吳瑜 鄭其羽 李慶楠

摘要：針對日益增長的個(gè)性化定制需求對產(chǎn)品設(shè)計(jì)提出的挑戰(zhàn)，探索將參數(shù)化思維應(yīng)用于個(gè)性化定制產(chǎn)品設(shè)計(jì)的流程和方法。首先，分析了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與參數(shù)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，調(diào)研了個(gè)性化定制產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需求，分析了將參數(shù)化思維應(yīng)用與產(chǎn)品個(gè)性化定制設(shè)計(jì)的可行性，其次，提出了將參數(shù)化思維應(yīng)用于個(gè)性化定制產(chǎn)品設(shè)計(jì)的流程和方法。最后，以個(gè)性化定制方向盤設(shè)計(jì)為例，應(yīng)用得到的設(shè)計(jì)流程和方法進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。用戶對最終設(shè)計(jì)方案反饋良好。提出個(gè)性化定制產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程與方法得到了較好驗(yàn)證。將參數(shù)化思維應(yīng)用于個(gè)性化定制產(chǎn)品設(shè)計(jì)能夠較好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程和方法的缺陷，所提出的設(shè)計(jì)方法可以為將參數(shù)化思維應(yīng)用于個(gè)性化定制產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供一定的指導(dǎo)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：參數(shù)化設(shè)計(jì) 參數(shù)化思維 個(gè)性化定制 方向盤設(shè)計(jì) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

中圖分類號：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2023）21-0119-04

Abstract：In view of the challenges posed by the increasing demand for personalized product design，explore the process and method of applying parametric thinking to personalized product design. Firstly，the characteristics of traditional design and parametric design are analyzed，the needs of personalized customized product design are investigated，the feasibility of applying parametric thinking and product personalized design is analyzed，and secondly，the process and method of applying parametric thinking to personalized customized product design are proposed. Finally，taking the personalized steering wheel design as an example，the obtained design process and method are applied to the scheme design.User feedback on the final design is good. The design process and method of personalized customized products were well verified. The application of parametric thinking to personalized customized product design can better make up for the shortcomings of traditional design processes and methods，and the proposed design method can provide a certain guiding basis for applying parametric thinking to personalized customized product design.

Keywords：Parametric design Parametric thinking Personalized customization Steering wheel design Product design

引言

隨著體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，用戶對待產(chǎn)品的需求不再僅僅停留在功能的改良優(yōu)化層面[1]，產(chǎn)品的多樣化、定制化需求應(yīng)運(yùn)而生。定制化產(chǎn)品要求針對不同用戶提供不同的參數(shù)、尺寸、外觀、甚至功能，這對傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式提出了新的挑戰(zhàn)。參數(shù)化設(shè)計(jì)的發(fā)展使原來不可能實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)與形式得以呈現(xiàn)，為個(gè)性化定制產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了新的思路和可能性。[2，3]個(gè)性化定制涉及到大量的個(gè)性化數(shù)據(jù)，參數(shù)化的思維正適合對其進(jìn)行管理和應(yīng)用。而現(xiàn)階段個(gè)性化定制和參數(shù)化思維模式之間的對應(yīng)關(guān)系尚不明確，應(yīng)用方法與流程尚不完善。因此，本研究旨在總結(jié)和歸納出一套將參數(shù)化思維應(yīng)用于個(gè)性化產(chǎn)品定制的設(shè)計(jì)流程和方法，為設(shè)計(jì)和生產(chǎn)提供參考。

一、參數(shù)化設(shè)計(jì)概述

（一）參數(shù)化設(shè)計(jì)概念

參數(shù)化設(shè)計(jì)在實(shí)際的應(yīng)用分為兩種，一種是應(yīng)用參數(shù)化工具替代傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具，使產(chǎn)品外觀具有參數(shù)化形態(tài)；另一種是運(yùn)用參數(shù)化的思維，將參數(shù)化的理念應(yīng)用于整個(gè)設(shè)計(jì)流程之中。一般情況下，參數(shù)化設(shè)計(jì)指代一種設(shè)計(jì)思維方式，而不是運(yùn)用某種軟件或者某種建模技術(shù)[4]。

參數(shù)化思維把參數(shù)化應(yīng)用于設(shè)計(jì)的全過程，指導(dǎo)設(shè)計(jì)師以參數(shù)化的思維處理設(shè)計(jì)問題，挖掘設(shè)計(jì)的多種可能性。設(shè)計(jì)師通過將個(gè)人思維進(jìn)行梳理，再對設(shè)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)化處理并建立起聯(lián)系，使設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)全過程中將重心放在產(chǎn)品的整體邏輯構(gòu)建和創(chuàng)新推理上 [5]。應(yīng)用參數(shù)化思維的設(shè)計(jì)流程是將設(shè)計(jì)的步驟轉(zhuǎn)化為可視的、“可編程的”邏輯單元，并建立起關(guān)聯(lián)和約束，設(shè)計(jì)流程中的每一步應(yīng)該是基于參數(shù)、環(huán)環(huán)相扣的。

（二）參數(shù)化設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)方式

傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程中，推動(dòng)設(shè)計(jì)進(jìn)行的一般為設(shè)計(jì)師的主觀判斷，因此，設(shè)計(jì)的風(fēng)格和質(zhì)量容易受到設(shè)計(jì)師的主觀審美，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等因素的影響。參數(shù)化設(shè)計(jì)一般是由數(shù)據(jù)（參數(shù)）驅(qū)動(dòng)的，設(shè)計(jì)全程以重要參數(shù)為基，將需求轉(zhuǎn)化為邏輯單元，并構(gòu)建參數(shù)化模型?；趨?shù)化思維的設(shè)計(jì)更多關(guān)注問題和需求本身，受到設(shè)計(jì)師的主觀判斷和經(jīng)驗(yàn)的影響較小。

2.非線性的設(shè)計(jì)流程

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程一般是線性的，其中根據(jù)不同的需求，在不同階段會(huì)進(jìn)行方案的評審，若評審未達(dá)標(biāo)則需返回上一步甚至推倒重來，是一種自上而下的設(shè)計(jì)流程[6]。參數(shù)化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)流程是非線性的，往往在設(shè)計(jì)初期就完成了設(shè)計(jì)主體的構(gòu)建和推敲。由于參數(shù)化設(shè)計(jì)將不同的需求轉(zhuǎn)化為參數(shù)化邏輯單元，而不同的模塊之間具有相互關(guān)聯(lián)或約束的邏輯關(guān)系。因此在后期修改時(shí)，只需要修改對應(yīng)的位置，整體就會(huì)自適應(yīng)地進(jìn)行變化，大大提升了設(shè)計(jì)的效率和容錯(cuò)率[7]。

3.合乎邏輯的設(shè)計(jì)形態(tài)

設(shè)計(jì)的形態(tài)一般由客觀需求推導(dǎo)而出，但在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)形態(tài)不可避免地受到設(shè)計(jì)師主觀審美的影響。參數(shù)化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品形態(tài)往往更加聚焦與產(chǎn)品功能和需求本身，參數(shù)化設(shè)計(jì)具備強(qiáng)大工具可以完成如拓?fù)鋬?yōu)化、隨機(jī)采樣、仿真模擬、多目標(biāo)優(yōu)化等靠設(shè)計(jì)師人力難以完成的工作，因此，參數(shù)化設(shè)計(jì)的形態(tài)往往呈現(xiàn)出數(shù)理邏輯性、富有律動(dòng)感、非線性等特點(diǎn)。

二、參數(shù)化思維應(yīng)用于個(gè)性化定制產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可行性研究

（一）個(gè)性化定制產(chǎn)品需求調(diào)研

由于參數(shù)化設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的特性，因此，本文主要選取個(gè)性定制產(chǎn)品中需要與人體進(jìn)行接觸的，可以提取并利用到人體相關(guān)參數(shù)，造型本身具備功能性的個(gè)性定制化產(chǎn)品進(jìn)行研究。

筆者選取了7位有意向購買或正在使用個(gè)性化定制產(chǎn)品的用戶進(jìn)行深度訪談，通過設(shè)置問答環(huán)節(jié)，半結(jié)構(gòu)式訪談環(huán)節(jié)，收集并整理歸納得到了個(gè)性化定制用戶對個(gè)性化定制產(chǎn)品的需求和期望，結(jié)果見表1。

（二）產(chǎn)品的個(gè)性化定制需求

1.個(gè)性化尺寸需求

得益于人機(jī)工學(xué)的發(fā)展，目前絕大多數(shù)的產(chǎn)品的尺寸設(shè)計(jì)都可以覆蓋全人群的人體數(shù)據(jù)，讓大部分人都可以進(jìn)行使用。但是覆蓋性廣的前提是犧牲了舒適性和針對性，特別是對于對人體部位具有支撐作用的產(chǎn)品來說，由于不同個(gè)體的人體尺寸參數(shù)不一樣，因此應(yīng)用了人機(jī)工學(xué)的尺寸設(shè)計(jì)有時(shí)反而會(huì)讓產(chǎn)品原本的功能弱化甚至失效。

2.產(chǎn)品的個(gè)性化功能結(jié)構(gòu)需求

除了更加個(gè)性化的尺寸和造型需求，個(gè)性化定制產(chǎn)品的功能性、舒適性往往還與個(gè)體用戶的使用習(xí)慣息息相關(guān)。目前，市面上有許多應(yīng)用了人機(jī)工學(xué)的，用于規(guī)范或引導(dǎo)用戶建立更加正確的使用習(xí)慣，但由于個(gè)體用戶本身的使用習(xí)慣和身體尺寸參數(shù)差異，設(shè)定好的產(chǎn)品形態(tài)規(guī)范和引導(dǎo)方式往往難以起到應(yīng)有的效果。

3.產(chǎn)品的快速修改和調(diào)整需求

對于個(gè)性化定制產(chǎn)品來說，同一概念的產(chǎn)品進(jìn)行適應(yīng)性、針對性的調(diào)整和修改較為困難，修改尺寸和造型意味著模型需重新構(gòu)建。因此需要一種能夠在設(shè)計(jì)后期通過修改相關(guān)參數(shù)，即可完成相應(yīng)設(shè)計(jì)更改的方法。

（三）參數(shù)化思維應(yīng)用于產(chǎn)品個(gè)性化定制設(shè)計(jì)的可行性分析

明確了目前的個(gè)性化定制需求后，可以發(fā)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)的思維方式和設(shè)計(jì)手段，都可以較好地滿足產(chǎn)品個(gè)性化定制設(shè)計(jì)的需求。針對個(gè)性化尺寸需求，可以通過采集人體相關(guān)數(shù)據(jù)的方式并應(yīng)用與后續(xù)設(shè)計(jì)的方式滿足；針對產(chǎn)品的個(gè)性化功能結(jié)構(gòu)需求，參數(shù)化設(shè)計(jì)手段可以通過不同的算法，對原型的結(jié)構(gòu)，形態(tài)進(jìn)行修改以滿足設(shè)計(jì)需求；針對產(chǎn)品的快速修改和調(diào)整需求，由于參數(shù)化思維要求設(shè)計(jì)初期構(gòu)建邏輯關(guān)聯(lián)模型，因此，在后期調(diào)整和修改上，只需要修改部分腳本或參數(shù)，即可快速生成相應(yīng)的模型，滿足其需求。綜上所述，將參數(shù)化思維應(yīng)用于產(chǎn)品個(gè)性化定制設(shè)計(jì)可以較好的滿足其設(shè)計(jì)需求，具有較大的可行性。

三、基于參數(shù)化思維的個(gè)性化定制產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程與方法

（一）基于參數(shù)化思維的個(gè)性化定制產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程

對于基于參數(shù)化思維的個(gè)性化定制產(chǎn)品來說，需要大量的個(gè)體參數(shù)參與到整個(gè)設(shè)計(jì)流程之中，因此區(qū)別于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和一般的參數(shù)化設(shè)計(jì)流程，應(yīng)用參數(shù)化思維的個(gè)性化定制設(shè)計(jì)流程需要合理地對參數(shù)進(jìn)行部署和規(guī)劃，因此將設(shè)計(jì)流程按照參數(shù)為線索，分為3個(gè)階段：參數(shù)的選定、參數(shù)的采集和轉(zhuǎn)化、參數(shù)的應(yīng)用3個(gè)部分?；趨?shù)化思維的個(gè)性化定制產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程如圖1。

1.參數(shù)的選定階段

本階段的首要目的是確定后續(xù)設(shè)計(jì)中所需參數(shù)的種類和性質(zhì)，為此首先需要對個(gè)性化定之前的產(chǎn)品特征進(jìn)行提取和確定，以對產(chǎn)品本身有一個(gè)明確的認(rèn)知，確定產(chǎn)品基本的功能、結(jié)構(gòu)、造型。其次需要采集個(gè)體用戶的需求，以明確個(gè)性化的設(shè)計(jì)方向。結(jié)合以上內(nèi)容，確定關(guān)鍵的設(shè)計(jì)指標(biāo)。并以合理的方式構(gòu)建邏輯關(guān)聯(lián)模型，將產(chǎn)品特征、用戶需求和關(guān)鍵指標(biāo)等要素進(jìn)行關(guān)聯(lián)。在完成模型的構(gòu)建后，即可得到目前缺失的，需要采集的參數(shù)，為下一階段的采集與轉(zhuǎn)化提供方向。

2.參數(shù)的采集與轉(zhuǎn)化階段

本階段主要對個(gè)體差異化參數(shù)進(jìn)行采集和轉(zhuǎn)化，首先需要判斷缺失的參數(shù)是否有相關(guān)的參數(shù)可以進(jìn)行替代或補(bǔ)充。確定需要采集后，首先要明確采集方式，并進(jìn)行采集。采集后的數(shù)據(jù)往往無法直接進(jìn)行應(yīng)用，因此需要采取合理的方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。最終得到可以輸入到模型中的參數(shù)形式，供后續(xù)使用。

3.參數(shù)的運(yùn)用階段

本階段需要應(yīng)用參數(shù)產(chǎn)出設(shè)計(jì)結(jié)果。首先將參數(shù)帶入到前期構(gòu)建的模型中，即可獲得設(shè)計(jì)方案，通過一定的方式進(jìn)行評估后，判斷是否滿足用戶需求和設(shè)計(jì)需求，若不滿足，則返回邏輯模型構(gòu)建階段，對邏輯模型進(jìn)行微調(diào)。調(diào)整后，再次判斷是否需要采集新的數(shù)據(jù)，若不需要可直接將原有數(shù)據(jù)帶入到模型中，并對得到的設(shè)計(jì)方案再次評估，直到滿足設(shè)計(jì)需求。

（二）基于參數(shù)化思維的個(gè)性化定制產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法

目前，關(guān)于參數(shù)化思維應(yīng)用于個(gè)性化定制設(shè)計(jì)的方法目前研究尚不完善，本文主要針對其設(shè)計(jì)實(shí)施階段的邏輯關(guān)聯(lián)模型構(gòu)建、個(gè)體差異化參數(shù)的采集和轉(zhuǎn)化兩個(gè)階段提出可供參考的設(shè)計(jì)方法。

1.個(gè)性化定制產(chǎn)品邏輯關(guān)聯(lián)模型構(gòu)建方法

由于個(gè)性化定制產(chǎn)品造型本身具備功能性的特性，因此產(chǎn)品造型和功能往往隨著個(gè)體尺寸的變化而變化，這樣的變化在整體上符合個(gè)體人體對應(yīng)部位的形態(tài)和尺寸，在局部上變化和個(gè)體用戶的使用習(xí)慣、息息相關(guān)。體現(xiàn)在設(shè)計(jì)中，基于參數(shù)化思維，可以將絕大部分該品類的個(gè)性定制化產(chǎn)品分解為形態(tài)變化層、功能結(jié)構(gòu)層兩個(gè)部分。

形態(tài)變化層：由于個(gè)體之間人體參數(shù)的差異，個(gè)性化定制產(chǎn)品在形態(tài)上應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的變化以適應(yīng)用戶的各項(xiàng)身體參數(shù)。因此，首先構(gòu)建邏輯模型，邏輯模型沒有確定的形態(tài)，輸入不同的參數(shù)都可以生成不同的形態(tài)。

功能結(jié)構(gòu)層：對于個(gè)性化定制產(chǎn)品而言，個(gè)人的使用習(xí)慣會(huì)對產(chǎn)品的功能和結(jié)構(gòu)提出差異化的要求。在個(gè)性化形態(tài)確定的情況下，可以通過改變產(chǎn)品的局部結(jié)構(gòu)來適應(yīng)不同個(gè)體的使用習(xí)慣。為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品局部功能和結(jié)構(gòu)性能的調(diào)整，首先需要將產(chǎn)品進(jìn)行UV細(xì)分，將產(chǎn)品劃分成數(shù)量眾多的晶格結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)一系列性能不同的晶格單元用于后續(xù)的填充。

在對產(chǎn)品進(jìn)行以上兩個(gè)層級的轉(zhuǎn)化后，即可在相關(guān)軟件中以較為清晰的思路構(gòu)建產(chǎn)品的形態(tài)與功能的邏輯模塊。并通過適當(dāng)?shù)姆绞酵瓿刹煌壿嬆K的關(guān)聯(lián)和約束，完成產(chǎn)品邏輯關(guān)聯(lián)模型的構(gòu)建。

2.個(gè)體差異化參數(shù)的采集與轉(zhuǎn)化方法

（1）形態(tài)變化層參數(shù)采集和轉(zhuǎn)化方法

在參數(shù)采集的過程中，由于人體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、不同狀態(tài)下的差異性等因素，從而對個(gè)體參數(shù)的采集提出了較大的挑戰(zhàn)。而隨著逆向工程技術(shù)的發(fā)展，目前可以利用nerfstudio快速、準(zhǔn)確、便捷地掃描三維實(shí)體，并提供較高質(zhì)量的點(diǎn)云和mesh面重建模型，為個(gè)體相關(guān)部位參數(shù)的采集提供了一個(gè)較好的解決方案。

在進(jìn)行采集時(shí)，設(shè)計(jì)師首先需要準(zhǔn)備好用于采集數(shù)據(jù)的產(chǎn)品原型，并設(shè)定好用戶采集的狀態(tài)等變量，這是由于人體在不同的狀態(tài)下，所呈現(xiàn)的身體形態(tài)、肌肉狀態(tài)等都呈現(xiàn)出不同的傾向。如以放松的狀態(tài)依靠產(chǎn)品或以標(biāo)準(zhǔn)的坐姿依靠產(chǎn)品，兩種形態(tài)下就會(huì)采集到完全不同的參數(shù)。在布置完成后，即可對個(gè)體對應(yīng)的部位進(jìn)行掃描，通過一定的數(shù)據(jù)預(yù)處理，即可得到所需的點(diǎn)云或三角面模型。得到的模型由于計(jì)算機(jī)算力限制往往會(huì)有部分噪點(diǎn)，在通過部分三角面優(yōu)化軟件如meshlab等工具的處理之后，就可以得到可用于參數(shù)化設(shè)計(jì)的人體部位模型。隨后可基于模型完成產(chǎn)品原型造型的修改和調(diào)整。

（2）功能結(jié)構(gòu)層參數(shù)采集和轉(zhuǎn)化方法

功能結(jié)構(gòu)層參數(shù)的采集和轉(zhuǎn)化，其實(shí)就是對于個(gè)體用戶使用習(xí)慣的采集和轉(zhuǎn)化，對于不同的產(chǎn)品來說，由于使用方式的不同，對應(yīng)的使用習(xí)慣數(shù)據(jù)采集方式也會(huì)有較大的差異。對使用習(xí)慣參數(shù)進(jìn)行采集，首先需要定義所需采集的內(nèi)容以及采集規(guī)則。在定義采集所需參數(shù)時(shí)，需要根據(jù)產(chǎn)品的功能以及使用方式進(jìn)行針對性的研究。如腰枕類的產(chǎn)品所需提取的就是用戶在一定規(guī)則下對腰枕施加的壓力分布、腰部姿態(tài)等；持握類產(chǎn)品就需要根據(jù)設(shè)計(jì)需求采集用戶持握產(chǎn)品時(shí)手部姿勢、壓力分布數(shù)據(jù)等。在定義采集規(guī)則時(shí)，需要規(guī)定用戶以一定的狀態(tài)完成一定的動(dòng)作，這是由于習(xí)慣不是一個(gè)形態(tài)或動(dòng)作可以描述的，因此需要記錄一段時(shí)間內(nèi)用戶的行為和觸點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并將其整理成為熱點(diǎn)圖、壓力分布圖[8，9]等可應(yīng)用于后續(xù)設(shè)計(jì)的參數(shù)形式。

四、設(shè)計(jì)實(shí)踐

汽車是人們出行的重要代步工具之一，方向盤作為駕駛員在汽車駕駛過程中接觸時(shí)間最長、使用頻率最高的部件，其設(shè)計(jì)的好壞直接影響駕駛員的駕駛舒適度、操作便捷性以及駕駛安全性。隨著體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，用戶對待產(chǎn)品的需求不再僅僅停留在功能的改良優(yōu)化層面，方向盤的設(shè)計(jì)被寄予更多個(gè)性化期待。因此，本研究以方向盤為設(shè)計(jì)對象，應(yīng)用上述個(gè)性化定制產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程，展開設(shè)計(jì)實(shí)踐。

（一）參數(shù)的選定階段

1.個(gè)性化定制方向盤的功能與需求分析

在設(shè)計(jì)初期階段，首先對用戶痛點(diǎn)進(jìn)行了采集，主要可以涵蓋為以下幾點(diǎn)：（1）由于長時(shí)間握持方向盤導(dǎo)致的手部出汗，一方面會(huì)影響駕駛員的駕駛體驗(yàn)，同時(shí)會(huì)形成一定的安全隱患。（2）在夏季或冬季，方向盤表面溫度會(huì)因?yàn)樘柕恼丈浠蚣竟?jié)溫度變得非常極端，影響駕駛員的正常持握。（3）方向盤的尺寸和直徑設(shè)計(jì)可供絕大部分人使用，但對于個(gè)體來說并不是最合適和舒適的，個(gè)性化定制用戶更希望得到絕佳的持握體驗(yàn)。可以總結(jié)得到用戶希望定制化方向盤在能夠提升手部握持舒適度的基礎(chǔ)上，解決目前方向盤散熱性差的問題。

將痛點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)化后，可以得到幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)指標(biāo)：（1）針對手部出汗，方向盤表面溫度的指標(biāo)：透氣（散熱）性。（2）為方向盤穩(wěn)定使用提供保障的基礎(chǔ)性能：支撐性。（3）方向盤與用戶的貼合程度，持握手感等的綜合指標(biāo)：舒適性。

2.個(gè)性化定制方向盤的邏輯關(guān)聯(lián)模型構(gòu)建

在進(jìn)行方向盤的邏輯關(guān)聯(lián)模型構(gòu)建時(shí)，考慮到對于不同的個(gè)體來說，方向盤輪緣不同位置的使用時(shí)間，使用意圖各不相同，因此輪緣的不同位置需要具備對應(yīng)的功能、結(jié)構(gòu)性。因此關(guān)聯(lián)模型的構(gòu)建采用uv網(wǎng)格細(xì)分的方式，并通過將不同性能的晶格結(jié)構(gòu)填充至uv網(wǎng)格內(nèi)的形式，完成方向盤不同位置的個(gè)性化性能需求。在模型中，輸入源為形態(tài)變化層以及晶格結(jié)構(gòu)，可變參數(shù)為uv細(xì)分疏密、晶格結(jié)構(gòu)的桿件粗細(xì)和結(jié)果精確度。邏輯模型見圖2。

在完成邏輯關(guān)聯(lián)模型的構(gòu)建后，即可得到需要采集的相關(guān)參數(shù)為：個(gè)體手部模型參數(shù)、個(gè)體使用習(xí)慣參數(shù)。

（二）參數(shù)的采集與轉(zhuǎn)化階段

1.方向盤個(gè)體形態(tài)參數(shù)采集與形態(tài)變化層模型構(gòu)建

為了構(gòu)建最符合個(gè)體用戶的定制方向盤尺寸和形態(tài)，首先要對用戶的個(gè)體尺寸進(jìn)行采集，這里采用三維掃描重建的方式捕獲用戶手部模型，并在此基礎(chǔ)上，對方向盤輪緣的直徑，方向盤的局部形態(tài)進(jìn)行變化。由于用戶雙手不同的持握習(xí)慣，因此方向盤模型最終呈現(xiàn)非對稱的樣式。手部掃描圖和形態(tài)變化層模型如圖3。

2.方向盤個(gè)體使用習(xí)慣參數(shù)采集和轉(zhuǎn)化

對于用戶習(xí)慣參數(shù)的采集，筆者首先記錄了用戶在實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的情況下駕駛時(shí)使用方向盤的情況，之后，要求用戶在不同狀態(tài)下完成駕駛目標(biāo)，并記錄用戶使 用方向盤的情況。將視頻數(shù)據(jù)整理轉(zhuǎn)化后，可以將方向盤功能結(jié)構(gòu)層分為3個(gè)功能區(qū)：轉(zhuǎn)向區(qū)、握持區(qū)和支撐區(qū)。對于此用戶來說，轉(zhuǎn)向區(qū)只有在進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)會(huì)觸及，觸及時(shí)需要施加適量的壓力，因此性能上要求透氣性和舒適性尚可，支撐性良好。持握區(qū)是用戶在方向盤上停留較久的區(qū)域，要求舒適性、透氣性較強(qiáng)，支撐性尚可。支撐區(qū)是支撐方向盤和增加方向盤配重等功能的區(qū)域，用戶一般不會(huì)觸及，對透氣性和舒適性沒有特定的要求，要求支撐性較強(qiáng)。功能分區(qū)如圖4。

（三）方案設(shè)計(jì)和評估階段

在完成個(gè)體數(shù)據(jù)的采集后，就可以根據(jù)轉(zhuǎn)化得到的性能需求，進(jìn)行晶格結(jié)構(gòu)的篩選，篩選出性能合適的若干晶格結(jié)構(gòu)后，將其填充至對應(yīng)區(qū)域中即可完成方案設(shè)計(jì)，產(chǎn)出了一系列初始方案。在完成設(shè)計(jì)方案后，進(jìn)行了模擬驗(yàn)證，手部模型與方向盤模型貼合度加好，性能符合設(shè)計(jì)預(yù)期。3D打印局部模型后，用戶使用反饋持握區(qū)域的舒適性有待提高，因此，重新返回邏輯模型設(shè)計(jì)階段，修改了單元模塊的設(shè)計(jì)，判斷不需要進(jìn)行進(jìn)一步的參數(shù)采集。重新填充并打印后，用戶對設(shè)計(jì)較為滿意，部分初始方案和最終方案如圖5。該結(jié)果表明，本研究提出的基于參數(shù)化思維的個(gè)性化定制產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程和方法能夠較好地滿足個(gè)性化定制產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需求，并在調(diào)整和修改方面具有較大優(yōu)勢。

結(jié)論

在經(jīng)濟(jì)水平不斷提高的背景下，人們越來越多地開始關(guān)注產(chǎn)品使用體驗(yàn)，個(gè)性化產(chǎn)品定制需求亟待解決，而傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和思維難以有效地應(yīng)用到個(gè)性化定制產(chǎn)品之中，本文結(jié)合參數(shù)化思維，為個(gè)性化定制產(chǎn)品設(shè)計(jì)整理出了一套具有一定泛用性的設(shè)計(jì)流程和方法，并在乘用車方向盤上進(jìn)行了設(shè)計(jì)實(shí)踐，驗(yàn)證了流程和方法的可行性，為個(gè)性化定制產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研究提供了新的思路。

基金項(xiàng)目：湖北省引進(jìn)外國人才和智力項(xiàng)目（2022EJD033）；武漢理工大學(xué)優(yōu)秀青年團(tuán)隊(duì)（2023IVB084）

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