產品設計DNA在產品造型設計中的應用研究

摘要：隨著經濟全球化、信息共享時代的悄然來臨，產品同質化現象越發嚴重，因此如何建立產品特有的識別特征成為研究熱點。產品設計DNA通過將生物DNA相似性和繼承性概念引入產品開發與設計中，進行產品內在的遺傳和變異，對建立產品識別特征有重要意義，故被大量應用到了造型設計中，研究產品設計DNA在產品造型設計中的應用便顯得尤為重要。文章首先通過文獻法梳理產品設計DNA的發展；其次，結合設計實踐和相關研究現狀，歸納產品設計DNA視角下產品造型設計的一般流程；最后，總結各流程節點使用的研究方法。通過分析，基本厘清當前產品設計DNA視角下產品造型設計的一般流程以及方法應用情況，分析現有研究的不足之處，并指明產品設計DNA視角下產品造型設計的未來發展趨勢。

關鍵詞：產品設計DNA；產品造型設計；設計流程；設計方法

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2023）10-0-03

隨著經濟全球化、信息共享時代悄然來臨，企業之間的競爭日趨激烈，商品同質化現象嚴重。鑒于此，行業企業開始思考如何才能建立系列產品特有的、獨特的識別特征。產品設計DNA（Design DNA）的出現，使研究者將基因與基因工程思想應用到工業設計領域，在應對商品同質化現象，建立企業產品特有的、獨特的識別特征等方面具有重要意義。應用產品設計DNA指導產品造型設計已成為目前重要的研究方向之一。

本文通過分析產品設計DNA視角下產品造型設計的國內外研究現狀，從流程與方法兩方面研究產品設計DNA在產品造型設計的應用，并指明產品設計DNA下產品造型設計的發展趨勢。

1 產品設計DNA的發展

產品設計DNA（Design DNA）是研究者將生物學的DNA概念與產品設計理論聯系提出的概念，即將DNA相似性和繼承性的概念引入產品內在的遺傳和變異特質中，探討產品的開發和設計。產品設計DNA歷經20余年的發展，大致可以分為三個時期。

1.1 知名品牌為首的產業發展期

1993年，美國密歇根大學Tichy［1］學者提出了“企業DNA”的概念，國外很多企業，如寶馬、沃爾沃、諾基亞、索尼、艾烈希等都在企業設計的過程中考慮了產品的設計DNA。這表明在產品設計中應用DNA的相關知識已逐漸被企業認可。

1.2 以設計師為本的知識管理期

2003年，Heebyung Koh［2］通過分析生物系統與設計系統的相似性，提出了產品設計DNA（Design DNA）的概念，將其作為一種設計知識的表達方式，用以表示設計知識間的復雜關系。產品設計DNA雖誕生于管理學領域，但一開始便與產品設計結下了不解之緣，且也逐漸被應用到產品設計過程中，以幫助設計師更好地展開設計。

1.3 產品同質化下的造型設計期

隨著商品同質化成為一種趨勢，產品設計更傾向于通過外觀設計塑造獨特的品牌。2007年，羅仕鑒［3］應用設計DNA的思想研究產品族，提出了產品族設計DNA的概念。在此基礎上，2009年，盧兆麟［4］從風格特征、形狀文法以及映射關系對產品設計DNA的推理方法與描述方法展開研究。此后，產品設計DNA被大量應用于各類產品的造型設計中。

通過產品設計DNA的發展經歷可以看出，產品設計DNA從滿足大規模生產要求、提高工作效率，已逐漸過渡到應對產品同質化現象、進行產品造型的創新設計上。

2 產品設計DNA視角下產品造型設計流程

查閱近10年的相關文獻，可將產品設計DNA視角下產品造型設計的一般流程主要概括為六個方面：一是設計目標確定；二是顯性DNA提取；三是隱性DNA提取；四是映射關系構建；五是造型方案生成；六是設計評價。

2.1 設計目標確定

產品設計DNA視角下，產品造型設計目標主要包含三個方面：造型生成、造型遺傳與造型變異。生成、遺傳與變異推動著產品造型設計的生成與進化。

遺傳與變異源自生物學DNA的特點。通過遺傳可保持產品造型設計的穩定性，通過變異能實現產品造型設計的進化發展。不同于遺傳與變異，生成針對的則是產品造型不夠成熟或已被淘汰的企業，解決的是從無到有的問題。

2.2 顯性DNA提取

顯性DNA通常可以通過人們的視覺感知系統進行感知，是造型方案生成的基本元素。顯性DNA提取階段的步驟可分為：樣本確定、顯性DNA識別提取、顯性DNA分類表達。

依據設計目標、企業自身產品現狀等方面，顯性DNA提取的樣本分類如下。一是按照企業劃分為同企業產品與非同企業產品。具體樣本的選擇取決于企業現有產品數量以及造型規劃情況。二是按照產品類型劃分為同類產品與異類產品。同類產品可以用來保持產品形態的繼承性，異類產品可提供創作靈感并輔助造型差異化設計。

2.3 隱性DNA提取

隱性DNA不能被人的感知系統感知，但能夠通過語言或行為描述和表達，是對產品傳遞的價值觀念、文化特征、情感體驗、品牌內涵等情感信息的抽取和凝練，隱性DNA決定顯性DNA。隱性DNA提取階段的步驟可分為隱性DNA目標確定、隱性DNA提取、結果分析。

隱性DNA的目標決定了隱性DNA提取的內容與方法，隱性DNA的目標分類如下：一是按照目標的數量分為單目標與多目標；二是按照目標的類型分為品牌識別與情感體驗。其中，品牌識別包括品牌核心識別和品牌延伸識別。情感體驗包括風格意象、消費者偏好、用戶期望意象等。

2.4 映射關系構建

提取顯性DNA與隱性DNA后，須建立兩者之間的映射關系，以指導后續產品造型設計。顯性DNA映射隱性DNA，隱性DNA決定顯性DNA，依據隱性DNA的數量，研究包含兩種類型：一是單目標隱性DNA與顯性DNA之間的映射關系建立；二是多目標隱性DNA與顯性DNA之間的映射關系建立。映射關系構建階段的步驟可分為映射研究內容確定、映射關系構建、結果分析。

依據映射研究內容，研究可分為三種類型。一是研究隱性DNA下顯性DNA的貢獻度或關聯度。其優點是簡單快速，缺點是沒有考慮顯性DNA間的關聯性，簡單相加往往不能正確傳達語意。二是在貢獻度或關聯度的基礎上，計算顯性DNA間的相關性或顯性DNA的權重，并基于這些指標構建映射模型。這一研究的優點考慮到了顯性DNA之間及其與整體造型之間的關系，缺點是構建過程煩瑣、效率低。三是建立顯性DNA與隱性DNA的定量匹配關系，依據隱性DNA獲得對應的顯性DNA。優點是靈活開放，可以根據具體需求修改，缺點是要求高、適應性差。

2.5 造型方案生成

造型方案的生成離不開設計師的參與，依據設計師的參與度，產品設計DNA視角下產品造型方案生成可以分為三類：一是設計師高度參與。設計師結合個人設計經驗與靈感，基于映射約束生成的產品原型或部件原型生成造型方案，具有一定的模糊性與不可持續性。二是設計師中度參與。借助某種理論或系統，推理與衍化映射約束下的顯性DNA，輔助設計師生成新的產品造型方案，生成的方案有一定的數量限制。三是設計師低度參與。利用數學模型，通過構建進化函數，進化生成顯性DNA，生成大量的造型方案，容易導致程序化、機械化。

2.6 設計評價

設計評價可以幫助設計師從眾多產品造型設計方案中挑選出滿足識別性與創新性的最優方案，提高設計效率，降低設計成本。當前針對產品設計DNA視角下產品造型設計流程中的設計評價問題，所展開的相關研究基本可以歸納為兩類，一類是關于評價指標體系的研究，另一類是關于評價方法的研究。

3 產品設計DNA視角下產品造型設計方法

產品設計DNA視角下產品造型設計流程的各個階段都有對應的研究方法。本部分篩選產品造型設計中產品設計DNA涉及相關方法近十年的文獻。精讀文獻后，依照設計流程對相關方法進行分類，從數量與屬性出發分析常用方法。其中，設計目標確定階段多取決于企業目標與需求，故在此不討論方法。

3.1 顯性DNA提取

顯性DNA提取階段的步驟可分為樣本確定、顯性DNA識別提取、顯性DNA分類表達。在獲取樣本后，需要識別提取顯性DNA，近十年應用的研究方法有21種。在顯性DNA提取階段，混合研究居多，定量與定性方法也占據一定比例。相關研究方法主要集中于特征線法與形態分析法。

3.2 隱性DNA提取

隱性DNA提取階段的步驟可分為隱性DNA目標確定、隱性DNA提取、結果分析。在明確隱性DNA的目標后，需要提取隱性DNA，近十年其應用的研究方法有23種。在隱性DNA提取階段，以定量方法為主，定性混合方法為輔。相關研究方法主要包括語義差異法、聚類分析法與問卷調查法。

3.3 映射關系構建

映射關系構建階段的步驟可分為映射研究內容確定、映射關系構建、結果分析。在確定映射研究內容后，需要構建映射關系，近十年應用的研究方法有20種。在映射關系構建階段，方法大部分集中于定量方法，相關研究方法主要有語義差異法、數量化I類理論、聯合分析法。

3.4 造型方案生成

依據顯性DNA與隱性DNA的映射關系，可生成造型方案。近十年，造型方案生成階段應用的研究方法有9種。在造型方案生成階段，以定量方法為主，定性混合方法為輔，相關研究方法主要集中于遺傳算法、設計師的創造力與形狀文法。

3.5 設計評價

造型方案生成后需要進行設計評價。近十年，設計評價階段應用的研究方法有14種。在設計評價階段，方法大部分集中于定量方法，相關研究方法主要為語義差異法與模糊評價法。

4 產品設計DNA視角下產品造型設計發展和趨勢

4.1 現有研究不足

現有的研究極大地推動了產品造型設計中產品設計DNA的應用，總體來看尚存在以下不足。

（1）隨著產品設計DNA應用范圍的擴大，研究開始探索新生企業如何應用產品設計DNA指導初代產品造型設計。當前針對產品設計DNA生成機制的相關方法較少，主要體現在顯性DNA提取階段、造型方案生成階段以及設計評價三階段，相關研究方法不足。

（2）顯性DNA是產品造型方案生成的基本元素，由于缺少對用戶顯性DNA認知機制與心理的研究，現有對于顯性DNA類型劃分的方法較為主觀。同時，提取不同類型顯性DNA的方法比較模糊。

（3）影響造型方案生成與感覺意象的造型元素包括但不局限于形態、色彩、材質，當前產品設計DNA的相關方法多從形態角度展開，缺少整體性和系統性，沒有依照完整的產品造型設計要求進行。

4.2 未來研究展望

4.2.1 意象驅動的產品設計DNA生成機制研究

目前，產品設計DNA視角下產品造型設計方法大多針對成熟企業展開，對于新企業如何生成具有差異化的產品設計DNA是未來研究的主要方向［5］。

產品設計DNA的生成機制起于隱性DNA的生成，產品設計DNA生成所涉及的隱性DNA需要根據需求篩選判斷，通過隱性DNA獲取初始形態，以此指導顯性設計DNA的提取；在生成初代產品造型時，需要考慮產品造型的遺傳性與變異性；設計評價階段，評價生成機制是否合理需要考慮所生成產品的遺傳性與識別性，生成的父代產品的設計DNA可以遺傳給子代產品以及系列產品，從而使其易于識別且區別于市場上的現有產品。

4.2.2 探索用戶對于顯性DNA的認知機制研究

產品設計DNA的認知以用戶為中心，是用戶對企業產品產生相同或相似認同感的心理過程，主要針對的是產品的顯性DNA。顯性DNA的認知目的有三個：一是類型劃分更加恰當，使得顯性DNA在造型設計中的作用分工更加明確；二是提取方法更加合理，使得提取的顯性DNA更符合用戶認知；三是映射構建更加精確，幫助用戶已有的感性意象、品牌印象順利遷移到后續產品中。

4.2.3 不同構成要素的產品設計DNA方法研究

產品造型的構成要素包括形態、色彩與材質，三者共同賦予產品獨特的形態及風格意象，影響著產品造型與品牌形象。目前，產品設計DNA的研究多集中于形態層面，相關研究已形成一定體系。因此，未來的研究將從色彩、材質等不同構成要素分析討論產品設計DNA視角下產品造型設計的方法，著重考慮產品造型的整體性和系統性。

5 結語

本文以產品設計DNA為研究起點，通過梳理產品設計DNA的發展脈絡，找出產品設計DNA當下的研究熱點為產品造型設計，隨后分析產品設計DNA視角下產品造型設計流程。最后，總結了各流程節點使用的研究方法，指明了產品設計DNA視角下產品造型設計方法的發展趨勢，以期為后續產品設計DNA視角下產品造型設計研究提供流程與方法依據。

參考文獻：

［1］ 蒂奇·諾埃爾.領導力引擎：成功的公司如何培養各個層面的領導者［M］.紐約：哈珀·柯林斯出版社，2002：75.

［2］ 高喜炳.可重構結構的設計知識管理［J］. CIRP年鑒制造技術，2003，52（1）：93-96.

［3］ 朱上上，羅仕鑒.工業設計中產品族設計DNA探討［J］.裝飾，2007（5）：118-119.

［4］ 盧兆麟，李升波，張悅，等.面向工業設計的產品設計DNA研究現狀與進展［J］.機械設計，2014，31（12）：1-7.

［5］ 胡偉峰，胡玥，王冬冬，等.產品品牌基因研究現狀與進展［J］.包裝工程，2021，42（16）：61-71.

作者簡介：郭亦菲（1998—），女，山西呂梁人，碩士在讀，研究方向：產品造型設計。