换元创新法在产品设计中的应用研究

王新燕　范大伟

摘 要：换元法原是数学计算方法，通过等量代换使复杂问题简单化。作为一种联想启发式的创新思维，将换元法则移用到产品创新设计中，对产品功能、结构等方面进行置换创新，使其优化，可以为产品创新做一些基础性的研究。

关键词：产品创新；换元法；情感化设计

解数学题时，把某个式子看成一个整体，用一个变量去代替它，从而使问题得到简化，这叫换元法。换元的实质是转化，关键是构造元和设元，理论依据是等量代换，目的是变换研究对象，将问题移至新对象的知识背景中去研究，从而使非标准型问题标准化、复杂问题简单化，变得容易处理。

换元法在产品设计中也同样适用。从进化论的角度讲，更高级的动物比原始动物有更多的情绪，人类是情绪和情感最丰富的动物，在日常生活中，人类通过颜色、声音、形态、材料、手感等方面对产品进行认知，不同的产品给人不同的情绪感受。设计师在进行产品设计时应把握好消费者心理，以人为本，以人与物的情感交流为目的进行创作活动，这称之为情感化设计，换元法就是情感化设计的方法之一。

1 换元法的定义

在产品设计研究中，我们将换元法则移用到产品创新设计中，作为一种联想启发式的创新思维，目的在于探索产品新的使用方式，打破人们惯有的思维模式，为消费者带来新的使用体验。通过在产品功能、结构等方面进行置换创新，使其优化，为产品创新做一些基础性的研究，并给人们带来耳目一新的感觉。

因此，在产品设计中，换元法则也叫作替换法则或置换法则。具体做法是将产品设计对象分解为若干元素，对其中一个或多个元素的材料、工艺、形态、色彩、结构、使用方式等进行置换，使人们具有新奇的消费体验，乐于与产品进行互动。

2 换元法的应用原则

随着科技的不断发展，产品的种类日益繁多，卖方市场向买方市场倾斜，功能上的创新已不能满足消费者的需求，产品设计越来越重视消费者情感上的诉求。

日常生活中到处充满了我们司空见惯的产品，这些产品难道不可以有所改变吗？答案是否定的。发挥设计师的想象力和创造力，我们可以对产品进行创新性的再设计，通过形态、结构、使用方式等方面的换元，激发消费者对于产品的先前经验的回忆或联想，达到与消费者情感上的共鸣。

日本著名的设计师深泽直人在2007年设计出一款CD机，它的外形好像是一个排气扇，又一根拉绳控制，排气扇一拉就会排气，这个CD器你一拉的话就会播放音乐，这跟绳是CD机的开关。播放器的音量控制，和倒退前进控制，在最上面。而且，光盘是裸露在外面的，让人们可以看到光盘的旋转。拉绳，听音乐。这款设计将CD机的开关方式进行了换元，将过去的电灯开关方式巧妙的换到CD机上，体现了人们对过去生活方式的缅怀。

换元法并不是简单的置换，用来换元的要素和被换元的要素应有一定的联系，则不能随便用。第一，换元与被换元的形态、结构、功能等要素要有一定联系。使消费者在使用该产品时既有新鲜感，又能根据他们之间的联系容易推断出置换机构在新产品中的使用功能。第二，换元后的多功能特征并非简单的功能叠加，而是综合。不能将换元理解为简单的元素叠加达到“多功能”的状态。第三，换元设计在于探求新的产品使用方式，但创新的结果不能复杂化。换元之后的产品使用起来甚至比原来的产品更费力，给消费者造成不好的使用体验，那这种换元是失败的。第四，注重产品的情感化需求，换元后的产品应引起消费者情感上的共鸣。就像深泽直人的CD机，它让我们忆起小时候拉绳灯的温暖场景，同时使用也很方便。

3 换元法的设计案例

3.1 盲人收音机设计

换元对象：木塞瓶子和音箱。拔下木塞，音乐缓缓而来。考虑盲人群体的特殊需求，木塞就像是个遥控器，它既可以作为一个开关，又可以通过上方的圈调节频道，声音从音箱中发出。

3.2 尺度音乐播放器设计

换元对象：卷尺和CD播放器。受深泽直人的启发完成本案例设计。拉出“卷尺”，CD开启，越往外拉，音量越大，以刻度来显示。按下绿色按键可以缓缓收回“卷尺”，直至CD关闭。

4 总结

产品设计应该以人为本，不能只沉溺于表面的美化和功能的多样化，要把人作为设计服务的对象。在产品同质化的今天，换元法在产品中的应用让产品有了更好的使用体验，同时激发消费者使用欲和购买欲。本文分析和总结了换元法使用的方法和原则，希望借此对产品创新设计起到较好的参考作用。