李君華　劉子豪

摘要：現(xiàn)代設(shè)計的目的是創(chuàng)造價值，智能家居設(shè)計亦是如此。智能家居設(shè)計處于一個龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)中，系統(tǒng)直接或間接地對設(shè)計產(chǎn)出進(jìn)行潛移默化的影響。分析并研究智能家居設(shè)計內(nèi)部的系統(tǒng)性思維的目的是使其平穩(wěn)而高效的產(chǎn)出，把其設(shè)計內(nèi)部復(fù)雜和混沌的思維利用系統(tǒng)性的研究方法捋清并加以實(shí)踐，突出其設(shè)計過程中要思考的主軸脈絡(luò)線，最后完成整個產(chǎn)品設(shè)計過程的邏輯演繹和的策劃實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)性思維 智能家居 產(chǎn)品設(shè)計 邏輯演繹 家庭智能管家

中圖分類號：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2021）02-0096-03

引言

“智能家居”這一名詞由來已久，目前智能家居設(shè)計是一個蓬勃產(chǎn)業(yè)，截至2018年，我國智能家居行業(yè)市場規(guī)模約4000億元，2019年第一季度銷售量顯示智能家居市場出貨量高達(dá)2989萬臺，同比增長26.3%，是近幾年來的一個巔峰值，說明智能家居行業(yè)在我國的市場潛力是巨大的叫隨著大數(shù)據(jù)和5G等高科技技術(shù)的涌現(xiàn)，智能家居設(shè)計不斷豐富和完善。引領(lǐng)著人類的生活習(xí)慣和社會秩序的日常流動朝著便捷，舒適等方向邁進(jìn)。從家居智能設(shè)計的定義出發(fā)，對其發(fā)展歷史進(jìn)行充分的研究，從系統(tǒng)的全局去俯視其設(shè)計全過程，系統(tǒng)思考智能家居產(chǎn)品的現(xiàn)在和未來走向，探索其設(shè)計的系統(tǒng)復(fù)雜性，維系復(fù)雜系統(tǒng)的作用力以及設(shè)計系統(tǒng)的正負(fù)反饋。最后總結(jié)以功能為基點(diǎn)的邏輯演繹作為基本思維方法的智能化家居設(shè)計要把握的系統(tǒng)性思維。

一、智能家居及系統(tǒng)性思維

（一）智能家居的發(fā)展

智能家居指的是以我們的住所為基礎(chǔ)，融入各種建筑布線技術(shù)和科技，將與家私生活相關(guān)的方法集合，創(chuàng)造一個更加卓效又兼?zhèn)溥m宜度和藝術(shù)度，而且還兼具低碳的生活環(huán)境【2】.智能家居最初出現(xiàn)于二十世紀(jì)八十年代末的美國，其一名詞由最早的智能建筑不斷發(fā)展而來的，同時美國也是第一個為其制定法律標(biāo)準(zhǔn)的國家，我國則起步較晚，從開始到現(xiàn)在不過二十多年的光景，雖然起步晚但是勁頭足，在不斷迎頭追趕，發(fā)展自身的同時也在一些領(lǐng)域取得了以小區(qū)無人快遞等具有中國特色的家居智能化道路。智能家居簡單來說本身就是一個系統(tǒng)或者是特殊的流程，依靠當(dāng)代發(fā)展的前沿科學(xué)技術(shù)，例如電子計算機(jī)編程技術(shù)，大數(shù)據(jù)技術(shù)，通信技術(shù)等，為我們的家庭所服務(wù)。它不僅可以幫助家庭控制監(jiān)控用電、用水、溫度、光亮等一般功能，還兼有防盜、實(shí)時互動服務(wù)、家庭管家，預(yù)警報警等的功能，幫助人們更便捷地生活，如圖1為智能家居體系表。根據(jù)發(fā)展規(guī)劃，十三五（2016-2020）期間，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展將突破萬億規(guī)模，而智能家居、智能硬件單品是其中至關(guān)重要的部分。不知不覺我們的家居生活逐漸被智能化產(chǎn)品所替代。

（二）系統(tǒng)的復(fù)雜性

當(dāng)前的時代技術(shù)日新月異地進(jìn)行著更新?lián)Q代，新的技術(shù)體系推進(jìn)著新的產(chǎn)業(yè)變革和設(shè)計革命，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展又極大地豐富了設(shè)計的手段和方式，而可持續(xù)的發(fā)展要求人與自然、人與人的關(guān)系由物競天擇向天人合一，協(xié)同進(jìn)步等因素，這些都不斷促使當(dāng)前的產(chǎn)品設(shè)計的系統(tǒng)愈來愈復(fù)雜。信息廣泛和快速的傳輸，促使產(chǎn)品設(shè)計處于非線性的強(qiáng)相互作用和復(fù)雜的系統(tǒng)之中。

以智能家居設(shè)計為例，一方面智能家居產(chǎn)品的設(shè)計構(gòu)成包含多種系統(tǒng)的綜合，其內(nèi)部構(gòu)造和制造過程越來越復(fù)雜。另一方面，智能家居產(chǎn)品設(shè)計的系統(tǒng)不時會充滿多種矛盾，如信息的采集與分析、信息的計算與存儲和命令的執(zhí)行與反饋在人工智能主導(dǎo)的家居設(shè)計在造型上、操作上都會受到巨大的影響。所以想要探究一個設(shè)計系統(tǒng)首先應(yīng)研究其的復(fù)雜性，將系統(tǒng)的復(fù)雜關(guān)系用普適的邏輯關(guān)系捋清，在采取措施對其復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控，使其平衡。

（三）系統(tǒng)的全局性

系統(tǒng)性設(shè)計是從宏觀環(huán)境入手，深入了解個體的訴求，在此過程中要以系統(tǒng)整體為研究對象，切忌將系統(tǒng)進(jìn)行分割，這樣不僅可能將系統(tǒng)之間的連接破環(huán)，連接即是維系整個系統(tǒng)的實(shí)體，而且還可以避免拙略的決策。系統(tǒng)思維正是一種開放型的立體思維方式，它把思維客體作為系統(tǒng)整體來思考，既注意進(jìn)行縱向比較，又注意進(jìn)行橫向比

較，從而在思維中把握研究對象的立體層次【3】。既系統(tǒng)思維是從“具象事實(shí)”到“抽象思考”再到“具象應(yīng)用”的過程，通過全面的視角對該系統(tǒng)的研究不僅可以理解復(fù)雜問題并將其解決，此外還可以通過列舉不同的假設(shè)，研究分析系統(tǒng)隨時間變化的特征，因?yàn)樵S多設(shè)計結(jié)果后的影響無法有立竿見影的效果，即時滯性。

從系統(tǒng)的全局，去從時間的廣度和深度兩個系統(tǒng)去觀察目標(biāo)產(chǎn)品，從而進(jìn)行進(jìn)行更好的決策。只有保持整個設(shè)計系統(tǒng)于周圍環(huán)境的和諧統(tǒng)一，該設(shè)計系統(tǒng)才能穩(wěn)定與外界進(jìn)行交流與交換，這里所說的周圍環(huán)境是指社會、文化及生態(tài)環(huán)境等物象和非物象實(shí)體。普通的設(shè)計，或許只能看到需求本身，而基于系統(tǒng)思維的設(shè)計，就需要看到設(shè)計需求所在的開放系統(tǒng)及其相關(guān)系統(tǒng)。設(shè)計中，人們通常是在場景描述與構(gòu)想的過程中，形成對產(chǎn)品系統(tǒng)的整體理解，了解產(chǎn)品系統(tǒng)物系的類別、產(chǎn)品系統(tǒng)的層次、行為與心理特征，從而為進(jìn)一步的產(chǎn)品系統(tǒng)描述提供基礎(chǔ)【4】。對智能家居設(shè)計說，應(yīng)用系統(tǒng)性思維，主要應(yīng)掌握其基本思想和方法，了解系統(tǒng)分析和系統(tǒng)綜合的基本特點(diǎn)和方法，并將其應(yīng)用于實(shí)際的設(shè)計系統(tǒng)中。

二、基于系統(tǒng)性思維的產(chǎn)品邏輯演繹

（一）以產(chǎn)品功能為基點(diǎn)的邏輯演繹

在李硯祖在《藝術(shù)設(shè)計概論》一書中，他認(rèn)為產(chǎn)品設(shè)計程序包括：設(shè)計問題的提出一設(shè)計的目標(biāo)一設(shè)計研究一設(shè)計分析和綜合化一設(shè)計展開【5】。最初的邏輯演繹源于笛卡爾，笛卡爾認(rèn)為，想要樹立牢固的理論根基和行之有效的知識體系，關(guān)鍵在于科學(xué)的方法和客觀的認(rèn)知【6】，經(jīng)過反復(fù)考察，他發(fā)現(xiàn)幾何原理可以系統(tǒng)的演繹整個邏輯過程，即當(dāng)確立了最初始的原理之后，這一原理就可以演繹出所有其他的原理。如果初始原理是完全正確的，那么演繹之后的整個知識體系就是正確的，完全可靠的。

同時，在智能化家居設(shè)計的過程中，可以引用借鑒這種機(jī)械的數(shù)學(xué)邏輯演繹來探索真正的知識體系據(jù)這樣的設(shè)計程序，在產(chǎn)品設(shè)計的前期準(zhǔn)備期間，設(shè)計師們可以利用系統(tǒng)思維為其設(shè)計提供理論思想準(zhǔn)備和資料處理。在產(chǎn)品設(shè)計展開之后，系統(tǒng)性地對設(shè)計產(chǎn)品的功能進(jìn)行演繹，可以為設(shè)計過程建立富有體系的根基，但這種形式演繹能夠使我們的推理嚴(yán)密、精確，通過改造，完全可以建造知識體系進(jìn)而完成設(shè)計。

1.明確要設(shè)計得產(chǎn)品。由于每一個產(chǎn)品都是具有許多性質(zhì)不同的功能屬性，同時每一個產(chǎn)品得功能屬性都擁有兩種類型即已經(jīng)已經(jīng)明確了的功能屬性因子和未明確的功能屬性因子。

2.將該產(chǎn)品的所有的功能屬性因子全部列舉起來并根據(jù)其是否已明確的標(biāo)準(zhǔn)將其分為兩個部分，這樣就能篩選出目前社會上所能明確已知且能實(shí)現(xiàn)的功能屬性因子，去除掉不明確，模糊的或目的技術(shù)暫時未能實(shí)現(xiàn)的功能屬性因子，這樣方便我們尋找設(shè)計方向，也有助于我們可以少走歪路歧路，完成一項有意義的設(shè)計。

3.將上步中選出的已經(jīng)明確的產(chǎn)功能屬性因子按照復(fù)雜度進(jìn)行排列，并開始按照復(fù)雜度對產(chǎn)品的各個功能屬性因子進(jìn)行情景分析，分析并概括其不同的情境可能發(fā)生的各種狀況，最后在其分析的所有情境中挑選出目的產(chǎn)品的功能屬性因子，進(jìn)而明確設(shè)計方向。

（二）邏輯流程演繹對產(chǎn)品的正負(fù)反饋

在設(shè)計過程中邏輯演繹之后，還可以使用系統(tǒng)論中的“正反饋”和“負(fù)反饋”的理念對產(chǎn)品的功能進(jìn)行更進(jìn)一步的推演，從而完成使用戶更加滿意的產(chǎn)品。正反饋是指邏輯演繹之后得出的結(jié)論發(fā)出對設(shè)計結(jié)果的反饋信息，其方向與設(shè)計目的一致，可以促進(jìn)或加強(qiáng)設(shè)計活動的結(jié)果，邏輯演繹使A產(chǎn)生了更多的B，而B回過來又能夠產(chǎn)生更多的A。一般來說，正反饋現(xiàn)象有助于推進(jìn)一個系統(tǒng)的自身變革，這種變革就是系統(tǒng)自身由于正反饋現(xiàn)象所做出的應(yīng)對措施。當(dāng)然，正反饋不單單是產(chǎn)生良性循環(huán)，如果“設(shè)計系統(tǒng)加速發(fā)生的變化”是壞的方向，那正反饋也會造成惡性結(jié)果，設(shè)計過程中邏輯演繹之后要學(xué)會系統(tǒng)思考，識別正反饋中的“積極因素”以及“消極因素”。負(fù)反饋現(xiàn)象，總的來說，造成的因素更加難以捕捉，它具有撥亂反正的功能，它具有使一個偏離設(shè)計初衷的設(shè)計系統(tǒng)重新走回設(shè)計軌道的作用。在設(shè)計過程中設(shè)計師們總是預(yù)先設(shè)定出一產(chǎn)品設(shè)計預(yù)期的終極目的，并且負(fù)反饋在設(shè)計過程中充當(dāng)一預(yù)警紅燈的作用，一旦設(shè)計過程中出現(xiàn)了負(fù)反饋現(xiàn)象，設(shè)計師們就會尋找其中出現(xiàn)的問題并會使用最合適的方法進(jìn)行。使其設(shè)計系統(tǒng)重新回到設(shè)計師預(yù)定的道路上，逐步且穩(wěn)定地達(dá)到設(shè)計目的。但同時如果要進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計，那么在某種意義上來說，就是一個進(jìn)行負(fù)反饋的過程。負(fù)反饋出現(xiàn)之后系統(tǒng)同時也會出現(xiàn)一些使其平復(fù)穩(wěn)定額因子，這些因子會積極地阻礙系統(tǒng)的變化。

引入正反饋與負(fù)反饋的理念就是盡量在設(shè)計過程中在其系統(tǒng)內(nèi)保持穩(wěn)定和減少不確定性成分的出現(xiàn)，設(shè)計師們應(yīng)具備擁有一種設(shè)計素質(zhì)，即學(xué)會捕捉設(shè)計系統(tǒng)中的關(guān)鍵因子并預(yù)見性地加以進(jìn)行合理的反饋，但是一般設(shè)計系統(tǒng)內(nèi)的反饋有延后和滯遲兩種屬性，所以更要認(rèn)真仔細(xì)地對待它們。

三、系統(tǒng)觀邏輯演繹下的家庭智能管家設(shè)計

（一）家庭智能管家功能邏輯演繹

結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與嵌入式技術(shù)，可以將家庭里的各項設(shè)備通過單個產(chǎn)品進(jìn)行無線控制【7】。根據(jù)之前所分析的以產(chǎn)品功能對設(shè)計進(jìn)行邏輯演繹，家庭智能管家作為智能家居系統(tǒng)中的一個功能集中交匯處和功能啟動及閉合的總開關(guān)，其同時具有了源頭和終點(diǎn)兩個重要處置中心。隨著智能家居系統(tǒng)發(fā)展的熱潮，其家庭智能管家產(chǎn)品設(shè)計的發(fā)展也是大勢所趨。首先列舉出家庭智能管家所具有的已明確的功能屬性因子，大致可以分為四個不同層次;

其一，智能互聯(lián)功能是家庭智能管家的核心已知功能，主要實(shí)現(xiàn)的是智能家居系統(tǒng)服務(wù)功能，需要建立整個智能家居系統(tǒng)中多個設(shè)備與外部系統(tǒng)的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)家庭智能管家對智能家居相關(guān)設(shè)備的高效控制8，將其功能進(jìn)行分解得到的是自動化服務(wù)，如無按鈕交互的操作功能。其二，家庭智能管家的設(shè)計初衷就是便捷家庭生活，由此可以推導(dǎo)出三個基本已知功能即環(huán)境控制、能源管理以及設(shè)備管理。其三，安全功能作為家庭智能管家基礎(chǔ)輔助已知功能，將其分解可以得到預(yù)測性維修、故障排除兩個功能屬性因子。其四，由于現(xiàn)代物質(zhì)條件的充足，人類的家庭功能服務(wù)需求已經(jīng)不僅僅滿足于傳統(tǒng)的基本服務(wù)功能。目前已經(jīng)延伸出許多的有溫度的附加功能需求如娛樂功能、陪伴功能等。秉著“從人的需求出發(fā)，又回歸于人”的設(shè)計哲學(xué)出發(fā)【9】，將其分解后可以得到游戲、唱歌、學(xué)習(xí)、語音交互、護(hù)理、包容性溝通等。

接下來將這些功能屬性因子置于不同的情境中進(jìn)行分析，在家庭情境中，最具有明顯的區(qū)別度就的就是不同的使用人群情景。一般在家庭中的適用人群大致可以分為老人、小孩、中青年以及到訪的客人。其中中青年是使用家庭智能管家的主體人群，普遍為朝九晚五的上班族，使用情景可已分為工作日和休息日等?？偟膩碚f該群體的繁重的工作量導(dǎo)致其主體需求就是智能便捷性，操作與控制流程越便捷越好。另外，老年人和小孩由于其年齡特殊性，在某些特定日期內(nèi)在家庭待大部分時間，所以也是主要使用人群。對該人群要注意的使用情境就是要有預(yù)防功能。防止由于錯誤的操作導(dǎo)致不可逆的后果發(fā)生。最后進(jìn)行總結(jié)出其家庭智能管家的主要設(shè)計需求點(diǎn)為生活服務(wù)、信息處理、超級視野、人機(jī)共創(chuàng)、智能監(jiān)控。

（二）邏輯流程演繹對家庭智能管家的正負(fù)反饋

如圖2所示，正反饋集中于居住品質(zhì)一點(diǎn)，大致分為功能集合、結(jié)構(gòu)造型、操作方式、科技生活。首先，家庭智能管家產(chǎn)品的定義就決定了該類產(chǎn)品應(yīng)是不同功能的集合，由于家庭戶型和面積各不相同，即其結(jié)構(gòu)造型不宜過大且不能過于另類夸張，應(yīng)符合家庭生活中和諧、溫馨的總體方向。由以上功能邏輯演繹中使用人群情境分析得出，操作方式人群的多樣性導(dǎo)致了該產(chǎn)品應(yīng)是簡易操作方式。最后科技生活是提高居住品質(zhì)的最有效途徑之一，應(yīng)充分利用已實(shí)現(xiàn)的各項先進(jìn)科學(xué)技術(shù)賦予給該產(chǎn)品，使得該產(chǎn)品具有科技先導(dǎo)性、前瞻性。其次。家庭智能管家功能演繹的負(fù)反饋時刻在提醒設(shè)計者在整個設(shè)計流程中不忘設(shè)計的初衷，不忘家庭智能管家是一個服務(wù)人類的系統(tǒng)產(chǎn)品，它應(yīng)該系統(tǒng)地服務(wù)于家居生活的一體化設(shè)計，強(qiáng)化用戶體驗(yàn)，并且協(xié)調(diào)好人與產(chǎn)品之間的關(guān)系。

（三）家庭智能管家設(shè)計實(shí)踐

設(shè)計說明：家庭智能管家設(shè)計通過產(chǎn)品功能的邏輯演繹推導(dǎo)得出生活服務(wù)、超級視野、智能監(jiān)控、人機(jī)共創(chuàng)等功能。同時結(jié)合邏輯流程演繹對家庭智能管家的正負(fù)反饋，對其結(jié)構(gòu)、功能、操作方式、科技生活等進(jìn)行設(shè)計，結(jié)合兩者的推導(dǎo)得出家庭智能管家上部主體為電子屏幕設(shè)計，下部安裝移動輪方便移動，其為智能家居的功能集合，結(jié)構(gòu)造型簡便小巧，操作方式簡單，室內(nèi)空間功能更為靈活【10】。

1.生活服務(wù)：家庭智能管家可通過網(wǎng)絡(luò)與全屋的所有智能設(shè)備進(jìn)行連接，數(shù)據(jù)處理以及立體化服務(wù)。采用無按鈕的交互設(shè)計，全程只需語音操控，在方便了用戶的同時，拉近了用戶與家庭智能管家的距離，此外家庭智能管家底部擁有智能移動，精準(zhǔn)定位的功能。

2.超級視野：首先家庭智能管家控制著全屋所有的智能設(shè)備，擁有一鍵啟動和緊急制動的功能，與此同時亦可以單獨(dú)操控具體的某一臺智能設(shè)備，如智能窗簾、智能臺燈、電視機(jī)、空調(diào)等設(shè)備。其次家庭智能管家還可以進(jìn)行對屋內(nèi)環(huán)境的監(jiān)控功能，如溫度、濕度、煤氣、煙霧濃度等，可以及時地向用戶進(jìn)行反饋。最后作為家庭小助手的家庭智能管家還可以對家庭的能源消耗進(jìn)行管理，如水、電、天然氣、煤氣等。

3.智能監(jiān)控：家庭智能管家除了與全屋防盜系統(tǒng)相連接外，還可以對屋內(nèi)的智能設(shè)備進(jìn)行故障排除，使用戶更好地進(jìn)行相對應(yīng)的維修，相對簡單的故障家庭智能管家可以為用戶提供一套完整的解決措施。對于一些即將到達(dá)使用年限或超負(fù)荷工作的設(shè)備，家庭智能管家可以預(yù)測性地提醒用戶進(jìn)行維修或者更換。

4.人機(jī)共創(chuàng)：家庭智能管家可以根據(jù)不同年齡段用戶和使用情境的不同可以進(jìn)行不同功能的附加功能，如可以給嬰兒唱搖籃曲、輔助學(xué)齡前兒童學(xué)習(xí)拼音或是讀童話故事書、對留守兒童和老人進(jìn)行語音陪伴、或是充當(dāng)盲人用戶的、幫助普通人看懂手語等，包含娛樂、陪伴、學(xué)習(xí)、無障礙溝通、人機(jī)共創(chuàng)等功能。

結(jié)語

從智能家居設(shè)計的歷史發(fā)展中得到了人類對美好生活的向往，人類不停地用先進(jìn)的科技來讓自己的生活更加便捷，在其設(shè)計的過程中蘊(yùn)含著豐富的系統(tǒng)觀思維，用系統(tǒng)觀對其進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)要抓住設(shè)計中系統(tǒng)的復(fù)雜性，并且要以俯視的角度看待整個設(shè)計過程。最后總結(jié)了以功能為基點(diǎn)的邏輯演繹方式為基本思維方法進(jìn)行了對智能電鉆的設(shè)計實(shí)踐，在有限的范圍內(nèi)對設(shè)計進(jìn)行無限的思考，就如同系統(tǒng)觀一樣具有無窮的探索空間，從而能夠創(chuàng)造出更多美好的設(shè)計作品。

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