郑亚 彭华明
摘要：基于霍尔三维结构工业设计模型的启发，通过对可穿戴智能产品案例的系统分析，本文从时间维、逻辑维和知识维三个维度对可穿戴智能产品设计进行了系统化、整体性的理论分析。在此基础上，遵循霍尔三维结构思想和案例研究方法，从三个维度对可穿戴智能产品设计进行剖析与归纳，提供了系统思维模式下现阶段可穿戴产品设计的限制因素和影响要素，为可穿戴智能产品设计提供了系统性设计思路。
关键词：霍尔三维结构;时间维;逻辑维;知识维;可穿戴智能产品
中图分类号：TB472
文献标识码：A
文章编码：1672-7053（2019）04-0134-02
Abstract：based on the analysis of Hall three-dimensional structure industrial design model， this paper systematically analyzes the design of wearable intelligent product from three dimensions：time dimension， logical dimension and knowledge dimension through system analysis of wearable intelligent product case.On the basis of this， this paper analyzes and summarizes the design of intelligent products that can be worn from the three dimensions according to the three-dimensional structure and case study methods of Hall.This paper provides the limiting factors and in?uencing factors of the wearable product design in the system thinking mode， For the wearable intelligent product design provides a systematic design ideas.
Key Words：The hall three dimensions structure;Time dimension;Logic dimension;Knowledge dimension;Wearable intelligent product
1霍爾三维结构概述
霍尔三维结构由美国系统工程专家霍尔等人于1969年提出，它集中体现了系统工程方法的系统化、综合化、最优化、程序化和标准化等特点，是系统工程方法论的重要基础内容[1]。利用霍尔三维结构对可穿戴智能硬件产品设计进行系统性分析，从时间维、逻辑维和知识维三维度对相关设计内容进行分析和归纳，可为可穿戴产品设计研究引入新的研究方法和理论视角。
霍尔三维结构强调明确目标，核心内容是最优化，并认为现实问题基本上都可以归纳为工程系统问题、应用定性及定量分析手段，求得最优解。它将系统工程建立在一个三维坐标系空间结构上，分别为时间维、逻辑维和知识维[2]，如表1所示。
该方法论具有研究方法上的整体性（三维）、技术应用上的综合性（知识维）、组织管理上的科学性（时间与逻辑）和系统工程工作的问题导向性（逻辑维）等突出特点[2]。
2霍尔三维结构作为可穿戴产品设计系统分析模型的必要性和可行性
随着物联网和移动互联网的发展，可穿戴设备与各类应用软件紧密结合，成为其发展的新趋势。可穿戴计算技术作为一个“以人为中心”，追求“人机合一”的多学科交叉和融合的新技术，在人需要信息辅助的任何领域，都有着重要的应用价值和广阔的应用前景[3]。把握可穿戴设备的便携性，结合数据追踪、传感器应用等技术手段，充分满足可穿戴设备适用对象的用户需求，需要从系统的角度对可穿戴产品进行分析研究，以使设计过程更加科学合理。
可穿戴智能产品设计过程中需要综合考虑多方面因素进行分析。可穿戴智能产品在外观上涉及材料、色彩、造型等因素，其功能需求上涉及社会、心理、人机等因素的影响，在产品的定位、设计、生产、使用、反馈的过程中更需要兼顾各方面因素进行不断调整。霍尔三维结构可以从三个维度对可穿戴智能产品的设计进行有效分析，为可穿戴产品的设计提供更多的思考角度和设计空间。
3可穿戴智能产品设计系统案例分析
将霍尔三维结构系统理论引入工业设计系统，可构建工业设计系统霍尔三维结构模型[2]，如图1。
可穿戴产品设计属于工业设计的范畴，对其进行分析时，可参照工业设计系统模型，依据霍尔三维结构分别在时间维、逻辑维、知识维三个维度对可穿戴产品的设计进行系统分析。
3.1可穿戴产品设计系统案例分析
这里选择小米手环对其系统要素组成与功能、系统功能与环境的关系两方面进行分析。
3.1.1小米手环的系统要素组成及其功能
小米手环系统要素分析，如图2。
根据以上分析，可知小米手环外部关联要素主要体现在形态、色彩、功能三方面。其中形态需满足功能需求与用户审美需求，同时要受内部结构与制造技术的限制。色彩因素则关联于制造工艺、材料、表面处理、审美偏好、文化环境等因素，功能的实现更要综合以上复杂的因素才具备一定的产品适用性。
从系统整体分析，产品的互相影响因素在由外而内再到外的顺序上，大致体现为需求确定、内部因素综合、外在表现因素、反馈、再调整的几个部分。相关因素分类见表2。
3.1.2小米手环系统功能与环境分析
除了实体产品所包含的各因素外，产品、用户、环境之间产生的交互行为也需要进行分析。如图3，从小米手环的主要功能来看，其主要偏向于运动类服务与设计，在创新运动法、趣味动机、虚拟转移等方面都体现为用户体验牵引下的设计，而其外在表现主要依托于手机这一移动终端。在这种情况下，体验与交互就不仅仅存在于人与手环间的互动，还包括了移动端的数据显示与人机交互。
手环产品本身与移动终端均存在界面形式的交互，其交互核心为信息在多个载体中的传递与转换。信息数据采集的准确性、信息数据统计与转换相对于用户需求的吻合度、信息数据转换过程中的隐私安全性与可靠性是产品功能实现的核心问题。
3.2基于霍尔三维结构模型的小米手环设计系统分析
根据对小米手环的系统分析，可以依据霍尔三维结构系统模型建立如图4的三维结构模型。
3.2.1时间维
从时间维度上对可穿戴产品设计系统进行分析，可将其分为产品构思、市场调研、产品概念、产品设计、产品生产、产品上市、产品反馈、产品优化等阶段，其设计过程在时间维上与一般工业产品差别不大。时间维的特点是线性的，前后不可逆。其中产品的前期构思、调研、定位与逻辑维度中涉及到的相关要素有很大关联性，在产品的设计开发过程中具有重要作用。
3.2.2逻辑维
从逻辑维度上对可穿戴产品设计系统进行分析，从项目定案到用户调研和竞品分析，均与时间维内容对应吻合。设计与生产过程在时间维、逻辑维两个维度中相互联系却各有不同特点。在单向生产过程中，产品一经产出则不可重新更改，而设计过程的前期阶段却可能存在着不同阶段的反复进行，这归因于设计初期设计本身对产品方案的迭代和探讨的要求，以及设计数字化建模工具的进步。在整个设计的过程中，产品构思、市场调研对时间维度上紧接其后的阶段起着重要作用。
从产业链环节对应逻辑维阶段，前期技术因素、中期功能定位、后期的服务与交互均为可穿戴产品设计中的重要问题。可穿戴产品的隐式交互设计可通过多种在身传感技术感知情境与用户的交互意图，通过设备自身相对简单的信息反馈与外围设备的丰富视觉显示结合，构成一种新的可穿戴设备隐式交互范式[4]。在未来，可穿戴智能产品的交互方式肯定会更加多样化，生物反馈交互、情景感知交互、眼球追踪交互等都可能运用其中[5]。产品设计方案需要不断结合模型样机与方案评估做出方案调整，在功能、技术、外观各个角度进行再度设计定位与决策优化，不断完善产品设计。效果反馈则在产品产出投入使用后提供用户使用体验评价，并作为此次设计流程尾端为产品迭代提供设计参考依据。
3.2.3知识维
从知识维度上对可穿戴产品进行分析，既要考虑产品本身涉及的科学技术的发展及应用，又要考虑涉及到使用者本身的人机工学、心理学等人文因素，还要考虑产品本身的功能性、审美性表达涉及的设计知识，以及考虑作为社会中“物”的存在涉及的社会影响以及哲学因素。从硬件技术条件来看，可穿戴智能设备相关技术有主芯片及平台、MEMS传感器、柔性元件及屏幕、连接技术、硬件整体方案;从软件配置上，可穿戴智能设备在交互方式、操作系统上，还有很大的进步空间及应用前景。
小米手环智能产品系统设计的分析中，时间维、逻辑维的各要素之间形成非线性的耦合关系。结合设计中涉及的各类技术、理论知识，可绘制知识维要素图。知识维各要素为时间维、逻辑维各阶段的决策提供了可靠的理论支持，避免决策失误影响后续工作。这是系统设计工程在设计过程发挥积极作用的理论基础[6]。
4结语
在对可穿戴产品的霍尔三维结构的系统分析中可以得知，由技术限制和主导的可穿戴智能产品，一方面受限于關键器件的技术瓶颈，一方面又因技术的不断发展和完善而对相关产品有了更多的期待。更自然的交互方式、更精确的数据信息、实时在线连接与云端实时交互都需要相关技术的支持，同时其作为独立产品终端的功能实现又需要与其他产品的功能相融合，如可穿戴终端与智能家居、智能硬件的配合控制等。但从其发展来看，可穿戴智能产品仍在功能需求满足上有更大潜力。
参考文献
[1]汪应洛.系统工程[M].北京：机械工业出版社（第4版），2008.
[2]王华斌，俞友娟，李牧，王蓉，朱贝芬.基于霍尔三维结构的工业设计模型研究[J].包装工程，2012，09（3）：76-79.
[3]陈东义.BlairM.可穿戴计算与系统仿真[J].系统仿真学报，2004，16（2）：210-213.
[4]王巍，姚宇双.可穿戴产品的隐式交互设计浅析[J].装饰，2016（06）：106-107.
[5]王悦，聂桂平.可穿戴智能产品设计研究[J].设计，2014，（06）：23-24.
[6]朱贝芬.基于霍尔三维结构的展示设计研究[J.城市建筑，2015（4）：315-318.
