感性工学在工业设计中的应用

周敏

（太原理工大学，太原，030024）

摘要：本文通过对2004年至今的关于感性工学方面的六篇文献的学习和研究，总结出近十年来国内工业设计中的感性工学的发展和研究状况，并将主要内容梳理总结成本篇论文，并阐述了本人对感性工学在工业设计中应用的发展趋势的认识。关键词：感性工学；工业设计1.感性工学

感性（Kansei）一词源自日本，其原意是指人相应于外界刺激产生感觉、知觉与感觉器官的感性，即消费者对于某一件产品所产生的心理感觉与意向。感性是人相对于物的感觉属性与心灵上的感悟，是人与产品体验过程中的感觉、感受、知觉到动机的一系列认知活动。也就是说感性是一个过程，是从感官刺激到知觉的心理反应，是一种多维度的综合反应，并且这种反应会通过言语（包括肢体语言）和行为表达出来。[1]

感性工学是一种运用工程技术手段来探讨“人”的感性与“物”的设计特性间关系的理论及方法。在产品设计领域，它将人们对“物”（即已有产品、数字或虚拟产品）的感性意象定量、半定量地表达出来，并与产品设计特性相关联，以实现在产品设计中体现“人”（这里包括消费者、设计者等）的感性感受，设计出符合“人”的感觉期望的产品。感性工学也是一种消费者导向的基于人因工程的产品开发支持技术，利用此技术，可将人们模糊不明的感性需求及意象转化为细部设计的型态要素。[2]

2.感性工学的发展

感性工学一词由马自达汽车集团前会长山本健一于1986 年在美国密西根大学发表题为“汽车文化论”的演讲中首次提出。《国际工业人类工效学杂志》分别在1995年第1期和1997年第2 期，用两个专集来介绍感性工学的研究方法及应用。感性工学的研究对象包括房子、门、座椅、电话机、汽车、室内设计、服装、手机、鞋子和复印机等，研究手段涉及到模糊逻辑、神经网络等。

随着日本感性工学的发展，近年来其研究内容也在不断扩大，不仅从有形产品的研究领域扩展到人机交互界面、机器人工学的研究，而且从工学应用的层面扩展到人的脑机能、知觉认知等方面。这样的发展趋势，造就了感性科学和认知科学不可分离的联姻。并且将感性工学实用化，生产出第一批“感性商品”是从汽车产业开始的，当时日产、马自达、三菱等品牌将感性工学引入汽车的开发研究中，一改过去“高级”、“豪华”的设计定位，转为“方便”、“简捷”、“快乐使用”的设计定位。其中，马自达汽车开发出具有个性化的车内装饰，将过去狭窄的车内空间在不改变物理性的前提下设计出符合使用者心里的宽敞感和舒适感，结果大获成功。[3]

不仅在日本，感性工学在世界也在迅速发展。在欧洲、美国、韩国等发达地区的汽车公司也都热衷于感性工学的应用研究，并成功研制出新型的轿车。

最近几年, 感性工学成了国内工业设计界的热点研究课题，许多学者对其理论和方法展开了研究，并在某些领域进行了初步的探讨。3.感性工学的应用

3.1感性工学在产品设计中的应用研究

面对全球化的市场和个性化的需求，我们无法用“形式追随功能”来概括产品设计，设计的主导因素不仅仅是产品的硬件一统天下，而产品的非物质因素同样决定着设计的成败。因此在现今制造无障碍的提议下，设计的起点由人的感性开始，在感性研究的结论中开发概念，进而深入到设计的全过程。以往我们的设计过程是：市场预测——设计概念——设计方案——设计细节。在感性下的产品设计过程是：消费者意象——产品感性——设计细节。这种方法可以建立产品细节设计与消费者的感性之间的关联性。[4]

目前, 感性工学的研究主要包括三方面：

①从人的因素及心理学的角度去探讨顾客的感觉和需求；②在定性和定量的层面上从消费者的感性意象中辨认出设计特性；③建构感性工学的模式和人机系统。

基于上述三中研究方向，目前感性工学的应用主要有两方面：一个是消费者决策辅助系统，即由消费者输入其偏好的意象语汇，系统透过推理而了解他们的需求，然后输出符合他们需求的产品；

另一个则是设计人员决策辅助系统，用于协助设计人员掌握产品的特性，了解产品元素和消费者感觉意象的关系。[5]3.2感性工学的分类

依据一些学者的研究, 可以将感性工学归纳为以下三类: 定性推论式感性工学、正逆结合型感性工学和数学模式型感性工学。

（1）定性推论式感性工学。主要利用层次推论方法, 建立如树状图的相关图，以求得设计上的细节。整个推论过程中并不利用电脑进行分析，而是利用“ 为了满足… … 的要求，必须做到的项目有哪些”的设问方法进行。从O次感性开始，渐次向下拆解展开成清晰且具有意义的子阶层，如1次感性、2次感性……到第N次感性，直到能够得到产品设计的详细说明为止。日本马自达汽车公司曾运用此方法进行了新车UNOS Roadster的开发。

（2）正逆结合型感性工学。主要以构建感性(意象语义)与形态要素的关系为主要目的, 并将结果建构成专家系统(感性工学系统)，实现感性意象与产品设计要素之间的转换, 供设计使用，又称为计算机辅助式感性工学。此系统可分为“ 前向定量推论式感性工学” 与“逆向定量推论式感性工学”两大类型。前者是将用户的感性需求转化为产品的设计要素，而后者则是将设计师的设计方案转化为用户的感性评估，以确定是否符合设计师所要达成的感性意象。

（3）数学模式型感性工学。主要以用户的某一特定感性为目标变量, 并构建能够实现该感性的数学模式。例如，日本三洋公司曾经将此种模式应用于彩色打印机输出色彩的研究。将目标设定为“使输出的人的皮肤颜色更加漂亮（更加符合人们对皮肤颜色的要求）”，利用模糊逻辑构建该系统，进而成功地开发出一台智能型彩色打印机。[6]3.3基于感性工学的产品设计与评价方法

根据消费者的感觉意象进行产品设计，其主要研究的内容包括以下四个方面:

(1) 通过对人与产品之间的关系分析提取消费者对于产品的感觉意象；(2) 依据消费者对产品的感性找出产品的设计特征；

(3) 建立一套以人机工学为基础的感性与产品要素之间相互转译的体系；

(4) 确立一个随着社会的发展及消费者的偏好变化与产品设计互动的产

品开发机制。[7]

国内学者已经开始感性工程学的研究，通过数学建模的方法提出了辅助产品设计的方法，一般可以分为4个步骤进行研究：（1）用调查及实验法确定产品的设计要素；

（2） 根据生理学或心理学的评估方法获取消费者对产品的感受；（3） 利用数学方法构建感性工学设计与评价系统；（4） 用实验法验证系统的准确性。

刘楚玉教授以比较复杂的实例——汽车仪表盘来阐释感性工学的分析流程，分为以下4个步骤：要素分解、语意提取、建立模型、模型验证。并以汽车仪表盘为研究对象，基于感性工程学的基本原理，通过大量实验数据，实现消费者对仪表盘感觉特性的定量化，建立仪表盘造型要素和评价语意之间的关系模型，并再次通过实验验证了模型的可信性。运用该研究方法，同样可对其他产品进行分析，用于辅助造型设计和评价设计效果，通过将用户感觉量化，可更好实现消费者的感性需求，实现产品感性与理性的统一。[8]

感性工学为工业设计方法研究提供了一种新的途径，就目前来看，在特定产品的造型设计过程中确实起到了重要的指导性作用。天津科技大学教授研究并总结出收集感性词汇、收集样本图片、建立语义轴、分解设计要素、产品设计的利用感性工学进行产品设计的流程。[9]4.总结

感性意象是工业设计中一种有效方法，可以指导产品的设计与研究。但是，不同的产品，如手机、汽车、机床等, 其造型、色彩评价意象词汇是不一样的，这也导致了不同产品的感性意象研究略有不同，感性意象研究是基于案例的研究，而正是这一点也导致了其研究与应用的多样性。随着应用的深入、推广以及现代信息、设计、制造技术的发展，目前感性意象的研究还显得不足。[10]

本文总结、回顾了国内外关于感性意象的基本概念及其在工业设计中的应用，对产品设计中的感性意象研究方法及其关键技术进行了分析综述；针对目前工业设计与信息技术的发展，讨论了感性意象研究的热点和发展趋势。

参考文献：

[1][3][6]罗仕鉴，潘云鹤. 产品设计中的感性意象理论、技术与应用研究

进展[J]. 机械工程学报,2007,43(3):8-13[2][5]苏建宁，江平宇，朱　斌，李鹤岐. 感性工学及其在产品设计中的

应用研究[J].西安交通大学学报，2008，38(1):60-63[4][7]周美玉.感性驱动的产品设计[J].东华大学学报（自然科学版），

2005,31(4):140-142[8]刘楚玉，王海林，陈 荣，陈蔚荣.基于感性工学的产品设计与评价方法[J].包装工程，2012： 1001-3563 （2012） 10-0090-05[9]白仁飞，张峻霞. 推论式感性工学在电子产品设计中的应用[J].包装工程，2015,36(4):128-132