桂林電子科技大學(xué) 郭一昕 朱鳴飛

TRIZ 理論作為一門專門為創(chuàng)造問題和解決問題提供理論和解決方法的工具，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用。行李箱在經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，從傳統(tǒng)的手工制作、作坊式管理，發(fā)展到機(jī)械化生產(chǎn)，再到現(xiàn)代企業(yè)模式化管理。我國箱包行業(yè)在“十三五”期間呈現(xiàn)出以區(qū)域經(jīng)濟(jì)為格局的產(chǎn)業(yè)集群，并且這些產(chǎn)業(yè)集群已形成了從原料、加工到銷售、服務(wù)一條龍的生產(chǎn)體系，成為箱包行業(yè)“十三五”期間發(fā)展的中流砥柱，同時(shí)也拉動(dòng)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展[1]。我國一直是全球箱包最大的消費(fèi)市場，龐大的消費(fèi)能力促使行李箱行業(yè)在國內(nèi)得到迅速發(fā)展。一個(gè)好的設(shè)計(jì)應(yīng)該超出用戶的期望，創(chuàng)造并引導(dǎo)用戶的需求[2]。因此，針對人們對行李箱需求的不斷提升，需要設(shè)計(jì)一款符合多數(shù)人群需求的行李箱。

1 TRIZ 理論概述

通過TRIZ 理論可以以系統(tǒng)的觀點(diǎn)來為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供新的方向，TRIZ 理論認(rèn)為任何形式的產(chǎn)品都能夠作為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析，按照一定的客觀規(guī)律進(jìn)行改良。在眾多解決工具中物質(zhì)—場作為常用的一種產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路，有著至關(guān)重要的作用，其根據(jù)用戶描述來確定產(chǎn)品的痛點(diǎn)，為設(shè)計(jì)者指明解決問題的方向。所有的功能都可以拆分為三個(gè)基本元素，即使用的工具、場和目標(biāo)。

物質(zhì)指的是某種物質(zhì)，可以指單一的物體，也可以是整個(gè)系統(tǒng)，具體情況取決于環(huán)境的變化。場指的是某種功能使用或者改進(jìn)所需要的手段或方法，例如：磁場、電能、機(jī)械能、光能等。物質(zhì)—場模型分為有效完整的模型、不完整的模型、非有效完整的模型、有害的模型四大類，如圖1 所示。根據(jù)四大類模型圖準(zhǔn)確分析出產(chǎn)品的問題所在，是解決問題的有效手段。

圖1 物場模型的四種模型圖

文章主要針對行李箱的內(nèi)在儲(chǔ)存方式進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，通過TRIZ 原理中的物質(zhì)—場分析法中的非有效完整模型進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)發(fā)明原理1（分割原理）和發(fā)明原理15（動(dòng)態(tài)性原理），利用活動(dòng)隔板將行李箱內(nèi)部空間分隔為多個(gè)收納空間，隔板可根據(jù)物品的情況上下左右調(diào)節(jié)空間大小[3]。針對物品放置的種類不同，將行李箱設(shè)計(jì)為干濕分離，收納潮濕物品的隔層材質(zhì)為防水材質(zhì)。筆記本電腦及平板電腦拿取不方便，可以在行李箱外側(cè)設(shè)計(jì)開口來拿取筆記本電腦等，同時(shí)設(shè)置密碼鎖防止被偷竊。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)國內(nèi)大數(shù)據(jù)的保守統(tǒng)計(jì)，我國箱包產(chǎn)業(yè)的市場容量已經(jīng)達(dá)到150 億，增長潛力更是在持續(xù)增加。根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)《2018—2024 年中國箱包行業(yè)市場現(xiàn)狀分析及投資前景預(yù)測報(bào)告》統(tǒng)計(jì)：我國的箱包市場主要是行李箱市場正處于迅速的發(fā)展期，從宏觀上看，它受到國家旅游業(yè)、對外企引進(jìn)、產(chǎn)業(yè)區(qū)域化的影響[4]。龐大的數(shù)字增加了國內(nèi)消費(fèi)者的購買數(shù)量，而國內(nèi)并沒有這樣一款可拆卸的行李箱滿足人們不同的需求，國內(nèi)主要還是傳統(tǒng)的一體式行李箱。面對新的形勢，生產(chǎn)企業(yè)也在不斷探索，打造屬于自己的品牌。

愛華仕箱包作為國內(nèi)知名品牌近年來發(fā)展迅速。愛華仕箱包秉承著工藝筑夢的設(shè)計(jì)思路，在外觀設(shè)計(jì)上大膽前衛(wèi)、個(gè)性十足；在功能上針對不同的應(yīng)用場景設(shè)計(jì)不同款式的箱包，例如春節(jié)返鄉(xiāng)類型的行李箱比傳統(tǒng)行李箱容量多30%。隨著用戶的支持及技術(shù)的不斷創(chuàng)新，愛華仕箱包已成為國內(nèi)箱包產(chǎn)業(yè)的風(fēng)向標(biāo)。

2.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀

國外目前研究出的行李箱功能及形式都能達(dá)到較高的水準(zhǔn)。國外行李箱目前具備的功能有便捷的充電裝置，一個(gè)行李箱可拆分為一個(gè)箱子和一張桌子，也有可以自己移動(dòng)的行李箱等。國外更傾向于智能技術(shù)的運(yùn)用，解決更多人的行為方式與行李箱的問題。例如，名為Travelmate 的行李箱，其最大的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是行李箱能夠跟隨用戶移動(dòng)，優(yōu)點(diǎn)在于使用時(shí)能解放用戶雙手，攜帶更多的行李；行駛速度為每小時(shí)11 公里，比普通人行走速度還要快。另外，還有許多的功能選項(xiàng)，例如行李箱原地轉(zhuǎn)動(dòng)、指示燈閃爍、緊急停止，在內(nèi)部配置能與手機(jī)互聯(lián)的傳感器，根據(jù)手機(jī)定位跟隨行走。

另外一款名為Plevo 的智能行李箱在功能上也具有創(chuàng)新點(diǎn)，既能保證財(cái)物安全又能防止衣物褶皺。Plevo 行李箱可以從兩側(cè)打開，在正面頂部空間安裝有掛衣桿，將衣物掛在衣架上防止衣物褶皺；背面分為可斜拉打開的空間存放飾品等物品。在安全方面加入了指紋傳感器，直接使用指紋開鎖。此外，為避免行李箱超重在內(nèi)部設(shè)置電子秤功能，可隨時(shí)查看行李重量。

行李箱Modobag 是首款混合設(shè)計(jì)的行李箱，既可以手提使用又可以作為交通工具使用。同時(shí)，配備有200 瓦的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)行李箱前進(jìn)，搭配可折疊的腳踏板和把手，便于快速到達(dá)登機(jī)口。行李箱最高可承受大約80 公斤的重量，充電電池續(xù)航距離約為9.6 公里。此款行李箱更為注重用戶體驗(yàn)，為用戶提供了更好的旅行體驗(yàn)。

3 模塊化行李箱設(shè)計(jì)調(diào)研

3.1 行李箱市場調(diào)研分析

了解市場上行李箱的形狀、功能、結(jié)構(gòu)、材料、攜帶方式、取放方式，及用戶對行李箱的不同需求和使用體驗(yàn)[5]。我國市場銷售的行李箱多數(shù)為商務(wù)行李箱，商務(wù)行李箱外觀簡潔大方，功能便捷便于操作，能夠收納更多的行李，整體材質(zhì)堅(jiān)硬安全性高且價(jià)格適中。全國行李箱生產(chǎn)的數(shù)量基本能滿足市場的需求，但行李箱品種更新?lián)Q代快，一些式樣精美、功能齊全、符合時(shí)代潮流的行李箱生產(chǎn)供應(yīng)仍然不足[6]。行李箱消費(fèi)主要受到國內(nèi)旅游業(yè)的影響，消費(fèi)者主要根據(jù)旅行地點(diǎn)、行程、行李重量，以及可使用時(shí)間來決定購買類型，因此用戶需要一款能適應(yīng)不同場景的行李箱。行李箱作為運(yùn)輸工具并沒有特定的約束使用條件，首先從學(xué)生角度出發(fā)，學(xué)生在使用行李箱的時(shí)間主要集中在開學(xué)季和假期這種人流量較大的環(huán)境中。學(xué)生人群對于行李箱的主要需求在于在合適的尺寸下，提高行李箱空間的收納率。另外，裝滿物品的行李箱在使用的過程中過于笨重，會(huì)給用戶的使用帶來不便。

在行李箱的產(chǎn)品特點(diǎn)和外觀上，大部分行李箱產(chǎn)品設(shè)計(jì)特點(diǎn)千篇一律毫無亮點(diǎn)，與此同時(shí)眾多同類型產(chǎn)品在設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)處又缺少人性化的設(shè)計(jì)[7]，這種現(xiàn)象導(dǎo)致行李箱種類繁多，但并不能解決多數(shù)的實(shí)際問題，無法解決用戶的具體痛點(diǎn)。

其次為經(jīng)常需要出差的白領(lǐng)及商務(wù)人員也會(huì)頻繁地使用行李箱，該用戶人群主要在兩座城市或者多座城市之間頻繁穿梭，使用行李箱尺寸偏小而且不需要攜帶很多東西。該用戶人群需要在往返途中與客戶等其他人員進(jìn)行往來，電子產(chǎn)品的使用率較高，常常需要在動(dòng)車等交通工具上使用筆記本電腦等電子產(chǎn)品進(jìn)行辦公。于是從行李箱拿取筆記本電腦、手機(jī)充電器、數(shù)據(jù)線等情況時(shí)常發(fā)生，給用戶人群帶來很多不便。其中攜帶方式、取放方式、附加功能等均存在可改進(jìn)的部分，可結(jié)合后續(xù)調(diào)研綜合分析，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)[8]。

3.2 用戶行為調(diào)研分析

研究行李箱用戶的使用行為目的在于針對不同用戶在使用行李箱的同一個(gè)功能上做出的反應(yīng)，從中找出其中的差異性和規(guī)律性。然后將這些差異性和規(guī)律性帶入到TRIZ 理論中的物質(zhì)—場模型中進(jìn)行套用分析，從而分析和解決問題優(yōu)化用戶使用行李箱的用戶體驗(yàn)。根據(jù)用戶分析可以將問題分為以下幾類：行李箱的使用不夠靈活、行李箱內(nèi)不能很好地進(jìn)行分類、行李箱滑輪的問題、無交通工具情況下的運(yùn)輸問題等，從這幾類問題中分別找到解決方法并且融入產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。

3.3 行李箱使用方式分析

行為是有機(jī)體對于所處環(huán)境的反應(yīng)形式，可以理解為帶有目的性行動(dòng)的連續(xù)集合[9]。不同人群購買行李箱的目的也不相同，所注重的點(diǎn)也不相同。為了進(jìn)一步了解多數(shù)行李箱目前存在的痛點(diǎn)，通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)查對行李箱的使用方式進(jìn)行分析。不同用戶使用行李箱攜帶的物品不同，大致分為：筆記本電腦、充電器、平板、充電寶、衣帽、資料、紙質(zhì)文件、錢包、食物等。其中貴重物品會(huì)放在單獨(dú)夾層；隱私物品一般會(huì)放在行李箱內(nèi)部，避免公共場合打開行李箱時(shí)暴露個(gè)人隱私；充電寶等物品一般都放在容易拿取的位置；筆記本、平板等因?yàn)槟萌〔环奖銓?dǎo)致拿取次數(shù)較少。行李箱在拿取方式上可分為拉桿式和手提式。拉桿式行李箱可放置重量較大的物品；手提式可將行李箱上下收縮后使用，體積減少便于手提攜帶，避免磕碰等。安全性是產(chǎn)品不可避免的問題，加入定位系統(tǒng)及指紋開鎖方式能降低物品丟失的概率，可以將貴重?zé)o法貼身攜帶的物品放置到行李箱內(nèi)保存。行李箱在特定時(shí)間會(huì)充當(dāng)臨時(shí)放置物品的角色，基于此問題需要加強(qiáng)產(chǎn)品表面的摩擦力度和行李箱側(cè)面的耐用性，同時(shí)減少行李箱放置后的滑動(dòng)磕碰或者丟失的情況。

4 基于TRIZ 理論的模塊化行李箱設(shè)計(jì)思路

4.1 行李箱造型設(shè)計(jì)

結(jié)合上述的解決方案，對行李箱進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。曲面化原理是指利用曲線或曲面替代原有的線性特征。具有如下三層含義：將直線部分用曲線替代，將平面用曲面替代，將立方體改成球形。利用滾筒、球體、螺旋，從直線運(yùn)動(dòng)過渡到旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)[10]。通過該原理將行李箱的邊角處都采用圓弧型設(shè)計(jì)，避免磕碰增加美觀性。

根據(jù)圖2 的物質(zhì)—場躍遷分析，可以在行李箱（S2）表面包裹保護(hù)層（S3），來改善行李箱與地面（S1）所組成的技術(shù)性功能，減少摩擦。行李箱的滑輪由外露改為內(nèi)嵌式，防止磕碰造成滑輪脫落增強(qiáng)穩(wěn)定性。

圖2 向外部復(fù)雜物質(zhì)—場躍遷

4.2 行李箱功能設(shè)計(jì)

通過多維原理將行李箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分明確，將單一結(jié)構(gòu)改為多維結(jié)構(gòu)。行李箱兩側(cè)分別進(jìn)行相對獨(dú)立的設(shè)計(jì)，在行李箱兩側(cè)隔板及內(nèi)部用間隔密封性材料進(jìn)行分隔，形成隔離空間起到一定的保溫和防潮作用。中間分隔布料分為左右兩片，分別密封左右兩邊的行李，左右兩邊可以放置易碎或者體積小的物品，防止打開行李箱滑落破碎。中間的兩片布料在不使用的情況下通過拉鏈的方式合成一個(gè)，不透氣材質(zhì)方便干燥物品與非干燥物品的分隔。

根據(jù)發(fā)明原理8——預(yù)置防范原理，預(yù)置防范原理指事先準(zhǔn)備，應(yīng)對可能出現(xiàn)的故障或問題，以提高系統(tǒng)的可靠性。在行李箱攀爬樓梯時(shí)，行李架會(huì)遭受持續(xù)性的沖撞受力，長時(shí)間的沖撞會(huì)導(dǎo)致行李架變形和受用壽命縮短。根據(jù)預(yù)置防范原理，在行李箱底輪的外殼內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)軌，可改善行李架的受力情況，提高行李架的穩(wěn)定性。根據(jù)發(fā)明原理11——?jiǎng)討B(tài)原理，動(dòng)態(tài)原理為通過運(yùn)動(dòng)或柔性處理，以提高系統(tǒng)的適應(yīng)性，將物體不動(dòng)的部分變成可動(dòng)的，增加其運(yùn)動(dòng)性。如對三星輪機(jī)構(gòu)的行星架做動(dòng)態(tài)處理，即將行星架設(shè)計(jì)為可動(dòng)的[11]。可動(dòng)的行星架在面對不同的場景時(shí)可以減緩行李箱的擺動(dòng)幅度，使用拉桿的情況下更加省力。

在行李箱左右兩側(cè)箱內(nèi)加入活動(dòng)隔板對內(nèi)部空間分為多個(gè)可移動(dòng)模塊，隔板用手操作可上下左右滑動(dòng)并且固定住，并根據(jù)放入物件體積進(jìn)行針對調(diào)節(jié)，主要解決大小不一的物品無法整齊擺放導(dǎo)致行李箱內(nèi)部的雜亂問題。如果大體積物品需要占用半個(gè)或整個(gè)行李箱的話，可以把隔板移動(dòng)至左右兩邊及上下兩邊將整個(gè)空間騰出放置大型物品，另外隔板還有一定的防潮功能。在旅游行程中，將衣物折疊放在各個(gè)小空間，對不同類衣物分門別類放置，避免翻亂其他物品。在左右隔板處設(shè)計(jì)拉鏈?zhǔn)娇诖?，用于存放小物品。在左右行李箱設(shè)計(jì)夾層用于放置私密物品，防止公共場合打開行李箱隱私泄露，保護(hù)個(gè)人隱私。分隔模塊化設(shè)計(jì)方便用戶存放不同尺寸的行李。在行李箱內(nèi)部設(shè)計(jì)夾層來專門收納需要隨身攜帶的電子產(chǎn)品，并且在行李箱外側(cè)設(shè)計(jì)開口進(jìn)行拿取，此設(shè)計(jì)方法主要針對目前年輕人群經(jīng)常攜帶電子產(chǎn)品的問題，通過行李箱外側(cè)開口拿取可以有效提高辦公效率，同時(shí)放置電子產(chǎn)品的隔層與其他位置不相通，防止打開后物品滑落丟失。使用模塊化分隔方法對行李箱內(nèi)部進(jìn)行設(shè)計(jì)及布置，把潮濕的物品放置在塑料隔層中，塑料隔層位于最下層，進(jìn)行雙層隔離，保證其他物品不會(huì)受到影響。

根據(jù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)很多用戶希望行李箱在沒有裝滿物品或者只有少量物品的情況下可以縮減行李箱體積減少占用空間。在行李箱中間加入束腰結(jié)構(gòu)，上下兩部分可以向中間收縮減少行李箱體積，便于在交通工具上存放，也可將收縮后的行李箱手提使用。

由于我國航空規(guī)定攜帶電池的電子產(chǎn)品不得托運(yùn)，需要過安檢檢查，因此行李箱所攜帶的具有充電功能的電池應(yīng)設(shè)計(jì)成可拆卸組裝的方式，且電池體積較小，滿足一般的充電需要，拆卸攜帶不會(huì)占用很大的空間。

4.3 行李箱材料設(shè)計(jì)

行李箱的材質(zhì)主要有真皮、棉麻、帆布、合金等類型，不同的材料在價(jià)格、耐用性、透氣性、品質(zhì)等方面都有一定差別?，F(xiàn)存多數(shù)行李箱材質(zhì)多為聚碳酸酯材料，聚碳酸酯材料作為一種常見的塑料材質(zhì)，經(jīng)常被用來代替玻璃，很多商家為了防止產(chǎn)品在運(yùn)輸或使用過程中產(chǎn)品損壞使用聚碳酸酯材料。行李箱以模塊化為基礎(chǔ)，行李箱內(nèi)功能繁多，需要材質(zhì)更加堅(jiān)硬耐磨性更好的材質(zhì)，在此選用鋁鎂合金作為行李箱外殼材質(zhì)，這種材料具有耐磨性強(qiáng)、材質(zhì)輕盈等特點(diǎn)。箱底萬向輪材質(zhì)為使用較多的工業(yè)合成塑料，滾輪外層增加了耐磨的橡膠材質(zhì)合成的保護(hù)層，能夠增加輪子的使用壽命，又能減小與地面摩擦產(chǎn)生的噪音，起到一定的緩沖作用。行李箱的拉桿采用鋁合金材質(zhì)，鋁合金用途廣泛，質(zhì)地輕盈，堅(jiān)固不容易變形，不生銹。行李箱內(nèi)部材料采用材質(zhì)耐用性強(qiáng)的尼龍、聚酯纖維材料，收縮拉桿采用質(zhì)地堅(jiān)硬的鋼鋁合金材料，材質(zhì)輕便并且質(zhì)地堅(jiān)硬耐用性強(qiáng)。

圖3 行李箱

5 總結(jié)

文章以TRIZ 理論為基礎(chǔ)對模塊化行李箱設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究，將行李箱的使用行為、設(shè)計(jì)方法，以及用戶行為習(xí)慣進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)研分析，結(jié)合物質(zhì)—場分析法將用戶痛點(diǎn)進(jìn)行逐一解決，并且找到設(shè)計(jì)切入點(diǎn)，將具體設(shè)計(jì)切入點(diǎn)轉(zhuǎn)化為TRIZ 標(biāo)準(zhǔn)問題，對行李箱進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。伴隨著我國民眾日益增長的使用需求和審美需求，行李箱的設(shè)計(jì)不能只憑借單一的外觀或者單一的功能作為設(shè)計(jì)思路，更需要設(shè)計(jì)師將功能與外觀相結(jié)合，更好地滿足用戶需求。