智能包裝設計中WSR系統(tǒng)要素的內涵

程坤楊 陳烈勝

關鍵詞：智能包裝 WSR系統(tǒng)方法論 發(fā)展趨勢 范式轉變 智慧化 價值創(chuàng)新

引言

隨著萬物互聯(lián)、共享經濟概念的提出與應用的普及，包裝設計的內涵和外延都發(fā)生了重大的變化，產品包裝不再局限于保護和裝飾的普遍性要求，而是逐漸轉向智能化與多樣化等特殊性需求。

針對智能包裝，國內外諸多學者對其進行了研究。國外學者Alam Arif U等人[1]討論了智能包裝在水果包裝領域的應用現(xiàn)狀及的前景挑戰(zhàn)。Alizadeh Sani Mahmood等人[2]認為智能食品包裝應更多地加入消費者要素，以對智能包裝進行多功能表現(xiàn)。Park Sunho等人[3]通過總結納米級制造系統(tǒng)融入食品工業(yè)的最新信息，提供了智能包裝材料研究的新視角。國內學者黎映川等人[4]通過對前沿熱點進行可視化分析，探索智能包裝的演進路徑，思考包裝設計的創(chuàng)新因素，為拓展包裝功能提供理論依據(jù)。張丁偉等人[5]試圖找尋智能交互技術與果蔬包裝的關系，將其分為直接式、過程式、以及后續(xù)衍生式三種體驗模式，并提出優(yōu)化用戶體驗，注重消費者的多重需求的建議。趙冬菁等人[6]利用案例分析法對現(xiàn)有智能包裝進行分類，從結構型、信息型及功能材料型三個維度進行闡述，并對智能包裝的發(fā)展現(xiàn)狀及未來應用前景進行展望。事實上，“包裝+智能”并非是盲目的，它是以用戶需求為靶向的自然衍生結果。智能包裝作為一種媒介，協(xié)調用戶（人）與產品（物）的關系（事），使之處于動態(tài)平衡的狀態(tài)，這也是對各要素進行系統(tǒng)梳理的復雜過程，而WSR系統(tǒng)方法論的要點與內核正是研究復雜系統(tǒng)的要素關系。WSR系統(tǒng)方法論是一種以物為基礎，以人為中心，以事為評估標準的系統(tǒng)設計方法。WSR系統(tǒng)方法論的應用涉及到方方面面，就智能包裝設計來說，從設計概念的提出，到目標的形成，再到決策的管理與踐行，以及設計的優(yōu)化與改進，每一階段都涉及到諸多要素，因此更加需要WSR系統(tǒng)方法論進行整體約束與把控。在產品設計領域，梁健沖[7]將WSR系統(tǒng)方法論運用到燈具設計研究中，從物理、事理、人理三個角度切入，搭建燈具設計理論三維模型，以此開發(fā)創(chuàng)新性居家情感化陶瓷燈具。方方[8]運用WSR系統(tǒng)方法論研究眼鏡設計的過程，以新的視角進行產品設計創(chuàng)造。史耀軍等人[9]運用WSR系統(tǒng)方法論分析視障兒童早期教育輔助用具的特征和設計流程，并展開系統(tǒng)分析，提出一種新型視障兒童早教輔助用具的設計思路。

中國包裝工業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃（2016-2020）提到，包裝現(xiàn)有的發(fā)展問題主要集中在提高自主創(chuàng)新能力、完善協(xié)調發(fā)展機制以及提升產業(yè)信息化水平三方面。其中，工業(yè)化與信息化的深度融合是順應共享經濟和萬物互聯(lián)的關鍵，萬物互聯(lián)的中心是用戶群，互聯(lián)效果的評判主體也是用戶。因此，面對智能包裝迅速發(fā)展的態(tài)勢，應運用系統(tǒng)的設計方法論，綜合考慮物理、事理與人理三方面要素及要素的內涵與關系，以實現(xiàn)持續(xù)性的、良性的設計產出，進而推動產業(yè)升級與設計創(chuàng)新。

一、智能包裝中的W-S-R要素的內涵

WSR三要素源自WSR系統(tǒng)方法論，該理論由我國科學家顧基發(fā)教授和朱志昌教授于1994年提出，全稱是“物理-事理-人理系統(tǒng)方法論（Wuli-Shili-Renli System Approach）”，是結合中國傳統(tǒng)的哲學思辨思維對系統(tǒng)復雜性再思考的結果，[10]該方法論的核心為“懂物理、明事理、通人理”。其中，W是基礎，R是目標，S是維系W與R良性關系的道理。設計的核心是以人為本，對“人理”要素的考量應貫穿設計始終，“事理”要素是對產品（W）、關系系統(tǒng)（S）、用戶體驗（R）的“修正”或“革命”，以達到創(chuàng)新的目的，真正地為人所用，達到人與物的協(xié)衡統(tǒng)一。

（一）物理——“物”的本質

物理，即物質運作的機理，通過闡述產品的功能語意，對產品進行設計分析。智能包裝的設計活動受到內、外因素的影響，內部因素主要包括功能、材料、肌理、工藝，外部因素則有技術、環(huán)境、策略，內、外部因素相互影響，對設計起著引領、限制和約束的作用。[11]與傳統(tǒng)包裝不同，智能包裝研究的不只是“智能+包裝”本身，更重要的是包裝所處的空間關系場域，即包裝-用戶-環(huán)境的關系。

就包裝行業(yè)而言，智能包裝技術初現(xiàn)于上世紀末，自2010年IBM正式提出“智慧城市”的愿景，智能設備開始在各個領域展露頭角，并逐漸形成設計風潮，智能包裝便是此環(huán)境下的產物。商業(yè)、技術的迅速迭代更新，極大地刺激了人們的需求，智能包裝逐漸傾向于安全性、時效性、準確性以及多樣性，以帶來更好的用戶體驗。但設計不能只是服務于技術和商業(yè)的工具，它還應具備其獨特的價值。智能包裝只是技術載體，設計“物”的本質，仍是指向“用戶群體”。因此，與智能包裝息息相關的技術、材料固然重要，但也可以從感官、體驗等角度切入，研究智能包裝-用戶所處的關系場，從本質出發(fā)，最終回到本質。[12]

（二）事理——“物”與“事”的關系

事理，即做事的道理，指通過分析組織系統(tǒng)和設計本質，找到痛點問題，通過協(xié)調產品與社會環(huán)境和自然環(huán)境的關系，限制設計決策，最終得出設計的最優(yōu)解，使之符合時代發(fā)展的客觀規(guī)律。簡言之，設計活動可理解為以下7步：理解意圖、制定目標、調查分析、構建策略、選擇方案、協(xié)調關系、實現(xiàn)構想，[13]其中，協(xié)調關系貫穿整個設計過程，在每一步實踐過程中，都應主動協(xié)調投入-產出-成效以及物-事-人的關系。

當下，物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、5G技術作為社會發(fā)展的大背景，為智能包裝提供了技術支撐，從二維到三維、從視知覺到五感沉浸式體驗，人們的生活品質和節(jié)奏迅速提升，包裝領域與移動設備的融合，也迎來了全新的市場和發(fā)展大機遇。隨著產品版本不斷地迭代更新，智能化的包裝形式與操作手法趨于紛繁雜亂，在一定程度上，反倒影響了用戶的使用和信息的讀取。恰當?shù)陌b技術運用不僅能夠提升產品的科技含量，帶來更好的視覺效果，還能輔助用戶了解產品，加深對產品的理解。反之，冗余的技術和數(shù)據(jù)則會平添用戶的困惑與不解，對用戶體驗和互聯(lián)網環(huán)境的維護產生負面影響。技術是提升產品品質的媒介，而不是炫技的載體。合理地運用技術，強調“物”與“人”的“事”，不僅關乎成本造價，也與產品價值的輸出息息相關。

（三）人理——“人”的核心位置

人理，即為人處事的道理，指在設計決策階段，深入研究用戶-產品-環(huán)境的關系，增加產品在人的行為、道德、審美、認知等方面的約束，使其適應人們的生活習慣和文化審美品味，[14]以達到人-物-環(huán)境保持和諧共處狀態(tài)的終極目標?！叭死怼笔荳SR系統(tǒng)方法論最核心，也是最重要的要素，柳冠中[15]曾提到，商業(yè)、技術與設計都植根于人類社會的土壤中，都要從使用者的需求中汲取設計思路，這也是在強調用戶為本的設計準則。

包裝設計從傳統(tǒng)轉向智能，表象上看是技術發(fā)展的結果，實質上是用戶需求所趨。智能包裝功能的設定應是用戶需求的自然生長，好的設計讓人感受不到設計感，好的技術應用讓人意識不到技術的存在，卻帶來了更好的用戶體驗。如美國Envision公司推出的ScriptTalk技術，主要用于幫助視障人士獲取藥品處方信息。該技術融于智能標簽，這款標簽的系統(tǒng)包括會說話的條形碼掃描器、盲文和大字體打印。通過讀取RFID標簽識別藥物種類，為患者讀出數(shù)據(jù)信息，以語音交流的方式很好地解決了視障人士在用藥和取藥的困難（如圖1、2）。而普通人使用這種包裝產品也是適合的，在語音提示的場景中，方便亦有趣，這便是用戶需求自然生長的設計產出。

二、WSR視域下智能包裝的特征

近年來，智能包裝迅速發(fā)展，這不僅是順應時代發(fā)展的必然結果，也是用戶群體的需求選擇。在這個過程中，只有平衡好物理-事理-人理三個因素的關系，在處理“事”和“物”的利益觀和價值觀時，充分考慮“人”的價值，才能實現(xiàn)更大范圍地普及和應用。目前，智能包裝主要呈現(xiàn)出以下特征：

（一）W——感知入口多樣化

包裝作為用戶了解產品的媒介，智能包裝被賦予多種感知入口，如NFC、RFID、二維碼、TTI等技術，提供產品的追蹤溯源、質量檢測等信息，在此基礎上進行信息傳遞和數(shù)據(jù)收集，通過數(shù)據(jù)整理定位用戶需求，優(yōu)化體驗設計，從而進一步促進感知入口的多樣化。

如挪威和美國推出的Open Sense NFC智能標簽可以通過NFC智能手機連接云端，獲取品牌故事、產品細節(jié)視頻等內容，SpeedTap和標簽以互動的方式提供給用戶更多體驗。IMPINJ 和CheckPoint基于Impinj的Monza R6-P RAIN RFID芯片，研發(fā)的Wind Light標簽可以應用在服裝、電子、化妝品、藥品和珠寶等領域的產品防偽和過程追溯。再如法國的CLOE葡萄酒安全瓶蓋外部嵌有QR碼，用戶可以掃描QR碼了解有關產品的演示視頻、酒莊歷史以及品嘗建議等信息，并對該酒的來源進行追蹤。美國DIGIMARC公司將幾乎看不見的數(shù)字水印集成到包裝上，輔助產品的采購、庫存管理以及終端使用。用戶掃描產品后，可以獲取市場營銷、產品定價、產品屬性以及優(yōu)惠券發(fā)放等信息，同時此類數(shù)據(jù)信息會被零售商獲取，作為產品優(yōu)化的資源。感知入口是用戶與智能包裝交流互動的方式，也是產品形式與功能的價值外化，感知入口的多樣化是技術發(fā)展的成果展示，也是更多更好用戶體驗的窗口。

（二）S——功能應用智能化

智能包裝的種類豐富繁雜，其應用領域涉及到醫(yī)藥品、生活用品以及食品等，按應用場景，主要有食品、零售、物流、醫(yī)藥等領域;按應用技術，則包括機械、電子、電氣和化學等性能。在多場景應用中，產品包裝都發(fā)揮著其智能特質。

如在食品領域，由聯(lián)合利華和novalia研發(fā)的超薄觸摸傳感器，與采用印刷導電油墨的微控制器相連，當用戶觸摸顯示屏時，外包裝會通過微揚聲器播放食品的相關信息，幫助消費者了解更多產品信息。在供應鏈監(jiān)測領域，波蘭研發(fā)的NFC溫度監(jiān)控物流箱配有“Bulldogs ”NFC數(shù)據(jù)記錄器，可以記錄包裝產品在運輸中的溫度變化和位置信息。為保證藥品的安全性，美國eAgile公司推出eSealApp，該軟件可以跟蹤藥品的整個供應鏈，當藥品的封口塞被打開，瓶蓋中的RFID芯片會自動失效，可以防止被放入假藥。通過融入高新技術，以互動等方式讓產品包裝與虛擬信息疊加展示，以可視化的方式增強用戶體驗，推動智能包裝產業(yè)鏈的發(fā)展。新技術作為包裝產品的外化，其存在意義不是偏執(zhí)于“技術化”的高科技彰顯，而在于做“事”和解決問題，從而帶來更好的用戶體驗。

（三）R——數(shù)據(jù)抓取精準化

大數(shù)據(jù)時代背景下，用戶與平臺的關系較以往更加緊密，通過各類感知入口，用戶反饋的數(shù)據(jù)與供應商信息頻繁交流，用戶也間接加入到產品設計中來。這將有助于分析用戶畫像，挖掘產品的需求定位，輔助產品的精準維護與管理，奠定了產品的迭代與優(yōu)化的基礎。

如我國推出的茅臺醇物聯(lián)網感知包裝，支持防偽追溯的基礎上，還有傳送區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的功能。茅臺醇從生產到流通再到消費，每一環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)都被酒廠所記錄，通過獲取真實的用戶市場資訊，輔助酒廠的經營管理。再如德國拜耳公司開發(fā)的CapSeal App可以讀取公司產品瓶蓋上的二維碼，驗證產品的真?zhèn)?，同時，用戶可以使用CapSeal App與拜耳公司的銷售代表直接聯(lián)系。英國Zappar作為AR應用程序的開發(fā)者，在SIG康美旗下產品嵌入“Zap-code”，此代碼可以使用Zappar App掃描，顯示與消費者互動的內容，此外，代碼還具有可擴展性和靈活性，可以讓品牌定制適合自己目標受眾的AR包裝。智能包裝通過各種數(shù)據(jù)投放與技術應用，讓用戶從被動獲取信息轉向主動體驗交互行為，用戶與產品的關系從靜態(tài)單向轉向動態(tài)雙向，甚至動態(tài)多向，從而形成了精準化的智慧物聯(lián)大數(shù)據(jù)平臺。

三、智能包裝的發(fā)展趨勢

物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等作為高新科技向各行各業(yè)深度擴張的發(fā)展背景與技術支撐，自然也是智能包裝迭代升級的中堅力量，它們將引領著包裝產業(yè)的未來發(fā)展方向。為迎合時代發(fā)展，智能包裝呈現(xiàn)出范式轉變、跨界融合與價值創(chuàng)新三個發(fā)展趨勢。

（一）范式轉變：信息網絡化

隨著新一輪科技革命和產業(yè)變革的深入發(fā)展，包裝產業(yè)受到數(shù)字化與智能化的重大沖擊，其呈現(xiàn)形式和發(fā)展范式正處于快速的轉型期。

在科技驅動的新時代背景下，傳統(tǒng)的包裝形式逐漸向豐富包裝內容、精簡產品形式、無紙化包裝以及包裝減量化等趨勢發(fā)展，以契合數(shù)字化產業(yè)和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略理念。目前，社會發(fā)展呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)驅動的新型經濟形態(tài)，產品信息以視觸覺等多種形式展示，并融合AR技術，賦予靜態(tài)產品以動態(tài)生命力。傳統(tǒng)的產品說明等內容現(xiàn)在多以數(shù)字化形式呈現(xiàn)，并輔以互動體驗。智能包裝的范式轉變迎合了用戶的喜好，增強用戶參與性的同時，很好地貫徹了循環(huán)發(fā)展理念。智能包裝依托于大數(shù)據(jù)，并結合人機與人網，將所傳達的資訊交匯形成信息網格，并輻射其他領域，進而聯(lián)動創(chuàng)新。

（二）跨界融合：多領域聯(lián)動

有別于傳統(tǒng)包裝的是，智能包裝不單單是對加工、裝飾與運輸?shù)纫氐目剂?，還是材料、技術、數(shù)據(jù)、品牌等多領域的跨界融合。

智能包裝產業(yè)顛覆了現(xiàn)有很多產業(yè)的形態(tài)、分工和組織方式，其不僅專注于包裝行業(yè)的發(fā)展，還要聯(lián)合工業(yè)設計、信息設計、生物科學、服務創(chuàng)新等領域，以打破獨行業(yè)的研發(fā)壁壘。各領域的交叉點往往是產業(yè)新的生長點，最有可能產生設計聯(lián)動與設計創(chuàng)新，從而推動產業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展，以應對數(shù)據(jù)驅動時代的新挑戰(zhàn)。智能包裝作為智能時代的一個產業(yè)分支，通過與多領域的跨界融合與領域聯(lián)動，設計創(chuàng)新的網絡體系將會更加地系統(tǒng)和完善，以適應新時代產業(yè)的發(fā)展需要，這也符合我國哲學觀念所推崇的“多元一體”和諧論。

（三）價值創(chuàng)新：系統(tǒng)智慧化

智能包裝的發(fā)展根本以及核心動力是價值創(chuàng)新，即實現(xiàn)更為廣泛的互聯(lián)互通和更深入的智能智慧。實際上，包裝系統(tǒng)的智慧化也是價值塑造的過程，它指向了設計的價值創(chuàng)新。

包裝的智能化只是包裝產品的基礎表征，系統(tǒng)的智慧化才是其真正的目的。在新時代的智慧管理系統(tǒng)中，整個體系以用戶為中心、需求為導向、技術為手段，來實現(xiàn)供應鏈的協(xié)同化與智慧化，這也是設計價值體系創(chuàng)新的一個顯著特征。在經濟轉型的時代背景下，智能包裝通過與多領域技術、跨專業(yè)知識的滲透與融合，共同作用，形成了相生共長、協(xié)調發(fā)展的復合型創(chuàng)新體系，以推動智能產業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

結語

作為“中國制造2025”的重要發(fā)展領域之一，包裝產業(yè)的智能化升級和智慧化發(fā)展是必然的。包裝產業(yè)從傳統(tǒng)包裝形式逐漸轉型為數(shù)字化、智能化、智慧化，這不單是技術水平的反映，也是不斷協(xié)調設計中人-事-物關系的結果。這種創(chuàng)造性的轉化，可以實現(xiàn)最大化的設計價值輸出，從而為我國的產業(yè)轉型和設計創(chuàng)新注入新動力。