功能設計，是指以使用者的潛在需求為依據，創造產品的實用價值，經過功能成本的定價分析，由專業技術人員進行產品設計、企業安排生產、開展針對性的營銷，將產品交到目標消費者手中的設計過程。功能是指進行設計產品時，應當考慮到產品所具有的目的和效用，功能性是現代設計的首要原則。在這裏，功能包含若幹層面：就產品功能而言，指其功用、效能、目的、用途等；在人的工作和活動的層面上，指目的、任務、作業和操作。
第壹節 品功能分類
現代設計的功能性有其豐富的內涵，產品設計對象不同，功能也就不同。壹般來說，按照功能的重要程度可以分為基本功能和輔助功能；按照功能的性質可以分為物質功能與精神功能或者說是使用功能和品位功能。在這裏我們按照後者的分類來闡釋設計的功能（圖4-1）。
圖4-1 產品功能分類
壹、物質功能
工業設計的物質功能包含了產品的物理功能和實用功能。
（壹）物理功能
物理功能是指產品設計的性能、可靠性、安全性、穩定性等。
人們在購買如電視機、電冰箱、空調器、電動自行車等電器時，會首先考慮產品對人體是否安全，往往會選擇對人體輻射小，安全系數高的產品。從原始人使用石器做成武器來防止野獸侵襲，到現代的武器設計，可以看出安全感是人的渴望。任何壹種設計如果缺乏安全性，可靠性，就會引起人們的憂慮，從而使產品的應用性受到社會消費心理的抵制。
物理功能還體現在設計品本身的耐久性。在使用的過程中，質量是體現產品性能與穩定性的壹個重要標誌，不能良好長久使用的產品，不管是對於消費者還是生產者來說，都會造成浪費與損失，而罪魁禍首還是設計者。
此外，工業產品的認知性也是物理功能的壹個方面，即設計師的設計是否容易被人們認知，是否能夠準確的傳達信息，是否便於使用，操作是否簡潔方便。越是簡潔方便、操作簡單的物品，其適用性也越強。目前，壹些國內廠家喜歡用外文註解說明，以表示產品的國際化，卻給
許多國內民眾的生活帶來了不便。因此，設計師在進行設計時，應當盡量避免此類問題。
（二）實用功能
實用功能主要指設計品使用的方便性、舒適性、宜人性等。
圖4-2 埃及圖坦卡蒙墓出
從克裏特島克諾索斯王宮中的王座，法國凡爾賽宮中的禦座，到中國故宮太和殿中的禦座，這些座椅基本上都是為了提高統治者的威嚴，而不是為了減輕他們背部肌肉的緊張度。雖說是金碧輝煌，卻很少考慮人體工程學的因素。隨著科技的發展，人們的物質生活水平的不斷提高，人們對於產品的舒適性、宜人性要求越來越高。設計師在進行設計時，對產品的生理功能考慮得也越來越多，這也是“以人為本”的人性化設計的壹個主要方面。
以計算機的設計為例，產品的實用功能包括計算機操作界面是否符合人們使用的習慣，鍵盤是否會使人的手指感到疲勞，顯示器的角度是否符合人的視覺習慣等。工業設計師運用人機工程學的知識，發現產品中存在的問題或者用戶的新的需求點，運用設計手段解決這些問題從而實現產品的方便性與舒適性，體現出產品對用戶人性化的關懷。
意大利設計師萊溫特於1997年設計的休閑床具（圖4-3），以其舒適而引起市場的積極反應，這個設計可以被稱為是“具有真正的舒適感的設計”，讓人感到坐上去就會安然入睡的舒適。美國著名建築設計師和工業設計師埃羅·沙裏寧在家具方面的設計，特別是椅子設計也是非常成功的。他把人體工程學運用於設計中，設計的椅子
圖4-3 萊溫特於19 97年設計的休閑床具
可以與人體相應部位（主要包括背、臀、腰、腿）相符合，坐起來非常舒適，同時，也減輕了勞動給人帶來的健康危害，減少了頸椎和腰椎病的發生，深得大眾所喜歡。
圖4-4 郁金香椅 埃羅·沙裏寧 1956年
二、精神功能
精神功能是由設計外觀造型及物質功能所表現出來的審美、象征、教育等功能。
從設計到生產，產品的審美功能始終伴隨著實用功能而存在。創作者的意象壹旦轉化為具體的存在形式——產品，它必然成為審美的對象，具備了審美的功能。
（壹）審美功能
產品設計的審美功能和實用功能是有機的聯系在壹起的，它尤其能誘導人們的註意力。同時，設計的競爭也離不開美學價值，這主要體現在同類、同質的產品設計之中。
審美功能包括產品設計的造型、色彩、肌理和裝飾等要素給人的心理感受。產品設計不只具有實用功能，它還能通過它的外在形式喚起人們的審美感受，滿足人們不同的審美需要，這種審美功能是在物質功能的基礎上產生的精神功能，也可稱之為心理功能。例如在進行產品設計時，對表層選材強調素材的肌理、木材質地、金屬質感等表面裝飾，加以精密的工藝加工，以顯示出素材的肌理效果或本來面目。這種追求自然的造型和肌理效果，往往會帶給人們全新的自然的感受，使人們產生心理上的愉悅。
產品設計的審美功能還體現在設計者與使用者之間的溝通。由人們各自的審美經驗而形成的對於產品的感受，這種感受是以滿足人們心理需求為目標的。現代產品設計給人們的審美感受主要由兩個因素所決定：
壹是人們對產品造型、色彩、表面等方面所產生的美的概念；
二是不同人的不同心理感受。
圖4-5 選自2005年紐約設計周工業產品設計展
具體表現在，優秀的產品設計其總體效果——線條、肌理、色彩、明暗、形體組合等組成“有意味的形式”，訴諸於人的視覺器官、觸覺器官等給人以情感上的愉悅和美的享受（圖4-5）。
（二）象征功能
象征功能是精神功能的重要組成部分，指的是由設計物品而激發人們聯想起已往的經驗與感受，表現出某種特殊意義，這便是產品設計的象征功能。
圖4-6 模塊化設計的酒架（可以多個拼接，采用ABS塑料，設計：Gideon Dagan）
工業產品設計壹般是以某種美感因素而達成其功效的，如造型、色彩、裝飾和質感等。
由某件產品設計所體現出某種特定地位與特定人群使用的功效，則稱為地位象征；而對某些使用者具有特殊意義的設計物則稱為人為象征的設計物，它是以特定社會的慣例為基礎的。地位象征意義，雖然在某壹時期可代表少數人的地位，但隨其時間的推移，使用人數的劇增，則會失去原有地位象征，而產生新的地位象征。由此，國外系統性消費行為研究證明：若某設計產品的聲譽得到社會認可，這種設計產品的附加價值則具有滿足消費者的新的需求的可能性。如世界名車保時捷、奔馳、克萊斯勒、法拉利等，之所以能夠成為人們爭寵的對象，是因為它們的象征意義遠遠大於其實際的實用價值。
圖4-7 Pagani Zonda （由與法拉利賽車制造合作的Mode na設計工作室設計）
圖4-8 布加迪EB16.4威龍（目前最為昂貴的車之壹）
第二節 產品功能分析的作用
設計的第壹要義是功能，各種功能價值是設計追求的第壹目標。在設計中所運用的功能分析正是在這壹目標的實踐中發展起來的科學方法，它將設計所追求的功能進行具體的分析、綜合整理，以系統工程的方式制作功能系統圖表，形成完整細致的、高效的結構構思設計，最終完成設計任務。
產品功能分析是產品設計功能方法論的重要環節，主要研究的是功能與成本之間的關系，尋找功能與成本之間最合理的對應配比，以盡量小的代價或消耗取得盡可能大的經濟效益和社會效益，提高設計對象的價值。
產品設計的功能分析主要包含以下幾個方面：
首先是確定技術上的功能應該達到的程度，它壹般是用產品的性能參數來表示；
其次是產品功能成本分析，也就是在相同功能的各種可行性設計方案中找到成本低的方案；三是產品可靠性的定量及定性分析，這些細化分析為新的設計方案奠定了基礎。
進行功能分析主要是從對產品結構的思考轉為對它的功能思考，以便做到不受現有形態結構的束縛，形成新的設計構思，提出具有創造性的設計方案來。對具體產品設計來說，功能是指產品的效能、用途和作用。
通常，在不同的條件下利用不同的屬性，同壹件產品也可實現不同的功能。采用功能分析法進行產品設計時，按下列步驟進行工作：（1）將設計任務抽象化，確定總功能，抓住產品的本質，擴展思路，尋找多種解決問題的方法；（2）將要進行的設計產品的總功能分解為分功能直至功能元；（3）尋求解決分功能（功能元）的方法；（4）將所有的解決方法組合，形成多種設計方案；（5）進行方案評價與決策。
壹、確定總功能
1. 對產品設計任務進行抽象化處理
確定產品的總功能，需要對產品設計任務進行抽象化處理。例如，采煤機可以抽象為物料分離和移位的設備；載重汽車可以抽象為長距離運輸物料的工具；洗碗機就可以抽象為除去餐具上汙垢的裝置……
產品設計任務抽象化的方法，是在設計任務書中，列出了多種要求和願望，在抽象過程中，要抓住本質、突出重點、淘汰次要條件、對主要部分進行充分地擴展。在這裏主要是描述設計任務，不涉及具體解決辦法。例如，要設計壹件核桃開啟器，對其設計任務的抽象表達描述如下：
若用“砸”則已暗示了解決方法，同時，我們從外部的壓力來考慮，可以采用的方法有“擠”、“壓”、“夾”等。如果是側向思維，可以想象是否可以將核桃皮變脆，這樣會較容易將其開啟等等諸如此類的抽象思維，可以幫助我們解決這壹產品設計的本質是從“砸殼”到“分離殼與核仁”。因而較抽象的表達可能得到思路更開闊的解答。
圖4-9 核桃夾
2. 黑箱法
利用對所設計產品未知系統的外部進行觀測，分析該系統與環境之間的輸入和輸出，通過輸入和輸出的轉換關系確定產品系統的功能、特性，進壹步尋求能實現該功能、特性所需具備的工作原理與內部結構，這種方法稱為黑箱法。壹般會被運用到對大型工業產品設計的功能分析中去。
二、總功能分解
產品的總功能可以分解為分功能（或稱壹級分功能、二級分功能……），分功能再分解為功能元（最小單位）。所以功能是有層次的，是能逐層分解的。
（壹）功能元
功能元是產品功能的基本單位。在工業產品設計中用的基本功能元有：物理功能元（系統中能量、物料、信號變化的物理基本動作）。數學功能元（它反映數學的基本動作，如加和減、乘和除、乘方和開方……），其功能元主要用於機械式加減和乘除中，如差動輪系、機械式計算機等。邏輯功能元包括“與”、“或”、“非”三元的邏輯動作，主要用於控制功能。
（二）功能結構
產品功能分析過程中，表達分功能關系的圖稱為功能結構圖，它能清晰的顯示出產品設計的出發點和思路，是產品在設計上，反映需求功能要求的方式。壹般的功能結構圖，由下面三種基本結構形式組成∶
（1）串聯結構，又稱順序結構，它反映了分功能之間的因果關系或時間、空間順序關系。（2）並聯結構，用幾個分功能作為手段***同完成壹個目的，或同時完成某些分功能後才能繼續執行下壹個分功能，則這幾個分功能處於並聯關系。
（3）環形結構，又稱循環結構，輸出結構反饋為輸入結構的循環系統。這種結構是按邏輯條件分析，滿足壹定條件而循環進行的。
建立產品功能結構圖的步驟：
（1）通過技術過程分析，劃定技術系統的邊界，確定其總功能。
（2）劃分功能及功能元。通常首先考慮應完成的主要工作過程的動作和作用，具體做法可參見功能分解。
（3）建立功能結構圖，根據產品的物理作用原理、經驗或參照已有的類似系統，首先排定與過程有關的分功能或功能元的順序，通常先提出壹個粗略方案，然後檢驗並完善其相互關系，再補充其他部分。為了選出較優的方案，壹般應同時考慮幾個不同的功能結構。
（4）評比，選出最佳的功能結構方案。進行評比的方面壹般包括∶實現的可能性；復雜程度；是否易於獲得解答方案；是否滿足特定要求等。通常可取少數較好的方案進壹步具體化，直至尋求到最佳的解決方案。
（三）功能元求解
功能元求解是產品方案設計中重要的“搜索”階段，它就是要尋求實現產品功能元的技術實體——功能載體。功能元求解的基本思路是：功能—工作原理—功能載體。
壹般采用的方法有以下幾種：
（1）直覺法∶直覺法是設計師憑借個人的智慧、經驗和創造能力，來尋求產品的各種分功能解決方案。
（2）調查分析法∶調查分析已有的工業產品，如同類型的樣機，進行功能和結構分析，哪些是先進可靠的？哪些是陳舊落後的、需要更新改進的？這都對開發新產品，構思新方案，尋找功能原理解法大有益處。
（3）設計目錄法：所謂設計目錄法（也稱解法目錄）是把實現某種功能的各種原理和結構綜合在壹起的壹種表格或分類資料。
此外，功能元（分功能）的求解還需要豐富的實踐經驗，細心的觀察，流暢的聯想和壹定的機遇。
三、變體分析
對於產品的零件、機構、形態的發展變化進行系統的分析，稱為變體分析。這是壹種動態分析方法。變體分析的目的是：將產品的零件、結構、形態的演化過程，按壹定原則分類排列，用以總結變化規律，找出進壹步發展的方向，並可以發現空白點，及時設計新產品來填補空白。
圖4-10 隨存儲容量的大小而改變形狀的存儲器
通過變體分析可以歸納出產品變異操作方法。為該產品的發展提供主要線索。然後依據某壹工作原理開發新產品。開發過程中出現有較大突破性的產品，稱為改良型產品。
變體分析是從動態方面分析產品、機構、零件的演化規律，為確定產品發展方向、判定分功能較優解提供根據。它們將對產品設計工作提供壹種有益的工具。
四、原理方案綜合
原理方案綜合是把分功能解合成為壹個整體解以實現總功能的過程。在這裏我們著重了解有關形態學的相關內容，這對進行產品外觀設計的人員來說尤為重要。
在功能分析階段，確定了產品的分功能後，通過對分功能的求解，再經選擇與變異，得到壹些分功能載體的備選方案。在變體分析中，對主要分功能解的發展有了較清楚的認識，對各個備選方案在產品發展演化中的地位有了大致的了解；在這些工作的基礎上，把分功能解加以組合，尋求整體方案最優。
形態綜合法建立在形態學的基礎上，通過系統的分解和組合尋找各種答案。
分功能解之間必須相容，否則不能組合；優先選用主要分功能的較佳解決方法，由該解法出發，選擇與它相容的其他分功能解；剔除對設計要求、約束條件不滿足或令人不滿意的設計方案，如成本偏高、效率低、汙染嚴重、不安全、加工困難等等。
從大量可行方案中選定少數方案作進壹步設計時，繼承與創新是貫穿於設計過程中的壹對矛盾，設計人員要處理好這壹對矛盾。
功能分析在產品設計中具有很多優點：
（1）它壹直以產品的功能作為設計的核心，設計構思以功能系統為主；
（2）能夠克服單壹思維模式的桎梏，是壹種推陳出新的創新設計方法；
（3）在功能分析中能夠有效地排除不必要的功能，從而降低成本，高效地實現產品的價值；
（4）以功能為中心的設計方法，最大限度的保障了產品的實用性和可靠性；
（5）功能分析融入了系統的思想，將功能分析與產品造型要素相結合，為產品設計提供了新的設計思路。
從功能出發，用系統工程價值中的概念和方法，系統構架和分析設計對象物化的技術途徑和手段，有利於克服傳統設計方法中僅從產品結構和造型進行設計的欠缺，使設計各功能要素之間的結構更合理。