张家祺，周坤，文豪

　　（河北工业大学 建筑与艺术设计学院，天津 300401）

一、引言

随着科学技术日新月异的进步与发展，各学科知识之间逐渐彼此交叉、融会贯通，许多跨学科的全新理论体系出现了，产品设计DNA就是在这样的背景下产生的。把生物遗传学中基因工程的知识应用到工业设计领域就产生了产品设计DNA这一新的概念，这一新概念的产生对于工业设计研究具有重要的意义。

　　生命个体的DNA决定着该个体一切外在和内在的性状表现，它在物种的遗传繁衍和进化变异过程中扮演着重要的角色，DNA具有复杂性、多样性、独特性的特点，所以世界上没有两片完全相同的叶子。产品设计DNA决定着产品的所有显性特征（材质、形状、色彩等可感观的特征）和隐性特征（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），在产品更新换代、产品创新等方面具有重要的意义。国外许多著名的企业，在经历了上百年的发展历程以后，仍然经久不衰，能够俘获许多消费者并在众多品牌中被消费者一眼识别出来，是因为其产品风格总保持一定的继承性，并在此基础上不断进行创新，像苹果、IBM、宝马、奔驰、西门子、索尼等，都有自己明显的产品特色。在当前各厂商技术水平日趋相同的情况下，如何打破产品同质化的瓶颈，使自己企业的产品具有独特的形态和风格意向，并以此打造自己的品牌形象，在激烈的竞争中脱颖而出，这就需要企业对自身的产品设计DNA进行研究。

　　目前国内对于产品设计DNA的研究还没有形成完整、统一的理论体系，大部分学者只是从某一单一方面进行了研究。现有研究提出的有关于产品设计DNA表达结构的形式主要有三种，罗仕鉴、乐万德等人提出的基于产品族的层次结构，德国慕尼黑工业大学Fritz Frenkler教授提出的基于符号学的递进结构和卢兆麟等提出的基于风格特征的映射结构。还有些学者专注于研究产品外形DNA的提取、利用，产品隐性特征的提取，产品设计DNA隐性和显性特征的映射关系，产品设计DNA本体结构模型、遗传与变异模型的构建等。

二、产品设计DNA与生物遗传学

（一）产品设计DNA概念

学术界关于产品设计DNA的概念模糊不清，有多种表达方式，目前主要的相关概念有产品设计DNA、产品DNA、产品基因等。以上概念从字面上意思不尽相同，但是其实质上指的都是同一个概念，从学术严谨性和内容概括性来说，产品设计DNA是比较合适的概念名称。产品设计DNA是决定该产品系列传承（遗传）和创新（变异）的所有特征，包括决定产品外观性状的显性特征和决定产品感性内涵的隐性特征。

（二）产品设计DNA表示结构

生物遗传学中的DNA表示结构为双螺旋结构，携带生物体遗传信息的DNA指导生物体内游离的氨基酸按照既定的规则合成相应的蛋白质，不同的蛋白质遵循既定的遗传信息合成相应的组织和器官，不同组织和器官最后共同构成完整的生命体。和生物遗传学中不同的DNA控制不同性状一样，产品设计DNA显性性状数据库和隐性性状数据库之间也存在着一对多，一对一等多种映射关系，产品设计DNA的表示结构如图1所示。

　　

　　 图1 产品设计DNA表示结构

　　由图中可以看到产品设计DNA的显性特征和隐性特征是构成其结构体系的基本单元，只有把产品设计DNA的两个基本数据库构建完全，并将二者映射关系分析清楚，才能继续研究产品的遗传和变异。目前国内对于产品设计DNA显性特征的研究主要集中在产品外观的特征提取上，在提取产品设计DNA时由于个体之间存在差异性，如经验、观察力、价值观、文化背景等，增加了人在产品认知过程中的复杂性和不确定性，故应该采用一些定量定性分析的方法，如数学推理、人工智能、知识库、感性工学等技术和手段。形状文法（SG)和设计形态分析法（DFA）是目前构建显性数据库的常用方法，语义差异法（SGOOD)、Likert心理量表法、联合分析法（CA）等是构建隐性特征数据库以及分析二者映射关系常用的方法。在运用以上分析方法前，应先进行调研，采用调查问卷法，SPSS软件等对调查结果进行分析以作为产品设计DNA 元素的获取来源。杨梅等人以动车组列车车头造型为研究样本，采用以上提到的研究方法对其外形基因进行了提取与研究，从整体和局部两方面分析了动车组列车造型进化发展过程中发生的基因的遗传与变异。傅业焘等人分别以电话机产品和偏好驱动的SUV 外形为研究对象，计算了外形显性特征在隐性特征中的贡献率，构建了面向风格意象的产品族外形基因建模与设计系统，进行了SUV外形基因在产品族设计中的应用。文献［4］提出了一种基于模糊集的产品设计 DNA 提取方法，并且以摩托罗拉手机为样本，验证了该方法的有效性。

　　我们不仅可以正向利用产品设计DNA表示结构的数据库，根据产品设计DNA的显性特征得知其对应隐性特征，还可以反向应用该数据库，在目标隐性特征已知的情况下，根据数据库映射关系，找到相应显性特征，确定产品的外观。目前对于产品设计DNA数据库的正向研究比较多，而对其反向研究则比较少。

　　DNA表示结构数据库可以分为个性产品设计DNA数据库和通用产品设计DNA数据库，个性产品设计DNA数据库指的是某些产品的特性数据库，通用产品设计DNA数据库指的是所有产品可以通用的数据库，例如显性特征中橡胶材质对应隐性特征中的亲切感，这就属于通用产品设计DNA数据库的内容，显性特征中（手机）屏幕的大小对应隐形特征中的科技感，就属于个性产品设计DNA数据库，因为这一项映射关系在机床的设计中并不适用。

（三）产品设计DNA的遗传与变异

产品设计DNA遗传与变异是在基于产品设计DNA数据库建立的情况下进行的。企业的产品在不断的更新迭代、不断的创新，这也就对应着产品设计DNA的遗传与变异。

　　1.产品设计DNA的遗传

　　生物体的遗传是将带有父代遗传信息的DNA采用半保留复制的方式传给子代，子代在保留父代遗传信息的基础上能够拥有新的遗传信息，使其更适于在变换不定的环境中生存。半保留复制原理在产品设计DNA的遗传中也同样适用，如图2所示，产品在保留原有优势DNA的基础上，加强了那些未满足用户的隐性特性部分对应的显性特征，丢弃了那些降低或者不影响用户满意度的隐性特征对应的显性特征，进行多个以上这样的循环过程。产品设计DNA的遗传可以保证企业在产品更新迭代过程中逐渐形成自己独特的品牌风格，建立起自己的品牌形象。朱上上等把产品族设计DNA分为通用型DNA（CDNA），可适应型DNA（ADNA)，个性化DNA(IDNA)三种类型。这种分类方式在某种程度上印证了以上产品设计DNA的遗传模型。

　　2.产品设计DNA的变异

　　

　　 图2 产品设计DNA遗传模型

　　生物体的变异是不可控的，往往是生存环境条件发生了变化，促使生物基因发生变异，产生新的特征来适应新的环境。

　　产品设计DNA的变异是可控的，变异的驱动力主要来自于设计师的设计、技术的突破进展、用户的喜好需求等方面，产品设计DNA变异模型如图3所示。生物学家达尔文提出的物竞天择理论同样适用于产品设计，在市场需求、用户需求、生产条件、工艺技术等外界条件发生变化的情况下，如果企业还是按部就班的秉持着原有产品设计DNA不改变，那么就会被市场所淘汰，而那些懂得及时变异的企业才是最后的赢家。产品设计DNA的变异意味着产品的突破创新，苹果公司在产品创新方面就是一个很成功的例子，将手机从按键式直接飞越到了触屏式，奠定了它今天稳固的市场地位。

　　

　　 图3 产品设计DNA变异模型

（四）产品设计DNA的应用

对产品设计DNA的研究终究是要将它应用于企业产品的优化、品牌形象的建立和维护以及产品的创新上。以企业A为例，其首先要做的是提取其要研究的产品的显性特征和隐性特征，对其进行定性定量分析，建立起两者的映射关系，构成已有产品的产品设计DNA数据库。基于已构建的产品设计DNA数据库保证产品设计DNA的遗传以逐渐形成自己的企业品牌形象，同时要及时结合变化的设计环境进行产品设计DNA的变异，设计出一些突破性的创新产品来占据市场。而对于要开创一个新的子产品系列的情况（例如做汽车的公司要生产手表），没有先前的产品可以用来当做参考资料的情况下，可以反向利用数据库，根据新产品的要求选择数据库中根据已有产品得到的隐形特征，依据对应关系找到其显性特征，进行子产品的创新设计。

三、结语

将生物遗传信息借鉴到工业设计领域产生了产品设计DNA的概念，文中较为系统的对产品设计DNA知识体系进行了介绍，明确了其应用流程和方法，对于后来研究与应用产品设计DNA做了良好的铺垫。产品设计DNA数据库的建立、遗传和变异为企业实现产品创新、品牌确立提供了一种可行路径。中国是全球的制造基地，但是“中国制造”不应该意味着“特色缺乏”“山寨横起”，我国的制造业应该从在“中国制造”走向“中国创造”，这其中除了技术长处以外，快速应对外界市场变化、产品品牌的塑造是众多企业的当务之急。