是勢在必行的。運(yùn)用邏輯思維并結(jié)合霍爾三維結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)建廚房家電設(shè)計(jì)系統(tǒng)模型，能有效高質(zhì)量地輸出設(shè)計(jì)成果。

邏輯思維是人的理性認(rèn)識階段，人運(yùn)用概念、判斷、推理等思維類型反映事物本質(zhì)與規(guī)律的認(rèn)識過程。邏輯思維是一種確定的，而不是模棱兩可的;前后一貫的，而不是自相矛盾的;有條理、有根據(jù)的思維。運(yùn)用邏輯思維，并結(jié)合霍爾三維結(jié)構(gòu)模型中的邏輯維，以此確定廚房家電設(shè)計(jì)的系統(tǒng)模型來指導(dǎo)設(shè)計(jì)。

1霍爾三維結(jié)構(gòu)概述

霍爾三維結(jié)構(gòu)（HSM）是美國系統(tǒng)工程專家霍爾于1969年提出的一種系統(tǒng)工程方法論，它是由時(shí)間維、邏輯維和知識維所組成的三維空間結(jié)構(gòu)，并將時(shí)間維和邏輯維上分別賦予7個(gè)階段和7個(gè)步驟，知識維則是為完成這些階段和步驟所需的各門學(xué)科知識和技能的列舉。其中，時(shí)間維表示系統(tǒng)工程活動(dòng)從開始到結(jié)束的工作階段或進(jìn)程，邏輯維是指系統(tǒng)工程的每一個(gè)階段所應(yīng)遵循的邏輯程序和工作步驟，知識維則列舉為完成該系統(tǒng)工程所需要運(yùn)用的相關(guān)知識?；魻柸S結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)明確目標(biāo)，核心內(nèi)容是最優(yōu)化，并認(rèn)為現(xiàn)實(shí)問題基本上都可以歸納成工程系統(tǒng)問題，應(yīng)用定性及定量分析手段，求得最優(yōu)解。該方法論具有研究方法上的整體性（三維）、技術(shù)應(yīng)用上的綜合性（知識維）、組織管理上的科學(xué)性（時(shí)間與邏輯）和系統(tǒng)工程工作的問題導(dǎo)向性（邏輯維）等突出特點(diǎn)。

2基于霍爾三維結(jié)構(gòu)的廚房家電設(shè)計(jì)模型分析

以設(shè)計(jì)開發(fā)廚房家電為例，在整個(gè)開發(fā)設(shè)計(jì)流程中，從系統(tǒng)出發(fā)，運(yùn)用邏輯思維，對廚房家電設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，正確把握在設(shè)計(jì)過程中的各方影響因素，從而保證設(shè)計(jì)開發(fā)的順利進(jìn)行，根據(jù)霍爾三維結(jié)構(gòu)模型來構(gòu)建的廚房家電設(shè)計(jì)系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)模型，如圖1。

2.1基于時(shí)間維的廚房家電設(shè)計(jì)模型分析

時(shí)間維的特點(diǎn)是線性的、前后不可逆的。廚房家電設(shè)計(jì)的時(shí)間維分為項(xiàng)目立項(xiàng)、產(chǎn)品構(gòu)想、調(diào)研分析、概念生成、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、可用性測試、生產(chǎn)制造、市場銷售、用戶使用和反饋等階段。時(shí)間維表達(dá)的是在進(jìn)行廚房家電開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)采用基于霍爾三維模型的設(shè)計(jì)流程，在整個(gè)過程中對項(xiàng)目流程按時(shí)間劃分為各個(gè)階段，對各個(gè)階段必須要進(jìn)行的工作進(jìn)行管理和統(tǒng)籌，是保證任務(wù)按時(shí)完成的時(shí)間規(guī)劃。因?yàn)闀r(shí)間維具有線性且不可逆的特點(diǎn)，所以在進(jìn)行開發(fā)項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，需要對整體流程把控，管理統(tǒng)籌開發(fā)人員能夠按時(shí)按質(zhì)按量的完成項(xiàng)目開發(fā)。另外，設(shè)計(jì)開發(fā)過程是一個(gè)非常龐大且復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要在某一個(gè)任務(wù)階段同時(shí)兼顧幾個(gè)任務(wù)，比如，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就需要充分考慮生產(chǎn)制造時(shí)的加工工藝、開模方案等，這也要求在利用該模型進(jìn)行廚房家電設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)具有前瞻性。

2.2基于邏輯維的廚房家電設(shè)計(jì)模型分析

邏輯維指的是在進(jìn)行廚房家電開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，每個(gè)階段所要進(jìn)行的工作內(nèi)容和要遵守的思維邏輯，邏輯維是保證設(shè)計(jì)方案成功的必要條件。運(yùn)用邏輯思維，結(jié)合霍爾三維結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行思考、分析和解決問題時(shí)應(yīng)遵循的一般程序，本論文將對油煙機(jī)和燃?xì)庠钸@個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)的系統(tǒng)邏輯維分為明確問題、確定目標(biāo)、系統(tǒng)綜合分析和評價(jià)、方案優(yōu)化、做出決策、方案實(shí)施6個(gè)步驟，其流程如圖2所示。

2.2.1明確問題和確定目標(biāo)

由于廚房家電設(shè)計(jì)開發(fā)具有復(fù)雜性、多樣性的特點(diǎn)，所以在設(shè)計(jì)開發(fā)的最初階段首先要明確問題，即通過調(diào)研分析來發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有廚房家電存在的問題，調(diào)研分析的內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：市場調(diào)研、使用情境研究、用戶需求分析。在明確問題之后，確定設(shè)計(jì)的目標(biāo)，以此來指導(dǎo)設(shè)計(jì)。

1）市場調(diào)研?？旃?jié)奏的都市生活，如何使其高效、便捷、有序;有限的家居空間，怎樣讓它變得寬敞、舒適、溫馨，這是設(shè)計(jì)師們關(guān)注的重點(diǎn)。設(shè)計(jì)、智能化也成了廚房家電的發(fā)展趨勢。通過選取美的、方太、老板、西門子、華帝、海爾等廚房家電領(lǐng)導(dǎo)品牌進(jìn)行市場調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)：廚房家電的設(shè)計(jì)處于設(shè)計(jì)開發(fā)的最初級階段，對于烹飪系統(tǒng)還是進(jìn)行單個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，如圖3。同時(shí)，對市場現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行CMF、觸摸方式和功能等分析，如表1，發(fā)現(xiàn)目前廚房家電產(chǎn)品基本相似，差異性不明顯，且功能區(qū)分度不高。

2）使用情景分析。廚房家電的使用情景指的是用戶使用廚房家電進(jìn)行烹飪所處的空間和所進(jìn)行的任務(wù)。由此在設(shè)計(jì)中，探究情景化信息從而設(shè)定情景，達(dá)成情景與人——機(jī)——環(huán)境的交融，追蹤個(gè)體邏輯思維的軌跡，挖掘消費(fèi)者潛意識中的隱性信息，設(shè)計(jì)出更符合消費(fèi)者需求的產(chǎn)品。針對于用戶進(jìn)行烹飪這個(gè)情景任務(wù)的研究，通過選取100名經(jīng)常烹飪的用戶，觀察他們的烹飪過程，具體方式包括：現(xiàn)場觀察、拍攝過程、實(shí)時(shí)交流等，如圖4。同時(shí)對廚房設(shè)計(jì)規(guī)范等查詢，繪制了油煙機(jī)和燃?xì)庠畹陌惭b示意圖，如圖5。通過以上研究，發(fā)現(xiàn)用戶在使用現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行烹飪時(shí)，存在操作不方便、邊角碰頭、難以清潔、風(fēng)量難以把控等問題。

3）用戶需求分析。在此階段，主要任務(wù)是對用戶進(jìn)行研究，通過訪談法、觀察法和問卷法等提煉用戶需求，并通過Kano模型對需求進(jìn)行分類整合，構(gòu)建了針對性較強(qiáng)的產(chǎn)品質(zhì)量要素，旨在解決產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)開發(fā)過程中用戶需求難以量化分析的問題，在Kano模型中，將產(chǎn)品功能/需求和服務(wù)的特性分為五種屬性：M表示必備屬性、0表示期望屬性、A表示魅力屬性、I表示無差異屬性、R表示反向?qū)傩?，而Q表示存在疑問的結(jié)果。其具體步驟是：（1）確定影響用戶使用廚房家電（油煙機(jī)和燃?xì)庠睿┑囊蛩兀ū?）;（2）設(shè)計(jì)關(guān)于廚房家電的問卷調(diào)查表并實(shí)施有效的問卷調(diào)查，樣本問卷設(shè)計(jì)如圖6;（3）收集數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理;通過模型評估表中的數(shù)據(jù)，計(jì)算出Better-Worse系數(shù)，從而了解用戶在使用廚房家電時(shí)哪些功能可以增加滿意度，同樣哪些功能在使用過程是用戶不喜歡的。其計(jì)算公式如下：

根據(jù)問卷的數(shù)據(jù)整合，將用戶在使用廚房家電的需求轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)和圖表，把用戶需求通過可視化的方式展示出來。使用kano模型計(jì)算的調(diào)研結(jié)果。將調(diào)查結(jié)果的功能屬性進(jìn)行分類，建立設(shè)計(jì)原型?；谟脩羝谕枨蠛枉攘π枨筮M(jìn)行功能創(chuàng)新構(gòu)想，如圖7，將用戶需求轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品功能。

根據(jù)以上分析研究，確定廚房電器設(shè)計(jì)的目標(biāo)為：基于中國廚房用戶需求痛點(diǎn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)安全，易清潔，易操作;結(jié)合行業(yè)產(chǎn)品流行趨勢，跨界產(chǎn)品設(shè)計(jì)，整板式設(shè)計(jì)，集成設(shè)計(jì)，觸摸操控，智能人性化功能，櫥柜匹配。

2.2.2系統(tǒng)綜合分析和評價(jià)、方案優(yōu)化

根據(jù)文獻(xiàn)，可知系統(tǒng)綜合分析是指將綜合得到的各種方案，系統(tǒng)地比較分析，進(jìn)行必要的模型試驗(yàn)或虛擬仿真試驗(yàn)。在進(jìn)行廚房家電設(shè)計(jì)開發(fā)系統(tǒng)中，開展系統(tǒng)綜合分析和方案優(yōu)化主要包括：草圖繪制、計(jì)算機(jī)繪制三維效果圖、制作手板模型、制作樣機(jī)模型試驗(yàn)，并在這個(gè)過程中，建立評價(jià)體系，如表3，不斷進(jìn)行系統(tǒng)分析和方案優(yōu)化，如圖8，直至到達(dá)最優(yōu)的方案。

2.2.3做出決策和方案實(shí)施

依據(jù)評價(jià)指標(biāo)維度，在不斷進(jìn)行系統(tǒng)分析和方案優(yōu)化之后，最終選取所需的最優(yōu)的廚房家電方案，如圖8。方案以弧形作為主要設(shè)計(jì)元素，整體造型簡約大方，同時(shí)使用智能化的操作系統(tǒng)，油煙機(jī)采用觸摸的操作方式，另外實(shí)現(xiàn)燃?xì)庠詈陀蜔煓C(jī)的聯(lián)動(dòng)，能夠自動(dòng)根據(jù)油煙大小來調(diào)整功率，節(jié)能環(huán)保。做出決策之后，將進(jìn)行方案實(shí)施，即完成生產(chǎn)、銷售和安裝等各個(gè)階段的工作。

邏輯維是霍爾三維結(jié)構(gòu)的其中一個(gè)維度，其各個(gè)構(gòu)成要素之間是緊密相扣的，同時(shí)也與時(shí)間維上的各個(gè)階段是相互呼應(yīng)的關(guān)系，但實(shí)質(zhì)上不同的是邏輯維的各個(gè)要素是可以推倒重來的，比如，在廚房家電的設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，進(jìn)行系統(tǒng)綜合分析和方案優(yōu)化這兩個(gè)階段是相互交織的，是一個(gè)循環(huán)往前發(fā)展的過程，兩者在時(shí)間上并沒有明顯的前后關(guān)系，只是在邏輯上存在著發(fā)展的態(tài)勢。因此，邏輯維提供的是指導(dǎo)設(shè)計(jì)項(xiàng)目順利開展的邏輯思維上的理論基礎(chǔ)。

2.3基于知識維的廚房家電設(shè)計(jì)模型分析

廚房家電設(shè)計(jì)系統(tǒng)中三維結(jié)構(gòu)的知識維遵循系統(tǒng)原則的基礎(chǔ)上又和行業(yè)的特殊性結(jié)合在一起，整個(gè)設(shè)計(jì)開發(fā)過程中所需的各種專業(yè)知識，主要包括經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)、環(huán)境學(xué)、市場學(xué)、心理學(xué)、飲食文化學(xué)、材料學(xué)、加工工藝學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、美學(xué)等方面的知識，其中各學(xué)科相互交叉，互為補(bǔ)充，層層拓展，指導(dǎo)各個(gè)階段設(shè)計(jì)開發(fā)活動(dòng)的進(jìn)行。綜合多學(xué)科知識成為完成系統(tǒng)工程工作的必要條件。其中各學(xué)科及其交叉延伸學(xué)科層次豐富，層層拓展，且各學(xué)科之間呈現(xiàn)的是非線性的耦合關(guān)系。廚房電器的設(shè)計(jì)開發(fā)產(chǎn)生基于用戶的復(fù)雜場景，受到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)環(huán)境等影響，并通過解決問題的過程而獲得開發(fā)設(shè)計(jì)。在進(jìn)行廚房家電的設(shè)計(jì)過程中，結(jié)合邏輯維在各個(gè)階段所運(yùn)用到的相關(guān)知識對應(yīng)為：（1）在發(fā)現(xiàn)問題和明確目標(biāo)的階段，主要是運(yùn)用市場學(xué)、產(chǎn)品語義學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、CMF等知識對現(xiàn)有市場上的相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行分析;運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)、行為學(xué)、心理學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)等知識對使用場景和流程、用戶需求等進(jìn)行分析;（2）在系統(tǒng)分析評價(jià)和方案優(yōu)化的階段，主要是運(yùn)用產(chǎn)品系統(tǒng)學(xué)、美學(xué)、材料學(xué)、力學(xué)等領(lǐng)域知識開展工作;（3）在做出決策和方案實(shí)施階段，主要是運(yùn)用材料學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、市場學(xué)等知識進(jìn)行研究分析。

隨著知識爆炸性的發(fā)展，而人的時(shí)間精力是有限的，掌握系統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法，根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)，統(tǒng)籌規(guī)劃，團(tuán)隊(duì)協(xié)作，具有廣闊的視野和系統(tǒng)全面的科學(xué)思維，是在產(chǎn)品開發(fā)過程中設(shè)計(jì)管理的必備素質(zhì)。

3結(jié)語

基于霍爾三維結(jié)構(gòu)模型的系統(tǒng)工程方法論，結(jié)合廚房電器的設(shè)計(jì)流程，把產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)過程中的設(shè)計(jì)過程置于一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)之中，對項(xiàng)目流程進(jìn)行了概括和整理，形成與設(shè)計(jì)過程相關(guān)的三維因素，全面系統(tǒng)地相聯(lián)系起來的產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，從理論上來指引設(shè)計(jì)者如何面對產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)樹立系統(tǒng)意識，有計(jì)劃、有目的、有步驟地開展設(shè)計(jì)項(xiàng)目，從系統(tǒng)性出發(fā)，對整個(gè)設(shè)計(jì)流程進(jìn)行宏觀管理和調(diào)控，確保產(chǎn)品開發(fā)的順利進(jìn)行，希望對設(shè)計(jì)開發(fā)能起到參考作用。