基于基因转移理论的产品造型设计研究

任英丽 张中一

摘要：本文借鉴生物学中基因转移理论，提出基于基因转移理论的产品造型设计思路。分析造型设计过程中产品DNA，研究基因组成和分布规律;确定基因的垂直转移和水平转移路径，把握两条路径转移过程中的关键节点;在此基础上，完成产品造型创新设计。该产品造型设计思路，明确了父代产品造型特征向子代产品造型特征遗传过程中的决定性，更加丰富子代产品造型创新过程中基因变异量和范围，为产品造型设计提供新的思路。

关键词：基因转移理论;产品DNA;造型设计;垂直转移;水平转移

中图分类号：TB472

文献标识码：A

文章编码：1672-7053（2020）02-0028-02

2019年两会，李克强总理在政府工作报告中提到，坚持创新引领发展，强化工业基础和技术创新能力;推动标准与国际先进水平对接，提升产品和服务品质，让“中国制造”“中国服务”成为标签。可以说，工业的发展和技术的创新是离不开“企业”这个主体。与这个主体密切相关的就是其生产制造的产品，经历了长久发展的老牌企业，其产品的风格总能够保持在一个比较稳定的状态，并且会随着科技水平的提升和时代的进步，发生一些创新和改变[1]。

这种创新变异的方式与生物学中遗传变异十分类似，与此同时就产生了跨学科的理论体系，产品DNA的概念应运而生。生物体的DNA决定生物的性状，产品DNA决定产品的各方面特征，在产品迭代更新、创新突破的过程中，起到关键作用[2]。对于产品DNA的造型设计研究，国内外专家学者已经从多个角度进行了分析和评述：罗仕鉴将产品设计融入到产品存在的情境中，设计产品的模型，分析产品DNA[3]。卢兆麟提出了基于映射关系的产品设计DNA研究方法，预测产品造型[4]。周小舟通过产品DNA的可遗传因子的提取，对产品造型进行设计指导[5]。现有研究，极大地丰富了产品DNA与产品造型的设计，但是也有很多的不足，一些关键问题有待完善与解决：现阶段的产品DNA与造型设计，起始点和关注主体大都是企业。产品最终的归属是消费者和用户，现阶段的研究，缺乏用户对于所购买产品造型特征的认知接受和需求表达，以及相应的心理研究【8】。下一步深入研究，应建立企业——产品——用户三者的产品DNA设计模型，综合考虑三者在产品设计周期中不同的角色和所要承担的任务，并扩展产品DNA设计的领域。

1基因转移理论概述

1.1生物学中的基因转移理论

在生物学角度中，基因的转移多指生物个体或是细胞间的遗传物质流动。其流动可以使遗传物质通过父代向子代传递。但在生物进化的过程中，物种的多元变异过程，遗传物质也在不同亲缘关系的生物之间进行，因而造成生物突变。基因水平转移和基因的垂直转移在整个生物进化过程中是同时进行并存在的，生物在这个过程中从低等走向了高等，在继承父代遗传特点的同时通过变异，吸收其他生物的遗传信息。在这两种遗传方式中，垂直转移决定生物的整体遗传方向，水平转移则保证物种能够在进化过程中有所突变。

许多生物学家都通过大量实验及研究，从多种生物角度发现了基因的水平转移和垂直转移两种遗传方式。诸多研究结果还证明，基因的垂直转移在生物遗传进化的过程中是起决定性的;基因的水平转移，随着生物从低等向高等进化，水平转移的程度越发困难。低等级生物，如细菌、病毒在遗传进化过程中，有时需要通过媒介进行水平转移，有时则不需媒介，直接进行。水平转移也可以成为微生物如细菌、病毒进化的重要推动力量，对其在生物进化中的重要意义不容小觑。

1.2产品造型设计中的基因转移理论

基于基因转移理论的品牌DNA研究由杨保军【7】在2014年提出，主要研究了品牌通过基因的垂直转移和水平转移实现品牌的成長。本文中的产品造型设计基因转移理论，属于品牌基因转移理论的一个方面。

产品设计理论和方法，通过各学科的知识融合，在很多学科和知识领域上有交叉和并集，例如，绿色设计、通用性设计、集成化设计、智能设计、定制化等。设计师通过分析当前各种产品设计理论和方法，运用现阶段丰富的科技手段和数学算法进行设计工作，帮助企业满足消费者的各项需求，完成企业“非标定制”的目标。随着生产力的发展，原材料和其他物质的丰富充裕，产品的大批量生产也会逐渐向小规模、个性化定制方向倾斜。产品设计领域与生物学领域有很多的相似之处。一方面，企业及设计师在进行产品造型创新设计过程中，新的造型（子代造型）很多特点都继承于上一代（父代造型），这与生物学基因转移理论中的垂直转移具有一致性;另一方面，父代造型（企业生产的产品），会吸收消费者（用户）的风格特点作为遗传过程中新的灵感来源，形成产品造型创新变异的一部分源代码，这种源代码是跨越物种间的遗传行为，这与生物学中基因转移理论中的水平转移具有一致性。可以说，该基因转移理论，在进行优化与结合之后，也可以应用于产品造型设计之中，形成适用于产品造型设计的基因转移理论。

2基于基因转移理论的产品造型设计思路

基于基因转移理论的产品造型设计思路，应综合全面考虑企业――产品――用户的产品DNA设计模型。

2.1产品DNA的提取

国内外学者对于产品DNA的提取有多方面的研究和分析：周小舟【5】、李阳【8】、何灿群【9】从产品DNA显性特征和隐形特征角度，对产品造型进行分析;鲜洁宇[10]将产品DNA分为整体造型DNA和局部造型DNA，并进一步研究产品造型实例。为了使该理论具有通用研究意义，基于基因转移理论的产品造型设计思路从构成产品造型的最基本元素：线、面、体出发，将产品造型进行解构，对企业提供的产品样本进行研究分析，把整体的造型打散，为垂直转移和水平转移两条路线的确定提供基础资源。

在这里应该注意到的是，产品造型DNA通过解构的方式予以分解之后，可能会形成很多冗余和无用的离散造型特征。要将这些分解后造型特征予以分类和筛选，运用系统化的分类思路，约束分解后的产品造型特征，以便将保留下的产品造型特征在下一步设计过程中得以运用。

2.2垂直转移路线的确定

随着产品不断通过父代向子代遗传，大量的特征被继承和保留下来，这些显著的造型风格，需要通过筛选和判断，细化为符合垂直转移路线的产品DNA。可以从分解并且通过约束与筛选的最基本的线条出发，研究哪些线型是企业保留并且一直流传下来的经典造型特征，再向面和体深入。最终得到企业一贯秉承并流传至今的产品造型特征。在此基础上，将这些已经分析后的产品基本造型特征元素，与企业品牌风格元素进行统一结合与分析，从而最终发现该产品的垂直转移路线，完成企业――产品的产品DNA设计步骤。

2.3水平转移路线的确定

水平转移路线原指基因的突变，指代外源基因在不同物种之间的流动。在产品DNA角度来讲，可以充分利用这种外源基因的流动方式。以往产品DNA设计，缺乏对用户（产品消费者）的需求和偏好的分析和调查，仅仅让用户评价富有企业DNA的产品风格。忽视用户（产品消费者）的对产品认知和感受的分析与研究，不能体现用户的特点，表达他们在产品造型上的需求。企业不能更好地为用户完成“非标定制”的产品要求。

水平转移路线的确定，要在分离垂直转移路线确定好的产品造型特征的基础之上，选择其他不受影响的造型特征，作为基因水平转移的备选区域。在这些产品造型特征的区域，其造型特征要充分考虑用户想要表达的想法和意愿，将这些特点与造型需求进行拟合，确定一些需求表达的权重，将造型的拟合与权重分析结合起来，细化分解到基因水平转移的产品造型特征备选区域之中，这样形成的造型就具有用户想要表达的风格特点，并完成产品――用户的产品DNA设计步骤。

2.4子代产品造型生成

在经过垂直转移与水平转移，即企业――产品――用户两步骤的产品DNA造型设计之后，两个步骤的产品造型加以结合，就生成子代产品的最终造型。这样形成的产品造型，充分继承了企业自身产品造型特点，也兼顾到用户想要在产品上得到的自我表达的特点与风格，完成了“非标定制”的个性化需求。在结合的过程中，要保证整体的产品造型特征应在垂直路径的约束之下来进行，保证产品造型的整体风格不变，又不失用户自身的造型需求表达。

3结论

基于基因转移理论的产品造型设计思路，通过借鉴生物学中基因的垂直和水平两种遗传路径，找到了其与产品造型设计相契合的地方。该方法将两门学科各自特点相结合，从而为设计师在产品造型设计过程中提供了新的思路。垂直和水平两种转移路径的确定，以及子代产品造型结合等方面，还需要进一步地深入研究和思考。在垂直转移路径中，可加入更多形态分析方法，总结出适合各种不同造型到分解思路;在水平转移路径中，用户表达造型需求的权重应适当调整，运用科学的权重分析体系和系统，完善水平转移这一产品造型优化路径，为企业和用户提供更为满意的产品造型。

参考文献

[1]羅仕鉴，朱上上，冯骋.面向工业设计的产品族设计DNA[J].机械工程学报，2008（07）：123-128.

科学与艺术

[2]张家祺，周坤，文豪.基于生物遗传学理念的产品设计DNA本体研究[J].艺术与设计（理论），2018，2（12）：104-106.

[3]罗仕鉴，翁建广，陈实，等.基于情境的产品族设计风格DNA[J].浙江大学学报（工学版），2009，43（06）：1112-1117.

[4]卢兆麟，张悦，FritzFrenkler.基于映射关系的产品设计DNA描述方法研究[J].机械设计，2014，31（09）：1-5+9.

[5]周小舟，薛澄岐，王海燕，等.产品族设计DNA可遗传因子提取[J].东南大学学报（自然科学版），2016，46（06）：1192-1197.

[6]卢兆麟，李升波，张悦，等.面向工业设计的产品设计DNA研究现状与进展[J].机械设计，2014，31（12）：1-7.

[7]杨保军.基于基因转移理论的老字号品牌进化路径探索[J].重庆工商大学学报（社会科学版），2014，31（01）：34-39.

[8]李阳，吴旻.基于产品族DNA的雷达产品形象识别设计[J].电子机械工程，2017，33（04）：10-13.

[9]何灿群，张双双.基于产品DNA的工程机械产品造型设计研究[J].人类工效学，2018，24（06）：66-71.

[10]鲜洁宇，钱筱琳，江国珍，等.拖拉机产品族设计DNA视觉化方法[J].机械设计，2018，35（08）：111-115.