基于产品族基因提取的汽车车灯设计特征与品牌风格研究1

文/李翔 陈晓鹂（武汉理工大学 艺术与设计学院；中国地质大学）

一、产品族与产品基因

1.1 关于产品族

Richard Myers 在1997年将产品族定义为“共享通用技术并定位于一系列相关联的市场需求的一组产品”2Richard Myers.Edwin，R Hancock.Em，Pirical modeling of the genetic algorithms[J].Evolutionary computation，2001，p461-493.。建立产品族的目的是针对一定范围的顾客群，在用户需求种类、产品设计和制造效益间进行权衡，最大限度地实现设计参数和生产过程的可重用性，以最小的产品变异来适应市场的竞争。一般来讲产品族 (Product Family)是一种利用有限的开发、制造和服务来经济地发展产品多样性的方法，是对一些具有大量相同或相似特征的产品的统称。产品族中的成员在变化，但是却共享着许多共性的特征，使得同一企业的产品具有共同的识别因素。

大批量定制的产品族战略，解决了既用定制生产满足客户的个性化需要，又能避免传统定制带来的产品开发设计周期长、成本高和质量不稳定等问题，正被越来越多的企业所采用。产品族战略（Product Families Strategy），是企业开发设计基于产品平台的一系列产品，这些产品各自具有不同的性能与特征，可以及时满足不同顾客的不同需求，而且由于这些产品共享产品平台，缩短了设计开发时间，简化了制造生产过程，降低了成本。具体讲，产品族战略，就是首先开发出具有先进的技术性能和良好的可扩展性的产品平台，在此基础上不断进行改进提高，针对不同用户的需求适时设计推出新的衍生产品，形成以产品平台为核心的产品族。该理论的核心即同一产品族的产品共享组件、模块和所有有用资源，以提高效率和速度。

相比传统产品战略，产品族战略使得企业能进行有效的杠杆投资，解决由于小批量、多品种产品带来的成本增加、管理复杂等一系列的问题。具体而言产品族战略的独特优势如下：

（1）形成产品共性特征，强化品牌形象；（2）缩短创新周期，降低开发费用；（3）降低制造成本，提高产品质量；（4）更好满足客户需求，充分占领市场；（5）有利于产品的生产、维修与更新。

1.2 关于产品基因

遗传基因在分子生物学领域是为大家熟知的概念，它是是控制生物性状的基本遗传单位。生物体亲子之间的相似性和继承性即遗传信息，都储存在遗传基因中。产品的开发设计也是一个持续更新换代、不断细化的过程，新的产品应该保留以前产品的遗传基因。每个品牌在其产品族设计中会有一个核心基本要素群，这就是产品的基因，它包括造型要素、构成要素、色彩要素、材料要素等。相对固定的设计要素构成了品牌的基本风格。如果品牌没有基本的设计基因，就会缺乏相对稳定的品牌形象与定位，产品族必将混乱。

应用产品基因进行产品设计是借鉴了生物概念上基因相似性和继承性的自然特点，引入到产品设计的内在遗传和变异中来。随着科学技术的不断发展与进步，各类原本独立发展的学科彼此借鉴，互为依托，在更大程度上达到融合，基因这一原本生物学中的专有概念应用到产品领域中来，可以应用其自身特点解决工业设计中的相应问题，找到新的解决思路。企业在进行产品设计的时候，大多根据消费者的需求进行局部的简单修改，这样形成的产品族群保守、呆板，没有太大创新。而基于产品基因的创新设计，通过前期对产品族群基因的研究和分析，能找到并继承优良的产品基因，使设计工作更趋于条理性。它是实现大批量定制生产计划的有力保证，以及对传统设计方法学的完善和扩展。对于产品基因的研究，极其密切的关系到产品族的创新和发展。其中产品基因的提取，基因遗传变异的规律等，都是需要重点研究的内容。

1.3 国内外研究现状

在产品制造业，国外很多知名企业都很重视产品DNA研究，以诺基亚为例，诺基亚是企业设计DNA应用的典范：人性化的用户界面、直观而逻辑化的菜单、易读的字体、艺术的图形、有趣的动画、合理的功能组合等，这些元素被称为“诺基亚设计DNA”。尽管其产品造型多样，人们依然很容易辨认出诺基亚的产品。

在学术界，有很多学者研究企业实际产品进行了关于产品DNA的研究。Karjalainen以沃尔沃、诺基亚的产品DNA为例，对从品牌认知到产品造型的转化进行了研究1TM Karjalainen ，6th Asian Design Conference[C]，2011，235-238 .。美国CMU大学的Mc Cormack等详细调查了别克汽车前脸的造型风格，采用形状文法的方法，将别克品牌的关键元素编码成为一种可重用的语言，重新生成了与其品牌一致的汽车造型2Stiny G.，Introduction to shape and shape grammar：Enviroment and Planning B[J].Planning and Design，1980，7：343-351.。杨雄勇等引入产品族群的概念，研究了美国苹果公司的系列产品的设计直观的符号元素，分析了产品族中基因的遗传和变异，并初步总结了产品基因的提取方法3缪琳、杨雄勇，从苹果的设计探究产品基因的遗传与变异，艺术与设计[J]，2008， 16(7)， 135-137.。

二、产品族基因提取方法研究

正如同一家族的亲属之间会体现某些相似的外貌特征一样，同一企业的产品族内部也会有相同的“外貌特征”，这即是产品的风格。也可以说，基因是内在构成要素，风格特征则是外在体现表象。因此，在提取产品基因时，面对庞杂的产品信息，需要以产品风格为线索，分清主次，抓准强势基因。产品基因来源于产品设计中所运用的设计要素，轮廓、色彩、质感、肌理、以及造型元素的组合方式等都可以成为用户对产品形象认知的构成元素。但并不是所有的产品的设计元素都可称为产品基因。只有在一代代产品族内不断沿用，在相当的时期内保持稳定，并且对塑造产品家族化风格起到重要作用的产品设计要素才可以成为产品基因。

2.1 产品基因提取中的造型要素分析

崇宏认为，构成产品造型的主要因素有： 产品本身的形态（shape）、产品的图案（graphic）、产品操作的符号（symbol）、产品的色彩（color）、产品组织的结构（composition）4林崇宏，公式化造形法则理论应用于产品造型设计之探讨，工业设计[J]，2011，24（4），16-26.。吕清夫认为产品造型(form)的第一要素为形态（shape）,形态包括几何形态与有机形态，然后加入色彩、质感、动态空间等要素才能成为造型，否则单纯的形态就如同中性的石膏模型，无色无质5吕清夫，造形原理[M]，雄狮图书，台北市,2008，186-189.。在造型的诸多要素中，动态是涉及到时间的要素，产品的造型并非总是处于静态下，也有动态下的造型呈现，如电视机、手机等有影像显示的产品，还有汽车、飞机等交通工具，它们的运动姿态、运行轨迹也成为了造型的一部分。空间这一要素在造型中有各种不同的解释，在平面造型中我们我们称为“构图”，而在立体造型上我们也常称为“结构”。根据认知心理学及格式塔心理学的知识，产品造型的各种要素，色彩、质感、点、线、面等，总是体现出一定的规则形式，如平衡、统一、对比、比例等，这些规则形式的内涵意义在于反映产品的物理属性，包括功能、规格、操作方式等，而其外延意义则是形成了用户对产品造型的认知意象。Tjalve也指出，若是大部分的用户都能同意一件产品具有美感，那么一定能够找出到底是哪些造型上的特性迎合了用户的审美体验。Tjalve将这些造型特性归纳为整体性、次序性、视觉平衡、韵律感、尺寸比例等。其中，具有整体性的产品造型能将其零碎的机构与细部元件组合起来形成整体，次序性能将复杂的产品元件加以简化及配置整齐，视觉平衡包括对称平衡与不对称平衡两种形式，韵律感可运用数量、配置、尺寸、形状与色彩等变化组合的方式加以创造1Tjalve, E.， A Short Course in Industrial Design[M]，Butterworth & Co Ltd，1979，17-92.。

因此，产品基因提取中的造型要素主要包括形态、色彩、材质、结构方式，正是这些设计要素的组合形成了产品的风格特征，产品族基因就是在产品族系的长期演变中得以保留的造型要素的组合形式。

2.2 基因提取方法

如前所述，产品形态具有很多特征，但并不是所有的特征都可以称为基因。在本研究中，采取的产品基因提取方法主要分以下两个步骤：

（1）从时间及空间两个维度，即产品演变历史及产品类别对企业产品族系所有产品进行梳理分析。

（2）根据产品特点，确定产品族基因要素。

（3）结合品牌特征，根据基因要素进行产品特征分析，提取产品族基因。

具体操作起来，需要首先搜集大量该企业产品资料，按照不同的产品族划分和上市时间顺序进行产品列举。然后依据企业的定位和产品特点，结合大量比对与分析，选出若干产品族基因要素作为基因提取指标，由于产品的不同及行业的区别，挑选的标准不是统一的，依据所要研究的方向可以有所偏重，比如可以从企业的产品策略出发，也可以从用户体验出发等。然后根据这些基因要素对产品进行全面的特征提取，对采集的特征进行综合比较，提取出设计共性，即产品族基因。这些基因特征按照强弱不同可划分为多个层次，一般来讲，可以分为三个层次，分别是纯正的品牌基因、变异性品牌基因和新导入品牌基因2许世虎,吴寒.起亚汽车脸谱化塑造对中国汽车设计的启示[J].包装工程，2012，16(2):26-30.。纯正的品牌基因是具有稳定性和区别性的设计特征，它们是品牌产品长期发展中始终得以延续的因子，是品牌产品族的精髓所在；变异性品牌基因是在纯正基因基础上产生了一定的演变，往往用来区别品牌中的不同系列产品，它们既是对纯正基因的继承，也是对新鲜元素的尝试，体现了发展变化的历史规律；新导入品牌基因是那些与纯正基因区别较大的新特征，但其有可能经过长期的使用融入产品族中，转变为纯正基因，它们是对品牌产品风格的大胆突破与尝试。

归纳研究所得，产品基因提取及产品品牌风格分析的方法体系如（图1）。

图1 产品基因提取及产品品牌风格分析的方法体系

三、汽车车灯产品族基因提取与风格意象研究案例

3.1 研究目的

2012年，武汉理工大学自主创新项目“基于用户认知的产品DNA识别与设计研究”课题组与企业联合开展了“车灯造型设计特征系统研究”项目，试图通过产品族基因提取的方法、产品风格与意象的研究方法对国内市场汽车车灯主要品牌产品进行特征分析及基因提取。

研究作用在于：（1）建立车灯产品信息库。通过全面的车灯产品市场调研与分析，帮助企业掌握完整的现有车灯产品造型特征、数据及图形资料，为企业的产品设计研发发挥作用，并有利于认识国内外车灯产品设计风格、技术等的现状与趋势。（2）建立汽车车灯造型特征设计系统，可以便于企业认识现有车灯产品造型设计风格及特点，使研发人员掌握车灯造型设计方法，在进行具体要求的产品设计时，可从车灯造型设计特征系统中参考运用设计特征进行组合设计，使车灯造型设计准确匹配于车身设计的造型及风格要求，使其成为研发人员进行产品造型设计的工具，从而实现设计的理性化、精确化。

图2 各品牌车型车灯表

图3 车型车灯资料

图4 车灯设计特征提取

图5 车灯特征分析

3.2 研究阶段与方法

（1）车型与车灯产品调研，建立车灯产品信息库

采取文献查阅、网络资料收集、产品实物采样等方式完成对国内市场轿车、小型商用车的现有及即将上市车型的资料收集及分类工作。分类指标涉及品牌、车型、生产年代，其中，车型按照微型车和小型车、中型车和大型车、SUV&MPV、商用车进行划分；收集的图形资料包括车身侧视图、前大灯和尾灯正视图、前大灯和尾灯侧视图等。涉及汽车品牌56个，共900多款车型。再根据品牌、车型、年代进行分类，建立了车灯产品信息库（图2，图3）。

车灯产品信息库采用软件系统形式，可供设计人员根据不同需求查询具体的车型及车灯的数据资料，随着市场汽车产品的更迭，企业还可对该产品信息库的资料不断进行补充，从而实现对车灯产品的完整收集、分类及数据化、图形化。

(2) 车灯造型设计基因提取

根据汽车车灯产品的特点，项目组成员经过特征比对，充分分析影响车灯造型风格的设计特征，提取出造型轮廓、灯头形状、组合方式、色彩这几个关键要素，然后按照产品族基因的提取方法对56个品牌，900多款车型的车灯（前大灯、尾灯）进行了特征采集，制作了车灯特征提取表格（图4），进行了品牌车灯特征分析（图5）。

（3）车灯产品风格与基因匹配

车灯是汽车车身的一部分，因此车灯的造型设计风格需要与车身的风格相吻合，通过各品牌车灯基因分析，可了解各个厂商的车灯风格特点，并通过特征分析，提取实现风格意象的造型特征。因此，项目组进行了品牌车灯基因分析。

进行车灯风格意象实验及风格与设计基因匹配。从56个品牌车型中选出各自最具典型风格的车型车灯1款，为56个初步样本。经过风格分析比对，去除近似样本，得到最终33个样本，组织24位用户进行了风格意象实验。结合消费者对车灯的情感意象，共选取最有代表性的12个形容词，组成6组形容词组，它们分别是：“简介-繁复、轻巧-厚重、坚硬-柔和、灵活-稳重、高档-大众、时尚-传统”，采取语义差异分析方法，用七点心理学量表进行用户测试。实验共得到有效问卷22份。对实验数据进行因子分析及聚类分析，如(表1，表2)。

由聚类分析可知，对实验样本分类后得到四组不同风格产品分组，分别是高档时尚、大众低调、稳重大气、简介灵动。对这四组不同风格的车灯分别进行了特征分析，使车灯设计特征与风格意象相匹配。结果为：

高档时尚组：包括车灯样本1、2、3、5、9、10、11、12、21、24、28、31，该组车灯外形轮廓具有鲜明特点，不同于常规造型，大多为多边形、异形、椭圆形等，轮廓形态普遍有尖角、突出、缺省、分割等造型变化，使得具有视觉冲击力。在内部结构布局上，各个灯头的造型采用圆形、四边形、不规则形等，布局方式大都与外轮廓造型相协调，以均衡稳定为主。有些车灯采用了装饰框、装饰件的设计，提升了产品的档次与活力。聚类中心车型是雷诺拉古娜。

表1 因子分析

表2 聚类分析

大众低调组：包括车灯样本4、6、7、15、17、25、26、30、32，该组车灯外轮廓多采用常规造型，大多以四边形、圆形、三角形为基础，在线条弧度、角度上略有变化，但外轮廓造型基本稳定均衡。内部各个灯头的造型多采用圆形、四边形等，造型较规则，在大小、空间变化上体现出节奏感，协调性强，聚类中心车型是沃尔沃S40。

稳重大气组：包括车灯样本8、14、16、18、19、20、27、29、33，该组车灯造型外轮廓多以接近正方形的四边形、多边形为基础，在转角处常有转折、尖角等变化，整体呈现出稳定但不乏味的设计感。内部各个灯头多采用圆形及四边形造型，形态面积对比较大，布局灵活，左右及上下布局方式都有，多采用装饰框设计。聚类中心车型是日产颐达。

简洁灵动组：包括车灯样本13、22、23，该组车灯造型外轮廓多为细长造型，一端比较圆润，一端比较尖锐，轮廓线条流畅但不乏味，有弧度、凹凸、角度的变化，呈现出方向感与运动感。内部各个灯头的造型多采用圆形、多边形、异形等，布局方式以横向排列为主，并适合外轮廓的走向及变化，形态对比性强，有趣味性。聚类中心车型是丰田锐志。

四、总结

关于产品基因的研究还在发展之中，从国外成功的企业案例中，我们可了解到这一课题研究的重要性。分析产品基因提取方法及其与产品品牌风格关联性，利于形成系统的工业设计思维与方法，并可服务于企业整合资源、产品创新、强化品牌价值。