基于TRIZ理论的传统火柴语义关联设计分析

裴浩强 刘春媛

摘要：基于产品语义学的方法，对传统火柴的形态、类型、文化和使用过程语义分析。运用TRIZ理论解决所得语义与相关产品结合设计过程中的问题。构建出产品语义分析与TRIZ理论相结合的设计流程。通过传统火柴关联设计的案例设计，以期为中国其他传统物件的再设计提供借鉴和参考。

关键词：传统火柴 产品语义学 TRIZ理论 关联设计 再设计

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2023）17-0001-05

Abstract：Based on the method of product semantics，the semantic analysis of the form，type，culture and use process of traditional matches was conducted. using the theory of TRIZ solving the problems in the process of semantic combined with related products design.A design process combining product semantic analysis and TRIZ theory was constructed.Through the case design of traditional match association design，we hope to provide reference for the continuation design of other traditional Chinese objects.

Keywords：Traditional matches Morphological semantics TRIZ theory Associated design Redesign

引言

漫長的历史长河孕育出无数的传统器具，今日的火柴历经多年“洋火”的称号也被以“便携”取胜的各类打火机取代。作为曾经的日常熟悉物件，火柴依旧散发出独特迷人的气质，尤其近些年，成为中小学生的日常教学及趣味活动炙手可热的道具。

设计领域，火柴被日本的设计师面出薰重新赋予娇艳梅花的形态语义，透过生态环保理念关联上人们向往的圆满寓意和浓浓的人情味，被奉为创意设计的经典。近年TRIZ理论在解决产品设计创意和具体问题方面提供了特有的思路，为产品开发节省了大把精力。

本研究尝试运用产品语义学和TRIZ理论分析传统火柴的产品语义，建立语义关联产品设计模型，实现火柴的语义在另一种产品上的重新演绎。总结得出火柴关联再设计的设计流程和方法，为传统物件在现代生活中的设计延续提供借鉴和参考。

一、火柴语义结合TRIZ理论的关联设计概述

（一）产品语义学概述

在工业设计领域“产品语义”的概念最早出现在20世纪80年代。产品语义设计是将设计理论和设计实践相结合，帮助设计师形成特定设计方法和设计评价标准的重要工具[1]。每个产品中都具有其独特的语义信息，如：形态、颜色、文化内涵等。这些独特的语义信息构造了产品在人们心中的独特象征意义[2]。

（二）TRIZ理论概述

TRIZ理论是由苏联科学家阿奇舒勒带领其他学者于1946年提出的一种创新方法体系，用于解决在实践中面临的复杂系统问题[3]，通过TRIZ理论可以快速分析解决设计过程中的问题。国际TRIZ 协会将其定义为基于研究工程与其他人工系统进化的应用学科[4]。

（三）传统火柴分析与关联设计流程

通过将产品语义学和TRIZ理论组合，总结出产品语义分析—TRIZ理论设计流程，并根据所得流程对传统火柴做出关联设计。

首先，运用产品语义分析方法对原型产品的文化、形态进行分析，提取出产品特征语义。其次，基于原型产品使用过程对产品作出更深层次的产品语义分析，总结概括出原型产品的最终语义特征。再者，根据所得语义特征做出关联产品风暴图，并筛选出初级语义相关产品，从中选取产品语义与原型产品高度相关的产品，确定意向产品类型，再将意向产品与原型产品对比，语义高度相似则作为目标产品进行再设计，相反则重复从初选产品中选取意向产品。最后，通过TRIZ理论解决在产品关联设计中遇到的矛盾，完成产品再设计过程，如图1。

二、传统火柴语义分析

设计师通过设计产品的外观、功能、使用方式等方法设置产品显性和隐性语义符号，实现产品的文化内涵的延续和发展[5]。每个产品从诞生到消亡的过程，孕育出这一时代赋予该产品的独特文化内涵，承载着该时代的人或后几代人的记忆。产品的语义可认为是人们与周围环境之间互动的产物，本质是人们对于互动经历的体验，即产品的语义不仅是产品本身的特征，且体现在人们在某些更广的、连续的经历中。某个特定时期的产品语义是那个时期与过去、现在或者未来（可能）经历的与其他部分相联系的方式。

1.传统火柴类型分析

根据陶谷的笔记小说《清异录》记载我国对于火柴的最早可追溯到南北朝时期。在欧洲，家用火柴最早出现在1827年，由英国人John Walker制出[6]。经过长时间的发展，火柴已经具有更多的形态和功能。伴随时间推移，传统火柴逐渐被其他引火工具取代，但是科技又赋予了火柴新的意义，衍生出特种火柴。根据日用火柴的形态可将其可分为：木梗火柴、书式火柴、蜡梗火柴3种基本类型，其中木梗火柴最为人们熟知。特种火柴不同于日用火柴，具有更多的特殊功能，根据用途的不同可将其分为：如防风火柴、防潮火柴、高温火柴、多次点燃火柴等。

2.传统火柴文化分析

产品的文化内涵主要体现在其功能、外观、衍生文化等方面。火柴为引火工具，发明意味着人类可以随时吃到熟食、减少生肉中携带的病菌、促进人体体制的进化，扩大了人类食物的种类来源。同时，其便携性的特点，还可以使人们能够随时做到引火取暖，使人们能够到达更为寒冷的地方生活和捕猎，扩大了人类的活动范围。

产品的文化源于人们对于产品的认知。首先，从火柴本身的文字含义分析：火字寓意红红火火，柴字又通财，寓意着财富。其次，火柴的燃烧寓意着光明、温暖、希望，一刹那的燃烧；而其燃尽的时候又代表着牺牲自己成就他人，即“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”。最后，从其燃烧过程中的颜色分析，自古以来中国人认为红色代表吉祥，所以某些农村结婚时，新人会把火柴作为礼物放进礼盒中，寓意着以后的生活红红火火。

3.传统火柴形态分析

产品形态能准确地表达产品的意义，也能准确地传达产品的功能和使用方式的信息，是信息传达的媒介和载体[7][8]。设计师可以通过分析产品的形态特征得出产品的独特形态语义，并通过将语义学的文字语言进行重组编码再使用，运用到新的产品设计中，将旧产品的形态语义体现在新产品中，并准确地表达给受众。根据产品的形态分析方法从产品造型、色彩和材质3个方面对日用火柴的形态语义作出分析，总结出传统火柴的形态特征要素，如表1。

4.传统火柴使用过程产品语义分析

木梗火柴具有时间跨度最长，适用范围最广，最为大众熟知的特点，本文以其为个例进行产品的语义分析。木梗火柴的使用过程可以分为4个阶段：打开火柴盒、拿取火柴、使用火柴、丢弃火柴；通过产品语义方法从用户的使用动作、产品的造型及使用过程语义对火柴作出语义分析，并根据所得产品语义作出初步关联联想，列举出语义相关产品，如表2。

三、火柴语义关联设计

产品语义的关联联想可以理解为将现有产品的语义进行解码、重组、再编码的过程。产品语义分析的过程作为解码的过程，也被称作“语义解释”。产品语义关联联想作为重组的过程，即“符号联想”，再设计被认为是一种再编码的过程。

产品语义关联设计方法属于一种反向的思维方式，运用产品语义关联设计方法可以摆脱传统物品再设计过程中有形无神的弊端，其本质是从现有产品的文化神韵做出衍生。产品语义关联设计方法更像是寻求竹子的根系，关联得出的产品是这棵竹子同根的其他竹子或竹笋，与其同根但是又不相同。即根据已知产品的语义，做出关联联想，思考其来源或相同语义产品。两者文化内涵具有更深层次的关联性，达到“是他非他”的目的。

（一）火柴产品语义关联联想

以分析所得文化、造型、使用过程等语义为基础，通过产品语义关联的方式列举出与传统火柴语义类似的产品。首先，根据火柴的使用过程产品语义作为第一层关联：传统火柴使用过程中的形体，燃烧时的火焰，蕴含的传统文化等，以此为基础作出第二层语义关联，方体造型可关联得出音箱、调味瓶、电子烟、酒瓶等；火焰可以关联至灭火器、暖手炉、香薰、温度计等；然后根据得出的第二层语义产品，关联得出第三层语义关联产品，依次叠加得出更多层语义类似产品，最终做出产品语义关联图，如图2。

（二）产品语义关联分析初選

从产品语义关联图中选取出语义近似且具有可行性设计的产品作为初选产品：调味品、共享充电宝、音箱、台灯，并将初选语义关联产品从使用动作、产品造型、使用过程语义3个方面与传统火柴的产品语义作出语义分析对比，如表3。根据对比结果，得出共享充电宝从产品造型、纹理、过程语义3方面都是与传统火柴产品语义高度相关，所选定共享充电宝为意向产品。

（三）确定目标产品类型

为深入确定共享充电宝是否符合进行关联设计的目标，从使用动作、产品语义、纹理等方面将共享充电宝与木梗火柴进一步分析对比，判断其是否与传统火柴语义高度相似，进一步明确目标产品类型如表4。若共享充电宝产品语义与传统火柴语义具有很大差异，则折返回第2步重新选择意向产品。

对比结果显示，共享充电宝在使用方式上和传统火柴具有高度的相似性，产品造型具有相同的几何造型元素；能量转换方面两者同时具备能量的传递性和可变性；零部件功能和生产两者皆兼具模块化的特点。由此可见，两者的产品语义高度相似，故将共享充电宝作为最终目标产品类型。

（四）产品关联设计矛盾分析

TRIZ理论可以有效缩短产品设计创新周期，提高创新效率，也可以使创新具有预见性[9]。针对设计过程中遇到设计问题及设计矛盾，TRIZ理论可通过将问题和矛盾转化为可求解的标准化TRIZ理论矛盾，经过求解得出设计矛盾的最佳理想，完成关联设计。例如：木梗火柴的可引燃物体的主要功能与共享充电宝相结合时会产生矛盾，可通过TRIZ理论分析、转化求得该矛盾的最终理想解。

1.TRIZ理论关联设计主要矛盾分析

传统火柴产品语义关联设计过程中的主要问题为：怎样使共享充电宝具有引燃物品的功能，又影响其安全系数。转换为TRIZ的状态即：使共享充电宝具有引燃物品的功能，同时不降低共享充电宝安全系数。根据TRIZ理想状态公式（理想状态=（∑有益功能）/（∑有害功能+∑成本）[10]可以得出共享充电宝的温度、体积、质量与其具有的能量和可用功能成反比，即追求更轻的重量，更小的体积，更低的温度，提供更多的能量和功能。以此为基础运用TRIZ理论求解，如图3。

共享充电宝和引燃物体的功能属易燃易爆性相结合具有易燃易爆的安全隐患，为了使共享充电宝具有可引燃物品的功能，需要使其部分元器件具有可升降温度的功能，但是温度升高或导致部分子系统具有高温易燃的安全隐患，根据矛盾分类可将此问题归类为技术矛盾。引入一种有用功能而导致产生一种有害功能，即构成了一对技术矛盾。技术矛盾分析分为两步骤：⑴定技术参数，⑵查询技术矛盾矩阵得到对应的发明原理[11]。

每个技术矛盾的背后都可以找到相对应的物理矛盾，即由于物理矛盾的问题导致技术矛盾的出现[12]。因此，所有的技术矛盾都能被转化为特殊的物理矛盾。在此，共享充电宝的技术矛盾又可用物理矛盾描述，即部分元器件的温度需在不同时间段具备高和低的属易燃物品用于引燃物品，但是会恶化共享充电宝的安全属性。而低的温度会使共享充电宝失去具有引燃物品的功能。所以我们可以将技术矛盾转化为物理矛盾。在物理矛盾中，将其分类为材料及能量类或功能类的物理矛盾，再根据解决物理矛盾的方法求解。

根据物理矛盾的相反特性列表，可将该矛盾划分为材料和能量参数中温度特性矛盾以及功能参数中的热和冷的相反特性矛盾。物理矛盾属于技术系统中更为突出和难以解决的矛盾，所以常采用分离的方式解决。通过查阅物理矛盾的4种分离原理可以得出解决高温和充电宝安全隐患的矛盾的方法：空间分离原理的NO.1分离原理、NO.2抽取原理；以及时间分离原理中的NO.15动态特性原理、NO.21减少有害作用时间原理。

首先，由于充电接口无法同时兼具充电和引燃物品的功能，所以NO.15动态特性原理被排除；其次，由于燃引燃物品所用的时间无法控制，NO.21减少有害作用时间原理也被排除。最后，NO.1分离原理可以充电接头和引燃物品的接头分离的方式，或通过使用耐高温材料将高温接头隔离的方法达到解决问题的目的。同时，NO.2抽取原理，可以运用到引燃物品的接头设计过程中，通过抽取的方式使其与充电宝电池保持安全距离，作为解决共享充电宝设计过程中电和火结合的矛盾方法。将两种原理相结合可得出解决方案：通过抽取的方法使引燃物品的接头源远离共享充电宝的电池，同时使充电接头和引燃物品头分离。

2.次要矛盾分析

根据NO.2抽离原理通过数据线可将充电接头与共享充电宝分离解决主要矛盾，但是数据线的长短又将成为新的次要矛盾。即使用时需要其变长引导充电接头远离充电宝，停止使用时又可将变短收缩体积。经过TRIZ理论求解，可通过整体与部分的分离原理的NO.35物理或者化学参数改变原理，即a.改变系统的物理状态和c.改变柔韧程度的方法在数据线设计过程中将数据线设计成抽拉卷曲的方式，以此解决数据线需要长短变化的矛盾，如图4。

共享充电宝产品内部结构设计过程中整个充电宝的空间系统可以分为：子系统、当前系统、超系统。其中，共享充电宝子系统包括：电池、充电线；当前系统即为共享充电宝本身；超系统是指根据当前系统结合TRIZ理论作出理想解后所得的优化系统，包括：蓄电环境、使用环境。其中使用环境可分为：充电和引燃。根据NO.1分离原理可以在共享充电宝的超系统空间中将使用环境分离分为充电和引燃部分，即可使用耐高温材料将两部分隔离，如图5。

运用TRIZ理论将共享充电宝设计过程中遇到的矛盾以及技术问题等转化为TRIZ理论的标准问题，并利用TIRZ理论解决物理矛盾的40个发明原理解决设计过程中遇到的问题，从而得出共享充电宝关联设计过程中的理想解，即最终的共享充电宝产品设计方案。

3.火柴语义结合TRIZ理论的关联设计的方案

产品语义的关联设计重在将原有产品的语义运用到其他产品的设计中。传统火柴的语义关联设计目的是：将火柴的语义融入共享充电宝的设计中。共享充电宝的设计過程中，产品的颜色可选取传统火柴的木纹色、红色，以及火焰燃烧的淡黄色，如图6；图7中木纹色作为产品的主色，红色用于产品头部引燃功能的部位，以期用红色的惊醒色提醒用户该部位的功能，淡黄色用于充电接头处。

通过TRIZ理论分析，共享充电宝的引火部位通过拉伸延伸数据线的方法将其远离充电宝本体。在引火方式中，如今具有可以避免明火的出现，引燃物品的方式，如：高压引火，或高温热金属引火。充电宝充电接口通过卷曲的方式隐藏在充电宝内，以此解决共享充电宝数据线过短的弊端。

结语

本文基于产品语义学理论以传统火柴为例作出语义总结和产品关联设计，并通过TRIZ理论解决传统火柴关联设计中遇到的问题及矛盾，构建传统物品的关联再设计流程，为传统物品在现代生活中的保存和延续提供设计方法。伴随着人们对于传统文化的重视，借助国家对于传统文化发展的支持，传统物品在现今生活中的再设计必然得到快速发展。

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