基于全生命周期理念的竹家具减量化设计研究

■刘宗明，余国伟 Liu Zongming & Yu Guowei

(湖南工业大学包装设计艺术学院，湖南株洲 412007）

竹以其独特的自然、实用、艺术及文化特性，自古以来就受到无数文人墨客的颂扬[1]。苏东坡曾在《於潜僧绿筠轩》提到：宁可食无肉，不可居无竹竹子高雅、坚毅的品质自古以来就受到颂扬，同时竹材也是一种符合可持续发展理念的可循环生态环保材料[2]。我国作为竹材资源大国，拥有十分丰富的竹材资源，根据全国第九次森林资源清查结果，全国16个省主产区的竹林面积约673万公顷，约占全国土地面积的0.7%，国家林业局数据显示，2018年中国竹材产量达31.55万根，如图1所示为2012-2018年中国竹材产量图。竹材资源丰富，使其被广泛制成竹家具用品。尽管如此，随着人力资源成本上升、物价上涨等因素，国内厂家的成本优势消耗殆尽，因此，对竹家具进行减量化设计，能够降低成本输出，减少能源消耗，提高竹家具企业市场竞争力。

■图1 2012-2018中国竹材产量

目前，业内学者在家具减量化设计研究方面主要用到的方法为：一是减少材料的使用；二是采用虚实结合的造型与明快的色彩表现，减轻用户视觉压迫感；三是对组成家具的零件、板材，在尺寸、结构、连接方式方面进行优化。然而，这种在家具某个具体部位的减量化设计是单一的，无法保证家具减量化的系统性、全面性。而全生命周期理论能够全局性考虑产品的每一个生命阶段，其优势在于能够解决因专家认识的局限性，导致片面、单一的问题。有学者提出了基于全生命周期理论的家具绿色设计策略[3]，但因其提出的设计策略过多而无法聚焦出一套完整的设计方法，缺乏系统性与逻辑性，并没有充分发挥出从全生命周期角度解决问题的优势性。如表1所示为部分学者对家具减量化设计研究产出的成果。

表1 家具减量化设计探索

针对这一点，对竹家具的各个生命阶段特性进行分析后，结合全生命周期理论、减量化设计的特点，引进数学概念“次元”并结合集合论、系统论、认识论等理论提出了一种系统性、全面性、逻辑性、实践性较强的设计方法，该方法能够针对竹家具不同生命阶段的减量化设计提供有效的解决路径。

1 全生命周期理论与次元概念

生命周期理论诞生于上个世纪三十年代，它是由希尔和汉森在综合了多个学科的基础上提出的。标准的生命周期理论认为事物的发展分为发展、成长、成熟和衰退四个阶段[4]。以生命周期理论为基点，竹家具的生命周期可分为：竹材料的选取、加工、制作，包装运输、使用以及竹家具废弃后的回收利用环节，其生命周期发展模式是一个闭合的循环[5]。按照生命周期理论内核，对竹家具生命历程进行拆解，并对其每一个生命阶段，采用一定的技术与方法，实现减量化设计，以达到降低输出成本与能源消耗的目标，提高企业市场竞争力，降低其对环境的负荷。如图2所示，为产品从诞生至消亡的完整生命周期图。

■图2 生命周期图

次元（Dimension）在数学领域指未知数的多重指数；在物理学和哲学领域中，以维度或独立的空间形式存在。在日本娱乐文化界，所指称的“次元”是全部创作要素的集合形式。作为物质的集合及以空间存在的次元在事物的表现上尤为特别，诸如一次元可理解为事物的线性发展，二次元则解析为事物的平面发展，三次元则是事物在空间的运动[6]，四次元则跨越空间的概念，事物的表现形式则不受时间、空间、地点等因素的限制。基于不同次元空间事物不同的表现形式，我们可以多维度地去剖析事物发展脉络，以更全面且系统的视角剖析事物的发展状态及解决存在的问题。基于此，以集合论和系统论为基础，引进次元概念，以集合论中的元素为“单次元”，以集合为“数字次元”，以系统为集合总数，对产品全生命阶段进行减量化设计研究。如图3所示，为次元解构产品要素图。

■图3 次元解构产品要素图

2 基于全生命周期理念的竹家具减量化设计原型

竹家具的减量化设计是指，在产品设计制造-包装运输-销售-使用-回收等环节，通过减少竹材使用、简化产品生产流程等手段，以达到减少成本输出，降低环境污染的目的[7]。从全生命周期角度出发，以“次元”为分割手段，逐步解构竹家具的各个生命阶段元素，全局性系统化生成针对竹家具减量化设计原型。本研究拟以全生命周期理论为基点，联系竹家具系统论、认知论，从竹家具设计制造、包装运输、策略营销、用户体验、回收利用五个次元出发，将竹家具生命周期解构为发展期、成型期、成长期、成熟期、衰退期五个阶段，对每一个阶段进行减量化设计，最后形成完整的竹家具全生命阶段的减量化设计原型。

2.1 发展期的减量化

发展期的减量化是指在竹家具的设计阶段，对其材料、外观和结构进行减量化操作[8]。发展期的减量化主要解决竹家具的材料、外观、结构三大方面问题。

2.1.1 材料次元的减量化设计

材料是产品的物质基础，任何竹家具的实现都要以材料的构成为基础。竹材料次元的减量化设计主要体现在经济、功能、工艺、环境四大方面。经济制约着竹家具与生产成本，设计师在选材时，应平衡厂家与消费者双方利益；功能是竹家具材料选择地主导因素，竹家具材料的选择在满足其基本功能的基础上能够实现意象的延伸；工艺是实现竹家具成型的直接工具，竹家具实现的工艺要尽可能的方便、直接，并能够实现多样化制造；环境因素与竹家具废弃后直接相关，竹家具材料的选择应尽量选择环保性材料，能够重复利用资源或减少对环境的污染。

2.1.2 外观次元的减量化设计

外观是家具产品的视觉属性，一般反映产品的造型、色彩等审美特性。通过对点、线、面的重构，色彩及造型的综合应用表达，做到外观视觉层面的减量化设计，能够在视觉上减轻用户心理负担，提升用户舒适度。如图4所示为外观流畅、线面结合的边桌。

■图4 边桌

2.1.3 结构次元的减量化设计

结构是支撑竹家具功能形态的基础，合理的结构能够提升竹家具的稳定性，提高竹家具质量。竹家具的可拆卸结构的使用能够极大减少运输过程中所占用的实体空间；标准化零件的使用则延缓了竹家具的使用寿命。在一定程度上，对结构的可拆卸与可更换零部件的改进能够实现竹家具生命周期内的减量化加法。

2.2 成型期的减量化

成型期的减量化设计是指在竹家具的包装运输阶段通过绿色手段，简化包装步骤与运输成本，以达到降低运营成本的目的，成型期的减量化主要解决的是包装材料与设计规范两个方面问题。

2.2.1 包装材料次元的减量化设计

针对包装材料使用混杂、浪费，且所用的缓冲材料种类过多等问题，可提前规范材料使用规格，具体方法是：可通过对单一缓冲材料与不同组合材料进行水平冲击测验、动态、静态等试验比较其不同组合的缓冲性能，再选取相关经济、性能、环保等指标评价最优组合包装材料[9]，以此解决因包装缓冲材料种类多且复杂导致资源浪费问题，既节约了资源，又降低了成本。在包装材料的选择上，应以绿色环保可回收的材料为主，例如瓦楞纸、窝蜂纸板、PE泡沫等，如图5所示，为经济环保的瓦楞纸箱。

■图5 瓦楞纸箱

2.2.2 包装设计次元的减量化设计

针对由于行业包装设计标准不规范而引发歧义，降低各部门之间工作效率的问题，设计师应制定详细的包装说明规范和包装示意图。可拆卸结构的竹家具在运输方面有着极大的优势，一件家具经过拆分，形成一个或几个包装件，能够最大发挥出包装作用，便于运输与组装。

2.3 成长期的减量化

成长期的减量化设计是竹家具在流向市场以后如何加速将其售卖给消费者，以降低竹家具的运营成本与贮藏时间。成长期的减量化设计主要解决竹家具的营销与售后服务问题[10]。如图6所示为极具中国特色的“天地方圆”竹家具。

■图6 天地方圆竹家具

2.3.1 营销策略次元的减量化设计

面对琳琅满目的竹家具产品，实用功能作为基础功能已是每件竹家具的必备属性，但在竹家具的营销环节我们可以设计赋能竹家具新的精神文化与内涵，使其有别于传统的竹家具类别，以此来吸引消费者的购买欲望，达到迎合消费者理念，快速售出产品，减少库存的减量化目标。

2.3.2 售后服务次元的减量化设计

产品售后的好坏是考量企业是否诚信与可持续发展的重要环节。对于已售出家具如存在质量、色彩等问题，可采用在线反馈，上门回收等服务，减少顾客的操作步骤，为用户减轻后顾之忧，加强用户的忠诚度，提高用户粘度。

2.4 成熟期的减量化设计

产品成熟期的减量化设计是针对提升用户的使用感受，主要解决的是用户获取信息与竹家具操作使用两个方面问题。

2.4.1 信息获取次元的减量化设计

竹家具与标准金属原件的搭配组装，降低了其在运输环节的占用体积，同时提高了材料的利用率。但该种组合方式，当用户使用时会产生无法组装或不会组装的情况。针对该问题，我们可以设计一款说明书，将竹家具组装的详细步骤置于其上，指引用户向正确方向组装，减少用户组装试错率，提升用户心理满意度与用户体验。

2.4.2 竹家具操作使用次元的减量化设计

为方便用户操作与正确使用竹家具，可以用线面结合的方式区分不同的功能区。减少用户学习行为，提高用户对产品的认知能力。如图7所示，为点面结合、区位分明的储物衣柜。

■图7 储物衣柜

2.5 衰退期的减量化设计

衰退期的减量化设计指的是，竹家具废弃后对其进行回收、利用、再生的过程，实现资源可持续循环利用。社会应加强对废旧竹家具的回收利用宣传，优化回收服务，简化回收途径[11]。衰退期主要针对竹家具废弃后材料的分类回收与回收路径问题。如图8所示为废弃后竹家具分离出的五金构件。

■图8 五金构件

2.5.1 回收途径次元的减量化设计

竹家具的废弃物应当构建完整的回收体系与流程，设置专门的网站或服务点定期对废弃后的竹家具进行回收利用，提高竹材的利用率，减少环境压力。可通过奖励方式鼓励用户积极将废弃物送至专门的回收点，提高回收率。

2.5.2 回收废料次元的减量化设计

回收废弃物可以运用新型生产工艺, 经过改造、降解、分离、再提取, 形成生产家具的新型环保材料[12]。废弃后的竹家具，其结构经过拆卸主要获得竹材与五金构件等物质；竹材经过回收重新加工打磨后形成新的板材；分离出的五金构件经过筛选、加工、胶合等步骤实现物质的再生利用。

2.6 竹家具减量化设计原型

将竹家具生命周期解构再分为五个次元，并以单次元集合为多次元的形式，能够全面针对竹家具的全系统进行减量化设计，如表2所示为竹家具减量化设计原型图。针对减量化设计需求，应用该原型图能够有效地指导设计师从全生命周期的角度对竹家具进行系统性的减量化设计。

3 竹家具的减量化设计流程

尽管设计成本只占产品总成本中的10%，但设计阶段却决定了70%-80%的产品性能[13]。因此，构建系统、生态且有效的竹家具减量化设计流程至关重要。

（1）用户分析。设计目的之一为满足用户需求，作为竹家具生命系统的源头，竹家具的减量化设计要求设计师从用户角度出发，考虑不同消费者的用户需求，进而引导和构思有效的设计。

（2）为了保障设计构思的合理性与有效性，需要对设计构思进行评价，若评价不通过，则重新返回到设计构思阶段，多方面综合考虑，直到方案通过；若评价通过，则进入竹家具全生命周期减量化设计原型阶段，构建竹家具的发展期、成型期、成长期、成熟期和衰退期五个阶段，对单次元要素进行减量化设计应用。

（3）分析每个时期的减量化设计是否真的在一定程度上能够通过减少步骤或能源的消耗并保证竹家具的基本功能不变，构建优质的、系统的、合理的竹家具减量化设计方案。

（4）设计师应联合工程师等开发成员，不断对产品进行迭代测试、优化，完善产品相关服务，研发出符合国家法律法规及行业标准的产品[14]。若减量化设计方案通过初步审核后，完成竹家具的后期转化，在工艺、运输、使用、回收等方面进行完善并形成最终成品。由企业将竹家具进行批量化生产并拓展到市场，经过市场的检验，收集并重新整理有效的反馈信息回归到用户的初始分析阶段，进而进行竹家具的不断优化与改进。

以用户分析为竹家具开发的出发点，经过设计构思、方案评估，设计原型应用、整合优化。质量标准审核，再到成品，市场最后反馈到企业重新进行用户分析，持续对产品进行迭代，进而形成良性闭环、循环发展模式，在一定程度上降低设计师减少因设计师主观经验带来的判断误差问题，同时减少企业产品开发步骤，简化产品开发流程，提高产品迭代效率，提升企业发展创新力。

4 竹家具减量化设计实例

根据竹家具减量化设计流程，以鑫光家具的简易衣帽架为例（图9），以鑫光家具衣帽架开发全流程为标准（图10），展开全生命周期理念下的竹家具减量化设计应用解析。市场调查中发现，购买竹家具的消费人群按照年龄划分一般以中青年为主，这类人群具有一定的学识涵养，不仅重视竹家具的基础功能，更重视竹家具的精神功能。因此，通过挖掘目标客户的潜显需求[15]，发现这类人群存在显著的消费特征：比如追求潮流文化、精神内涵，青睐一物多用的产品。因此，通过总结归纳，设计师可依据该类人群的特征，构建适用于中青年消费群体的竹家具减量化设计构思，然后基于竹家具生命周期的五个时期，应用竹家具的减量化设计原型，达到根据国家竹家具质量检验标准，成功完成竹家具全生命流程的减量化设计方案。

■图9 鑫光家具衣帽架

■图10 鑫光家具衣帽架开发全流程

4.1 发展期的竹家具减量化设计应用

材料方面，该款衣帽架以竹集成材为基材。竹集成材是竹子经过后期化学工艺形成的一种新型人造板材，其不仅保留了竹子的基本物理属性，且具备耐磨损、强度大、结构稳定等特性。废弃后环保无污染。

外观方面，该款衣帽架线与面的结合，以面为主的板式化风格能够减少材料的使用，增大空间，提高材料的利用率；而线的特性能够增强用户视觉律动感与流畅性。

结构方面，该款衣帽架采用支架结构并可组装完成安装。这类结构主要采用标准化配件与金属零件构成。标准化的配件能够为运输减少实体空间，并延长家具的使用寿命。

4.2 成型期的竹家具减量化设计应用

包装运输材料方面，选择了环保无污染且可回收利用的瓦楞纸材料。

内部结构方面，由于衣帽架本身为可拆卸拼装结构，对于包装体积要求较低，在一定程度上能够减少瓦楞纸材料的使用。为防止瓦楞纸板在运输过程由于振动冲击而发生弯折，在包装盒内部置有减缓碰撞压力的泡沫材料。

4.3 成长期的竹家具减量化设计应用

销售渠道方面，随着“互联网+”时代的带来，该款衣帽架在继承传统线下销售模式的前提下，同时上线各大电商平台，能够缩短与消费者的接触距离，实现用户与产品之间的减量化。

产品展示方面，相较于传统线下由导购员向用户介绍产品模式，该衣帽架的展示优点在于将其原料、生产设备、生产工艺、生产车间、包装车间、仓库等信息以线上直观形式展示给消费者，方便用户更为详细掌握产品信息，在一定程度上降低了产品与用户认知间的代沟。

4.4 成熟期的竹家具减量化设计应用

功能整合方面，该款衣帽架是以线面结构为基础，集悬挂、收纳等功能为一体的多功能衣帽架，方便用户对于不同物品的管理，节省用户成本，实现用户经济上的减量化。

功能认知方面，该款衣帽架的功能区分明显，在用户使用的过程中，能够快速帮助用户识别不同类别的衣物放置，在一定程度上能降低用户读取信息的错误率，方便用户使用。

■表2 竹家具减量化设计原型图

4.5 衰退期的竹家具减量化设计应用

回收利用方面，目前变宝网、北京天胜回收公司等公司专门开设线上针对竹材料回收专栏，对于废弃后的衣帽架，用户可将其材料回收给相应的回收公司，从而减轻环境压力，并获得一定的经济补偿，实现产品废弃环节的减量化。

5 结语

全生命周期理念具有全局性、系统性的特点，保障了竹家具在全生命阶段实现减量化设计研究的严谨性与有效性。次元理论具有多角度、多维度和全方位审视事物的优势，为竹家具的减量化设计提供了有效的多视角研究方法。运用全生命周期理念与次元理论对竹家具的生命阶段进行剖析更具有针对性与透彻性；次元理论中的“数字次元”对解构并重构竹家具的生命元素具有重要理论支撑与实践指导作用。研究中，竹家具的减量化设计是以其全生命阶段和不同阶段的生命元素为依据的，后续研究可结合其他因素从多方面展开研究。