第四章_产品功能设计原理

1、第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理产品的功能设计集中体现了产品设计的易用性原则。作为有明确目的性的产品，其功能的合理性与使用的方便性，首先决定着产品的存在方式是否必要是否适宜。经过功能设计，在合乎易用性的基本原则基础之上，我们才能进一步探求产品的适用、创新与致美原则；否则设计将成为无本之木，无源之水。( 图4-1,现代手机设计中的易用性体现。)图图4-1现代手机设计中的易用性体现，除了出色的外观，还需要方便操作的界面第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理4.14.1功能的由来与发展功能的由来与发展4.1.1 4.1.1 功能产生功能产生 人类历史文明传承由实践而来的美，人们

2、在实践中探索着他们的需求。无论是盘古开天劈地之混沌世界，还是主张与时俱进之文明社会；无论是最初人类制造石器工具，还是以工业化形式进行批量生产，亦或是在信息时代进行模拟化生产；我们可以发现：任何社会形态下的人类文明都是伴随着人类需求的不断满足而产生和发展。 需求，代表着人类最初对用品的功能渴望。在石器时代，人们烹饪食物的方法很简单,有的是把食物放在石头堆砌的石坑上烤,有的则是用粘土涂在竹编器皿上煮。经过漫长的不断满足功能需求的实践，人类在对自然事物的了解和实际运用（例如土、水、火的特性）的基础上，制成各种各样的器具（图4-2，早期具备单一功能的陶制品）。这些由早期人类创造的“人工物”极具目的性和

3、功能性。 图图4-24-2早期具备单一目的性的陶制品第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理4.1.2 4.1.2 功能需求的发展功能需求的发展 伴随着人类生存能力增强，生产领域扩展，社会生产力逐渐提高，人类需求不断的增长，人们对物质的需求也就越来越多，原先的需求所产生的各式各样、造型古朴、功能单一的原始造物已不能满足人类发展中新的需求。（图4-3，既是手电也是闹钟的产品设计。）于是，造物功能需求从单一性向多样性转化。（图4-4） 例如，音讯产品功能方面的发展，比较典型地反映出人们对产品功能的需求。从单一的播放或通话功能，逐步发展为多元化功能的互补与互动。图图4-4功能需求的未来发展方向

4、图图4-34-3具有手电功能的闹钟，表明了现代产品设计从单一功能向多功能的转化。第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理图图4-5音讯产品功能方面的发展反映出人们对产品功能的需求。从单一的播放或通话功能，逐步发展为多元化功能的互补与互动。图图4-62007年4月最新上市的iriverClix拥有众多特别的功能从1877年爱迪生发明留声机将美好的音乐和歌声挽留、储存和再现，到在1935年柏林的收音机展览会上，录音电话和磁带首次被展示，并产生了 “声音储存”媒介；从1979年7月面市的史上首台随身听索尼TPS-L2，产生WALKMAN的概念，到D-50这款携带式CD随身听，也即是后来的Dis

5、cman ；从1992年诞生最早的MD录放和单放MZ-1、MZ-2P；到 1998年8月由韩国世韩(SEAHAN)公司推出世界上第一台MP3播放器MP MAN ，MPF-10；奠定了现代音声讯产品功能方面的发展基础。（如图4-5/4-6所示） 图4-6，2007年4月最新上市的iriver Clix不仅拥有用户认可的顶级音质、世界首款AMOLED 屏幕等特性，还有更多神秘元素可供发掘。第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理4.1.3 4.1.3 产品功能的发展产品功能的发展 在我国古代就有了对造物功能的探索。提出造物设计的重要前提就是“致用利人” ，“强调使用技艺、讲求器物功能普遍存在

6、于古代器物和造物行为中” 。 现代产品功能的发展始于西方的工业革命。功能主义一词早在18世纪即已作为一种哲学思想出现（如图4-7，约翰多伦德研制的天文尺）。1907年成立的德意志工业同盟就开始了功能主义在设计中的积极探索（图4-8，亨利凡德威尔德的设计），涌现了贝伦斯等一批现代工业设计先驱（图4-9，彼得贝伦的设计）。20世纪初，“包豪斯”以及后来的乌尔姆设计学院等都以功能主义作为教育宗旨，并形成独特的教育体系，从理论和实践两方面结合。简而言之，功能主义就是主张功能至上。其最具影响力的口号是“形式追随功能”( Form follows Function)，其特征为严谨，冷静，简洁。芝加哥学派的

7、建筑、柯布西埃的“机器美学”理论、“包豪斯”、德意志工业同盟等，都为功能主义奠定了不衰的历史地位。功能主义发展到现代社会，其典型代表是德国功能主义和斯堪的那维亚“软功能主义”。图图4-74-7约翰多伦德研制的天文尺预示着未来功能主义设计的出现。图图4-84-8亨利凡德威尔德设计的Jardinire银质器皿。图图4-94-9Peter Behrens的设计注重功能、崇尚简洁，产品设计朴素实用。第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理 在当今的产品设计中，形式、功能和技术被认为是产品构成的三大要素。产品形式本身就是作为产品功能的一种反映而存在，在产品设计这一极具创造力的活动中，功能是一件产品

8、最重要的本质所在。产品设计是艺术与科学技术合二为一的载体，产品设计师必须考虑到商业性相关的目的和实施手段，也就要求设计师不仅仅要对市场需求和现代人消费行为进行透彻的了解，并深入设计，还带来了新的设计要求，比如成品的加工生产、包装、宣传方案的制定等一系列的系统设计行为。 但是，产品的功能设计是这一系列方案成型的首要成功因素。图图4-104-10产品设计的商产品设计的商业流程业流程根据市场根据市场开发、设开发、设计相关产计相关产品品产品生产产品生产制造的实制造的实现现成品的包装成品的包装设计设计对产品的对产品的销售宣传销售宣传策划策划市市 场场在产品的开发设计在产品的开发设计中，就包括了产品中，就

9、包括了产品的功能设计。的功能设计。第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理4.24.2 功能的功能的涵义和表现涵义和表现第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理4.24.2功能的涵义和表现功能的涵义和表现 辞海中对“功能”的解释是：“一为事功和能力，二为功效、作用”。 德国工程师协会有关设计方法学的指导性文件VDI2222对功能的定义为“一个系统为完成某项任务，而对输入、输出和状态参数之间的一般关系的抽象”。从狭义功能来理解，功能就是指产品的用途，即产品的实用性。它既包括产品的总体功能，又包括组成产品各部分特定功能的有机组合。 (图4-12） 功能主要体现在四个方面： （1）实用功

10、能； （2）认知功能； （3）象征功能； （4）审美功能。第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理图图4-11劳斯莱斯幻影元首级座驾。全手工打造。具备舒适、豪华和地位象征，以及其它车辆所没有的防弹功能。（1 1）实用功能：）实用功能： 即是通过将设计思想转化为设计物，以满足人的种种物质需要，重在体现设计物的实用价值；(图4-12, Portable BBQ便携烧烤架，功能与便利的完美结合）。（2 2）认知功能：）认知功能： 即通过视觉、触觉、听觉等感觉器官接受来自物的各种信息刺激，形成整体认知，从而产生相应的概念；(图4-13，这是一个足够你在茶余饭后娱乐一把的小方桌。)图图4-12Po

11、rtable BBQ:便携烧烤架图图4-13小方桌上的每块木板都由厚薄和长短来构成一个完整的音阶。可以敲出整段动听的曲子。第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理（3 3）象征功能：）象征功能： 象征功能传达出设计物“意味着什么”的信息内涵，如一辆汽车的豪华程度，不仅表现了它在实用功能方面的进步和完善，同时，还是汽车使用者经济地位和社会地位的象征。（图4-14，Saab Aero X车是一部充满动力、双座位的双门跑车。它除了展现Saab品牌的两个核心元素:1.Saab公司的飞机传承;2.斯堪地那维亚的设计本质。）（4 4）审美功能：）审美功能： 即设计物内在和外在形式唤起的人的审美感受，

12、以满足人的审美需求，体现了设计物与人之间的精神关系。物在使用过程中是否能唤起人的美感，是判断其是否具有审美功能的依据。（图4-15，现代灯具设计）图图4-14Saab Aero X车表明了“全球仅此一台、一生只有一次”的品牌态度。图图4-15现代灯具设计的审美功能体现第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理 在某一设计物中，实用功能、认知功能和审美功互相渗透、互相联系，而不能截然割裂；由于设计物实用目的的差异，它们凝聚于设计中的比例会有所不同。如对于商品包装来说，轿车的认知功能和审美功能比卡车显得更为重要，这种比例的大小，并不表示次要地位的功能可有可无，而仅仅是显示了相对于其它功能的次要

13、地位。（如图4-16，BMW品牌MINI系列的内饰。） 功能是产品与使用者之间最基本的一个关系。每一件产品均具有不同的功能，人们在使用一件产品的过程中，是经由功能获得需求的满足的。图图4-16BMW品牌MINI系列汽车内饰，除了具有一般BMW的品牌特质外，还显示出其精巧活泼的独特品质。第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理4.3 4.3 功能的分类功能的分类4.3.1 按功能的重要程度划分4.3.2 按功能的性质划分4.3.3 按用户需求划分4.3.4 按功能实现的手段划分第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理4.3 4.3 功能的分类功能的分类 关于功能的大致分类，以下图表可

14、以先让我们有一个较为清晰的轮廓：产品功能分类产品功能分类基本功能基本功能辅助功能辅助功能LaundrySkincare/Paper物质功能物质功能精神功能精神功能必要功能必要功能不必要功能不必要功能软功能软功能硬功能硬功能使用功能使用功能环境功能环境功能技术功能技术功能审美功能审美功能象征功能象征功能教育功能教育功能图图4-17 功能分类表第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理4.3.2 4.3.2 按功能的性质划分按功能的性质划分 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

15、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。(如图4-19/4-20：新兴的韩国设计以其趣致和情感特征著称)图图4-19 可爱的挂钩图图4-20 会拥抱的调味瓶第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理4.3.1 4.3.1 按功能的重要程度划分按功能的重要程度划分按照功能的这种重要程度来划分

16、，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，GPS导航系统在信息时代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最基本的功能定位和导航。（图4-18)图图4-18荣膺IT产品工业设计功能优秀奖的Mio269是全球首款内置2.5G微硬盘的专业PND，为用户提供更多的附加功能。背面的防滑条是更为人性化的设计体现。第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理4.3.3 按用户需求划分按用户需求划分从用户需求类来划分，可以

17、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。4.3.4 4.3.4 按功能实现的手段划分按功能实现的手段划分在数字化、虚拟化的今天，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，现代设计领域越来越宽泛，出现了软件设计、线路设计等新设计范畴。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，

18、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。（图4-21，火车虚拟建模图形）图图4-21 运用虚拟手段构建的火车模型是软功能的体现。它帮助设计师更好地了解其设计将要展示出的真实效果。第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理4.4 4.4 功能设计方法功能设计方法功能系统设计功能系统设计4.4.1 功能系统分析的涵义 4.4.2 功能系统分析的作用4.4.3 功能创新的基础功能定义4.4.4 功能定义的方法 4.4.5 功能创新关键功能整理4.4.6 功能创新的决策环节功能计量4.4.7 总体功能的量化第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理4.4 4.4 功

19、能系统设计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(GPahl) 和拜茨(WBeitz) 在工程设计学一书

20、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”（图4-22）图图4-22帕尔和拜茨在工程设计学一书中提出的功能分析方法步骤。需求需求分析分析功能功能分析分析寻求寻求原理方案原理方案解解评价评价与与决策决策第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理4.4.1 功能系统分析 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”

21、的问题。(图4-23)图图4-23通过对分析儿童学习英语时所需功能，并对其进行量化， 为最终的优秀设计打下基础。第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理4.4.2 4.4.2 功能系统分析的作用功能系统分析的作用(1) (1) 明确用户的功能要求明确用户的功能要求（图4-24,功能的制约）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。（图4-25）图图4-24图图4-254-25现代移动电话设计权衡了用户使用要求和企业生产定位。第四章第四章 产

22、品功能设计原理产品功能设计原理(2) (2) 转向对功能的研究转向对功能的研究 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。 （图4-26）(3) (3) 可靠地实现必要功能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。（图4-27）图图4-26通过功能分析使得该产品的功能更加的完善。图图4-27保障基本功能实现的条件下才能补充不足功能或增加新的功能。第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理4.4.34.

23、4.3功能创新的基础功能创新的基础功能定义功能定义 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。（图4-28）设计的出发创新点是功能和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。（图 4-29）图图4-28 功能定义的步骤图图4-29对手机功能进行定义，确定其主要功能及附属功能。第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理功能定义的目的功能定义的目的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

24、式。（图4-30） 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。（图4-31）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。图图4-30直角吸尘器明确地告诉用户产品的特殊功能以及其内在本质。图图4-31为了让用户更加直接的看到数据而设计的称。第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理(2)(2)功能定义的对象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

25、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。（图4-33）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）。 图图4-33该设计充分考虑到用户的需求以及啤酒罐的集体形态，即对产品的组成部件进行分析研究。第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理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

26、，从而围绕着用户要求的功能进行本质的思考。（图4-32） 图图4-32CD架的创新设计使其功能不减，而更具安全性和亲和力第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理(3)(3)功能定义的步骤功能定义的步骤 功能定义要求简洁、准确。（图4-34） 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。（图4-35） 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。图图4-34熨斗的基本功能是提

27、供热量，而它产品目的是使衣物平整。图图4-35微型电动汽车满足能源、安全、载客等需求。第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理4.4.4 功能定义的方法功能定义的方法 (1)(1)使用功能的定义方法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。 （图4-36） 图图4-36第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理 (2) (2) 对外观功能的定义方法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。（图4-37） 图图4-37第

28、四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理(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4-38） 图图4-38 音响的功能定义第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理(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。（图4-39） 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

29、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。图图4-39 可单手操作的夹具第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理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。（图4-40）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。（图4-41）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。图图

30、4-40 具有高贵感的电话。图图4-41 可以折叠的灶具，对整体及局部都给以定义。第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理4.4.54.4.5功能创新关键功能创新关键功能整理功能整理 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。（图4-42，医用灯具）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

31、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）明确设计构思图图4-42医疗器械的局部医用灯具第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理(2)(2)功能整理的逻辑体系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。（图4-43） 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。图图4-43热水瓶的总体功能目的是“储存热水”，需要有“保持水温”作为手段，以及“保持水温”的三个并列功能实现手段“减少传导”、“减少辐射”、“减少对流”）第四章第四

32、章 产品功能设计原理产品功能设计原理(3)功能整理的方法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。（ 图4-44 ）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4-45，） 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)。图图4-44通过功能整理后产生的产品设计多功能时钟图图4-45 温控器的功能定义卡片。第四章第四章 产品功能设计原理产品功能设计原理4.4.64.4.6功能创新的决策环节功能创新的决策环节功能计量功能计量通过功能定义和功能整理对功能进行定