基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的創(chuàng)新設(shè)計思維研究

楊杰 劉平

摘要：隨著數(shù)字化技術(shù)的高速發(fā)展，各個行業(yè)的數(shù)據(jù)量正在以驚人的速度增長。如何利用這些數(shù)據(jù)，把龐大的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為財富，無疑成為當(dāng)下熱門的研究課題，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用研究也逐漸成為時代發(fā)展的一個趨勢。通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對所需設(shè)計產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和分析，通過分析產(chǎn)品各項特征對用戶喜好的影響參數(shù)等，可以為設(shè)計者在進(jìn)行設(shè)計的過程中提供強大的數(shù)據(jù)支撐，使設(shè)計更加貼近用戶。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖掘 大數(shù)據(jù) 設(shè)計 創(chuàng)新

中圖分類號：J524 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2020）02-0074-02

一、數(shù)據(jù)挖掘概述

（一）數(shù)據(jù)挖掘基本概念

作為一種深度的數(shù)據(jù)分析方法，數(shù)據(jù)挖掘主要是通過對海量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有目的性的提取、分揀、歸類并挖掘出其有價值的信息，從而為各行各業(yè)的生存和發(fā)展提供決策支持信息。簡而言之一數(shù)據(jù)挖掘借助于多種數(shù)據(jù)分析工具來分析數(shù)據(jù)信息和模型之間的對應(yīng)關(guān)系，以此來指導(dǎo)各行各業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展，并提供重大決策上的支持[1]。其實數(shù)據(jù)挖掘可以理解為是一個實現(xiàn)大數(shù)據(jù)價值的有效途徑，利用人工智能和統(tǒng)計學(xué)等諸多方面的知識和技術(shù)，從大量的實際數(shù)據(jù)中挖掘出有效的信息，提取出數(shù)據(jù)的潛在價值。當(dāng)今社會瞬息萬變，新事物、新思想層見疊出，這些變化看似捉摸不透，實則有跡可循，這個跡就是數(shù)據(jù)。信息科技的疾速發(fā)展使數(shù)據(jù)的搜集更加快捷和便利，林林總總的信息通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)快速匯集在一起，準(zhǔn)確挖掘出特定人群的偏好特征或者某類產(chǎn)品的消費人群特征。廣泛的應(yīng)用使數(shù)據(jù)挖掘逐漸滲透進(jìn)我們的日常生活，為人們處理分析問題，正確決策以及預(yù)測事件的走向提供了一種新的方法。

（二）數(shù)據(jù)挖掘基本過程

在大數(shù)據(jù)的背景下，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為研究熱點并日益引起各界的廣泛關(guān)注。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是一個集數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)挖掘過程于一體的綜合分析系統(tǒng)，其需要依賴一個固定的工作流程來完成信息資源的整合和挖掘工作[2]。首先，數(shù)據(jù)挖掘開始前要先進(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作。在準(zhǔn)備過程中需要發(fā)現(xiàn)、提出問題，確立挖掘目標(biāo)并進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理。然后開始數(shù)據(jù)挖掘，針對目標(biāo)數(shù)據(jù)，對現(xiàn)有信息進(jìn)行挖掘處理，從而在海量的數(shù)據(jù)中獲得需要的信息并進(jìn)行提取和分析。最后是采取行動并評估結(jié)果，結(jié)合實際情況，將數(shù)據(jù)挖掘過程中獲取到的數(shù)據(jù)信息應(yīng)用到具體問題中，對挖掘的目標(biāo)問題進(jìn)行判斷或整改。

通過對數(shù)據(jù)的分析，便可以推測出用戶對于某類產(chǎn)品某個特性的興趣偏好，發(fā)現(xiàn)用戶的興趣點，并建立推薦模型，這就為設(shè)計提供了需要重點考量的“參數(shù)”推薦。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與設(shè)計思維相結(jié)合可以幫助設(shè)計者設(shè)計出更加符合當(dāng)下用戶實際需求的好設(shè)計和好產(chǎn)品。例如，產(chǎn)品包裝是商品和消費者之間無聲的促銷員，企業(yè)和設(shè)計人員為了吸引和激發(fā)消費者的購買欲望，不斷地對商品包裝設(shè)計和銷售手段推陳出新[3]。通過數(shù)據(jù)挖掘可以挖掘出消費者對不同包裝的色彩、材質(zhì)等方面的的喜好和需求，使包裝設(shè)計帶來愉悅的審美體驗，引導(dǎo)最終的購買行為。設(shè)計行業(yè)對設(shè)計師的綜合素質(zhì)要求已經(jīng)越來越高，在掌握專業(yè)技能之外不斷提升自身的數(shù)據(jù)素養(yǎng)、學(xué)習(xí)基本的數(shù)據(jù)指標(biāo)已經(jīng)成為時代的呼喚。在跨界現(xiàn)象盛行的背景下，數(shù)據(jù)素養(yǎng)也早已突破了行業(yè)的界限，逐漸成為設(shè)計師應(yīng)該具備的一種基本專業(yè)素養(yǎng)。

二、設(shè)計的科學(xué)化傾向

（一）設(shè)計的雙重屬性

設(shè)計同時具有感性和理性兩種屬性，感性體現(xiàn)在其藝術(shù)價值和文化內(nèi)涵中，理性反映了其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃伎己涂茖W(xué)態(tài)度。藝術(shù)創(chuàng)作可以天馬行空，但是設(shè)計活動卻要有理有據(jù)，所以設(shè)計是經(jīng)過理性思辨之后更為鮮活生動的一種表達(dá)方式。藝術(shù)和科學(xué)是相輔相成的完整體，設(shè)計就像一條溫柔的紐帶，將它們連接在一起。

在大數(shù)據(jù)時代來臨之后，人類社會生活的各個領(lǐng)域都深受其影響。讓人意外的是科學(xué)和藝術(shù)非但沒有站在對立的兩面，還形成了一個相互促進(jìn)的新局面。一方面科技借助藝術(shù)豐富的表現(xiàn)方式變得更加迷人，另一方面，科學(xué)通過深度挖掘并分析數(shù)據(jù)資料，也使得設(shè)計活動更加有所依據(jù)，實現(xiàn)了感性和理性的統(tǒng)一。科學(xué)和藝術(shù)本就不是涇渭分明的兩個世界，隨著彼此的交叉越來越多，兩者的內(nèi)在聯(lián)系也會越來越密切。

（二）數(shù)據(jù)科學(xué)對設(shè)計的影響

與感性的藝術(shù)大相徑庭，設(shè)計需要將感性思維跨越到理性的探索上?！皵?shù)據(jù)科學(xué)”在大數(shù)據(jù)時代的背景下應(yīng)運而生并快速興起，已經(jīng)在潛移默化中融入進(jìn)包括設(shè)計在內(nèi)的眾多領(lǐng)域。首先，數(shù)據(jù)科學(xué)憑借自身的技術(shù)優(yōu)勢，跨越了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法，使與之關(guān)聯(lián)的設(shè)計更具有時效性;其次，創(chuàng)造力是一個民族發(fā)展的根本，也是現(xiàn)代化科技發(fā)展的思想體系指導(dǎo)[4]，而以數(shù)據(jù)為中心的科學(xué)思考方法讓創(chuàng)意有限制地進(jìn)發(fā)，讓思維在發(fā)散之后又得到收斂，使設(shè)計同時具備了創(chuàng)造性和批判性。這種產(chǎn)生自信息技術(shù)先導(dǎo)行業(yè)的設(shè)計模式革新，正在滲透和顛覆著其他商業(yè)領(lǐng)域傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)思維[5]。

科學(xué)技術(shù)帶領(lǐng)我們走進(jìn)一個全新的時代，當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)和感性的藝術(shù)在這個時代再次相逢，它們擦撞出絢爛的火花，使經(jīng)過數(shù)據(jù)分析后的設(shè)計成果最終以優(yōu)雅的方式呈現(xiàn)出來，冰冷的技術(shù)也開始逐漸以具有美感的方式出現(xiàn)在大眾生活里?？茖W(xué)為創(chuàng)新設(shè)計的可靠性提供了強有力的理論保障，藝術(shù)則為生硬的數(shù)據(jù)包裹了一層儒雅的外衣，設(shè)計由此走在科學(xué)化發(fā)展的康莊大道上，越來越成為推動社會進(jìn)步的重要因素。

三、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)下的新型設(shè)計方法

（一）數(shù)據(jù)挖掘算法是如何實現(xiàn)某類產(chǎn)品的特征提取的？

設(shè)計師在進(jìn)行設(shè)計時，先運用數(shù)據(jù)分析的方法對產(chǎn)品的各方面特性進(jìn)行歸納。具體步驟如下：

1.通過“數(shù)據(jù)抓取技術(shù)”對當(dāng)下相關(guān)產(chǎn)品的各項特性進(jìn)行歸納總結(jié)。數(shù)據(jù)抓取技術(shù)即按照預(yù)先定義好的規(guī)則或方法，通過計算機程序，自動從網(wǎng)絡(luò)等信息載體獲取信息和數(shù)據(jù)的一種從外界獲得數(shù)據(jù)的技術(shù)。目的在于最大范圍地獲取相關(guān)產(chǎn)品的各項信息，以便進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。如“爬蟲技術(shù)”是目前比較主流的數(shù)據(jù)抓取技術(shù)。

2.由于捕捉下來的數(shù)據(jù)一般并不完美，故而這些未經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)據(jù)不可以直接使用，需要經(jīng)過初步的整合過濾來提高數(shù)據(jù)的整體質(zhì)量。因為數(shù)據(jù)中包含的諸多噪聲數(shù)據(jù)會對挖掘造成干擾，所以去除不相關(guān)的數(shù)據(jù)據(jù)就變得尤為重要，比如過濾掉殘缺信息等。雖然數(shù)據(jù)預(yù)處理能夠幫助我們獲得高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，但有些問題數(shù)據(jù)仍然需要做進(jìn)一步的處理，比如當(dāng)數(shù)據(jù)缺失時需要進(jìn)行缺失值處理;或者當(dāng)數(shù)據(jù)分散時，則需要通過增加行或者增加列的方式將數(shù)據(jù)進(jìn)行整合?？傊?dāng)?shù)據(jù)預(yù)處理在整個數(shù)據(jù)挖掘的過程中有著非同小可的作用，通過數(shù)據(jù)預(yù)處理不僅能夠更好地認(rèn)識和理解數(shù)據(jù)，好的數(shù)據(jù)預(yù)處理方法能使最后的挖掘結(jié)果變的非常完美。

3.根據(jù)“Jaccard”相似系數(shù)算法對用戶喜歡的物品所具有的相似度進(jìn)行分析，就可以迅速知道有哪些產(chǎn)品特征對用戶的偏好影響大，再從這個維度為設(shè)計師提供嶄新的思考線索?！癑accard”算法（相似系數(shù)）用于區(qū)別、對比有限的各個樣本集之間哪些屬性具有相似性，哪些屬性具有差異性。Jaccard系數(shù)值越大，樣本相似度也就越高。我們在對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過程中，應(yīng)當(dāng)明確各個數(shù)據(jù)樣本直接不同維度的差異大小，從而根據(jù)這些差值，評價各個樣本（個體）的相似性以及所屬類別。

（二）數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是如何幫助設(shè)計師進(jìn)行設(shè)計？

1.設(shè)計調(diào)研：設(shè)計中前期調(diào)研的過程就相當(dāng)于一個數(shù)據(jù)采集的過程，在這個過程中，設(shè)計師的靈感不斷涌現(xiàn)，更精確地發(fā)現(xiàn)問題，也越來越明確用戶的需求。設(shè)計師需要了解用戶，而數(shù)據(jù)挖掘則通過收集、比較、計算等方式處理了涉及到用戶的海量信息。有了數(shù)據(jù)作為依據(jù)，就可以對市場需求進(jìn)行預(yù)測，幫助設(shè)計師明確設(shè)計目標(biāo)。當(dāng)然，調(diào)研活動需要按照詳細(xì)的計劃進(jìn)行，只有在調(diào)研過程中牢牢抓住重點方向，才能讓數(shù)據(jù)更具有威力，支撐設(shè)計活動的進(jìn)行。值得一提的是，數(shù)據(jù)挖掘的最終結(jié)果除了對過去信息的總結(jié)分析，還有預(yù)測性的信息，這些前瞻性信息是直接由數(shù)據(jù)本身通過數(shù)據(jù)挖掘算法得出的結(jié)論，具有非常高的精準(zhǔn)性和預(yù)測性。設(shè)計調(diào)研中的數(shù)據(jù)采集幫助設(shè)計師明確了設(shè)計目標(biāo)，對發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題的敏感性也是每一位設(shè)計師所具備的修養(yǎng)。

2.分析調(diào)整：設(shè)計不是一蹴而就的，需要不斷的分析和調(diào)整，就像是一個不斷打磨的過程，將最初的方案不斷優(yōu)化。當(dāng)設(shè)計師進(jìn)行設(shè)計時，需要就目前所掌握的數(shù)據(jù)完成分析并得出具有預(yù)測和參考價值的分析結(jié)果，然后根據(jù)這些結(jié)果快速定位到可以改善當(dāng)前狀況的“痛點”。通過使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對當(dāng)前數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，根據(jù)推薦人群的喜好特性，對設(shè)計的產(chǎn)品進(jìn)行相對應(yīng)的調(diào)整。用戶需求也通過數(shù)據(jù)分析與設(shè)計思維相對接，并且以相似類別產(chǎn)品的特征數(shù)據(jù)為支撐，便可以清晰地了解到當(dāng)下該類型產(chǎn)品的各項特征對于用戶偏好的影響。設(shè)計師就可以根據(jù)這些特征，進(jìn)行衡量和比較，將更加符合用戶實際需求的特征作為設(shè)計的重點，使設(shè)計更加適應(yīng)當(dāng)前多元化的環(huán)境。

3.反饋機制：作為設(shè)計中一個重要的環(huán)節(jié)，反饋機制從某種角度上來說是設(shè)計的一種延續(xù)方式。良好的信息反饋就像設(shè)計師和用戶的直接對話，為設(shè)計師提供了寶貴的一手資料。每個人在這個世界都是獨立的個體，都有不同的立場和獨特的觀念，用戶反饋則有效克服了以自我為中心的設(shè)計觀念，為設(shè)計師提供了更全面的視角，讓設(shè)計面向大眾，也使用戶參與設(shè)計成為可能。在初步完成設(shè)計后，可以使用在線投票、在線評價等反饋機制，并使用數(shù)據(jù)挖掘算法對反饋的信息進(jìn)行分析。根據(jù)分析出的結(jié)論，更好地幫助設(shè)計師完善設(shè)計。用戶反饋是連接用戶和設(shè)計師的一條無形的“鏈”，通過用戶反饋機制收集用戶評價和意見，設(shè)計師通過這些數(shù)據(jù)，在不斷調(diào)整中使設(shè)計更好地適應(yīng)市場和消費者。

4.案例分析：近年來創(chuàng)客文化與互聯(lián)網(wǎng)科技驅(qū)動的硬件不斷結(jié)合發(fā)展，其團隊的組建模式往往是一些具有相同愛好的愛好者或團隊通過各類社交網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自我組織，以敏捷、開放的協(xié)同方式進(jìn)行概念孵化，進(jìn)而通過眾籌創(chuàng)業(yè)孵化類的網(wǎng)站渠道吸引公眾參與，在募集資金的同時，也讓真正的產(chǎn)品使用者參與到產(chǎn)品的設(shè)計中來，在初期產(chǎn)品的使用需求確定過程中，設(shè)計開發(fā)人員與實際用戶的不斷交互與反饋，匯總他們的建議和要求，利用數(shù)據(jù)挖掘等相關(guān)技術(shù)，不斷地對產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)行修改和調(diào)整。并且利用數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)對當(dāng)前市場進(jìn)行了分析和預(yù)判以期獲得精準(zhǔn)的市場定位。當(dāng)Facebook宣布斤資20億美元收購虛擬現(xiàn)實產(chǎn)品公司Oculus的時候，很多人可能還沒有聽說過這家才創(chuàng)立兩年多的小公司。而此時，這家公司的第一個產(chǎn)品虛擬現(xiàn)實游戲頭盔尚處于工作原型階段，就通過著名眾籌平臺Kickstarter上線發(fā)布，引起眾多愛好者關(guān)注，并成功融資240萬美元。如圖1所示。其創(chuàng)始人Palmer Luckey年僅20歲，是一位對技術(shù)狂熱的創(chuàng)客，他根據(jù)自己玩電子游戲的興趣和長期經(jīng)驗，開始嘗試制作全新的虛擬現(xiàn)實游戲頭盔，之后通過電子愛好者論壇認(rèn)識了另一位現(xiàn)在公司的工程師，共同的興趣使他們聚集幾位具有互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)驗的同伴，并不斷改進(jìn)技術(shù)原型，直到在眾籌網(wǎng)站推出并獲得成功。這可以說又是一個喬布斯式的“車庫創(chuàng)新”神話，只不過這一次，在數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等新興技術(shù)以及利用與數(shù)據(jù)相結(jié)合的設(shè)計新方法的助推下，眾籌孵化和互聯(lián)網(wǎng)讓其成功來得更快。因此，從互聯(lián)網(wǎng)科技領(lǐng)域開始，設(shè)計正在從個體的技能驅(qū)動轉(zhuǎn)向群體的數(shù)據(jù)驅(qū)動。

總結(jié)

科技的發(fā)展不斷引領(lǐng)著設(shè)計思潮的新變化，在豐富著我們生活的同時，也推動設(shè)計走向了一個更寬廣的空間。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在不斷被普及中已經(jīng)成為設(shè)計領(lǐng)域的一個重要機遇，它的出現(xiàn)不僅便捷了數(shù)據(jù)的存儲、分析和提煉，也打破了設(shè)計思維的定勢。了解并掌握數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)及其應(yīng)用的基本方法，就可以對用戶的需求進(jìn)行最深層次的剖析，從而定制出符合客戶獨特需求的設(shè)計規(guī)劃。但是基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的創(chuàng)新設(shè)計思維研究并不是將設(shè)計機械的模式化，更不是將思維禁錮，而是借助數(shù)據(jù)來助力設(shè)計的成功。歸根到底，以數(shù)據(jù)為核心的設(shè)計方法不單單是創(chuàng)新設(shè)計思維的需要，也是信息化時代中設(shè)計的一個必然趨勢，有著更為深刻的現(xiàn)實需要。

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