劉文斌 趙嘉怡 何銘鋒

摘 要：在經(jīng)濟(jì)金融全球化快速發(fā)展的趨勢(shì)下，工業(yè)結(jié)構(gòu)逐漸發(fā)生演變和調(diào)整，人們的需求也不斷地發(fā)生新的變化。自行車設(shè)計(jì)便是其中之一。作為共享經(jīng)濟(jì)與互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)物的共享單車，即是一種解決用戶需求的巧妙方法。模塊化也是解決這些需求的方法之一。

關(guān)鍵詞：工業(yè)設(shè)計(jì);自行車設(shè)計(jì);模塊化

自行車誕生于歐洲，但20世紀(jì)卻在亞洲的中國(guó)獲得了前所未有的普及和發(fā)展，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自行車類型上也發(fā)生了非常大的變化，其中較為典型的就是電動(dòng)自行車，功能上更加豐富，加入自動(dòng)導(dǎo)航、智能車鎖、手機(jī)充電等功能。此外，類似利用3D打印技術(shù)、碳纖維材質(zhì)上的創(chuàng)新也層出不窮。

不滿足于現(xiàn)狀的自行車廠商都在努力暢想：未來(lái)的自行車又是如何發(fā)展創(chuàng)新呢？大家對(duì)未來(lái)自行車的猜想與討論也空前激烈，這在近年來(lái)舉辦得如火如荼的各類國(guó)際大賽中均有所體現(xiàn)，例如IF獎(jiǎng)2017年新秀獎(jiǎng)主題之一2030自行車城市—改變交通生態(tài)、臺(tái)北國(guó)際自行車展創(chuàng)新設(shè)計(jì)獎(jiǎng)、中國(guó)“七立方杯”國(guó)際個(gè)人交通工具創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽——金轅獎(jiǎng)等。而早幾年就已經(jīng)流行模塊化設(shè)計(jì)，便是打開(kāi)未來(lái)自行車設(shè)計(jì)大門的鑰匙之一。

一、模塊化與自行車設(shè)計(jì)

（一）模塊化與工業(yè)設(shè)計(jì)

1962年，美國(guó)管理學(xué)大師赫伯特·西蒙首次提出了“模塊化”（modularity）的概念。但模塊化率先應(yīng)用在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)方面，而后逐漸擴(kuò)展至包括工業(yè)設(shè)計(jì)到企業(yè)組織的各個(gè)方面[1]。其中，模塊化在工業(yè)設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用極為廣泛，從人們?nèi)粘Ｊ熘氖謾C(jī)設(shè)計(jì)（例如：一直在堅(jiān)持做模塊化手機(jī)的摩托羅拉、谷歌模塊化智能手機(jī)Ara、LG G5等，到軍事領(lǐng)域的艦船設(shè)計(jì)，（例如美國(guó)“斯普魯恩斯”級(jí)驅(qū)逐艦、福特級(jí)航母等），以及汽車設(shè)計(jì)（其中OSVehicle的模塊化定制汽車便是最典型的案例）。

模塊化現(xiàn)已成為一種新技術(shù)而被廣泛應(yīng)用，模塊化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品正在不斷涌現(xiàn)。其無(wú)限的組合方式，可以最大限度地滿足用戶需求。不難看出，模塊化是未來(lái)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要趨勢(shì)[2]。

（二）模塊化與自行車設(shè)計(jì)

模塊化在自行車生產(chǎn)制造上的應(yīng)用已十分廣泛。利用模塊化的方法，可少變應(yīng)多變，以盡可能少的投入生產(chǎn)更多的產(chǎn)品，以最為經(jīng)濟(jì)的方法滿足各種要求，同時(shí)，可以在保持產(chǎn)品較高通用性的同時(shí)提供產(chǎn)品的多樣化配置。是解決行業(yè)盈利狀況不理想、定制生產(chǎn)與大規(guī)模生產(chǎn)之間矛盾的有效途徑。

對(duì)于用戶來(lái)講，模塊化方式生產(chǎn)的自行車解決了在自行車發(fā)生故障時(shí)，因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無(wú)法動(dòng)手修理自行車的問(wèn)題。但對(duì)于自行車功能、造型方面，突破甚少。

未來(lái)模塊化在自行車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，不僅要體現(xiàn)在生產(chǎn)方式上，要更進(jìn)一步地落實(shí)到自行車功能以及用戶體驗(yàn)方面。讓消費(fèi)者參與其中，盡可能做到產(chǎn)品個(gè)性化的體驗(yàn)。例如：用戶可以選擇不同的出行方式，應(yīng)對(duì)不同的情況;選擇不同的外觀設(shè)計(jì)，彰顯個(gè)性;選擇不同的功能組件，滿足各樣出行需求。

二、模塊化在自行車設(shè)計(jì)中的意義

（一）模塊化對(duì)企業(yè)的意義

模塊化的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)可以在保持產(chǎn)品較高通用性的同時(shí)，提供產(chǎn)品更多樣化的配置，也是解決定制化生產(chǎn)和批量化生產(chǎn)這對(duì)矛盾的一條出路。模塊化設(shè)計(jì)的整個(gè)流程，相比普通的設(shè)計(jì)方式，更像是一種收益更快的復(fù)利效應(yīng)。模塊化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品不僅解決企業(yè)生產(chǎn)方面的問(wèn)題，同時(shí)考慮需求給用戶帶來(lái)更良好的產(chǎn)品體驗(yàn)，而用戶使用體驗(yàn)的反饋可以讓企業(yè)在設(shè)計(jì)中改善模塊的功能與不足，以便推出新的模塊。相比一般產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，針對(duì)模塊的設(shè)計(jì)，更具針對(duì)性、快捷性。

面對(duì)自行車模塊化設(shè)計(jì)，雖然在復(fù)雜的內(nèi)部作業(yè)體系方面的任務(wù)繁重，但它帶來(lái)的收益是無(wú)限的、長(zhǎng)遠(yuǎn)的。

（二）模塊化對(duì)用戶的意義

模塊化的設(shè)計(jì)方式，不同于批量生產(chǎn)的產(chǎn)品或標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)。通過(guò)不同模塊的組合拼裝，可以為每位顧客量身打造屬于自己的體驗(yàn)，當(dāng)體驗(yàn)帶給人個(gè)性化和量身打造的感覺(jué)時(shí)，體驗(yàn)本身就會(huì)煥發(fā)出活力。[3]尤其是對(duì)于特殊人群，產(chǎn)品整體基本不變的情況下，更換所需的模塊即可達(dá)到這些用戶的使用需求。

三、模塊化在自行車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

模塊化在自行車設(shè)計(jì)方向，可以有不同的應(yīng)用方式。如：功能與外觀形態(tài)。

（一）功能方向

針對(duì)現(xiàn)有自行車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的車架、輪胎、腳踏、剎車、鏈條等25個(gè)部件，按照各部件的工作特點(diǎn)與不同功能，可將其大致分為車體部分、傳動(dòng)部分、行動(dòng)部分、安全裝置四大部分。[4]基于這四大部分，可將其定義為四個(gè)整合模塊從而展開(kāi)設(shè)計(jì)。例如，可以將個(gè)別部分進(jìn)行組合，拼裝成不同的出行方式（如平衡車、滑板車等），可滿足用戶不同的出行需求，同時(shí)也減少了用戶在個(gè)人交通工具方面的投入。也可以針對(duì)單個(gè)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，在自行車上加上某些部件，如空氣罩、超市手推車，前者可以讓駕駛者更加享受騎行的樂(lè)趣，后者在自行車與購(gòu)物車之間的轉(zhuǎn)換。當(dāng)?shù)竭_(dá)商場(chǎng)時(shí)就可將自行車進(jìn)行折疊，然后放下它腳踏下的輪子，即可變成一個(gè)購(gòu)物車。購(gòu)買好商品后，即可再轉(zhuǎn)換為自行車不用再進(jìn)行搬動(dòng)，給用戶帶來(lái)更為便捷的城市生活方式。

同時(shí)，隨著新型能源的使用，人們的環(huán)保意識(shí)的提高，騎自行車成為一種新型的生活方式。自行車也可以加上新能源的驅(qū)動(dòng)，成為綠色環(huán)保的代步工具。例如：壓縮空氣動(dòng)力環(huán)保短途自行車，該設(shè)計(jì)專為短程使用而設(shè)計(jì)，對(duì)完美的城市環(huán)境的形成具有十分強(qiáng)烈的環(huán)保意義。在模塊化自行車基礎(chǔ)上，自行車廠商可不必改動(dòng)整車造型以實(shí)現(xiàn)新能源自行車設(shè)計(jì)，只需在模塊化自行車的基礎(chǔ)上單獨(dú)開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)模塊，而后將模塊推廣上市。這不僅提升了資源利用率，還有效地規(guī)避了市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。

（二）外觀形態(tài)方向

企業(yè)可針對(duì)相同功能的模塊進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)，其主要體現(xiàn)在產(chǎn)品表面的顏色、材質(zhì)、表面處理方式上。在條件允許的情況下可以嘗試改變模塊的造型，不同造型模塊的組合將帶來(lái)多樣化的產(chǎn)品，因此用戶將擁有更多的選擇，更加個(gè)性化的搭配。

在自行車材料方面，環(huán)保材料的使用已經(jīng)出現(xiàn)在一些概念自行車中，竹子、木頭等傳統(tǒng)型材料的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮得淋漓盡致。[5]不僅最大限度地減少勞動(dòng)力和生產(chǎn)成本，同時(shí)為環(huán)保做出了很大的貢獻(xiàn)。在模塊化自行車的基礎(chǔ)上，廠商可推出利用環(huán)保材料制作的各個(gè)模塊，將會(huì)更加方便環(huán)保材料的推廣，更重要的是，整個(gè)設(shè)計(jì)中同時(shí)滿足了可取性和目標(biāo)用戶的整體需求。

（三）案例分析

《Gootr——模塊化自行車》是筆者就讀于湖南工業(yè)大學(xué)期間所創(chuàng)作，是運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)方法對(duì)未來(lái)自行車設(shè)計(jì)的嘗試?；趯?duì)自行車市場(chǎng)的調(diào)研以及用戶需求分析，在解決問(wèn)題的同時(shí)，展開(kāi)對(duì)未來(lái)個(gè)人出行工具的暢想。該設(shè)計(jì)從不同的家庭成員對(duì)不同出行工具的選擇需求出發(fā)，并針對(duì)目前市場(chǎng)上自行車的不足，進(jìn)行改良跟進(jìn)，是一款適合現(xiàn)代市場(chǎng)需求、符合個(gè)性化、人機(jī)工學(xué)的未來(lái)出行工具。

談到出行工具的選擇，便會(huì)想到很多種方案，例如最普遍的自行車、動(dòng)力十足的摩托車、環(huán)保省力的電瓶車、時(shí)尚流行的平衡車等。由于家庭中不同的成員選擇出行的方式存在差異，通常大家通過(guò)購(gòu)買屬于自己的出行工具解決該矛盾。與此相對(duì)，一輛Gootr便可搞定。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，以功能模塊化為基礎(chǔ)，盡可能增加產(chǎn)品的多樣性與可變性。其中，模塊化自行車的結(jié)構(gòu)是整車中至關(guān)重要的細(xì)節(jié)，它關(guān)乎到整車行駛的可行性以及使用過(guò)程中的用戶體驗(yàn)。結(jié)構(gòu)當(dāng)中最為關(guān)鍵便是各個(gè)模塊之間的連接鍵，在三大模塊之間的連接模塊上采用壓合式軸承連接鍵，用戶通過(guò)按壓模塊連接處的開(kāi)關(guān)將連接模塊取下，達(dá)到組裝和拆卸的目的，類似拔取車載點(diǎn)煙器接口的充電器。這不僅能穩(wěn)定連接各個(gè)模塊，并且可以有效傳輸電力。位于后方的車輪為可拆卸式，這樣車輪的安裝與拆卸會(huì)更加方便快捷。為了用戶在使用過(guò)程中，更加方便地調(diào)節(jié)座椅，使用普通的車座夾的結(jié)構(gòu)，其通過(guò)旋轉(zhuǎn)車座夾，來(lái)調(diào)整車座高低。驅(qū)動(dòng)模塊作為整車中最核心的部件，與傳統(tǒng)鏈條傳動(dòng)方式不同的是，采用無(wú)鏈條式驅(qū)動(dòng)。用戶通過(guò)腳蹬作用于內(nèi)置驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，其將動(dòng)力轉(zhuǎn)化為單車可用的電力儲(chǔ)存起來(lái)，便可通過(guò)動(dòng)力模塊帶動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，而達(dá)到行駛的目的。

四、結(jié)語(yǔ)

模塊化的意義在于使設(shè)計(jì)重用最大化，滿足最少的模塊和組件的個(gè)性化需求。相較已有自行車不方便更換維修、機(jī)械結(jié)構(gòu)直接暴露在外、設(shè)計(jì)同質(zhì)化、產(chǎn)品壽命短等缺陷，模塊化自行車不僅能在原有自行車結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性整合，同時(shí)方便用戶維修更換與DIY組裝。最重要的是模塊化所包含的個(gè)性化與量身打造的方式，滿足了用戶對(duì)產(chǎn)品體驗(yàn)逐日增長(zhǎng)的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]蒂姆·布朗.IDEO，設(shè)計(jì)改變一切[M].沈陽(yáng)：北方聯(lián)合出版?zhèn)髅焦煞萦邢薰荆?011：113-114.

[2]李一達(dá).模塊化在自行車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D].湖北工業(yè)大學(xué)，2013：5-39.

作者單位：

湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院