通过创意设计启发：专业产品设计案例

通过创意设计启发：专业产品设计案例摘要：研究表明，认知往往依赖于简单的试探;然而，很少有研究探讨了设计启发式的作用。我们建议设计师利用特定的试探发掘潜在概念的问题空间，导致新的和创造性的解决方案的产生。在产品概念的早期阶段设计启发式的用途是通过专家的工业设计师工作的一个实际项目为例检查。探索性概念草图序列生成概念设计启发式使用的证据进行了分析。本案例研究揭示设计启发式促进变化的概念，并改变现有的解决方案，支持了专业技术结合使用启发式，最大限度地创造性和多样性的设计的要求。关键词：产品设计创新工艺设计策略在设计专长的本质是什么？专业知识认知科学定义为熟练的执行过程实行高度序列。几十年的研究已经表明，专家已经取得了多种有助于它们的性能认知的结构，如，获得以前的解决方案，以及更好的表示，用于捕获域的比较重要的特征。一个总的结论是使用策略。勒梅尔和西格勒提出的专业四层帐户从战略的角度来看，自适应策略模型。在这个模型中，专家们有更好的战略，往往使用的策略，更好的整体更经常是，能够更好地选择其中一个最好的策略应用情况，以及更好能够执行一个给定的策略。 在设计领域，做专家设计师用什么启发产生的概念？以及如何影响启发式创造多个不同的候选设计的？在设计师的研究，艾哈迈德等人。发现，新手（毕业）中使用“试错”中生成一个单一的设计变更，实现它，评价，然后产生另一个技术，等等，通过多次迭代。经验丰富的工程师，观察开始实施和评价他们之前进行多次提出的解决方案的初步评估。克鲁格和交叉确定了设计者采用不同的认知策略：溶液驱动设计，其中着重于产生解，往往产生相比一个问题驱动策略，它由收集数据，并确定约束来最好的结果定义问题。然而，这些策略是不特定的设计任务的初始概念生成阶段，尤其是当有限制的数量相对较少，以及许多替代设计概念的可能性。 劳埃德和斯科特发现，这个解决方案为中心的方法似乎是相关的水平和设计师以往的经验性质。更多经验丰富的设计师用更多的“生成”推理通过将一些新的设计情况，在对比的设计问题“演绎的推理。特别是，经验丰富的设计师使用换届纪律知识，而不是通过问题分析走近设计任务。因此，成为一个专家可能不是学习做设计的另类方式获得更快或更准确的问题，但。一个背后高水平的专业发展的关键原则似乎涉及从有意识的斗争，毫不费力，甚至是自动的，性能的变化。 理解概念的产生是成功的关键揭露专家的策略设计，并提高设计教育和实践。舍恩和威金斯发现，设计人员前进通过“看到移动的游玩，解释的形状和关系，以及改变这些解释形状的周期。在创作期间，专家设计师迅速交替在自己的任务的不同方面之间或不同模式的认知活动之间的转移注意力。这些结果表明，不断探索解决方案上的结果新的视角揭露更广泛的各种设计。然而，许多问题仍然围绕着使用认知策略。 在以往的工作中，我们发现的证据是支持设计师在探索潜在的设计空间具体的“设计启发”，从而导致不同的和创造性的解决方案的产生。术语“启发”了通常所说的战略，利用容易获得的信息来指导解决问题。一些启发式的方式提供搜索系统，有的使用评价功能，使“最佳猜测”哪个空间内的区域是最有前途的。术语“启发式”意味着它：1）不保证达到最佳的解决方案，或甚至一溶液;和2）提供一个“快速和脏”（容易）方法，该方法经常导致可接受的解决办法。我们建议，设计启发式可以通过改变产品特性或元素，创造出新颖的设计指导的可能的解决方案设计师的探索。这种方法侧重于认知启发式，根据需要在新的设计问题，被捕获在设计师的记忆，和应用。设计启发的一个例子是“使用环境作为产品的一部分。”这是在观察到设计中的生活（由青草覆盖的土堆在室外长凳）或人工（厨柜变成烤箱的控制面板）环境掺入产物通过围绕它的设计，而不是从它（图1a区分和b）。用（A）（生活）环境作为产品的一部分（地球家具），（B）（人工）环境作为产品的一部分的产品为例。 另一种启发式促进考虑产品中未使用的空间：“利用相对表面。这将指导对发展用途，通过空间的现有概念所提供的设计。例如，在图2a中，鞋的鞋带延伸向底部，允许更好的流动性，并且在图2b中，隐藏的存储空间和口袋通过使用连续织物和相对表面创建。像这些设计启发式可以支持多个不同的概念的产生。依靠试探法的一个潜在的缺点，但是，是它们可能限制创造力的范围。设计启发，在一定意义上，可以理解为“规则”，配方的水渠从创意设计。揭开设计师如何运用启发式出发点，将有助于解释如何使用它们生成和探索设计。2.假设 本研究试图描述设计启发式在形式和功能的转换，这可以帮助设计师来介绍系统的变化在其当前的概念，产生的候选设计更加多样化的水平。而不是广义的原则和触发典型在头脑风暴的问题，我们建议，设计启发式提供由一个问题范围内引导特定类型的变体的产生可能的设计的一种手段。对于产生想法的指导原则是很难找到在产品设计领域。获得怎样的产品设计人员使用的指导启发式生成和探索设计的理解的一种方法是通过考察概念的草图序列。本文介绍了一个专家设计师的构思过程对单一产品项目进行全面的分析在许多个月。本案例研究考察了二百一十八概念由设计师作为工作的滚动保存。每个概念被表示为标记绘图，记录这些滚动提供了他们那一代的序列的记录。此外，收集设计者讨论他的生成过程的第50草图上的滚动的回顾性协议。三个假说是在这种情况下，研究测试： H1。专家设计师使用特定的启发式，以便产生的概念。 H2。设计启发式反映用于探索概念的电位变化的策略。 H3。设计师有一定的意识进入它们的使用设计启发式的。3.方法 本研究探讨有关设计启发式的概念设计使用方式的几个关键问题：什么是最常用的启发？是否使用启发式影响设计质量？而且，确实启发式的数量涉及到的设计思路，在概念的生成过程的多样性？为了解决这些问题，在这里报道的研究调查工作，从一个专家的工业设计师，一个六十多岁的老年男性的样本。该设计师建立了长期和杰出的纪录非常成功和创新的产品设计，并教各种课程设计（包括基于项目的工作室课程）的一所大学的工业设计方案超过三十年。3.1。设计任务 本研究选取的设计项目涉及开发一个适用于阿尔茨海默氏症患者和他们的照顾者家的浴室。一个附加的焦点是一个模块化的方法，用规划的自包含产物的目标被置于作为一个整体到现有的房屋。确定为设计问题的关键问题是整体结构，照明，视觉和听觉线索，存储，安全性，模块化，病人传输和维护。尽管这个问题有一个产品设计的重点，设计师通过将建筑空间接近从系统的角度思考问题。由于该产品将利用现有的浴室，一些考虑的室内设计出现问题随着产品，或将被放置在房间内的设施的设计。这种方法使设计者能够产生超出范围内现有的浴室空间定义的产品替代布局。设计者制作的项目历时约两年。他曾用一纸卷轴，以保持每一个设计概念的纪录随着工作的进展，提供产生设计的进展的一系列记录。设计者通常标有设计特征的草图，并使用了三色方案表示的概念，从现有的概念变化，而且对滚动关键功能区域。3.2。回顾访谈 作为附加组件的研究，设计师用滚动记录作为组织结构进行了采访。面试的目的，发生年项目完成后，在滚动图纸前50得到解决。这个录音采访征求了设计师的回顾报告关于设计的过程中，包括他回忆他的想法产生。对于这次采访中，设计师被要求谈论什么，他回忆了一下各前50的概念草图，他同时检查草图序列上的滚动创造。在采访过程中，设计师是不是即将在他的过程中他的描述，所以在面试被限制在20分钟。尽管他的许多意见发现经验内存为他设计的过程中，他并没有讲述他的想法时产生提及任何启发式使用。在后来的讨论中，设计师说，他清楚地认识到在他的作品启发的表征;然而，他并没有阐述他们以前。由此看来，显而易见的是，他的使用启发式的是隐式的，而不是在他的部分显式生成处理。3.3。编码分析 对于这个项目，二百一十八单独的概念草图进行鉴定，并从滚动收集。3.3.1。初步分析 通过检查第一50的概念，一组潜在启发式的，如表1所示，按与第一作者，工业设计师生成的。这个编码器有一个M.F.A.在设计和B.S.在工业设计。该过程用于识别的概念中的启发式如下。首先，从个人概念被确定为单独的单元。然后，概念进行比较，看看如何从一个想到的另一个变化，因为他们进步上的滚动。对于一些连续，似乎有两个邻近概念之间的关系不大。例如，一个可能解决灯具的布局中的空间，而下一个可能集中在水通过夹具控制。然而，在许多序列，在概念的发展的关系是显而易见的。例如，在一个概念，一个碗被吸引到捕捉废水的水池，并在未来，同一个碗的形式，提请捕捉废水的卫生间和淋浴，重复下沉的形式。当观察到这样的变化有关，编码器识别出这是一个启发式的潜在观察。横过概念附图的正文中，编码器试图保持大约两个概念之间的观察到的关系一致的标准。2编码器50的概念草图设计鉴定启发式表选项 每当在概念这样的变化被确定，一个新的启发式被描述捕捉变化。每个启发式识别的捕获的变化加入到以前的概念一个概念中的特定变化。例如，一种启发式处理中如何对产品的功能（水夹具）进行控制的变化。在一个概念，该产品通过龙头的转动被控制;在接下来的概念，一个控制臂可被压下以放水。这种变化，然后考虑如何可能在其他设计一个角色，创造一个更一般的描述：通过移动产品的部分调整/控制功能。每个试探被描述，以便（1）很容易观察到作为一个给定的概念内的新元件，和（2）适用于许多不同的设计概念。在这个例子中，在产品是如何被控制的变化，可以很容易地在概念草图观察和改变的控制的类型的启发式可以适用于产生许多其他概念，如桨式即向上翻起，按钮按压，或脚垫。通过这一过程，共有21启发式被确定为第一50的概念上的滚动。 为了测试设计中采用启发式的概念，我们进行了试点研究，这六个启发式的（见表1星号标记）（马兹等人，2010年c）。这六个启发式重点介绍的形式变化，以及被选定为研究，因为他们是简单，适合于使用的参与者在没有任何设计专长。在这项研究中，新手提供了与这些试探，并要求创建使用它们的新概念。结果表明，新手能够在一个简单的产品设计任务容易应用启发式，和启发式使用被发现在所得到的概念是相关的更大的创造力。这项研究支持了启发式可形成的基础，在构思阶段引入变化概念的概念。接下来，两个独立的编码器，无论设计专业在艺术和设计硕士，为了进行的前50概念上的滚动考试。该编码器是不知情的有关研究和假设的性质。首先，编码器被口头指示关于每个启发式，并根据需要进行规定的审查的书面描述。提供了草图的副本，依次排序，每个草图被编号。编码人员被要求，以确定在表1中列出的21提出启发式的，如果有的话，出现在过渡从一个概念到下，或在一个概念绘图中所描绘的变化。的可视化数据分析开始与识别概念的序列中的变化使用的形式，标签，并在草图提供上下文。每一个概念设计，编码新的元素，注重形式的方面（即，更改配置，反向，重复等）和更具体的，面向环境的功能方面（即如何改变用户物理与互动系统，根据不同用户的需要可调节等）。各图上接收每个试探的得分，以确定如何频繁启发式进行观察，以及如何始终启发式的分类可以被应用到草图。整个过程花了大约2小时，每个编码器。 （其中两个含有编码作为一个特定的启发，或间信度打进正给定的草图观测的百分比），这两个编码器之间的协议是91的整体。使用用于在第一50草图每个启发式的频率被示于上述表1。3.3.2。归根结底 由于协议是非常高的，在最初的分析这两个编码器，一个编码器（第一作者），检查了较大的集组成的二百一十八概念，要求发生多天的编码会话。在这一重大的编码工作，另外的启发式加入到编码集。每当观察到的概念的一种新型的过渡，这种新的启发式被定义，并添加到编码集。内的剩余168新概念的编码，总共13个新的启发式被发现，并添加到编码列表。这导致在总共通过设计师的概念，在这个项目上分析，确定了34个新的启发式。第二组40设计启发式加入到该编码方案从单独的分析。这些启发来自于新的消费产品中的各种在线软件仓库的获奖产品（耶尔马兹和塞弗特，2010年b）提供的初步研究。设计是从现有的，独立的奖项评比中选择，出现在Web报表和知名的，成功的产品发布时间汇编。提供关于每个产品的信息包括产品的说明，设计标准，约束，场景，有时批评由专业的设计师。这些启发式鉴定通过分析大约400产品提供各种不同的设计。内容分析然后执行识别的需求，设计标准和设计的解决方案。经过产品进行了分析，那些具有相似的设计特点进行分组，并以探索启发式使用的共性进行比较。每一个启发式的描述然后定义。显然，主观解释是需要从最终产品的描述得出的电位试探法。此分析采用的标准是，是否提出启发式在其它产品的设计中也观察到，以及是否它似乎提供可以在新的设计中被成功地应用的变换。当比较该组识别启发式的，在细节水平的差异清楚地存在。的变化从一个概念移动到下一表观是一组多样的。一些变化形式处理，而一些功能，而另一些解决的方法来增加功能，提高效率或组织，或从事用户。每种类型的变化的地址不同的概念方面，并出现从另一个很大的不同。例如，变化的更具体的类型是添加回收“来设计。这种类型的启发式变化引入了一个标准的设计，可能不是所述问题的一个组成部分;但是，应用本作中产生替代概念的启发可能导致设计者考虑更多样化的概念，如易于拆卸系统，或重复使用相同的组件。启发式使用与专业知识运用启发式进一步调查，核实跨越类型的设计任务使用的模式，和变化将是必要的，以便更全面地开发设计启发的理论。对于目前的研究，这种合并组启发式被用来编写整套218不同的概念。所得到的68启发式，34从目前的数据分析定义，34人原来以产品分析研究;六启发式的重叠两套。此分析的目的是确定在同时使用扩展组可能的试探法产生的顺序的概念启发式使用的模式。一旦最后一套启发式已通过分析被确认，第二次通过的每一个的概念确保每个发现启发式已在218概念的总体集合被确定。4.结果4.1 解决方案的类型 在一个序列基本上不同之处在于浴室单元排列在一起的方法，以及如何与用户的交互影响这种变化而产生的概念。概念多样性并没有单独对这一标准来确定然而，。常量元素和的概念主要功能被确定在功能，形式，用户交互，并设计成分的结构取向而言。确定这些特征的每一个允许看到在这个设计空间中产生概念的多样性的概念。例如，一个方案可以是多功能的，如作为一个卫生间和一个接收器同时使用一种产品，实现了两件事由一个产品。或者，溶液可以用公共水槽并使其卡入各种结构，这将提供灵活使用。这些解决方案将被视为不同的设计空间。解决方案的设计问题生成的类型，对于设计师，重复相同的形式和使用它们的配置方向的变化创造了新的解决方案，所有的空间在他的创意产生的过程，避免了设计固定。由于概念出现在滚动，结构变化和新的配置变得可见。在相当多的草图，设计师使用了启发式：附加，外带，或者在不使用时可折叠的组件。这种启发式的例子可以看出，在图7c中，其中设计者认为是一个折叠马桶。在采访中，对于这个概念，他说：“.这是关于一个厕所，折叠。因此，环境打开和关闭像夹子显示出来，我不知道，软油管夫妇。利用与在结合折启发式“重复元素，设计者变换一个马桶的折叠盖到厕所，其折叠起来，闪开。这种启发式，然后应用到设计中的其他功能，节省空间的解决方案，反复看是否替代概念，受益于这种启发式。启发式运用定量分析 通过定义，根据所观察到的一组试探法中使用的专家设计的探索过程中，有可能定量分析这个过程。特别是，我们分析了启发式此设计者从一个草图中的序列移动到另一个时，使用最频繁的，并检查启发式使用的模式。设计启发了这一分析提供了如何设计元素的变化的具体说明，表明其启发式的组合是很重要的设计过程，并揭示了增量的过程中与对面概念草图重大变化。这提供了在构思过程中的专家探讨了如何设计潜在的帐户，且有可能识别类或设计，是可分离，较可能的设计的“问题空间”的不同领域的类别。5.讨论 从这些结果，很显然，专家的概念草图反映了系统使用的设计启发式的。创建许多设计具有明显的变化，并且变化的来源似乎是良好设计启发式捕获。通过应用这些启发式，专家似乎延长他的创造性思维，并考虑通过启发式代表的创新设计的具体方面。启发式使用纯粹的患病率表明他们在探索新的问题解决空间的重要性。另外一个重要发现是设计启发式的延伸之前的设计思路的作用。从草图，启发式的发生作为设计之间的过渡，观察到在以前的概念通过设计者重新功能和/或布置。强调现有设计的重用过去的研究;然而，在这里观察到的重用似乎在强调选定的元素，而不是完整的设计重用。这表明更多的生成和测试“的方法，其中启发式被用来探索现有设计的潜在变化，而这些扩展到更多新概念的变化。 此外，结果表明，该专家设计者通常从一个概念草图移动到另一个时同时使用多个启发式。这表明可能的专业知识涉及反复经验的同时应用相关的启发式。在整个设计中观察到的启发式使用的模式可能反映了这个设计师的独特风格在概念的产生。潜在的，其他专家也都制定了不同的启发式组模式。或者，也许是设计启发式分为自然类别，许多设计师通过与设计领域的经验中学习。设计专长可以遵循发展顺序，从个人学习和推断变得熟练及其应用，最终发展多种启发式应用模式。在这方面的专家观察协议使用启发式的模式表明这样的轨迹启发式使用的发展。 最重要的是，这项研究提供了设计创作中运用启发式的第一个经验证据。提出要使用的设计师在概念设计阶段的具体启发。然而，没有可用的研究证明其使用。调查结果显示在一个大的概念设计项目的设计运用启发式的有力证据，以这种方法给人一种自然主义的有效性。此外，有一些建议，利用这些设计启发式可能会导致更多的创意设计。在一个实验中，我们研究了与新手设计师重新设计的任务简单形式的启发作用。本科学生被要求重新设计盐和胡椒瓶用简单的三维形状的开始。一些与会者被告知大约六个不同的设计启发，includingChange元件的比例，改变几何形状，并相互嵌套元素。那些给予启发式创造概念，被作为显著高于对照的更有创意的额定产设计帮助）。这些结果表明，采用启发式设计，可以与更多的创造性成果。 从本研究的结果被限制到观察概念产