基于感性测量方法的咖啡机产品设计研究

摘要：为更好地解决咖啡机日趋严重的同质化问题，探索咖啡机再设计的新方向。以感性测量方法为基础，通过心理感性测量语义差分法分析调研搜集，得到咖啡机典型样本与产品感性词汇的关系，进行用户需求分析，再结合里克特量表建立产品感性意象评价体系。设计实践得出3个设计方案，并通过生理感性测量眼动追踪技术对设计方案进行筛选。确定了以感性测量方法为基础的咖啡机再设计的产品设计流程，为咖啡机的再设计提供了一种思路。

关键词：感性测量；咖啡机造型；语义差分法；因子分析法；主成分分析法；眼动追踪技术

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2024）19-0103-05

引言

随着咖啡市场蓬勃发展，咖啡机的潜在市场不断扩大。根据华经情报网的深入调研数据，2023 年，全球咖啡消费总量已经攀升至3041 万吨。伴随着咖啡消费的热潮，咖啡机的市场需求也随之加大，中国咖啡市场正在进入一个高速发展的阶段。本文首先对咖啡机设计现状进行了分析总结，然后基于感性测量方法构建咖啡机的设计路径，分析多种设计要素以及与其相关的用户的感性认知[1]，得到用户需求与相关设计优先级，并使用眼动仪对设计的3 个方案进行筛选以得到最终方案。

一、咖啡机设计研究现状

通过对市面上所售咖啡机产品进行调研分析发现，尽管近年来国内咖啡机市场销量持续增长，但与全球知名品牌的销量相比，差距仍然相当显著。国内咖啡机市场主要由国外品牌主导。在全球范围内，备受赞誉的咖啡机品牌众多，如飞利浦、德龙、奈斯派索、喜客、博朗以及松下等，它们不仅产品卓越，更在市场份额上显著超越本土品牌。这一现象归因于本土品牌的历史积淀尚浅，另一部分则源于本土品牌在咖啡萃取技术和外观设计上的研发投入不足。这也导致了国内品牌盲目模仿进口款式，制造商多侧重代工，导致产品同质严重，风格单一的问题。

（一）国内外品牌对比分析

对市场占有率排名靠前的国外品牌德龙De'Longhi、奈斯派索NESPRESSO 和国内品牌咖博士进行详细品牌调研分析，包括主要产品和产品特点，见表1。

通过表1 可以发现，大多数咖啡机的造型设计仍以长方体为主流，颜色也大多呈现为经典的黑色或银色。在材料的选择上，金属材料主要是不锈钢材料和PVC 塑料的应用广泛，这使得咖啡机在外观和质感上具有高度统一性。咖啡机的功能也只集中体现在诸如程序设置、清洁功能、加热功能以及定时功能等方面。咖啡机在材质、工艺和功能上的差异性并不明显，产品同质化的问题日趋严重。同时国产咖啡机品牌目前仅仅在中低端市场销售，难以与国际知名品牌展开直接竞争。为了提升竞争力，国内咖啡机品牌需要在技术研发和外观设计上加大投入，不断提升产品品质，以缩小与国际品牌的差距。

（二）研究现状

咖啡机的产品设计研究中，有学者提出咖啡机的再设计方向是个性化与情感化。国外学者 Tonhäuser 等[2] 设计了一种基于拓扑学的“咖啡机语言”辅助咖啡机产品设计，让用户深度参与到咖啡机的设计创新中，使得咖啡机更加个性化和情感化。国内学者赵凯[3]提出咖啡机产品市场的未来需求方向应更注重用户的心灵情感需求。虽然咖啡机设计的趋势是注重个性情感，但在设计实践中，目前并没有一个完整的设计流程供设计师参考使用。

二、基于感性测量的咖啡机产品设计路径

（一）感性测量的定义与运用

感性测量是感性工学中的一种方法，感性工学的研究起源于日本广岛大学。1986 年，马自达汽车集团前会长山本健一在美国首次提出“感性工学”概念，强调结合工学、艺术等多学科，将人的感性与物品特性、设计准则相联系。这一概念于1996 年通过《装饰》杂志首次引入国内。李砚祖于2003 年在《新美术》上发表的文章，则系统地将感性工学介绍给国内学界，推动了其在设计领域的应用和发展。感性测量设计方法是将用户无法明确表达的模糊心理情感需求变为具体数据，进而成为明确的产品设计要素，实现更精准的产品设计。目前，在汽车设计[4]、医疗器械[5] 等设计领域中都引入了感性测量设计方法。因此，将感性工学中的感性测量引入到咖啡机设计中，构建基于感性测量方法的咖啡机产品设计流程具有理论意义与实践价值。

感性测量主要通过了解用户感性意象，并将其转化为具体的数据为设计提供理论支撑。产品感性意象指的是产品在用户心中形成的主观感受和印象。这种感性意象可以通过产品的外观、颜色、材质、功能等因素，以及与产品相关的文化、情感等方面来构建。产品感性意象反映了用户对产品的情感体验和主观感受，是用户与产品互动过程中产生的一种心理联结。产品感性意象的形成受到个体的文化、经验、情感等因素的影响，而感性工学可以通过定量和半定量的方式将用户对产品模糊的感性意象转换为明确的设计要求[6]。基于以上理论提出一种确定目标用户确定感性需求的流程。

（二）基于感性测量的咖啡机设计基本流程

针对目前咖啡机产品同质化问题愈发严重的情况，咖啡机设计研究可以使用感性测量得到的具体数据作为理论指导，让用户加入设计的流程，提高设计效率，更好地满足用户的感性认知需求，见图1。

1. 确定目标用户群体。目标用户在需求和感性认知方面会因为产品定位不同而有所差异。通过深入研究目标用户的消费特点，着重探索需求，才能找到新产品开发方向，调整产品结构，明晰设计策略。

2. 确定产品典型样本。为了保证调研的全面性和准确性，产品典型样本的选择应尽量多样化，并尽可能多地涵盖不同类型的样本。通过查阅文献资料、网络搜索、商场实地调研等方式搜集大量样本，构建一个样本库。接着采用KJ 法（亲和图法）筛选样本图片，筛选出最能代表不同产品特点的主要图片，简化样本数量[6]。

3. 确定产品感性词汇。感性通常指的是人类对于外界事物的感觉、情感和直觉等主观体验，包括感觉、知觉、情感以及对事物的直观认知[7]。广泛搜集产品感性描述词汇以确保可以更加准确地描述用户的情感认知。收集的感性词汇应为反义的形容词对，如有趣的—无聊的，搜集大量感性词汇后根据产品特性对其进行筛选，选出代表性的感性词汇。

4. 基于心理感性测量方法的问卷调研。为深入了解受访者对咖啡机的感性认知和评价，在设计问卷时，以语义差分法为基础，采用了里克特量表的形式，使问卷能够有效捕捉受访者对于咖啡机的感性体验，使研究更具客观性和科学性。设计好问卷后进行典型样本心理感性测量。通过对符合条件的被调研者对样本的感性评价进行系统调查，以获取关于产品感性方面的详尽数据。

5. 数据分析。为确保结果更具可比性和一致性，首先要对获得的典型样本的感性测量结果进行标准化处理，排除与其他样本差异过大的数据。然后使用分析工具SPSS 软件，对测量结果数据分析。通过因子分析法和主成分分析法得到数据对比的图表。从而可以得到影响产品设计的感性词汇的优先级。

6. 设计指导与设计实践。根据得到的设计因素优先级进行设计实践，设计出至少3 个方案进行后续设计评价。

三、基于感性测量的咖啡机设计用户需求分析

（一）明确目标用户

根据“大众点评”对咖啡消费者的年龄和职业占调查，消费者主要为20 到45 岁的学生和白领，主要针对年龄在20 到45 岁之间的喜好咖啡的青壮年用户群体。

（二）确定产品典型样本

采用典型样本搜集方法，初步收集了80 个不同的咖啡机样本。最后通过聚类分析和多维尺度分析，将咖啡机样本进行合并和分类，剔除相似样本，去除了品牌标识（以避免品牌偏好的影响），并进行了大小调整（确保视觉一致性）[8]。最终得出了9 个代表性的咖啡机典型样本，详见图2。

（三）确定产品感性词汇

通过4 种常见的感性词汇搜集方法，共汇总了168 个咖啡机感性词汇。为确保感性词汇准确性，在咨询经验丰富的专家和咖啡机设计师后，删除不相关和无意义的词汇，合并相似词汇。最终，选出10 对较为准确的和咖啡机相关联的感性词汇。见表2。

（四）基于语义差分法的调查问卷设计

为提供更丰富的评估维度以便充分涵盖受访者的感性体验和评价，本次调研选用7 阶尺度。基于语义差分法，对最终选出的9个咖啡机样本建立7 级量表，与10 组感性词汇相匹配。设置范围为–3～3，其中，以感性意象词汇中 “有趣的 — 乏味的” 为例，-3代表非常有趣，-2 代表较为有趣，-1 代表有趣，0 代表着中性感觉，1 代表乏味，2 代表较为乏味，3 代表非常乏味，形成咖啡机样本的语义差分调查问卷。

（五）典型样本心理感性测量

为了提高数据的稳定性和可信度，通过较大的样本量来更全面地捕捉受访者的感性体验和意见，最终选取35 名符合要求的被调查者进行问卷调查，有助于更全面、客观地了解典型样本的感性反馈。最终发放35 份问卷，回收 31 份有效问卷，将这 31 份问卷中每个咖啡机典型样本的感性词汇意象评价数据整理归类，并计算平均值，详见表3 。

（六）数据分析

将问卷得到的感性词汇的数据输入SPSS 软件进行因子分析和主成分分析。图3 展示了碎石图；表4 为公因子方差和线性组合系数矩阵。

公因子方差反映了对原始信息的解释程度，数值越接近1 表示因子分析效果越好。在这个范围内，提取的数值从0.770 到0.966，表明成功提取了咖啡机变量的大部分信息，因此，因子分析结果是可靠的。

通过表4 可以得到各感性词汇的排序。在主成分1 中，前两个分别是“多功能的”和“高档的”；而在主成分2 中，前两个分别是“易操作的”和“安全的”。

通过碎石图来确定主成分的数量。通过观察碎石图（图3），有3 个成分的特征值超过1，累计比例达86.57%；同时，观察碎石图的特征值下降坡度即斜率变化，可以看到第1 个和第2 个特征值明显高于其他点，而第3 个特征值在拐点处，表明从第3 个点开始，特征值逐渐趋于平缓。因此可以确认成分1 和成分2 为主成分。

通过对咖啡机典型样本感性语意评价结果的数据分析，最终得出目标用户对影响咖啡机设计的主要感性意象词汇：多功能的、高档的、易操作的、安全的。

四、基于感性测量的咖啡机设计实践

（一）需求分析

综合上述分析进行咖啡机创新设计，预期的感性特征主要为多功能的、高档的、易操作的、安全的。首先分析这4 个感性词汇的需求。

1. 多功能性需求分析

在咖啡机产品设计中，体现多功能性需要从多方面考虑，外观方面可以采用模块化设计，结合动态线条和色彩对比，直观展示各项功能，例如，利用LED 指示灯和触控屏，提供清晰的指示和操作界面。功能方面注重智能化操作，例如，预设多种冲泡模式，自动识别咖啡豆种类，实现一键式便捷体验。

2. 高档性需求分析

为体现咖啡机产品的高档性，可以选择使用不锈钢、钛金属、陶瓷等高端材质，结合抛光、磨砂等精细工艺，打造光滑细腻的表面质感。色彩上使用经典高贵的色调，如黑色、金色更能营造奢华氛围。造型以简约风格为主，融入个性化元素，更能展现独特魅力。功能上注重智能化和多样化，提升用户使用体验。

3. 易操作性需求分析

易操作性的设计策略需要简化操作步骤，降低用户的学习成本，提升产品的整体易用性和用户满意度。外观方面可以采用直观布局和简约统一的风格，确保用户能够轻松识别、操作咖啡机。功能方面，一键式操作、智能化和自动化、用户友好的界面以及清晰的语音提示和错误提示可以为用户提供便捷、高效的咖啡制作体验体现产品的易操作性。

4. 安全性需求分析

安全性在咖啡机设计中可以通过设置明显的安全警示标识、采用耐高温且防滑的材质，以及圆角设计体现，有效减少了操作风险。功能上，防烫手柄和自动冷却机制可以保证用户取用咖啡时的安全；防漏设计和密封性能强化液体管理的安全性。此外，过载保护和漏电保护机制确保电路安全，防止火灾和电击风险。这些安全设计措施不仅提升了产品的安全性，也增强了用户的使用信心，为用户提供了更加安全、便捷和放心的咖啡制作体验。

（二）设计定位

1. 功能定位

咖啡机的造型受制于自身所具备的众多功能[9]。家用咖啡机的多功能一体化是整合相关功能，简化系统、降低成本、方便保修，提升用户体验，从咖啡的研磨、冲泡到保温等各个环节，必须充分考虑用户的使用需求，以确保产品在性能和实用性上达到最佳平衡[10]。咖啡机的再设计在功能上可以综合咖啡机本身和磨豆机、储存盒，达到多功能一体的效果，将手磨咖啡的流程中可以人为干预的功能同时加入咖啡机中，一台机器供整个流程使用。

2. 造型定位

咖啡机的外观和结构设计须与其功能相匹配，创造出符合人机工程学原理的用户友好型产品[11]。这涉及造型的流畅性、按键的布局、材质的选择等多个方面。造型上需符合美学法则，同时要协调好功能、性能和结构的关系。运用形式美法则中的对比与调和，3 个方案整体造型都采用圆形和矩形两种图形，形成对比，又用圆角和曲线进行调和，使整体造型看上去更加和谐统一，不同点在于不同元素的使用多少。

3. CMF 定位

（1）材料工艺

为了体现产品的高档属性，本次设计使用金属材料中较不锈钢更高端的钛材料。钛材料坚硬、富光泽，造价高，常用于昂贵机型，呈现高档、科技感[12]。钛材料比不锈钢更高端，更稳定性，是产品材料中比较高端的材料之一，钛材料可以通过多种工艺形成炫酷多彩的外观，因此外观的颜色选择比不锈钢多。钛材料之前主要应用于高端的国家级领域，例如航空航天、医疗等，这就意味着目前市面上使用钛材料的产品数量较少，使用钛材料会更加高档且安全，增加市场竞争力。

（2）色彩

咖啡机的色彩设计首要满足功能需求，同时创造视觉错觉效果，通过互补与对比。黑白灰等无色系常用于咖啡机，融合细节造型，突显功能。设计师应巧妙运用色彩表达情感，成为独特语言，吸引消费者[13]。因此分别选择黑色系，冷暖色系作为配色方案进行比较。

（三）设计方案

根据上述感性需求分析和设计定位完成3 个产品设计方案，具体方案内容和方案对比见表5。

五、咖啡机设计方案筛选评价

根据上文得到的“多功能、高档、易操作、安全”4 个感性意向词汇，设计了3 个不同的方案，为了进一步确定消费者对产品的偏好，将通过眼动数据检测实验，获取更符合用户需求的可行方案，见表6。

实验结论：通过实验得到方案造型热力图和方案配色热点图，热点图使用不同颜色来呈现被试对一张图像的关注区域的视觉停留时间，红色通常表示注视点最多或注视时间最长的区域，绿色次之，其间有很多过渡层次。由图7 方案造型热点图可知方案B 受到测试者的注视时间更长。这表明方案B 更受测试者喜欢。图8 配色热点图则表明在冷色与黑色、暖色与黑色的3 个配色方案中，黑色受到测试者的注视时长更长，这表明黑色和金属色的搭配更受测试者喜欢。因此，最终得到的结果是为黑银配色的方案B。

结语

本文通过感性测量明确用户需求，确定咖啡机设计的关键感性特征，设计了3 个方案，并使用生理感性测量方法眼动追踪对这3 个方案进行筛选，最终得到最受测试者喜欢的方案，确定了以感性测量方法为基础的咖啡机再设计的产品设计流程。但是，因研究中典型样本感性语意评价受限于有限的样本数量，或存在一定限制。此外，在眼动仪实验时，测试者并未和问卷填写者完全重合，导致语义差分法得到的数据可能不适用于眼动测试者，从而使得评价受到限制。因此，后续研究中将考虑同时运用生理学和心理学方法，包括脑电分析和皮电分析等实验，以更全面地研究感性测量。

基金项目：武汉工程大学科学研究项目“传统艺术的现代性转化设计研究”（20QD57）；校企项目“智能养生家电系列产品研发设计”

参考文献

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