產品生命周期多功能家具設計探析

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摘要：目的對多功能家具的可持續性進行研究，延長多功能家具的使用周期，增加可循環使用的概率，減少廢舊家具的浪費率，提高多功能家具的整體利用率。方法基于產品全生命周期對多功能家具的可持續性進行分析，在生命周期的每個階段都提高多功能家具的可持續利用率，再應用模塊化理念進行結構設計，并通過TRIZ理論進行多功能家具的設計改進，在利用TRIZ理論時，將需要解決的問題轉化成TIRZ沖突矩陣里的專用術語，再得到相應的解決方法，從而在每個階段都增大多功能家具的可持續性。結果基于產品生命周期重新定義了多功能家具，提出在可持續理念下多功能家具的新定義，并提出多功能家具的設計流程。結論應用多功能家具設計流程進行家具設計，可有效提升家具的可持續性。

關鍵詞：可持續；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展，但是現在的多功能家具設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重，資源利用率不是很高，因此現有的多功能家具并沒有實現可持續性。而我國作為一個資源消耗大國，資源浪費、環境污染問題日益嚴重，解決家具設計的材料浪費勢在必行，因此有必要將多功能家具設計與可持續設計理念相結合，以此來實現多功能家具的可持續發展[1]。可持續化多功能家具設計的發展能夠在一定程度上減緩資源浪費，實現人與自然和諧相處。

1傳統多功能家具設計的可持續性分析

傳統意義上的多功能家具是指將在家具原有功能的基礎上添加其他功能，而設計的目的并不是特別明確。或者說設計的目的很多，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，而在現有的家具行業，并沒有將多功能家具與可持續設計理念很好地結合起來。主要表現在傳統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，傳統多功能家家具對原材料的利用率不高。這些原因直接導致了現有多功能家具不能滿足可持續設計理念。

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設計理念，就必須在可持續設計理念的指導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理念的基礎上提出的，因此這樣的多功能家具一定能夠滿足可持續的設計理念。

2.1生命周期理論

生命周期設計是對產品進行周期性設計，包括了產品從“出生”到“滅亡”整個歷程的各個階段，主要包括研發設計、原料采購、生產制造、分配銷售、產品使用、回收處理這5個主要階段。它是對產品從搖籃到滅亡的各個階段進行綜合分析的工具。它以縮小或消除產品對環境的不利影響為目標，希望在產品整個生命周期過程中最優化利用資源能源，以最少的消耗完成產品功能的實現。生命周期理論能夠直觀地讓人們體會到整個產品的生命進程，這對可持續理念的研究是十分有用的，在進行產品設計時，如果在生命周期每個階段都能實現可持續發展，那么這樣的產品設計就可以滿足可持續發展。

2.2多功能家具的新定義

生命周期理論適用于所有產品的整個生命歷程，因此如果把傳統的多功能家具設計從整個生命周期進行分析，探討在各個階段如何能夠實現可持續發展是實現多功能家具可持續發展的必要步驟，如果多功能家具在生命周期每個階段都能實現可持續發展，那么這樣的多功能家具就一定能實現可持續發展。由此，對可持續多功能家具進行重新定義：多功能家具設計是在各個生命周期階段都能滿足可持續設計理念，同時滿足多個功能相互轉化的家具設計。

3基于生命周期的多功能家具設計

3.1多功能家具的設計原則

3.1.1實用性原則

從可持續設計理念的角度來說，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上，力求加工工藝最簡化，包裝運輸和回收再利用等最優化，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原理，找到既符合人機工程學又便于運輸的最佳尺寸。

3.1.2減量化原則

減量化原則不僅僅是指將產品的體積、重量等減少，更重要的是要提高產品的性能，減少不必要的結構，而且要以不影響產品的使用為前提。按照生命周期的不同階段，減量化原則可以分為以下幾點：設計研發階段使用污染排放小的原料；在產品的生產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；在產品使用過程中減少廢物排放；產品回收階段能很好地進行回收，以及廢物再利用[4]。

3.1.3再循環原則

家具之所以能實現可持續發展，最主要的就是要實現再循環原則。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，這樣不斷循環利用，就可以節省部分原材料，形成了家具循環利用的閉合流動。將不能使用的原材料進行降解再生產就可以以新的形態再次投入其他產品的制造[5—7]。

3.2基于生命周期的多功能家具設計

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環節。因為材料的環保性、易生成性、易回收易降解等是多功能家具實現可持續性的關鍵，所以可持續性的多功能家具需要滿足以下幾個要求：減少有害物質的排放；盡量減少原材料使用的種類；根據原材料的特性來使用材料；選擇可循環使用的原材料[8]。

3.2.2多功能家具的研發設計

多功能家具的研發設計，主要表現在外觀設計與結構設計。多功能家具因為要滿足多個功能的轉換，設計過程必然會相對復雜一點。首先，外觀不能設計的太多復雜，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上也要考慮其美觀性；其次結構要靈活、易拆裝，考慮到多功能家具要通過延長生命周期來實現可持續理念，家具的零部件一旦損壞必須可以更換，因此在進行結構設計時應該采用一種標準化的設計方法，即模塊化的設計方法[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多個功能的轉化，而且一旦某一個模塊出現損壞，也可以很方便地進行調換。

3.2.3多功能家具衰退期設計

現代的一切產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，更應該從源頭來實現資源的閉合流動，建立一個完整的資源使用流程，讓資源的使用實現良性循環[10]。1）構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該用更環保的方式來進行處理。一方面，家具企業應該建立一個完善的家具回收體系，比如用戶在企業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，當然，家具企業也要根據家具的新舊程度以及能否再回收利用進行專業評估，給予用戶一些經濟補償。那么企業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。如果損壞嚴重的家具也可以對原材料再加工充當新的家具板材等，或者保護完好的零部件也可以再次使用。總之，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品的使用。這兩種回收利用措施都是循環經濟的重要組成部分。

4多功能家具設計中的沖突分析與解決

4.1多功能家具設計中的沖突分析

4.1.1多功能和結構方面的沖突

多功能家具要想滿足多功能轉化就會使結構變得復雜，但太過于復雜的結構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發展。

4.1.2多功能和穩定性方面的沖突

多功能家具為了滿足多個功能之間的轉換，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定性，如果多功能家具的穩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發展。

4.1.3穩定性和重量方面的沖突

如果要確保多功能家具的穩定性，就一定要采用比較牢固結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勢。

4.2多功能家具設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、結構、穩定性、重量這4個關鍵詞轉換成技術參數里面的特定術語，轉換結果為：物質或事物的數量、裝置的復雜性、結構的穩定性、靜止物體的重量。轉換對應關系見圖1。圖1轉換關系對應Fig.1Transformationrelationgraph通過對以上4個關鍵詞的轉換，將多功能家具設計過程中的矛盾問題轉換成了TRIZ里面沖突矩陣里技術參數的專用術語[12]。最后提取的設計要點為：（1）在多功能家具設計中，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更多的功能，以此來減少多功能家具結構的復雜程度；（2）模塊之間可以根據承重的不同進行位置的調換，如果承重增加可以調換更加結實的模塊；（3）模塊之間相互獨立，連接方式盡量通過自身的結構來連接，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可持續多功能家具的設計流程

綜合以上的設計研究，設計出了一套實現可持續設計理念的多功能家具設計的流程，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多功能家具的可持續發展，模塊化設計方法為多功能家具的結構外觀提供了設計思路以及技術支持，最后通過TRIZ理論改善了設計過程中出現的矛盾沖突問題，最終實現了多功能家具的可持續發展。

6結語

生命周期理論作為一個適用于產品整個生命歷程的理論，其研究意義遠不止此。目前許多領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，探討如何能實現多功能家具的可持續性，并在結構設計中運用模塊化的設計方法，為多功能家具設計提供了設計思路，最后利用TRIZ解決了設計過程中的沖突，最終形成了一個完善的設計流程。

參考文獻：

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[12]檀潤華.TRIZ及應用:技術創新過程與方法[M].北京:高等教育出版社,2010.

作者：康歡 曹國忠 趙超凡 單位：.河北工業大學 國家技術創新方法與實施工具工程技術研究中心