产品设计DNA在产品造型设计中的应用研究

摘要：随着经济全球化、信息共享时代的悄然来临，产品同质化现象越发严重，因此如何建立产品特有的识别特征成为研究热点。产品设计DNA通过将生物DNA相似性和继承性概念引入产品开发与设计中，进行产品内在的遗传和变异，对建立产品识别特征有重要意义，故被大量应用到了造型设计中，研究产品设计DNA在产品造型设计中的应用便显得尤为重要。文章首先通过文献法梳理产品设计DNA的发展；其次，结合设计实践和相关研究现状，归纳产品设计DNA视角下产品造型设计的一般流程；最后，总结各流程节点使用的研究方法。通过分析，基本厘清当前产品设计DNA视角下产品造型设计的一般流程以及方法应用情况，分析现有研究的不足之處，并指明产品设计DNA视角下产品造型设计的未来发展趋势。

关键词：产品设计DNA；产品造型设计；设计流程；设计方法

中图分类号：TB472 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2023）10-0-03

随着经济全球化、信息共享时代悄然来临，企业之间的竞争日趋激烈，商品同质化现象严重。鉴于此，行业企业开始思考如何才能建立系列产品特有的、独特的识别特征。产品设计DNA（Design DNA）的出现，使研究者将基因与基因工程思想应用到工业设计领域，在应对商品同质化现象，建立企业产品特有的、独特的识别特征等方面具有重要意义。应用产品设计DNA指导产品造型设计已成为目前重要的研究方向之一。

本文通过分析产品设计DNA视角下产品造型设计的国内外研究现状，从流程与方法两方面研究产品设计DNA在产品造型设计的应用，并指明产品设计DNA下产品造型设计的发展趋势。

1 产品设计DNA的发展

产品设计DNA（Design DNA）是研究者将生物学的DNA概念与产品设计理论联系提出的概念，即将DNA相似性和继承性的概念引入产品内在的遗传和变异特质中，探讨产品的开发和设计。产品设计DNA历经20余年的发展，大致可以分为三个时期。

1.1 知名品牌为首的产业发展期

1993年，美国密歇根大学Tichy［1］学者提出了“企业DNA”的概念，国外很多企业，如宝马、沃尔沃、诺基亚、索尼、艾烈希等都在企业设计的过程中考虑了产品的设计DNA。这表明在产品设计中应用DNA的相关知识已逐渐被企业认可。

1.2 以设计师为本的知识管理期

2003年，Heebyung Koh［2］通过分析生物系统与设计系统的相似性，提出了产品设计DNA（Design DNA）的概念，将其作为一种设计知识的表达方式，用以表示设计知识间的复杂关系。产品设计DNA虽诞生于管理学领域，但一开始便与产品设计结下了不解之缘，且也逐渐被应用到产品设计过程中，以帮助设计师更好地展开设计。

1.3 产品同质化下的造型设计期

随着商品同质化成为一种趋势，产品设计更倾向于通过外观设计塑造独特的品牌。2007年，罗仕鉴［3］应用设计DNA的思想研究产品族，提出了产品族设计DNA的概念。在此基础上，2009年，卢兆麟［4］从风格特征、形状文法以及映射关系对产品设计DNA的推理方法与描述方法展开研究。此后，产品设计DNA被大量应用于各类产品的造型设计中。

通过产品设计DNA的发展经历可以看出，产品设计DNA从满足大规模生产要求、提高工作效率，已逐渐过渡到应对产品同质化现象、进行产品造型的创新设计上。

2 产品设计DNA视角下产品造型设计流程

查阅近10年的相关文献，可将产品设计DNA视角下产品造型设计的一般流程主要概括为六个方面：一是设计目标确定；二是显性DNA提取；三是隐性DNA提取；四是映射关系构建；五是造型方案生成；六是设计评价。

2.1 设计目标确定

产品设计DNA视角下，产品造型设计目标主要包含三个方面：造型生成、造型遗传与造型变异。生成、遗传与变异推动着产品造型设计的生成与进化。

遗传与变异源自生物学DNA的特点。通过遗传可保持产品造型设计的稳定性，通过变异能实现产品造型设计的进化发展。不同于遗传与变异，生成针对的则是产品造型不够成熟或已被淘汰的企业，解决的是从无到有的问题。

2.2 显性DNA提取

显性DNA通常可以通过人们的视觉感知系统进行感知，是造型方案生成的基本元素。显性DNA提取阶段的步骤可分为：样本确定、显性DNA识别提取、显性DNA分类表达。

依据设计目标、企业自身产品现状等方面，显性DNA提取的样本分类如下。一是按照企业划分为同企业产品与非同企业产品。具体样本的选择取决于企业现有产品数量以及造型规划情况。二是按照产品类型划分为同类产品与异类产品。同类产品可以用来保持产品形态的继承性，异类产品可提供创作灵感并辅助造型差异化设计。

2.3 隐性DNA提取

隐性DNA不能被人的感知系统感知，但能够通过语言或行为描述和表达，是对产品传递的价值观念、文化特征、情感体验、品牌内涵等情感信息的抽取和凝练，隐性DNA决定显性DNA。隐性DNA提取阶段的步骤可分为隐性DNA目标确定、隐性DNA提取、结果分析。

隐性DNA的目标决定了隐性DNA提取的内容与方法，隐性DNA的目标分类如下：一是按照目标的数量分为单目标与多目标；二是按照目标的类型分为品牌识别与情感体验。其中，品牌识别包括品牌核心识别和品牌延伸识别。情感体验包括风格意象、消费者偏好、用户期望意象等。

2.4 映射关系构建

提取显性DNA与隐性DNA后，须建立两者之间的映射关系，以指导后续产品造型设计。显性DNA映射隐性DNA，隐性DNA决定显性DNA，依据隐性DNA的数量，研究包含两种类型：一是单目标隐性DNA与显性DNA之间的映射关系建立；二是多目标隐性DNA与显性DNA之间的映射关系建立。映射关系构建阶段的步骤可分为映射研究内容确定、映射关系构建、结果分析。

依据映射研究内容，研究可分为三种类型。一是研究隐性DNA下显性DNA的贡献度或关联度。其优点是简单快速，缺点是没有考虑显性DNA间的关联性，简单相加往往不能正确传达语意。二是在贡献度或关联度的基础上，计算显性DNA间的相关性或显性DNA的权重，并基于这些指标构建映射模型。这一研究的优点考虑到了显性DNA之间及其与整体造型之间的关系，缺点是构建过程烦琐、效率低。三是建立显性DNA与隐性DNA的定量匹配关系，依据隐性DNA获得对应的显性DNA。优点是灵活开放，可以根据具体需求修改，缺点是要求高、适应性差。

2.5 造型方案生成

造型方案的生成离不开设计师的参与，依据设计师的参与度，产品设计DNA视角下产品造型方案生成可以分为三类：一是设计师高度参与。设计师结合个人设计经验与灵感，基于映射约束生成的产品原型或部件原型生成造型方案，具有一定的模糊性与不可持续性。二是设计师中度参与。借助某种理论或系统，推理与衍化映射约束下的显性DNA，辅助设计师生成新的产品造型方案，生成的方案有一定的数量限制。三是设计师低度参与。利用数学模型，通过构建进化函数，进化生成显性DNA，生成大量的造型方案，容易导致程序化、机械化。

2.6 设计评价

设计评价可以帮助设计师从众多产品造型设计方案中挑选出满足识别性与创新性的最优方案，提高设计效率，降低设计成本。当前针对产品设计DNA视角下产品造型设计流程中的设计评价问题，所展开的相关研究基本可以归纳为两类，一类是关于评价指标体系的研究，另一类是关于评价方法的研究。

3 产品设计DNA视角下产品造型设计方法

产品设计DNA视角下产品造型设计流程的各个阶段都有对应的研究方法。本部分筛选产品造型设计中产品设计DNA涉及相关方法近十年的文献。精读文献后，依照设计流程对相关方法进行分类，从数量与属性出发分析常用方法。其中，设计目标确定阶段多取决于企业目标与需求，故在此不讨论方法。

3.1 显性DNA提取

显性DNA提取阶段的步骤可分为样本确定、显性DNA识别提取、顯性DNA分类表达。在获取样本后，需要识别提取显性DNA，近十年应用的研究方法有21种。在显性DNA提取阶段，混合研究居多，定量与定性方法也占据一定比例。相关研究方法主要集中于特征线法与形态分析法。

3.2 隐性DNA提取

隐性DNA提取阶段的步骤可分为隐性DNA目标确定、隐性DNA提取、结果分析。在明确隐性DNA的目标后，需要提取隐性DNA，近十年其应用的研究方法有23种。在隐性DNA提取阶段，以定量方法为主，定性混合方法为辅。相关研究方法主要包括语义差异法、聚类分析法与问卷调查法。

3.3 映射关系构建

映射关系构建阶段的步骤可分为映射研究内容确定、映射关系构建、结果分析。在确定映射研究内容后，需要构建映射关系，近十年应用的研究方法有20种。在映射关系构建阶段，方法大部分集中于定量方法，相关研究方法主要有语义差异法、数量化I类理论、联合分析法。

3.4 造型方案生成

依据显性DNA与隐性DNA的映射关系，可生成造型方案。近十年，造型方案生成阶段应用的研究方法有9种。在造型方案生成阶段，以定量方法为主，定性混合方法为辅，相关研究方法主要集中于遗传算法、设计师的创造力与形状文法。

3.5 设计评价

造型方案生成后需要进行设计评价。近十年，设计评价阶段应用的研究方法有14种。在设计评价阶段，方法大部分集中于定量方法，相关研究方法主要为语义差异法与模糊评价法。

4 产品设计DNA视角下产品造型设计发展和趋势

4.1 现有研究不足

现有的研究极大地推动了产品造型设计中产品设计DNA的应用，总体来看尚存在以下不足。

（1）随着产品设计DNA应用范围的扩大，研究开始探索新生企业如何应用产品设计DNA指导初代产品造型设计。当前针对产品设计DNA生成机制的相关方法较少，主要体现在显性DNA提取阶段、造型方案生成阶段以及设计评价三阶段，相关研究方法不足。

（2）显性DNA是产品造型方案生成的基本元素，由于缺少对用户显性DNA认知机制与心理的研究，现有对于显性DNA类型划分的方法较为主观。同时，提取不同类型显性DNA的方法比较模糊。

（3）影响造型方案生成与感觉意象的造型元素包括但不局限于形态、色彩、材质，当前产品设计DNA的相关方法多从形态角度展开，缺少整体性和系统性，没有依照完整的产品造型设计要求进行。

4.2 未来研究展望

4.2.1 意象驱动的产品设计DNA生成机制研究

目前，产品设计DNA视角下产品造型设计方法大多针对成熟企业展开，对于新企业如何生成具有差异化的产品设计DNA是未来研究的主要方向［5］。

产品设计DNA的生成机制起于隐性DNA的生成，产品设计DNA生成所涉及的隐性DNA需要根据需求筛选判断，通过隐性DNA获取初始形态，以此指导显性设计DNA的提取；在生成初代产品造型时，需要考虑产品造型的遗传性与变异性；设计评价阶段，评价生成机制是否合理需要考虑所生成产品的遗传性与识别性，生成的父代产品的设计DNA可以遗传给子代产品以及系列产品，从而使其易于识别且区别于市场上的现有产品。

4.2.2 探索用户对于显性DNA的认知机制研究

产品设计DNA的认知以用户为中心，是用户对企业产品产生相同或相似认同感的心理过程，主要针对的是产品的显性DNA。显性DNA的认知目的有三个：一是类型划分更加恰当，使得显性DNA在造型设计中的作用分工更加明确；二是提取方法更加合理，使得提取的显性DNA更符合用户认知；三是映射构建更加精确，帮助用户已有的感性意象、品牌印象顺利迁移到后续产品中。

4.2.3 不同构成要素的产品设计DNA方法研究

产品造型的构成要素包括形态、色彩与材质，三者共同赋予产品独特的形态及风格意象，影响着产品造型与品牌形象。目前，产品设计DNA的研究多集中于形态层面，相关研究已形成一定体系。因此，未来的研究将从色彩、材质等不同构成要素分析讨论产品设计DNA视角下产品造型设计的方法，着重考虑产品造型的整体性和系统性。

5 结语

本文以产品设计DNA为研究起点，通过梳理产品设计DNA的发展脉络，找出产品设计DNA当下的研究热点为产品造型设计，随后分析产品设计DNA视角下产品造型设计流程。最后，总结了各流程节点使用的研究方法，指明了产品设计DNA视角下产品造型设计方法的发展趋势，以期为后续产品设计DNA视角下产品造型设计研究提供流程与方法依据。

参考文献：

［1］ 蒂奇·诺埃尔.领导力引擎：成功的公司如何培养各个层面的领导者［M］.纽约：哈珀·柯林斯出版社，2002：75.

［2］ 高喜炳.可重构结构的设计知识管理［J］. CIRP年鉴制造技术，2003，52（1）：93-96.

［3］ 朱上上，罗仕鉴.工业设计中产品族设计DNA探讨［J］.装饰，2007（5）：118-119.

［4］ 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.

［5］ 胡伟峰，胡玥，王冬冬，等.产品品牌基因研究现状与进展［J］.包装工程，2021，42（16）：61-71.

作者简介：郭亦菲（1998—），女，山西吕梁人，硕士在读，研究方向：产品造型设计。