模块化理念下的家具设计

摘要：本文主要针对国内家具现状，分析目前市场的模块化家具存在的问题并提供解决方法及理论依据。根据模块划分的原则，在原有的家具模块化设计的基础之上进行优化，总结归纳出模块化家具的设计要点，阐述了优化后的模块化家具优势，以期将企业批量生产与用户个性化需求更好地相结合，为今后的模块化家具发展提供参考。

关键词：模块化理念；模块划分；家具设计

家具业在我国经济中一直占有着重要地位，随着互联网时代的不断发展，人们对于生活品质的追求也愈来愈高，家具产业也随之进入了新的阶段，而定制化家具也已经屡见不鲜。

一、研究现状

虽然我国是全球名列前茅的家具消费大国、家具制造业大国，但是仍然存在着大而不强的问题。随着家具市场的变化、产业结构的调整，目前的家具行业面临着巨大的挑战。家具维修成本高、缺乏个性化、结构单一、不符合人机工程学等是家具业亟待解决的问题。因此本文将模块化的设计理念运用到家具设计当中，以期在差异化需求与高效率设计及批量生产中寻求一个平衡点。

二、模块化家具设计分析

（一）模块化家具家具的模块化是指对不同或相同的家具产品进行功能分析，划分并设计出一系列的产品家具模块，以满足市场需求。但是，家具的模块化设计从根本上又不同于普通家具设计。它不是针对单个的产品，而是针对具有相同模块的整个产品系统。因此，模块化可以快速实现家具的多样化甚至扩展其功能[1]。在模块化家具设计中，主要包括两个方面：首先，对家具进行功能分析，合理地创建模块[1]；其次，针对用户的不同需求对模块进行划分。其中设计的关键在于模块的划分。本文主要从目前模块化家具现状的痛点出发，根据功能模块划分方法，并运用人机工程学原理和绿色原则，优化模块划分。

（二）设计要点及原则模块化设计原理是在一定范围内对功能、规格、性能的产品进行基础分析，归纳出一系列具有基础功能的模块，然后根据使用者的实际需要进行模块选择，将特殊模块与标准化的通用模块相结合，重构出新的产品以满足不同的需求。根据目前模块家具现状来看，模块划分不合理与不符合人机工程学是主要的两大难题，因此，设计过程中还应着重考虑这两个因素。设计过程中需要考虑室内所摆放的所有家具和其他类似的部件，发现并总结出能够成为独立模块的重要元素，然后科学合理地划分不同的家具模块，并将其接口方式与总设计间相互联系起来，完成功能上的契合。而建立模块间的接口方式，就需要确保模块的完整性和通用性，从而创造出符合要求的单独模块[2]。最后将具有类似或相同功能的模块进行整理和统合，以尽可能地减少模块种类。综上所述，总结出以下几个要点：复用性。模块复用性可以大大提高设计效率。复用模块可减少用户学习成本，保证用户体验感，同时减少企业生产成本和时间。延展性。由于需求具有差异性，对同一功能模块来说，需要在设计时考虑到一定的可扩展能力，以兼容一定范围的差异性，这个“度”应当是基于对用户需求的合理预估。互换性。当无法通过复用模块或延展模块满足需求时，则须采用完全不同的交互或者内部结构。但是需要注意对外结构的一致性，以确保在与其他模块组合时，不在全局上发生变化，从而实现模块的快速互换。模块设计与组合要考虑到人体尺寸因素，使之符合人体工程学。进行模块划分时主要从装配、使用、维修和制造这几个角度来考虑，将企业与用户相结合。模块设计需要遵循的原则：保证模块功能与结构的完整和独立；模块与模块之间弱耦合，模块内部之间强耦合；模块的接口要便于拆解与装配；典型部件与通用性原则。

三、模块化家具设计分析

（一）模块功能划分模块化家具的基础在于模块划分，划分是否合理将直接影响到家具的功能合理性、制作成本、维修、模块的通用程度等，而模块的划分需要考虑到许多因素，目前模块划分方法大致有：针对产品功能的模块划分法、针对功能和结构的模块划分法、针对产品生命周期的模块划分方法等。本文主要采用功能模块划分方法，在分析功能、结构和用户需求之间的映射关系基础上，针对目前模块家具存在的一些问题，加以人机尺寸分析和绿色原则。那么如何进行家具模块的划分呢？首先我们需要获取用户需求，对这些原始数据进行整理和分析，并进行数据化处理，转换成家具的功能需求；而后利用“黑箱法”进行总的功能分析，以确定好家具的总功能；然后对总功能进行一一分解。但是在查阅大量文献与资料后发现，传统的分解方法不仅存在着合理分解功能的困难，而且难以得到完整的功能的合集[2]。因此，将家具功能分解转换为用户行为描述的分解，这个方法以人的认识为基础，较为符合人的思维活动。在确定了家具功能层次关系的基础上，建立功能结构图，明确在系统的家具中所需的分功能、子功能及其次序关系，并且确定家具各个功能之间的对接口，以更好地进行模块划分。在经过以上分析后，确立了家具总功能、子功能、单元功能之间的关系。如何明确子功能是否能够作为独立的模块，首先必须了解子功能作为单个模块的条件。人们通常会根据不同的使用意图、不同的角度出发对家具模块划分。因此，家具模块划分的角度归为以下几类[3]：面向设计、制造、装配、使用和维修、回收的模块划分。然而，在实际的划分过程中，常常会从多个角度综合考虑，所以形成了以下的一些条件：通用性、单独制造性、便于装配、便于使用、便于维修、材料可回收。当子功能满足以上条件之一时，可作为独立模块来使用。最后建立与用户需求之间的相关度，依据用户的实际使用情况，判断各种相关性的重要程度，对家具进行模块的划分[4]。

（二）人机分析家具的设计与人体尺寸有着密不可分的关系，因此，模块化家具设计必须要与人机工程学相结合，对家具的尺寸进行合理的人机分析。模块化家具在其设计过程中不能仅仅考虑功能性，家具的主体是人，因此，还要在人们使用过程中感到舒适方便。在进行模块化家具的设计时，分析人在使用家具时的人体尺寸并进行科学计算，使得模块化家具更加人性化。以电脑桌为例，假设长时间在电脑桌前工作、游戏，桌面应与小臂平行，小臂与肘关节成90度，高度通常设置在660mm-700mm之间是最为合理，由于男女身高差异，桌面高度应取中间值，这是因为桌面当高度小于660mm，人颈椎拱起，容易造成颈椎病的发生；而高度大于700mm时，人的手臂抬得过高，小臂与肘关节角度大于90度，长此以往会造成颈肩腕综合征等。家具作为室内空间的重要组成部分，也要适应整个空间环境的尺度要求。人机工程学重视“人的因素”，从人本身出发，将人的疲劳感降到最低，并且提高活动效率。人机工程学目前已经成为工业产品设计必不可少的过程，模块化家具设计中也应将人机工程学应用起来[5]。

（三）绿色原则绿色原则是在依托家具模块化设计基础上，着眼于家具设计的环境属性，并增强模块化家具绿色性能的一种设计方法，在结合环境意识的基础上，对生命周期阶段环境属性进一步考虑[6]。将模块化家具设计理念融入绿色设计的思想，不仅能够满足家具的功能需求和环境需求，还可以大大减少家具设计和制造的周期，扩充家具系列，提高家具质量，快速应对市场变化，而且能够减少甚至可以消除对环境的污染及破坏，方便家具的维修、升级以及废弃后的拆卸、回收等工作。为提高家具产品的资源和能源利用率、提高零件的利用率，延长家具的生命周期是实现这些绿色原则的有效方法。在以上条件下，将一些模块整合成一个模块以达到节约材料和回收处理的目的：①模块尽可能使用同一种材料；②当具有相同生命周期时，这些部件应组合在同一模块中，例如模块的维护、升级、拆卸、重用和回收[7]。③模块具有相似的技术周期和维修要求。根据以上合并准则，并结合绿色原则的基础下对原有的家具模块合并进行优化，以期在家具产品生命周期内，对环境的污染和破坏最小化，并同时要确保家具的基本功能、使用寿命、生产及回收成本和产品质量。

四、结语

毋庸置疑，与常规家具相比，除了丰富多样的使用功能和灵活的造型外，这种模块化理念还可以更加积极地调动消费者互动，促进家具和人的情感交流，是人与物之间良好的互动体验[8]。此外，标准化生产，使所有零部件和模块均可以分开购买，减少了家具因为某部分损坏而无法使用并遭到废弃的可能，赋予产品更加持久的生命力。通过对基于客户需求的模块划分，从人机和环境的角度去考虑家具模块设计，使模块化家具符合用户使用的舒适性以及可持续发展的思想，为国内模块化家具提供思路。

参考文献：

[1]陈炳睿，邹媛媛.家具模块化设计在全屋定制中的应用研究[J].艺术与科技出版社，2019.154-155.

[2]张宝辉，龚京忠等.产品模块化设计中的功能模块划分方法研究[J].组合机床与自动化加工技术，2004.55—59.

[3]凌付平.浅谈绿色设计在工业设计中的应用[J].中小企业管理与科技，2015.

[4]宗鸣镝，蔡颖等.产品模块化设计中的多角度、分级模块划分方法[J].北京理工大学学报，2003.552-556.

[5]刘泽恒，罗锦宏.工业设计中的人机工程学理论、技术与应用研究进展[J].艺术科技，2017.

[6]侯倩.生命周期评价及生命周期成本分析集成方法研究[D].天津大学，2015.

[7]姜星月.汽车座椅的绿色模块化设计方法研究[D].内蒙古工业大学，2019.

[8]曾峥，潘祖平.室内家具的互动性设计探索[J].包装世界，2010.92-93.

作者：杜雯 单位：沈阳建筑大学