基于產(chǎn)品生命周期理論的綠色低碳文創(chuàng)產(chǎn)品設計研究

劉佳佳 劉鍵

關鍵詞：文創(chuàng)設計 產(chǎn)品全生命周期設計 碳中和設計 產(chǎn)品服務系統(tǒng) 產(chǎn)品設計

引言

文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)，是一種在經(jīng)濟全球化背景下產(chǎn)生的以創(chuàng)造力為核心的新興產(chǎn)業(yè)，是衡量一個國家文化軟實力的重要組成部分。2021年8月，國家機關8部門聯(lián)合印發(fā)《關于進一步推動文化文物單位文化創(chuàng)意產(chǎn)品開發(fā)的若干措施》，部署了增強文化創(chuàng)意產(chǎn)品開發(fā)主體活力的系列工作。因此，提升文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的文化創(chuàng)意效率至關重要。然而，由于當前文創(chuàng)設計普遍缺乏跨學科支撐等缺陷，使文創(chuàng)產(chǎn)品設計創(chuàng)意產(chǎn)出效率普遍比較底下，產(chǎn)品生命周期相對短暫且缺乏環(huán)境可持續(xù)性。在此基礎上，碳中和戰(zhàn)略對社各路徑提出了相應要求。

但目前，文創(chuàng)產(chǎn)品過于追求形式與制造爆點，不符合碳中和戰(zhàn)略的各項要求，其在加工制造環(huán)節(jié)造成的環(huán)境污染、以及回收效率低也引起了社會環(huán)境問題，同時也無法引導用戶形成一種綠色低碳的生活方式。為了解決這個問題，本研究創(chuàng)新性的提出了產(chǎn)品全生命周期（Products' life-cycle ，以下簡稱PLC）和產(chǎn)品服務系統(tǒng)（ProductService System，以下簡稱PSS）相整合的設計策略，致力于提高文創(chuàng)產(chǎn)品的生命周期。

一、文獻綜述

當前文創(chuàng)產(chǎn)品過于尋求爆點、缺乏環(huán)境可持續(xù)性，因此生命周期短暫，不符合碳中和的戰(zhàn)略要求。文創(chuàng)產(chǎn)品在創(chuàng)意生成階段通過借助PLC模型，可以在系統(tǒng)把握文創(chuàng)產(chǎn)品整個生命周期的前提下，生成生命周期更長且更符合環(huán)境可持續(xù)性的產(chǎn)品。在此基礎上，借助PSS在用戶方面的研究，提升文創(chuàng)產(chǎn)品的用戶滿意度，設計初期從根本上提升產(chǎn)品生命周期。本研究結合這兩種方法，開發(fā)了以產(chǎn)品生命周期為線索、以產(chǎn)品服務系統(tǒng)為基礎，針對創(chuàng)意生成階段的模型。從而幫助設計師快速產(chǎn)出符合環(huán)境可持續(xù)性和低碳理念的文創(chuàng)產(chǎn)品設計方案，引導一種綠色低碳的生活方式。

下面對模型中應用到的方法和理論分別進行綜述：

（一）產(chǎn)品生命周期

產(chǎn)品生命周期包括了產(chǎn)品從概念形成到生產(chǎn)制造、使用至最終廢棄后的回收、再制造、再使用及處理等各個階段。[2]關于產(chǎn)品生命周期的研究，Keoleian 和Menerey等[3]將產(chǎn)品生命周期和環(huán)境設計相結合，以探索環(huán)境問題融入設計的系統(tǒng)方法。Thoma和Hedberg等[4]根據(jù)定義在產(chǎn)品生命周期的早期使用制造知識，對產(chǎn)品生命周期早期使用制造知識的整體解決方案提供了未來研究方向。Thimm和Lee等[5]，使用統(tǒng)一建模語言（UML）對產(chǎn)品生命周期進行建模。Ramsaier和Spindler等[6]利用UML表示的基于圖形的視覺設計語言的方法與產(chǎn)品生命周期中的集成，提出包括需求、設計、模擬以及成本和能源分析模型。然而，這些都是應用在工業(yè)化制造業(yè)等，但沒有在文創(chuàng)領域運用。本研究從文創(chuàng)產(chǎn)品的角度出發(fā)，重新整合PLC和PSSD，產(chǎn)出更適合文創(chuàng)設計的研究模型。

（二）產(chǎn)品服務系統(tǒng)

產(chǎn)品服務系統(tǒng)的概念最早由聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署于1994年提出，其核心思想是企業(yè)從單純地向用戶設計銷售“物質化產(chǎn)品”轉向提供“產(chǎn)品與服務”的集成方案以更好地滿足用戶需求。[7]關于產(chǎn)品服務系統(tǒng)的研究，Mont[8]為產(chǎn)品服務系統(tǒng)建立了一個理論框架，用于研究產(chǎn)品服務系統(tǒng)可能的投資需求條件。Oliva 和 Kallenberg等[9]指出產(chǎn)品服務系統(tǒng)是制造業(yè)公司內(nèi)部服務化過程的結果。在此基礎上，Morelli等[10]開發(fā)了一個提供了系統(tǒng)中涉及的利益相關者的整體情況的網(wǎng)絡。Liu等人[11]提出基于CPS等解決方案的邊緣云編排驅動的工業(yè)智能產(chǎn)品服務系統(tǒng)。在文創(chuàng)領域，羅秋曼和賀孝梅[12]將產(chǎn)品服務系統(tǒng)應用于博物館文創(chuàng)的可持續(xù)性研究。隨著服務設計的發(fā)展，產(chǎn)品服務系統(tǒng)理論重新被重視起來，不斷發(fā)展完善。然而，現(xiàn)有的理論難以支持創(chuàng)新研究，且在文創(chuàng)領域的應用也相對較少，針對此，本研究整合了PLC和PSSD，實現(xiàn)理論之間的優(yōu)勢互補。

除了PLC和PSS之外，本研究還創(chuàng)新性地導入了經(jīng)濟學領域的著名方法“帕累托分析法”（Pareto analysis，以下簡稱PA），以及工程領域的質量功能部署（Quality Function Deployment，以下簡稱QFD）。在后面的章節(jié)2.2分別進行闡述。

二、設計研究

研究構建的模型如圖 1所示，該模型主要由四個階段構成。

（一）設計研究前期：戰(zhàn)略分析

戰(zhàn)略分析階段，研究了40家初創(chuàng)品牌，得到品牌創(chuàng)新策略。在此基礎上，結合碳中和戰(zhàn)略提升文創(chuàng)產(chǎn)品生命周期和企業(yè)競爭力，指導文創(chuàng)產(chǎn)品品牌創(chuàng)新。本研究創(chuàng)新性地提出了一條適貫穿文創(chuàng)品牌戰(zhàn)略和企業(yè)碳中和戰(zhàn)略的最佳路徑，如圖2所示。

根據(jù)產(chǎn)品生命周期理論將品牌劃分為：導入期、成長期、成熟期和衰退期四個階段，并在各個階段確定對應的市場策略，尤其實在衰退期里，依靠脫碳跨越繼續(xù)提高產(chǎn)品競爭力。

（二）第一階段：需求研究

本研究分析了文創(chuàng)產(chǎn)品的用戶需求及環(huán)境需求。采用用戶體驗地圖和半結構化訪談的用戶需求研究和環(huán)境需求研究。

首先，利用用戶體驗地圖可快速獲取用戶在體驗過程中每個節(jié)點的需求。第二，對用戶的需求機會點和需求詞匯進行提取。第三，為了使用戶體驗地圖和用戶需求分析的結果能反映用戶真實的評價，本研究對得到的詞匯進一步整理，形成半結構化訪談問卷，得到了用戶需求的量化數(shù)據(jù)。第四，在用戶需求研究的基礎上，對文創(chuàng)產(chǎn)品各階段環(huán)境需求信息進行收集和分類。

（三）第二階段：需求轉化

將需求進行轉化建立初步的產(chǎn)品生命周期模型?；赒FD和PA，生成初步的各個生命周期階段的設計目標，并建立生命周期模型。為得到文創(chuàng)產(chǎn)品各生命周期階段的設計目標，此階段分為三個步驟進行需求轉化，包括：第一：

將用戶需求研究階段收集的用戶需求和環(huán)境需求信息進一步用于質量屋的輸入，得到與需求相匹配的產(chǎn)品功能或服務特征。質量功能部署法（QFD）是采用一定的規(guī)范化方法將客戶或市場的要求轉化為設計要求、零部件特性、工藝要求、生產(chǎn)要求的多層次演繹分析方法。[14]

第二：利用帕累托分析對特征進行優(yōu)先級的分析，得到影響用戶滿意度的關鍵功能屬性。帕累托準則理論，又稱二八準則，即只要能控制具有重要性的少數(shù)因子就能控制全局。

第三：將研究分析得到的結果進行匯總，初步生成了文創(chuàng)產(chǎn)品各生命周期階段的設計目標，并建立相對應的產(chǎn)品全生命周期模型。

（四）第三階段：創(chuàng)新點

結合企業(yè)創(chuàng)新策略及碳中和思想對初步生成的方案進行分析評估，得到改進方向。具體內(nèi)容參考下文。

首先，研究根據(jù)前期PSS方法得到的產(chǎn)品生命周期各階段的創(chuàng)新要求對需求轉化階段得到的方案進行評估，得到基于主觀分析了解方案弱點，得到文創(chuàng)產(chǎn)品設計改進意見。進而，在創(chuàng)意生成階段對系統(tǒng)進行改進，定義適當?shù)纳芷诓呗詠硖岣弋a(chǎn)品的生命周期。

三、設計實踐

通過上述的理論分析，研究開展了設計實踐環(huán)節(jié)。本研究選擇了為夜晚攀登泰山人群設計的文創(chuàng)產(chǎn)品為實踐案例，下面對設計過程進行闡釋：

（一）需求研究：用戶需求和環(huán)境需求

首先，本研究將人群選定為18-35歲的在校大學生和職場工作人群，將此類人群的夜爬泰山過程中的需求進行進一步分析。第二，本研究運用了用戶體驗地圖去分析夜爬泰山過程中用戶的行為路徑及對應的接觸點、用戶目標、用戶滿意度、痛點和機會點。根據(jù)用戶登山過程的行為，將用戶登山過程分為登山前、登山中和登山后，并進行進一步劃分為七個階段。在此基礎上，基于泰山各個登山階段心情的不同，根據(jù)泰山標志性節(jié)點對登山用戶階段性體驗進行了細分，如圖3。

第二，基于用戶體驗地圖最終得到的結果，對用戶針對泰山文創(chuàng)的需求進行了對應的需求詞匯提取。最終提取9個關鍵性的用戶需求詞匯，分別是：文化特征、實用性、輕便性、體驗相關性、紀念性、新潮、相關度、質量和精致。

第三，根據(jù)詞匯提提取，整理了關于泰山文創(chuàng)特定需求重要度的半結構化問卷，該問卷旨在收集有關以下方面的信息：1.增加文創(chuàng)和泰山文化的相關性。2.文創(chuàng)的實用性。3.針對泰山文創(chuàng)產(chǎn)品的輕便性。4.文創(chuàng)與登山體驗的相關性。5.具有較強的紀念意義。6.文創(chuàng)產(chǎn)品的新潮性。7.跟泰山景色特征的相關度。8.文創(chuàng)產(chǎn)品的質量和使用壽命。9.文創(chuàng)產(chǎn)品的精致做工。研究獲取了30位用戶的半結構化訪談結果，以定義用戶需求。并在用戶中進行了第二次調查，以評估特定需求的重要性，如下：5為“非常重要”；3為“重要”； 1表示“不太重要”。1-9得分分別是“5、5、3、3、3、1、1、5、3”。

第四，由于節(jié)能減排與企業(yè)逐利行為以及個人消費自主性之間存在矛盾，高耗能、高碳排放企業(yè)和消費人群較難自主、自覺地參與碳中和愿景建設。因此，在用戶需求調研的基礎上，加入了符合碳中和戰(zhàn)略要求的環(huán)境需求，并從環(huán)境需求信息來源的不同角度對泰山文創(chuàng)產(chǎn)品在各個產(chǎn)品生命周期階段的環(huán)境性能目標及對應的環(huán)境需求信息也進行了分析。需求信息來源主要包括四個角度：（1）法律法規(guī)（2）市場競爭（3）企業(yè)策略（4）碳中和戰(zhàn)略要求。最終得到泰山文創(chuàng)在生命周期各個階段的環(huán)境需求：（1）原材料獲取階段滿足工序簡易，能源消耗低；（2）產(chǎn)品使用階段：重用率高且配件可更換；（3）可降解或可重復使用。

（二）第二階段：需求轉化

在需求轉化階段，本研究采用三個步驟對第一階段的需求進行轉化。

首先，本研究采用質量屋的方法對泰山文創(chuàng)產(chǎn)品的需求進行轉化，結合第一階段得到的用戶需求和環(huán)境需求作為質量屋的輸入，通過質量屋得到與需求相對應的特定工程特征。最終，得到8個泰山文創(chuàng)的特定工程特征，如圖4。

第二，采用帕累托分析將第一步質量功能部署輸出的文創(chuàng)產(chǎn)品的工程特征結合所設計產(chǎn)品類別的數(shù)據(jù)進行帕累托分析。由于設計目標是為夜晚攀登泰山的人群設計文創(chuàng)產(chǎn)品，因此，將產(chǎn)品品類選定為燈具。此步驟運用的數(shù)據(jù)部分引用了商振等人對于LED床頭燈的網(wǎng)絡評價詞庫[16]。最終，根據(jù)帕累托分析得到工程特征中優(yōu)先級水平較高的包括：（1）調光功能（2）光柔和度（3）燈光氛圍（4）光線舒適性（5）頻閃（6）色溫等，如表1。

第三，根據(jù)生命周期的劃分將帕累托分析的結果作為創(chuàng)意設計階段的設計目標分別對應到生命周期的各個階段，以此作為設計階段的目標導向，如表2。根據(jù)分析得到的設計目標對泰山文創(chuàng)產(chǎn)品進行設計，最終，設計成果，如表3。

（三）第三階段：創(chuàng)新點

本研究在第三階段，根據(jù)前文中圖4中生命周期創(chuàng)新策略對初步設計的文創(chuàng)產(chǎn)品進行評估，并得到改進方向。

傳統(tǒng)的產(chǎn)品生命周期包括以下6個階段，具體包括：（1）原材料獲?。?）制造（3）分配（4）使用（5）維修（6）回收處理。該六個階段，有以下兩個特征：一是以對標為導向，通過增加文創(chuàng)產(chǎn)品數(shù)量擴大銷量；二是以性能和品質提升為導向的。該階模型的缺陷有以下兩點：（1）過于籠統(tǒng)，不能進行分類指導創(chuàng)意設計開發(fā)。（2）無法挖掘新場景和創(chuàng)意功能。讓文創(chuàng)產(chǎn)品過早的進入衰退期，文創(chuàng)企業(yè)通過不斷的降低產(chǎn)品成本延緩衰退期，最終會導致用戶滿意度降低。（3）過于尋求爆品，忽略環(huán)境可持續(xù)性及低碳等關鍵問題，導致后期企業(yè)競爭力的下滑。針對這個問題，本研究的創(chuàng)新點在于：在四個階段，以碳中和戰(zhàn)略為基礎，分別加入了不同的設計策略。

在產(chǎn)品生命周期模型中，導入期需要：（1）把品牌機會洞察的結果定義成明確的產(chǎn)品。（2）盡早開展爆品環(huán)境需求和評估，尋求爆品現(xiàn)象的可持續(xù)性。（3）多學科協(xié)同設計，綜合考慮環(huán)境、功能、成本和美學等設計準則，在多目標之間權衡，最終做出合理的設計決策。

在產(chǎn)品生命周期模型中，成長期和成熟期需要：（1）基于爆品經(jīng)驗，建立一個暢銷組合。（2）實現(xiàn)從單車型拉動到產(chǎn)品組合拉動的轉變。（3）將碳中和戰(zhàn)略融入產(chǎn)品價值體系，樹立企業(yè)形象。（4）建立系統(tǒng)的企業(yè)環(huán)境保護體系框架。此階段，可以適當由單品發(fā)展為文創(chuàng)產(chǎn)品組合系列，將碳中和戰(zhàn)略融入產(chǎn)品價值體系，樹立企業(yè)形象，為進一步增長做準備。

在產(chǎn)品生命周期模型中，衰退期需要：（1）明確品牌價值，形成由產(chǎn)驅動到品牌拉動的轉變。（2）基于品牌價值擴大產(chǎn)品組合，謀求進一步增長。（3）形成合理的模塊化和平臺化戰(zhàn)略，確保規(guī)模擴大的同時，邊際成本可控或者降低（4）用創(chuàng)新和脫碳跨越推動品牌競爭力的進一步提升。此生命周期階段，企業(yè)的重點應由品牌價值作為驅動，創(chuàng)新和脫碳跨越推動品牌競爭力的進一步提升，需求突破。

在此分析基礎上，通過主觀分析得到泰山文創(chuàng)產(chǎn)品后期各功能及服務的改進意見，后期研究，應在修改方向的基礎上，進一步開發(fā)優(yōu)化方案。

結語

研究基于產(chǎn)品生命周期設和產(chǎn)品服務系統(tǒng)，將兩者相結合。首先，以產(chǎn)品服務系統(tǒng)理念為基礎，對用戶的需求及環(huán)境需求進行收集。此階段區(qū)別于以往需求研究中只考慮用戶需求的單一形式，將兩種系統(tǒng)相互結合，既考慮到用戶需求又考慮到與提高生命周期相關的環(huán)境需求，從根本上提升產(chǎn)品生命周期。需求轉化階段，利用質量屋和帕累托分析相結合的形式，對前期需求進行轉化。此階段，帕累托分析可以將特定功能需求的重要程度按照企業(yè)需求進行有效的重要度分級，在此基礎上得到初步的生命周期模型及設計方案。利用產(chǎn)品生命周期各階段創(chuàng)新策略，評估得到的生命周期模型，并在主觀分析的基礎上得到改進方向。構建了將產(chǎn)品生命周期和產(chǎn)品服務系統(tǒng)相結合，用于方案生成階段提升文創(chuàng)產(chǎn)品壽命的設計框架，全方面提升了文創(chuàng)產(chǎn)品的生命周期。但是本研究存在一定的局限性，首先，在需求轉化階段，利用帕累托分析時所利用的數(shù)據(jù)來源渠道并非完全來自筆者自身分析研究，因此在研究與數(shù)據(jù)契合度方面存在一定偏差，未來的數(shù)據(jù)應該來自于特定企業(yè)的內(nèi)部分析報告，以此提升框架分析中數(shù)據(jù)的契合度。第二，需求研究階段，對于環(huán)境需求的獲取所選用的方法為從數(shù)據(jù)庫和法律等渠道直接獲取，缺少對于特定文創(chuàng)產(chǎn)品的針對性分析，在后期研究中可以采用其他方法用于框架的補充。第三，在可行性分析階段，設計方案改進意見利用的方法為主觀分析，缺少準確量化的改進指導。因此，在未來研究中，可以著重增加文創(chuàng)相關的方法及框架補充，形成針對于文創(chuàng)研究的框架。