產(chǎn)品生命周期多功能家具設(shè)計(jì)探析

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摘要：目的對(duì)多功能家具的可持續(xù)性進(jìn)行研究，延長(zhǎng)多功能家具的使用周期，增加可循環(huán)使用的概率，減少?gòu)U舊家具的浪費(fèi)率，提高多功能家具的整體利用率。方法基于產(chǎn)品全生命周期對(duì)多功能家具的可持續(xù)性進(jìn)行分析，在生命周期的每個(gè)階段都提高多功能家具的可持續(xù)利用率，再應(yīng)用模塊化理念進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并通過(guò)TRIZ理論進(jìn)行多功能家具的設(shè)計(jì)改進(jìn)，在利用TRIZ理論時(shí)，將需要解決的問(wèn)題轉(zhuǎn)化成TIRZ沖突矩陣?yán)锏膶Ｓ眯g(shù)語(yǔ)，再得到相應(yīng)的解決方法，從而在每個(gè)階段都增大多功能家具的可持續(xù)性。結(jié)果基于產(chǎn)品生命周期重新定義了多功能家具，提出在可持續(xù)理念下多功能家具的新定義，并提出多功能家具的設(shè)計(jì)流程。結(jié)論應(yīng)用多功能家具設(shè)計(jì)流程進(jìn)行家具設(shè)計(jì)，可有效提升家具的可持續(xù)性。

關(guān)鍵詞：可持續(xù)；多功能家具；生命周期；

隨著科技的進(jìn)步，多功能家具在我國(guó)得到飛速發(fā)展，但是現(xiàn)在的多功能家具設(shè)計(jì)生命周期普遍較短，并且在各個(gè)生命周期的利用率都不高，材料浪費(fèi)問(wèn)題十分嚴(yán)重，資源利用率不是很高，因此現(xiàn)有的多功能家具并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性。而我國(guó)作為一個(gè)資源消耗大國(guó)，資源浪費(fèi)、環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，解決家具設(shè)計(jì)的材料浪費(fèi)勢(shì)在必行，因此有必要將多功能家具設(shè)計(jì)與可持續(xù)設(shè)計(jì)理念相結(jié)合，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)多功能家具的可持續(xù)發(fā)展[1]。可持續(xù)化多功能家具設(shè)計(jì)的發(fā)展能夠在一定程度上減緩資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處。

1傳統(tǒng)多功能家具設(shè)計(jì)的可持續(xù)性分析

傳統(tǒng)意義上的多功能家具是指將在家具原有功能的基礎(chǔ)上添加其他功能，而設(shè)計(jì)的目的并不是特別明確。或者說(shuō)設(shè)計(jì)的目的很多，例如，豐富的用戶體驗(yàn)，更加方便的生活，有些甚至是商家為了家具銷量而制造的噱頭，而在現(xiàn)有的家具行業(yè)，并沒(méi)有將多功能家具與可持續(xù)設(shè)計(jì)理念很好地結(jié)合起來(lái)。主要表現(xiàn)在傳統(tǒng)多功能家具的生命周期并沒(méi)有得到有效延長(zhǎng)[2]。原因有以下幾點(diǎn)：第一，由于多功能家具要滿足多個(gè)功能，如果這些功能搭配不合理，不能滿足用戶需求，很容易被用戶淘汰；第二，多功能家具多個(gè)功能轉(zhuǎn)換頻繁，易拆易裝，很容易會(huì)使得零部件損壞，影響使用；第三，傳統(tǒng)多功能家家具對(duì)原材料的利用率不高。這些原因直接導(dǎo)致了現(xiàn)有多功能家具不能滿足可持續(xù)設(shè)計(jì)理念。

2基于生命周期理論的多功能家具定義

若想使多功能家具滿足可持續(xù)設(shè)計(jì)理念，就必須在可持續(xù)設(shè)計(jì)理念的指導(dǎo)下進(jìn)行多功能家具的重新定義，這樣的多功能家具是在可持續(xù)理念的基礎(chǔ)上提出的，因此這樣的多功能家具一定能夠滿足可持續(xù)的設(shè)計(jì)理念。

2.1生命周期理論

生命周期設(shè)計(jì)是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行周期性設(shè)計(jì)，包括了產(chǎn)品從“出生”到“滅亡”整個(gè)歷程的各個(gè)階段，主要包括研發(fā)設(shè)計(jì)、原料采購(gòu)、生產(chǎn)制造、分配銷售、產(chǎn)品使用、回收處理這5個(gè)主要階段。它是對(duì)產(chǎn)品從搖籃到滅亡的各個(gè)階段進(jìn)行綜合分析的工具。它以縮小或消除產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的不利影響為目標(biāo)，希望在產(chǎn)品整個(gè)生命周期過(guò)程中最優(yōu)化利用資源能源，以最少的消耗完成產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)。生命周期理論能夠直觀地讓人們體會(huì)到整個(gè)產(chǎn)品的生命進(jìn)程，這對(duì)可持續(xù)理念的研究是十分有用的，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，如果在生命周期每個(gè)階段都能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，那么這樣的產(chǎn)品設(shè)計(jì)就可以滿足可持續(xù)發(fā)展。

2.2多功能家具的新定義

生命周期理論適用于所有產(chǎn)品的整個(gè)生命歷程，因此如果把傳統(tǒng)的多功能家具設(shè)計(jì)從整個(gè)生命周期進(jìn)行分析，探討在各個(gè)階段如何能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是實(shí)現(xiàn)多功能家具可持續(xù)發(fā)展的必要步驟，如果多功能家具在生命周期每個(gè)階段都能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，那么這樣的多功能家具就一定能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。由此，對(duì)可持續(xù)多功能家具進(jìn)行重新定義：多功能家具設(shè)計(jì)是在各個(gè)生命周期階段都能滿足可持續(xù)設(shè)計(jì)理念，同時(shí)滿足多個(gè)功能相互轉(zhuǎn)化的家具設(shè)計(jì)。

3基于生命周期的多功能家具設(shè)計(jì)

3.1多功能家具的設(shè)計(jì)原則

3.1.1實(shí)用性原則

從可持續(xù)設(shè)計(jì)理念的角度來(lái)說(shuō)，實(shí)用性原則是基于最簡(jiǎn)化的實(shí)用，也就是說(shuō)在滿足所有功能與舒適度的基礎(chǔ)上，力求加工工藝最簡(jiǎn)化，包裝運(yùn)輸和回收再利用等最優(yōu)化，而且不會(huì)對(duì)用戶造成不必要的麻煩。一般來(lái)說(shuō)，多個(gè)功能會(huì)提高家具的綠色附加值，但同時(shí)也應(yīng)該注意對(duì)多功能家具進(jìn)行辨證的衡量，比如是否存在成本增加大于功能增加、是否存在功能的增加造成了不必要的浪費(fèi)等問(wèn)題[3]。除此以外，還要考慮家具的尺寸是否符合人機(jī)工程學(xué)原理，找到既符合人機(jī)工程學(xué)又便于運(yùn)輸?shù)淖罴殉叽纭?/p>

3.1.2減量化原則

減量化原則不僅僅是指將產(chǎn)品的體積、重量等減少，更重要的是要提高產(chǎn)品的性能，減少不必要的結(jié)構(gòu)，而且要以不影響產(chǎn)品的使用為前提。按照生命周期的不同階段，減量化原則可以分為以下幾點(diǎn)：設(shè)計(jì)研發(fā)階段使用污染排放小的原料；在產(chǎn)品的生產(chǎn)階段盡量降低廢料的排放；物流運(yùn)輸階段盡量減少運(yùn)輸成本；在產(chǎn)品使用過(guò)程中減少?gòu)U物排放；產(chǎn)品回收階段能很好地進(jìn)行回收，以及廢物再利用[4]。

3.1.3再循環(huán)原則

家具之所以能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，最主要的就是要實(shí)現(xiàn)再循環(huán)原則。將舊家具的原材料進(jìn)行回收再加工就可以用到新家具的制造，這樣不斷循環(huán)利用，就可以節(jié)省部分原材料，形成了家具循環(huán)利用的閉合流動(dòng)。將不能使用的原材料進(jìn)行降解再生產(chǎn)就可以以新的形態(tài)再次投入其他產(chǎn)品的制造[5—7]。

3.2基于生命周期的多功能家具設(shè)計(jì)

3.2.1多功能家具的原材料選擇

多功能家具的原材料選擇是多功能家具生命周期的第一步，也是整個(gè)生命周期的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。因?yàn)椴牧系沫h(huán)保性、易生成性、易回收易降解等是多功能家具實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性的關(guān)鍵，所以可持續(xù)性的多功能家具需要滿足以下幾個(gè)要求：減少有害物質(zhì)的排放；盡量減少原材料使用的種類；根據(jù)原材料的特性來(lái)使用材料；選擇可循環(huán)使用的原材料[8]。

3.2.2多功能家具的研發(fā)設(shè)計(jì)

多功能家具的研發(fā)設(shè)計(jì)，主要表現(xiàn)在外觀設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。多功能家具因?yàn)橐獫M足多個(gè)功能的轉(zhuǎn)換，設(shè)計(jì)過(guò)程必然會(huì)相對(duì)復(fù)雜一點(diǎn)。首先，外觀不能設(shè)計(jì)的太多復(fù)雜，如果看起來(lái)很難使用就會(huì)減弱購(gòu)買者的購(gòu)買欲望，而在外形相對(duì)簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)上也要考慮其美觀性；其次結(jié)構(gòu)要靈活、易拆裝，考慮到多功能家具要通過(guò)延長(zhǎng)生命周期來(lái)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)理念，家具的零部件一旦損壞必須可以更換，因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該采用一種標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方法，即模塊化的設(shè)計(jì)方法[9]。將多功能家具按照功能劃分成若干個(gè)模塊，通過(guò)模塊的相互組合來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)功能的轉(zhuǎn)化，而且一旦某一個(gè)模塊出現(xiàn)損壞，也可以很方便地進(jìn)行調(diào)換。

3.2.3多功能家具衰退期設(shè)計(jì)

現(xiàn)代的一切產(chǎn)品不管是用什么類型的材料都是從消耗開(kāi)始的，而資源總有消耗完的那一天，尤其是一些不可再生的資源，一旦消耗完對(duì)整個(gè)社會(huì)體系影響是巨大的，因此不能只從使用過(guò)程中來(lái)避免資源的浪費(fèi)，更應(yīng)該從源頭來(lái)實(shí)現(xiàn)資源的閉合流動(dòng)，建立一個(gè)完整的資源使用流程，讓資源的使用實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)[10]。1）構(gòu)建多功能家具回收體系。對(duì)于一些家庭來(lái)說(shuō)，家具的更新速度很快，那么被淘汰的家具應(yīng)該用更環(huán)保的方式來(lái)進(jìn)行處理。一方面，家具企業(yè)應(yīng)該建立一個(gè)完善的家具回收體系，比如用戶在企業(yè)購(gòu)買家具以后因?yàn)槟撤矫娴脑蛞鼡Q新的家具，就可以把原來(lái)的家具再返回給家具企業(yè)，當(dāng)然，家具企業(yè)也要根據(jù)家具的新舊程度以及能否再回收利用進(jìn)行專業(yè)評(píng)估，給予用戶一些經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。那么企業(yè)回收的二手家具可以再加工，重新以新的家具進(jìn)行銷售，這樣就避免了家具的浪費(fèi)。如果損壞嚴(yán)重的家具也可以對(duì)原材料再加工充當(dāng)新的家具板材等，或者保護(hù)完好的零部件也可以再次使用?？傊?，要盡可能地利用好這些可回收的材料，做到物盡其用[11]。2）多功能家具產(chǎn)品的降級(jí)利用。家具的降級(jí)利用分為兩種：一種是將還可以再次使用的零件進(jìn)行處理，經(jīng)再次加工直接用于新家具的使用，比如未損壞的部件、板材、裝飾等；另一種是將原材料降解加工成新的材料；再用于家具或者別的產(chǎn)品的使用。這兩種回收利用措施都是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。

4多功能家具設(shè)計(jì)中的沖突分析與解決

4.1多功能家具設(shè)計(jì)中的沖突分析

4.1.1多功能和結(jié)構(gòu)方面的沖突

多功能家具要想滿足多功能轉(zhuǎn)化就會(huì)使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，但太過(guò)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)不能引起用戶的購(gòu)買欲望，也會(huì)增加用戶在使用過(guò)程中的困難程度，會(huì)逐漸降低用戶對(duì)多功能家具的使用熱情，不利于多功能家具的可持續(xù)發(fā)展。

4.1.2多功能和穩(wěn)定性方面的沖突

多功能家具為了滿足多個(gè)功能之間的轉(zhuǎn)換，一定會(huì)在各個(gè)部件之間采用靈活、輕便的連接方式。如果連接方式太過(guò)于輕便，就會(huì)影響多功能家具的穩(wěn)定性，如果多功能家具的穩(wěn)定性不強(qiáng)就會(huì)對(duì)用戶的使用安全造成隱患，同樣不利于多功能家具的可持續(xù)發(fā)展。

4.1.3穩(wěn)定性和重量方面的沖突

如果要確保多功能家具的穩(wěn)定性，就一定要采用比較牢固結(jié)實(shí)的零部件以及連接件，這樣一來(lái)，就會(huì)大大增加多功能家具的重量，顯得多功能家具不夠靈活顯得有些笨重，也會(huì)降低多功能家具的優(yōu)勢(shì)。

4.2多功能家具設(shè)計(jì)中的沖突解決方案

要解決這些沖突問(wèn)題，就需要用到TRIZ沖突矩陣。首先將多功能、結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性、重量這4個(gè)關(guān)鍵詞轉(zhuǎn)換成技術(shù)參數(shù)里面的特定術(shù)語(yǔ)，轉(zhuǎn)換結(jié)果為：物質(zhì)或事物的數(shù)量、裝置的復(fù)雜性、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、靜止物體的重量。轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)圖1。圖1轉(zhuǎn)換關(guān)系對(duì)應(yīng)Fig.1Transformationrelationgraph通過(guò)對(duì)以上4個(gè)關(guān)鍵詞的轉(zhuǎn)換，將多功能家具設(shè)計(jì)過(guò)程中的矛盾問(wèn)題轉(zhuǎn)換成了TRIZ里面沖突矩陣?yán)锛夹g(shù)參數(shù)的專用術(shù)語(yǔ)[12]。最后提取的設(shè)計(jì)要點(diǎn)為：（1）在多功能家具設(shè)計(jì)中，模塊之間除了相互組合滿足不同功能以外，每個(gè)模塊要盡可能地承擔(dān)更多的功能，以此來(lái)減少多功能家具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度；（2）模塊之間可以根據(jù)承重的不同進(jìn)行位置的調(diào)換，如果承重增加可以調(diào)換更加結(jié)實(shí)的模塊；（3）模塊之間相互獨(dú)立，連接方式盡量通過(guò)自身的結(jié)構(gòu)來(lái)連接，最好不使用外來(lái)的連接件，這樣便于可拆卸，也可以減輕多功能家具的重量。

5可持續(xù)多功能家具的設(shè)計(jì)流程

綜合以上的設(shè)計(jì)研究，設(shè)計(jì)出了一套實(shí)現(xiàn)可持續(xù)設(shè)計(jì)理念的多功能家具設(shè)計(jì)的流程，見(jiàn)圖2。在整個(gè)流程圖中，生命周期理論貫穿始終，通過(guò)對(duì)不同生命周期階段進(jìn)行分析，得出了如何才能實(shí)現(xiàn)多功能家具的可持續(xù)發(fā)展，模塊化設(shè)計(jì)方法為多功能家具的結(jié)構(gòu)外觀提供了設(shè)計(jì)思路以及技術(shù)支持，最后通過(guò)TRIZ理論改善了設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的矛盾沖突問(wèn)題，最終實(shí)現(xiàn)了多功能家具的可持續(xù)發(fā)展。

6結(jié)語(yǔ)

生命周期理論作為一個(gè)適用于產(chǎn)品整個(gè)生命歷程的理論，其研究意義遠(yuǎn)不止此。目前許多領(lǐng)域也運(yùn)用到了生命周期理論。本文從生命周期各個(gè)階段對(duì)多功能家具進(jìn)行研究，探討如何能實(shí)現(xiàn)多功能家具的可持續(xù)性，并在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用模塊化的設(shè)計(jì)方法，為多功能家具設(shè)計(jì)提供了設(shè)計(jì)思路，最后利用TRIZ解決了設(shè)計(jì)過(guò)程中的沖突，最終形成了一個(gè)完善的設(shè)計(jì)流程。

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作者：康歡 曹國(guó)忠 趙超凡 單位：.河北工業(yè)大學(xué) 國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心