魏永侠，韩超艳，郭旭侠

（宝鸡文理学院机械工程学院，陕西 宝鸡 721016）

中国在2011 年出台的《物联网“十二五”规划》中提出了物联网技术的12 大重点应用领域，其中之一就是智能家居[1]。家居产品从过去的满足温饱、解决生存基本问题到如今已然向着科技化、智能化的方向快速发展。

智能家居较传统的家居产品，可以给人们带来更加快捷、安逸、绿色、舒适的用户体验。然而，作为一个新兴产业，中国智能家居产品的研究特征并不清晰。本文对中国智能家居产品设计领域所发表的相关研究文献进行检索与整理，分析其研究现状、研究不足与薄弱部分，预测未来研究趋势，希望为之后的中国智能家居产品的设计及研究工作提供一定的指导与参考。

1 研究方法与数据来源

数据的可视化分析是在大数据处理平台的基础上，将目标数据库中的相关数据要素转化为更易识别、更直观的图形模式，使人们可以更直观、更全面地从不同角度得出数据背后的实质[2]。本文应用CiteSpace软件对中国智能家居产品设计领域相关发文的作者、单位、关键词等进行可视化分析。

以中国的智能家居产品设计研究为主体对象，数据来源为中国知网的数据库，并采用高级检索，主题设置为“智能家居”AND“产品设计”，时间设置为2011-01-01—2022-12-31，检索条件设置为“精准”，选择期刊数据库，期刊来源设置为“全部期刊”。共检索出中文学术期刊文献157 条，经过去重及删除不相关条目，最后得到有效文献140 篇。

2 中国智能家居产品设计研究总体特征

2.1 发文数量分析

中国智能家居产品设计年度发文量分布如图1 所示。从图中可以看出，在研究期限内，发文数量逐年增长，特别是从2014 年开始增势明显。2011—2015年间发文数量较少，2016—2017 年间增长加速，2018年稍有回落，但在2019 年发文数达到最高，2020 年数量虽有减少，但整体上依然呈增长趋势。

图1 中国智能家居产品设计年度发文量分布图

2.2 发文作者与合作情况分析

在研究期限内发文最多的是南京林业大学的高娃，共计发文4 篇，另外有11 位作者发文量为2 篇，可见该领域的研究作者分布比较分散，没有产生高产作者群。

在CiteSpace 软件中，设置Node Types 参数为Author，可以对发文作者及其合作情况进行分析。时间切片设为1 年，得到节点176 个，连线89 个，节点和字号越大意味着该作者发文越多，连线说明多个作者间有共同发文，如图2 所示。从图中可以看出，该领域研究中作者合作很少，其中陈果、花士林、陈雪娇合作最多，在该领域共同发文2 篇。

2.3 发文单位与机构合作情况

在研究期限内，发文数最多的机构是南京林业大学，共发文11 篇，武汉工程大学、长春理工大学和河北工业大学均发文3 篇。南京林业大学注重提高家居产品的智能化水平，增强用户体验感的研究；武汉工程大学和长春理工大学研究重点在于智能家居产品设计的理念与方法；而河北工业大学侧重从适老化的角度展开智能家居设计与研究。在CiteSpace 中Node Types参数设为Institution，得到如图3 所示的机构合作图谱，所得节点数117，连线数16，可见该领域研究中发文单位比较分散，且缺少机构之间的合作。

图3 2011—2022 年中国智能家居产品设计研究机构合作图谱

2.4 关键词分析

关键词是文章主要内容的凝练，通过对关键词出现的年份、频率等信息的分析，可以得到该研究领域的热点、重要性、受关注度等。

2.4.1 研究热点

将Node Types 参数设为Keyword，时间为2011年1 月至2022 年12 月，时间切片设1 年，可得到关键词共现网络图谱（如图4 所示）和高频关键词中心度列表（如表1 所示）。关键词字号越大代表它出现频率越高，连线越粗意味着关键词之间联系越紧密；中心度数值越大，表示关键词受关注程度越高。图4中有180 个共现关键词节点，391 条连线。从表1 中可以看出，高频关键词中心性在前20 位中有5 个达到0.1及以上，分别为“智能家居”“产品设计”“交互设计”“用户体验”“设计”，可见智能家居产品设计、交互设计、用户体验是该领域的研究重点，研究内容上较为分散，包含了产品设计、用户需求、交互设计、智能技术等多个方面。

表1 中国智能家居产品设计研究高频关键词及其中心度

图4 中国智能家居产品设计研究关键词共现网络图谱

2.4.2 热点演化与研究发展阶段

应用Timeline 图谱可以把研究领域的研究热点按照时间序列进行排列，将同一年份的研究热点进行聚类集合。通过关键词聚类可得2 个重要的评价指标来反映聚类结果的好坏。一个指标是网络模块化评价指标Modularity Q，数值范围是[-0.5，1]，值越大表明社区划分效果越好；另一个指标是网络同质性平均值Mean Silhouette，其值范围是[-1，1]，值越高表明聚类结果越好。

图5 为中国智能家居产品设计研究关键词聚类图谱，分析结果显示Q值为0.577 2，大于0.3，S值为0.876 2，大于0.7，表明该研究的聚类结果很好。

图5 中国智能家居产品设计研究关键词聚类Timeline 图谱

另外，研究中应用CiteSpace 的Burstness 算法分析关键词，得到如图6 所示的关键词突现图，反映某词语在某个时间段内使用频次大幅增加，形成该领域研究的关键词术语。

图6 关键词突现图

结合图5 与图6 的分析结果，可将中国智能家居产品设计研究的发展划分为以下3 个阶段。

第一阶段为2014 年以前。该阶段研究成果较少，是该领域研究的初期阶段。从图5 中可以看出，该阶段的研究中“智能家居”关键词节点最大，在此基础上衍生出“产品设计”“交互设计”等热点词汇，继续衍生，又出现了“工业设计”“老年人”“传感器”等研究热点，反映了这一时期的研究主要在于智能技术在产品设计中的应用，从而提高家居产品的适用性及智能化水平。

第二阶段为2015—2018 年。此阶段发文量有了明显增长，是中国智能家居产品设计研究的发展阶段。这一时期出台的《中国制造2025》[3]《新一代人工智能发展规划》[4]等相关政策，为中国智能家居产品设计的快速发展提供了强大的制度保障，成为了强有力支持与后盾。研究主题呈现多元化，出现了“智能照明”“生活形态”“人性化”等突现关键词。由Timeline图谱可见，主要形成了“用户体验”“人机交互”“用户需求”等研究节点，这表明这一时期的研究更多关注了人的因素，从用户体验、用户需求、人性化设计等角度突显以人为中心的设计理念，但涉及到的产品载体的类别较为单一。

第三阶段为2019 年以后。此阶段发文量迅速增长，进入了深入探索与应用阶段。2019 年作为发文最多的年份，出现了“人工智能”“家居”“情境分析”等关键词，2020 年出现的关键词节点有“设计策略”“情感化”“服务设计”等，2021 年出现了“艺智融合”“数据分析”“信息技术”等关键词，2022 年出现了“智能鞋柜”“情感交流”“未来化”等关键词。可见该阶段的研究包含了设计需求、创新应用、设计策略、艺智融合等新的主题，研究内容更加系统和全面。

3 研究主题与发展趋势

3.1 研究主题方向

在关键词可视化分析结果的基础上，将该领域研究的主题方向归纳如下。

3.1.1 生活形态与智能家居产品设计

互联网技术的普遍应用给人们的生活形态带来了明显的改变，这使得智能家居产品的设计需求也随之发生了一定的改变。2016 年，谭嫄嫄等[5]从用户行为学、社会学等方面，研究了家庭生活形态对智能家居产品发展及设计趋势的影响。在生活形态方面，较多的研究是基于人口老龄化问题，研究智能家居产品的适老化需求[6-11]。其他生活形态下的相关研究数量较少，但会较为具体的针对特定的生活情境展开研究。例如，韩英师等[12]针对小户型的家居环境，展开了多功能智能家居产品布局及设计的研究。霍春晓[13]以421家庭模式为例，提出了基于地域文化属性和特定家庭模式的智能家居产品的设计思路。

3.1.2 智能家居产品交互设计

2011 年，陆琬青等[14]将交互设计理念引入智能家居产品设计的研究中。“交互设计”作为关键词在该领域的研究中首次出现是在2014 年，到了2017 年其使用频率有了大幅增加。2014 年，熊喜秋等[15]对智能家居的控制面板展开人机交互设计研究，并通过相关设计实践对研究结果加以验证。2017 年，黄群等[16]针对老年人的智能照明产品进行了交互设计研究；王薇等[17]对智能家居产品交互设计的操作形式进行了相关探讨；何泰等[18]站在交互设计的视角，探讨了家居产品的创新设计原则。

3.1.3 情感化设计需求

2011 年开始，中国学者开始了智能家居产品情感化设计的研究，陆琬青等[14]认为智能家居产品设计应该在情感化设计、体验设计等多种理论的指导下进行；晏鑫[19]、李翠等[20]、黄成源[21]分别分析了智能家居产品设计中的情感化需求，并结合设计案例研究有效的设计原则和方法；黄瑞等[22]从语义、情感、色彩3 个不同层面出发，提出了智能家居产品的设计方法。

3.1.4 技术驱动下的设计革新

智能家居产品设计在技术革新及设计体验升级的驱动下得以发展，伴随着物联网、5G 平台、人工智能的发展，中国的智能家居产品设计领域有了快速发展。卢菲菲等[23]认为物联网的导入，为智能家居产品的设计引入了新的设计理念，同时为其进一步发展建立了新的目标；陈威龙等[24]应用人工智能技术对“智慧家居”系统设计中的科技与艺术共融进行了分析与研究；秦朴洁等[25]、房雅珉等[26]研究了5G 技术下智能家居产品设计的设计需求。

3.1.5 智能家居产品的创新应用

智能家居产品从早期的插座、音箱、照明等产品领域开始，到现在覆盖了智能环电、运动休闲、厨卫、安防等各大领域，其应用范围越来越广。从图5 所示的Timeline 图谱可见，2021 年出现了“卧室空间”“智能空调”等多种应用，2022 年出现了“气味识别”“智能鞋柜”“有氧运动”等关键词。

3.1.6 不同设计理念的引导

这一主题的研究在中国出现的相对较晚。2017 年，田野[27]基于绿色设计理念从思想、技术等层面上研究了未来集成式智能家居产品设计的意义及可行性；2021 年，姚雯[7]以服务设计理念为切入点，提出一种提高服务质量和用户体验的创新思维方式，促进老年人智能家居产品由形式的设计转化到体验的设计，使得智能家居产品能够更好地适应中国人口老龄化的问题；同年，李君华等[28]应用系统性思维使得智能家居产品设计中复杂和模糊的问题得以理清和细化，并应用于实践。

3.2 研究趋势预测

综合文献计量分析结果及中国智能家居产品设计宏观环境，发现该领域的研究不足，因此未来可研究的方向有以下4 个方面。

3.2.1 智能家居产品安全性研究

家居产品的智能化是市场的必然趋势，它给人们生活带来的改善与便利也是显而易见的，但智能家居产品也有隐患，其中最大的隐患就是个人信息与隐私问题。中国智能家居产品市场处于快速发展期，部分技术尚未成熟，也没有统一的产业标准，导致利用智能家居产品侵犯他人隐私实施犯罪的案例不断出现，但是前面的关键词分析中并未出现相关的词汇。因此，智能家居产品的安全性研究迫在眉睫，也是目前研究中的薄弱部分，未来可以进一步展开深入研究与探索。

3.2.2 用户需求研究

从前面的文献关键词分析结果中可以发现，“用户体验”“人性化”“适老化”“生活形态”等关键词在多个分析图谱中反复出现，这些关键词都反映了有关用户需求的问题。在未来研究中，用户需求依然会是主要研究内容，需要根据国家政策、社会模式、家庭结构等变化进一步细分人群，借助大数据掌握特定、准确的用户需求，从而有针对性地展开相关设计应用。如三胎的开放、应对新型冠状病毒等社会热点问题都会为智能家居产品的设计带来新的用户需求。

3.2.3 互联互通模式

智能家居产品的设计中需要考虑诸多环节，如用户需求、智能硬件、网络服务、软件界面、智能协同等，每个环节的实现效果及协同关系都会影响到产品的功能实现与用户体验效果，但是现有相关研究内容较少也不够深入。因此，未来应该打破现有的孤岛式模式，推动各环节、各领域之间的互联互通，强化作者、机构、学科之间的合作，进行资源的整合，探索更好的协作与互通模式。

3.2.4 集成化/套系化设计形式

家居类产品设计中对环境的适应性要求较高，目前家居产品在智能化水平方面的研究有很多，但是传统独立化的设计模式所产生的智能单品在同一家居环境中使用时依然会出现重复操作、相互干扰等问题。后面可以从集成化或套系化的设计模式方面展开研究，从设计之初就考虑到各功能之间的协调关系，进一步提高关联情境下智能家居产品的整体融合性，提高工作效率，给用户带来更好的用户体验。

4 结束语

基于中国知网数据库，对2011-01-01—2022-12-31之间的中国智能家居产品设计领域相关期刊发文进行检索，应用CiteSpace 对该领域的发文作者、研究机构、关键词等进行了可视化分析，确定了中国智能家居产品设计研究现状和主题方向，寻找该领域研究中的不足与空缺，预测未来的研究趋势。由于数据库在不断更新，同时分析中可能会遗漏一些关键词，对热点及主题的分析有些不够全面或存在一定的偏差，期望在之后的研究中加以完善和补充。