基于正交试验的玫瑰椅再设计研究

随着原材料、生产销售等环节成本上涨，设计研发到投放市场的周期增加，迫使中小型家具企业采取跟进和模仿大型企业的热卖型新产品，家具市场同质化现象越来越严重。相似的家具产品会使用户产生审美疲劳、降低产品体验感，产品自身也难以实现文化创新和功能升级

。目前的家具设计主要侧重于造型、技术、工艺等方面

。简单提取文化元素直接应用于传统家具造型，导致产品大同小异、新意不足、立意不高。因此，文章采用正交试验方法，结合用户偏好评价、图案学、形态分析法

等知识，获取满足用户偏好的设计方案。首先对文化元素、产品造型进行特征归纳，再通过正交表获得试验值，以此将典型文化元素与目标产品造型融合，完成家具产品创新设计。

1 研究方法与流程

1.1 正交试验

正交试验设计是利用正交表研究多因素多水平的一种设计方法，在化工纺织、医药、机械等行业都有广泛应用

。它是在试验因素的全部水平组合中，挑选代表性水平组合试验，通过分析试验结果了解整体试验情况，找出最优水平组合的一种高效率试验设计方法

。将正交试验选择的水平组合列成表格，称为正交表，正交表具有两个特点：(1)每列中不同的数字重复次数相同；(2)将任意两列的同行数字看成一个数对，一切可能的数对重复次数相同。结合文章的研究主体，试验的因素为产品造型解构后归纳的设计特征，每一个特征为一个因素，每个特征下的设计因子为试验水平。为了衡量不同因素组合产生的效果，以用户偏好评价属性作为研究对象，通过对正交表中的数据分析找出不同评价属性下的最优试验组合。

1.2 研究流程

研究流程分三个模块：

模块一：特征归纳。(1)传统文化元素特征归纳。根据用户需求收集汇总若干家具纹饰样本，结合文化背景筛选出回纹为典型文化元素；对一定量的回纹样本应用图案学构成法、形式美法则等方法分析，提取代表性形态特征，完成典型文化元素的特征归纳。(2)目标产品造型特征归纳。利用形态分析法解构目标产品玫瑰椅，获得产品设计要素及其类目，对设计要素统计、重构，得到目标产品造型的特征归纳

。

模块二：试验设计。(1)用户感知偏好评价。通过市场调研搜集典型样本，用户访谈获取用户需求特征；搜集、筛选感性词汇，结合用户偏好评价属性，用SD 量表法设计调查问卷，获得用户感知。(2)设计特征正交试验。利用正交试验重构归纳的目标产品造型特征，避免用户认知超载，得到多组试验组合。根据用户偏好评价，参考正交试验评价均值，初步得到多个设计方案。

2.2.2 设计因子提取

调研20 位对中式古典家具有兴趣的用户，首先通过用户访谈，深入洞察用户的不同认知和偏好，挖掘影响用户目标产品需求的特征，搜集产品感知体验的双极感性词汇，将用户偏好评价属性定义为：吸引性、参与性、视觉性、创新性、实用性和文化性。

2 特征归纳

2.1 传统回纹元素特征归纳

传统文化元素在现代产品中的应用需要设计师先将文化特征转换为设计特征，通过元素的文化背景进而触达到用户。回纹从青铜器和陶器中的雷纹演变而来，因其形状像汉字的“回”字，被赋予“富贵不到头”的寓意。采用单独纹样、二方连续、四方连续等图案构成法，提取回纹样本形态特征。同时为丰富回纹样式，对同一元素不同形态进行分解组合、重构创新，完成典型文化元素的特征归纳，如表1 所示。

2.2 玫瑰椅造型特征归纳

家具的价值不仅体现在使用功能上，同时凝集着特定环境下各时期的艺术风格、审美情趣以及科学技术的发展水平

。太师椅庄重严谨、用料厚重、宽大夸张，突出使用者的地位和身份

；圈椅的靠背板雕刻一般简洁流畅，重在突出遒劲有力的整体特点；灯挂椅挺拔清秀，靠背板流畅服帖、干净利落；玫瑰椅端庄空灵，是一款非常具有文人气质的椅子。选择满足现代家具简练、轻盈的审美需求，同时装饰不多的玫瑰椅作为设计载体，对其解构再重新排列组合进行特征归纳。其特点是靠背、扶手和椅面垂直相交，尺寸不大、用材较细

，博古幽思的雅境足以为用户营造出文化内涵丰富的意境。

2.2.1 玫瑰椅解构

研究发现,实验组患者治疗有效率为96.67%,对照组患者治疗有效率为76.67%,实验组患者治疗有效率明显高于对照组,P<0.05表示统计学有意义。实验组患者的FVC、FEV、PEF水平明显优于对照组,P<0.05表示统计学有意义。

搜集玫瑰椅样本图片并筛选，获得玫瑰椅典型样本，如表3所示。

在以改善生存条件和促进转型发展为特征的一系列试点示范基础上,随着我国经济社会发展和社会福利改进需求的调整,我国可持续城市建设逐渐从关注生存环境、经济转型发展等议题向关注社会的公平、人的发展公平以及社会与环境的协同发展方向转型,可持续城市关注的议题更加综合，更注重人与社会、人与自然、社会与自然的协调发展。

通过解构玫瑰椅样本，列出有关的独立因素进行设计特征分析。详细列出各独立因素所包含的要素，如造型部件中靠背板分为三个设计因子，横枨、券口牙子各分为两个设计因子；装饰图案中形式和工艺各分为两个设计因子。再将各要素排列组合成创造性设想，获得产品设计要素及其类目。对设计要素进行统计归纳，便于快速获得新的造型组合，降低产品同质化，也便于后期文化元素特征融入当中再设计，如表2 所示。

各地区的各层次学生在客观因素作用下，致使其对于函数动点问题都缺少完善的解题思路与解题方法，这也在一定程度上需要教师在日常数学教学期间对学生的解题思路与方法进行指引与总结，使学生了解在函数动点问题中哪些词语有着较为重要的作用。在遇到这种类型问题期间，学生会通过自身掌握的数学知识自动对函数动点问题进行分类与归纳，再根据问题类型选择较为完善的解题方法与思路，这时可使函数动点问题较为简单。

玫瑰椅的主要构成部件有搭脑、靠背板、后腿、座面、前腿、扶手、券口牙子、横枨等

。“靠背板”是用于靠背的木件，安装在玫瑰椅的搭脑与座面之间。“券口牙子”是通过榫卯结构组合，安装在家具横材与竖材构成的方框内的木条。“横枨”是连接玫瑰椅两竖材的木件。按重要功能等基本组成部分，选取主要造型部件靠背板、券口牙子、横枨三个部位。装饰图案分为形式、工艺两个方面。玫瑰椅形态解构如图2 所示。

3 试验设计

3.1 用户感知偏好评价

为了寻求比较好的培育杨树大苗的方法，2017年，我们在苗圃做了以下对比实验：（1）移植一年生小苗；（2）直接扦插定向培育。

检验方法论者对《提纲》第二条的内容或明或暗地做出了如下三个判断：第一，它的论域是认识论或曰知识论，而非存有论、价值论或其他；第二，人的认识确实可以具有客观的真理性；第三，具体的认识是否为真要通过实践的方法或途径来检验。我们可以将它们分别称之为论域判断、可知论判断和方法判断。

模块三：方案输出。(1)形态推演融合。将试验结果与典型文化元素特征融合实现形态推演，对推演所得进行用户偏好评价，依据文化性筛选出最优方案。(2)设计方案输出。若方案满足用户需求，输出推演结果并对其细化；若不符合期望，则重新设定试验，直到输出结果。研究流程验证了基于正交试验的产品设计方法的可行性，提高产品设计效率。

玫瑰椅作为中式古典家具流传至今既包含了深远的历史意义，也包括有悠久的文化属性，而具有文化属性的产品设计就是归纳文化特征并向用户有效传达的过程，文化性衡量标准是通过产品显性特征传达给用户多少的隐性文化内涵，即验证传统回纹元素与玫瑰椅融合后的形态推演结果是否符合用户期望。故而评价指标中的前五项用于评价产品造型设计特征，文化性用于评价最终方案。其次采用五级SD 量表设计调查问卷，对10 款代表性的玫瑰椅产品样本进行评价，获得用户偏好。

3.2 设计特征正交试验

首先设计正交表，记为Ln（Sr）来选取代表性评价样本。其中r 表示可安排的因素数（试验选择大于等于实际因子数），S 表示水平数（试验选择等于实际水平数）

，n 表示试验次数（选择满足因子数和水平数的最小次数）。样本下方的数字代表所具备的设计特征，对应表3。

根据正交表，取得试验观测值，计算各个因子的和，分别求其均值，获得相应偏好评价影响设计因子。数值越大表示该因素水平变化对试验影响越大。设计特征正交试验评价均值，如表4所示。

结合图像对结果分析可知：用户偏好评价吸引性中，有图案的靠背板为（-0.23）、无图案的靠背板为（0.18）、直棂围子的靠背板为（-0.2），因此选择无图案的靠背板。因子A 取（0.18）水平最佳，同 理B 取（0.08），C 取（0.08），D 取（-0.01），E 取（-0.05）水平最佳，故吸引性指标达到最佳的条件是：A2B1C2D1E2，即无图案的靠背板、曲线形券口牙子、罗锅枨、抽象装饰和透雕工艺。

同理，符合用户偏好的参与性设计特征最优组合方式是有图案的靠背板、曲线形券口牙子、直枨、抽象装饰图案形式和透雕工艺；视觉性设计特征最优组合方式是无图案的靠背板、直线形券口牙子、直枨、具象装饰图案形式和浮雕工艺；创新性设计特征最优组合方式是无图案的靠背板、直线形券口牙子、罗锅枨、具象装饰图案形式和浮雕工艺；实用性设计特征最优组合方式是有图案的靠背板、直线形券口牙子、直枨、抽象装饰图案形式和透雕工艺。综合五个偏好评价属性的设计特征筛选出用户偏好最优设计组合。从图3可知，各属性对应的靠背板2数量较多，券口牙子1、横枨2、形式2、工艺1 数量较多。因此最优组合方式为无图案靠背板、直线形券口牙子、直枨、抽象装饰图案形式和透雕工艺。

4 方案输出

4.1 形态推演

将回纹的五种形态分别与玫瑰椅融合，不同的券口牙子组合排列构成不同的靠背板，在形态推演中结合构成方法，装饰图案的形式、工艺分别采用抽象装饰图案形式和透雕工艺。形态推演结果，如表5 所示。对推演结果再次设计正交试验，邀请到15位用户，依据文化性进行用户偏好评价，筛选得出最优方案，即形态推演结果中文化性最高的为（4）号样本。

该散热器主体尺寸为：520×445×220mm，风扇转速为2 000r/min，仿真分析液压模型，系统最终平衡时油箱温度为71℃。此时散热器的冷却功率为8.6kW(图11)。

离子源温度200 ℃；传输线温度230 ℃；EI电子轰击离子源，电子能量70 eV，灯丝3.5 min后开启；四极杆质量分离器，质量扫描范围m/z 30～500；检测电压0.85 kV，记录4.0～45.0 min信号。

4.2 方案展示

在保证玫瑰椅整体形制不变的情况下，针对（4）号样本，在无图案靠背板方案中融入方形回纹，整体采用透雕方式，直枨中融入回纹进行细化设计，流畅的线条和透雕回纹塑造轻盈的造型，舒缓玫瑰椅本体的厚重感。同时凸显不同回纹在椅子造型中的运用，让用户可以感知到文化元素背后生生不息的寓意和年轻生动的态度。设计结果如图4 所示。

5 结语

文章从文化特征方面解析设计元素，造型特征方面解构家具产品，进行正交试验，结合用户偏好评价获得满足用户使用需求和精神需求的设计方案。以回纹为典型元素，玫瑰椅为设计载体进行验证。结论如下：运用图案构成法对传统回纹元素进行提取、再造，便于其融入产品，提高产品吸引力和独特性，贴近现代审美取向，提升产品价值感。采用形态分析法对玫瑰椅造型形态进行解构、重组，实现产品形态个性化，克服产品同质化，有效提升产品期望值。利用正交试验方法对用户所需目标产品进行评价优选，减少试验次数、节约时间，延长产品的生命周期，为设计生产提供新的思路。

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