消费类复杂系统产品设计浅析

徐威，金馨

(大连理工大学 建筑与艺术学院，辽宁 大连 116024)

消费类复杂系统产品设计浅析

徐威，金馨

(大连理工大学 建筑与艺术学院，辽宁 大连 116024)

信息革命之后复杂系统产品逐渐产生，随着经济和科学技术的飞速发展，人们对产品的要求越来越高越来越多，与人们生活联系紧密和必不可少的消费类产品逐渐由“简单”变为“复杂”，消费类复杂系统产品将会越来越多的存在于我们生活中的各个领域。文章在定义了“复杂系统产品”的基础上对其产生背景和概念进行了解析，并梳理出消费类复杂系统产品的特征与分类及其发展趋势，为之后的复杂系统产品设计研究提供了理论基础。

复杂系统；产品；消费类；工业设计

一、复杂系统产品的产生

随着科学技术和创新理念的飞速发展和提升, 人们对生活质量的要求逐步提高，对使用的产品的要求也随之变高，产品形式将越来越趋向于复杂化、系统化、智能化，复杂系统产品成为时代发展的必然产物，其中与用户联系最紧密的消费类复杂系统产品更是成为研究者和设计师的主要研究领域和方向。复杂系统产品的定义就是该产品由一个以上的实体原件或子系统所组成，这些实体间相互联系又相互独立，且同时具备整体性与复杂性的特质，如中央空调系统产品——具有内机、外机、遥控器、线控器和集控器，它们是同属于一个中央空调系统产品的实体和子系统，具有高度关联性与整体性，互相作用和控制，但又相互独立存在。而与之相对的简单系统产品则是有且只有一个实体原件或子系统的产品，如台灯——单一独立的产品，由自身的控制键来控制，没有其他的实体与子系统与之互联作用。

复杂系统产品最早产生于第三次工业革命即我们常说的“科技革命”，信息控制技术极大的推动了社会经济、政治、文化领域的变革和人们生活方式与水平。飞机和火箭等航天航空类复杂系统产品，核武器和坦克等军工类复杂系统产品均是在这个时期开始出现。随着人们的经济水平的提升和对生活质量的要求的提升，对使用的产品也提出了“更多更高的要求”：要求产品有更多的功能、更好的性能、更优越的用户体验等等；要求相关的系统更加全面、更加稳定、更加高效等等。产品的功能、系统的结构与人的交互变得越来越复杂，再加上无线互联网技术、信息技术、传感器等技术愈发成熟，所以使复杂系统产品不再只存在于航天航空、军工、工业生产等领域，它逐渐开始渗透到人们消费生活的各个领域，所以消费类复杂系统产品在未来产品的比重将会越来越大同时也越来越重要。

二、复杂系统产品的概念解析

“复杂系统产品”中“系统”的定义是由一组实体和这些实体之间的关系所构成的集合，其功能要大于这些实体各自的功能之和。关于系统的定义有两个重点需要注意：

首先是系统是由相互作用或相互联系的实体所组成。根据这个重点我们可以确定两点：1.如果物品是一个连贯的整体，那它就不是系统。比如一块砖，因为它不包含实体指示单独存在的，它就不能构成系统，但是一面墙却可以构成一个系统，因为它包含不止一个实体（许多砖块和砂浆）以及关系（负载，粘合以及几何关系）；2.存在不止一个实体但这些实体之间没有任何关系的话也无法构成系统，例如天安门的墙和美国的一对父子是不构成系统的。而与系统密切联系的另外两个概念是架构和系统思维，架构的概念是对系统中的实体和实体之间的抽象关系用文字、流程图、思维导图等简洁直观的表达出来。而系统思维的概念就是把某个现象或某个问题明确视为一个系统来进行分析，系统思维与其他思维并列，例如批判思维（评估或质疑某个说法的有效性）、分析思维（根据一套规律或原则进行分析）、创新思维（从0到1或组合现有的创造新产品或想法）等。

其次是实体之间发生相互作用的时候，会出现一种功能，这种功能大于或者不同于这些实体各自所具备的那些功能。根据这个重点我们可以知道系统之间因为发生相互作用时产生了新的功能，我们将这种现象称之为涌现，我们通过构建系统可以得到令人满意的涌现物或者创新功能（系统所做的事情就是它的整体动作和输出），需要注意的是有时候系统也会出现我们不可预料和不合人意的涌现物。所以“复杂系统”的概念就是由许多（不止一个）高度相关、高度互联但又各自独立的、互相作用的子系统或实体原件所组成的系统。

“复杂系统产品”中的“产品”种类繁多范围广泛，根据种类大致分为工业用复杂系统产品、高技术高成本复杂系统产品、军工类复杂系统产品和消费类复杂系统产品。其中工业用复杂系统产品多为集成电路和机床等；高技术高成本复杂系统产品研发复杂技术要求高如航天航空产品；而一般军工类复杂系统产品多为高度机密；这些复杂系统产品一般只有专门技术人员、保密人员和研发相关人员才能使用操作，人们在日程生活中很少也很难去接触使用。而消费类复杂系统产品主要是只与用户接触最多并且与用户的生活紧密相关的产品。随着人们对生活质量和生活体验的要求越来越高，消费类产品将会越来越“复杂”、涉及到的领域将会越来越多，所以消费类复杂系统产品将成为工业设计师和研究者在职业生涯中主要设计研究的产品类型，它的创新优化将直接影响人们的生活水平质量。

三、消费类复杂系统产品的特征解析及其分类

（一）消费类复杂系统产品的特征

消费类复杂系统产品是具有很多互相关联、互相连接或者互相混杂的实体关系的系统的消费类电子产品,各组件相互高度关联又具有独立性,组件往往自身就具有用户定义和高成本的特性，需要注意的是，与一般简单产品不同，复杂系统产品是由不止一个的子系统和实体所组成的，它们相互关联却又具有独立性。我将从外观、界面交互、生产技术和研发流程三个方面来阐述其特征。

产品的外观作为产品功能信息的主要载体往往决定能否第一时间吸引用户注意，所以对外观造型的研究是必不可少的，其具备以下四点特征：1.统一性和整体性。由于消费类复杂系统产品具有不止一个主体的特性，所以在外观设计上最大的要求是不同实体要有设计共性，要保证统一性和整体性；2.安全性。由于我将复杂系统产品的范围定为位与人密切相关的消费类产品，而该类产品渗透涉及到人们生活的各个领域，所以其设计首先应该保证使用者在使用过程中的安全性，避免不必要的人身伤害，这就需要考虑功能、造型、材料等方面的问题；3.通用性。产品外观造型的设计和材料工艺的选择都需要与产品的使用功能和操作方式相结合，结合人机工程学设计原理，通过外观、形状、颜色、文字和材质尽可能准确的向使用者传达产品使用操作方式，让使用者更快速、方便且准确的使用，给使用者带了愉悦的使用体验；4.美学法则。为了可以平衡复杂系统产品的复杂性，需要在外观设计上尽可能的简单化，要尽量避免复杂的设计元素和杂乱的设计色彩给用户造成不必要的视觉困扰，无特殊情况要尽量避免不必要的造型线条和形状，通过最简单的外观造型传达产品使用功能信息，保证使用操作的简便性；我们需要研究产品外观与人的审美之间的关系，最大限度满足人的个体与社会的需求而获取普遍认同感。

人机界面作为用户与产品之间的衔接者起到了重要且不可或缺的作用。对于复杂系统产品而言内部系统的复杂性决定了其使用操作的复杂性和困难度，而交互设计的运用则可以提高用户使用复杂系统产品时的用户体验。而对于消费类复杂系统产品来说的话交互设计界面还需要特别注意的是：其控制端的可能不止一个，可分为主控制端与分控制端，这些控制端的界面交互设计需要有一定的统一性和整体性且要与外观设计搭配和谐，但是不同的控制端的界面交互设计又需要有各自的特征要素。

消费类复杂系统产品在技术方面的特性体现在两方面：1.技术的多样性。复杂系统产品将它范围定在消费类电子产品，所以与其相关的技术有电子信息工程技术，当今的信息技术的包含范围是全方位的，包括传感技术、网络技术、无线的传输技术(如：红外线、蓝牙、Wi-Fi、射频、ZigBee、电力载波等) 、虚拟现实技术、数据可存储技术、人工智能技术等等。比如传感技术实现了延长人的感觉器官收集信息的功能,通信技术实现了延长人的神经系统传递信息的功能，存储技术实现了延长人的记忆器官存储信息的功能,人工智能技术延长了实现人的思维器官处理信息与决策的功能。2.集成性。复杂系统产品一般为制造业大批量生产或者特定用户以单件/小批量进行定制生产，复杂系统产品的研发与生产往往融合在一起。由于复杂系统产品的系统集成化程度高，由许许多多的模块和零部件组成，其开发成功能够推动其它相关产业的发展，进而带动其它普通大规模制造产品的发展，而这其中科学技术的发展对其有不可忽视的作用。

消费类复杂系统产品的优化和创新并不遵循厄特巴克所描述的一般产品的研发流程，要注意的有两点：1.用户的高度介入。不同于简单的设计开发流程，复杂系统产品的研发创新过程需要多项、反复的设计和测试以及用户的高度介入，从开始规划到验证试产整个过程中都需要做到从用户出发，由用户检验，使用户愉悦。2.多专业合作：由于复杂系统产品不止一个的子系统和实体以及其本身系统的复杂性，这就决定了其研发的复杂困难度。所以复杂系统产品的设计研发过程中需要有多专业的融合(如：信息技术学、人类心理学、社会科学、工程技术、人机工程学、艺术设计等)和多技术的交叉（如：人工智能技术、传感技术、网络技术、无线的传输技术等）。

（二）消费类复杂系统产品的分类

根据对消费类复杂系统产品的研究分析，我将其分为了智能家居、新能源交通、医疗保健及安防防盗四类产品。

1.智能家居类产品

随着智能技术的发展，以中央空调控制器为代表的智能控制终端会与笔记本电脑一样迅速普及并运用在越来越多的产品上，如：家用中央空调、信息家电、照明系统等一体化家电。

2.新能源交通类产品

随着电池存储技术的革新，以特斯拉为代表的电动交通工具将成为未来发展的主要趋势，交通工具领域正在迅速转向新能源方向，以更好的追求数据化、智能化、舒适性、节能性，如：汽车、公交、游艇、无人机等。

3.医疗保健类产品

科技的进步和医疗设备的发展，使得在家中进行检测及治疗成为可能，人们在家里就可以使用疾病预防与检查的专用设备产品，并可以与医院医生实时沟通，如：家用检测系统、远程就诊系统等。

4.安防防盗类产品

安全和防盗始终是人们首要关注问题，以家庭智能安防系统为代表的安防防盗产品很好地承担了安全防盗的功能，使人们能够更加安全放心的生活，与此相似的产品如：数字可视对讲系统、安保系统、智能监控系统等。

四、消费类复杂系统产品的发展趋势

消费类复杂系统产品在消费类产品中的比重将会越来越大，而消费类产品在国家经济比重中占主要位置，所以消费类复杂系统产品创新优化作为影响国家竞争优势的主要来源，对现代经济社会发展起到至关重要的作用，其发展趋势主要体现在以下四个方面：

（一）简洁统一的外观

为了平衡消费类复杂系统产品的“复杂性”以及顺应当今社会“简约设计”的趋势，消费类复杂系统产品在外观上是简洁且统一的设计趋势。

（二）交互的深度介入

交互设计必将是消费类复杂系统产品创新优化的重要而有力的工具，受数字信息化大环境的影响，计算机技术和信息技术深度介入了智能产品的研发，改变了消费者的使用方式和习惯，消费类复杂系统产品与交互设计的深度融合将成为发展趋势。

（三）技术的复合

复杂系统产品对于技术的依赖不言而喻，各种不同的技术要求、繁多的功能设置、复杂的操作流程都依赖于技术的高度复合化，基于技术与设计相协同的研究将在复杂系统产品的研发中起到至关重要的作用。

（四）专业的交叉

由于消费类复杂系统产品的“复杂性”，其设计研究需要越来越多专业的合作，用户研究、心理学、社会科学、工程技术、人机工程学、艺术设计等多专业的交叉研究可以提升消费类复杂系统产品的更易性，带来更加完美的用户体验。

结语

消费类复杂系统产品的产生和发展，使得人们对产品的要求不再只停留在它的基础功能和使用价值上，而是开始要求尽可能多的功能和开始越来越注重其附加价值——创新、情感、美学、个性化等等，“功能创新”和“人性化”的需求会越来越高。从长远看，消费类复杂系统产品将是未来研究者和设计师主要研究方向和领域，面对其特有的“复杂性”需要深入研究才能最大化的满足人们对功能与情感的双需求。本文关于消费类复杂系统产品的浅析，是基于复杂系统产品的产生和定义，重点解析消费类复杂系统产品的特征与分类，并梳理出其未来发展趋势，希望可以抛砖引玉，为未来的复杂系统产品设计研究提供一定的启发和参考。

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[6]全球智慧论坛，http://www.intelligentcommunity.org/.

[7]维基百科，http://wiki.mbalib.com/wiki/.

[8]百度百科，https://baike.baidu.com/.

Analysis on the Design Consumer Products of Complex System

XU Wei，JIN Xin
(School of Architecture and Fine Art,Dalian University of Technology,Dalian 116024,China)

After the information revolution, the products of complex system are gradually produced. With the rapid development of economy and science and technology, the human's demand is getting higher and higher to products. The consumer products that are closely related to people's life are from ‘Simple’ to ‘complex’essentially, consumer complex system products will be more and more exist in our lives in various fields. Based on the definition of ‘products of complex’, this paper analyzes the background and concept of ‘products of complex’ and sorted out the characteristics and classification to consumer products of complex system and summed up its development trend. This paper provides the theoretical basis for the complex system product design research.

complex system; products; consumer; industrial design

检索:www.artdesign.org.cn

TB472

A

1008-2832（2017）10-0098-03

Internet :www.artdesign.org.cn