陳 靜，孫述平

（1.三明學院 藝術與設計學院，福建 三明 365004；2.義守大學 數(shù)位多媒體設計學系，臺灣 高雄 000800）

設計一個有吸引力的產品以滿足消費者的喜好是設計師最重要的事情。然而很難找到合適的設計元素來定義這種吸引人的產品。因此，有必要建立一座連接設計要素和消費者偏好的良好橋梁。實質上，消費者的偏好及產品的形式隨著時間的推移會發(fā)生變化。傳統(tǒng)的研究沒有考慮到產品設計這種重要的時變性質。因此，本研究提出了架構導向感性工學系統(tǒng)的量化設計方法，并以將樂龍池硯為設計實例。第一階段，利用系統(tǒng)架構整合感性工學層次分解法確定產品感性意象定位，用于衡量消費者對分類產品的主觀偏好。第二階段，采用專家權重法和數(shù)據(jù)包絡分析CCR 模型構建定義評估產品的設計屬性和設計要素類目重要度。通過考慮高權重的設計屬性，可以更有效、更準確地進行方案整合。在最后階段，借由系統(tǒng)架構規(guī)格描述語言將二者整合，建立基于消費者偏好的產品系統(tǒng)規(guī)格。通過本研究開發(fā)的系統(tǒng)規(guī)格，設計師也可以評估產品發(fā)展的未來方向。

一、感性工學的應用現(xiàn)狀

在信息化時代中，感性能力已經成為一種主要的發(fā)展能力，人類社會也進入了一個注重感性的時代。一些日常用品開始趨向于感性化設計，在產品形式上也更趨于審美性、獨特性和個性化表現(xiàn)。[1](P116-118)目前市場的主流發(fā)展趨勢開始以消費者的個性化需求為導向。面對消費者的需求尤其是他們的感性需求，設計師必須洞察消費者心理，深入探索和了解他們的感覺，根據(jù)消費者的需求進行定制。[2](P57-61)在研發(fā)過程中借助感性工學的研究方法，始終堅持以人為核心，體現(xiàn)人的感性感受，從而設計出符合消費者感覺期望的產品。感性工學的系統(tǒng)化及考慮個人差別的感性評價方式，使設計師快速獲得消費者對設計方案的反應，減少設計流程所耗費的時間與錯誤發(fā)生的概率，提升整體的設計效率。

感性工學（Kansei Engineering）簡稱 KE，是介于設計學、工學和其他學科之間的綜合性交叉學科。它運用現(xiàn)代技術將消費者的感受和意象加以量化并轉譯成具體的設計要素[3](P20-25)，以此研發(fā)新的產品。感性工學主要研究的內容：一是根據(jù)產品的感性層面進行感性語匯分類，通過建立產品的感性結構來獲取設計細節(jié)。[4](P9-10)二是感性工學專家系統(tǒng)與相關設計數(shù)據(jù)庫的建立，包括知識庫、設計色彩資料庫、感性語義資料庫、意象資料庫等。三是感性工學建模。通過建立感性工學數(shù)學模型展現(xiàn)某種邏輯關系，并從感性詞匯中獲得人機工程學的結論。[5](P128-130)

感性工學的研究領域主要著眼于探討人與物之間的相互關系，以工學的角度將人對產品感覺意象上的期望，利用科學方法轉化為物理性設計要素與設計細節(jié)。在感性系統(tǒng)建立過程中，使得設計師和用戶將感性加以量化呈現(xiàn)，輔助人們理清對產品的感性偏好，并為產品設計注入新生命。感性工學的研究方法面向不同的設計對象，其研究重點也不盡相同。第一類方法是層次分解法（Category Classification）：根據(jù)產品的感性層面進行分類，以層次遞推的方法建立產品樹狀結構，由此獲取設計細節(jié)。在層次分解之前，首先對目標市場做感性調查分析，經研究小組討論后形成0 階感性概念，也就是產品定位。其次對于較為抽象的0 階感性概念，運用層次遞推的方法[6](P16-16)，將用戶對產品的感性認識范疇拆解為1 階感性概念。最后由1 階感性概念往下拆解，直到得出能體現(xiàn)細節(jié)設計的階層（N 階）為止。最終獲得符合感性訴求的產品物理特性，以此作為產品開發(fā)的基礎。第二類方法是建立感性工學系統(tǒng)，主要以建構感性詞匯與設計要素的關系為目的。通過數(shù)據(jù)資料庫，用戶即可將自己的想法轉化為實際的產品要素。以上兩種方法較常用在現(xiàn)代產品設計的創(chuàng)新和研發(fā)過程中,本研究將感性工學的兩種研究方法作為龍池硯規(guī)格創(chuàng)新設計的契入點，通過系統(tǒng)架構整合設計對象，使得感性工學的應用更加完整清晰。

二、架構導向系統(tǒng)模型

系統(tǒng)指的是某一群彼此互動的構件所組合而成的整合性全體。一個完整的系統(tǒng)規(guī)格書用來描述該系統(tǒng)的各種細節(jié)，包括視覺素材之間的關系、系統(tǒng)可操作的流程、系統(tǒng)運作的邏輯規(guī)則等。產品開發(fā)人員只要依照規(guī)格書內的描述便可以對產品形成一個清晰的概念。建立一套架構導向系統(tǒng)規(guī)格書的模型，采用結構行為合一系統(tǒng)架構的描述語言，其包含的六種規(guī)格設計圖分別為：架構階層圖、框架圖、構件操作圖、構件連結圖、結構行為合一圖、互動流程圖。[7](P28-33)架構階層圖中展現(xiàn)了一個系統(tǒng)的多層次分解與組合形式，可以將原本復雜的系統(tǒng)通過分解與組合變得簡單明了?？蚣軋D用來解釋構件組成的結構。結構行為合一圖用來顯示系統(tǒng)中各個構件之間及它們和外界環(huán)境的互動情況。互動流程圖用來描述每一個系統(tǒng)行為在外界環(huán)境、構件與構件之間的操作互動，并且可以描述每一個操作的順序，也能夠展示每一個操作所傳送或接收的資料。通過以上幾種設計圖來描述一個完整的系統(tǒng)所應具備的內容 （包括功能、構件、規(guī)則、界面配置等眾多設定），可以讓不同專業(yè)領域的系統(tǒng)開發(fā)人員透過此模型進行系統(tǒng)的建置，加快系統(tǒng)的開發(fā)。

本研究主要采用感性工學的第一類方法層次分解法和感性工學系統(tǒng)的建立作為架構導向感性工學系統(tǒng)規(guī)格的描述語言，選擇消費者心理意象中對應的設計要素與感性語匯，再通過問卷與實驗制作樣本和語義差異量表，由被測者進行感性評價，將兩者之間的關系量化為數(shù)據(jù)，最后借助專家權重法建立起符合消費者感性需求的龍池硯設計要素與感性意象空間。

三、設計決策分析

產品設計階段是產品創(chuàng)新的一個非常重要的階段。在產品設計階段中存在著大量的決策分析問題，例如影響產品決策輸入單元、產品要素組合等問題。對于尚未形成系統(tǒng)的產品設計中的決策分析方法研究還不多見，因此，本研究對新產品設計中的決策分析問題進行提煉，在考慮影響產品決策輸入單元、產品要素組合等問題上進行系統(tǒng)的研究，并給出有針對性的決策分析方案：分析新產品的內涵與特點，劃分新產品設計過程的不同階段，給出了新產品設計中的三類典型決策分析問題的形式化描述；針對考慮有關影響產品決策輸入單元、產品要素組合等問題,提出了專家權重法以及資料包絡分析法中CCR 模型的建立方法。研究中提出的理論與方法能夠有針對性地解決新產品設計決策中出現(xiàn)的實際問題，對新產品設計中的決策分析問題研究提供了理論方法和實際應用方面的借鑒和指導。

四、基于感性工學的龍池硯設計系統(tǒng)規(guī)格塑模

（一）龍池硯感性工學系統(tǒng)背景分析

居于閩硯之首的龍池硯因其石料來源于將樂縣龍池村的龍池石而得名。2005年，龍池硯被列為福建省非物質文化遺產，但目前對于龍池硯的學術研究少之又少，對龍池硯本身的發(fā)展和如何革新也缺乏實際的方法和措施。龍池硯制作工藝因人、因地、因藝而異，尤其在設計制作方面，由于各人的理解和創(chuàng)新理念不同，龍池硯的制作還存在著或多或少的差異。隨著時代的發(fā)展，龍池硯制作已由傳統(tǒng)的手工藝制作向小型機械制作過渡，雖然有了一些轉變更新，但是對于龍池硯的特殊制作工藝，在硯材研制領域還沒有形成系統(tǒng)詳細的工藝調查報告。[8](P2-4)因此，對其制作工藝的探索與研究，還需借助其他硯臺品種的研究分析作為參考，并需要實地深入調查，獲得一手資料，以實際的數(shù)據(jù)和工藝為后續(xù)的研究提供支撐。

（二）系統(tǒng)概要與系統(tǒng)目的

借助感性工學系統(tǒng)的構建，用系統(tǒng)設計規(guī)格描述龍池硯的設計行為與構件，建立一套架構導向龍池硯感性工學系統(tǒng)規(guī)格書的模型。系統(tǒng)框架分別由應用層（Application layer）、數(shù)據(jù)層（Data layer）、技術層（Technology layer）三個層級組成。（見圖1）應用層的主要構件為設計對象龍池硯。數(shù)據(jù)層的主要構件為硯臺感性工學數(shù)據(jù)資料庫，構件下又包含六項子構件：龍池硯感性詞匯的收集、龍池硯樣本圖片的收集、龍池硯語義意象空間的建立、龍池硯設計要素的挑選、龍池硯感性意象度調查及龍池硯設計要素和意象之間的關系。技術層中利用人工和統(tǒng)計兩種分析行為為上述構件作出解釋。先利用問卷調查收集前期所需要的龍池硯感性詞匯和樣本圖片，經SD 語義量表篩選后確定最終樣本，經由專家權重法給出龍池硯意象和設計要素間的重要度評估，借助回歸分析與CCR 模型確定影響各設計要素的顯著性要素類目。

在框架圖中可見兩種方法的融合：第一類方法側重感性詞匯的質性分析行為，第二類方法側重數(shù)據(jù)的量化分析行為。二者結合的優(yōu)勢在于能夠簡明快速地將消費者意象空間建立起來，為后續(xù)的設計細節(jié)服務，量化的數(shù)據(jù)使得最終的設計解也有了科學依據(jù)。利用感性結合理性的設計方法，尋求不同消費群體對龍池硯創(chuàng)新設計的感性意象，從整體上把握龍池硯設計的未來趨勢。設計師對龍池硯的功能、造型外觀、材質、裝飾題材和技術加工進行深入分析整合，獲取數(shù)據(jù)支撐。明確龍池硯產品特征、結構及其包含的感性信息，在定量分析的模式下探索消費群體的心理感性意象，并獲取產品感性意象屬性。整合運用架構導向感性工學系統(tǒng)的方法，探討龍池硯的創(chuàng)新設計在風格、形態(tài)、工藝、裝飾等方面的體現(xiàn)，并且分析其可行性及將樂龍池硯其他性能的拓展。

為了清楚地描述龍池硯感性工學系統(tǒng)設計規(guī)格中每一個操作的順序，以及構件與構件之間的操作互動。在龍池硯感性工學系統(tǒng)行為互動流程圖及設計類目行為互動流程圖中，清晰地展現(xiàn)了感性工學系統(tǒng)的整體操作流程。將設計目標——龍池硯在不同階段的結構和行為互動聯(lián)系在一起。經由目標市場分析、小組訪談得到目標定位并確立感性范疇。依層次推導，逐步得出1 次感性概念、2 次感性概念以及N 次感性概念。在質性到量化的過程中，設計師可借助數(shù)據(jù)分析軟件，將消費者的感性意象逐漸轉譯為量化的設計細節(jié)。（見圖2、圖3）通過框架圖及互動流程圖的繪制和解讀，架構導向龍池硯感性工學系統(tǒng)的設計規(guī)格書已然確立。使用本研究中的架構導向感性工學系統(tǒng)設計規(guī)格可將感性工學的第一類與第二類的設計方法整合為多觀點的感性工學設計系統(tǒng)，并將此系統(tǒng)中涉及的不同學科整合在同一個軌道上，取得收斂且符合感性需求的設計方案。

圖1 龍池硯感性工學系統(tǒng)框架圖

圖2 龍池硯感性工學系統(tǒng)行為互動流程圖

圖3 龍池硯感性工學系統(tǒng)設計類目行為互動流程圖

（三）系統(tǒng)資料

研究需通過實驗了解消費者對于硯臺的意象與其形態(tài)間的關系。實驗分四個階段：第一階段為現(xiàn)有龍池硯樣本的形態(tài)分析，第二階段提取龍池硯感性意象形容詞語匯，第三階段將收集的龍池硯樣本進行消費者意象實驗，第四階段分析實驗結果，歸納意象與形態(tài)間的關系。

1.挑選龍池硯感性意象形容詞語匯

收集意象語匯形容詞：首先，通過搜集前期的龍池硯樣本圖片、資訊及相關文獻，從中選取硯臺意象語匯與消費者的心理感受，并收集適合產品設計意象的語匯。將收集到的感性語匯進行詞性轉換，成為能夠表達消費者心理感受及龍池硯風格意象的感性語匯，并進行反義詞配對。本階段初步收集來自相關硯臺形態(tài)意象語匯詞100 組，目的在于取得對于各類硯臺的整體感覺意象。其次，為了減少受測者的負荷，進行感性詞匯的篩選。經由焦點小組討論并借助感性工學系統(tǒng)行為互動流程圖，從100 組形容詞詞匯中導出40 組具有代表性的適合描述龍池硯的感性形容詞。（見表1）再次將初選的40 組感性形容詞制成問卷，利用專家權重法進行評估。最終將專家選取的權數(shù)進行整理并借助SPSS 進行聚類分析。選定排序較高的20 組為最適合描述硯臺的語匯，如表中（※）。

表1 初選40 組感性意象詞匯

為建立龍池硯形態(tài)要素與感性語匯之間的關系，按類別將形容詞經過詞性轉換，整合成表達消費者感性需求及風格意象的語匯形容詞四組：古拙文雅（4、19、2、16、11），簡約禪靜（5、6、17、20、7、8、14、10、9、13），飄逸靈動（3、15），精致繁縟（1、18、12）。（見圖4）

圖4 篩選4組代表性硯臺樣本圖片

2.龍池硯樣本的形態(tài)分析

首先，收集現(xiàn)有龍池硯造型圖片，篩選46個龍池硯樣本圖片以幫助本研究確定硯臺造型要素。其次，經文獻解析硯臺造型流變并提取硯臺的輪廓DNA，盡可能以詳盡的構件來表達硯臺的形態(tài)。硯臺形態(tài)組成的構件分為硯堂、硯邊、硯側、硯池、硯崗、硯額、硯背、硯面。整合硯臺構件及其對應功能項的重要度關系，發(fā)現(xiàn)影響硯臺盛墨、磨墨、沾墨三大基本功能的重要構件為硯堂、硯額、硯邊三個部分。硯堂是硯臺的核心，位于硯臺中心研磨處，決定石質的好壞以及使用價值的高低。硯額是提高硯臺美學觀賞價值的重要部位，一般會加以紋飾、圖案、銘文、雕刻等工藝處理。硯邊也叫硯緣，形成硯的輪廓，起到蓄水或是蓄墨的功能，而有些名品硯臺因其觀賞和收藏價值可不設硯邊。最后，設計師以硯臺感性工學系統(tǒng)設計類目行為互動流程圖（見圖3）進行造型形態(tài)類目分析可知，對硯臺造型產生重要影響的要素有形狀、質感、紋彩、雕工及裝飾。而每種造型要素根據(jù)消費者意象和專家重要度評估又有具體細分，基于圖4中四種風格意象的劃分，分別從形狀、質感、紋彩、雕工等方面進行硯臺不同構件的重要度評估，并以◆標記。（見表2）通過專家權重法計算可得硯臺形態(tài)要素的權重評估如下：

由表3可知，對于硯堂形態(tài)要素的重要度排序依次為：質感＞形狀＞雕工＞紋彩＞裝飾。由表4可知，對于硯額形態(tài)要素的重要度排序依次為：雕工＞質感＞紋彩＞形狀＞裝飾。由表5可知，對于硯邊形態(tài)要素的重要度排序依次為：形狀＞紋彩＞裝飾＞質感＞雕工。

同理可得其他三種意象風格形態(tài)要素的重要度排序分別為：

對于硯堂形態(tài)要素的重要度排序依次為：質感＞形狀＞雕工＞紋彩＞裝飾。對于硯額形態(tài)要素的重要度排序依次為：雕工＞質感＞紋彩＞形狀＞裝飾。對于硯邊形態(tài)要素的重要度排序依次為：形狀＞紋彩＞裝飾＞質感＞雕工。

由上述權重分析可知不同風格意象對于硯臺構件和形態(tài)要素的影響并無顯著性差異。為了得到更為詳細有效的設計類目與形態(tài)要素之間的關系，進一步借助CCR模型可計算出不同風格意象中各形態(tài)要素和設計類目的相關關系，并整合歸納出設計方案。

表2 四種風格意象與設計要素的對應關系

表3 硯堂形態(tài)要素的重要度分析

表4 硯額形態(tài)要素的重要度分析

表5 硯邊形態(tài)要素的重要度分析

CCR 模型公式：

The mathematical equation of input-oriented CCR model of this study is programming as follows:

hk：The relative efficiency of the k-th DMU.

yrk：The r-th output item of the k-th DMU.

xik：The i-th entry of the k-th DMU.

yrj：The r-th output item of the j-th DMU.

xij：The i-th input item of the j-th DMU.

urk：The weight value of the r-th item of the kth DMU.

νik：The weight value of the i-th input of the kth DMU.

The target values(Θ)of Eq.(1),which are the efficiency value to be evaluated.In this study each input item has been set to"1".Eq.(1) has become a convenient calculation of the linear programming model.

基于上述對四種意象風格進行形狀、質感、紋彩、雕工、裝飾的決策分析，結果可得關于龍池硯四種風格意象的設計解的具體細節(jié)。如古拙文雅風格：（器物形）要素較具顯著性，質感評估中（堅、潤、鍵、潔）較具顯著性，（自然絨花紋）較具顯著性，（篆刻）較具顯著性，（硯匣）較具顯著性。

由表2及CCR模型公式綜合可得關于龍池硯四種風格意象的設計解的具體細節(jié)。以古拙文雅風格為例解釋其設計解的效果表現(xiàn)：在造型表現(xiàn)上，硯堂、硯額、硯邊應以器物形（如瓶形、花形）為主；在造型細節(jié)中，應體現(xiàn)符合消費者對于古拙文雅的心理情感意向，線條清雅溫婉、自在圓融，形態(tài)轉角處能體現(xiàn)線面的秀潤與渾樸，紋飾一般以自然絨花紋為主，雕工技法以篆刻或薄意雕展現(xiàn)，整體包裝可以借助木制硯匣或是棉麻質感來展現(xiàn)其自然樸質的風格。（見圖5）

圖5 古拙文雅風格的龍池硯（圖片來源：自制）

五、設計決策實踐

在將樂龍池硯的本土創(chuàng)新設計中，運用傳統(tǒng)元素的抽象化，以語意的形式與龍池硯的使用語境、功能語境相配合，引入感性工學系統(tǒng)方法，對設計對象龍池硯及其形態(tài)要素類目進行收集和整理分析，結合地方的生態(tài)環(huán)境和人文環(huán)境，挖掘將樂龍池硯的創(chuàng)新設計源泉。以龍池硯的功能、形狀、質感、題材和技術加工為切入點，對龍池硯的設計要素進行系統(tǒng)歸納。對龍池硯的實用功能、美學功能及認知功能進行多層次分析，使傳統(tǒng)元素的裝飾與龍池硯之間產生一定的邏輯關系，從而豐富龍池硯的表現(xiàn)形式。利用傳統(tǒng)的造型機制，在將樂龍池硯造型的外顯層面把握形、色、材等因素，同時也強調造型的位、向、數(shù)等內構層面因素。東西交融，用西方的形式將東方的意義和精神表現(xiàn)出來，加強和拓展對將樂龍池硯的文化特性的理解。研究提出感性工學理念在龍池硯的傳承和革新設計中的運用，把情感作為一種功能，通過對消費群體感官的把握，在研究消費者的行為和感覺的基礎上，用現(xiàn)代設計的方法將設計作品與情感文化融合。消費群體在產品的使用過程中通過人機互動激發(fā)聯(lián)想并產生共鳴，從而可以獲得精神和情感上的滿足。[9](P482-488)

物質功能并不等于龍池硯本身的物質屬性，這些屬性和人的需求聯(lián)系起來才能構成產品完整的功能。龍池硯的藝術美不僅是功能性的，也是外觀形式的表現(xiàn)。通過對設計要素的歸納總結，研究龍池硯的設計要素與消費群體之間的關系，設計師可以嘗試提出將樂龍池硯創(chuàng)新設計的發(fā)展策略。作為一門傳統(tǒng)造物，龍池硯的民間傳統(tǒng)性、手工藝性、材料的珍稀性及文化藝術性都奠定了其收藏價值。這一環(huán)節(jié)中消費者導向作用甚是重大，需要認真剖析了解消費群體的特征，才可以最大化發(fā)揮龍池硯產品的市場價值。

本研究利用SBC 系統(tǒng)架構建立龍池硯感性工學系統(tǒng)規(guī)格書，結合感性工學的階層分類法和專家系統(tǒng)兩類方法，探討龍池硯創(chuàng)新設計的可行性空間。依照架構階層圖、框架圖、結構行為合一圖及互動流程圖等六大金律進行描述，最終產出龍池硯感性工學系統(tǒng)規(guī)格塑模。依照系統(tǒng)架構制作的規(guī)格塑模可以順利地引導系統(tǒng)再造開發(fā)，提升系統(tǒng)造化的成功率。系統(tǒng)架構和感性工學的方法結合有其明顯的優(yōu)勢，因為感性工學系統(tǒng)本身過于復雜，而利用系統(tǒng)架構中的框架圖、階層圖可以將復雜的系統(tǒng)變得簡單而易于理解。[10](P78-80)以架構為導向的感性工學系統(tǒng)可以借助架構的框架圖清楚地歸類出系統(tǒng)的相同屬性和特性。在感性工學系統(tǒng)實施過程中，結合系統(tǒng)架構的結構行為合一圖和行為互動流程圖，就會把許多個別行為組合起來，進行多次不同操作觸發(fā)，從而得到更清楚的順序推導。

本研究所提出的架構導向感性工學系統(tǒng)規(guī)格，除了可以用于建立多觀點的文房用具設計方案，對于其他涉及行為構件及注重多觀點的感性工學產品，也可以本研究建立的架構導向感性工學系統(tǒng)來指導實施各類產品設計系統(tǒng)規(guī)格塑模，以取得整合性的設計方案。