基于雙鉆設(shè)計理念下的瓦斯爆炸救援產(chǎn)品研究

趙 飛

（四川外國語大學(xué) 重慶南方翻譯學(xué)院藝術(shù)學(xué)院，重慶 401120）

一、引言

煤炭的使用占我國一次能源消耗和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中的百分之七十左右，預(yù)估到2020年全球煤炭的消費(fèi)量預(yù)計將增加百分之二十五，2020年中國的煤炭消費(fèi)增長將占世界總增長量的三分之二。煤炭對我國有非常大的戰(zhàn)略意義，給國家的發(fā)展和人民都帶來了非常巨大的益處。然而在我國瓦斯爆炸事故中的死亡人數(shù)卻是世界上各個首要采煤國家煤礦死亡總?cè)藬?shù)的4倍以上，是世界上瓦斯爆炸事故發(fā)生最嚴(yán)峻的國家之一。每年世界上礦難頻發(fā)，如何減少人員傷亡和預(yù)防事故發(fā)生一直是世界礦產(chǎn)安全工作的重點(diǎn)。

二、雙鉆設(shè)計模式的概述

雙鉆設(shè)計流程結(jié)合了從設(shè)計到工程的實(shí)驗(yàn)來挖掘問題，尋找正確問題和滿足用戶需求。

在設(shè)計到工程階段需要思維發(fā)散和思維收斂不斷結(jié)合，形成波浪狀的設(shè)計流程，見表1。在觀察階段，需要觀察用戶的行為，理解用戶的興趣愛好、動機(jī)以及真實(shí)需求，為產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)行問題定義。當(dāng)確定設(shè)計需求后，需要在“激發(fā)創(chuàng)意階段”產(chǎn)生可能的解決方案，激發(fā)創(chuàng)意的方法為頭腦風(fēng)暴。本文主要從瓦斯爆炸事故的救援產(chǎn)品模塊化設(shè)計和主動救援方面進(jìn)行研究。目前瓦斯爆炸事故救援都是被動救援，礦難事故發(fā)生后等待救援，往往因救援不及時給礦工和國家?guī)砗艽髠ΓV工的自救工具功能單一，不能在事故發(fā)生的第一時間進(jìn)行自救，提出的主動救援方式，主要技術(shù)指標(biāo)是節(jié)省救援時間、救援效率高、提高生還率。

表1 瓦斯爆炸救援產(chǎn)品設(shè)計流程

三、模塊化的設(shè)計構(gòu)建

模塊化設(shè)計就是將復(fù)雜化的產(chǎn)品進(jìn)行簡化分解為獨(dú)立的系統(tǒng)單元，并把這些獨(dú)立單元進(jìn)行重組，通過分解與組合生成新的產(chǎn)品功能，集成為標(biāo)準(zhǔn)化的可進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計的子系統(tǒng)。模塊化的設(shè)計具有獨(dú)立性、置換性、通用性與可行性的特點(diǎn)。模塊化的造物理念要與時代發(fā)展接軌，瓦斯爆炸事故救援產(chǎn)品要巧妙地利用分解和組合這個概念，在可持續(xù)的設(shè)計中能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的快速開發(fā)，設(shè)計目的是解決瓦斯爆炸事故救援產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計問題，完善瓦斯爆炸事故救援實(shí)施過程中的救援體系。

瓦斯爆炸事故是一個沒有規(guī)律可尋的災(zāi)害，隨機(jī)性比較強(qiáng)，往往這種救援系統(tǒng)比較復(fù)雜，通過模塊化的方式把瓦斯爆炸事故救援產(chǎn)品規(guī)劃成一個有序的救援體系。救援功能模塊按照功能需求進(jìn)行區(qū)分，增加一些通用性模塊，同時也增加了產(chǎn)品的靈活性，降低了生存成本，提高了工作效率。如今，世界發(fā)達(dá)國家從產(chǎn)品模塊化、產(chǎn)品組織模塊化到模塊化生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，模塊化設(shè)計理念和方法成為首善之策，對復(fù)雜產(chǎn)品創(chuàng)新和生產(chǎn)的成本控制要深入研究，使模塊化改善和滿足供應(yīng)鏈日益增長的需求，能夠面對市場的復(fù)雜性和激烈的競爭，讓模塊化設(shè)計更好的為瓦斯爆炸事故服務(wù)，在可持續(xù)的設(shè)計中能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的快速開發(fā)。

四、設(shè)計需求分析

（一）礦工需求分析

通過對瓦斯爆炸事故的分析，了解瓦斯爆炸前期、中期和后期出現(xiàn)的問題，以訪談形式對礦工生理需求和心理需求進(jìn)行全方面了解，見表2。

表2 礦工需求分析

從表2可得出，一方面礦工害怕失去生命，自己又無能為力；

另一方面礦工想通過互助或外界幫助的形式進(jìn)行救援，因此，礦工需要瓦斯爆炸事故救援產(chǎn)品要從主動救援方面思考。

（二）定向設(shè)計

根據(jù)雙鉆設(shè)計流程，采用整體系統(tǒng)層次分析法，對現(xiàn)有資源重組和梳理：

第一，分析透水事故的特性和特征，運(yùn)用預(yù)警系統(tǒng)對煤礦進(jìn)行實(shí)時勘測，避免事故發(fā)生；

第二，對礦井環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)剖析，了解內(nèi)部構(gòu)造和礦工的工作習(xí)性，為救援產(chǎn)品設(shè)計提供更科學(xué)、更詳細(xì)的數(shù)據(jù)和理論材料；

第三，對現(xiàn)有救援產(chǎn)品進(jìn)行分析，了解救援產(chǎn)品不足之處，通過數(shù)據(jù)和理論材料，對救援產(chǎn)品的功能和操作方式重新梳理，提出針對瓦斯爆炸事故的設(shè)計方法。

（三）救援產(chǎn)品定位管理系統(tǒng)

SDS－TWR雙邊雙程測距方法是TWR雙程測距方法的改進(jìn)方法，在TWR雙程測距方法的基礎(chǔ)上，增加了定位卡向定位分站發(fā)送測距信號，定位分站收到測距信號后，立即向定位卡發(fā)送應(yīng)答信號 (含定位分站從接收到測距信號到發(fā)送應(yīng)答信號所用時間TA)，定位卡收到定位分站應(yīng)答信號后，計算定位卡從發(fā)送測距信號到收到定位分站應(yīng)答信號所用時間TMA，則定位分站到定位卡距離d為：

d=C×(TAM－TM+TMA－TA)/4

通過SDS－TWR雙邊雙程測距定位管理系統(tǒng)，能夠讓救援人員精確的了解礦井人員所處位置，并且將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，為礦工主動救援提供更多的救援幫助，為施救者提供更多的救援契機(jī)。

（四）造型與結(jié)構(gòu)要素

瓦斯爆炸救援產(chǎn)品造型策略：

首先，造型要簡潔、輕便，材料要耐用，煤礦巷道比較狹窄，對救援產(chǎn)品大小有一定要求；巷道墻面和地面比較粗糙，很容易損壞救援產(chǎn)品，要使用比較耐磨的材料。

其次，瓦斯爆炸救援產(chǎn)品要具有引導(dǎo)式作用，在復(fù)雜的環(huán)境中引導(dǎo)礦工主動救援。

最后，瓦斯爆炸救援產(chǎn)品要有情感體驗(yàn)，通過情感化體驗(yàn)設(shè)計，消除礦工心理和生理的影響，給予礦工更多的信心和希望，保持冷靜的心態(tài)，為瓦斯爆炸事故救援產(chǎn)品提供新的設(shè)計理念。

瓦斯爆炸救援產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和材料要符合模塊化設(shè)計理念，讓用戶體驗(yàn)和操作能夠完美結(jié)合，通過合理的方式滿足救援的需求。

（五）情感化體驗(yàn)設(shè)計

從設(shè)計心理學(xué)視域?qū)ν咚贡ㄊ鹿示仍a(chǎn)品進(jìn)行量化分析與設(shè)計研究,礦難事故發(fā)生后不僅對礦工身體造成傷害，對心理也會造成很大的影響，從本能、行為和反思3個層面滿足礦工情感化需求。

第一，研究礦工對光的情感需求，通過情感化的設(shè)計為礦工帶來良好的情感體驗(yàn)，緩解緊張和消極的情緒；

第二，瓦斯爆炸救援產(chǎn)品從形態(tài)設(shè)計上賦予情感化，救援產(chǎn)品功能從視覺設(shè)計方面使用更具象、更簡潔的符號和元素，讓礦工操作起來更方面；

第三，通過色彩的變化轉(zhuǎn)移礦工的注意力，利用色彩引導(dǎo)和色彩互動與礦工建立情感交流，給礦工帶來積極的心理暗示。

五、模塊化設(shè)計思路

（一）需求模塊

模塊劃分進(jìn)程的需求層基于對瓦斯爆炸事故的分析，結(jié)合設(shè)計系統(tǒng)中心理學(xué)、材料學(xué)、技術(shù)等要求，獲得關(guān)于瓦斯爆炸事故相關(guān)的基本需求與輔助需求信息，通過研究獲取需求模塊。

對礦工、施救者運(yùn)用人因工程學(xué)、情境故事、質(zhì)性研究等產(chǎn)品設(shè)計理論方法，獲取礦工、施救者需求點(diǎn)，結(jié)合瓦斯爆炸事故的特性創(chuàng)造出符合瓦斯爆炸事故救援的方案。

（二）功能模塊

產(chǎn)品功能包括主要功能和輔助功能，前者是后者的載體，其中主要功能可解決礦工最核心的需求，輔助功能更從易用、安全、服務(wù)方面思考，因此，在對瓦斯爆炸事故救援產(chǎn)品功能模塊劃分與設(shè)計時，考慮礦工認(rèn)知與情感、使用環(huán)境等因素，通過FMRI認(rèn)知成像方法對礦工行為進(jìn)行研究。

（三）結(jié)構(gòu)模塊

結(jié)構(gòu)層是功能層的物質(zhì)載體，結(jié)構(gòu)模塊與功能模塊具有一一映射的關(guān)系，結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計與產(chǎn)品造型設(shè)計關(guān)系最為密切?；谛枨髮哟_立的救援產(chǎn)品整體實(shí)用功能與情感功能，結(jié)合情感與人文、結(jié)構(gòu)、材料等，利用設(shè)計驅(qū)動式創(chuàng)新法則、人因工程學(xué)、因素設(shè)計、行為邏輯、材料、人工智能對模塊化進(jìn)行探索，最大程度推進(jìn)瓦斯爆炸事故救援產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新。

六、結(jié)語

運(yùn)用雙鉆設(shè)計理念能夠有效實(shí)現(xiàn)瓦斯爆炸救援產(chǎn)品的功能需求，通過對救援產(chǎn)品功能和操作方式重新梳理,對救援產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行重新定義和功能解構(gòu)，提出系統(tǒng)設(shè)計理念、原則和方法。

瓦斯爆炸事故受環(huán)境的影響和約束比較大，受地理?xiàng)l件、人的因素比較多，瓦斯爆炸救援產(chǎn)品要考慮到礦井的環(huán)境，根據(jù)環(huán)境的分析對設(shè)計進(jìn)行具體實(shí)施。利用設(shè)計思維，對瓦斯爆炸救援產(chǎn)品模塊化布局進(jìn)行系統(tǒng)分析，通過后續(xù)礦工、施救者等相關(guān)人員的驗(yàn)證，檢驗(yàn)瓦斯爆炸救援產(chǎn)品合理性，接下來工作重點(diǎn)是瓦斯爆炸救援產(chǎn)品造型進(jìn)行深層研究，滿足不同市場的需求。