产品基因在创新设计中的应用研究

周广才++程鲲++袁雪娇++张凤姣

摘 要：基于动植物的基因遗传特性提出产品基因的概念。通过对产品基因的简介，增加人们对产品基因与动植物遗产之间的联系。通过对产品基因的分类和提取将产品的各个特征基因进行分类归纳。以及结合具体产品案例对产品基因在现代创新设计中的具体应用进行分析。为产品设计者在设计过程中提供灵感，使得产品的创新性得到提高。

关键词：产品基因；创新设计；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.228

0 引言

随着社会的进步与发展，人们不再满足于温饱，而更加注重生活质量。某些功能单一，材质普通，外观简陋的产品逐渐遭到淘汰。科学的进步以及市场竞争使得产品的使用周期越来越短，谁能快速的研发出新产品，谁就能快速的占领市场的主动性。然而新产品的研发不仅仅应该考虑到产品功能的创新，产品生产的成本，用户的体验都是应该考虑的主要元素。因为绝大多数产品都是在旧产品的基础上加以改进，所以旧产品的优点需要保留，缺点也不要重蹈覆辙，取其精华，去其糟粕是产品研发的一个重要理念。

1 产品基因简介

基于生物遗传理论，人们提出了产品基因的概念。产品的更新一方面是因为原产品存在某些问题，另一方面是因为在某方面有了更好的设计方法，或者是创新的加入一些原产品所没有的元素，使得产品更加完美。在产品的创新设计中，为了使产品更好的服务于人们，需要考虑到很多因素，成本，结构、工期、利润、外观等，这些都属于产品基因的一部分。从大多新产品中我们都可以看到原产品的产品基因在里面，除去少数新元素成分外更多的是优化产品的内部结构，将优化理念与原产品完美融合。产品基因概念的提出使得对产品的创新设计有了一个直观的思路。

2 产品基因的分类与提取

在生物遗传过程中，DNA是主要的遺传物质，而基因则是有遗传效应的DNA片段。由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序（碱基顺序）不同，因此，不同的基因含有不同的遗传信息。（即：基因的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息）。其中碱基的种类又分为A、G、C、T四种。由于碱基数量多，排列顺序多言所以构成了多种多样的生物性状。通过研究基因的种类可以分析出物种性状，而通过分析生物性状也可以得出生物的基因。产品基因的分类与提取的原理也来源于此。通过分析产品的结构，原理，就能够分析出它的功能，反之现成的产品实例或实例种群进行功能分类、结构拆分和外观分析找出其对应的原理建立原理模型再按照原理模型将各功能设计、外观设计和结构设计进行分类归纳提取成相应基因。

2.1 产品基因的分类

（1）功能基因可以按照主要功能划分成相应的大类，然后再大类下再详细的划分为各个小功能，因为功能基因是产品的最重要的一个指标，它是产品设计的最终要达到的最基本的要求，功能的种类还间接的影响着产品的结构和外观设计，所以分类越详细越好。一般的产品功能可以按图1划分。

（2）结构基因会最大程度的影响到用户对同类产品的体验，较好的结构设计还可以很好的利用空间，减少外包装成本和产品重量，使得产品更加的小巧轻盈。还可以利用人们的使用习惯灵活设计各个控制开关位置，显示屏大小等。产品结构的划分和产品功能划分相同。

（3）外观基因最大程度的符合人们的审美观。如今的各个产品行业都充满着激烈的竞争，相同功能结构的产品怎样才能俘获人民的心呢？当然是华丽的外观。新产品的外观设计不仅要有着新的元素，还应保留之前广受欢迎原产品的主要外观元素，比如超跑兰博基尼，每一款跑车都有着炫酷的机械外观设计，但每一款都有这其不同与其他系列的地方。

有分析可以的出，产品的结构由外观和功能决定，外观和功能大多是独立存在的，不同的产品对外观和功能侧重不同。比如科学实验道具主要为了满足实验的需要侧重功能，而儿童玩具更多是靠精美的外观吸引小朋友的注意。

2.2 产品基因的提取

产品基因的提取就是根据现有的产品，对其产品进行结构拆分，功能分类和外观分析，建立数学模型，对成功产品的结构，功能和外观进行分类整合，分析得出成功要素，以为后续的相应的产品创新研发提供相应数据。

3 产品基因在现代创新设计中的具体应用

产品基因在现代创新设计中的具体应用有很多，这里以自行车为例。自行车的在历史中经历了多个阶段，包括木轮车，铁轮车，链条自行车，以及划时代的充气轮胎自行车等，在自行车的产品基因中，因为其功能性强，所以对外观要求相比于功能和结构略低。自行车产品基因的分类中，首先考虑到用户的体验与要求，所以在新型自行车的研发中仍保留了充气轮胎的设计增加了额外的减震装置以优化骑行舒适度，保留链条元素，增加了变速装置优化骑行速度。这些在功能结构上的改进不仅不会影响到自行车的外观，还使得用户有更加舒适的骑行体验。在自行车产品基因的提取中，可以将销量较好的产品进行分析提取，比如默写功能，比如实心轮胎的使用，轴传动的元素的加入都可以进行基因提取，加入产品基因库以便后续进行分析。这些都是产品基因创新设计在实际中的运用。

4 结语

通过对产品基因在创新设计中的研究，分析了产品基因的分类和提取，提高了产品基因概念在现代产品设计中的科学性和实用性。

参考文献：

[1]冯培恩，陈泳，张帅等.基于产品基因的概念设计[J].机械工程学报，2004，38（10）：1-6.

[2]杨金勇.基于功能表面的机械产品基因工程理论与技术研究[D].济南：山东大学，2007.

基金项目：基于高端设备造型领导性基因的意向研究（GY-14YB-16）

项目出处：西华大学省部级学科平台开放课题