第三章产品设计的功能论

造型设计基础主讲：温燕产品功能分解及整理主要内容产品的功能概述1产品的功能分类23产品功能方案设计4第三章产品设计的功能论一、产品的功能概述1.产品功能的主导性2.产品的功能与结构之间的关系3.现代产品功能的特点一·形态与功能的关系当今社会：产品功能不仅包含使用功能，还包括审美功能、文化功能等内涵。韩非：“玉卮无当，不如瓦器”包豪斯学校：“功能决定形式”目录1、产品功能的主导性任何产品都具有一定的功能，它是产品具有使用价值的基础。消费者对产品的需求其实就是对产品各种功能的需求。因此，在产品设计过程中，产品功能的开发与设计是设计师必须首先考虑的，也是产品设计的核心。2、功能与结构之间的关系结构系统是产品功能实现的硬件，是实现产品功能的前提，反映了设计对象是由哪些零部件构成以及如何构成的，各个零部件之间的相互关系。功能系统是产品功能实现的软件，是隐藏在结构系统之中，只有通过产品的使用才能体现出来。消费者在购买商品时，看到的是产品的结构以及由结构所确定的产品整体外形，真正需要的是产品的功能，是产品设计最本质、最核心的东西，是设计者和使用者最终追求的目标。每一个功能的实现都有相应的物质结构基础，它们是各种功能的结构单元。硬币计数包卷机功能与结构硬币计数包卷机可分解为下图所示的的7个分功能，各个单元对应独立结构。1.硬币堆放、输送功能单元2.硬币排列、分选、挑残功能单元3.硬币分选计数功能单元4.硬币堆码、整理功能单元5.送纸、撕纸功能单元6.硬币包卷功能单元7.卷边功能单元2、功能与结构之间的关系产品的结构系统与功能系统共存于产品这一共同体中，缺一不可。实例：手机功能与结构关系2、功能与结构之间的关系产品的结构系统和功能系统共存于产品之中，设计师在设计过程中必须处理好的两个基本关系：在产品的开发设计中如何将功能融入产品的结构、外形之中，并且有效地体现出来，让消费者看到产品时就能够从产品的结构、外形中了解产品的功能，了解产品使用的方法，使产品的功能和结构结合为有机的整体，共同体现产品的价值，展现产品的内在美和外在美，全面提升产品的质量。3、现代产品功能的特点现代工业产品的功能越来越强大。功能越多，产品越复杂。多功能是一种促销手段。二、产品功能的分类1.按产品功能的主次顺序分类2.按产品功能的性质分类3.按用户的实际要求分类4.按产品功能的内在联系分类1、按功能的主次顺序分类主要功能是指为了达到产品的使用目的，满足消费者的主要需求，发挥产品的效果所必不可少的功能，它是产品赖以存在的前提条件，也是一件产品具有使用价值、能够商品化的根本保证。是现代产品最基本、最重要的功能，是满足消费者需求的最根本的保证，也是该产品的核心。产品的主要功能是对产品进行功能分析、研究的主要内容和基础。一件产品如果失去了其主要功能，产品也就失去了它存在的价值和意义。1、按功能的主次顺序分类次要功能是为了更好地实现主要功能而添加上去的功能。它的作用是辅助性的，是实现产品主要功能的手段。功能性质的确定主要功能的判别①它是该产品的主要价值体现吗？②该产品的功能是以这项功能为主吗？它在产品的功能系统中所占的比重最大吗？③其他的功能实现是围绕该功能的实现展开的吗?④在该产品功能的实现中此功能是必不可少的吗?⑤如果此项功能改变了，该产品的制造、生产工艺和构成要素是否全部改变?1、按功能的主次顺序分类次要功能的判别①相对于主要功能来说，它是不是次要的？②在产品的功能系统中它是不是可以删除的？③它对主要功能是否起辅助和补充作用?④它不会影响产品主要价值的实现吗?多余功能的判别①在产品的功能系统中它是不是排在末位？②在产品的功能系统中它是不是必需的？③是否不会经常被用到，闲置率达80%以上？④它是否会造成产品成本的较大上升，而功能提升不大？⑤是否会造成产品功能的复杂，从而造成产品主要功能下降？实例：判断手机的主要功能和次要功能2、按功能的性质分类物质功能是指产品的实际用途或使用价值，能够满足消费者的物质需求，能带给消费者自身功能的扩展，一般包括产品的适用性、可靠性、安全性和维修性等，它是产品精神功能的载体。精神功能是指由产品的外观形态、色彩、装饰、人机舒适性以及产品的物质功能本身所表现出的审美、象征、教育等效果。精神功能是消费者在使用产品的过程中产生的一种心理体验，是消费者在获得产品功能后的一种满足感。2、按功能的性质分类性能2、按功能的性质分类产品主要有以下3类：以物质功能为主的产品:如机床产品、农业机具以及一些与消费者的行为和视觉关系不密切的化工生产设备、工程机械等产品，它们的功能主要体现在物质功能的实现上，其精神功能相对来说比较次要。以精神功能为主的产品:这类产品以手工艺产品为主，它们主要是为了满足消费者视觉和听觉等的精神需求，物质功能相对较少。物质功能和精神功能兼顾的产品:如手表、汽车、家电等产品，消费者去购买和使用这些产品，首先是为了获得该产品相应的物质功能。同时，由于这些产品与消费的生活密切相关，因此其精神功能占有十分重要的地位。3、按用户的实际要求分类必须功能是指能够满足消费者实际使用的需要，并得到消费者承认的功能。非必须功能非必须功能是产品的功能中有些不是消费者真正需要并承认的功能。3、按用户的实际要求分类产品非必须功能的原因在设计时，企业对产品的定位要求太高或者片面追求产品的多功能性，追求产品的尽善尽美，欲以此来满足最大数量消费者的需求，扩大产品的消费人群，扩大产品的市场适应度，提高产品的市场销量，不惜工本，采用先进的技术，无限制地增加产品的功能，造成产品成本的上升，产品功能的过剩和浪费。设计师对用户的真正需求不完全了解，凭经验或者主观想象来进行产品的功能开发，结果使产品功能只是体现设计师本人的意志，无法反映消费者的需求，造成产品功能的浪费或者功能的不足。3、按用户的实际要求分类产品非必须功能的原因受资金、人力、技术等的限制，或者设计任务紧迫而未进行必要的计算和分析，为了保险，采用了超过必要限度的设计规范，增加了产品的安全成本，也增加了产品的生产制造成本，这些超过限度的功能就成了不必要功能。由于缺乏信息，在设计时未能充分利用已有的技术成就、技术标准，过分依靠了个人的经验，造成产品的某些技术过时、落后，在实际使用时无法达到使用要求而成为闲置功能。没有处理好产品形式与内容的关系，致使二者不够协调合理，以致产品的功能与功能、功能与形式之间出现冲突，导致有些功能无法正常使用，或者造成某些功能的使用周期缩短而产生非必须功能。4、按功能的内在联系分类目的功能目的功能表示任何一种产品功能的存在都有其特定目的。洗净衣物形成涡流传递力矩提供动力主要功能甩干衣物排除积水传递力矩提供动力次要功能目的手段目的手段手段目的目的手段目的手段手段目的洗衣机的功能4、按功能的内在联系分类手段功能产品的任何目的功能的实现都必须借助一定的技术手段，对实现目的功能起手段作用的功能称为手段功能，它是实现产品目的功能的方法和途径。设计应用设计人员可以从目的功能出发建立起产品的一系列功能的内在联系，充分揭示了产品的结构与功能之间的逻辑关系，以此为基础，从目的功能出发，尝试从不同的角度，寻求不同技术或者结构来满足功能的目的需求，从而找到新的设计思路。四、产品功能分解及整理1.产品功能分解2.产品功能的分类整理3.产品功能系统图的构建4.基于功能的产品形态设计1、产品功能分解目的通过产品功能分解认识产品的总体功能及分功能，基本把握产品功能的本质；对产品功能的分类整理建立产品功能系统图，明确了产品功能系统的基本构造和特点，建立产品功能与零部件之间的关系，功能系统与结构系统对应图。针对每一个目的功能按照一定的方法寻找实现的技术途径。根据在产品目的功能与手段功能一对多关系，通过对手段功能的分析、选择和组合实现产品功能设计的多种技术方案。1、产品功能分解功能树产品的功能分解可以用树状的功能结构来表示，称为“功能树”。功能树的顶端起于产品的总功能，向下分为分功能、子功能等，其末端是功能单元。在功能树中，上级功能是下级功能的目的功能，下级功能是上级功能的手段功能(实现手段或解决方法)。下图为产品的功能树图，也称为设计树状结构图。设计方案DQ1Q2Q3D11D12D21D22D23D31Q111Q112Q121分问题解决方法分问题家用缝纫机功能树练习：选一个产品，建立该产品的功能树（现有产品或预设计产品）实例：设计剃须工具2、产品功能的分类整理产品功能之间的关系上下关系：是指在一个产品的功能系统中，总功能与分功能、子功能之间是目的与手段的关系。这种关系是一一对应的，而且符合严密的逻辑关系，即这个目的只能由这个手段来实现；反过来，这个手段也只能实现这个目的。2、产品功能的分类整理并列关系：在复杂的功能系统中，有时为了实现同一个目的功能，需要有两个或者两个以上的手段功能，它们必须组合起来才能够共同完成上一级的目的功能，而这两个手段功能之间又不存在上下级的关系，就形成了并列关系。二级功能三级功能G0G1G2G3G11G12G13G21G22G23二级功能二级功能三级功能三级功能一级功能G31G32功能领域1功能领域2功能领域33、产品功能系统图的构建功能系统图按照对产品功能的分解和分类整理，产品的功能之间形成了明确的上下级或者并列关系，结合实际产品的复杂程度，可以将产品的功能连接起来形成产品的功能体系，即产品的“功能系统图”。3、产品功能系统图的构建产品功能系统图二级功能三级功能G0G1G2G3G11G12G13G21G22G23二级功能二级功能三级功能三级功能一级功能G31G32功能领域1功能领域2功能领域33、产品功能系统图的构建热水瓶的功能系统图饮用热开水增加美观保持清洁方便使用保护(瓶胆)支持(瓶胆)保持水温减少对流散热减少传导散热减少辐射散热3、产品功能系统图的构建自动泡茶器的功能系统图自动泡茶通过加热面把水壶放到加热器上把能量输给加热面把水加热固定泡茶时间测量茶水浓度随机过程测量控制泡茶时间排出茶水排出茶叶两者同时排出把茶叶和茶水分开把水加入茶叶中把茶叶加入水中两者同时加入把水和茶叶混合4、基于功能的产品形态设计基本过程产生多种功能技术方案产品的设计方案通过“产品功能系统图”、“功能技术矩阵”以及“功能相合性分析”获得多种功能技术方案，为产品结构化实体化奠定基础。确定形态结构单元产品各分功能在空间上集聚，形成一个功能集合，实现各分功能的零件和部件，形成空间上的聚拢和体积上的结合，形成一个个功能载体的集合。把整个产品在空间实体上做适宜的划分，并明确各部分之间相对位置和方向变化的限制条件，通过功能结构的整合，产品被划分成若干相对独立的部分，确定为产品的形态结构单元。4、产品形态设计选择最优结构形式各基本结构单元的相关作用关系已明确，但相互位置结构关系还未最终确定，而位置关系直接关系到产品的形态。利用基本结构单元位置的排列组合，构成产品多种结构形式。分析比较，找出最优结构形式。实例:吸尘器设计方案确定构思方案经功能分解与手段寻求，确定的结构方案是：采用高速旋转电动机带动叶轮旋转，在吸尘箱和吸口处形成负压，使灰尘自动地被吸入吸尘箱内。基本结构单元电动机、吸尘箱和吸尘口。4、产品形态设计结构方案组合如图所示为吸尘器基本单元的几种不同结构组合。在结构单元的组合过程中，为了不影响创新思维的发展，也要尽可能地将所有的组合方式罗列出来，这样有利于克服思维定势的不利影响，创新出好的组合方式。最优的结构组合方案选择由于结构组合形式不同，可以构成几种典型形态的吸尘器产品。在此基础上，再去综合分析比较，寻找出最优方案。4、产品形态设计吸尘器基本单元的几种不同结构组合4、产品形态设计在定量优化结构的时候，为了获取更多的形态设计方案，可暂不考虑功能单元间的排列组合是否合理与可行的问题，即不考虑单元间的功能连接结构，将基本单元按照排列、方向、包容、嵌入等方式进行组合，以获得多样化的