通过工作原理分析来进行产品的创新设计

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欢迎访问e展厅 展厅 2 工业设计/产品设计展厅 产品设计, 工业设计, 样件打样, 手板制作, 模型制作, ... 概述：通过对产品工作原理和功能的理性分析，深入了解产品所存在的缺点和优点，重新梳理相关的技术方案和功能模块，思考可能的替换方案，就可以做出创新性的设计。 在开展一个新设计项目时，很多设计师都是把主要精力放在草图造型以及颜色等外观设计元素上，而很少花精力先研究一下产品的相关技术、结构等非外观因素。外观设计虽然很重要，但随着它的普遍应用，产品通过外观设计得到的价值和竞争力提升也被竞争对手的提升所消化了，因为你做了外观设计，竞争对手也在做，最终大家还是在差不多的起跑线上（当然不是说外观设计就不重要了），这其中很重要的一个原因就是外观设计有个“相比较”的属性。比如我们身边的美女帅哥，放在电影学院等明星云集的地方就一点显不出漂亮和帅气，改革开放初期女孩穿件花衣服牛仔裤等在都能吸引若干眼球，现在任凭你穿得多靓丽在大街上都难吸引路人，因为穿着时尚的人太多了。放在产品设计上，“相比较”的属性同样起作用，当几乎所有产品外观都经过精心设计后，相互之间的差别就显得非常小了（相同工艺技术水平下），所以企业单纯想通过外观设计在市场上取得成功，跟以前相比就远没那么容易了。 除了外观设计，设计师及企业还应对产品进行大胆的创新设计，通过对产品的工作原理、功能及结构的分析等对其进行改头换面的设计，以获得更具有竞争性的市场优势，因为这种设计可以申请实用新型或发明专利，可保护性更强，竞争对手很难通过简单的修改来进行模仿，而我们所熟悉的外观专利则由于对手很容易通过适当的修改来规避专利，并且判断主要依据人的主观感觉，所以实际上可保护性很差。通过创新设计，由于技术或功能特点比较明显，所以企业在市场上可以比较牢固地抓住用户，而设计师则完全通过这种设计单独寻求企业合作，甚至可以通过风险投资创办自己的工厂，使自己完成从设计师到企业家的蜕变。 比如著名的戴森吸尘器（图1），其成功完全在于巧妙运用了更合适的技术方案，而非在于外观设计。发明人戴森也并非是技术专家，而是学习的家具设计和室内设计，他利用气旋现象对原有的风扇式真空吸尘器加以革新，灰尘在离心力的作用下被甩到一侧，干净的空气在另一侧进入风道，并且不需要集尘袋，彻底解决了旧式吸尘器气孔容易堵塞以及需要经常更换清洗集尘袋的问题。如今，这一吸尘器成为英美日澳等国吸尘器市场的老大，而戴森先生则凭借这个产品一跃成为亿万富翁。 根据相同的技术原理，他还创新设计了戴森电风扇等一系列产品（图2）。 任何工业产品，都是按照一定的工作原理来为人们服务的。比如汽车，是先通过燃油燃烧推动发动机运转，然后发动机再通过传动系统带动车轮滚动，从而带动整个车体向前运动；电冰箱是通过压缩机的不停运转，使制冷剂不断地循环流动，并由液态变成气态后使冰箱内室温度下降，从而达到冷冻冷藏食品的目的。通过对工作原理及附属功能如控制系统的科学理性的分析，我们很有可能发现现有产品的一些缺点和有待改进的地方，也可能会因为新技术发展而发现产品现有技术方案被替换的可能。 笔者几年前设计的一款透明键盘，就是通过对键盘工作原理的理性分析后设计出来的，既非一时灵感，也非画过大量方案。传统键盘的工作方式是按键作为一电路开关，当它被按下后接通电路便输入该按键的信号。而透明键盘则是通过摄像头拍摄手指按在透明面板表面的位置和接触面信息，经过软件处理后转化成该键的输入信号，从技术及工作原理上改变了传统键盘给人们的印象，使用户得到一种完全不同的使用体验和视觉享受。该设计在网上被广泛转载，也有多种传统媒体进行过报道。 笔者也在申请专利后多方寻找风险投资和生产厂家，想把创意变成最终的产品，但由于种种原因，这一愿望没能实现，而国外一设计师抄袭该设计稍做改动后则成功融资几百万美元，并且即将将其推向市场，这里也可以看出在开发新产品方面，国内跟国外的巨大差异。 通过对产品工作原理和功能的理性分析，深入了解产品所存在的缺点和优点，在进行创新时就能少走弯路，做到有的放矢。只要重新梳理相关的技术方案和功能模块，不断思考可能的替换方案，做出创新性的设计就不是遥不可及的了。 比如以洗衣机为例，其基本工作原理可简单分解为以下过程或模块：1．电 + 控制系统 2．电动机 3．传动系统 4．波轮 5．水 6．衣物 简单的工作流程为：电驱动电动机转动，然后经过传动系统驱动洗衣机波轮转动，波轮转动又带动桶内的水来回动，并最终将衣物上的脏物洗掉。 在进行创意设计时，就可以分析寻找各个过程模块可能的替代方案，比如对电的来源，除了普通用电，是不是还可以考虑太阳能发电、风能发电以及其它可能的产生电的方式；而对控制系统，我们知道最初是机械旋钮式的，后来发展成按键式的电脑控制面板，还可以考虑其它方式，如红外触控、声控等。对于波轮，我们知道相对应的还有一种滚桶式的，是两种不同类别的洗衣机，即使是波轮本身，也有很多变化，形态各异，洗衣效果也有所不同。 各个过程模块之间还可以分拆再组合进行考虑，如从1电到4波轮的整个系统目的都是为了让水搅动起来，那么除了用波轮和滚筒可以让水搅动，还有没有其它方法呢？答案是有：压缩空气，也就是可以通过往水里吹送空气的方法使水和衣物之间产生摩擦来洗掉脏物，当然，如何吹送空气，又可以有若干不同的方案。这种方法已经有人申请了专利，但由于存在一些问题，相比较传统方式没什么明显优势，所以也就没多大商业价值。 如果从1到5都是为了用水洗掉脏物的话，那么如果不用水，还有没有其它方案来洗掉脏物呢？那就是干洗。据报道还有科学家正在研究用射线或微波洗衣的技术，当然这已经超出普通设计师的能力范围了，但至少告诉我们洗衣服的方式还是有很多种选择的。 对于洗衣机的其它功能模块，如甩干、烘干之类的，也都可以采用类似的分析方法，寻找可行的替代方案，从而达到创新设计的目的。 不同的产品有不同的工作原理和功能结构，因此在面对实际产品进行分析时要灵活运用发散思维，不要被条条框框限制，将所有可能的方案都列出来，然后再针对不同方案考虑现实可行性。如洗衣机例子中，电的来源虽然有多种选择方案，但大多情况下太阳能、风能发电等都不太可能被采用。 笔者还曾通过分析点钞机的工作原理，设计过一款便携光电式点钞器，它根据光的反射原理，利用光在照射到纸币的边缘会发生反射变化，从而使光感受器产生电信号变化来进行计数，能快速对纸币进行点数，没有电子机械传动系统，可做成笔的形状，携带使用非常方便。后来也发现有设计师做过类似的设计并获奖，但只有笼统的概念设计，没有清楚地说明具体的技术实现方式，因而连专利也不能申请，说明设计师的技术基础并不牢固，这样的设计师会很吃亏，因为概念方法不能被保护，只有可实现的具体技术方案才能申请专利，并带来经济利益。 与外观设计相比，通过工作原理分析进行的创新设计需要做更多艰苦的工作，更多的脑力劳动，因为这里面有很多技术因素（这是目前很多设计师所欠缺的），有时甚至是意志和毅力的比拼，比如戴森在一开始研制了几百个模型都没有成功，一般人或企业可能早就中途放弃了，但戴森没有，他意志坚定、永不言输，哪怕背负高息银行贷款，他还是用5年的时间，在研制了5127个模型后最终成功，并且引发了吸尘器市场的革命。反观国内各企业只想通过较小付出来获得高额回报的浮躁心理，这种坚持不懈的精神更值得我们学习和借鉴。 以上简单介绍了通过对产品工作原理的分析来进行创新设计的一点心得，不可能适合所有人，只希望对某些设计师和企业在做外观设计的同时，多提供一个思考切入点。设计作品只有扎实的技术理论支持，才更有能强的市场竞争力，也才能有更丰厚的回报。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (4/23/2014)