（设计艺术学专业论文）基于UCD的快速产品设计方法研究与应用.pdf

基于u c d 的快速产品设计方法研究与应用 摘要 工业设计是在人类社会文明高度发展过程中，伴随着大工业生产技术、 艺术和经济相结合的产物。从手工艺时代到机器时代，发展到现在的信息时 代，工业设计对社会经济的发展起到了深远的影响。 在经济全球化的环境下，企业的竞争实质上就是产品设计的竞争，如何 快速地进行产品的开发是提高企业市场竞争能力的一个关键问题，因此进行 产品现代设计理论、方法和应用技术的研究是十分重要的一项基础性工作。 发现需求是产品设计的起点，满足需求则是产品设计的归宿，因此产品 设计是围绕用户而展开的一系列的活动。本文的目的是研究适合现代社会发 展的产品设计方法，从认知心理学的角度研究产品信号与用户认知之间的关 系，为企业开发产品提供科学的理论和数据。将以用户为中心的产品设计与 现代制造业相结合，使用户加入到产品设计的整个过程，研究如何缩短产品 的研发周期，为企业节约时间、减少能源浪费并以最快的速度抢占市场。 本文解决的主要问题是针对目前企业的工业设计现状，通过用户的分析 研究，分析产品和用户之间的关系；利用产品信号特征提升用户的认知能力； 通过产品设计调查，建立用户模型；为缩短研发周期，结合现代先进的技术， 建立产品设计知识仓库。 把以用户为中心的快速产品设计运用到深圳易维科技的密码锁的设计 项目，解决目前产品设计开发周期长，用户对产品的认知力差等问题。应用 数学统计方法，对调查数据进行分析，从而得到可靠的设计信息。通过用户 模型，指导设计方案的进行，从而快速的开发出以用户为中心的密码锁方案。 本文对企业产品的开发具有一定参考价值和指导意义。 关键词：用户中心，产品信号，用户认知，知识仓库，用户模型，u s b t o k e n r e s e a r c ho nu s e i o c e n t e r e de x p e d o t i o u s p r o d u c td es i g nm e t h o da n di t ，s a p p l i c a t i o n a b s t r a c t i nt h ep r o c e s so fd e v e l o p i n gh i g h l yc i v i l i z a t i o no fh u m a ns o c i e t y , i n d u s t r y d e s i g n i st h eo u t c o m eo fc o m b i n i n ga r tw i t he c o n o m ya c c o m p a n y i n gb i g i n t e g r a t i o no fi n d u s t r yt e c h n o l o g y f r o mh a n d i c r a f tt i m e st om a c h i n et i m e s ，a n d i nt h ei n f o r m a t i o ne a r , i n d u s t r i a ld e s i g nh a v eh u g ei n f l u e n c eo nt h es o c i e t y e c o n o m y u n d e re c o n o m i cg l o b a l i z a t i o ne n v i r o n m e n t ，t h ee n t e r p r i s ec o m p e t i t i o ni s t h e p r o d u c td e s i g nc o m p e t i t i o ni n s u b s t a n c e h o wr a p i d l y c a r r y i n go u tt h e p r o d u c te x p l o i t a t i o ni sak e yq u e s t i o nt oi m p r o v ec o m p e t i t i v e n e s so fe n t e r p r i s e s s ot h er e s e a r c ho fm o d e mp r o d u c td e s i g nt h e o r y , m e t h o da n dt h ea p p l i e d t e c h n i q u ei sav e r yi m p o r t a n t b a s i cw o r k s t h ep r o d u c td e s i g ns t a r t sw i t hc o n s u m e r sn e e d ，a n dp u r p o s ei sc o n s u m e r sn e e d p r o d u c td e s i g ni sas e r i e sa c t i v i t i e sw h i c hs u r r o u n d i n gac o n s u m e r t h em a i na i m o ft h i st h e s i si sr e s e a r c h i n gt h ep r o d u c td e s i g nm e t h o dw h i c hi ss u i tf o rm o d e m s o c i e t yd e v e l o p s f r o mc o g n i t i o np s y c h o l o g ya n g l es t u d i e st h er e l a t i o nb e t w e e n t h ep r o d u c ts i g n a la n dc o n s u m e rc o g n i t i o n ，i no r d e rt op r o v i d es c i e n t i f i ct h e o r y a n dd a t at o e n t e r p r i s e s c o m b i n e t h eu s e r - c e n t e rd e s i g nw i t hm o d e m m a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y , a n dm a k et h eu s e rjo i nt h ew h o l ep r o c e s so fp r o d u c t d e s i g n s ot h ee n t e r p r i s ec a ns h o r t e nt h ec y c l eo fr e s e a r c h i n gp r o d u c ta n ds a v e t i m e ，d e c r e a s es o u r c e so fe n e r g yw a s t e sa n do c c u p yam a r k e t p l a c ew i t ht h e q u i c k e s ts p e e d t h em a i np r o b l e mr e s o l v e db yt h i st h e s i si ss p e c i f i c a l l yf o rt h ee n t e r p r i s e i n d u s t r i a ld e s i g nc u r r e n ts i t u a t i o n ，a n a l y z i n gt h er e l a t i o nb e t w e e nt h ep r o d u c t a n dt h ec o n s u m e rt h r o u g hc o n s u m e r sa n a l y s i ss t u d i e s ；m a k i n gu s eo ft h ep r o d u c t s i g n a lc h a r a c t e r i s t i ct op r o m o t eac o n s u m e r sc o g n i t i o na b i l i t y t h r o u g hp r o d u c t d e s i g nf o u n dt h ec o n s u m e rm o d e l ；i no r d e rt os h o r t e nt h ep e r i o do fr e s e a r c h ，t i e d i i i nm o d e ma d v a n c e dt e c h n o l o g y , b u i l dt h ep r o d u c td e s i g nk n o w l e d g es t o r e h o u s e a p p l y i n gu s e r - c e n t e rp r o d u c td e s i g nt ot h eu s b t o k e np r o j e c to fs h e n z h e n e z d i g it e c h n o l o g yc o ，l t d ，s o l v i n gt h ep r o b l e m so fl o n gp r o d u c td e s i g n r e s e a r c hc y c l e ，a n dl o wc o n s u m e rc o g n i t i o nt ot h ep r o d u c t a p p l i e dm a t h e m a t i c s s t a t i s t i c a l m e t h o d ，a n a l y z i n g t h e i n q u i r yd a t a ，a n dg e t t h e r i g h td e s i g n i n f o r m a t i o n t h r o u g ht h ec o n s u m e rm o d e l ，a n dg u i d ead e s i g np l a n s or a p i d d e v e l o pt h eu s b - - t o k e nw i t ht h eu s e - c e n t e rt h e o r y t h et h e s i sh a sc o n s u l t i n gv a l u e a n dg u i d i n gs i g n i f i c a n c et op r o d u c te x p l o i t a t i o ne n t e r p r i s e k e yw o r d s ：u s e r - c e n t e r e d ，p r o d u c ts i g n a l ，u s e rc o g n i t i o n ，k n o w l e d g e s t o r e h o u s e ，u s e rm o d e l ，u s b t o k e n i i i 基于速u c d 的快速产品设计方法研究与应用 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方 式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：塞盘蒸 日 期： 至qq2 生月一一 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解陕西科技大学有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电 子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权陕西科技大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。同时授 权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文 全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：蝉导师签名勰p 期： 基于速u c d 的快速产品设计方法研究与应用 1 绪论 1 1 研究背景及意义 工业设计的历史从“工艺美术运动”起到现在已有百余年的历史。世界各 先进工业国家，由于普遍重视工业设计，因此极大地推动了工业和经济的发展 和社会生活水平的提高。 2 1 世纪计算机的出现和广泛应用将人类社会推进到了信息时代。通信信息 技术和因特网络的发展在很大程度上改变了整个工业的格局，新兴的信息产业 迅速崛起。这个以计算机、多媒体、宽带互联网带来的第三次产业革命给我们 巨大的冲击，将对工业设计产生深刻的影响。 其一，在产品生产方式上，由于信息技术的迅猛发展，更强大的个人电脑、 机器人以及计算机辅助设计与计算机辅助制造技术的进步，将彻底改变传统的 企业生产方式。 其二，由于信息资讯的发达，企业之间竞争日益激烈，产品的生命周期也 不断缩短，因此如何缩短新产品开发的周期、提高新产品的技术水平、降低新 产品开发的成本、并保证产品上市后的上市周期，是产品设计着重要解决的问 题。 其三，随着社会的进步和生活水平的提高，消费需求日趋个性化而不是追 求众所拥有的产品，一件产品应该体现出其所有者的个性，即实现自我的需要。 信息时代使消费者与企业可以通过网络面对面的沟通，使企业更加严格的根据 消费者或市场的需求进行生产，从而使生产与消费者更加“匹配 ，这样不仅 满足了消费者的个性需求，而且大大减少了盲目生产所造成的资源浪费。 上世纪8 0 年代以来，以用户为中心的设计开始产生影响，现在大部分设计 师自称是以用户为中心并进行用户研究的。这可能只是在设计项目后期测试设 计解决方案，但渐渐的越来越多的人认识到需要在早期阶段进行研究，以激励 项目的设计。 因此信息社会的发展和以人为本的发展观，给工业设计提供了这样一个思 想，本文将用户的研究贯穿到整个设计生产过程中，从构思到生产、使用都要 使用户参与进来，并采用先进的设计理论和生产技术，使技术与管理有机的结 合。这才是现代企业发展的研究方向。从而提出一个全新的设计理论体系，用 户中心设计就是以用户为中心( u s e r c e n t e r e d ) ，将设计转为研究用户的活动； 快速产品设计体系是研究现代生产技术，进行一定的管理，为企业的发展提供 理论依据。 陕两科技大学硕士学位论文 1 2 国内外研究现状 针对国内外的研究现状，本文做了详尽的调查，并通过学习与分析，得出 现今的发展状况，对建立本文的框架结构起到了很好的指导作用。 1 2 1 国外现状 i9 7 0 年国际工业设计协会i c s i d ( i n t e r n a t i o n a lc o u n c i lo fs o c i e t i e so f i n d u s t r i a ld e s i g n ) 为工业设计下了一个完整的定义：“工业设计，是一种根据 产业状况以决定制作物品之适应特质的创造活动。适应物品特质，不单指物品 的结构，而是兼顾使用者和生产者双方的观点，使抽象的概念系统化，完成统 一而具体化的物品形象，意即著眼于根本的结构与机能间的相互关系，其根据 工业生产的条件扩大了人类环境的局面。 19 8 0 年，国际工业设计协会理事会( i c s i d ) 给工业设计又作了如下的定 义：“就批量生产的工业产品而言，凭借训练、技术知识、经验及视觉感受， 而赋予材料、结构、构造、形态、色彩、表面加工、装饰以新的品质和规格， 叫做工业设计。根据当时的具体情况，工业设计师应当在上述工业产品全部侧 面或其中几个方面进行工作，而且，当需要工业设计师对包装、宣传、展示、 市场开发等问题的解决付出自己的技术知识和经验以及视觉评价能力时，这也 属于工业设计的范畴。 2 0 0 6 年国际工业设计联合会又对工业设计重新定义，下面是何人可教授组 织翻译的。原文见附录a 。 工业设计( i n d u s t r i a ld e s i g n ，简称i d ) 是人文、社会、自然科学相交叉， 融科学技术、艺术、经济、文化于一体的新兴边缘学科。国际工业设计协会 ( i c s i d ) 2 0 0 6 年对工业设计作了如下定义： 目的 设计是一种创造性的活动，其目的是为物品、过程、服务以及它们在整个 生命周期中构成的系统建立起多方面的品质。因此，设计既是创新技术人性化 的重要因素，也是经济文化交流的关键因素。 任务 设计致力与发现和评估与下列项目在结构、组织、功能、表现和经济上的关系： 一增强全球可持续性发展和环境保护( 全球道德规范) 一给全人类社会、个人和集体带来利益和自由 一最终用户、制造者和市场经营者( 社会道德规范) 一在世界全球化的背景下支持文化的多样性( 文化道德规范) 一赋予产品、服务和系统以表现性的形式( 语义学) 并与它们的内涵相协调( 美 2 基于速u c d 的快速产品设计方法研究与应用 学) 。 设计关注于由工业化- - m m 而不只是由生产时用的几种工艺所衍生的工 具、组织和逻辑创造出来的产品、服务和系统。限定设计的形容词“工业的 ( i n d u s t r i a l ) 必然与工业( i n d u s t r y ) 一词有关，也与它在生产部门所具有的 含义，或者其古老的含义“勤奋工作( i n d u s t r i o u sa c t i v i t y ) ”相关。也就是说， 设计是一种包含了广泛专业的活动，产品、服务、平面、室内和建筑都在其中。 这些活动都应该和其它相关专业协调配合，进一步提高生命的价值【：】。 从工业设计的最新定义中我们不难看出设计是将高技术产业转化为产品 的唯一途径，本文提出的在产品设计过程中用户的分析研究和快速完成产品开 发以及相应的设计管理是在新定义的指导下提出来的，在国外并没有进行深入 地研究。对于本文提出的用户中心设计实施的具体方法，设计调查与用户模型 在国外目前还是没有提出。 因此，比较国外的发展现状，本文的研究主题存在一定的可研究性与创新 性。吸取国外优秀的产品设计研究方法，摒弃不适用中国用户研究的西方式教 条，提出合理的人性化设计框架及应用方法。通过深入地了解与比较，本文的 研究主题，针对国内的设计行业具有独特的国情化与可发展性。 1 2 2 国内现状 工业化、市场化了的发达国家政府部门在工业发展的初期、中期、后期都 非常重视工业设计的发展，我国是处于工业化、市场化过程中的国家，技术劣 势呼唤工业设计，市场竞争呼唤工业设计，全球经济一体化呼唤工业设计，中 国创造呼唤工业设计，从政府到企业，中国目前已经认识到工业设计的重要并 为此展开行动。2 0 0 7 年2 月1 2 日，中国工业设计协会朱焘理事长向温家宝总理 呈送了“关于我国应大力发展工业设计的建议。2 月13 日温总理在“建议打上 批示：“要高度重视工业设计【3 1 。联想、海尔、美的、长虹、康佳、华为、华 旗、中兴、飞亚达等国内大品牌企业也都加紧在工业设计方面的突破。形成了 以北京、上海、广东等工业设计中心，引导我国的工业设计不断向前发展。 随着国家、政府对于工业设计的重视，那么对于设计方法的研究与应用就 显得更为重要。目前，本文所提出的，在产品设计过程中用户的分析研究和快 速完成产品开发以及相应的设计管理，在国内还是个空白。虽然，用户中心设 计在设计领域已经提出很长时间，但仍然没有进行深入研究，仅是个表皮而已。 在国内目前都在呼吁设计的重要性，对于快速产品开发及设计管理，还没有一 定的理论方法。 因此，对于国内的研究现状，本文提出的以用户为中心的快速产品设计理 3 陕西科技大学硕士学位论文 论及应用是具有突破性的研究内容。对于中国的设计发展起到了指导性的作 用，给企业建立了科学的设计方法，打破了设计师所认为的“设计靠得是灵感 这一“没有设计方法而言”的错误理论；也打破了设计师一直以“设计师”为 中心的“人性化 设计理论，从而转向真正的关怀对象一一用户。改变了传统 的研发流程，强调快速的产品开发，为企业缩短研发时间，减少成本提供了科 学的设计方法与管理。提倡可持续发展观，在产品设计过程中充分考虑对环境 因素的影响，提倡绿色产品设计，力求生产环境友好型的产品。 1 3 本课题的主要研究工作 ( 1 ) 针对以用户为中心的快速产品设计方法进行研究分析和论述，提出以 用户为中心的快速产品设计的总体框架。强调在产品设计中对用户的分析研 究，强调用户的参与，强调对用户个性的尊重。提出了以用户为中心的快速产 品设计的具体程序和每一步应该采用的具体方法。 ( 2 ) 采用以用户为中心的快速产品设计方法对密码锁的用户进行了分析研 究，为密码锁的概念设计提供了科学、客观的依据。 ( 3 ) 以用户分析研究结果为依据，建立了用户模型，并采用产品设计知识 仓库，协同设计了三款密码锁概念设计方案，并利用计算机建模、渲染制作了 表现效果图。 ( 4 ) 按照以用户为中心的快速产品设计的要求，以用户为主，包括生产企 业的相关人员共同组成设计方案的评价组，对三种设计方案进行了评价并得出 了评价意见。 ( 5 ) 利用快速成型制造产品模型，并对产品方案进行评价，最终确定优选 方案。 4 基于速u c d 的快速产品设计方法研究与应用 图1 1 基于l i c d 的快速产品设计理论框架 f i g 1 - 1f r a m eo fu s e r c e n t e r e dr a p i dp r o d u c td e s i g nt h e o r y 5 陕两科技大学硕士学位论文 2 信息时代的产品设计 2 1 工业设计概论 随着人类文明的快速发展，生活水平的不断提高，人们对产品的需求也从 物品的占有和富足转变为对自我存在和个性差异的追求，这也意味着“大众消 费”时代进入了“阶层消费 时代，产品也从规格化向差异化演变，人们也越 来越倾向于购买产品的象征价值，而不仅仅是其使用价值。这一切，使得工业 设计在企业中的重要性日益凸显出来。 工业设计的研究领域大致分为如下三个方面： ( 1 ) 产品设计：指人们使用的器具和机械等产品设计，是以大量生产为 基础的设计。工业设计师通过对人生理、心理、生活习惯等一切关于人的自然 属性和社会属性的认知，进行产品的功能、性能、形式、价格、使用环境的定 位，结合材料、技术、结构、工艺、形态、色彩、表面处理、装饰、成本等因 素，从社会的、经济的、技术的角度进行创意设计，在企业生产管理中保证设 计质量实现的前提下，使产品既是企业的产品、市场中的商品，又是老百姓的 用品，达到客户需求和企业效益的完美统一，从而实现将原料的形态改变为更 有价值的形态。 ( 2 ) 视觉传达设计：利用视觉符号来进行信息传达的设计。视觉传达设 计的主要功能是传达信息，有别于直接使用功能为主的产品设计和环境设计。 视觉传达设计的过程，是设计者将思想和概念转变为视觉符号形式的过程，对 接受者来说则是个相反的过程。视觉传达设计中一个重要的组成部分是企业识 别系统( c o r p o r a t ei d e n t i f i c a t i o ns y s t e m ，简称c i s ) 。企业识别系统由统一的 企业理念、规范的企业行为以及一致的视觉形象所构成。即通过c i s 设计，使 企业具有视觉上的冲击力，可以鲜明地显示企业的个性，是企业力量和信心的 体现。一个成功的企业一定是对内有凝聚力，对外可使消费者产生信赖感和认 同感，从而提高企业知名度，实现企业的经营目标与发展目标。 ( 3 ) 环境设计：工业设计是作为沟通人与环境( 建筑、交通、居室、商 场、街道) 之间的界面语言来介入环境设计的。一般地理解，环境设计是 对人类的生存空间进行的设计。通过对人的不同的行为、目的和需求的认知， 来赋予设计对象一种语言，使人与环境融为一体，给人以亲切方便、舒适的感 觉。环境设计着重解决城市中人与建筑物之间的界面的一切问题，如：信息、 信号系统、环保方案等，从而也参与解决社会生活中的重大问题。同样是以使 用功能为主，环境设计区别于产品设计的是：环境设计创造的是人类的生存空 6 基于速u c d 的快速产品设计方法研究与应用 间，而产品设计创造的是空间中的要素【ts 】。 本文所涉及的工业设计概念，主要以工业产品设计为主。 工业设计是核心竞争力，是因为它可以将科学技术商品化从而完成其价值 的实现，同时能够有效地提高商品的附加价值，并科学地配置资源。据测算， 工业品外观每投入一美元，可带来2 5 0 0 美元的收益，而二战之后的日本从5 0 年代引入现代工业设计，将设计作为日本的基本国策和国民经济发展战略，从 而实现了日本经济7 0 年代的腾飞，使日本一跃而成为与美国和欧盟比肩的经 济大国1 6 ，更是很好地诠释了工业设计的作用。工业设计的主旨同可持续发展 战略是一脉相通的。在2 1 世纪，工业设计将成为企业生存的关键和核心。商 家将切实感受到，如果没有卓越的产品设计，任何先进技术精良装备与严格的 管理都无法创造出精美的商品。 设计的根本目的是以人为本，人是产品最终的服务对象，从而也是产品的 中心。因此，人在使用产品过程中的行为方式、心理反应、比例尺度和人所依 据的生活与背景文化，以及人与环境之间的关系，是产品设计的根本依据。 2 2 产品设计的发展现状 2 1 世纪，人类不同的需求、欲望和价值观念，在设计领域将占有重要的位 置。当前科技将以更快速度发展，产品将以更新面貌出现，人类的不同需求和 价值取向的敏感性更加占据设计领域的主导地位。今天提出来的个性化产品， 是基于人类文明的进展，提示我们要认识到人的生理机制和心理机制是互不相 同的，人人都有权利参与社会生活和共享社会文明发明、创造的一切成果。繁 忙的经济社会强调理性，人与人之间缺少了感情性的交流与沟通。所以在设计 中使理性与感性相互补充、相互渗透、和谐相处。并且注重设计的非统一性， 突出个性与特色，强调创意与创新，这也是产品设计发展的趋势之一。它可以 提供给不同人群展现个性的空间与平台。凡是符合于产品内在结构和功能的， 并且能满足物质需求和精神需求，为广大人民喜爱的设计，都会受到大家的认 可与欢迎。 在新世纪，融入全球经济的中国产品设计应当把握机遇，担负起传统与现 代、民族性与国际性双向交流，填补鸿沟的历史使命，早日介入世界现代设计 浪潮，力争把具有中国特色的设计推向世界，纳入世界的轨道。产品设计成为 当今乃至未来人们关注的焦点之一，这就需要设计者不断地研究产品设计的发 展趋势。设计以人为本，体现现代、体现绿色、体现个性，从而不断地满足不 同人群的消费需求、欲望和价值取向。设计者既要面对现实，又要敢于大胆想 象与创新；既要任重而道远，又是势不可挡。因此，我们要努力追赶设计的发 7 陕西科技大学硕十学位论文 展趋势，创造出新时代艺术与科技相统一的崭新产品。 2 3 产品设计传统模式及其特点 2 3 1 产品设计的传统模式 传统的产品设计通常包括市场调研、需求分析、产品定位、生产制造及产 品的销售，并根据市场反馈改进及维护产品。基本可划分为三个阶段：课题与 目标的确立；项目的展开与审定；产品改进及维护。 2 3 2 传统模式下产品设计师的主要任务 作为产品设计师在对产品的功能、造型、用户、人机环境等限定性因素深 入分析之后，首先做出不同风格的概念草图。在这些设计方案中优选方案，绘 制用于评价分析的二维视图。再次经过设计分析，用粘土或石膏将其制成模型。 这种模型比较粗糙，通常要修改磨光。产品设计师在此基础上推敲，发现问题 后将其翻模复制，以便进行二次创意与修改工作。当总体设计方案通过后，用 金属和木头( 或相似性质的材料) 制成真实尺寸的模型。在确保设计意图的前提 下精确地转制成与真实产品一样的模型，然后在表面上涂上色彩。这样整个模 型就基本完成了。工程人员通过模型绘出工程图，以此作为制造生产产品的唯 一依据。 2 3 3 传统模式的主要问题 传统设计分析过程复杂，绘制和修改设计稿工作量大。工业设计人员与工 程人员沟通困难，样机开发周期长、成本高、消费者的意见反馈不及时甚至无 法反馈。整个产品设计的研发过程相互脱节，各部门无法协同设计。 2 4 信息时代下产品设计面临的挑战 随着信息时代的到来，敏捷制造和柔性制造技术发展迅猛，可以低成本快 速制造出用于小批量生产的模具，柔性化工艺生产线可以同时生产各种型号的 产品，为实现工业设计的多元化风格，提供了强大的技术保证；并使得工业设 计从桎梏中解放出来，从过去千篇一律的现代主义简单的几何型风格和功能主 义的框框中摆脱出来，而更加关注传统的汲取、形式的变化和空间的复杂性， 更加关注人们个性化的心理需求和审美情趣，追求“天人合一 的境界l ，】。 由于市场对产品的需求不断变化，也由于技术发展为产品更新提供了可 能，产品的生命周期越来越短。据统计7 0 年代汽车的生命周期为12 年，8 0 年代为4 年，到9 0 年代仅为18 个月。电子产品的生命周期更短，如今，电脑、 手机几乎一进入市场就过时了。缩短产品开发的时间，提高对用户需求的响应 速度成为企业赢得竞争的重要手段，“市场响应速度第一”成为现代企业于设 8 基于速u c d 的快速产品设计方法研究与应用 计界追求的目标。 研究适用于信息时代的工业设计方法，探索新型工业设计方法，弥补这个 方面的空白，同时，缩短产品开发周期，加快企业的响应速度，成为摆在我们 面前的日益迫切的课题。 2 5 信息时代产品设计的特点 2 5 1 高经济特征 在工业时代，产品的价值主要是原材料和体力劳动的价值。在信息化社会 中，全球资源的共享、自动化技术进步，产品的价值主要是以先进知识为基础 的高技术，形成高技术、低密度、小批量、多品种、软设计与硬设计综合考虑 的产业特征。设计在商品的价值中的比例也随着全球经济的竞争而提升。为适 应市场的剧烈变化，适应人们消费的多样化( 在消费中更多考虑独特的风格和 自己的个性，即“分众消费 ) ，适应信息的快速更新( 数字化的信息量每18 个月就翻一番) ，设计必须遵循“初创形式加变化的创造原则，改变以往为 大批量，一次定型和基本不变的模型的方式而设计，要求产品在制造及使用时， 它的整体在建构的每一时刻都能改变以适合它。这种改变的结果是，设计的附 加值得到大幅度的提升，经济效益也相当显著。 信息化社会，设计被提高到经济管理、社会管理的高度上。设计的作用不 断被深刻地认识，产品的附加值随着信息化程度的发展不断提高，它的经济地 位也不断被人们所承认和接受。 毒4 2 5 2 高科技特征 在信息化社会中，高技术无所不在地渗透并适应到生活中，同时也渗透到 人们所使用的产品中。信息化社会中，产品成了信息技术、人工智能技术和自 动化技术的综合体。信息技术，微型机械加工技术使大规模集成电路的体积越 来越小( 1n m 一10 m m ) ，重量轻，耗能低，完成的功能却越来越多，而产品体量 却趋小化。新技术、新功能，扩展了产品设计的范围，带来全新的产品概念， 最突出的是产品趋向智能化。信息技术在生活中越来越得到广泛应用，特别是 在2 0 世纪8 0 年代开始，电脑和生活紧密结合在一起。大部分日常生活用品采用 了微型计算机技术和网络技术，产品功能的实现更精确也更人性，如带微电脑、 能相互联网的洗衣机、冰箱、电饭煲、门等等。随着电子通讯和声像媒体的发 展，信息技术对世界的“再现，特别是对人的姿势、行为的再现十分逼真， 人与机( 基于各种软件语言) 的交互平台更个性、更灵活、更具情感和私密性。 产品的更新也越来越快，新概念的产品也不断涌现，每年都有大量的新产 品面市，多人们几乎跟不上其更新的脚步，这一切的功劳是科学技术的创新及 9 陕两科技大学硕士学位论文 普及所带来的。先进的制造技术扩展了人们的想象空间，并使这些想象甚至是 神话得到实现。有了技术的支持，人类能飞翔，能在虚拟的社区生活，在设计 领域中没有什么不敢想，没有什么不能做。在未来，设计与先进技术的结合， 使产品与实物形象间越来越模糊。如电子影像，看到的只是具有象征意义；各 类软件的可视化窗口，电脑只是介质，产品是看不见的数据和程序。另外，生 物工程技术的发展，产品将和人的身体结合，就像远古具有图腾崇拜的文身一 样，植入人的皮肤甚至机体内。 这种高科技特征同时体现在材质上。材料加工技术越来越精湛，材质表现 力越来越丰富。各种金属材质更加炫目，仿真材质更加质朴。透明材质成为新 时尚，曾经用在小产品的表面处理上，如今正广泛应用到大至汽车的各类产品 上。排列整齐、制作精湛的内部机件，透过朦胧有磨沙半透明外壳显现出来， 大大提高商品魅力。 2 5 3 高品位文化艺术特征 没有文化内核的信息化，是盲目的信息化，信息化要以人为本。基于信息 化社会的产品也如此。设计者设计出来的产品常常会被淘汰，人们会保留什么、 欣赏什么、什么样的产品有生命力，尤其是当产品的物质功能被其他形式的产 品代替时，产品的文化性是它经久不衰的主要原因。因为产品对人的生活有着 限制和影响，当产品对人的生活行为具有解释和心理依赖作用时，产品就渗入 到人们的文化精神中，对人具有更深刻的含义。 在工业时代，设计强调适合人体需求的产品功能和结构，因此产品一度无 任何装饰，无情感，人与产品之间是种“工具理性关系。当世界每个角落之 间的时空在通讯、互联网和交通的日益发达下越来越缩短，人们看到世界的城 市基本是一个模样，生活受到外界猛烈的冲击而趋向大同时，人们开始反思自 身文化和传统的价值，设计的趋势是将传统和现代新技术结合：另外在当代高 速运转的社会生活中，生活节奏变化很快，人们每天面对大量的信息进行筛选， 工作随时随地、生活时时翻新无固定点而又无规律，社会关系也不断变化和琢 磨不定，甚至没有实在的可触的社区，人们将承受更重的心理压力。为了对抗 这种压力并保护自身，人们更追求相对稳定使人有归属感的历史传承的传统文 化，希望接近更自然的生活环境。 在信息化社会，科学和艺术的重新综合。“设计似乎可以变成过去个自单 方面发展的科学技术和人文文化之间一个基本的和必要的链条或第三者” ( m a r c od i a n i ) 。设计会趋向艺术( 至少前景是) ，在设计界中越追求“种 无目的性的、不可预料的和无法准确测定的抒情价值 ( m a r c od i a n i ) 和种种 1 0 基于速u c d 的快速产品设计方法研究与应用 “能引起诗意反映的物品”( a l e s s a n d r om e n d i n i ) 。当设计依赖的技术达到无 所不能时，新奇的产品不再是个大惊小怪的事情，同时人们的文化素质达到较 高的程度，人们并不满足物质功能的实现，数量、体积、档次的拜物主义价值 观也不再是人类审美的主要因素，而是寻求并实现个人的理想或情感，张扬个 性和品位，艺术和文化性是唯一可诉求的区别了；当技术无法让人追赶、让人 恐惧时，艺术是唯一的安慰。艺术不再是曲高和寡，而是回归大众了。通过人 人积极参与设计的产品，艺术负起对使用者启发、感应及引导的作用，把现实 世界之外的一个更真实、更完善的理念给人们【s ，。 陕两科技大学硕士学位论文 3 基于u c d 的产品设计理论 u c d ( u s e r c e n t e r e dd e s i g n ) 是以用户为中心的设计。 3 1 以用户为中心设计的起源 以用户为中心的设计是2 0 世纪8 0 年代末兴起的一种产品开发的概念与方 法，19 8 6 年美国n o r m a n 和德拉泊出版以用户为中心的系统设计，这本书 在美国首次提出“以用户为中心 的计算机人机界面的设计。主张设计应将重 点放于用户，使其根据现有的心理习性，自然地接受产品，而不是强迫用户重 新建构一套心理模式( m e n t a lm o d e l ) 【，】。 提出的设计师、用户心理模型与系统的关系，详细阐明了研究用户的重要 性。在这本书中，n o r m a n 定义了在人机界面设计方面以用户为中心的设计： 设计易于使用产品的用户经验。它能确保产品容易购买、容易设定、容易使用 与容易升级；也能确保产品能够吸引人，而且是直觉化而完整的。 而针对广泛的设计，u c d 是不仅仅适用于界面设计，对工业设计提出的 人本思想更是值得引用的科学方法。然而在长期的科学发展中，计算机学家与 设计人员一直隔墙自谋，工业设计领域所提出的“以人为本 的设计理论，也 在初期的摸索中没有找出研究用户的理论框架。当然，人机界面所提出的u c d 理论纵然可以指导工业设计，却不是符合工业设计发展的，需要通过研究与实 践，提出以用户为中心的设计方法和理论，真正为设计服务的u s e r c e n t e r e d d e s i g n 用户中心设计理论。 3 2 以用户为中心设计的发展 过去操作电脑的手掌处都会磨出茧，甚至手腕会患关节炎，这些“职业病” 是人们在键盘时操作角度不符合人机工程学而造成的，因此有了键盘托或键盘 垫来缓解这种不适i l o 。老年人由于身体机能老化，为他们设计的手机就应考虑 到屏幕中的字符要大一些、铃声更响一些、操作更简化一些、按键要更便于识 别和触按等。孩子的好奇心强，电子玩具在设计时应考虑既能保护孩子又能避 免非正常操作造成的伤害。产品在使用过程中应易于使用者自己检测、修理、 保养；拿到一样新的产品时，凭借正常的习惯和已有的知识，不用阅读说明书 也可顺利操作该产品。这些都是注重了人性化设计，应该说是用户中心设计的 萌芽。然而，对于工业设计还一直没有形成用户中心设计的理论框架。 工业社会以后，生产制造的价值观念变为利润，机器工具的制造者往往不 是操作者，他们主要考虑无限提高生产效率，把机器工具作为一种控制方式， 1 2 基于速u c d 的快速产品设计方法研究与应用 因此，以机器功能作为设计过程考虑的核心问题。这种“以机器为本 的设计 思想一直延续到八十年代。工业设计也是在八十年代初慢慢萌芽在中国的，通 过二十多年的发展，对国外的经验只是一味地吸取与模仿，继承了工业革命带 来的“以机器为本 对西方国家的深刻影响，使设计也追随于机器的效率并倾 向于技术的局限。 在2 0 世纪末，机器为本的思想对人的生理特性及心理特性严重影响，直 到近几年对心理学的关注，才使科学家们注意到了适应人的心理特性是改进机 器的重要指导。因此，在欧美等发达国家有部分的计算机学家开始研究机器的 可用性，深入研究用户的心理特性，从而改进可能的使用方法。正如美国著名 计算机、心理学家n o r m a n 在他上世纪八十年代所写的日用品设计序言中 提到的：“那些难以打开的门、令人迷惑的电灯开关、无法弄明白的淋浴控制 器使我声明远扬。与我通信的人告诉我，任何带来不必要麻烦的东西都被冠以 “诺曼 这个名字，诸如诺曼门、诺曼开关、诺曼淋浴控制器 i h 。 u c d 的提出在人机界面领域得到了一定的发展，它是基于心理学的理论 知识，改善人与机器之间的关系，使其更人性化。然而在工业设计领域并没有 得到很好的应用与深入探索，心理学的应用已经慢慢深入到边缘学科，设计心 理学还处于摸索的萌芽时期。因此，对于u c d 在工业设计中的引入，应该基 于心理学的知识对用户研究寻找适合的方法与理论。 以用户为中心的设计理论在欧美等发达国家得到了一定的深入研究， n o r m a n 于l9 8 8 年就通过心理学的知识制定了用户中心设计的准则： ( 1 ) 使用真实世界与用户脑中的知识； ( 2 ) 简化工作结构； ( 3 ) 让系统信息能够被看到，以减少评估与操作间的差距； ( 4 ) 让操作对应( m a p p i n g ) 关系，让用户了解； 。 ( 5 ) 利用人与自然的操作限制，避免操作发生错误； ( 6 ) 容错设计；当以上6 项准则无法使用时，将其标准化。 标准化准则有以下的几点：使用性( u s a b i l i t y ) ；学习性( 1 e a r na b i l i t y ) ： 用户能够很容易地学会系统地使用，快速开始进行他们的工作；效率 ( e f f i c i e n c y ) ：系统应该能够有效地被使用，当用户学会使用该系统后，必须 能够有很高的生产力；记忆( m e m oa b i l i t y ) 系统应该具有可记忆性，当用户 有一段时间未接触系统，不必重新学习所有的东西；错误率( e r r o r ) ：系统应 该有很低的错误率，用户使用系统时很少会发生错误。万一用户发生错误，他 们应该能够很容易地自己解决问题；满意度( s a t i s f a c t i o n ) ：用户使用系统时应 陕两科技大学硕十学位论文 该觉得舒适而满意【1 2 】。 3 3 设计心理学对用户中心设计的影响因素 3 3 1 设计心理学的含义 设计心理学是心理学的一门分支学科，它是心理学的基本知识在工业设计 中的应用。设计心理学是研究工业设计( 产品、商品设计等等) 与营销、消费 者( 使用者) 心理活动及其规律的一门学科。设计心理学的最终目的是不仅使 设计者设计出消费者满意的产品，而且还要根据消费者的心理活动发展规律指 导、引导、提高消费者的需要，即设计出的产品在一定程度上要有前沿性。 3 3 2 设计心理的影响因素 a 年龄差异 不同年龄的人，心里活动是不同的，表现在他们的消费心理和购买行为上 有着明显的区别【1 3 l 。 1 ) 儿童用户设计心理 儿童消费商品有两种情况：一种是自购自用，即由儿童自己选购自己喜爱 的商品；一种是他购自用，即由父母和他人代购商品。对于前者，产品的设计 定位应是造型有趣、色彩绚丽、包装活泼、想象丰富、富于童话、且物美价廉， 能引起儿童的注意，诱发其购买动机，促成其购买行为。对于后者，要注意把 握家长的消费心理。现在家长都比较重视孩子的智力开发与投资。因此设计定 位应注重产品的品种、造型、包装、商标和对儿童智力开发等方面。 2 ) 青年用品设计心理 青年思维敏捷、感知力强、易被新鲜事物吸引，购买商品时常不是因为缺 什么，而是因为对商品的偏爱和喜欢，有求新、求奇、求美、求名的消费心理。 因此设计时应特别注意外形美观、装潢新奇独特、色彩绚丽，具有时尚特色。 3 ) 中老年人用品设计心理 中老年人用品应注意提高产品质量与功能多样化、注重时代特色与形式多 样化、注重方便安全与身心健康。 b 性别差异 男