基于产品生命周期理论的绿色低碳文创产品设计研究

刘佳佳 刘键

关键词：文创设计 产品全生命周期设计 碳中和设计 产品服务系统 产品设计

引言

文化创意产业，是一种在经济全球化背景下产生的以创造力为核心的新兴产业，是衡量一个国家文化软实力的重要组成部分。2021年8月，国家机关8部门联合印发《关于进一步推动文化文物单位文化创意产品开发的若干措施》，部署了增强文化创意产品开发主体活力的系列工作。因此，提升文化创意产业的文化创意效率至关重要。然而，由于当前文创设计普遍缺乏跨学科支撑等缺陷，使文创产品设计创意产出效率普遍比较底下，产品生命周期相对短暂且缺乏环境可持续性。在此基础上，碳中和战略对社各路径提出了相应要求。

但目前，文创产品过于追求形式与制造爆点，不符合碳中和战略的各项要求，其在加工制造环节造成的环境污染、以及回收效率低也引起了社会环境问题，同时也无法引导用户形成一种绿色低碳的生活方式。为了解决这个问题，本研究创新性的提出了产品全生命周期（Products' life-cycle ，以下简称PLC）和产品服务系统（ProductService System，以下简称PSS）相整合的设计策略，致力于提高文创产品的生命周期。

一、文献综述

当前文创产品过于寻求爆点、缺乏环境可持续性，因此生命周期短暂，不符合碳中和的战略要求。文创产品在创意生成阶段通过借助PLC模型，可以在系统把握文创产品整个生命周期的前提下，生成生命周期更长且更符合环境可持续性的产品。在此基础上，借助PSS在用户方面的研究，提升文创产品的用户满意度，设计初期从根本上提升产品生命周期。本研究结合这两种方法，开发了以产品生命周期为线索、以产品服务系统为基础，针对创意生成阶段的模型。从而帮助设计师快速产出符合环境可持续性和低碳理念的文创产品设计方案，引导一种绿色低碳的生活方式。

下面对模型中应用到的方法和理论分别进行综述：

（一）产品生命周期

产品生命周期包括了产品从概念形成到生产制造、使用至最终废弃后的回收、再制造、再使用及处理等各个阶段。[2]关于产品生命周期的研究，Keoleian 和Menerey等[3]将产品生命周期和环境设计相结合，以探索环境问题融入设计的系统方法。Thoma和Hedberg等[4]根据定义在产品生命周期的早期使用制造知识，对产品生命周期早期使用制造知识的整体解决方案提供了未来研究方向。Thimm和Lee等[5]，使用统一建模语言（UML）对产品生命周期进行建模。Ramsaier和Spindler等[6]利用UML表示的基于图形的视觉设计语言的方法与产品生命周期中的集成，提出包括需求、设计、模拟以及成本和能源分析模型。然而，这些都是应用在工业化制造业等，但没有在文创领域运用。本研究从文创产品的角度出发，重新整合PLC和PSSD，产出更适合文创设计的研究模型。

（二）产品服务系统

产品服务系统的概念最早由联合国环境规划署于1994年提出，其核心思想是企业从单纯地向用户设计销售“物质化产品”转向提供“产品与服务”的集成方案以更好地满足用户需求。[7]关于产品服务系统的研究，Mont[8]为产品服务系统建立了一个理论框架，用于研究产品服务系统可能的投资需求条件。Oliva 和 Kallenberg等[9]指出产品服务系统是制造业公司内部服务化过程的结果。在此基础上，Morelli等[10]开发了一个提供了系统中涉及的利益相关者的整体情况的网络。Liu等人[11]提出基于CPS等解决方案的边缘云编排驱动的工业智能产品服务系统。在文创领域，罗秋曼和贺孝梅[12]将产品服务系统应用于博物馆文创的可持续性研究。随着服务设计的发展，产品服务系统理论重新被重视起来，不断发展完善。然而，现有的理论难以支持创新研究，且在文创领域的应用也相对较少，针对此，本研究整合了PLC和PSSD，实现理论之间的优势互补。

除了PLC和PSS之外，本研究还创新性地导入了经济学领域的著名方法“帕累托分析法”（Pareto analysis，以下简称PA），以及工程领域的质量功能部署（Quality Function Deployment，以下简称QFD）。在后面的章节2.2分别进行阐述。

二、设计研究

研究构建的模型如图 1所示，该模型主要由四个阶段构成。

（一）设计研究前期：战略分析

战略分析阶段，研究了40家初创品牌，得到品牌创新策略。在此基础上，结合碳中和战略提升文创产品生命周期和企业竞争力，指导文创产品品牌创新。本研究创新性地提出了一条适贯穿文创品牌战略和企业碳中和战略的最佳路径，如图2所示。

根据产品生命周期理论将品牌划分为：导入期、成长期、成熟期和衰退期四个阶段，并在各个阶段确定对应的市场策略，尤其实在衰退期里，依靠脱碳跨越继续提高产品竞争力。

（二）第一阶段：需求研究

本研究分析了文创产品的用户需求及环境需求。采用用户体验地图和半结构化访谈的用户需求研究和环境需求研究。

首先，利用用户体验地图可快速獲取用户在体验过程中每个节点的需求。第二，对用户的需求机会点和需求词汇进行提取。第三，为了使用户体验地图和用户需求分析的结果能反映用户真实的评价，本研究对得到的词汇进一步整理，形成半结构化访谈问卷，得到了用户需求的量化数据。第四，在用户需求研究的基础上，对文创产品各阶段环境需求信息进行收集和分类。

（三）第二阶段：需求转化

将需求进行转化建立初步的产品生命周期模型。基于QFD和PA，生成初步的各个生命周期阶段的设计目标，并建立生命周期模型。为得到文创产品各生命周期阶段的设计目标，此阶段分为三个步骤进行需求转化，包括：第一：

将用户需求研究阶段收集的用户需求和环境需求信息进一步用于质量屋的输入，得到与需求相匹配的产品功能或服务特征。质量功能部署法（QFD）是采用一定的规范化方法将客户或市场的要求转化为设计要求、零部件特性、工艺要求、生产要求的多层次演绎分析方法。[14]

第二：利用帕累托分析对特征进行优先级的分析，得到影响用户满意度的关键功能属性。帕累托准则理论，又称二八准则，即只要能控制具有重要性的少数因子就能控制全局。

第三：将研究分析得到的结果进行汇总，初步生成了文创产品各生命周期阶段的设计目标，并建立相对应的产品全生命周期模型。

（四）第三阶段：创新点

结合企业创新策略及碳中和思想对初步生成的方案进行分析评估，得到改进方向。具体内容参考下文。

首先，研究根据前期PSS方法得到的产品生命周期各阶段的创新要求对需求转化阶段得到的方案进行评估，得到基于主观分析了解方案弱点，得到文创产品设计改进意见。进而，在创意生成阶段对系统进行改进，定义适当的生命周期策略来提高产品的生命周期。

三、设计实践

通过上述的理论分析，研究开展了设计实践环节。本研究选择了为夜晚攀登泰山人群设计的文创产品为实践案例，下面对设计过程进行阐释：

（一）需求研究：用户需求和环境需求

首先，本研究将人群选定为18-35岁的在校大学生和职场工作人群，将此类人群的夜爬泰山过程中的需求进行进一步分析。第二，本研究运用了用户体验地图去分析夜爬泰山过程中用户的行为路径及对应的接触点、用户目标、用户满意度、痛点和机会点。根据用户登山过程的行为，将用户登山过程分为登山前、登山中和登山后，并进行进一步划分为七个阶段。在此基础上，基于泰山各个登山阶段心情的不同，根据泰山标志性节点对登山用户阶段性体验进行了细分，如图3。

第二，基于用户体验地图最终得到的结果，对用户针对泰山文创的需求进行了对应的需求词汇提取。最终提取9个关键性的用户需求词汇，分别是：文化特征、实用性、轻便性、体验相关性、纪念性、新潮、相关度、质量和精致。

第三，根据词汇提提取，整理了关于泰山文创特定需求重要度的半结构化问卷，该问卷旨在收集有关以下方面的信息：1.增加文创和泰山文化的相关性。2.文创的实用性。3.针对泰山文创产品的轻便性。4.文创与登山体验的相关性。5.具有较强的纪念意义。6.文创产品的新潮性。7.跟泰山景色特征的相关度。8.文创产品的质量和使用寿命。9.文创产品的精致做工。研究获取了30位用户的半结构化访谈结果，以定义用户需求。并在用户中进行了第二次调查，以评估特定需求的重要性，如下：5为“非常重要”；3为“重要”； 1表示“不太重要”。1-9得分分别是“5、5、3、3、3、1、1、5、3”。

第四，由于节能减排与企业逐利行为以及个人消费自主性之间存在矛盾，高耗能、高碳排放企业和消费人群较难自主、自觉地参与碳中和愿景建设。因此，在用户需求调研的基础上，加入了符合碳中和战略要求的环境需求，并从环境需求信息来源的不同角度对泰山文创产品在各个产品生命周期阶段的环境性能目标及对应的环境需求信息也进行了分析。需求信息来源主要包括四个角度：（1）法律法规（2）市场竞争（3）企业策略（4）碳中和战略要求。最终得到泰山文创在生命周期各个阶段的环境需求：（1）原材料获取阶段满足工序简易，能源消耗低；（2）产品使用阶段：重用率高且配件可更换；（3）可降解或可重复使用。

（二）第二阶段：需求转化

在需求转化阶段，本研究采用三个步骤对第一阶段的需求进行转化。

首先，本研究采用质量屋的方法对泰山文创产品的需求进行转化，结合第一阶段得到的用户需求和环境需求作为质量屋的输入，通过质量屋得到与需求相对应的特定工程特征。最终，得到8个泰山文创的特定工程特征，如图4。

第二，采用帕累托分析将第一步质量功能部署输出的文创产品的工程特征结合所设计产品类别的数据进行帕累托分析。由于设计目标是为夜晚攀登泰山的人群设计文创产品，因此，将产品品类选定为灯具。此步骤运用的数据部分引用了商振等人对于LED床头灯的网络评价词库[16]。最终，根据帕累托分析得到工程特征中优先级水平较高的包括：（1）调光功能（2）光柔和度（3）灯光氛围（4）光线舒适性（5）频闪（6）色温等，如表1。

第三，根据生命周期的划分将帕累托分析的结果作为创意设计阶段的设计目标分别对应到生命周期的各个阶段，以此作为设计阶段的目标导向，如表2。根据分析得到的设计目标对泰山文创产品进行设计，最终，设计成果，如表3。

（三）第三阶段：创新点

本研究在第三阶段，根据前文中图4中生命周期创新策略对初步设计的文创产品进行评估，并得到改进方向。

传统的产品生命周期包括以下6个阶段，具体包括：（1）原材料获取（2）制造（3）分配（4）使用（5）维修（6）回收处理。该六个阶段，有以下两个特征：一是以对标为导向，通过增加文创产品数量扩大销量；二是以性能和品质提升为导向的。该阶模型的缺陷有以下两点：（1）过于笼统，不能进行分类指导创意设计开发。（2）无法挖掘新场景和创意功能。让文创产品过早的进入衰退期，文创企业通过不断的降低产品成本延缓衰退期，最终会导致用户满意度降低。（3）过于寻求爆品，忽略环境可持续性及低碳等关键问题，导致后期企业竞争力的下滑。针对这个问题，本研究的创新点在于：在四个阶段，以碳中和战略为基础，分别加入了不同的设计策略。

在产品生命周期模型中，导入期需要：（1）把品牌机会洞察的结果定义成明确的产品。（2）尽早开展爆品环境需求和评估，寻求爆品现象的可持续性。（3）多学科协同设计，综合考虑环境、功能、成本和美学等设计准则，在多目标之间权衡，最终做出合理的设计决策。

在产品生命周期模型中，成长期和成熟期需要：（1）基于爆品经验，建立一个畅销组合。（2）实现从单车型拉动到产品组合拉动的转变。（3）将碳中和战略融入产品价值体系，树立企业形象。（4）建立系统的企业环境保护体系框架。此阶段，可以适当由单品发展为文创产品组合系列，将碳中和战略融入产品价值体系，树立企业形象，为进一步增长做准备。

在产品生命周期模型中，衰退期需要：（1）明确品牌价值，形成由产驱动到品牌拉动的转变。（2）基于品牌价值扩大产品组合，谋求进一步增长。（3）形成合理的模块化和平台化战略，确保规模扩大的同时，边际成本可控或者降低（4）用创新和脱碳跨越推动品牌竞争力的进一步提升。此生命周期阶段，企业的重点应由品牌价值作为驱动，创新和脱碳跨越推动品牌竞争力的进一步提升，需求突破。

在此分析基础上，通过主观分析得到泰山文创产品后期各功能及服务的改进意见，后期研究，应在修改方向的基础上，进一步开发优化方案。

结语

研究基于产品生命周期设和产品服务系统，将两者相结合。首先，以产品服务系统理念为基础，对用户的需求及环境需求进行收集。此阶段区别于以往需求研究中只考慮用户需求的单一形式，将两种系统相互结合，既考虑到用户需求又考虑到与提高生命周期相关的环境需求，从根本上提升产品生命周期。需求转化阶段，利用质量屋和帕累托分析相结合的形式，对前期需求进行转化。此阶段，帕累托分析可以将特定功能需求的重要程度按照企业需求进行有效的重要度分级，在此基础上得到初步的生命周期模型及设计方案。利用产品生命周期各阶段创新策略，评估得到的生命周期模型，并在主观分析的基础上得到改进方向。构建了将产品生命周期和产品服务系统相结合，用于方案生成阶段提升文创产品寿命的设计框架，全方面提升了文创产品的生命周期。但是本研究存在一定的局限性，首先，在需求转化阶段，利用帕累托分析时所利用的数据来源渠道并非完全来自笔者自身分析研究，因此在研究与数据契合度方面存在一定偏差，未来的数据应该来自于特定企业的内部分析报告，以此提升框架分析中数据的契合度。第二，需求研究阶段，对于环境需求的获取所选用的方法为从数据库和法律等渠道直接获取，缺少对于特定文创产品的针对性分析，在后期研究中可以采用其他方法用于框架的补充。第三，在可行性分析阶段，设计方案改进意见利用的方法为主观分析，缺少准确量化的改进指导。因此，在未来研究中，可以着重增加文创相关的方法及框架补充，形成针对于文创研究的框架。