西安石油大学：《产品开发设计 Development & Design of Product》课程资源（设计指导书）产品开发课程设计指导书

产品开发课程设计指导书 第一章课程设计的目的和主要内容 、绪论 《产品开发设计》是工业设计专业本科生必修的专业课程。是一门综合前置 课程中学生已基本掌握的基础知识在具体的设计课程中得以进一步的掌握及学 会基础运用,通过具体的设计课题,逐渐成熟学生知识的综合运用能力;在市场 及产品的调研,综合分析,生产的工艺手段及材料、产品的结构构成和形式美学 等方面得以更加深人的认识和体会,从而使学生比较深刻的体会和了解到产品设 计的基本原则和方法。所以《产品开发设计》是一门由基础课,专业基础课,进 人到专业课学习的重点课程,也是学生巩固和进一步运用提高前置课程知识的关 键的学习阶段。 、课程设计的目的和主要内容 学生通过该课程学习,对所学过的知识进行综合运用,解决设计中的功能、 结构、材料、色彩及人机关系等问题,课程以现有中小型产品中对不良因素进行 改良设计为目标。课程主要任务是根据市场调査的第一手资料对产品提出问题, 制定解决方案进行改良设计,培养学生理论联系实际的好学风以及全面学习产品 设计的程序。 设计准备:a)设计定位b)产品改进设计的方法 2.资料收集(分析整理); 3.草图构思(介绍、讨论的方式); 4.方案确定(三视图,效果图); 5.讲评 学生在学完本课程设计后,应达到如下要求 1.培养学生通过各种方式协同调研资料、讨论的能力深入了解、掌握所确 定产品领域的相关技术、材料、结构信息、知识等; 2.通过拆装实际产品,理论和实践相结合 3.锻炼测量产品与绘制产品工程图的实践能力 运用产品开发设计的程序与方法进行产品创新设计。 本课题内容主要为所选对象产品设计,产品设计的内容包括所选定产品从造 型、结构、功能设计等方面综合考虑,结合大量草图构思、现有技术材料、市场 调研反复推敲进行产品概念设计,选择其中一种概念方案作为设计方案。 第二章产品功能设计 2.1功能的分类 2.1.1按功能的重要程度划分 按照功能的这种重要程度来划分,我们可以把事物的功能分为基本功能 和辅助功能。基本功能指的就是设计对象最主要的功能,也是用户最关心的功能。 无论产品的附加功能怎样扩充,都不能替代其基本功能。否则此物即彼物了。 例如,导航系统GPS在信息化时代里已摆脱其单一的功能,向多功能进 化。但是无论怎样进行功能上的叠加,都不可能抹煞其作为GPS最基本的功能

产品开发课程设计指导书 第一章 课程设计的目的和主要内容 一、绪论 《产品开发设计》是工业设计专业本科生必修的专业课程。是一门综合前置 课程中学生已基本掌握的基础知识在具体的设计课程中得以进一步的掌握及学 会基础运用，通过具体的设计课题，逐渐成熟学生知识的综合运用能力；在市场 及产品的调研，综合分析，生产的工艺手段及材料、产品的结构构成和形式美学 等方面得以更加深人的认识和体会，从而使学生比较深刻的体会和了解到产品设 计的基本原则和方法。所以《产品开发设计》是一门由基础课，专业基础课，进 人到专业课学习的重点课程，也是学生巩固和进一步运用提高前置课程知识的关 键的学习阶段。 二、课程设计的目的和主要内容 学生通过该课程学习，对所学过的知识进行综合运用，解决设计中的功能、 结构、材料、色彩及人机关系等问题，课程以现有中小型产品中对不良因素进行 改良设计为目标。课程主要任务是根据市场调查的第一手资料对产品提出问题， 制定解决方案进行改良设计，培养学生理论联系实际的好学风以及全面学习产品 设计的程序。 1. 设计准备：a)设计定位 b)产品改进设计的方法 2. 资料收集（分析整理）； 3. 草图构思（介绍、讨论的方式）； 4. 方案确定（三视图，效果图）； 5. 讲评。 学生在学完本课程设计后，应达到如下要求： 1．培养学生通过各种方式协同调研资料、讨论的能力深入了解、掌握所确 定产品领域的相关技术、材料、结构信息、知识等； 2．通过拆装实际产品，理论和实践相结合； 3．锻炼测量产品与绘制产品工程图的实践能力； 4．运用产品开发设计的程序与方法进行产品创新设计。 本课题内容主要为所选对象产品设计，产品设计的内容包括所选定产品从造 型、结构、功能设计等方面综合考虑，结合大量草图构思、现有技术材料、市场 调研反复推敲进行产品概念设计，选择其中一种概念方案作为设计方案。 第二章 产品功能设计 2.1 功能的分类 2.1.1 按功能的重要程度划分 按照功能的这种重要程度来划分，我们可以把事物的功能分为基本功能 和辅助功能。基本功能指的就是设计对象最主要的功能，也是用户最关心的功能。 无论产品的附加功能怎样扩充，都不能替代其基本功能。否则此物即彼物了。 例如，导航系统 GPS 在信息化时代里已摆脱其单一的功能，向多功能进 化。但是无论怎样进行功能上的叠加，都不可能抹煞其作为 GPS 最基本的功能

2.1.2按功能的性质划分 事物的功能除了满足人的使用需求,还可能满足人的精神需要。所以从 功能的性质角度,可分出物质功能和精神功能。一般而言,物质功能指产品的实 际使用功能、材质功能以及产品的适用性、可靠性、安全性和维修性等客观性功 能。精神功能则是指产品的外观造型给人的审美感受和产品的物质功能本身所表 现出的审美反馈。例如,审美、象征、教育等心灵感受。精神功能是现代工业设 计产品的功能发展方向之一,它具有情感化设计的特征 现代优秀艺术设计产品,不仅要满足用户的物质功能要求,还要切实考 虑精神功能的体现,达到理性和感性的和谐统 2.1.3按用户需求划分 从用户需求类来划分,可以把产品功能分为必要功能和不必要功能。必 要功能是属于用户实用性功能,这种功能必须满足用户需求,并被用户所承认。 产品的功能不能满足用户需求,就属于功能不足;但如果反过来说,有些产品的 功能超过了用户需求范围,则是不必要功能。 2.1.4按功能实现的手段划分 在数字化、虚拟化的今天,现代设计领域越来越宽泛。除了我们熟知的 产品设计、环境艺术设计、室内设计、服装设计、平面设计等常见领域之外,还 出现了软件设计、路线设计等新设计范畴。它们都有其特定的功能因素。因此, 按功能实现的手段来,可以把功能划分为硬功能和软功能。硬功能指真实存在的 实体功能。而软功能是一种没有固定体态的软件功能,其存在方式不是现实存在 的直观的事物,而是虚拟化的、数据化的预先设定。 因此,工业设计师必须充分掌握使用者的生理、心理需求。并将各种需求分 层次,定夺其设计目的和功能的优先次序,并在制作工程中充分发挥团队精神, 与有关的工程技术人员共同努力克服和协调艺术与技术之间的矛盾。惟有如此 才能设计出优秀的形性兼备的产品 综上所述,从不同的角度出发,功能的分类如下 2.2功能系统设计 在工程设计界,功能设计指的是对产品功能的创造性设计。功能设计起 源于1947年,美国工程师麦尔斯( L D Miles)在进行价值工程研究中得出一个 结论:“顾客购买的不是产品本身,而是产品所具有的功能”。从那时起,“功 能”思想成为设计学的最重要的概念。在当今国际化的竞争环境下,产品的创新 设计是提高一个国家产业优势和竞争力的基础。产品创新首先是原理方案的创新, 功能设计创新是产品原理方案创新的有效方法途径 功能设计法内容丰富,具体实施步骤并无统一模式,因为作为一种创新 活动,设计工作不可能用统一的模式来框定。尽管如此,帕尔和拜茨在《工程设计 学》一书中提出的功能分析方法目前仍是设计界公认的较有成效的方法之一,该 方法的一般步骤可以归纳为“需求分析→功能分析→寻求原理方案解→评价与 决策”。 设计是一种社会行为,正如苏格拉底在论柏拉图时所说:“艺术家恰当地安 排万物,驱使事物的这一部分与其他部分和谐一致,直到他创造出一个规则的有

2.1.2 按功能的性质划分 事物的功能除了满足人的使用需求，还可能满足人的精神需要。所以从 功能的性质角度，可分出物质功能和精神功能。一般而言，物质功能指产品的实 际使用功能、材质功能以及产品的适用性、可靠性、安全性和维修性等客观性功 能。精神功能则是指产品的外观造型给人的审美感受和产品的物质功能本身所表 现出的审美反馈。例如，审美、象征、教育等心灵感受。精神功能是现代工业设 计产品的功能发展方向之一，它具有情感化设计的特征。 现代优秀艺术设计产品，不仅要满足用户的物质功能要求，还要切实考 虑精神功能的体现，达到理性和感性的和谐统一。 2.1.3 按用户需求划分 从用户需求类来划分，可以把产品功能分为必要功能和不必要功能。必 要功能是属于用户实用性功能，这种功能必须满足用户需求，并被用户所承认。 产品的功能不能满足用户需求，就属于功能不足；但如果反过来说，有些产品的 功能超过了用户需求范围，则是不必要功能。 2.1.4 按功能实现的手段划分 在数字化、虚拟化的今天，现代设计领域越来越宽泛。除了我们熟知的 产品设计、环境艺术设计、室内设计、服装设计、平面设计等常见领域之外，还 出现了软件设计、路线设计等新设计范畴。它们都有其特定的功能因素。因此， 按功能实现的手段来，可以把功能划分为硬功能和软功能。硬功能指真实存在的 实体功能。而软功能是一种没有固定体态的软件功能，其存在方式不是现实存在 的直观的事物，而是虚拟化的、数据化的预先设定。 因此，工业设计师必须充分掌握使用者的生理、心理需求。并将各种需求分 层次，定夺其设计目的和功能的优先次序，并在制作工程中充分发挥团队精神， 与有关的工程技术人员共同努力克服和协调艺术与技术之间的矛盾。惟有如此， 才能设计出优秀的形性兼备的产品。 综上所述，从不同的角度出发，功能的分类如下 2.2 功能系统设计 在工程设计界，功能设计指的是对产品功能的创造性设计。功能设计起 源于 1947 年，美国工程师麦尔斯(L D Miles) 在进行价值工程研究中得出一个 结论:“顾客购买的不是产品本身,而是产品所具有的功能”。从那时起,“功 能”思想成为设计学的最重要的概念。在当今国际化的竞争环境下,产品的创新 设计是提高一个国家产业优势和竞争力的基础。产品创新首先是原理方案的创新, 功能设计创新是产品原理方案创新的有效方法途径。 功能设计法内容丰富,具体实施步骤并无统一模式,因为作为一种创新 活动,设计工作不可能用统一的模式来框定。尽管如此,帕尔和拜茨在《工程设计 学》一书中提出的功能分析方法目前仍是设计界公认的较有成效的方法之一,该 方法的一般步骤可以归纳为“需求分析→功能分析→寻求原理方案解→评价与 决策”。 设计是一种社会行为，正如苏格拉底在论柏拉图时所说：“艺术家恰当地安 排万物，驱使事物的这一部分与其他部分和谐一致，直到他创造出一个规则的有

序的整体”,设计作为一种掺杂着理性的艺术创作,其原理的运用必然是一个有 机整体。在现代产品设计中的产品功能设计方法中,最主要的就是功能系统设计 2.2.1功能系统分析的涵义 功能系统分析是产品设计创新的中心环节之一 功能系统分析包括功能定义、功能整理和功能计量等内容。通过功能定 义和功能整理,从定性的角度回答“对象有那些功能”和“这些功能处于什幺地 位”的问题;通过功能计量,从定量的角度回答“对象的必要功能是多少”的问 题 2.2.2功能系统分析的作用 (1)明确用户的功能要求 在用户要求方面,主要考虑使用目的、使用性能、使用环境、使用要求 以及外观、价格、交货期等。企业条件方面主要考虑企业经营方针和生产条件。 此外,还要考虑设计能力、试验条件、供应条件、销售能力等因素 (2)转向对功能的研究 对功能系统进行分析,可以从根本上突破产品原有实物形态的束缚,将 传统的产品结构分析硏究转移到对功能的分析研究上来。通过功能分析,进行功 能设计及功能改善,从而改变(或创造新的)产品结构。 (3)可靠地实现必要功能 要可靠地实现对象的必要功能,就要剔除过剩功能,补充不足功能,或 增加新的功能。 2.2.3功能创新的基础——功能定义 功能定义,就是把设计对象所要求的功能进行抽象的描述,逐一下定义 把产品的物理特性分解、组合,逐项转换成各功能特征,以明确产品的本质。 设计的出发创新点是功能,是需求的具体化和科学化体现,为后继新的 功能整理、功能评价和创新方案等奠定基础。) (1)功能定义的目的 1)明确揭示产品本质 产品的本质是功能。现有产品只是实现用户所需功能的方式或手段的 种形式,除此之外,还有许多其它的功能实现方式 2)明确用户要求的功能 用户的需求是产品存在的依据。 3)便于确定功能结构 功能定义对产品本质的、抽象的描述,有助于我们理清产品的功能结构 区分必要功能、次要功能与多余功能。 4)便于进行功能评价 功能定义不仅定义产品的整体功能,还要对零部件(或各结构要素)的具 体功能逐一定义。 5)便于设计创新,开阔新思路。 用户对产品的关心,在于其功能是否满足需求,而非实现功能的具体形 式.随着科技的发展,实现功能的方式与手段越来越多,对产品功能的抽象描述

序的整体”，设计作为一种掺杂着理性的艺术创作，其原理的运用必然是一个有 机整体。在现代产品设计中的产品功能设计方法中，最主要的就是功能系统设计。 2.2.1 功能系统分析的涵义 功能系统分析是产品设计创新的中心环节之一。 功能系统分析包括功能定义、功能整理和功能计量等内容。通过功能定 义和功能整理，从定性的角度回答“对象有那些功能”和“这些功能处于什幺地 位”的问题；通过功能计量，从定量的角度回答“对象的必要功能是多少”的问 题。 2.2.2 功能系统分析的作用 (1) 明确用户的功能要求 在用户要求方面，主要考虑使用目的、使用性能、使用环境、使用要求 以及外观、价格、交货期等。企业条件方面主要考虑企业经营方针和生产条件。 此外，还要考虑设计能力、试验条件、供应条件、销售能力等因素。 (2) 转向对功能的研究 对功能系统进行分析，可以从根本上突破产品原有实物形态的束缚，将 传统的产品结构分析研究转移到对功能的分析研究上来。通过功能分析，进行功 能设计及功能改善，从而改变(或创造新的)产品结构。 (3) 可靠地实现必要功能 要可靠地实现对象的必要功能，就要剔除过剩功能，补充不足功能，或 增加新的功能。 2.2.3 功能创新的基础——功能定义 功能定义，就是把设计对象所要求的功能进行抽象的描述，逐一下定义。 把产品的物理特性分解、组合，逐项转换成各功能特征，以明确产品的本质。 设计的出发创新点是功能，是需求的具体化和科学化体现，为后继新的 功能整理、功能评价和创新方案等奠定基础。） (1) 功能定义的目的 1）明确揭示产品本质 产品的本质是功能。现有产品只是实现用户所需功能的方式或手段的一 种形式，除此之外，还有许多其它的功能实现方式。 2）明确用户要求的功能 用户的需求是产品存在的依据。 3）便于确定功能结构 功能定义对产品本质的、抽象的描述，有助于我们理清产品的功能结构， 区分必要功能、次要功能与多余功能。 4）便于进行功能评价 功能定义不仅定义产品的整体功能，还要对零部件(或各结构要素)的具 体功能逐一定义。 5）便于设计创新，开阔新思路。 用户对产品的关心，在于其功能是否满足需求，而非实现功能的具体形 式.随着科技的发展，实现功能的方式与手段越来越多，对产品功能的抽象描述

有利于分离产品的功能载体(实物)与其所实现的功能,从而围绕着用户要求的功 能进行本质的思考。 (2)功能定义的对象 功能定义的对象既可以是产品,也可以是它们的组成部分(如零部件、 成分或工序、操作等),即要对产品的总体下定义,又要对各有关零部件下定义, 因为用户所需求的终极功能,往往需要许多中间功能形式或其它功能形式及手段 来实现 因此,为了提高总体对象的价值,除了要分析研究产品的总功能之外 还需分析研究其组成部分的功能(即局部功能)。 (3)功能定义的步骤 功能定义要求简洁、准确。(熨斗的基本功能是提供热量,而它产品目 的是使衣物平整。) 首先,要明确产品的目的,也就是用户的基本需求,这是功能定义的前 提 随后,明确产品的整体功能,即产品的最基本功能,并且注意区别它与 产品目的之间的差异。 然后,在功能整体定义的基础上,由上而下、由主到次地逐级为产品的各构成要 素明确功能定义。 最后,找出那些受使用条件、使用时间、使用环境等限制而派生的次要 功能。 2.2.4功能定义的方法 (1)使用功能的定义方法 使用功能大多是以一定的动作行为作用于某一特定的对象。所以,对使 用功能下定义时,要用由动词与名词构成的动宾词组来描述。 (2)对外观功能的定义方法 对外观功能和美学功能下定义时,通常是用形容词来描述对象的外观 特性或艺术风格特征,工艺水平等。 (3)辅助功能的定义方法 辅助功能的定义通常用形容词来描述对象具有辅助性功能程度,被描述 的主体可用名词或动词表述,即可按对象性质的不同分别采用动宾词组或主谓词 组来下定义。(图2-1,关于音响的定义)

有利于分离产品的功能载体(实物)与其所实现的功能，从而围绕着用户要求的功 能进行本质的思考。 (2)功能定义的对象 功能定义的对象既可以是产品，也可以是它们的组成部分(如零部件、 成分或工序、操作等)，即要对产品的总体下定义，又要对各有关零部件下定义， 因为用户所需求的终极功能，往往需要许多中间功能形式或其它功能形式及手段 来实现。 因此，为了提高总体对象的价值，除了要分析研究产品的总功能之外， 还需分析研究其组成部分的功能(即局部功能)。 (3)功能定义的步骤 功能定义要求简洁、准确。（熨斗的基本功能是提供热量，而它产品目 的是使衣物平整。） 首先，要明确产品的目的，也就是用户的基本需求，这是功能定义的前 提。 随后，明确产品的整体功能，即产品的最基本功能，并且注意区别它与 产品目的之间的差异。 然后，在功能整体定义的基础上，由上而下、由主到次地逐级为产品的各构成要 素明确功能定义。 最后，找出那些受使用条件、使用时间、使用环境等限制而派生的次要 功能。 2.2.4 功能定义的方法 (1) 使用功能的定义方法 使用功能大多是以一定的动作行为作用于某一特定的对象。所以，对使 用功能下定义时，要用由动词与名词构成的动宾词组来描述。 (2) 对外观功能的定义方法 对外观功能和美学功能下定义时，通常是用形容词来描述对象的外观、 特性或艺术风格特征，工艺水平等。 (3)辅助功能的定义方法 辅助功能的定义通常用形容词来描述对象具有辅助性功能程度，被描述 的主体可用名词或动词表述，即可按对象性质的不同分别采用动宾词组或主谓词 组来下定义。（图 2-1，关于音响的定义）

主语名司)语形间 蕺讖訑 (4)功能定义的要求 对功能下定义时,必须简明准确、便于测定、适当抽象和一一对应,方 能达到上述的三点目的。 1)简明准确 功能定义的表达必须简明准确,切合实际,一般尽可能只用一个名词加 个动词的动宾词组或主谓词组来描述 2)名词量化 要尽量使用能够定量量度的名词来定义功能,以利于在评价功能及方案 时,便于比较和计算,使用户能迅速准确的了解有关性能指标。 3)动词抽象 尽可能使用抽象化的动词来描述功能,使用容易激发思维的词汇,不要 模棱两可,特别要避免用否定式词汇表示,以及与实现功能的现行方式直接挂钩 的方式定义。这样才能超越实物形态,摆脱现行方案的束缚,扩大思路,增加构 思出实现功能要求的新方案的可能性 4)一一对应 产品及构成要素(零部件)的功能要一项一项地明确和区分,每一项功 能只能有一个定义。 5)系统、全面 功能定义时应注意系统而全面地反映对象(及其组成要素)所具有的全 部功能。 2.25功能创新关键——功能整理 功能整理是功能分析的第二个重要步骤,它用系统的观点将已经定义了 的功能加以系统化,找出各局部功能相互之间的逻辑关系,并用图表形式表达 以明确产品的功能系统。 (1)功能整理的目的 通过功能整理,就可从大量的功能中区分出它们之间的层次和归属关 系,搞清它们是如何组成与产品结构相应的体系来实现产品的总功能。进而整理 出一个与产品结构(或要素)相应的功能系统来,为功能评价和构思方案提供依 据 )明确功能类别 2)确认必要功能 3)掌握功能区域 4)完善功能定义 5)明确设计构思

(4)功能定义的要求 对功能下定义时，必须简明准确、便于测定、适当抽象和一一对应，方 能达到上述的三点目的。 1）简明准确 功能定义的表达必须简明准确，切合实际，一般尽可能只用一个名词加 一个动词的动宾词组或主谓词组来描述。 2）名词量化 要尽量使用能够定量量度的名词来定义功能，以利于在评价功能及方案 时，便于比较和计算，使用户能迅速准确的了解有关性能指标。 3）动词抽象 尽可能使用抽象化的动词来描述功能，使用容易激发思维的词汇，不要 模棱两可，特别要避免用否定式词汇表示，以及与实现功能的现行方式直接挂钩 的方式定义。这样才能超越实物形态，摆脱现行方案的束缚，扩大思路，增加构 思出实现功能要求的新方案的可能性。 4）一一对应 产品及构成要素（零部件）的功能要一项一项地明确和区分，每一项功 能只能有一个定义。 5）系统、全面 功能定义时应注意系统而全面地反映对象(及其组成要素)所具有的全 部功能。 2.2.5 功能创新关键——功能整理 功能整理是功能分析的第二个重要步骤，它用系统的观点将已经定义了 的功能加以系统化，找出各局部功能相互之间的逻辑关系，并用图表形式表达， 以明确产品的功能系统。 (1)功能整理的目的 通过功能整理，就可从大量的功能中区分出它们之间的层次和归属关 系，搞清它们是如何组成与产品结构相应的体系来实现产品的总功能。进而整理 出一个与产品结构(或要素)相应的功能系统来，为功能评价和构思方案提供依 据。 1）明确功能类别 2）确认必要功能 3）掌握功能区域 4）完善功能定义 5）明确设计构思

(2)功能整理的逻辑体系 产品的各零部件(或各组成要素)的功能,都是为了产品的总体功能而 存在的,每个零件(或要素)的功能都有自己的目的,为了实现某个目的功能,又 必定要有相应的手段。热水瓶的总体功能是“储存热水”,为了达到这个目的 需要有“保持水温”作为手段,而“保持水温”又需要有三个并列的功能 “减少传导”、“减少辐射”、“减少对流”作为它的手段)产品的各组 成要素功能也相互联系、相互制约,构成产品的功能系统。 (3)功能整理的方法 功能整理的基本方法是运用FAST法(即功能分析系统技术)来绘制功 能系统图。功能系统图由明确了相互关系的功能有规律地排列而成,它能清楚地 反映出产品的设计构思和功能之间的逻辑关系,是产品的功能图纸 1)编制功能卡片 将对象及其组成要素的所有功能定义一一编制成卡片,每张卡片记载 个功能。(图2-2,温控器的功能定义卡片) 战器 2)选出基本功能 先挑选出最基本的功能,也就是最上位功能,作为排列功能系统的基本 起点 3)明确各功能之间的关系 随意抽取一张卡片,逐一提问“这个功能的目的是什么?”“实现它的 手段是什么?”从而找出它的目的功能(即上位功能)和手段功能(即下位功能)。 2.2.6功能创新的决策环节——功能计量 通过功能定义和功能整理对功能进行定性分析之后,可利用功能系统图 作为工具,依据目的手段的逻辑关系,逐级测算、分析,定出各级功能程度的数 量指标。功能的数量指标有两类,一是对象现有的功能水平,二是对象应有的功 能水平。 2.2.7总体功能的量化 总体功能的量化应以使用者的合理要求为出发点,以一定的手段、方法, 确定其必要功能的数量标准,能在质和量两方面充分满足某些特定使用者(如细 分市场的用户等)的功能要求(包括合理的安全系统),而无过剩或不足。 依据“手段功能必须满足目的功能的要求”这一原则,运用目的-手段 的逻辑判断,由上而下逐级推算、测定各级手段功能的数量标准,确保手段功能 既充分又必要;同时还应注意各手段功能之间的横向的动态平衡和合理匹配

(2)功能整理的逻辑体系 产品的各零部件（或各组成要素）的功能，都是为了产品的总体功能而 存在的，每个零件(或要素)的功能都有自己的目的，为了实现某个目的功能，又 必定要有相应的手段。热水瓶的总体功能是“储存热水”，为了达到这个目的， 需要有“保持水温”作为手段，而“保持水温”又需要有三个并列的功能 ——“减少传导”、“减少辐射”、“减少对流”作为它的手段 ）产品的各组 成要素功能也相互联系、相互制约，构成产品的功能系统。 (3)功能整理的方法 功能整理的基本方法是运用 FAST 法（即功能分析系统技术）来绘制功 能系统图。功能系统图由明确了相互关系的功能有规律地排列而成，它能清楚地 反映出产品的设计构思和功能之间的逻辑关系，是产品的功能图纸。 1）编制功能卡片 将对象及其组成要素的所有功能定义一一编制成卡片，每张卡片记载一 个功能。（图 2-2， 温控器的功能定义卡片） 2）选出基本功能 先挑选出最基本的功能，也就是最上位功能，作为排列功能系统的基本 起点。 3）明确各功能之间的关系 随意抽取一张卡片，逐一提问“这个功能的目的是什么?”“实现它的 手段是什么？”从而找出它的目的功能(即上位功能)和手段功能（即下位功能)。 2.2.6 功能创新的决策环节——功能计量 通过功能定义和功能整理对功能进行定性分析之后，可利用功能系统图 作为工具，依据目的手段的逻辑关系，逐级测算、分析，定出各级功能程度的数 量指标。功能的数量指标有两类，一是对象现有的功能水平，二是对象应有的功 能水平。 2.2.7 总体功能的量化 总体功能的量化应以使用者的合理要求为出发点，以一定的手段、方法， 确定其必要功能的数量标准，能在质和量两方面充分满足某些特定使用者(如细 分市场的用户等)的功能要求（包括合理的安全系统），而无过剩或不足。 依据“手段功能必须满足目的功能的要求”这一原则，运用目的-手段 的逻辑判断，由上而下逐级推算、测定各级手段功能的数量标准，确保手段功能 既充分又必要；同时还应注意各手段功能之间的横向的动态平衡和合理匹配

2.3现代产品功能设计的新方向 产品是科学技术发展的实物载体。在现代产品功能逐渐丰富的今天,人 们享受着科学技术所带来的愉悦生活的同时,更加注重产品性能的环保因素,从 世纪80年代的“绿色设计”,到90年代的“生态设计”,再到21世纪初的 可持续设计”,无不是在提醒着设计师和使用者对和谐社会的关注。这种趋势 在产品功能上的体现,一方面是新的技术和材质的应用;另一方面是产品使用过 程的绿色设计。从原先的“末端治理技术”发展为现在的“可循环回收技术 从本质上来说,功能设计是一种系统设计的方法,也是一种最易产生创 新构思的方法。未来产品创新的重要手段就是功能创新。设计者要基于扎实而广 泛的知识基础上,融合创新意识、灵活的思维方法、对创造性功能、结构、材料 等方面的认识和理解而进行功能创新。 功能设计是产品设计最关键的环节,同时也是最容易有创意点的环节。 学生通过对产品功能设计原理这一章的学习,要求理解功能主义设计方法的产生 和发展,并熟练掌握功能定义的方法以及如何对产品进行功能整理。同时要了解 功能设计的其他相关知识。为以后章节的学习打好基础。 第三章产品形态设计 产品的实体形态始终是产品设计中的重要组成部分,它是产品功效和情 感的外在体现,同时也体现了设计者对产品本身及其所处的市场、环境、社会的 总体理解与把握。 所谓“形态”,它包含了二层意思,即“形状”和“神态”。“形”常 是指一个物体外在的体貌特征,是物质在一定的条件下可见的外在表现形式。 “态”则是指物体内在呈现出的不同的精神特征,是蕴藏在物体内的精神状态。 “形态”综合起来就是指物体外形与神态的综合。 品构成了人们的生活环境,人们对产品的期望也从简单的物质性追求 上升为物质与精神并重的层次。一方面产品必须满足使用要求,即有良好的工作 性能,另一方面还要满足人们精神感受上的要求,其中就包括宜人的外在形态带 给人的美的感受。 3.1产品形态设计的重要因素 在工业产品产生的整个过程中,直接参与产品形态设计的主要因素有7 个 1)产品功能与形态结构 2)单元形态 3)尺度比例 )材料选择 5)表面处理 6)色彩配置 7)信息采集 3.1.1产品功能与形态结构 件产品通常由多个不同的简单形体组合而成,这些基本形体间的相互关系 构成了产品的形态结构。不同的物质功能是形成产品多种形态,进而派生出不同 设计方案的依据。不同的形态结构表现出产品形态设计的不同风格和特点。因此

2.3 现代产品功能设计的新方向 产品是科学技术发展的实物载体。在现代产品功能逐渐丰富的今天，人 们享受着科学技术所带来的愉悦生活的同时，更加注重产品性能的环保因素，从 20 世纪 80 年代的“绿色设计”，到 90 年代的“生态设计”，再到 21 世纪初的 “可持续设计”，无不是在提醒着设计师和使用者对和谐社会的关注。这种趋势 在产品功能上的体现，一方面是新的技术和材质的应用；另一方面是产品使用过 程的绿色设计。从原先的“末端治理技术”发展为现在的 “可循环回收技术”。 从本质上来说，功能设计是一种系统设计的方法，也是一种最易产生创 新构思的方法。未来产品创新的重要手段就是功能创新。设计者要基于扎实而广 泛的知识基础上，融合创新意识、灵活的思维方法、对创造性功能、结构、材料 等方面的认识和理解而进行功能创新。 功能设计是产品设计最关键的环节，同时也是最容易有创意点的环节。 学生通过对产品功能设计原理这一章的学习，要求理解功能主义设计方法的产生 和发展，并熟练掌握功能定义的方法以及如何对产品进行功能整理。同时要了解 功能设计的其他相关知识。为以后章节的学习打好基础。 第三章 产品形态设计 产品的实体形态始终是产品设计中的重要组成部分，它是产品功效和情 感的外在体现，同时也体现了设计者对产品本身及其所处的市场、环境、社会的 总体理解与把握。 所谓“形态”，它包含了二层意思，即“形状”和“神态”。“形”常 是指一个物体外在的体貌特征，是物质在一定的条件下可见的外在表现形式。 “态”则是指物体内在呈现出的不同的精神特征，是蕴藏在物体内的精神状态。 “形态”综合起来就是指物体外形与神态的综合。 产品构成了人们的生活环境，人们对产品的期望也从简单的物质性追求 上升为物质与精神并重的层次。一方面产品必须满足使用要求，即有良好的工作 性能，另一方面还要满足人们精神感受上的要求，其中就包括宜人的外在形态带 给人的美的感受。 3.1 产品形态设计的重要因素 在工业产品产生的整个过程中，直接参与产品形态设计的主要因素有 7 个： 1）产品功能与形态结构 2）单元形态 3）尺度比例 4）材料选择 5）表面处理 6）色彩配置 7）信息采集 3.1.1 产品功能与形态结构 一件产品通常由多个不同的简单形体组合而成，这些基本形体间的相互关系 构成了产品的形态结构。不同的物质功能是形成产品多种形态，进而派生出不同 设计方案的依据。不同的形态结构表现出产品形态设计的不同风格和特点。因此

在设计构思阶段就要充分考虑产品形态结构的合理性、宜人性以及所表现出的均 衡、稳定、秩序、轻巧等效果。 3.1.2单元形态 单元形态是指组成产品的各个单元本身(零、部件)的形态。单元形态是 根据产品所要实现的各种功能而确定的,如为实现运动、固定、连接、显示、操 作等要求,就产生了相应的为功能服务的单元形态。组成产品的单元之间互相联 系又互相制约,所以单元形态的设计是建立在总体结构设计和总体造型的基础 上。要尽量保证单元形态之间的协调和统一,形态的统一就是将造型化繁为简, 从而能使之迅速的传达出产品的功能和特征。 3.1.3尺度比例 单元形态本身的尺寸大小以及单元之间,单元与总体之间的比例关系也 是形态设计的主要方面。优良的形态设计都具有良好的尺度和比例关系。尺度与 比例的制定是在保证实现实用功能的前提下,以人的生理及心理需求为出发点, 以数理逻辑理论为依据而进行的。正确的比例关系,不仅能在视觉上产生愉悦 功能上也能起到平衡稳固的作用。 3.1.4材料选择 材料是实现产品的基本条件,设计材料的形态通常分线材、片材和块材。 不同的材料形态蕴含着不同的信息和情感。设计材料的选择应遵循5大原则:(1 材料的外观;(2)材料的固有特性;(3)材料的工艺性;(4)材料的生产成 本及环境因素;(5)材料的创新。随着现代科学技术的进步,许多新材料不断 被发明和应用,因此,根据不同的产品结构、功能和要求,选择适宜的材料,也 将会为产品形态的多方案设计提供各种可行性的依据。值得注意的是我们在产品 形态设计中必须要发挥材料本身的自然美,将材质的特征和产品的功能有机的结 合在一起,这才是现代工艺的完美追求 3.1.5表面处理 产品的表面处理主要体现在加工工艺和外观装饰方面。众所周知,产品 的表面处理是外观产品精神功能的主要方面之一,尽管产品造型形态优美,而如 果加工工艺粗糙、装饰不当,也会使产品的形态黯然失色。因此,采用先进的加 工工艺和现代装饰手段也是进一步提高产品功能,提高产品全面质量的重要途 径

在设计构思阶段就要充分考虑产品形态结构的合理性、宜人性以及所表现出的均 衡、稳定、秩序、轻巧等效果。 3.1.2 单元形态 单元形态是指组成产品的各个单元本身(零、部件)的形态。单元形态是 根据产品所要实现的各种功能而确定的，如为实现运动、固定、连接、显示、操 作等要求，就产生了相应的为功能服务的单元形态。组成产品的单元之间互相联 系又互相制约，所以单元形态的设计是建立在总体结构设计和总体造型的基础 上。要尽量保证单元形态之间的协调和统一，形态的统一就是将造型化繁为简， 从而能使之迅速的传达出产品的功能和特征。 3.1.3 尺度比例 单元形态本身的尺寸大小以及单元之间，单元与总体之间的比例关系也 是形态设计的主要方面。优良的形态设计都具有良好的尺度和比例关系。尺度与 比例的制定是在保证实现实用功能的前提下，以人的生理及心理需求为出发点， 以数理逻辑理论为依据而进行的。正确的比例关系，不仅能在视觉上产生愉悦， 功能上也能起到平衡稳固的作用。 3.1.4 材料选择 材料是实现产品的基本条件，设计材料的形态通常分线材、片材和块材。 不同的材料形态蕴含着不同的信息和情感。设计材料的选择应遵循 5 大原则：（1） 材料的外观；（2）材料的固有特性；（3）材料的工艺性；（4）材料的生产成 本及环境因素；（5）材料的创新。随着现代科学技术的进步，许多新材料不断 被发明和应用，因此，根据不同的产品结构、功能和要求，选择适宜的材料，也 将会为产品形态的多方案设计提供各种可行性的依据。值得注意的是我们在产品 形态设计中必须要发挥材料本身的自然美，将材质的特征和产品的功能有机的结 合在一起，这才是现代工艺的完美追求。 3.1.5 表面处理 产品的表面处理主要体现在加工工艺和外观装饰方面。众所周知，产品 的表面处理是外观产品精神功能的主要方面之一，尽管产品造型形态优美，而如 果加工工艺粗糙、装饰不当，也会使产品的形态黯然失色。因此，采用先进的加 工工艺和现代装饰手段也是进一步提高产品功能，提高产品全面质量的重要途 径

3.1.6色彩配置 作为产品的外观,色彩不仅具备审美性和装饰性,而且还具备符号意义 和象征意义。作为视觉审美的核心,色彩深刻地影响着人们的视觉感受和情绪状 态。人类对色彩的感觉最强烈、最直接,印象也最深刻,产品的色彩来自于色彩 对人的视觉感受和生理刺激,以及由此而产生的丰富的经验联想和生理联想,从 而产生复杂的心理反应。产品设计中的色彩,包括色相明度、纯度,以及色彩对 人的生理、心理的影响。色彩给人的感受是强烈的,不同的色彩及组合会给人带 来不同的感受:红色热烈、蓝色宁静、紫色神秘、白色单纯、黑色凝重、灰色质 朴,表达出不同的情绪成为不同的象征。产品设计中的色彩暗示人们的使用方式 和提醒人们的注意,如传统照相机大多以黑色为外壳表面,显示其不透光性,同 时提醒人们注意避光,并给人以严谨感,而现代数码相机则以银色、灰色以及更 多鲜明的色彩系列作为产品的色彩呈现。色彩设计应依据产品表达的主题,体现 其诉求。而对色彩的感受还受到所处时代、社会、文化、地区及生活方式、习俗 的影响,反映着追求时代潮流的倾向 3.1.7信息采集 工业设计有着反映传统文化和新兴文化的重要功效,是一个国家、地区 文化的形象写照。同时,文化的变革,也直接影响着工业设计发展。在设计史上 出现的各种设计风格,很多都是在科学技术发展所带来的新生文化之下诞生的。 科学技术的飞速发展加速了文化的发展与沟通,不同文化的相互碰撞与融合给设 计带来了更加开阔的视野。对与产品设计相关的文化、经济、科技等信息,包括 上述可变因素在内的诸多信息的搜寻、选择、编码、组构、集成、优化,是最重 要的可变因素。舍此,则成功进行产品形态设计就是一句空话。因此,设计师需 要具备开放的设计观,只有植根于本民族优秀文化的基础之上,又不断吸收当代 先进的设计思想、理念,才能真正提升本土的工业设计水平 以上七个方面是设计时需处理的可变因素,对这些因素综合优化处理, 才能使产品的形态达到设计的预想目的。 3.2产品形态设计的基本原理 3.2.1极限性方法 任何一件产品在实现主要功能的前提下,无论是其使用特性,还是形态 结构都存在设计构思中所允许达到的极限状态。因此,将产品设计推向极限的思 考方法是产品设计创新的常用方法之一。 产品设计可以通过产品内部结构的变化来改变产品的形态。如电视机 通过增加显像管的扫描角度来缩短它的长度,当技术条件允许的情况下,电视机 的厚度极限就可向薄型方向发展,通过在电视背后集成先进的灯光系统,根据画 面内容自动调节亮度和颜色变化,缓解眼睛的疲劳。继而产生了悬挂式背光技术 液晶电视机。 通过增加或减少产品组件到一定极限来改变产品的使用特性和形态结 构,更重要的是减少组件数量这种极限状态。对产品形态设计的各个方案,都必 须仔细分析组成产品的各个单元,确定实现主要功能的必不可少的组件,这样就 产生了实现产品功能所允许的极限。 产品的极限状态包括:形态方面的曲直、厚薄、粗细、长短、高低;体 量方面的轻重、大小;功能方面的多少、运动距离、速度快慢、自动化程度的高 低等

3.1.6 色彩配置 作为产品的外观，色彩不仅具备审美性和装饰性，而且还具备符号意义 和象征意义。作为视觉审美的核心，色彩深刻地影响着人们的视觉感受和情绪状 态。人类对色彩的感觉最强烈、最直接，印象也最深刻，产品的色彩来自于色彩 对人的视觉感受和生理刺激，以及由此而产生的丰富的经验联想和生理联想，从 而产生复杂的心理反应。产品设计中的色彩，包括色相明度、纯度，以及色彩对 人的生理、心理的影响。色彩给人的感受是强烈的，不同的色彩及组合会给人带 来不同的感受：红色热烈、蓝色宁静、紫色神秘、白色单纯、黑色凝重、灰色质 朴，表达出不同的情绪成为不同的象征。产品设计中的色彩暗示人们的使用方式 和提醒人们的注意，如传统照相机大多以黑色为外壳表面，显示其不透光性，同 时提醒人们注意避光，并给人以严谨感，而现代数码相机则以银色、灰色以及更 多鲜明的色彩系列作为产品的色彩呈现。色彩设计应依据产品表达的主题，体现 其诉求。而对色彩的感受还受到所处时代、社会、文化、地区及生活方式、习俗 的影响，反映着追求时代潮流的倾向。 3.1.7 信息采集 工业设计有着反映传统文化和新兴文化的重要功效，是一个国家、地区 文化的形象写照。同时，文化的变革，也直接影响着工业设计发展。在设计史上 出现的各种设计风格，很多都是在科学技术发展所带来的新生文化之下诞生的。 科学技术的飞速发展加速了文化的发展与沟通，不同文化的相互碰撞与融合给设 计带来了更加开阔的视野。对与产品设计相关的文化、经济、科技等信息，包括 上述可变因素在内的诸多信息的搜寻、选择、编码、组构、集成、优化，是最重 要的可变因素。舍此，则成功进行产品形态设计就是一句空话。因此，设计师需 要具备开放的设计观，只有植根于本民族优秀文化的基础之上，又不断吸收当代 先进的设计思想、理念，才能真正提升本土的工业设计水平。 以上七个方面是设计时需处理的可变因素，对这些因素综合优化处理， 才能使产品的形态达到设计的预想目的。 3.2 产品形态设计的基本原理 3.2.1 极限性方法 任何一件产品在实现主要功能的前提下，无论是其使用特性，还是形态 结构都存在设计构思中所允许达到的极限状态。因此，将产品设计推向极限的思 考方法是产品设计创新的常用方法之一。 产品设计可以通过产品内部结构的变化来改变产品的形态。如电视机， 通过增加显像管的扫描角度来缩短它的长度，当技术条件允许的情况下，电视机 的厚度极限就可向薄型方向发展，通过在电视背后集成先进的灯光系统，根据画 面内容自动调节亮度和颜色变化，缓解眼睛的疲劳。继而产生了悬挂式背光技术 液晶电视机。 通过增加或减少产品组件到一定极限来改变产品的使用特性和形态结 构，更重要的是减少组件数量这种极限状态。对产品形态设计的各个方案，都必 须仔细分析组成产品的各个单元，确定实现主要功能的必不可少的组件，这样就 产生了实现产品功能所允许的极限。 产品的极限状态包括:形态方面的曲直、厚薄、粗细、长短、高低；体 量方面的轻重、大小；功能方面的多少、运动距离、速度快慢、自动化程度的高 低等

这里值得提出的是: 其一,产品的极限是随着现代科学技术的发展而不断改变的,因此,要 与时俱进地判断产品的极限状态 其二,设计构思不能超越产品极限。 其三,产品的极限要符合人类识别极限。比如,视觉阕值,知觉阕值。 当设计超出了人的基本识别阕值时,产品设计的意义将不复存在。 3.22反向性方法 在产品设计中将思路反转过来,从相反的角度来思考问题,分析研究新 事物、解决新问题,从中引导启发新的创意。任何事物都有正反两方面。通过反 向思维,在因果、功能、结构、形态等方面把设计从固定不变的传统观念中解脱 出来从而产生出全新的构思。 例如:电风扇的设计,通常是外罩不动,借助风扇摆动来实现多方位送 风,但是送风角度直接,风力生硬。通过反向思维,对产品结构重新设计,使风 扇不动,而外罩上的风栅转动,使风受到干扰后排出,这样送风角度大,风量柔 和,同时也简化了结构 3.2.3转换性方法 转换原理是指不同产品或事物之间的功能、形态、结构材料等方面互相 转换而启发出新的构思和创造性方案。这种转换通常通过联想、借鉴、类比、模 拟等手段进行。 3.24综合性方法 将现有技术和产品有机综合而形成新的设计和产品,综合的形式有以下几种: (1)主体附加 在原有设计中补充新内容,在原有产品上增加新部件,创造产品的新功能。如 自行车添加上电动机而产生电动自行车,摩托车变换踏板,又成为轻便助动车 不仅上下车方便,且能节省燃料。 (2)异类综合 异类综合是将两种以上不同功能的产品,进行互相综合、渗透、改进,形成新 的产品。使其产生新的使用价值,并降低成本 如可视电话、带电子钟的计算器、兼有数字相机功能MP3音乐播放器的手机 (PDA花瓣屏幕,伸展开可接收卫星传送的信息,无线通信和太阳能充电。)等 (3)同类综合 这是相同或近似功能产品之间数量与形式的综合,如:组合式多功能冰鞋可任意 组装成双排轮或单排轮旱冰鞋以及冰刀式冰鞋,鞋身可从大到小伸缩变化以适应 不同人穿用,并且可以由易到难的进行系列化训练 (4)重新综合 分解产品原来的组成,用新的意图通过重新综合以增加产品功能或提高其使用性 能,改善造型形态 第四章产品人因设计

这里值得提出的是： 其一，产品的极限是随着现代科学技术的发展而不断改变的，因此，要 与时俱进地判断产品的极限状态； 其二，设计构思不能超越产品极限。 其三，产品的极限要符合人类识别极限。比如，视觉阕值，知觉阕值。 当设计超出了人的基本识别阕值时，产品设计的意义将不复存在。 3.2.2 反向性方法 在产品设计中将思路反转过来，从相反的角度来思考问题，分析研究新 事物、解决新问题，从中引导启发新的创意。任何事物都有正反两方面。通过反 向思维，在因果、功能、结构、形态等方面把设计从固定不变的传统观念中解脱 出来从而产生出全新的构思。 例如:电风扇的设计，通常是外罩不动，借助风扇摆动来实现多方位送 风，但是送风角度直接，风力生硬。通过反向思维，对产品结构重新设计，使风 扇不动，而外罩上的风栅转动，使风受到干扰后排出，这样送风角度大，风量柔 和，同时也简化了结构。 3.2.3 转换性方法 转换原理是指不同产品或事物之间的功能、形态、结构材料等方面互相 转换而启发出新的构思和创造性方案。这种转换通常通过联想、借鉴、类比、模 拟等手段进行。 3.2.4 综合性方法 将现有技术和产品有机综合而形成新的设计和产品，综合的形式有以下几种： (1)主体附加 在原有设计中补充新内容，在原有产品上增加新部件，创造产品的新功能。如 自行车添加上电动机而产生电动自行车，摩托车变换踏板，又成为轻便助动车， 不仅上下车方便，且能节省燃料。 (2)异类综合 异类综合是将两种以上不同功能的产品，进行互相综合、渗透、改进，形成新 的产品。使其产生新的使用价值，并降低成本。 如可视电话、带电子钟的计算器、兼有数字相机功能 MP3 音乐播放器的手机 （PDA 花瓣屏幕，伸展开可接收卫星传送的信息，无线通信和太阳能充电。）等 等。 (3)同类综合 这是相同或近似功能产品之间数量与形式的综合，如:组合式多功能冰鞋可任意 组装成双排轮或单排轮旱冰鞋以及冰刀式冰鞋，鞋身可从大到小伸缩变化以适应 不同人穿用，并且可以由易到难的进行系列化训练。 (4)重新综合 分解产品原来的组成，用新的意图通过重新综合以增加产品功能或提高其使用性 能，改善造型形态。 第四章 产品人因设计