基于工作原理發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計的創(chuàng)新細節(jié)

【摘要】通過對產(chǎn)品的工作原理及附屬功能做科學(xué)理性的分析，或者對使用方式和狀態(tài)加以分析，就很可能發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有產(chǎn)品的一些缺點和有待改進的地方，思考可能的替換方案，進而可以相應(yīng)地做出創(chuàng)新性的設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】產(chǎn)品設(shè)計 原理分析

一、方法論轉(zhuǎn)換

在學(xué)校的課堂上以及在產(chǎn)品的實際設(shè)計過程中，我們所熟知和常用的設(shè)計方法是“頭腦風(fēng)暴法”——先羅列大量的元素，然后再從這些元素中尋找可用的、可與設(shè)計對象相結(jié)合的部分。有時在耗費大量的時間和精力后會發(fā)現(xiàn)，能用的元素卻鳳毛麟角，甚至是沒有。這種方法雖然不失為一種好方法，能鍛煉我們的發(fā)散式思維，但在一些實際應(yīng)用中效率相對較低，結(jié)果常常會令一些使用者感到失望。

生活中的工業(yè)產(chǎn)品大都是按照一定的工作原理來為人們服務(wù)的。比如汽車，是先通過燃油燃燒推動發(fā)動機運轉(zhuǎn)，然后發(fā)動機再通過傳動系統(tǒng)帶動車輪滾動，從而帶動整個車體向前運動；電冰箱是通過壓縮機的不停運轉(zhuǎn)，使制冷劑不斷地循環(huán)流動，并由液態(tài)變成氣態(tài)后使冰箱內(nèi)室溫度下降，從而達到冷凍冷藏食品的目的。設(shè)計師在創(chuàng)新設(shè)計過程中，只要通過對產(chǎn)品的工作原理及附屬功能（如控制系統(tǒng)）的科學(xué)理性的分析，或者對產(chǎn)品的使用方式和狀態(tài)加以分析，就很可能發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有產(chǎn)品的一些缺點和有待改進的地方，思考可能的替換方案；或因為技術(shù)發(fā)展而發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品現(xiàn)有技術(shù)方案被替換的可能，從而可以相應(yīng)地做出創(chuàng)新性的設(shè)計。在這個過程中，由于所有的工作都圍繞著產(chǎn)品的原理或過程展開，也就不至使思維和分析過度發(fā)散，做到有的放矢，也就大大地提高了創(chuàng)新的成功率，工作效率也會顯著提高。

二、案例與思路

以洗衣機為例，其基本工作原理或工作過程可簡單分解為以下幾個模塊。

1.電 + 控制系統(tǒng) 2.電動機 3.傳動系統(tǒng) 4.波輪 5.水 6.衣物

其工作流程為：在控制系統(tǒng)的控制下，電驅(qū)動電動機轉(zhuǎn)動，然后經(jīng)過傳動系統(tǒng)驅(qū)動洗衣機波輪轉(zhuǎn)動，波輪轉(zhuǎn)動又帶動桶內(nèi)的水來回動，并最終將衣物上的污跡洗掉。

在進行創(chuàng)意設(shè)計時，設(shè)計師就可以沿著這條主線，分析尋找各個過程模塊可能的替代方案，比如對電的來源，除了普通用電，我們還可以考慮太陽能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電以及其它可能的產(chǎn)生電的方式；而對控制系統(tǒng)，我們知道最初是機械旋鈕式的，后來發(fā)展成按鍵式的電腦控制面板，那么我們還可以考慮其它方式，如紅外觸控、聲控等，在語音識別技術(shù)逐漸成熟的基礎(chǔ)上，我們還可以考慮采用語音識別；對于波輪，我們知道相對應(yīng)的還有一種滾桶式的，是兩種不同類別的洗衣機，即使是波輪本身，也有很多變化，形態(tài)各異，洗衣效果也有所不同。

各個過程模塊之間還可以分拆再組合進行考慮，如從電到波輪間的整個過程，其目的都是為了讓水?dāng)噭悠饋恚敲闯擞貌ㄝ喓蜐L筒可以讓水?dāng)噭樱€有沒有其它方法呢？答案是有，比如壓縮空氣，也就是可以通過往水里吹送空氣的方法使水和衣物之間產(chǎn)生摩擦來洗掉污跡；當(dāng)然，如何吹送空氣，又可以有若干不同的方案。這種方法已經(jīng)有人申請了專利，但由于存在一些問題，相比較傳統(tǒng)方式?jīng)]什么明顯優(yōu)勢，所以也就沒多大商業(yè)價值。

如果從模塊1到模塊5間的過程是為了用水洗掉污跡的話，那么如果不用水，還有沒有其它方案來洗掉污跡呢？我們所熟知的干洗就可以做到。另據(jù)報道還有科學(xué)家正在研究用射線或微波洗衣的技術(shù)，這也是不用水就可以洗衣服的方式，當(dāng)然這已經(jīng)超出普通設(shè)計師的能力范圍了，但至少告訴我們洗衣服的方式還是有很多種選擇的；對于洗衣機的其它功能模塊，如甩干、烘干之類的，也都可以采用類似的分析方法，尋找可行的替代方案，從而達到創(chuàng)新設(shè)計的目的。

不同的產(chǎn)品有不同的工作原理和功能結(jié)構(gòu)，因此在面對實際產(chǎn)品進行分析時要靈活運用發(fā)散思維，不要被條條框框限制，將所有可能的方案都列出來，然后再針對不同方案考慮現(xiàn)實的可行性。如洗衣機例子中，電的來源雖然有多種選擇方案，但大多情況下太陽能、風(fēng)能發(fā)電等都不太可能被采用，當(dāng)然這里指的是不能被直接采用在產(chǎn)品設(shè)計中。

通過這個過程可以看出，所有的思維和分析工作都是貫穿在產(chǎn)品的工作原理這一縱向主干中，然后在每一個功能模塊周圍再進行橫向的發(fā)散式思維，既有收，又有放；收，不會拘泥于原有的形式，放，不會離題太遠不著邊際；從而使創(chuàng)新設(shè)計在可控和可行的范圍內(nèi)來進行，提高了工作效率和成功率。

相比單純的外觀設(shè)計，這種創(chuàng)新性的設(shè)計可以獲得更具有競爭性的市場優(yōu)勢，因為這種設(shè)計可以申請實用新型或發(fā)明專利，可保護性更強，競爭對手很難通過簡單的修改來進行模仿，而我們所熟悉的外觀專利則由于對手很容易通過適當(dāng)?shù)男薷膩硪?guī)避專利，并且這類判斷主要依據(jù)人的主觀感覺，所以實際上可保護性很差；觀察近幾年一些國際著名的設(shè)計競賽，也不難看出，獲獎作品大都是具有創(chuàng)新性的，絕不會僅僅是因為外觀設(shè)計漂亮而獲獎；通過創(chuàng)新設(shè)計，由于技術(shù)或功能特點比較明顯，所以企業(yè)在市場上可以比較牢固地抓住用戶，而設(shè)計師則完全通過這種設(shè)計單獨尋求企業(yè)合作，甚至可以通過風(fēng)險投資創(chuàng)辦自己的工廠，使自己完成從設(shè)計師到企業(yè)家的蛻變。

比如著名的戴森吸塵器（圖1），其成功完全在于巧妙運用了效果更好的氣旋技術(shù)方案，而并不僅僅在于外觀設(shè)計。發(fā)明人戴森也并非是技術(shù)專家，而是學(xué)習(xí)的家具設(shè)計和室內(nèi)設(shè)計的，他利用氣旋現(xiàn)象對原有的風(fēng)扇式真空吸塵器加以革新，灰塵在離心力的作用下被甩到一側(cè)，干凈的空氣在另一側(cè)進入風(fēng)道，并且不需要集塵袋，徹底解決了舊式吸塵器氣孔容易堵塞以及需要經(jīng)常更換清洗集塵袋的問題。如今，這一吸塵器成為英、美、日澳等國家吸塵器市場的霸主，而戴森先生則憑借這個產(chǎn)品一躍成為億萬富翁。他還根據(jù)相同的技術(shù)原理，創(chuàng)新設(shè)計了無扇頁風(fēng)扇等一系列產(chǎn)品（圖2）。

筆者在2008年時設(shè)計過一款透明鍵盤（圖3），就是通過對鍵盤工作原理的理性分析后設(shè)計出來的。這既非一時靈感，也非畫過大量外觀方案。傳統(tǒng)鍵盤的工作方式是按鍵作為電路開關(guān)，當(dāng)它被按下后接通電路便輸入該按鍵的信號，而透明鍵盤則是通過攝像頭拍攝手指按在透明面板表面的位置和接觸面信息，經(jīng)過軟件處理后轉(zhuǎn)化成該鍵的輸入信號，從技術(shù)及工作原理上改變了傳統(tǒng)鍵盤給人們的印象，使用戶得到一種完全不同的使用體驗和視覺享受。該設(shè)計被國內(nèi)外諸多網(wǎng)站廣泛轉(zhuǎn)載，也有多種傳統(tǒng)媒體進行過報道，甚至被收錄進百度詞條。

本文中所說的工作原理分析，還包括產(chǎn)品的使用狀態(tài)分析、人機分析等諸多因素。同樣拿鍵盤這一產(chǎn)品來說，隨著平板電腦的普及和熱銷，它仍然是最方便快捷的文字輸入工具，平板電腦仍然需要一個外接鍵盤來方便用戶對文字輸入方面的需要，設(shè)計一個與平板電腦結(jié)合使用的鍵盤也成為眾多廠家爭奪用戶的亮點，比如與微軟的Surface配套的壓感式鍵盤蓋，非常輕薄，便于攜帶。筆者也認識到這種市場變化，并根據(jù)平板電腦的使用狀態(tài)和人機因素進行了詳細的分析，結(jié)合市場上現(xiàn)有的同類產(chǎn)品的優(yōu)缺點，設(shè)計了帶插槽和支架的平板電腦鍵盤，使用時平板電腦可以直接插在鍵盤的插槽里，可以旋轉(zhuǎn)調(diào)整角度并鎖定，設(shè)計的支架則可以防止插上平板電腦后由于重心外移造成的翻轉(zhuǎn)，而支架的設(shè)計則在機械結(jié)構(gòu)上還考慮了旋轉(zhuǎn)式和推拉式等不同的形式，使用戶能根據(jù)自己的需求和喜好進行不同選擇，整個設(shè)計在分析使用狀態(tài)和人機的過程中涉及了力學(xué)、杠桿平衡以及結(jié)構(gòu)設(shè)計等諸多因素，使設(shè)計作品不僅在外觀上有顯著區(qū)別與其它產(chǎn)品的特征，還因為在結(jié)構(gòu)方式上的創(chuàng)新獲得多項國家實用新型專利（圖4）。

三、小結(jié)

通過對產(chǎn)品工作原理、功能及使用狀態(tài)等方面的理性分析，深入了解產(chǎn)品所存在的缺點和優(yōu)點，重新梳理相關(guān)的技術(shù)方案和功能模塊，找到可行的替換方案，就可以做出創(chuàng)新性的設(shè)計，就可以在創(chuàng)新設(shè)計時少走彎路，做到有的放矢。創(chuàng)新設(shè)計是一種基礎(chǔ)性設(shè)計，在此基礎(chǔ)上還可以做出多種外觀設(shè)計，而外觀設(shè)計則是一種附加性設(shè)計，是附著在創(chuàng)新設(shè)計上的錦上添花。沒有創(chuàng)新設(shè)計，外觀設(shè)計就缺少技術(shù)內(nèi)涵；如果沒有外觀設(shè)計，創(chuàng)新設(shè)計就缺少人文氣息，刻板生冷，兩者只有完美結(jié)合，才能相得益彰。設(shè)計師和企業(yè)在做好外觀設(shè)計的同時，應(yīng)該花大力氣提高產(chǎn)品的科技創(chuàng)新程度，只有創(chuàng)新性的產(chǎn)品才在國際上有較強的競爭力，這也是蘋果等公司的產(chǎn)品能夠風(fēng)靡全球的重要原因，而工作原理分析法則可能會對部分創(chuàng)新人員和企業(yè)的創(chuàng)新性設(shè)計有所幫助，對于外觀設(shè)計方面來說，也能提供不同的參考。

孔凡文，清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院碩士；曾任職于海爾集團海高設(shè)計制造有限公司，現(xiàn)在從事社交網(wǎng)絡(luò)方面工作。endprint