基于感性工学的微型电动车前脸造型设计

崔宜若，申晋宪，尹 欢

(1.太原理工大学 机械与运载学院，太原 030024；2.山西大运汽车制造有限公司，山西 运城 044000)

根据2017年威尔森统计数据显示，相对于传统汽车而言，电动汽车消费者的女性比例在逐年提高。这就意味着女性正在成为一个重要的电动汽车消费群体。与此同时随着微型电动汽车市场的竞争日趋激烈，青年女性作为电动汽车市场上一股新的购买力，市场潜力不可忽视。要想一个新产品受到青年女性市场欢迎，不能只是单单考虑产品的实际功能和价格，更应该全面地考虑到消费者的情感消费，获取消费者内心深处最主要的感性需求。在目前的工业设计研究中，主要将设计师对产品美的理解和自我市场预测后所得出的造型特点赋予在产品上，并没有真正地考虑到消费者内心真实的需求。一件合格的产品，它的外观形态一定是设计师在与消费者进行沟通后所设计出来的，反映出消费者心理和情感的需求，并影响消费者的心理感知和判断。为了能实现这些目的，需要将感性工学运用在工业设计中。本文的研究目的是以微型电动汽车为实际案例进行设计探讨，最终将感性工学和模糊评价法相结合应用到微型电动汽车造型设计中，设计出一款满足青年女性感性需求的微型电动汽车。

1 感性工学与模糊评价法

1.1 感性工学

感性工学是一门综合性交叉学科，主张用理性的思维来处理非理性的情感[1]。与传统人机工程学不同，感性工学更关注的是产品给消费者所带来的情感享受愉悦程度等感性特征[2]。不同设计师对感性工学有不同的理解，也会从产品的造型、材质、色彩、人机等方面入手，设计出符合消费者感性期望的产品[3]。

1.2 模糊评价法

模糊评价法是一种以模糊数学理论为基础的综合评价方法。模糊数学突破经典数学二元值理论，用集合的理论描述，从只能选择0和1变为可从0和1之间任意取值。利用模糊综合评价法可对设计方案进行全面评价，以处理在产品造型中涉及到多种因素难以客观评价的问题，并实现最佳方案的评选[4]。

2 设计前的分析准备

2.1 消费群体定位与分析

随着时代的发展和进步，女性消费者不仅在食品、日用品、家居等消费领域成为主导力量，也在汽车消费领域发挥越来越大的作用。其中青年女性作为一个特殊群体，有着显著的特点：1) 相比少女而言多了一份经济保证；2) 相对中老年女性而言，她们拥有更旺盛的购买动机和需求。结合上述特点，本文将研究对象设定为25～35岁的青年女性。

根据心理学家马斯洛需求层次理论，可以将消费者对于微型电动汽车的感性认知精炼地划分为生理、心理、精神3大需求。所谓生理需求就是满足人类最基本的、原始的、本能的需求；心理需求是当人的生理需求达到一定程度时，所追求的心理需求，即以消费者为中心满足人们对产品的审美需求；而精神需求是更进一步的心理需求，即自我价值的肯定与实现。以感性工程设计方法来指导微型电动汽车的设计，最重要的是把青年女性的生理、心理与精神需求3个层次相结合，分析青年女性的感性需求。

相比同龄男性更多地关注汽车的动力性能、操控性能等实际问题，青年女性更关注汽车的外形、色彩、涂料。所以除了满足最基本的生理需求外，在心理需求方面，现代青年女性接收新鲜事物的能力非常强，对个性、时尚的事物有着极大的兴趣和强烈的尝试欲望，有较高的审美。在设计中应该提供更多的涂料色彩给用户选择，不止局限于传统的色彩和材质。让设计与消费者的需求进行匹配，从而达到最佳状态。青年女性希望通过购买某些产品实现对自我价值的肯定，汽车算其中之一。在精神需求方面，应该赋予产品一定的文化与价值观。设计师可以通过肌理状态、图案纹饰等设计要素表达特殊的意境、概念或情感，激发消费者对设计的想象与思考，使他们联想到超越产品形象的意象和涵义，从而产生某种积极的情感[5]。例如吉利汽车的新博瑞系列，采用大量的包括回纹图案、云纹、梯田在内的中国元素，都是在汲取中华文化的营养，满足人们对自我实现的需求以及对群体认同感的需求，帮助他们肯定自我。图1中前脸使用了“涟漪式回字形”中网造型，后保险杠下使用了中国元素回纹图案。

图1 新博瑞中国元素Fig.1 New Burry Chinese elements

2.2 电动汽车与传统汽车的前脸造型区别

与传统汽车相比，电动汽车车身形式变化较小，但是设计表达有别于传统汽车，喜欢用少量的特征突出汽车造型的独特性，主要体现在：

1) 去格栅化。传统汽车的进气格栅主要是为了进气和冷却，而电动汽车并不会产生大量的热能。因此对于电动汽车而言，进气格栅失去了其本身的功能。逐渐减少进气格栅是电动汽车设计发展的趋势。如图2所示特斯拉在MODEL S车型系列中直接取消了进气格栅设计，造型有较大创新，前脸看起来更加简洁充满“未来感”。

图2 特斯拉MODEL S车型Fig.2 Tesla Inc MODEL S

2) 整体化。车灯和格栅常采用嵌入式或一体式，整体特征明显，视觉上横向拉宽。

3) 细节参数化。细节规律化处理，提高作品的视觉冲击力，常出现于概念电动汽车中。

4) 前脸简洁拟人化。车灯常采用线性化、符号化、一体化设计，让电动汽车前脸更加简洁利落。与此同时，赋予电动汽车更多的情感特征，可以增进消费者与产品之间的信任，满足消费者日益增长的个性化需求。

5) 涂料环保化。常采用绿色无污染的汽车涂料，符合电动汽车低碳又环保的特点。

6) 造型轻量化。采用新型轻量化材料，让电动汽车在视觉上更轻盈、灵活。

随着生活质量的提高，人们的需求已经不仅仅局限于维持生存，为了满足青年女性的多层次感性需求，应提高产品的使用性能和体验感。本文结合上述3大层次需求分析，以感性工学为研究基础，将模糊评价法和感性工学相结合对微型电动汽车的前脸造型进行指导设计，为微型电动汽车前脸造型设计提供相应的设计方法和理论依据，帮助生产企业更精准地捕捉市场需求。

3 设计基本步骤

3.1 收集感性词汇

客观事物都不是孤立存在的，与人们的感性认知有着千丝万缕的联系。人们对于产品形态的心理期望会通过形容词进行描述表达，而这种心理期望实际就是用户对产品造型的感性需求[6]。收集感性词汇主要采用以下4个步骤：

1) 首先通过商品广告、书籍、各大网站、厂商及用户评价等多种渠道广泛地收集人们对于微型电动汽车的评价词汇，共200个。

2) 把收集到的所有词汇进行整理与分析。将生僻词与相似词挑出来进行筛选整合、与剩下的词汇重新整合并分组，最大程度上精简所收集到的词汇。例如：可以将单一、简陋、容易等词汇合并为简单，这样可以更有效、更全面地分析不同类型的感性词汇。

3) 通过6位专业人士和设计者共同分析、讨论并结合消费者的3大层次需求，从200个感性词汇中选取6对词义相反的形容词汇，见表1。

4) 最后通过问卷调查、访谈方式，请25～35岁青年女性消费者对这6组词进行投票，选出前3组他们最关注的的感性词汇，即“可爱—沉稳”“安全—危险”“复杂—简单”。

表1 保留的感性词组Table 1 Retention of Kansei phrases

3.2 收集样本图片

1) 利用网络、杂志、实体店参观等方式来广泛地收集样本图片，不局限于上市产品，概念建模作品都可以作为参考。扩大收集范围，有助于后期的分组挑选。

2) 将收集到的大量图片进行多次分析和筛选，最终将微型电动汽车造型依照不同风格分为3组，并在每组中挑选出一款最具有代表性的产品，如图3，4所示。

3) 由于色彩、结构、材质等方面亦可以决定一个产品的好坏，这里主要从产品造型的角度来分析[7]。汽车前脸造型是汽车主要的形态表达面，对汽车品牌风格的认知，主要从前脸造型而来。前脸轮廓、大灯、雾灯、格栅、挡风玻璃作为汽车前脸最为显著的设计要素，其形态可以影响整车的颜值并体现汽车前脸造型的特点，例如起亚的“虎啸”进气格栅，奥迪的“大嘴”进气格栅，宝马的“天使眼”大灯等。汽车造型设计是一个复杂的过程，若直接从整体出发，不易把握，且局部设计元素对汽车前脸整体造型影响较大。其中黄琦等[8]验证了关键造型特征是影响汽车造型意象的重要因素；李少波等[1]运用关键设计要素对汽车前脸造型进行了优化设计。为了减少原始观点之间的距离以及后续设计中色彩对于汽车造型的影响，需要对产品进行去色处理并提取关键设计要素，如图5所示。

图3 部分电动汽车样本案例Fig.3 Sample cases of some electric vehicles

图4 3组样本图片分类提取Fig.4 Classification and extraction of three groups of samples

图5 样本图片设计要素提取及去色处理Fig.5 Extraction of design elements of sample picture and decolorization treatment

3.3 建立语义意象空间

1) 利用SD法，结合李克特7点量表，建立分值为-3～3的语意轴来制作问卷调查表，如图6所示。两端分别是两个意义相对的形容词，数值越接近某一边就越接近某一个形容词。为了保证调查的准确性，要求调查对象在对前脸造型打分时完全凭借第一感觉[9]。由于调查对象的背景和社会经验的不同，他们的认知中一定存在着不一致性。为了提高调查结果的准确性，挑选职业不同、学历不同的120名青年女性进行问卷调研。将3组图片随机发放给调查对象，请他们对这些图片进行主观评价。

图6 李克特7点量表Fig.6 Likte 7 point scale

2) 调查结束，共回收116份问卷调查表。利用电脑将调查对象打分的结果进行求取平均值，以前脸大灯、格栅调查结果为例，如表2，3所示。

3) 从表2分析可知，对于“可爱”这一词语，CX3的大灯给人印象最差，BX2的格栅最可爱；对于“安全”这一感性词语，AX3的大灯最个性安全，宝马i3大灯并没有沿用天使眼造型，而是采用了新的设计，

表2 大灯和格栅打分后平均结果Table 2 Average results after grid scoring

表3 大灯打分后平均结果Table 3 Average results after headlight

并在LED大灯四周用了U型的LED日间行车灯进行装饰，大灯与前脸整体比例很舒服，使车头看起来更宽，让用户很有安全感。反之CX2的格栅给人安全感最差；对于“简单”这一词汇，在大灯方面三者给人简洁的感性认知相差不大，其中CX3的大灯给人印象最简洁。CX2抛弃了进气格栅造型，前中网改成一块LED屏幕，并且与两侧的前大灯相连，使前脸的整体感非常强，造型简洁。重复上述流程，分别对前脸轮廓、雾灯、挡风玻璃进行分析。综合考虑样本造型要素的比例、大小、轮廓线，进行变量分析，可以发现某种联系与规律：大灯，格栅造型圆润拟人化更容易让人感到“可爱”；“简单”的微型电动汽车，不需要过多夸张的线条和造型，大灯、格栅、雾灯与前脸整体造型比例要适中，过大或过小都会给人不舒服、不协调的感觉。“安全”的微型电动汽车车头看起来更宽更饱满，这样做可以提升前脸的视觉效果，使消费者更有安全感。相对于CX2的LED格栅设计，传统格栅设计更容易给消费者安全感。

3.4 产品设计

根据前面的感性工学分析，再结合消费者的3大感性需求。运用三维软件设计出两款面向25～35岁青年女性的微型电动汽车前脸造型，如图7所示。

图7 设计方案展示Fig.7 Design scheme display

两款方案基于满足用户感性需求的设计理念，从3个需求层次对微型电动汽车进行设计：

1) 从上述分析可知消费者生理需求的设计主要是产品的造型，对于青年女性而言，更喜欢简洁安全的产品，安全感主要从车头轮廓而来，所以前脸的大灯采用横向设计(参照AX3和BX3)，使车头看起来更宽，让用户很有安全感。目前电动汽车发展的趋势是去格栅化，但是由于传统设计更容易使大众产生共鸣，所以此次设计保留格栅。格栅作为汽车前脸的“嘴”可以表达出“可爱”的意象，方案1对BX2格栅进行形变再设计，雾灯选择纯粹的圆形。方案2格栅造型采用简洁拟人化的设计思路(参照BX2)，使前脸造型有微笑的感觉，虽然雾灯也是圆形设计，但是其比例和大小与方案一不同。两款方案为了体现“简洁感”都没有使用夸张的线条和造型。

2) 心理需求主要是满足用户对色彩与材质方面的需求，优秀的汽车色彩设计不仅会影响人们的心理感受，还会为企业赢得更多市场认可度[10]。所以两款方案在色彩上采用橙白搭配，白色为主色调。其优点有：a.白色车室内温度比深色车低；b.白色与自然环境色差加大，目标明显，属于安全色。相对其他颜色而言，事故率减少50%.白色汽车给青年女性一种年轻、现代、安全的视觉感受，搭配橙色同时又给用户一种热情的感受，使得产品看起来不是冰冷的交通工具。产品的涂料选择了水性实色白面漆，此材料环保、外观效果佳。符合微型电动汽车低碳又环保的特点。

3) 两款方案都在进气格栅条上运用了中国祥云文化元素，祥云纹寓意祥瑞之云气，表达了吉祥、喜庆、幸福的愿望以及对生命的美好向往，如图8所示，使得微型电动汽车具备一定的文化精神内涵和造型认知度，满足用户精神最高层次的需求——民族自豪感。从而帮助他们肯定自我，间接获得幸福感和安全感。

图8 格栅条特写展示Fig.8 Grille feature display

如果只是将调查者偏好和意见简单地聚集在一起，不考虑他们在评价过程中的一致意见，可能导致设计出来的产品可接受度较低。所以需要通过模糊评价法，尽量减少原始观点之间的距离，最大程度的达成共识，达到消费者理想的偏好值[11]。为了验证这两套方案是否可行，运用模糊评价法对前脸整体造型进行评估，进而将抽象语义转化为数值。评估过程如下：

1) 确定评价对象的因素集，用U={u1,u2,u3}表示，因素分别为“可爱、简洁、安全”。

2) 确定评语等级为：V={V1,V2,V3,V4,V5}={优秀，良好，一般，较差，很差}={100，75，50，25，0}.

3) 邀请6名专业设计师在不受外界干扰的前提下独立的给出各项评论指标的权数值，如表4所示。

权重分配结果如下：“可爱”0.3、“简单”0.3、“安全”0.4，从而得到权重矩阵：

表4 问卷分值统计结果Table 4 Statistical results of questionnaire scores

4) 邀请30位评论员对上述两种方案进行评价，将权重矩阵与评价员对该方案获得的评价值矩阵相乘，得出方案1，2的决策矩阵。B1,B2分别为方案1，2的决策矩阵，计算结果如下：

5) 计算语义设计综合评价分值，得出方案百分制评价结果：

S1=B1·VT=71.90,
S2=B2·VT=78.95 .

由上述评价结果可知，方案2语义分在良好范畴，为最佳方案。更符合微型电动汽车“可爱、简洁、安全”的造型需求。

4 结束语

本文运用感性工学对微型电动汽车的前脸造型及消费者感性需求进行了相关分析，通过感性工学实验将消费者感性语义量化，建立起感性意象与设计要素之间的关联，例如“安全”的微型电动汽车车头看起来更宽更饱满，大灯、格栅造型圆润拟人化更容易让人感到“可爱”。这些关联可以帮助设计师确定产品造型设计方向。然后结合模糊评价法对两款设计方案进行理性评价，选出最优方案，为微型电动汽车的前脸造型设计提供参考性建议。将消费者感性需求融入产品设计中，可以减少产品设计成本，降低市场风险，提升消费者的认同感。此次实验设计结果仍受到评分专家的主观影响，这一问题将在后续研究中加以改进。