产品设计创新形态表达分析

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设计是人类为改造自然和社会而进行构思和计划，并将这种构思和计划通过一定的具体手段得以实现的创造活动，其本质是创新。功能创新是产品造型设计的灵魂，是设计的生命，没有创新，设计就没有了内容。载运产品设计进行功能创新，其形态表达可通过设计语意实现，也是关于“产品设计如何能够满足功能开发的公效性要求”的创造性活动，是载运产品设计的深化与发展，是技术进步的必然结果，更是市场竞争的客观需要和企业生存与发展的内在要求。

一、载运产品的基本要义

任何产品只要流通就需要运输，载运产品与运输条件及运输环境即构成载运系统。如何提高载运产品或装备的功能性，需要在开发载运产品或装备过程中，从用户需求、方案论证、方案设计、工程研制、部署使用等阶段，系统地考虑产品或装备的几何特性、动态特性、装卸特性、包装特性等。载运产品功能创新主要集中在：（1）适应性强，功能多，能够胜任多种环境下的搬运载运要求；（2）助力效果好，人机性优，能有效提高驾驶员及工作人员进行搬运或载运工作的效率，有效减少其劳动强度，最大程度为企业节省成本；（3）采用人力输入和纯机械的动力及其传输方式，降低产品的复杂性及整车的重量，提高系统的稳定性，低碳环保。

二、产品功能的创新途径

产品功能一般包括实用功能、审美功能和认知功能，其中，实用功能是产品审美功能和认知功能的基础，它决定了产品的结构、材料等因素，而审美功能是由产品各种外观形态、色彩等人们可以感知的要素所实现的，满足人们审美需求的能力。现代产品不但讲求卓越的使用功能，更注重产品的审美功能和人机特性。产品功能创新要以创新性思维方法作为思维基础，不只是单一思维形式，其主要特点具有高度新颖性，成果获得过程的特殊性，评价标准强调思维成果的新颖性、开创性和社会效益，其研究方法更注重想象、直觉、灵感、潜意识等在思维活动中的作用。功能创新的实质，表现为“选择”“突破”“重新建构”这三者的综合与统一。所谓选择，就是要广泛收集资料、深入调研、充分研究，问题头脑风暴，做到去粗取精、去伪存真。过程强调传承中创新。法国科学家H•彭加勒认为：“所谓发明，实际上就是鉴别，简单说来，也就是选择。”选择作为创新性思维第一个要素，也是创新性思维各环节的制约因素。选择、突破是重新建构的基础。创新性新成果、新理论、新思想并不包括在现有的知识体系之中，善于“重新建构”，有效而及时抓住事物本质是创新性思维的成功法宝。载运产品的功能创新途径：（1）采用人力单向间歇动力输入，实现单方向输出和“一入多出”的要求，针对不同模式合理整合传动机构；（2）设计合理的助力机构以达到最大化放大人力的效果来提升搬运和运载效率；（3）设计能满足各种环境要求的换向机构、限位机构和越障能力机构。

三、功能创新的形态表达方式

任何具有被感知形态的物体都是由最基本的形态要素—点、线、面和体构成的，产品外观风格就是这些形态要素综合作用的表现。综观当前我国载运产品功能创新的形态表达，主要存在问题：（1）缺少清晰直观、准确美观的形态表达；（2）缺少简单方便、灵活高效的形态设计与处理过程。载运产品功能的形态表达本质上是把产品中的各种功能形态要素进行分解组合，其主要有产品形态构成方式、形态改良方法两种。

（一）产品形态构成方式产品形态构成方式，即用形体去容纳一定技术功能结构的单一体，再将多个单一形体按一定形体构成规律和方法有机地组织在一起而构成产品的整体形象。1.比例设计方法产品形态比例设计应遵循和符合美学法则的常用比例关系，可根据各种形态形成的方式不同，按照自然形态和人为形态两大类进行表达。其中自然形态属于有机形，人为形态分具象形态和抽象形态，具象形态将对自然形态进行模拟，抽象形态则以形态要素(点、线、面)的运动与突变而形成的具有象征意义的几何形态。现代设计以实现机械形向有机形的贴近为方向，利用现代技术去模仿有机形所具有的空间感、生命力和情感色彩。2.线形设计方法线的形式和风格是整体形态风格和特征的重要构成元素，产品形态表达可从线形的风格定位及其组织方式、线形的知觉感来进行。不论使用何种形态表达方法，都要坚持形式与功能相统一，充分考虑产品功能、内部结构以及人机工程学的要求，使形态方案能够真正体现功能创新的本质内涵。Go-Explorer开路者是我设计的一款既现代又实用的新型挖掘机，适用于地震或泥石流地带受灾区域的挖掘工作。作品的功能创新表现在：（1）基于废墟状况，驾驶员工作间可做360度转动和前后移动，主要有前后两个作业区域，实现大范围平面运动，进行大范围搜寻工作，无论是驾驶员视野还是工作所及区域都大大增加；（2）Go-Explorer开路者采用分开式左右各两个三角履带轮，便于“把牢”地面，链接轴可使四个轮子完成伸开以及向上支撑，这样使其能够适应复杂的地形；（3）不同于市场上的单个推土设备，前爪采用分离式结构，它带有一定的角度，方便铲斗破土，同时可将铲斗一分为二，将大量的碎石泥土推向两边，开辟出一条道路，既可以合起来完成原来的铲掘功能，还可进行铲斗破土；（4）Go-Explorer开路者前端的铲斗在不用的时候可以折叠放在后面的挖掘机车上，节省空间，作业的时候，将驾驶室转后，实现大块石头的搬运和粉碎。产品形态构成采用将多个单一形体按一定形体构成规律和方法有机地组织在一起，按照比例设计方法，对自然形态进行模拟，以形态要素(点、线、面)的运动与突变表现出其功能科技感和空间感，从线形的风格、知觉感来表达出产品的生命力和情感色彩。

（二）形态的改良方法载运产品的形态表达应基于其在原理、工艺、结构、使用环境、人机性能等方面功能创新，对产品形态、拓扑关系等进行充分改良，设计出更优化的造型设计方案。形态改良设计的主要手法有：基本功能单元的改良；功能相同时功能面位置与排列的改良；造型单元形态的分解与综合；相应材料及工艺改变而导致造型单元的形态改变。载运产品常用的形态改良设计方法有三种：（1）功能移除：在形态表达中减少功能冗余的构成性；（2）功能扩展：重点表达出产品使用功能和使用价值的形式语意；（3）功能创造：用现代感的构成和线型表达手法，将产品功能创新的深刻内涵表达出来。如作品《小型直达式城市轨道的士》，作者所设计的小型直达式城市轨道的士采用主、辅双轨道的运行模式，可使人员乘坐轨道车辆一站直达目的地，同时满足人性化的乘坐内饰空间环境需求，对未来城市轨道交通系统的发展具有重要的参考价值。基于产品功能创新的形态表达为：（1）主、辅轨的轨道改良，采用跨坐式磁悬浮轨道交通系统与悬挂式轨道交通系统的轨道系统模式，通过对产品的造型、色彩、形状等构成要素及其生成原理进行提炼、抽象而进行了形式化表现。（2）车体外饰采用外凸型面、平直型面、内凹型面三大造型元素，通过人、车、环境之间的关系分析，表达出其功能的呵护、依存、力量语意。（3）车体内饰基于车体内部人机功能进行人性化形态化设计表达，注重设计的精细化、形式感。作者为未来城市的智慧交通出行而设计的一款上海2025电动无人驾驶共享出租车，其形态表达的重点放在了产品的电动化、网联化、智能化、共享化等功能创新上，形体表达的主要手法为造型文法、色彩文法、形状文法、造型转换文法等。基于载运产品功能形体的形态特征，从产品功能的创新途径，及工业设计形态表达的视角，研究产品形态构成、形态改良两种形态表达方法，分别对Go-Explorer开路者、小型直达式城市轨道的士和上海2025电动无人驾驶共享出租车进行了设计应用，表达出震或泥石流地带受灾区域的挖掘、小型直达式城市轨道交通出行和未来城市电动无人驾驶共享出行等功能系统的产品形态，取得了较好的设计验证，产品方案已被企业采用，并荣获多项设计大奖，研究成果将有助于企业进行载运产品形态的创新性设计，对载运产品形态表达的设计实践将具有重要的实践指导意义。

作者：高瞩