基于感性工学工作流程的汽车仪表盘设计研究梁琦惟 0215 030733 UTC.docx

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基于感性工学工作流程的汽车仪表盘设计研究

梁琦惟1112009031

1Introduction

研究背景

汽车走过了100多年的发展历程，汽车仪表也在不断开发和发展之中。

汽车仪表发展，按其工作原理上取得的重大技术创新来分，经过四代：

第一代汽车仪表是基于机械作用力而工作的机械式仪表，即机械机芯表；第二代汽车仪表的工作原理基于电测原理，即通过各类传感器将被测的非电量变换成电信号加以测量，称之为电气式仪表；第三代为模拟电路电子式；第四代为步进电动机式全数字汽车仪表。

目前汽车仪表正在经历有第三代向第四代转型时期。

随着光线、电子技术的迅速发展，特别是计算机技术在汽车仪表中的广泛应用，汽车仪表正向数字化和智能化方向发展。

从汽车仪表的发展趋势，也可反映出汽车电子化水平的快速提高。

我国虽然有着悠久的车文化，但是不论汽车造型方面的理论还是设计经验都十分缺乏，远远落后于欧美一些汽车工业发达的国家。

汽车虽然属于现代工业产品的范畴，但是由于其技术的复杂性和商业保密性而造成的种种限制因素，使得汽车造型方法成为一种较难掌握的造型方法。

感性工学在设计思想史上是一次重大的变革。

其依托于情感化设计的理论框架，在各国学者和设计人员的不断研究中得到了长足的发展。

虽然已经不再是设计思潮的热点问题，但仍广泛应用于工业设计的各个领域。

其研究范围也从心理学、认知科学等认识论领域拓展到产品设计开发和人机界面设计等方法论领域。

但是，感性工学有意识地应用到汽车的造型设计、内饰设计的案例在中国并不多见，或者说即使在汽车造型设计中应用到了感性工学方面的知识，也只是偶然的、片面的运用。

纵观国际汽车公司，日本马自达公司运用感性工学技术开发的Miyata跑车，早已成为世界上最畅销的跑车之一。

福特公司亦向马自达公司学习感性工学，开发出了倍受欢迎的Taurus汽车。

此外，三菱、丰田、本田和尼桑等汽车公司也积极地开展感性工学的研究和应用。

研究意义

随着科技进步和产品竞争的日益激烈，批量化和功能化产品已无法满足人们的需求，消费者越来越强调产品带来的情感体验和个性差异，消费者在做购买决定时也更多地受到情感和心理需求的影响。

因此以消费者需求为导向的产品开发流程成为现今产品设计的主流。

设计人员若能恰当地掌握消费者的心理，深入探索消费者的感觉及需求，就一定能成功地开发出好的产品。

“感性工学”理论正是在这一背景下提出的，是一项旨在将消费者的感性需求转译成产品设计要素的技术。

使用基于感性工学的方法对仪表盘设计进行研究，见微知著，迎接中国汽车工业遇到的设计领域的新一轮挑战。

研究目的

在我国，轿车进入家庭已经有许多年，随着社会文化的变化发展，人们对于家用轿车的消费理念也已经发生了非常大的变化，休闲型，娱乐性和游戏性开始在家用车消费需求中呈现出越来越明显的重要性。

作为驾驶员重要交互对象的汽车仪表盘是否满足用户的情感需求，这一课题在国内鲜有设计师关注。

本文将采用基于感性工学的产品设计方法，建立了基于感性工学的产品设计工作流程。

通过汽车仪表盘设计的实际案例，介绍感性工学的内容和执行程序，研究感性工学在汽车内饰仪表盘设计中的适用性。

2Relatedwork

《汽车造型设计与社会文化》李鸣

论文运用系统，比较，类比方法研究当代汽车文化、汽车造型的演变及发展、汽车造型设计的发展，归纳影响现代汽车造型的主要社会因素，演绎未来汽车造型设计与未来汽车造型的发展。

本文共有九章，主要内容为汽车车身造型设计对于汽车产品的重要意义，汽车造型设计是确定新产品形象的过程，对产品参与市场竞争有着重要作用，汽车造型设计对于整个开发过程具有举足轻重的地位。

研究汽车造型设计对于我国汽车产业实现开发具有独立知识产权的汽车具有现实意义。

其中第六章介绍了车身室内造型设计，包括：

车身室内造型设计的原则、车身内部主要部件——座椅、仪表盘、门护板的造型设计。

其中认为，仪表板是车内和乘员关系最密切的部件，要求机械结构良好，外形和性能都要满足各项要求。

设计仪表板应考虑安全性、操纵性和生产率三个方面；仪表板设计包括构思草图、油泥模型、草图、详细设计和最终模型五个步骤。

第七章研究了汽车造型设计方法和技巧，包括动感与视觉规律、汽车造型中视觉的利用校正、车身线型的组织技巧、车身的光学艺术效果。

第八章研究了车身造型的美学基础归纳了造型形式美原则、色彩美基本原则。

《基于感性工学工作流程的汽车内饰设计研究》刘胧、汤佳懿、高静

感性工学的实施通常较为复杂，对于像马自达这样的国际大公司，投入大量的人力和财力是可行的。

但对于多数中小型公司，往往难以严格按照程序建立感性工学系统并定期维护。

针对这一问题，笔者希望通过此次研究，开发出一套适用于我国中小型企业的基于感性工学的产品设计工作流程，力求在保证数据和过程严谨、科学的基础上，对感性捕捉过程和数据处理过程适当简化，并建立一套便于应用的流程，以确定用户感性需求和产品设计要素之间的关联，并采用这种关联指导产品设计。

感性工学是一项能指导产品开发设计的有效方法，在国际公司的产品设计应用中取得了成功。

但目前感性工学系统的实施需要大量的人力和财力投入。

针对这一现象，本文对感性工学技术进行了系统研究，提出了适用于中小型公司和设计团队的基于感性工学的产品设计工作流程，并结合汽车中控台内饰设计研究，得出用户感性词汇与汽车中控台造型要素的关联性。

该工作流程在确保过程严谨、结果可信的基础上，使感性工学的运用更具操作性，有助于设计师设计出符合用户心理需求的产品，对产品开发具有启发和指导意义。

《产品语义学及其在汽车造型设计中的应用研究》陶阳

本文从产品语义学的角度入手，结合汽车造型发展的历史，对汽车的形态语义及造型方法等系列问题进行了一定深度的分析和研究。

分成以下几个部分论述：

第一部分，通过对产品语义学的基本原理及其应用方法比较全面了解和归纳，在前人研究成果的基础上提出产品形态传达的语义信息分别由认知语义、情感语义和象征语义三方面构成这一论点，并对产品语义的各个要素进行了分析和研究。

第二部分，主要研究了产品语义学的运用原则和具体的设计程序，并根据产品语义的造型要素分别建立了形态、色彩、材质语义库，为今后的设计工作提供了一条新的创意途径和方法。

第三部分，首先分析了汽车造型的性质和特点，然后，对汽车造型的发展历程进行了归纳和整理，重点研究了科技进步和社会文化变迁对汽车形态的影响，这部分内容是研究汽车造型方法的基础。

继而对现代汽车设计的主要造型内容和造型要点进行了深入的整理和分析并对汽车造型在面对信息时代科技突飞猛进的环境下如何发展进行了预测。

第四部分，首先对汽车符号进行了语义分析，然后总结出国内外汽车造型的一般方法和流程。

并针对产品语义学如何应用到汽车造型设计中，提出了一些适合于我国国情的造型设计方法。

最后运用语义差异法对微型轿车形态的语义认知进行了小范围的调查实践，实现了理论与实践的结合。

《感性工学及其在日本的研究现状》赵秋芳、王震亚、范波涛

我国正努力从世界上的制造大国转向品牌大国和设计大国。

因此，我国很多企业的经营理念就要进行根本的转变，要在树立品牌形象、优化产品设计等方面努力赶超国外著名企业和品牌。

国内企业，尤其是一些大的企业，在设计中要逐步放弃模仿、跟在别人后面走的方式，努力研发出被世界产业界和消费者认可的品牌产品。

感性工学为我国增强自己的品牌竞争力提供了一个较好的适用的技术，由于消费者选择产品时更关注产品带来的感性享受，用感性工学的方法设计出来的产品则当然会更能投消费者所好，在市场竞争中赢得胜利。

感性设计已成为将来设计的一个方向。

本文介绍了感性工学的概念、理论体系以及感性工学在日本的应用与研究现状，希望能为国内的企业提供一些借鉴。

《汽车中的感性工程学反车用内饰材料的结构与性能》赵耀明

感性工程学是工学的一个新分支。

它是一种通过具体的商品设计来表达消费者对商品的心理感受和印象的技术。

本文介绍了感性工学在汽车内饰设计及材料选择中的应用。

现在消费者在购买汽车时，已不再只限于功能实用的考量，而是透过人的感觉器官对其作全面综合的评估。

面对一辆汽车，它整体的造型和内饰设计使人产生各种感觉：

比如它的颜色是否令人的视觉调和悦目，触摸它的表面感受它的材质，当你操纵它时，它发出的工作声音及隔音效果是否令人舒适，车椅材料是否防震是否柔软，以及车内的空气是否清新?

这些在人的心里有了对这件产品的感觉和评价：

轻盈的或厚重的，普通的或独特的，夸张的或内敛的，实用的或装饰的，冷酷的或温馨的，昂贵的或便宜的，等等，这些感觉便称为“感性”。

所有这些高度主观性的感觉的构成并将促成消费者最后是否产生购买行为。

因此汽车内饰设计一定要满足人们感官的需要，如视觉（材料颜色悦目调和），触觉（柔软、防震），听觉（隔音），嗅觉（空气清新），安全舒服（隔热、阻燃、抗菌防霉）的要求，以激发消费者的购买欲，这正是感性工学在汽车设计和材料选择中的具体应用。

最后得出开发环保节能、可循环再生的绿色内饰材料，以及适应现代生活方式的方便舒适，具有隔音、防污、抗菌、消臭等功能的车用无纺布是汽车内饰材料开发的趋势和方向。

《基于感性意象的产品造型设计方法研究》苏建宁、李鹤岐

通过分析产品意象的认知理论，提出基于感性意象的产品造型设计方法：

首先通过问卷调查，由因素分析和集群分析提取出适合形容产品的意象语汇；以定性分析的方式，对产品形态要素进行分解；再通过问卷调查，进行定量分析，获得产品造型与意象因素之间的对应关系，由此建立产品造型的设计规则库，指导产品设计。

最后经验证和实际应用，证明该方法是合理、可行的。

3Method

感性工学的实施通常较为复杂，对于像马自达这样的国际大公司，投入大量的人力和财力是可行的。

但对于多数中小型公司，往往难以严格按照程序建立感性工学系统并定期维护。

针对这一问题，笔者希望通过此次研究，开发出一套适用于我国中小型企业的基于感性工学的产品设计工作流程，力求在保证数据和过程严谨、科学的基础上，对感性捕捉过程和数据处理过程适当简化，并建立一套便于应用的流程，以确定产品设计是否符合某一特定用户群的感性需求，并采用这种关联指导产品设计。

基于感性工学的产品设计工作流程如图1所示。

图1基于感性工学的产品设计工作流程

3．1明确产品设计定位

基于感性工学的产品设计是从目标用户的需求调查研究开始，产品的设计定位不同，所对应的用户对产品感性的认知、自身的需求以及购买力等方面都可能不同。

因此首先要明确产品的设计定位，明确产品的目标用户群。

3．2搜集典型产品造型

为了获取目标消费群对产品造型的偏好，首先广泛搜集各种要设计产品的造型图片，将这些图片进行初步分类，去除类型接近的图片，找出一组具有代表性的产品图片。

3．3感性意向认知研究

3．3．1搜集、筛选感性词汇

通过杂志、产品宣传册、说明书、网站，以及与消费者交谈等各种途径搜集尽可能多的描述目标产品的感性用语（一般为形容词），一般要100—600个，从中剔除明显不合适的词汇，通过问卷调查、集群分析或研究小组讨论等方法对感性形容词进一步筛选，直到选出8～15组最能从各感官角度描述消费者对该类产品的感性用语。

3．3．2设计用户问卷调查表

将典型产品造型图片进行一定的方式编号，结合最后确定的感性用语，建立语义差分量表。

该阶段要注意问卷调查的可信度和有效度，确保调查结果的准确性。

3．3．3用户对产品进行评测

采用设计好的问卷调查表让受试者对代表性产品样本进行评价，获取目标用户对产品的感性认知。

受试者一定要符合产品的设计定位，其年龄和职业也要与目标消费用户相一致。

3．4运用数学工具对数据进行分析

采用数量化理论或其他统计方法对评价试验所得数据进行分析统计。

3．5建立感性词汇与造型要素关联性

在将感性评价转换为工学尺度的过程中，可采用灰色关联分析、最优尺度分析和神经网络算法等方法，对数据进行分析研究，可得到哪一项造型要素影响感性，其影响程度和范围怎样以及每个造型要素之下的各个造型特征对感性评价的正负影响等。

3．6分析结果、指导设计过程

进一步阐述感性词汇与产品造型要素间所呈现的对应关系，归纳出在定性层面上的基于感性意象的产品造型设计原则，指导之后的产品开发。

4Experiment

本次研究以汽车分类中的跑车为大对象，以内饰中的仪表盘为细分对象。

目标消费群体为大学毕业后3—4年的购车群体，他们接受过高等教育，有着相似的经历，但他们追求个性，属于青年人群体，他们的消费，受其内在的心理因素支配，同其他消费群体相比，具有鲜明的心理特征。

样本收集

本实验以主流汽车论坛网站中的热门跑车为对象，收集跑车的仪表盘图片，尽可能包括市面上所能看到的所有样本，范围包括相关厂商网站、广告画、商店产品样本以及杂志等媒体。

实验共收集到30辆跑车型号的上百张张不同的跑车仪表盘的图像样本。

再依据图像的明视度、清晰度、产品拍摄角度的一致性以及产品造型的相似性高或者重复的车款等等，进行主观的筛选工作，获得60个典型样本图片，通过聚类分析，最终确定为20个类别。

最终选择的结果如图2所示。

图2跑车仪表盘样本图片

感性用语收集

关于感性用语的收集，主要来源来自汽车官方网站、汽车杂志、宣传资料、评价网站、网络调研问卷、头脑风暴等方式，主要侧重的信息为产品参数、车主感受、试驾体验、消费者情感。

通过KJ法、SD法对形容词进行层层筛选。

KJ法是从错综复杂的现象中，用一定的方式来整理思路、抓住思想实质、找出解决问题新途径的方法。

它不同于统计方法，统计方法强调数据，而KJ法则强调事实，靠“灵感”发现新思想、解决新问题。

其原理为：

结合脑力激荡、分类法、归纳法。

使用A型图解，就是把收集到的某一特定主题的大量事实、意见或构思语言资料，根据它们相互间的关系分类综合。

SD法，即语义差异法，是一种用来研究概念内涵意义的等级测量方法。

是让被试者根据一组尺度评价若干概念或事物的方法。

它通过言语尺度进行心理感受的测定,通过这种方法，可以获得被调查对象的感受构造定量化数据。

如，准备30个以上成对的形容词，将这些形容词成对按5-7种不同程度组成尺度直线，由实验对象根据自己对广告表现的印象在尺度上做记号。

最后收集数据，形成复合概念的平均侧面印象。

SD法最初需要完成的任务是尽可能地收集相关的形容词对，特别是与研究对象相关的形容词对。

一般很快就能找出30-40对,但是如果希望这些形容词对能够较容易地使被调查对象准确判断出场所的感受，必须进行筛选。

其筛选原则为：

较难形成完全相反的形容词对；作为中心点两侧不易对称的形容词对；不常使用的形容词对。

无论是怎样的场景，寻找30-40对形容词并不困难。

有些情况甚至可以很容易地找到近百对形容词,目前究竟要使用多少对形容词进行测定，还没有一个明确的规定,不过作为参考值，形容词对数一般在20-40对之间，特别是20-30对之间出现的次数最多。

根据课题需要，在经过五次筛选之后：

第一次筛选——消除负面词、第二次筛选——归纳分类、第二次筛选——归纳分类、第四次筛选——使用感性地图进行因子分析、第五次筛选——进一步归纳，得出最终感性用语词对。

最终得到12对感性用语，共24个词汇，分别为：

现代——传统、华丽——朴素、简单——复杂、昂贵——低廉、活泼——呆板、小巧——笨重、商务——休闲、越野——居家、张扬——内蕴、生硬——流线型、男性化——女性化、喜欢——不喜欢。

问卷制作

本次用户需求及对汽车中控台评分问卷采用问卷的方式，将自己设计的问题（针对每一份样本，对感性用语的每一对词对进行评分）生成问卷，将问卷分发到需要做问卷的人手中，邀请别人做问卷。

所建问卷包括个人基本信息、跑车仪表盘样本图片及跑车仪表盘样本感性用语评价三个部分。

其中个人信息按照课题需要，必填项有性别、年龄段选择、个人收入、居住地等选项。

问卷在形容词对确定后，还需要对评定尺度进行评定。

根据SD法的评定方尺度，评定方法通常为7段，即非常多、多、较多、一般、较少、少、非常少。

也有用5段的，即非常多、较多、一般+较少、非常少。

此外，有些比较特殊的研究对象也有其他分段。

这里根据需要，选择7段法作为评定尺度。

最后制出跑车仪表盘样本用户问卷，如附录一所示。

参与者

根据SD法，在不同的问卷调查中，对被调查对象的要求都不同。

一般来说，调查对象应该尽可能选择全面一些。

被调查对象人数越多越具代表性，其结果也就越精确。

但是，常常会受到各种条件的限制，无法满足人数要求。

所以应该有一个最低限度。

社会调查法一书对标本数与误差范围之间的关系进行了分析，如图3。

图3《社会调查法》一书中对标本数和误差范围之间的关系分析

SD法的被调查对象人数通常在20-50人左右。

针对本文课题根据需要，参与者总共120人，得到问卷120份，其中有效问卷103份。

在有效问卷中，男性参与者53人，女性参与者60人；年龄段分布在22岁至30岁之间，成正态分布情况；个人收入平均值约为5000人民币，符合课题研究人群的社会现状；在选择目标人群时，主要考虑选择居住地以北、上、广为中心辐射圈的大城市常驻人群。

在参与者的选取时，以课题与目标人群的匹配度为主要考虑因素，尽可能选择多的参与者参与问卷调查。

结果

有效问卷统计表格，如图4所示。

图4使用excel工具对有效问卷进行统计的截图

在总共103份有效问卷中，每份问卷中包含20个样本，每个样本包含12对形容词对，将问卷中的7段评定尺度转化为相应数值（对于每对形容词对，每对形容词将其较正面的形容词放在左侧，相应的词语放在右侧，对于越接近左侧的形容词的评分定位7分，靠近右侧的定位1分，中间以每个1分的差值进行递减），使用excel表格工具进行汇总。

根据需要，使用SPSS软件，对数据进行统计学上的处理分析。

首先对于数据进行平均分计算，将每份样本所对应的每对形容词对的103份数据进行取平均值运算，得到数据如图5所示。

图5每份样本所对应的每对形容词对的103份数据的平均值

将数据导入SPSS，进行降维处理，进行因子分析。

其中，相关选项进行如下选择。

抽取：

方法——主成分；分析——相关性矩阵；输出——未旋转的因子解；抽取——因子的固定数量，要提取的因子：

2；最大收敛性迭代次数（X）：

25；

选项：

缺失值——按列表排除个案；系数显示格式——按大小排序；

描述统计：

统计量——原始分析结果；相关矩阵——系数、KMO和Bartlett的球形度检验；

旋转：

方法——最大方差法；输出——旋转解；最大收敛性迭代次数（X）：

25；

因子得分：

保存为变量：

方法——回归；显示因子得分系数矩阵

得到因子分析相关结论，包括相关矩阵、KMO和Bartlett的检验、公因子方差、解释的总方差、成份矩阵、旋转成份矩阵、成份转换矩阵、成份得分系数矩阵、成份得分协方差矩阵等等。

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