余森林 葉林棟

摘要：解決現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)鞋品的回收困難、環(huán)境污染、資源消耗等可持續(xù)問(wèn)題，文章通過(guò)分類整理現(xiàn)有可持續(xù)與模塊化鞋品，總結(jié)并歸納運(yùn)動(dòng)鞋可持續(xù)性的優(yōu)點(diǎn)與局限，并在此基礎(chǔ)上提出可持續(xù)視域下的模塊化運(yùn)動(dòng)鞋品設(shè)計(jì)策略。首先基于系統(tǒng)-功能-結(jié)構(gòu)分層模型分析運(yùn)動(dòng)鞋結(jié)構(gòu)與功能，為模塊劃分提供依據(jù)并與用戶需求構(gòu)建聯(lián)系。采用桌面調(diào)研、問(wèn)卷、訪談等收集用戶需求并總結(jié)，為模塊劃分和后續(xù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。其次以生命周期設(shè)計(jì)與再循環(huán)設(shè)計(jì)為原則進(jìn)行材料選擇，從產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度，構(gòu)建從購(gòu)買到回收置換的系統(tǒng)流程。最后從四方面設(shè)計(jì)要素進(jìn)行具體設(shè)計(jì)實(shí)踐驗(yàn)證，將所提設(shè)計(jì)策略應(yīng)用于具體運(yùn)動(dòng)鞋設(shè)計(jì)中，改進(jìn)方案在可持續(xù)方面有較好提升，為運(yùn)動(dòng)鞋的可持續(xù)設(shè)計(jì)提供可借鑒的參考。

關(guān)鍵詞：模塊化設(shè)計(jì)；可持續(xù)設(shè)計(jì)；運(yùn)動(dòng)鞋設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)策略；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；綠色材料

中圖分類號(hào)：TS943.74

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：10017003（2024）02003113

DOI：10.3969/j.issn.1001-7003.2024.02.004

收稿日期：20230803;

修回日期：20231213

基金項(xiàng)目：湖北省教育廳人文社會(huì)科學(xué)青年項(xiàng)目（16Q109）

作者簡(jiǎn)介：余森林（1980），男，副教授，博士，主要從事可持續(xù)設(shè)計(jì)和智能家居設(shè)計(jì)。

隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，運(yùn)動(dòng)鞋技術(shù)也突飛猛進(jìn)，但自現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)鞋產(chǎn)生至今，大量運(yùn)動(dòng)鞋的生產(chǎn)和廢棄已對(duì)環(huán)境造成了不小的污染。運(yùn)動(dòng)鞋在生產(chǎn)階段，產(chǎn)生污染物，消耗大量能源，造成資源的浪費(fèi)，使用大量不可持續(xù)材料。在廢棄階段，因使用膠水黏合與不可回收材料導(dǎo)致鞋子難以分解回收，大多被丟棄處理，造成資源浪費(fèi)與環(huán)境污染。而在穿著過(guò)程中，因運(yùn)動(dòng)鞋一般使用膠水黏合，難以拆解更換，增加修補(bǔ)難度，修補(bǔ)性價(jià)比低。個(gè)別部件破損可能會(huì)使整雙鞋無(wú)法穿著，只能丟棄處理。隨環(huán)保理念的深入人心，鞋品也進(jìn)入了可持續(xù)發(fā)展階段，但目前針對(duì)運(yùn)動(dòng)鞋的可持續(xù)設(shè)計(jì)研究較少，還未有較好解決方案。模塊化設(shè)計(jì)方法是一種綠色設(shè)計(jì)方法，在滿足人們個(gè)性化需求的同時(shí)，提升產(chǎn)品模塊的重復(fù)利用率，減少資源消耗。吳佳樂等對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的眾多資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，提出可以從整合化設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)、通用化設(shè)計(jì)、合法化設(shè)計(jì)五種設(shè)計(jì)方法具體落實(shí)可持續(xù)理念。程賢福等對(duì)國(guó)內(nèi)外綠色模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)的綜述，并分別以綠色產(chǎn)品生命周期的各階段特性為主題，從產(chǎn)品生命周期、綠色設(shè)計(jì)、環(huán)境意識(shí)、再制造、可拆卸、維修、回收、重用等方面進(jìn)行了分析論述。這些模塊化主題并非獨(dú)立，有相同的考慮因素，但側(cè)重點(diǎn)不同。本文研究側(cè)重于從綠色設(shè)計(jì)、可拆卸、維修、回收四類綜合進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，嘗試在可持續(xù)視域下運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)解決當(dāng)下運(yùn)動(dòng)鞋品的可持續(xù)問(wèn)題，提出了一種可持續(xù)視域下的模塊化運(yùn)動(dòng)鞋設(shè)計(jì)策略，來(lái)提高運(yùn)動(dòng)鞋的使用效率和生命周期，減輕運(yùn)動(dòng)鞋在全生命周期對(duì)環(huán)境的污染，減少不可再生資源的使用，更新傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)鞋的服務(wù)模式，為消費(fèi)者提供新的消費(fèi)體驗(yàn)。

1 可持續(xù)視域下的鞋品設(shè)計(jì)分析

1.1 可持續(xù)鞋品設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

面對(duì)鞋品在生命周期中對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)，鞋品設(shè)計(jì)也在實(shí)驗(yàn)各種可持續(xù)創(chuàng)新方案，以減輕鞋品對(duì)環(huán)境的影響。目前已有眾多品牌和企業(yè)在探索鞋品的可持續(xù)設(shè)計(jì)，給出了各自的減輕鞋品環(huán)境影響的解決方案，本文對(duì)市面上已有的以可持續(xù)為目標(biāo)的鞋子進(jìn)行整理與歸納，分析其在可持續(xù)性的優(yōu)缺點(diǎn)，如表1所示。基于表1案例可知，當(dāng)下的可持續(xù)鞋品設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)方法上有較好參考價(jià)值：變廢為寶，利用回收廢棄物；全生命周期內(nèi)盡最大可能減少環(huán)境負(fù)擔(dān)；完善相關(guān)服務(wù)，在生命周期內(nèi)，盡可能提高鞋子可持續(xù)性；增加鞋子適應(yīng)性，關(guān)注社會(huì)公平。雖然可一定程度解決鞋品的材料浪費(fèi)、資源消耗、環(huán)境污染、回收利用等問(wèn)題，但仍存在一些局限與不足，最突出的是因使用膠水將多種材料的多個(gè)部件黏合而導(dǎo)致分解回收異常困難，即便是材料本身是可回收，最終因回收成本高、分解難度高而廢棄處理?；诖耍疚膶L試運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)方法來(lái)解決運(yùn)動(dòng)鞋品在生命周期中的可持續(xù)問(wèn)題。

1.2 基于模塊化設(shè)計(jì)方法的鞋品設(shè)計(jì)

模塊化是將事物定位成一個(gè)系統(tǒng)，研究事物的構(gòu)成形式，用分解和組合的方式將它們應(yīng)用并組合成產(chǎn)品的全部過(guò)程。模塊化設(shè)計(jì)在滿足多樣化需求和集成產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)上，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行細(xì)分并建立出若干個(gè)功能模塊，再通過(guò)篩選與組裝子模塊建立不同的產(chǎn)品功能系統(tǒng)。模塊化設(shè)計(jì)能夠以更少的成本產(chǎn)生更多的收益，適應(yīng)不同消費(fèi)者的多樣化、個(gè)性化需求，以最簡(jiǎn)單的方法增加產(chǎn)品的功能。在鞋子設(shè)計(jì)中可以實(shí)現(xiàn)多模塊的更換，實(shí)現(xiàn)不同的功能或是替換受損模塊，也可以只改變?cè)煨?，?shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多樣化，一定程度提高鞋品可持續(xù)性。

模塊化設(shè)計(jì)在鞋子設(shè)計(jì)中已有應(yīng)用，目前市面上已有一些產(chǎn)品，不少設(shè)計(jì)師也在設(shè)計(jì)平臺(tái)網(wǎng)站發(fā)布了自己的模塊化鞋子的概念設(shè)計(jì)方案。徐曉斌將目前市面上出現(xiàn)的模塊化設(shè)計(jì)鞋進(jìn)行歸納總結(jié)，分為更換型和組裝型兩大類，從用途上給出了兩個(gè)類型各自的優(yōu)勢(shì)，認(rèn)為模塊化是未來(lái)鞋子的發(fā)展趨勢(shì)之一，模塊化設(shè)計(jì)是解決鞋產(chǎn)品生產(chǎn)中的定制化與批量化這對(duì)矛盾的方法之一，但并未對(duì)可持續(xù)問(wèn)題做相應(yīng)探究。吳潔等將目前的模塊化鞋靴產(chǎn)品從結(jié)構(gòu)形式上分為模塊化拆裝結(jié)構(gòu)和模塊化功能結(jié)構(gòu)，運(yùn)用模塊化對(duì)鞋品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，為鞋靴產(chǎn)品的多樣性、功能性、可持續(xù)性設(shè)計(jì)提供可行性，但未對(duì)兩種結(jié)構(gòu)形式在可持續(xù)設(shè)計(jì)方面的特點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明?；诖耍疚膰L試提出模塊化的可持續(xù)解決方案，并用設(shè)計(jì)案例進(jìn)行有效驗(yàn)證。

本文將按照設(shè)計(jì)目的不同，將現(xiàn)有的模塊化鞋品設(shè)計(jì)分為兩類：1）功能拓展型模塊化鞋品設(shè)計(jì)。此類模塊化鞋品設(shè)計(jì)，目的是通過(guò)更換或添加模塊以實(shí)現(xiàn)鞋品功能的拓展，而對(duì)鞋產(chǎn)品本體是否為模塊化的可拆卸結(jié)構(gòu)并非重點(diǎn)。2）結(jié)構(gòu)可拆卸型模塊化鞋品設(shè)計(jì)。此類模塊化鞋品設(shè)計(jì)，主要目的是將鞋子本體劃分為不同模塊，將模塊組合才能形成可穿著的鞋子。模塊化的鞋品，能夠一定程度上提高鞋品的可持續(xù)性，但還未有針對(duì)可持續(xù)問(wèn)題的較為成熟的解決方案。故本文將當(dāng)下的模塊化鞋品設(shè)計(jì)在可持續(xù)視域下進(jìn)行對(duì)比分析，如表2所示。

由表2模塊化鞋子的特點(diǎn)可知，模塊化的可拆卸結(jié)構(gòu)有利于提高生產(chǎn)效率，減少膠水的使用，降低生產(chǎn)成本，相較于傳統(tǒng)使用膠水黏合的運(yùn)動(dòng)鞋有環(huán)保上的優(yōu)勢(shì)，但還不能解決鞋品的可持續(xù)性問(wèn)題，如鞋子在生命周期末期的處理回收問(wèn)題和大量使用非環(huán)保及不可再生材料問(wèn)題。這些模塊化鞋子的設(shè)計(jì)，并非以解決可持續(xù)性問(wèn)題為主：以拓展功能為目的的鞋子，主要是為了提高用戶體驗(yàn)；以可拆卸結(jié)構(gòu)為目的的鞋子，又未能完善其循環(huán)回收服務(wù)。本文以解決可持續(xù)問(wèn)題為目標(biāo)，應(yīng)在全生命周期可持續(xù)的前提下，以可持續(xù)設(shè)計(jì)原則為指導(dǎo)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，并完善其回收與循環(huán)處理，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度來(lái)處理。將模塊化設(shè)計(jì)方法來(lái)進(jìn)行鞋品可持續(xù)設(shè)計(jì)，可同時(shí)滿足綠色材料與減量化、可拆卸結(jié)構(gòu)與循環(huán)再生、定制與回收的可持續(xù)要點(diǎn)。在運(yùn)動(dòng)鞋設(shè)計(jì)方面，模塊化的結(jié)構(gòu)也帶來(lái)更多的可能性；在鞋品開發(fā)方面，可依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的模塊對(duì)

產(chǎn)品線進(jìn)行矩陣式擴(kuò)充，減少開發(fā)成本；在生產(chǎn)流程方面，可減少大量工序，提高生產(chǎn)效率；在選鞋購(gòu)買方面，為用戶提供更多個(gè)性化選擇；在回收方面，可拆卸的結(jié)構(gòu)可有效提高回收效率并降低回收難度。

1.3 模塊化鞋品可持續(xù)設(shè)計(jì)策略

鞋品的可持續(xù)設(shè)計(jì)問(wèn)題是具有復(fù)雜性的系統(tǒng)問(wèn)題，目前尚無(wú)成熟解決方案。Peter Bonk針對(duì)鞋子可持續(xù)問(wèn)題，結(jié)合模塊化設(shè)計(jì)，提出了可用于解決鞋類可持續(xù)問(wèn)題的設(shè)計(jì)原則，但主要是在設(shè)計(jì)生產(chǎn)階段和包裝運(yùn)輸階段，還未對(duì)鞋子在用戶使用階段到廢棄回收階段做詳細(xì)的探討。本文嘗試從模塊化方面來(lái)優(yōu)化鞋品可持續(xù)設(shè)計(jì)，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)層面入手，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)商業(yè)價(jià)值、用戶需求、環(huán)境效益的兼得共贏，不僅是設(shè)計(jì)有吸引力的、環(huán)保的、滿足市場(chǎng)需求的鞋品，而是要?jiǎng)?chuàng)造更具可持續(xù)性的服務(wù)、經(jīng)濟(jì)與生產(chǎn)體系，以及更有教育意義的體

驗(yàn)。本文的設(shè)計(jì)實(shí)踐將從三方面構(gòu)建可持續(xù)視域下的模塊化運(yùn)動(dòng)鞋系統(tǒng)：1）構(gòu)建基于用戶需求和可持續(xù)的可拆卸結(jié)構(gòu)模塊化系統(tǒng)。任何模塊均不使用膠水，做到每個(gè)模塊都可單獨(dú)拆卸，有利于各模塊的生產(chǎn)與回收，提高生產(chǎn)效率，降低回收難度。2）優(yōu)選低環(huán)境影響的天然材料與可回收材料。3）完善全流程服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與商業(yè)鏈條，提升全過(guò)程、多環(huán)節(jié)的用戶體驗(yàn)。

2 可持續(xù)視域下的模塊化運(yùn)動(dòng)鞋品設(shè)計(jì)要素分析

2.1 運(yùn)動(dòng)鞋結(jié)構(gòu)分析與模塊劃分

運(yùn)動(dòng)鞋至今已有很多改進(jìn)和創(chuàng)新，目前運(yùn)動(dòng)鞋的基本結(jié)構(gòu)還未有太大變化，大多數(shù)產(chǎn)品還是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，大致分為鞋面、鞋墊、中底、大底?；窘Y(jié)構(gòu)如圖1所示，可概括為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代結(jié)構(gòu)兩大類。當(dāng)下較為常見的結(jié)構(gòu)是抗扭片類，在中底部分加入抗扭片，可以增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)鞋的抗扭轉(zhuǎn)性能和穩(wěn)定性，降低足踝扭傷風(fēng)險(xiǎn)。氣墊類和雙層中底類的運(yùn)動(dòng)鞋，可以提供不同性能的緩震與回彈，部分鞋款會(huì)用整個(gè)氣墊取代中底。雙層中底設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)鞋，通過(guò)調(diào)整上下層材料的種類和軟硬度，來(lái)獲取更好的穩(wěn)定性與緩震性能。硬度高的部分形變量小，可以增強(qiáng)穩(wěn)定性能，維持足弓處和落地使的穩(wěn)定性，硬度較軟的部分形變量較大，提供緩和緩震的腳感。板材類的運(yùn)動(dòng)鞋，在上層中底和下層中底之間加入板材，增強(qiáng)中底的剛性，提高穩(wěn)定性能；同時(shí)可提供一定的推進(jìn)感或滾動(dòng)感，在馬拉松跑鞋中較為突出，能夠提升跑步經(jīng)濟(jì)性，部分板材類的運(yùn)動(dòng)鞋也會(huì)使用上下層中底不同材料的設(shè)計(jì)。抗扭片和板材等為了提高鞋子穩(wěn)定性的部件可歸納為穩(wěn)定部件。

現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)鞋就是基于以上結(jié)構(gòu)，將各部件通過(guò)膠水粘合，構(gòu)成一雙完整的運(yùn)動(dòng)鞋。各個(gè)部件具有明顯的功能，鞋面負(fù)責(zé)包裹和透氣、中底負(fù)責(zé)提供緩震腳感，大底負(fù)責(zé)提供抓地和耐磨。若要進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，則首先需要?jiǎng)澐帜K。傳統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)，在原產(chǎn)品基礎(chǔ)上，依據(jù)設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，易受到個(gè)人能力、經(jīng)驗(yàn)、喜好的影響，具有一定的主觀性與局限性。姜芊芊針對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品的模塊化劃分問(wèn)題，建立了基于系統(tǒng)-功能-結(jié)構(gòu)的復(fù)雜系統(tǒng)分層模型，從用戶需求、供應(yīng)商需求、和技術(shù)需求等方面考慮，為模塊劃分提供了理論依據(jù)。運(yùn)動(dòng)鞋是具有一定復(fù)雜性的系統(tǒng)特點(diǎn)，各部件緊密組合，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的功能需求?；谙到y(tǒng)功能結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)分層模型對(duì)運(yùn)動(dòng)鞋進(jìn)行分層，如圖2所示，在該系統(tǒng)分層模型下，運(yùn)動(dòng)鞋可以看作是一個(gè)由能夠?qū)崿F(xiàn)不同功能的各個(gè)結(jié)構(gòu)所組成的系統(tǒng)。運(yùn)動(dòng)鞋為系統(tǒng)層，系統(tǒng)由功能聚合而成，可將運(yùn)動(dòng)鞋五類主要功能：鎖定包裹、緩震回彈、抓地耐磨、透氣和穩(wěn)定支撐，劃分為功能層。功能由其對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，則可將對(duì)應(yīng)部件：鞋面、鞋墊、中底、外底、穩(wěn)定部件，劃分到結(jié)構(gòu)層，形成運(yùn)動(dòng)鞋系統(tǒng)-功能-結(jié)構(gòu)分層模型。最終再結(jié)合模塊劃分原則進(jìn)行模塊劃分。目前模塊劃分原則分為兩方面：功能結(jié)構(gòu)和生命周期?；诠δ芙Y(jié)構(gòu)的劃分原則，由用戶需求轉(zhuǎn)化而來(lái)，反映了模塊劃分的基本需求，本文的研究目是使用模塊化以解決鞋品可持續(xù)問(wèn)題，所以應(yīng)將功能結(jié)構(gòu)和生命周期因素綜合考量，以更準(zhǔn)確客觀地來(lái)劃分模塊。

2.2 運(yùn)動(dòng)鞋用戶需求分析

通過(guò)問(wèn)卷法、訪談法、桌面調(diào)研的形式，對(duì)運(yùn)動(dòng)鞋進(jìn)行用戶需求調(diào)研，從以下人群進(jìn)行了調(diào)研：青年學(xué)生、有運(yùn)動(dòng)習(xí)慣的上班族、sneakers（球鞋愛好者）三類人群。本文的問(wèn)卷調(diào)查主要從四個(gè)方面展開，包括個(gè)人運(yùn)動(dòng)鞋基本狀況、選購(gòu)運(yùn)動(dòng)鞋的影響因素、運(yùn)動(dòng)鞋的個(gè)性化、運(yùn)動(dòng)鞋的廢舊處理。問(wèn)卷調(diào)查的對(duì)象為青年學(xué)生和有運(yùn)動(dòng)習(xí)慣的上班族，使用“問(wèn)卷星”通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)放問(wèn)卷205份，有效問(wèn)卷203份，有效率99.02%。其中青年學(xué)生147人、有運(yùn)動(dòng)習(xí)慣上班族56人，如圖3所示。個(gè)人運(yùn)動(dòng)鞋基本情況中，擁有3雙以上運(yùn)動(dòng)鞋的人占69.95%，其中占比最高的持有3～5雙運(yùn)動(dòng)鞋的人，占比39.41%，持有5雙以上的占30.54%。在

選購(gòu)運(yùn)動(dòng)的考慮因素方面，有64.03%的人考慮基本功能需求，34.03%的人會(huì)考慮日常穿搭和通勤，環(huán)保屬性也是一部分人的考慮因素（占33.00%），對(duì)于外觀的時(shí)尚屬性僅有5.42%。對(duì)于運(yùn)動(dòng)鞋的個(gè)性化方面，80.30%的人有運(yùn)動(dòng)鞋的個(gè)性化需求，并且對(duì)自己定制運(yùn)動(dòng)鞋有較大的興趣和意向。在運(yùn)動(dòng)鞋的廢棄處理方面，44.83%的人有過(guò)1～3雙破損運(yùn)動(dòng)鞋、33.99%的人有過(guò)4～6雙破損運(yùn)動(dòng)鞋、7雙以上的占14.78%。修補(bǔ)過(guò)鞋子的人占73.40%，在運(yùn)動(dòng)鞋破損后，有73.89%的人更樂于購(gòu)買新鞋，81.77%的人對(duì)處理破損廢棄運(yùn)動(dòng)鞋有過(guò)困惑。75.86%的人存在心理折舊情況，即使運(yùn)動(dòng)鞋完好也不再繼續(xù)穿著，對(duì)于這些運(yùn)動(dòng)鞋的處理有74.38%的人感到困惑。

在校園環(huán)境中集中對(duì)20位青年學(xué)生進(jìn)行訪談?wù){(diào)研，主要針對(duì)影響修補(bǔ)運(yùn)動(dòng)鞋的因素和對(duì)破損部件及時(shí)換新的看法進(jìn)行調(diào)研。經(jīng)結(jié)果整理顯示，影響修補(bǔ)運(yùn)動(dòng)鞋的主要因素有修復(fù)性價(jià)比低、修補(bǔ)效果不好、修補(bǔ)不方便、找不到合適修補(bǔ)的地方。在對(duì)破損部件的及時(shí)換新上，基本上呈樂意的態(tài)度。使用桌面調(diào)研法，在“B站”的sneaker類平臺(tái)和博主的運(yùn)動(dòng)鞋視頻的彈幕和評(píng)論區(qū)，以及sneaker類微信公眾號(hào)的評(píng)論區(qū)收集相關(guān)需求信息。通過(guò)整理歸納可以看出，球鞋愛好者除了對(duì)運(yùn)動(dòng)鞋基本功能屬性需求，對(duì)運(yùn)動(dòng)鞋潮流屬性和穿搭效果有較強(qiáng)的需求，選擇運(yùn)動(dòng)鞋時(shí)也會(huì)考慮個(gè)性化屬性，并且球鞋愛好者更能帶動(dòng)個(gè)性化潮流進(jìn)而影響青年學(xué)生的運(yùn)動(dòng)鞋購(gòu)買選擇。

基于以上調(diào)研結(jié)果顯示，當(dāng)下人們對(duì)運(yùn)動(dòng)鞋的需求主要有以下三方面：1）基本功能需求。滿足對(duì)運(yùn)動(dòng)的功能性能，如緩震性能、保護(hù)性能、穿著舒適性、透氣性等。2）外觀造型與個(gè)性化需求。在追求時(shí)尚和個(gè)性化的當(dāng)下，對(duì)鞋子的個(gè)性化也有需求，更樂于彰顯自己的個(gè)性化選擇，不少人也希望鞋子的造型能夠適合日常穿搭和通勤。3）鞋子磨損時(shí)的廢棄和修復(fù)更換需求。運(yùn)動(dòng)鞋在使用中，經(jīng)過(guò)磨損，會(huì)出現(xiàn)鞋面破損、鞋底磨損、中底衰減等問(wèn)題，面臨著不得不進(jìn)入到生命周期末期的廢棄階段，單個(gè)部件出現(xiàn)的磨損可能會(huì)導(dǎo)致整雙鞋的廢棄，修補(bǔ)鞋子的性價(jià)比較低，效果也并不好，要再花不少錢購(gòu)買整雙新鞋。部分鞋子也會(huì)因心理因素折舊廢棄，如不再喜歡或有了新一代產(chǎn)品。大多數(shù)人對(duì)于這些廢舊鞋子的處理感到困惑，大量因使用了多數(shù)不可回收材料并由膠水黏合的運(yùn)動(dòng)鞋廢棄時(shí)，將會(huì)增加對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)。

2.3 模塊化運(yùn)動(dòng)鞋材料選擇

目前，運(yùn)動(dòng)鞋材料選擇多樣。鞋面一般使用織物、皮革（天然皮革或人造皮革）、聚氨酯（TPU、PVC等）材料制成。織物類的材料可以給鞋面帶來(lái)良好的透氣性能，皮革類的材料和聚氨酯類的材料可以增強(qiáng)鞋面的強(qiáng)度與穩(wěn)定性^］。中底材料，現(xiàn)在主要使用EVA、TPU、TPEE、PEBA、PU材料，通過(guò)不同的發(fā)泡工藝制作成中底，有良好的穿著腳感，為運(yùn)動(dòng)提供緩震與回彈性能。大底材料常使用人工合成橡膠、PU等材料，來(lái)獲得耐磨性和抓地性更好的外底。鞋墊上使用EVA、ETPU、PU、軟木、人工合成泡棉等具有良好緩震回彈性能的材料，以獲得穿著腳感舒適的鞋墊。穩(wěn)定部件常使用TPU等塑料材質(zhì)和碳纖維材質(zhì)，TPU等塑料材質(zhì)具有良好的耐磨性能和強(qiáng)度，常用于大多數(shù)運(yùn)動(dòng)鞋，碳纖維材質(zhì)則具有高輕度高且重量輕的特點(diǎn)常用于旗艦級(jí)運(yùn)動(dòng)鞋。

基于可持續(xù)理念與模塊化思路，提出材料選擇建議。鞋面、鞋帶的材料可100%使用纖維素纖維，使用全纖維素纖維的鞋面，在廢棄后不會(huì)增加環(huán)境負(fù)擔(dān)還可用于堆肥。鞋帶常作為鞋面的一部分，可使用相同材料制作。外底可使用可降解、可回收再利用材料，廢棄后可自然降解或回收再利用。鞋墊可采用具有柔軟和良好緩震性能的軟木或抗菌透氣的纖維素纖維制成，同樣可直接丟棄自然降解。中底采用可回收再利用材料，在模塊化可拆卸的基礎(chǔ)上，易拆解易回收。穩(wěn)定部件仍可使用TPU或碳纖維，作為單獨(dú)的部件方便回收處理；或使用生物降解塑料，如PLA等具有良好的熱塑性、熱穩(wěn)定性和強(qiáng)度，廢棄回收后用于可堆肥。

2.4 模塊化運(yùn)動(dòng)鞋組件定制與組件置換回收再利用

完善服務(wù)流程，從定制購(gòu)買到廢棄回收，引導(dǎo)消費(fèi)者消費(fèi)與返還廢棄部件，最大限度減少鞋子在生命周期中的環(huán)境影響。模塊化運(yùn)動(dòng)鞋設(shè)計(jì)，可以滿足用戶的個(gè)性化定制需求，靈活搭配、易于組裝、便于替換，可實(shí)現(xiàn)一定程度的功能組合與定制服務(wù)。定制產(chǎn)品的組件，可以按照分布式生產(chǎn)的方式，在距消費(fèi)者最近的生產(chǎn)中心制作，完成后發(fā)往制定線下店鋪或制定地址。在線下商店，消費(fèi)者可選擇自己喜歡的顏色進(jìn)行搭配，挑選部件親自進(jìn)行組裝，現(xiàn)場(chǎng)試穿能體會(huì)到組裝的樂趣，提高了用戶的參與度還能降低鞋子的成本、返利消費(fèi)者。在組件置換與回收再利用方面，鞋子的某些部件磨損后，只需單獨(dú)再購(gòu)買部件替換即可，而不需要再購(gòu)買整鞋，磨損的部件也可以直接回收。引導(dǎo)消費(fèi)者進(jìn)行回收，消費(fèi)者可將磨損的部件送至回收門店，門店可以給予消費(fèi)者一定的折扣或積分，

用于購(gòu)買部件的優(yōu)惠，或者提供一些小禮品，如鞋帶或襪子等，以提高消費(fèi)者返還積極性。

3 可持續(xù)視域下的模塊化運(yùn)動(dòng)鞋品設(shè)計(jì)實(shí)踐

在當(dāng)下的運(yùn)動(dòng)鞋中，穿著率較高、銷售量較高是休閑慢跑鞋。休閑慢跑鞋具有慢跑鞋舒適的腳感和時(shí)尚的外觀，常被人們用來(lái)日常穿搭和休閑運(yùn)動(dòng)，本文設(shè)計(jì)方案將以人們?nèi)粘Ｉ钪凶畛４┲男蓍e慢跑鞋來(lái)做實(shí)踐驗(yàn)證。

3.1 模塊化休閑慢跑鞋用戶需求分析

不同定位的運(yùn)動(dòng)鞋，具體用戶需求不同，在前文提出的三方面需求基礎(chǔ)上，再采用桌面調(diào)研法，從“淘寶、京東、B站”等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)收集收集休閑慢跑鞋用戶意見，準(zhǔn)確提取休閑慢跑鞋用戶需求，進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)。將獲取用戶的需求與痛點(diǎn)，轉(zhuǎn)化為用戶的原始需求，因運(yùn)動(dòng)鞋具有一定的系統(tǒng)性特點(diǎn)，所以將按照運(yùn)動(dòng)鞋的各部件來(lái)對(duì)應(yīng)劃分原始需求，有利于后續(xù)對(duì)各部件進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)。最終經(jīng)整理與篩選，將用戶原始需求借助可供性來(lái)分析歸類，確定需求指標(biāo)進(jìn)而得出設(shè)計(jì)要素，為后續(xù)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，如圖4所示。功能可供性是指產(chǎn)品通過(guò)其屬性、結(jié)構(gòu)、特征來(lái)表達(dá)明確的產(chǎn)品功能，具有明確的功能指示性。如“可拆卸鞋面”設(shè)計(jì)要素，可拆卸的鞋面能夠單獨(dú)洗滌，能夠更好更便捷地清洗鞋面，也可以通過(guò)更換不同鞋面實(shí)現(xiàn)不同穿搭；認(rèn)知可供性是產(chǎn)品的屬性特征，通過(guò)用戶的經(jīng)驗(yàn)傳達(dá)給使用者。如“天然材料”設(shè)計(jì)要素，天然植物材料具有親膚環(huán)保的特點(diǎn)，能給消費(fèi)者以舒適透氣親膚的印象；行為可供性是指通過(guò)產(chǎn)品的操作方式以引導(dǎo)用戶的使用。如“彎折引導(dǎo)”設(shè)計(jì)要素，在跑動(dòng)過(guò)程中以引導(dǎo)用戶腳掌的運(yùn)動(dòng)模式，提高運(yùn)動(dòng)流暢度；感官可供性是指用戶感知到的產(chǎn)品外觀特征。如“簡(jiǎn)約鞋面”設(shè)計(jì)要素，簡(jiǎn)約的鞋面設(shè)計(jì)更適合用戶多種穿搭。

基于Kano模型，對(duì)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行篩選與歸類，以明確設(shè)計(jì)重點(diǎn)，對(duì)重要設(shè)計(jì)要素與需求特點(diǎn)編制Kano問(wèn)卷進(jìn)行用戶調(diào)研，樣本為18～26歲的在校大學(xué)生，電子問(wèn)卷發(fā)放120份，有效問(wèn)卷105份。經(jīng)過(guò)Kano模型分析，休閑慢跑鞋的設(shè)計(jì)要素結(jié)果如表3所示。設(shè)計(jì)要素的屬性分類：期望型需求（O），如一體編織鞋面、襪套式鞋面、足弓支撐、軟硬適中、彎折引導(dǎo)；必備型需求（M），如透氣耐磨面料、耐用耐磨材料、防散開鞋帶、耐磨外底；魅力型需求（A），如可拆卸鞋面、親膚面料、動(dòng)態(tài)飛線、天然材料、中底側(cè)墻、碎釘化紋理；無(wú)異型需求（I），如簡(jiǎn)約鞋面、適當(dāng)厚度、獨(dú)立鞋墊、TPU發(fā)泡中底、前掌彎折點(diǎn)。無(wú)異型需求不會(huì)影響到用戶的滿意度，所以可做適當(dāng)取舍；從統(tǒng)計(jì)可以看出，未有能明顯體現(xiàn)用戶不滿的需求，因此沒有逆向型需求。因此，采用必備型、期望型和魅力型的要素進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，首要滿足必備需求，其次滿足期望需求，以滿足用戶基本需求、解決用戶痛點(diǎn)，最后再進(jìn)一步在魅力型需求上提升用戶體驗(yàn)，為設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

3.2 模塊化休閑慢跑鞋結(jié)構(gòu)分析與模塊劃分

首先基于用戶需求的必備型、期望型和魅力型的設(shè)計(jì)要素制作休閑慢跑鞋分層模型，去除材料選取方面的要素后進(jìn)行分層，如圖5所示。根據(jù)基于用戶需求得出的設(shè)計(jì)要素進(jìn)行模塊劃分再結(jié)合材料要素，進(jìn)行頭腦風(fēng)暴結(jié)構(gòu)草圖繪制，同時(shí)兼顧生命周期要素，經(jīng)篩選得到最終可拆卸模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，如圖6所示。此設(shè)計(jì)方案共分為四個(gè)獨(dú)立模塊，其中框架式外底可以兼顧耐磨、穩(wěn)定、鎖定的功能；內(nèi)嵌式中底可減少中底暴露，延長(zhǎng)中底的使用壽命。將中底和外底獨(dú)立設(shè)置可在外底磨損時(shí)及時(shí)更換，而不用更換中底?？墒褂?D打印來(lái)進(jìn)行制造，能夠有效減少模具數(shù)量，增加個(gè)性化定制的可能；鞋面與鞋墊獨(dú)立設(shè)置，使用天然材料制作，廢棄后可直接丟棄。最終設(shè)計(jì)方案按照此模塊劃分方案進(jìn)行設(shè)計(jì)完善。

3.3 模塊化休閑慢跑鞋方案展示

最終方案效果如圖7所示。整體造型風(fēng)格流暢簡(jiǎn)潔，適合日常穿著搭配，符合當(dāng)下運(yùn)動(dòng)鞋的審美趨勢(shì)。

整鞋共分為鞋面、鞋帶、鞋墊、中底、外底五個(gè)部件，如圖8所示。消費(fèi)者可自行組裝穿著，增加了在穿著體驗(yàn)過(guò)程中的樂趣，從而提高用戶參與度、增強(qiáng)用戶黏性。外底采用封閉框架式設(shè)計(jì)，能夠減少灰塵、小石子等顆粒物進(jìn)入鞋倉(cāng)內(nèi)保護(hù)內(nèi)靴和中底，也能夠起到較好的防水效果，在雨天也有較好的穿著體驗(yàn)。在穩(wěn)定性方面，框架式外底以可起到側(cè)墻的作用，提供一定的穩(wěn)定效果；中底與外底采用耐磨屬性的生物基材料進(jìn)行3D打印，減少了傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)鞋生產(chǎn)所需模具，更適用于定制化，滿足耐磨外底的需求。中底可根據(jù)個(gè)人腳型特征定制中底參數(shù)，如針對(duì)足弓高低與足內(nèi)翻與足外翻的支撐矯正，對(duì)足底平均圧力較高區(qū)域進(jìn)行局部網(wǎng)格的加密，改善人在穿著時(shí)的足部力學(xué)特征，能夠更好地適應(yīng)更多人穿著，滿足軟硬適中的需求，如圖9所示。中底在結(jié)構(gòu)方面采用極小曲面類型的螺旋二十四面體的結(jié)構(gòu)，可在形變時(shí)為鞋子提供良好的緩震性能，提供舒適腳感；鞋墊采用軟木制成，附加足弓支撐設(shè)計(jì)，軟木鞋墊具有經(jīng)穿著后可更貼合足部的特點(diǎn)，能更匹配用戶的足底，達(dá)到越穿越合腳的體驗(yàn)效果，并且天然軟木材料又有吸汗透氣，親膚抗菌的特點(diǎn)，能夠減少鞋內(nèi)異味的產(chǎn)生，滿足了足弓支撐、天然材料的需求；鞋面與鞋帶采用竹纖維和菠蘿纖維制成，具有親膚舒適、耐磨透氣的特點(diǎn)，可單獨(dú)拆卸，洗滌更方便，滿足可拆卸、親膚面料、天然材料、耐用耐磨材料的需求。增加鞋帶表面粗糙度可滿足防散開鞋帶的需求。鞋面設(shè)置兩組動(dòng)態(tài)飛線，配合鞋帶進(jìn)行調(diào)節(jié)，可拓寬包裹調(diào)整范圍，滿足動(dòng)態(tài)飛線的需求。在穿著上，用戶可購(gòu)買不同色彩的部件實(shí)現(xiàn)不同的搭配。當(dāng)模塊廢棄時(shí)，鞋墊、鞋面、鞋帶可直接丟棄，不會(huì)對(duì)環(huán)境有任何污染。中底與外底可以返還回收，或是堆肥處理。

鞋子組裝步驟如圖10所示，先將鞋墊和中底分別置入內(nèi)靴和外底，再將內(nèi)靴組件置入鞋底組件，最后通過(guò)鞋帶穿過(guò)框架式外底的鞋帶孔和鞋面綁帶孔，來(lái)使其緊固在一起，在穿著時(shí)達(dá)到與傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)鞋相同的效果。

設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)如圖11所示。1）鞋面采用襪套式領(lǐng)口設(shè)計(jì)，能夠增加穿著舒適性，提供良好的包裹感，滿足了一體式襪套鞋面的需求。附加領(lǐng)口提環(huán)，增加穿脫便捷性。2）前掌兩側(cè)外底彎折點(diǎn)開槽設(shè)計(jì)，設(shè)置開槽點(diǎn)，用開槽結(jié)構(gòu)引導(dǎo)外底框架在行走和跑動(dòng)時(shí)的形變位置，釋放應(yīng)力，引導(dǎo)步態(tài)自然彎折，提高在行走或跑動(dòng)時(shí)的彎折流暢度，滿足了彎折引導(dǎo)需求。3）后跟裝飾紋理，采用grasshopper進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，豐富外觀細(xì)節(jié)。4）外底紋理采用grasshopper進(jìn)行參數(shù)化碎釘紋理設(shè)計(jì)，Y型齒釘能夠在多方向提供良好的抓地力，滿足了碎釘化紋理需求。

在售賣方式上，不再以整鞋售賣，而是按照部件進(jìn)行售賣，讓消費(fèi)者親自參與到自己鞋子的生產(chǎn)組裝，提高參與度的同時(shí)，可以增加用戶黏性。消費(fèi)者按需購(gòu)買部件，選擇各部件的顏色與樣式，將其組裝起來(lái)，就可變成一雙個(gè)性定制運(yùn)動(dòng)鞋。同時(shí)搭配線上APP服務(wù)，可在移動(dòng)端進(jìn)行定制與購(gòu)買，提供實(shí)時(shí)預(yù)覽和AR試穿服務(wù)，消費(fèi)者可及時(shí)預(yù)覽自己的鞋子并預(yù)覽上腳效果。用戶可在APP上自行選擇各部件的色彩和尺碼，搭配自己的個(gè)性化鞋子，如圖12所示。若有穿搭需求或更換模塊需求，用戶單獨(dú)購(gòu)買另外模塊即可實(shí)現(xiàn)多色搭配穿著及磨損部件的替換。回收上，在線下門店設(shè)立回收點(diǎn)，回收廢棄的中底與外底，給返還的消費(fèi)者一定的返利，如積分和禮品。完整服務(wù)流程如圖13所示。

4 設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)

為表現(xiàn)本文設(shè)計(jì)方案的可持續(xù)優(yōu)勢(shì)，將設(shè)計(jì)方案與傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)鞋從能源消耗、生產(chǎn)效率、環(huán)境影響、生命周期、回收處理五個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比，如表4所示。結(jié)果顯示，本文方案具有較好的可持續(xù)性優(yōu)勢(shì)。

為完成用戶需求與可持續(xù)性的綜合評(píng)價(jià)，本文對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行滿意度評(píng)測(cè)，也為后續(xù)方案優(yōu)化提供參考。模塊化休閑慢跑鞋，除了需要滿足用戶的運(yùn)動(dòng)性能需求、適合更多人穿著的基本要求之外，還要在可持續(xù)要素上有要求，如環(huán)保、耐用、易于更換修復(fù)等要素。邀請(qǐng)10位可持續(xù)設(shè)計(jì)研究人員，針對(duì)本設(shè)計(jì)方案綜合評(píng)述，篩選出五個(gè)指標(biāo)用于進(jìn)行綜

合評(píng)價(jià)，并根據(jù)本設(shè)計(jì)方案的重點(diǎn)進(jìn)行指標(biāo)重要度排序。最終設(shè)定五項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)W：W代表可修復(fù)性，是否易于更換和修補(bǔ)；W代表環(huán)保性；W代表耐用性；W代表運(yùn)動(dòng)性能；W代表包容性，是否適用于更多人群。邀請(qǐng)40名可持續(xù)設(shè)計(jì)研究人員組成評(píng)審小組，按照非常滿意、滿意、一般、不滿意、很不滿意進(jìn)行打分評(píng)價(jià)。1～2分表示很不滿意、9～10分表示非常滿意。最終取每一項(xiàng)的平均數(shù)作為滿意度評(píng)價(jià)結(jié)果，如表5所示。結(jié)果顯示，設(shè)計(jì)方案整體評(píng)價(jià)較好，能夠在達(dá)到可持續(xù)的基礎(chǔ)上，較好地滿足了用戶需求?？紤]到有較好的可修復(fù)性，在耐用性上相對(duì)較弱，后續(xù)方案可繼續(xù)在耐用性上做優(yōu)化改良。

5 結(jié) 語(yǔ)

模塊化設(shè)計(jì)方法為運(yùn)動(dòng)鞋的可持續(xù)設(shè)計(jì)提供了新的發(fā)展思路與創(chuàng)新挑戰(zhàn)，可將運(yùn)動(dòng)鞋的可持續(xù)設(shè)計(jì)落到實(shí)處。在材料方面，減少不可再生資源的消耗，使用天然材料和可生物降解材料，有效減輕對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)。結(jié)構(gòu)上的模塊化設(shè)計(jì)，有利于組裝更換和拆解回收，提高生產(chǎn)效率，可實(shí)現(xiàn)用戶的個(gè)性定制并延伸出相關(guān)的個(gè)性定制服務(wù)設(shè)計(jì)。相比于傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)鞋，可持續(xù)模塊化運(yùn)動(dòng)鞋可滿足用戶的個(gè)性化需求，突出了環(huán)保屬性與循環(huán)利用，也保留了運(yùn)動(dòng)鞋的性能，能為運(yùn)動(dòng)鞋品的可持續(xù)設(shè)計(jì)提供一定的參考與借鑒。

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Modular sports footwear design from a sustainable perspective

YU Senlin， YE Lindong

（School of Industrial Design， Hubei University of Technology， Wuhan 430068， China）

Abstract：With society’s progression， the rapid advancements in science and technology， and the continual economic growth， a heightened emphasis on health and sports is observed. Sports footwear plays an indispensable role in various sporting activities， and， with the progress in science and technology， these products are continually evolving to cater to diverse requirements. Nevertheless， this evolution has led to the manufacturing and disposal of substantial quantities of sports footwear， thereby adversely impacting the environment. Our Common Future advocates for sustainable development that fulfills the present generation’s needs without jeopardizing those of the future generations. In the contemporary context， global concerns regarding sustainability have made it imperative to tackle the environmental pollution stemming from sports footwear across its life cycle. The research focuses on sports footwear and employs a modular design approach to investigate sustainable solutions for sports shoes from a sustainability perspective.

In this examination of existing sustainable and modular shoes， the article aimed to elucidate their strengths and limitations concerning sustainability. Sustainable footwear of the present excels in various aspects， including the utilization of recycled materials， reduction of environmental impact， increased adaptability， and the consideration of social equity concerns. Nevertheless， the use of adhesives in assembly processes impedes recycling efforts and inflates disposal costs. In the meanwhile， modular sports footwear often lacks sustainability considerations. To address these sustainability challenges， the study embraced a comprehensive approach that places significant emphasis on full life-cycle sustainability， modular design， and the enhancement of recovery and recycling processes. The article approached the formulation of a sustainable design strategy for modular footwear from a systematic perspective. It outlined a threefold approach to constructing a sustainable modular sports footwear system. Firstly， it is necessary to create a modular system with detachable structures， tailored to user needs and sustainability. Employing the system-function-structure layering model， the article analyzed the structure and function of sports shoes to provide the foundation for module segmentation， and establish a connection with user needs. The article gathered user needs through desktop research， questionnaires， and interviews， providing the basis for module segmentation and subsequent design. In terms of structure， each module was designed without the use of adhesive， facilitating individual disassembly， thereby enhancing production efficiency and recycling ease. Secondly， material selection guided shall be by life cycle and recycling design principles， and it is necessary to prioritize natural materials with minimal environmental impact and recyclable materials. Thirdly， it is necessary to enhance the end-to-end service system design and business chain to improve the user experience throughout the entire process. From a product and service system design perspective， the article created a systematic process that spans from purchase to recycling and replacement. Finally， from the four design elements of structural division， user demand， material selection and system service， the specific design practice was verified. It is found that by applying the proposed design strategy to the specific sports footwear design， the improved solution exhibits enhanced sustainability， with an improved overall evaluation of the design’s ability to better meet user needs while striving for sustainability. Considering that it offers improved repairability but relatively weak durability， subsequent solutions can focus on further optimizing and strengthening the durability to meet evolving user demands.

The modular design approach offers a novel avenue for sustainable footwear design， addressing key innovation challenges in the field. It effectively reduces the consumption of non-renewable resources， and mitigates environmental pollution by employing natural and biodegradable materials. The modular structure facilitates easy assembly and recycling， enhances production efficiency， and allows for personalized customization. Compared to traditional sports shoes， sustainable modular sports footwear caters to individual preferences while emphasizing environmental friendliness and recyclability. It preserves the performance characteristics of sports footwear and provides valuable insights for the sustainable design of sports shoes.

Key words：modular design; sustainable design; sports footwear design; design strategy; system design; green material