產(chǎn)品生命周期多功能家具設(shè)計探析

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摘要：目的對多功能家具的可持續(xù)性進行研究，延長多功能家具的使用周期，增加可循環(huán)使用的概率，減少廢舊家具的浪費率，提高多功能家具的整體利用率。方法基于產(chǎn)品全生命周期對多功能家具的可持續(xù)性進行分析，在生命周期的每個階段都提高多功能家具的可持續(xù)利用率，再應(yīng)用模塊化理念進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并通過TRIZ理論進行多功能家具的設(shè)計改進，在利用TRIZ理論時，將需要解決的問題轉(zhuǎn)化成TIRZ沖突矩陣?yán)锏膶Ｓ眯g(shù)語，再得到相應(yīng)的解決方法，從而在每個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)計流程。結(jié)論應(yīng)用多功能家具設(shè)計流程進行家具設(shè)計，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；

隨著科技的進步，多功能家具在我國得到飛速發(fā)展，但是現(xiàn)在的多功能家具設(shè)計生命周期普遍較短，并且在各個生命周期的利用率都不高，材料浪費問題十分嚴(yán)重，資源利用率不是很高，因此現(xiàn)有的多功能家具并沒有實現(xiàn)可持續(xù)性。而我國作為一個資源消耗大國，資源浪費、環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，解決家具設(shè)計的材料浪費勢在必行，因此有必要將多功能家具設(shè)計與可持續(xù)設(shè)計理念相結(jié)合，以此來實現(xiàn)多功能家具的可持續(xù)發(fā)展[1]?？沙掷m(xù)化多功能家具設(shè)計的發(fā)展能夠在一定程度上減緩資源浪費，實現(xiàn)人與自然和諧相處。

1傳統(tǒng)多功能家具設(shè)計的可持續(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)計的目的并不是特別明確?；蛘哒f設(shè)計的目的很多，例如，豐富的用戶體驗，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)，并沒有將多功能家具與可持續(xù)設(shè)計理念很好地結(jié)合起來。主要表現(xiàn)在傳統(tǒng)多功能家具的生命周期并沒有得到有效延長[2]。原因有以下幾點：第一，由于多功能家具要滿足多個功能，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，多功能家具多個功能轉(zhuǎn)換頻繁，易拆易裝，很容易會使得零部件損壞，影響使用；第三，傳統(tǒng)多功能家家具對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)計理念，就必須在可持續(xù)設(shè)計理念的指導(dǎo)下進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)計理念。

2.1生命周期理論

生命周期設(shè)計是對產(chǎn)品進行周期性設(shè)計，包括了產(chǎn)品從“出生”到“滅亡”整個歷程的各個階段，主要包括研發(fā)設(shè)計、原料采購、生產(chǎn)制造、分配銷售、產(chǎn)品使用、回收處理這5個主要階段。它是對產(chǎn)品從搖籃到滅亡的各個階段進行綜合分析的工具。它以縮小或消除產(chǎn)品對環(huán)境的不利影響為目標(biāo)，希望在產(chǎn)品整個生命周期過程中最優(yōu)化利用資源能源，以最少的消耗完成產(chǎn)品功能的實現(xiàn)。生命周期理論能夠直觀地讓人們體會到整個產(chǎn)品的生命進程，這對可持續(xù)理念的研究是十分有用的，在進行產(chǎn)品設(shè)計時，如果在生命周期每個階段都能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，那么這樣的產(chǎn)品設(shè)計就可以滿足可持續(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)品的整個生命歷程，因此如果把傳統(tǒng)的多功能家具設(shè)計從整個生命周期進行分析，探討在各個階段如何能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是實現(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階段都能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，那么這樣的多功能家具就一定能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。由此，對可持續(xù)多功能家具進行重新定義：多功能家具設(shè)計是在各個生命周期階段都能滿足可持續(xù)設(shè)計理念，同時滿足多個功能相互轉(zhuǎn)化的家具設(shè)計。

3基于生命周期的多功能家具設(shè)計

3.1多功能家具的設(shè)計原則

3.1.1實用性原則

從可持續(xù)設(shè)計理念的角度來說，實用性原則是基于最簡化的實用，也就是說在滿足所有功能與舒適度的基礎(chǔ)上，力求加工工藝最簡化，包裝運輸和回收再利用等最優(yōu)化，而且不會對用戶造成不必要的麻煩。一般來說，多個功能會提高家具的綠色附加值，但同時也應(yīng)該注意對多功能家具進行辨證的衡量，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等問題[3]。除此以外，還要考慮家具的尺寸是否符合人機工程學(xué)原理，找到既符合人機工程學(xué)又便于運輸?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：設(shè)計研發(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；物流運輸階段盡量減少運輸成本；在產(chǎn)品使用過程中減少廢物排放；產(chǎn)品回收階段能很好地進行回收，以及廢物再利用[4]。

3.1.3再循環(huán)原則

家具之所以能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，最主要的就是要實現(xiàn)再循環(huán)原則。將舊家具的原材料進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。將不能使用的原材料進行降解再生產(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

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，也是整個生命周期的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。因為材料的環(huán)保性、易生成性、易回收易降解等是多功能家具實現(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

多功能家具的研發(fā)設(shè)計，主要表現(xiàn)在外觀設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計。多功能家具因為要滿足多個功能的轉(zhuǎn)換，設(shè)計過程必然會相對復(fù)雜一點。首先，外觀不能設(shè)計的太多復(fù)雜，如果看起來很難使用就會減弱購買者的購買欲望，而在外形相對簡單的基礎(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延長生命周期來實現(xiàn)可持續(xù)理念，家具的零部件一旦損壞必須可以更換，因此在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)該采用一種標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計方法，即模塊化的設(shè)計方法[9]。將多功能家具按照功能劃分成若干個模塊，通過模塊的相互組合來實現(xiàn)多個功能的轉(zhuǎn)化，而且一旦某一個模塊出現(xiàn)損壞，也可以很方便地進行調(diào)換。

3.2.3多功能家具衰退期設(shè)計

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，一旦消耗完對整個社會體系影響是巨大的，因此不能只從使用過程中來避免資源的浪費，更應(yīng)該從源頭來實現(xiàn)資源的閉合流動，建立一個完整的資源使用流程，讓資源的使用實現(xiàn)良性循環(huán)[10]。1）構(gòu)建多功能家具回收體系。對于一些家庭來說，家具的更新速度很快，那么被淘汰的家具應(yīng)該用更環(huán)保的方式來進行處理。一方面，家具企業(yè)應(yīng)該建立一個完善的家具回收體系，比如用戶在企業(yè)購買家具以后因為某方面的原因要更換新的家具，就可以把原來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行專業(yè)評估，給予用戶一些經(jīng)濟補償。那么企業(yè)回收的二手家具可以再加工，重新以新的家具進行銷售，這樣就避免了家具的浪費。如果損壞嚴(yán)重的家具也可以對原材料再加工充當(dāng)新的家具板材等，或者保護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)品的降級利用。家具的降級利用分為兩種：一種是將還可以再次使用的零件進行處理，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)濟的重要組成部分。

4多功能家具設(shè)計中的沖突分析與解決

4.1多功能家具設(shè)計中的沖突分析

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)化就會使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，但太過于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)不能引起用戶的購買欲望，也會增加用戶在使用過程中的困難程度，會逐漸降低用戶對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功能之間的轉(zhuǎn)換，一定會在各個部件之間采用靈活、輕便的連接方式。如果連接方式太過于輕便，就會影響多功能家具的穩(wěn)定性，如果多功能家具的穩(wěn)定性不強就會對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)實的零部件以及連接件，這樣一來，就會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，也會降低多功能家具的優(yōu)勢。

4.2多功能家具設(shè)計中的沖突解決方案

要解決這些沖突問題，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個關(guān)鍵詞轉(zhuǎn)換成技術(shù)參數(shù)里面的特定術(shù)語，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)換對應(yīng)關(guān)系見圖1。圖1轉(zhuǎn)換關(guān)系對應(yīng)Fig.1Transformationrelationgraph通過對以上4個關(guān)鍵詞的轉(zhuǎn)換，將多功能家具設(shè)計過程中的矛盾問題轉(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[12]。最后提取的設(shè)計要點為：（1）在多功能家具設(shè)計中，模塊之間除了相互組合滿足不同功能以外，每個模塊要盡可能地承擔(dān)更多的功能，以此來減少多功能家具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度；（2）模塊之間可以根據(jù)承重的不同進行位置的調(diào)換，如果承重增加可以調(diào)換更加結(jié)實的模塊；（3）模塊之間相互獨立，連接方式盡量通過自身的結(jié)構(gòu)來連接，最好不使用外來的連接件，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)計流程

綜合以上的設(shè)計研究，設(shè)計出了一套實現(xiàn)可持續(xù)設(shè)計理念的多功能家具設(shè)計的流程，見圖2。在整個流程圖中，生命周期理論貫穿始終，通過對不同生命周期階段進行分析，得出了如何才能實現(xiàn)多功能家具的可持續(xù)發(fā)展，模塊化設(shè)計方法為多功能家具的結(jié)構(gòu)外觀提供了設(shè)計思路以及技術(shù)支持，最后通過TRIZ理論改善了設(shè)計過程中出現(xiàn)的矛盾沖突問題，最終實現(xiàn)了多功能家具的可持續(xù)發(fā)展。

6結(jié)語

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

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