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第1篇：產(chǎn)品設計的基本概念范文

1.功能結構分析

產(chǎn)品功能結構分析，運用同族產(chǎn)品樣本，對其進行基本篩選，分析判斷產(chǎn)品功能屬性，并挑選關鍵因素，為后續(xù)產(chǎn)品設計定位奠定基礎。其中包括產(chǎn)品功能分析，通過功能分析FA,將產(chǎn)品總功能細分為多個功能元，細分的程度取決與產(chǎn)品的復雜程度；同時對產(chǎn)品結構進行分解，功能元和結構元相互對應。產(chǎn)品結構分析：對產(chǎn)品結構分解，以及產(chǎn)品長、寬、高、重量等基本參數(shù)特征。

2.用戶需求分析

用戶需求分析是產(chǎn)品設計的關鍵。主要包含問卷調(diào)研、用戶觀察、人物角色、用戶訪談、焦點小組和任務分析。通過對產(chǎn)品調(diào)研可獲得用戶感性需求、產(chǎn)品現(xiàn)存問題以及用戶滿意度，明確用戶需求，優(yōu)化產(chǎn)品設計定位。其中包括：（1）用戶觀察用戶觀察需要分析的數(shù)據(jù)量大，可直接進行實地調(diào)研，用照片或者用視頻間接觀察，找出產(chǎn)品痛點。（2）用戶訪談用戶的背景需要多元化，一般6-8個人，最好是不同性別、年齡、行業(yè)的。盡可能真實、完整地了解用戶，有效挖掘用戶內(nèi)心的真實想法，挑選出關鍵元素，進一步明確用戶需求。（3）問卷調(diào)研問卷調(diào)研是最經(jīng)典定量分析方法，挑選15-20個有效問題的問卷，回收有效問卷并進行數(shù)據(jù)分析，進一步明確用戶需求。焦點小組首先，需要提前準備調(diào)研提綱和專門主持人主持討論；其次，召集6-9名用戶進行2小時訪問；最后，找出用戶想法和實際做法的偏差及成因，明確用戶需求。人物角色通過場景細分確定典型用戶,結合5W2H法提煉構建用戶人物角色雛形,通過KJ法對人物角色模型中提煉的用戶需求進行聚類,構建人物角色模型。任務分析制作工作活動流程圖，揭示工作任務的操作要素與流向，分析用戶在完成任務時的真實做法。了解用戶對產(chǎn)品的使用方式及使用過程中出現(xiàn)的問題，找出機會缺口，完善用戶需求。

3.產(chǎn)品屬性分析

運用同族產(chǎn)品樣本與異族產(chǎn)品樣本，對產(chǎn)品樣本作基本的屬性分析。產(chǎn)品屬性分析主要包括產(chǎn)品本身所具有的色彩、形態(tài)、人機、材質(zhì)等，分析提取關鍵因素和參數(shù)特征，進一步細化產(chǎn)品設計定位。包括色彩分析：色彩不僅美化和裝飾產(chǎn)品的功能，而且影響消費者的主觀感受和購買欲望。將產(chǎn)品樣本進行聚類分析，提取多個樣本主色與輔助色，記錄其CMYK與RGB值，并在此基礎上以聚類分析法二次提取色彩參數(shù)，確定主色2-3種，輔助色3-5種，二次提取色彩將作為產(chǎn)品設計色彩基本定位；材質(zhì)分析：材質(zhì)是產(chǎn)品的重要組成部分，不同的材質(zhì)會給人以不同的感受。提取多個產(chǎn)品樣本材質(zhì)，記錄并分析其基本特性，與產(chǎn)品本身特性相結合，提取產(chǎn)品主要材質(zhì)特征，確定1-2種主要材質(zhì)，將其作為產(chǎn)品設計材質(zhì)基本定位；形態(tài)分析：產(chǎn)品形態(tài)作為傳遞信息的第一要素，與產(chǎn)品的功能、結構、色彩等有密切聯(lián)系，形態(tài)分析可明確產(chǎn)品設計的基本形態(tài)趨勢。提取同族產(chǎn)品、異族產(chǎn)品樣本主要形態(tài)特征，對主要形態(tài)特征進行聚類分析，挑選關鍵形態(tài)特征，確定產(chǎn)品設計形態(tài)基本定位；人機分析：合理的參數(shù)特征能減少疲勞操作，創(chuàng)造出舒適和安全的工作環(huán)境。根據(jù)產(chǎn)品樣本提取產(chǎn)品設計中的人機要素，以及參考人機工程學基本參數(shù)特征，確定產(chǎn)品設計人機參數(shù)基本定位；競品分析：將同族產(chǎn)品的同檔次或略優(yōu)品牌排列出來進行分析，找出產(chǎn)品的痛點與機會缺口。

4.產(chǎn)品設計定位

基于產(chǎn)品功能結構、產(chǎn)品屬性以及用戶需求分析之間的聯(lián)動性，將三者進行聯(lián)動分析,即整合各設計要素模塊，以層層推進、互為印證的方式推理迭代。不同類型的產(chǎn)品，根據(jù)產(chǎn)品本身特性以及客戶對產(chǎn)品設計要求，在分析過程中的側重點有所不同。

第2篇：產(chǎn)品設計的基本概念范文

針對具有層次性、多屬性特點的復雜產(chǎn)品設計過程，對公理化設計框架下的產(chǎn)品設計重用技術進行了研究。通過建立公理化設計框架將復雜產(chǎn)品設計過程進行分解，形成產(chǎn)品設計的需求域、功能域、結構域與工藝域的Z形映射關系，提出一種基于實例的綜合考慮設計域間和域內(nèi)設計信息的知識重用方法，采用基于相似度的知識重用檢索算法，獲得符合設計要求的最佳重用對象，并以實例進行了驗證。

關鍵詞：

產(chǎn)品設計；知識重用；公理化設計；智能設計；模型

0引言

在產(chǎn)品設計領域中，無論是從產(chǎn)品設計的功能、行為、原理等高層信息，還是從產(chǎn)品設計結果本身來看，新產(chǎn)品的設計往往需要借鑒和重用已有產(chǎn)品的設計實例、設計經(jīng)驗、設計準則等設計知識[1-2]。隨著計算機科學技術的發(fā)展，產(chǎn)品設計在知識重用的認知研究、知識重用的工具集成、知識重用的方法設計等方面的研究越來越多，并取得了一系列的研究成果[3-9]，同時，這些成果的涌現(xiàn)也推動了基于設計知識的智能化設計在復雜產(chǎn)品數(shù)字化設計中的發(fā)展和應用。但是，目前知識重用技術的研究還存在一些不足，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：1）知識重用更多地是表征設計過程中表層設計知識的重用，而對深層次的設計信息的處理和重用涉及得不夠；2）目前知識重用技術多是針對設計過程中某一個設計環(huán)節(jié)進行重用分析，而忽略了設計過程的整體性以及各設計環(huán)節(jié)之間的關聯(lián)關系；3）知識重用過程沒有一個清晰的設計框架，在產(chǎn)品設計過程中重用的設計對象可能會增加新產(chǎn)品設計的耦合設計或者冗余設計。為此，本文通過引入公理化設計理論與方法，從知識重用的角度對產(chǎn)品設計過程進行設計域的分解與規(guī)劃，給出相應的公理化設計框架，并建立在公理化設計框架下的知識重用模型與算法。

1產(chǎn)品設計中的公理化設計框架構建

1.1公理化設計的基本概念

公理化設計是由麻省理工大學（Massachusetts Institute of Technology，MIT）的Suh等提出的設計理論[10-11]，它是以域和設計公理為基礎，對產(chǎn)品創(chuàng)新設計、變型設計以及適應性設計等設計形式提供理論依據(jù)和相應的設計判斷準則，而且，對于復雜產(chǎn)品設計，它還提供了設計過程分解的框架與形式，有效地克服了產(chǎn)品設計早期設計目標不夠明確的現(xiàn)象，從而使得復雜產(chǎn)品設計的流程更加清晰[12-16]。

公理化設計的一個重要概念就是提出了設計域的概念，它將產(chǎn)品設計域劃分為需求域、功能域、結構域和工藝域等四個基本設計域，通過建立各個設計域間和域內(nèi)的層級映射關系，為設計工程師提供基于邏輯和理性的思維方法、模型和工具，進而改善復雜產(chǎn)品設計開發(fā)中的設計活動，如圖1所示。為了能夠對設計活動進行決策，公理化設計給出了相應的決策分析方法，其中最重要的是提出了獨立性公理和信息公理等兩條設計公理。

1）獨立性公理。獨立性公理用來判斷產(chǎn)品相鄰設計域間的不同設計屬性之間的關系，并且要求各個設計屬性能夠相互獨立地滿足設計域內(nèi)所有的特性要求，即保證產(chǎn)品設計過程中各個設計域內(nèi)設計參數(shù)的獨立性，從而減少設計過程中的冗余設計和耦合設計。

2）信息公理。從上層設計域映射獲得的下級設計域的設計方案可能并不止一種，在滿足獨立性設計公理的前提下，需要對多種有效映射方案進行優(yōu)選決策，而含有最少信息量的設計方案即為最優(yōu)的設計映射。

當有新的產(chǎn)品設計時檢索知識庫，基于式（8）、（9）建立設計重用對象的數(shù)學模型，并分別基于式（10）～（12）獲得目標設計參數(shù)與設計對象間的父級特征匹配值、同級特征匹配值和相關系數(shù)，同時，利用式（13）、（14）獲得目標設計特征屬性與設計對象特征屬性間的相似系數(shù)，利用式（15）獲得設計目標與設計對象的綜合關聯(lián)度值，并將符合設計閾值要求的設計對象重用到新產(chǎn)品的設計中；同時，根據(jù)產(chǎn)品領域設計知識修改重用的設計對象的設計參數(shù)，并把修改后的設計參數(shù)應用到新產(chǎn)品的方案設計中，獲得新產(chǎn)品設計方案的總體設計參數(shù)，對產(chǎn)品設計參數(shù)進行綜合決策與優(yōu)選，完成該水力產(chǎn)品引水裝置的方案設計。限于篇幅，本文對此不再進行展開說明。

4結語

本文搭構了面向知識重用的產(chǎn)品公理化設計框架，并建立了基于該框架的設計重用對象的數(shù)學模型，提出了公理化設計框架下產(chǎn)品設計知識重用的過程模型。產(chǎn)品公理化設計框架的構建，一方面使得復雜產(chǎn)品設計過程的重用更加清晰，減少了設計重用過程中的冗余設計與耦合設計；另一方面不僅能夠重用已有產(chǎn)品設計的表層知識，同時能夠處理設計過程中隱含的關聯(lián)與映射關系，使得設計重用更具有整體性，從而能夠有效地提高新產(chǎn)品的設計效率和設計質(zhì)量。

參考文獻：

[1]

蔡文沁，彭培林，姜壽山.航空產(chǎn)品設計知識的表示與重用技術研究[J]. 計算機集成制造系統(tǒng)，2004，10（1）：55-58.

[2]

殷國富，干靜，胡曉兵，等.面向信息時代的機械產(chǎn)品現(xiàn)代設計理論與方法研究進展[J].四川大學學報：工程科學版，2006，38（5）：38-47.

[3]

WU MC， LO YF， HSU SH. A fuzzy CBR technique for generating product ideas[J].Expert Systems with Applications， 2008， 34（1）：530-540.

[4]

DURAN O， AGUILO J. Computeraided machinetool selection based on a fuzzyAHP approach[J].Expert Systems with Applications， 2008，34（3）：1787-1794.

[5]

ROSS S， FANG L P， HIPEL K W. A casebased reasoning system for conflict resolution： design and implementation[J]. Engineering Applications of Artificial Intelligence， 2002， 15（3/4）：369-383.

[6]

沈斌， 宮大.產(chǎn)品設計知識重用研究[J]. 計算機工程， 2006，32（18）：186-210.

[7]

HUNTER R， VIZAN A， PEREZ J， et al. Knowledge model as an integral way to reuse the knowledge for fixture design process[J]. Journal of Materials Processing Technology， 2005， 164（15）：1510-1518.

[8]

COSTA C A. Product range models supporting design knowledge reuse[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers， Part B：Journal of Engineering Manufacture， 2001， 215（3）：323-337.

[9]

羅仕鑒， 朱上上， 孫守遷， 等.基于集成化知識的產(chǎn)品概念設計技術研究[J].計算機輔助設計與圖形學學報，2004， 16（3）： 261-266.

[10]

SUH N P. Axiomatic design advances and applications[M]. New York：Oxford University Press， 2000.

[11]

MELVIN J W， SUH N P. Simulation within the axiomatic design framework[J]. CIRP Annals - Manufacturing Technology，2002，51（1）： 107-110.

[12]

唐敦兵，錢曉明，王曉勇，等.基于公理化設計矩陣與設計結構矩陣同步演化的產(chǎn)品設計[J].計算機輔助設計與圖形學學報，2007，19（4）：541-544.

[13]

HEO G Y， LEE S K. Design evaluation of emergency core cooling systems using axiomatic design[J]. Nuclear Engineering and Design， 2007，237（1）：38-46.

[14]

宋慧軍，林志航.基于域結構模板的機械產(chǎn)品概念設計方案生成[J].機械工程學報，2001， 37（9）：24-29.

第3篇：產(chǎn)品設計的基本概念范文

【關鍵詞】TRIZ 概念設計 產(chǎn)品創(chuàng)新

引言

產(chǎn)品創(chuàng)新是企業(yè)取得市場主動權的重要手段，概念設計是產(chǎn)品創(chuàng)新的重要階段。產(chǎn)品設計方案是否具有創(chuàng)新性取決于概念設計階段創(chuàng)新性設計理論的運用。

1 TRlZ

1.1 概念

即發(fā)明問題解決理論。由前蘇聯(lián)專家GS.Alshuler等人在探究世界數(shù)萬件專利基礎上，提出的一套創(chuàng)新設計理論。是一種基于知識的、面向人的發(fā)明問題解決系統(tǒng)化的方法學。

1.2 內(nèi)容

（1）產(chǎn)品進化理論：是TRIZ理論的重要分支，主要研究產(chǎn)品技術成熟度、產(chǎn)品進化模式、進化定律和進化路線等內(nèi)容。（2）分析問題的工具：是解決問題的重要階段，包括產(chǎn)品功能分析、理想解分析、資源分析及矛盾沖突分析。（3）沖突的解決原理：發(fā)明問題的核心是解決沖突，TRIZ將沖突分為物理沖突和技術沖突。為解決特定沖突，用39個工程參數(shù)描述沖突，將實際工程中的沖突轉變?yōu)橐话慵夹g沖突，對應40條發(fā)明原理解決技術沖突并進行設計創(chuàng)新；也可利用四大分離原理解決物理沖突。這些沖突解決原理為創(chuàng)新產(chǎn)品的設計概念提供新出路。（4）物質(zhì)―場分析：由于產(chǎn)品是功能的實現(xiàn)，每種功能都由兩種物質(zhì)一種場所組成，故可用物質(zhì)―場分析產(chǎn)品的功能。再根據(jù)不同情況運用76個標準解將待定的標準解變成特點解。（5）效應原理：是TRIZ基于知識的問題解決工具，對特定輸入產(chǎn)生特定效應。（6）發(fā)明問題解決算法：采用系統(tǒng)的邏輯過程逐步將初始問題程式化，在未確定真正沖突前，不斷對問題進行細化，尋求沖突與理想解的程式化。

1.3 發(fā)展趨勢

我國學者對TRIZ的研究始于20世紀90年代初，近年TRlZ逐步引起關注，對TRIZ原理、工具等方面進行分析研究。TRIZ與多種設計理論的集成已成為該領域重要研究方向。

2 概念設計

2.1 概念

概念設計定義為：“在確定任務之后，通過抽象化擬定功能結構，尋求適當?shù)淖饔迷砗推浣M合，確定基本求解途徑，并得出相關方案，這部分的設計工作稱之為概念設計?！?/p>

2.2 過程

（1）需求分析：顧客需求的滿足是概念設計的最終目標，分析顧客的聲音，為概念設計中產(chǎn)品的功能結構和技術特性的完善奠定基礎。（2）功能設計：將產(chǎn)品概念從抽象到具體、深入有序地分析產(chǎn)品的功能結構，分析功能間的相互關系，結合相關原理，進行功能的構思和設計。（3）方案評價與優(yōu)選：概念設計階段方案的評價與優(yōu)選對后續(xù)設計階段起著決定性的作用，依據(jù)相關評價屬性和準則，建立系統(tǒng)的評價優(yōu)選體系。

2.3 特點

創(chuàng)新性、多樣性、層次性是概念設計的三大特點。（1）創(chuàng)新性：創(chuàng)新是設計的靈魂，概念設計階段的核心就是創(chuàng)新，決定著產(chǎn)品未來的設計的水平和發(fā)展方向。（2）多樣性：概念設計階段涉及的知識領域及實現(xiàn)功能的設計原理、設計思路、設計方案均具有多樣性。（3）層次性：概念設計過程具有從抽象到具體的層次性。

3 基于TRIZ的概念設計過程模型構建

基于TRIZ的概念設計過程模型分為有沖突和無沖突兩類：（1）有沖突：特定產(chǎn)品的顧客需求、功能結構分析一發(fā)現(xiàn)并確定沖突（技術沖突、物理沖突）一標準化沖突TRIZ標準解解決沖突TRIZ通用解領域解。（2）無沖突：特點產(chǎn)品的顧客需求、功能結構分析未發(fā)現(xiàn)并確定沖突重新對產(chǎn)品界定分析。

通過對特定產(chǎn)品的顧客需求分析了解顧客的聲音，以顧客需求為導向，對產(chǎn)品功能結構從抽象到具體地分析研究，將TRIZ通用解轉變?yōu)橐话憬?，再將其具體化為特定問題的解；若未發(fā)現(xiàn)沖突，再重新對產(chǎn)品各方面進行界定分析。

結語

創(chuàng)新是企業(yè)生存和發(fā)展的法寶。TRIZ作為一種創(chuàng)新問題的解決理論，為產(chǎn)品概念設計階段提供理論支持。將TRIZ與概念設計結合，對于滿足顧客需求、預測產(chǎn)品未來發(fā)展趨勢、縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、提高產(chǎn)品創(chuàng)新成功率具有重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻

[1]檀潤華.創(chuàng)新設計-TRIZ：發(fā)明問題解決理論[H].機械工業(yè)出版社，2002.

第4篇：產(chǎn)品設計的基本概念范文

關鍵詞　體驗設計　情感化　交互　主觀性　虛擬化

中圖分類號：J5 文獻標識碼：A

0 引言

隨著信息化網(wǎng)絡化不斷深入，以科技為先導的體驗經(jīng)濟時代方興未艾，強調(diào)造型、功能等物質(zhì)性傳統(tǒng)設計理念必將日落黃昏，代之以多元化、個性化、人性關懷為主要特征，突出交互、體驗為先導的設計必將引領新潮流。而我國設計理論研究似乎總是跟在西方后面，難以把握時代脈搏。在這樣一個關鍵時期，做好以交互、體驗為主要特征的設計理論研究煩、發(fā)揮理論先導作用顯得尤為重要。

中國是一個擁有悠久歷史文化的文明古國，文化資源豐富。以體驗設計為基本載體，探討文化元素在體驗設計中的具體應用，對于傳承中華民族優(yōu)秀歷史文化，提升產(chǎn)品生存、競爭能力，把握時代潮流感觸西方具有重要意義。

1 體驗設計基本概念

體驗最早出現(xiàn)于普通心理學，后逐步滲入經(jīng)濟學、哲學、美學之中。體驗是一種“自我意識”，是一種建立在理性基礎上的感性認知。體驗事實上是當一個人達到情緒、體力、智力甚至是精神的某一特定水平時，在意識中產(chǎn)生的美好感受（派思語）。它是主體在外界環(huán)境刺激下形成的一種同心理現(xiàn)象，強調(diào)主體參與性以及與客體的互動性。正如中國書法中強調(diào)形、神、韻在運筆中的體現(xiàn)，在整個過程中人、工具形成良好交互與體驗，給人以“美好享受”。

體驗設計是將對消費者的參與融入設計中，是企業(yè)把服務作為“舞臺”，產(chǎn)品作為“道具”，環(huán)境作為“布景”，使消費者在商業(yè)活動中感受到美好的體驗過程(謝佐夫語)。體驗設計是以產(chǎn)品存在為物質(zhì)基礎，通過人與產(chǎn)品互動傳遞信息，信息與主體人產(chǎn)生“同心理”現(xiàn)象，從而達到體驗的情感愉悅?！巴睦怼贝嬖谟诿總€消費者心中，它具有主觀性與層次性。同一件產(chǎn)品不同用戶在操作中會產(chǎn)生不同“同心理”現(xiàn)象，而“同心理”也是用戶在使用產(chǎn)品過程中不斷深化、遞進最終達到情感共鳴。這就要求體驗設計必須具有譜價性才能達到不同消費者需求。

2 體驗設計本質(zhì)與最終目的

由體驗設計強調(diào)主客體的互動過程決定了體驗設計的本質(zhì)是人的行為方式的設計。設計過程中考慮人的體驗需求為主要目的。是消費者產(chǎn)生情感共鳴與深層反思，最終達到提升產(chǎn)品價值目的。這就要求設計師對人的心理、性格、生活背景、文化因素、行為習慣等多方面進行研究分析，從而尋求人的真正需要，將這種需求合理運用到產(chǎn)品設計中，使用戶在使用過程中體現(xiàn)產(chǎn)品價值，最終實現(xiàn)產(chǎn)品應有價值。

3 體驗設計基本特征

3.1 情感化特征

現(xiàn)代產(chǎn)品產(chǎn)品設計是一種深入人心的人的造物活動，產(chǎn)品發(fā)展到現(xiàn)在，不再是單純物質(zhì)的形態(tài)，不能夠看作是一種單純的物的表象，而應看做是與人交流的媒介。①產(chǎn)品具有好的功能是重要的，產(chǎn)品讓人易學會用也是重要的，但是更重要的是，這個產(chǎn)品能使人感到愉悅。②設計越來越追求“一種無目的性，不可預料的和無法準確定位的抒情價值”（馬克·第亞尼語）。設計實踐論告訴我們，設計是一種經(jīng)濟行為，必須建立在經(jīng)濟之上才能體現(xiàn)設計的應有價值。今天的消費經(jīng)濟以日益呈現(xiàn)出多元化、多向性特征，文化與精神消費越來越明顯。因此我們的產(chǎn)品設計不僅僅是使用方便、安全可靠，而是對產(chǎn)品的情感化要求更高。

3.2 主觀性特征

當今的產(chǎn)品設計不僅要滿足人們的物質(zhì)性需求，更重要是體現(xiàn)人的精神感受。這在交互體驗設計中體現(xiàn)的尤為明顯。體驗設計如同欣賞書畫、運筆潑墨。用戶會對同一件產(chǎn)品同一樣體驗過程產(chǎn)生不同心理狀態(tài)，具有很強的主觀性與個性化特征。這是因為人的性格、學識、生活環(huán)境等諸多外部生存因素不同而帶來的人的認知、行為、思維、情感等方面的差異。作為體驗設計這既是一種機遇又是一種挑戰(zhàn)，其必然成為體驗設計創(chuàng)新突破點。設計者是人，產(chǎn)品使用者還是人，人是產(chǎn)品的創(chuàng)造者和受益者，因此人是設計的中心。③設計師在設計產(chǎn)品時要能做到換位思考，體會用戶的立場和感受，并站在用戶的角度思考和處理問題，把自己置身于相關用戶場中，理解用戶行為特點和行為差異。（設計師宋磊語）總之，體驗設計的主管特征要求設計師將產(chǎn)品作為與人交往媒介，通過角色扮演法，真正體會到用戶內(nèi)心認知與情感價值。

3.3 參與互動性特征

參與性、互動性特征是體驗設計重要特征，也是基于體驗設計產(chǎn)品實現(xiàn)自身價值的重要途徑。鄭伯森先生認為在體驗經(jīng)濟時代，人們對工業(yè)產(chǎn)品設計的需求是高度人性化，甚至是單獨的、個性的精神層面。因此，互動參與性顯得尤為重要。參與性互動性主要體現(xiàn)在產(chǎn)品設計中和使用中兩個方面。在產(chǎn)品研發(fā)過程中強調(diào)用戶的參與、互動，從而更好體現(xiàn)用戶價值需求，完善產(chǎn)品服務，也有助于提升產(chǎn)品的人性化水平。在產(chǎn)品使用過程中設計師應當優(yōu)惠人與產(chǎn)品交互關系，擴大用戶潛在需求，使產(chǎn)品有用、易用、想用。讓用戶感受到輕松、愉悅、舒適，獲得享受體驗。好的互動型設計能夠提高用戶與產(chǎn)品交互品質(zhì)，令用戶滿意、愉悅、產(chǎn)生美感，與自身價值體驗。

3.4 高技術與虛擬化特征

隨著信息網(wǎng)絡技術不斷深化，體驗設計體現(xiàn)了高科技虛擬化特征。一方面，三維模型、虛擬現(xiàn)實技術為實體產(chǎn)品設計提供了便利和有效技術支持。為體驗設計在實體產(chǎn)品中的廣泛運用提供了可能。另一方面，以網(wǎng)絡為主要載體的游戲世界成為體驗設計一個重要發(fā)展方向。在網(wǎng)絡世界中用戶可以體驗不同人物角色，可以賦予超自然的力量?？梢詤⑴c戰(zhàn)爭，可以結婚生子，可以經(jīng)營虛擬公司等等。毫無疑問，其為體驗設計開拓了更加廣泛的領域。

4 文化與體驗設計

任何設計離開了文化二字似乎顯得空洞無味。中華民族也有著悠久的歷史文化傳統(tǒng)。我們有優(yōu)秀的哲學思想、建筑藝術、裝飾藝術、文字繪畫藝術，我們有56個民族，每個民族都有其獨特的文化。這一切為體驗設計提供了靈感來源。與文化因素的融合對于體驗設計尤為重要，拋開了文化因素，體驗設計仍然是一種物質(zhì)性的交互體驗，很難達到精神價值應有的高度。設計師通過感官認知、使用體驗等環(huán)節(jié)精心設計的用戶體驗過程仍然具有局限性，是設計師通過用戶研究而尋求的感受點。而這種點的形式?jīng)]有文化依托很難擴散開來，用戶只能在狹窄的體驗設計中游蕩，很難達到擴散性效應。讓用戶體驗到完全屬于自己的精神性體驗一定要有文化因素的介入。它就像一劑藥引，使你的情感想象可以發(fā)揮到最大效應。這樣才能形成“一種無目的性的，不可預料的和無法預測的抒情價值”（馬克·第亞尼語），在設計中加入設計元素會給用戶帶來豐富多彩的情感體驗，使用戶想象空間更加廣闊自由。

5 文化元素在體驗設計中的應用

文化元素是體驗設計的靈魂所在。在我國文化元素與體驗設計的有效融合還相對薄弱。在實體產(chǎn)品中代表作品鳳毛麟角，大多數(shù)產(chǎn)品仍然停留在歷史符號的粘貼復制上，這種照搬歷史符號、名人名作的做法固然有一定效果，但仍然不乏空洞無味，很難體現(xiàn)設計價值與情感共鳴。無非是一種虛飾的體驗設計。

在文化元素與體驗設計合理融合中，我們應當更加強調(diào)歷史符號的鮮活性，給用戶以充分的想象空間與價值體現(xiàn)。應當更加注意歷史元素的在創(chuàng)作在抽象，使之與現(xiàn)代生活相融合，使用戶既感到遙不可及又在現(xiàn)實之中，留有足夠的空間維度，形成自我理解和認知。應當將歷史元素與產(chǎn)品形態(tài)、功能相結合，保持體驗過程的統(tǒng)一性、連續(xù)性。將歷史元素與用戶深層次情感需求相結合，達到情感共鳴。在虛擬產(chǎn)品設計方面，由于明顯的技術優(yōu)勢以及鮮活人物、故事等元素的易用性，我們有了些質(zhì)的發(fā)展。在網(wǎng)絡游戲方面通過對目標用戶深層次分析，通過對歷史人物形象的在塑造、功能在定位，對歷史事件在描述，對歷史場景的在設置等方式對歷史文化進行了成功運用。譬如“三國殺”就是一個很好實例，其使用戶在體驗過程中得到了充分的情感、智力體驗，并感受到了自我價值實現(xiàn)的愉悅。

總之，文化元素在體驗設計中的運用，我們還任重而道遠，作為設計師應該更加積極地實踐。作為理論工作者應當加強這方面的理論創(chuàng)新研究，發(fā)揮理論先導作用。使我們體驗到真正的具有民族文化內(nèi)涵的體驗設計。

6 結束語

在新的體驗經(jīng)濟時代，傳統(tǒng)意義上的產(chǎn)品設計以不能滿足用戶基本需求。體驗設計作為滿足用戶精神需求，實現(xiàn)用戶自我價值的設計必將引領世界潮流，為設計界帶來新契機。具有悠久歷史文化傳統(tǒng)的中國，必須將體驗設計與歷史文化緊密結合，創(chuàng)造出極具吸引力，令人產(chǎn)生情感與價值共鳴的體驗價值。這是中國自身需要，也是世界的需要。為此，我們需要加強理論創(chuàng)新與探索，開拓中國設計新潮流。

參考文獻

[1]　唐納德·A·諾曼.情感化設計[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005.8.

[2]　何曉佑,謝云峰.人性化設計[M].南京:江蘇美術出版社,2001.8.

[3]　鄭伯森.體驗經(jīng)濟與產(chǎn)品設計[J].成都美術學院院刊.大藝術,2003-11-14.

第5篇：產(chǎn)品設計的基本概念范文

“快時尚”作為近幾年來最成功的服裝商業(yè)模式之一，孕育了包括ZARA、H&M、UNIQLO、S.Oliver等著名的時尚品牌?？鞎r尚一般被定義為：“以最新時尚流行趨勢為基礎、設計生產(chǎn)迅速、價格便宜、以主流消費者為目標客戶的服飾產(chǎn)品。這些服飾產(chǎn)品從設計到生產(chǎn)所需的時間很短，而且價格便宜，主流消費者可以通過很低的價格享受到當下的流行服飾?！边@一商業(yè)模式在最近數(shù)十年來獲得了巨大的成功，成為包括國內(nèi)許多服裝公司在內(nèi)的競爭者學習和借鑒的目標。

筆者認為，快時尚核心競爭力主要包括兩方面：“快速”和“平價”。快時尚企業(yè)將過去傳統(tǒng)服裝業(yè)以生產(chǎn)商和設計師為主，“推動”銷售產(chǎn)品的模式，改變成了以目標市場中顧客需求為導向、滿足消費趨勢為主的“拉動型”供應模式。這需要服裝企業(yè)“快速”分析、捕捉市場流行動態(tài)；同時“快速”生產(chǎn)，以簡化購買周期過程、縮短新品上市的前導時間為目標，從而滿足處于高峰階段的消費需求?！捌絻r”則要求企業(yè)降低設計、生產(chǎn)、物流方面成本及風險，要求服裝企業(yè)能在目標消費市場的消費水平上完成大批量產(chǎn)品的投放，而滿足這一消費水平則需要企業(yè)有很高的成本控制水平，為顧客提供真正“物美價廉”的產(chǎn)品。

目前國內(nèi)服飾企業(yè)設計開發(fā)管理中的一些問題

從設計層面上看，我國的一些快時尚服裝企業(yè)簡單地把跟隨戰(zhàn)略理解為“抄款”和“仿版”，對設計業(yè)務活動沒有一個深入的認識，僅僅把設計活動當作是“把市面上流行的款式畫下來、交給版師去打樣”。沒有考慮過設計應該遵循的原則、流程設計、企業(yè)資源的配置方法、與其他部門和合作方協(xié)作的手段，這使得設計的理念仍舊存在在比較感性的階段，設計管理無法真正成為系統(tǒng)化的、可被改進的機制。

從設計資源管理層面上看：有一部分企業(yè)存在著資源浪費或配置效率不高的問題。比如：缺乏平臺共享意識、缺乏科學分析的眼光和工具，導致企業(yè)內(nèi)部信息無法轉化為有價值的知識和經(jīng)驗、決策多依靠主觀感受而缺乏數(shù)據(jù)支持；設計人員對生產(chǎn)領域的知識結構不完整，無法對內(nèi)外部供應鏈的物質(zhì)資源（包括面料、輔料、工藝技術等）進行科學配置，造成由于設計缺陷導致生產(chǎn)效率、成本控制水平和生產(chǎn)進度控制能力較低；設計部門內(nèi)部和外部的人力資源不能充分協(xié)作，團隊工作效率和凝聚力不足等等。

從設計流程管理層面上看：許多企業(yè)沒有意識到設計活動貫穿于企業(yè)全經(jīng)營流程之中，而僅僅把設計局限于品類策劃到款式圖的繪制過程，使設計業(yè)務沒有很好地與生產(chǎn)、銷售等業(yè)務環(huán)節(jié)對接，這種局限于“小設計”概念的傳統(tǒng)思維局限了設計活動的廣度和深度，造成設計方案與實務的脫節(jié)。

從設計組織管理層面上看：一些觀點認為設計只是設計師團隊的工作，忽視了設計組織的靈活性和人員需求的復合性，使企業(yè)各部門之間的溝通效率降低、互動和合作不足。

從設計知識管理的角度看：缺少知識收集和儲備的機制、缺少團隊學習的方法，造成目前國內(nèi)設計人員缺少能力培養(yǎng)的環(huán)境，也造成設計團隊穩(wěn)定性比較低、人員職業(yè)上升通路少。設計團隊創(chuàng)新和學習能力的不足也十分不利于設計業(yè)務和企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

從設計質(zhì)量管理的角度看：設計師團隊應該在設計研發(fā)階段就應對產(chǎn)品生產(chǎn)中可能發(fā)生的問題、需要注意的生產(chǎn)細節(jié)、生產(chǎn)中期和交貨時實行的質(zhì)量檢測標準進行預判。由于相當國內(nèi)設計人員缺乏這方面的知識和意識，導致業(yè)務部門和協(xié)作伙伴在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中需要花費更多的時間和資源對設計方案中存在的隱患進行彌補。在實際業(yè)務中，經(jīng)常因為一些設計缺陷而造成企業(yè)發(fā)生資金、產(chǎn)品的損失和交貨期的延遲，帶來了一系列不良的影響。

因此快時尚模式下對設計業(yè)務有了新要求：需要靈活掌握消費者需求；有效縮短生產(chǎn)周期；提高設計效率和規(guī)劃能力；提高設計方案的生產(chǎn)資源規(guī)劃能力；實現(xiàn)內(nèi)外部協(xié)作開發(fā)；提高績效評估能力、強化激勵效應等。

產(chǎn)品生命周期的概念覆蓋了從產(chǎn)品需求、概念設計、詳細設計、制造、銷售、售后服務，直到產(chǎn)品報廢回收全過程。有關PLM（產(chǎn)品生命周期管理）的定義，不同的機構給出的解釋定義側重方向不同，存在些許差異，基本概念在于：以信息手段作為工具，針對產(chǎn)品、對企業(yè)所推出產(chǎn)品的各個階段進行信息收集和管理，通過各個環(huán)節(jié)部門和人員和合作進行高效資源管理，并集中各個領域專業(yè)人士的集體智慧來指導各個產(chǎn)品生命周期環(huán)節(jié)的決策和運營。其核心思想是以產(chǎn)品為對象，以流程管理的方式梳理產(chǎn)品生命周期各個環(huán)節(jié)發(fā)生的信息流，加以集中采集、整理和分析，供企業(yè)參與各個生命環(huán)節(jié)的不同部門進行利用，以改進經(jīng)營、提高效率、降低成本、促進創(chuàng)新。

筆者認為，通過實施PLM設計管理的目標包括：實現(xiàn)異地協(xié)同的部門間產(chǎn)品開發(fā)的信息共享機制和交流平臺；實現(xiàn)對時尚信息和銷售反饋信息進行共享、整合和分析；產(chǎn)品信息和訂單實時管理，包括：系列、款式、顏色、尺寸等復雜信息；產(chǎn)品設計和工藝信息、工具和流程的標準化建設；生產(chǎn)資源信息管理和隨時調(diào)用，包括對面輔料、色樣、模板、測試信息的管理和重復調(diào)用；對設計開發(fā)進度的有效的溝通和監(jiān)控，實現(xiàn)包括面輔料開發(fā)和樣衣試制（單色樣、齊色樣、訂貨樣、大貨樣）的過程中的請求、審批、跟蹤、監(jiān)控等操作；實現(xiàn)設計變更管理和控制，在設計開發(fā)過程中，如果需要變更和修正，必須及時溝通，并進行設計數(shù)據(jù)的及時更新和版本管理；進行跨部門的開發(fā)的有效協(xié)調(diào)和監(jiān)控，企劃、設計、工藝、試制、生產(chǎn)、面輔料供應商、加工工廠等相關各方必須基于統(tǒng)一的計劃進行協(xié)同工作，以嚴格按時實現(xiàn)開發(fā)計劃；進行設計產(chǎn)品目標成本控制，在設計、采購和試制的關鍵節(jié)點保持成本觀念，確保新品成本處于目標價格區(qū)間并達到目標利潤率；實現(xiàn)供應商之間的高效協(xié)同以及管理，協(xié)同各供應商之間的溝通和合作，對合作方進行生產(chǎn)、質(zhì)量控制和績效考察；實現(xiàn)設計開發(fā)的質(zhì)量管理，對面輔料、工藝、生產(chǎn)供應商等選擇進行品質(zhì)績效分析，選擇品質(zhì)最優(yōu)的組合；產(chǎn)品開發(fā)績效分析和決策支持，對產(chǎn)品開發(fā)的命中率、銷量、利潤、質(zhì)量缺陷等關鍵指標進行統(tǒng)計分析，以持續(xù)改進設計開發(fā)業(yè)務。

另外在PLM設計管理過程，特別是推進實施過程中，研究者認為還需要考慮以下幾點因素：

（1）在管理體系中需要保持PLM平臺的開放性和靈活性。開放的系統(tǒng)允許不斷地對其做出調(diào)整、并增加新的功能模塊，這對于應對企業(yè)多變的內(nèi)外部市場環(huán)境非常重要。一個封閉的，無法添加新功能塊和對相關規(guī)則進行修改的信息系統(tǒng)，顯然無法適應快時尚公司敏捷多變的經(jīng)營需要。

（2）設計管理應具有整體性觀念，相關的PLM設計平臺應該是企業(yè)進行業(yè)務信息處理的基礎和商業(yè)解決方案，設計管理應該是企業(yè)整體PLM管理的有機組成部分，而不應該將設計系統(tǒng)與銷售、采購等業(yè)務功能模塊相割裂。通過本文的分析和研究可以發(fā)現(xiàn)，只有設計模塊與銷售、采購、生產(chǎn)業(yè)務等模塊互相銜接在一起，才可能發(fā)揮出研究者在提出概念模型時所希望達到的功能。

（3）評價體系和映射方法中應保持客觀性與主觀性的平衡，PLM設計管理中提供了一系列進行客觀定量數(shù)據(jù)分析的工具，目的是代替過去完全靠主觀或者經(jīng)營進行設計開發(fā)的模式，提高效率、增加市場研判能力和供應鏈整合效率。但服飾設計和審美作為一種人類主觀行為，不可能完全由數(shù)學分析方法和信息技術進行替代。研究者認為目前有一些新的研究工作把方向聚焦于信息技術和數(shù)學模型建立，是很好的嘗試。但如果過分強調(diào)數(shù)據(jù)分析手段、忽視設計開發(fā)和服飾流行趨勢的一般規(guī)律，則會適得其反。研究者認為PLM設計系統(tǒng)的一系列功能只是為設計開發(fā)人員提供趨勢分析的信息共享和參考、以及進行高效生產(chǎn)信息資源配置和評價的輔助工具，無法完全取代設計人員的主觀審美感受和工作經(jīng)驗。

（4）服裝設計系統(tǒng)研究不僅是一個設計管理課題，也是一個工商管理和信息技術課題，需要研究者在熟悉服裝產(chǎn)品實際開發(fā)設計業(yè)務的同時，也了解信息技術科學的相關知識，擁有豐富的實際業(yè)務經(jīng)驗。對我國的產(chǎn)業(yè)和教學、研究體系的跨學科交叉建設提出了更高的要求，需要在培養(yǎng)體系、研究方式上作出更大的努力和變革。

總之為了降低產(chǎn)品開發(fā)成本、把握客戶與需求、制定面向目標市場的新產(chǎn)品戰(zhàn)略，快時尚企業(yè)依靠PLM（產(chǎn)品生命周期管理）解決方案進行產(chǎn)品設計開發(fā)管理獲得了很好的效果。筆者認為，從設計業(yè)務層面看：PLM的實施直接推動了快速時尚品牌公司產(chǎn)品設計和企劃能力的提升，提高設計效率、降低設計成本；為設計和企劃活動提供了面向產(chǎn)品全生命周期的視角；提供從靈感創(chuàng)意到市場調(diào)查、生產(chǎn)、銷售等各個環(huán)節(jié)的參考信息源；為多部門、多團隊、異地協(xié)作設計提供信息交流平臺；并且使設計方案同時包括物料、生產(chǎn)工藝、質(zhì)量檢測標準等多元信息。最終，PLM模式下，以往傳統(tǒng)的服飾產(chǎn)品設計企劃活動發(fā)生了形式、流程、概念、管理方法等諸多層面的徹底改變，從觀念到組織結構、方式效率等方面都有了很大的變革，大大提高了企業(yè)的管理和競爭水平。

第6篇：產(chǎn)品設計的基本概念范文

論文摘要：主要介紹 了 web技術和 3d技 術相結合的產(chǎn)物一web3d技 術的基本概念、特點及實現(xiàn)技術．并以實例的方式詳細闡述了web3d技術之一的 cult3d技術 ．在機 電產(chǎn)品虛擬設計 中的工作流程，從而可以有效地提高機電產(chǎn)品的信息傳達效果，為新產(chǎn)品開發(fā)提供一種嶄新的互動設計模式，最終提 高企業(yè)的競爭力。

0 引言 

隨著數(shù)字化設計技術 的發(fā)展 ．人們已不再滿足在網(wǎng)上瀏覽一些靜態(tài)的、文本類 、二維的產(chǎn)品圖片，而對那些具有動態(tài)的、三維可視化效果的產(chǎn)品需求越來越迫切。以計算機網(wǎng)絡和計算機三維圖形學為基礎的web3d技術以其特有的形象化展示功能、強大的交互性能和對現(xiàn)實世界的模擬功能在電子商務 、遠程教育 、工程技術 、計算機輔助設計等領域已經(jīng)獲得 了廣泛的應用。利用此技術設計的產(chǎn)品可以做到全方位展示 、色彩設計實時裝配等 ，從而提高用戶的參與性 。增強體驗感。 

1 web3d技術概述 

1．1 web3d技術的基本概念 

虛擬現(xiàn)實 vr (virtual reality)技術是一種逼真地模擬人在 自然環(huán)境中的視覺 、聽覺、運動等行為的人機界面技術，web3d技術是虛擬現(xiàn)實技術的一種實現(xiàn)形式 [21。web3d還可以簡單地被看成是 web技術和 3d技術相結合的產(chǎn)物 。實際上也就是本機的 3d圖形技術 向互聯(lián)網(wǎng)的擴展．網(wǎng)絡性、三維性和交互性是其顯著的本質(zhì)特征。它與本機的3d圖形技術的主要差別在于：第一，實時渲染 ：它是由渲染引擎進行實時渲染從而實時顯示的；第二，具有無限的交互性：因為是實時渲染，這就為交互性提供了基礎；第三，優(yōu)化和壓縮：由于網(wǎng)絡帶寬的限制 ．文件必須經(jīng)過優(yōu)化和壓縮以保證用戶端快速下載。通過應用 web3d技術 ，用戶可以在 網(wǎng)上瀏覽以三維形式表現(xiàn)的物體 ，并對其進行交互性操作 以體驗身臨其境 的奇妙感受。 

1．2 web3d技術的實現(xiàn)手段 

web3d的實現(xiàn)技 術主要分成三大部分 ．即建模技術、顯示技術 、三維場景中的交互技術 [31。建模技術是虛擬現(xiàn)實技術的基礎。把建立 的三維模型描述轉換成人們所見到的圖像，就是所謂的顯示技術。三維復雜模型的實時建模與動態(tài)顯示技術可以分為兩類 ：一是基于幾何模型的實時建模與動態(tài)顯示 ：二是基于圖像的實時建模與動態(tài)顯示 。交互技術是 web3d的關鍵技術 ，交互功能的強弱 由 web3d軟件本身決定 。但用戶可以通過適當?shù)木幊虂韽浹a軟件的某些不足。 

在眾多的 web3d軟件系統(tǒng)中 ?；?nbsp;于 java內(nèi)核的cult3d技術因其在交互性能、文件體積和畫面質(zhì)量等方面的優(yōu)越性而得到用戶 的普遍歡迎 ，現(xiàn)已廣泛應用于眾多電子商務網(wǎng)站的 3d機電產(chǎn)品展示中。 

2 cuil3d技術及其開發(fā)流程 

cuh3d是一種全新的 web3d技術 ．它有一純 軟件跨平 臺的渲染引擎 ，主要包含 cult3d exporter plug—in、cuh3d designer和 cuh3d viewer plugin三大部分。 開發(fā)設計人員可 以使用 3d設計領域廣泛使用的 3dsmax或 maya來設計 產(chǎn) 品 3d模 型 ．使 用 cuh3d exporterplug—in來轉換設計模型 ，在 cuh3d designer中為模 型加入交互 、音效等其它效果 ，再無縫隙地嵌入到 html頁面和其他應用程序中 [41。其開發(fā)流程如圖1所示。用戶 即可在網(wǎng)上實時觀看 3d模型 ，還可通過 鼠標對其進行旋轉 、放大或縮小等操作。

3 cult3d‘技術在產(chǎn)品虛擬設計中的應用實例

3．1 創(chuàng)建汽車 cult3d對象 

為方便輸 出，必須使 用一個 三維模 型制 作 軟件f3dmax或 maya1制作物體 的三維模型。制作前必須先下載插件 cult 3d exporter for 3dmax或 cult 3d exporter for maya。只 有安 裝好 輸 出插 件 ，3dmax或maya才可以將 3d模型輸出成 cult 3ddesign的 c3d格式。在制作模型的細節(jié)、真實度上多下點功夫，盡量用最少的面來做模型，以控制好模型的大小。太多的面不僅會加長網(wǎng)絡傳送的時間 ，更是對瀏覽者機器 的考驗。最后輸出成 c3d格式的 3d模型 。 

3．2 對汽車 cult3d對象進行交互設置 

cuh3d對象的交互設計就是在 cuh3d designer的事件地圖窗 口中建立事件、動作和場景的相互關系，使瀏覽者觸發(fā)某個事件或某個事件 自動做出相應的動作 ，并將可視化的過程和結果實時反饋給瀏覽者達到交互的目的。

汽車的時間地圖如圖2所示，它可以通過鼠標控制實現(xiàn)汽車任意角度的展示、車門的開關、車輪的轉動和汽車尾氣排放等。在cult3d designer中完成設計后，需將culturald對象導出為可的co格式。在導出過程中還可對文件中的幾何圖形、聲音等特征進行進一步壓縮。

3.3 汽車cult3d對象

可cult3d對象的程序有多種，其中基于網(wǎng)絡的應用較為廣泛，用戶可以通過網(wǎng)絡或在本地機種用ie或netscape瀏覽器查看。基于網(wǎng)絡的需要編寫想應得網(wǎng)頁，在編寫網(wǎng)頁時，有兩項主要工作：

（1）在網(wǎng)頁中編寫語句嵌入cult3d對象。ie瀏覽器是通過activex組件來cult3d對象。ie使用<object>的標簽命令來在網(wǎng)頁中嵌入activex組件。

netscape瀏覽器不支持 activex控件 ．需要另外設置外掛程序的語法 。netscape瀏覽器使用<embed>的標簽來嵌入 外掛組件 。另外 ，必須安裝 cuh3d viewer插件，才能在瀏覽器網(wǎng)頁時播放 cult3d對象。對于 ie瀏覽器需要在<object>這個標簽內(nèi)插入 codebase指定其下載網(wǎng)址．netscape瀏覽器需要在<embed>標簽內(nèi)插入 type=“application／x--cuh3d--object”語法說明外掛程序對象．pluginseape指定其下載網(wǎng)址。 

同時支持 ie和 netscape瀏覽器的超文本語句如下 ： 

<object classid= clsid：31b7eb4e一8b4b一 11d1一a789--00aocc665 1a8 width= 寬 height= 高 codebase=http：///dianzijixie/">電子商務模塊使用。 

4 結束語 

虛擬現(xiàn)實技術作為一支嶄新的綜合性信息領域中的奇葩 ，體現(xiàn)出較高的人性化科技特色與風格。而將虛擬仿真技術同機電產(chǎn)品設計產(chǎn)業(yè)相結合 ，為設計師與企業(yè)廠商們提供了非常好的技術支持與解決方案．更為產(chǎn)品的推廣營銷創(chuàng)造了巨大的商業(yè)價值。無論是與傳統(tǒng)影視媒體 、多媒 體軟件 ，還是 與傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實技術 比較 ，web3d技術都表現(xiàn)出了在機電產(chǎn)品設計中的獨特優(yōu)勢和潛力 。隨著網(wǎng)絡技術的高速發(fā)展必將有更新的 web3d技術出現(xiàn)，服務于設計 、服務于大眾、服務于未來 。

參考文獻： 

[1]baboescu f．varghese g．scalable packet classification[c]//proceedings of acm sigcomm’01．a(chǎn)ug 2001，diego，california，usa． 

[2]2蔣燕萍，等．幾種web3d技術的比較 ．北方工業(yè)大學學報，2003，1．

[3]高永惠．3種web三維交互技術的分析與比較．廣東醫(yī)學院學報，2004，6． 

[4]阿新工作室．任我虛擬cult3d／3ds max 4．2／maya 4三維產(chǎn)品設計與互動教程[m]．北京希望電子出版社，2002． 

第7篇：產(chǎn)品設計的基本概念范文

關鍵詞：激光影院；體驗設計；用戶參與式工作坊；活動論

中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A

1 引言

激光影院作為一個全新的電視產(chǎn)品門類，我們在設計中如何創(chuàng)新，并設計出讓用戶滿意的產(chǎn)品？用戶參與式工作坊是一種將用戶體驗全程引入設計的方法論系統(tǒng)，它可以幫助設計、研發(fā)人員更好的理解用戶并全程以用戶體驗為核心設計出更好滿足用戶需求的產(chǎn)品。下文將詳細闡述該套方法論在激光影院設計中的應用。

2 方法及理論基礎

用戶參與式工作坊，主要運用于設計及研發(fā)工作坊，它是工作人員一步一步遵循構造讓用戶滿意的產(chǎn)品宗旨而完成的，在工作坊全程中，用戶經(jīng)驗貫穿始終。在傳統(tǒng)的以技術為主導的研發(fā)中，一般都是有什么技術就做怎樣的產(chǎn)品，完全未考慮用戶的需求，這在供大于求的當下是不合適的，尤其是趨近飽和的傳統(tǒng)家電市場，因此引入以用戶為核心的用戶參與式工作坊方法是有必要的，它可以幫助工作人員進行創(chuàng)新探索，并產(chǎn)出具備全新特質(zhì)的讓用戶滿意的產(chǎn)品體驗。

用戶體驗是在活動中產(chǎn)生的，是人、物、境相互作用形成的。Roto在用戶體驗整體模型中也提出了同樣見解。具體來說，即：用戶自身的特性和狀態(tài)對用戶體驗有重要的影響。產(chǎn)品不同，體驗也會發(fā)生變化。而環(huán)境的特性會改變用戶的使用過程、習慣等，進而影響用戶體驗。

人存在的環(huán)境是在變化的，他在不同的境中又有不同的體驗，每一類體驗承載不同的價值。那么又主要有哪些體驗呢？

用戶使用產(chǎn)品的過程即用戶體驗；

例如用戶啟動激光影院、選擇并欣賞節(jié)目、調(diào)節(jié)音量、關機等一系列的動作中都是在體驗激光影院產(chǎn)品，那么開機鍵是否容易發(fā)現(xiàn)，開機動作是否順暢，內(nèi)容是否豐富等都是用戶評價產(chǎn)品使用體驗的標準。

消費者體驗更強調(diào)購買體驗；因此需要在消費者接觸的購買渠道（賣場、網(wǎng)店等）上做好體驗設計，讓消費者買的順心、舒心。

顧客體驗還會有再次購買的行為；

公民體驗從社群角度入手，強調(diào)對社會的價值體驗；

創(chuàng)客價值體驗強調(diào)人的參與，體現(xiàn)人的價值。

通過對以上五類活動經(jīng)驗的分析，可以幫助研究者了解各類活動經(jīng)驗的分布，全方位的提升活動價值，也可以有針對性的提升某一類或某幾類價值，比如研究者所在的行業(yè)擅長研發(fā)與制造，那么就重點在用戶體驗上做到極致；如果對群體影響力大，也可以從公民體驗入手，增加社群影響力，從而提升品牌形象。

用戶參與式工作坊就是基于用戶的活動以及活動中的不同體驗而進行的，并最終完成基于良好用戶體驗的產(chǎn)品及服務設計。

3 工作坊在激光影院設計中的應用示例

基于項目目標，工作坊設計的目標就是通過參與式工作坊，產(chǎn)出兼具三“品”特質(zhì)的成果，這也是成功的產(chǎn)品設計必須考慮的：

（1）用品：用得上，能為用戶生活活動帶來效益。

（2）商品：賣得出去，有利潤回報。

（3）制品：技術做得到，可量產(chǎn)。

激光影院設計工作坊一共分為4期（1D、2D、3D、4D）工作坊。創(chuàng)新產(chǎn)品或服務設計基本都可以采用該工作坊方法及規(guī)劃，持續(xù)周期可以根據(jù)項目要求進行微調(diào)。下面以激光影院為例，介紹具體的工作坊流程及操作中的注意事項。

1D工作坊是進行用戶經(jīng)驗探索與產(chǎn)品創(chuàng)新，利用超大屏幕用戶經(jīng)驗前期研究分享（搜集了大量的目標用戶的典型及重要活動與體驗信息），設計、銷售、策劃、用戶等人員共創(chuàng)形成關鍵議題與核心價值發(fā)展，產(chǎn)出具備某些特質(zhì)的產(chǎn)品環(huán)境和活動描述，并完成用戶經(jīng)驗原型構建。

1D工作坊的開展須做好前期用戶活動及體驗資料的準備，若有條件，可邀請2～3名先鋒用戶參與設計工作坊，這一階段的核心關鍵詞是用戶價值。工作坊人員需要根據(jù)用戶相關信息迭代輸出用戶核心價值，并根據(jù)核心價值拓展相關設計概念，如果有多組人員，還可交叉評價對方的概念是否滿足用戶的核心價值。

通過1D工作坊，從“征、享、造、用”四個維度明確了為用戶打造百加笆由活的主要目標，并提煉了5個核心價值，并在價值的基礎上發(fā)展出多組概念（如圖3所示）。例如融入成長價值中的概念“私人訂制道具搭配”、連接盛宴中的概念“私人尊享院線”等。小組互評并對概念修正后制作樂高影片用于更直觀形象的展示概念。

2D工作坊為基本概念的展示，主要工作是進行用戶經(jīng)驗原型建構，包括生態(tài)系原型建構和用戶經(jīng)驗雛形影片活動層。

2D工作坊主要基于用戶體驗檢驗過的概念進行用戶經(jīng)驗原型（1∶10）建構，力求展示用戶理想的百加笆由活。注意這一階段的概念還需要結合當下的市場環(huán)境展開。激光影院設計工作坊就采用了市場環(huán)境和經(jīng)驗需求兩個維度，規(guī)劃出三代產(chǎn)品概念發(fā)展脈絡，并圈出針對本次工作坊最有價值的區(qū)域。需要說明的是，維度選擇可以根據(jù)實際情況決定，但用戶經(jīng)驗需求維度必不可少。

3D工作坊通過建立劇場，并根據(jù)顧客歷程書在劇場中進行演練，并邀請內(nèi)部專家用戶評估，根據(jù)評估結果進行劇本資料完善，并制定較完善的經(jīng)驗策略地圖。

注意因2D階段已具備概念原型，可以將之拍成劇本讓更多的目標用戶了解激光影院概念并進行評估，然后在3D時基于用戶體驗評估結果進行概念及場景的再修改完善，并搭建討論并驗證過的1∶1用戶經(jīng)驗原型：用戶理想的百技す庥霸荷活。搭建好后，可以根據(jù)實際情況邀請目標用戶或專家用戶（優(yōu)選目標用戶）來體驗真實還原的百加霸荷活，并給出相關體驗感受。

4D工作坊主要是對修改后的3D場景概念進行分組體驗并再完善，確認無修改后邀請相關領導參加4D品酒會，并匯報研究階段成果。領導評審完畢，進行概念再完善并最終提交。

4D階段主要是基于3D階段1∶1用戶經(jīng)驗原型的再修改，并讓相關負責人能真實感受到產(chǎn)品帶給用戶的價值并給出相關評價，同時也是為產(chǎn)品設計的下一步工作給予方向指示。如果項目時間緊張，工作坊成員們對搭建好的1∶1用戶經(jīng)驗原型比較滿意，3D、4D階段可以進行合并。

通過用戶參與式工作坊完成激光影院的概念設計后，工作人員基于概念設計完成了多項基于用戶體驗的工業(yè)設計創(chuàng)新和界面設計創(chuàng)新，例如基于用戶百忌活的沉浸式界面設計，讓用戶不再去適應電視，而是電視在服務他，人在畫中游，讓其能夠暢享影視、娛樂生活。

結語

用戶參與式工作坊的應用非常廣泛，它適用于產(chǎn)品概念研討、產(chǎn)品設計、產(chǎn)品研發(fā)、服務設計等多類工作領域，尤其在設計領域中，引入以用戶為核心的用戶參與式工作坊方法可以幫助工作人員快速理清用戶的需求并設計出讓用戶滿意甚至尖叫的產(chǎn)品或服務。

參考文獻

第8篇：產(chǎn)品設計的基本概念范文

關鍵詞：產(chǎn)品可用性設計心理學教學模式

引言

設計心理學作為設計專業(yè)的一門基礎學科，主要講述“心理學在設計中的應用”。傳統(tǒng)的教學模式中，理論知識的講授是主要的教學過程，主要涉及到設計心理學的基本概念和發(fā)展，以及設計中的心理學原理[1-3]。學生主要掌握的技能包括掌握用戶研究的方法，學會分析用戶需求、用戶行為、用戶心理模型、環(huán)境和行為對用戶的影響等。由于設計心理學是設計學與心理學相結合的交叉課程，因此知識傳授過程中，課程內(nèi)容涵蓋的面廣，理論知識點多，學生在實際設計過程中，往往只記得在前期調(diào)研中使用訪談、問卷等方式，卻忽略了其他設計心理學原理和方法在整個設計過程中的靈活運用。針對這一問題，筆者以建立良好的產(chǎn)品可用性為主線，進行嘗試性設計心理學課程思路改革?？捎眯允墙换ナ疆a(chǎn)品、系統(tǒng)的重要質(zhì)量指標，表明用戶能否用產(chǎn)品完成其任務、效率如何、主觀感受怎樣，即從用戶角度看產(chǎn)品質(zhì)量。由于設計心理學所研究的主體是人，通過分析影響人購買、使用、評價一個產(chǎn)品的所有心理現(xiàn)象，為推動產(chǎn)品的創(chuàng)新和優(yōu)化設計所服務。因此，作為用戶所主要關心的產(chǎn)品可用性來說，是產(chǎn)品設計需要解決的重點問題，如何分析用戶對產(chǎn)品可用性的心理活動和評價，尋找滿足產(chǎn)品可用性的用戶心理需求，也是設計心理學需要重點傳授的知識。

一、產(chǎn)品可用性與設計心理學

設計心理學教學中，消費者問卷調(diào)研、用戶思維和行為模型構建、情感化設計的易用性原則分析等方法，都是尋找用戶對產(chǎn)品的有效性、效率和滿意度需求的有效方式。構建設計心理學課程教學模式。其中，課程包括三大部分，第一部分內(nèi)容主要為調(diào)查研究，涉及市場、設計、用戶和場景等調(diào)研。第二部分內(nèi)容主要為數(shù)據(jù)分析，涉及定性分析方法和定量分析方法。第三部分內(nèi)容主要為設計分析和實踐，涉及基于可用性模型的產(chǎn)品設計和評價。

二、設計心理學教學模式介紹

（一）課題確定：通過第一次課程安排，講述設計心理學的界定、研究的對象和內(nèi)容、研究的意義以及其形成和發(fā)展，要求學生分小組選擇產(chǎn)品，并準備設計調(diào)研細項。（二）基于消費者滿意度的可用性因素分析：消費者心理是指消費者在消費活動中的一般心理活動過程，對于消費者心理的研究是設計心理學的重要組成部分。第二次課程安排要求學生理解消費者行為理論及其需要理論，掌握消費者動機的模式及其特點，掌握基于“消費者滿意度CSI”的問題設置方法。由于用戶滿意度是可用性評價中的一個重要指標。因此本次課程通過讓學生調(diào)查消費者滿意度指數(shù)、影響消費者滿意度因素及消費行為三者之間的關系，分析如何通過產(chǎn)品設計優(yōu)化幫助企業(yè)實現(xiàn)成本最小化、提升消費者重復購買率和企業(yè)盈利能力等目標。（三）基于用戶模型的可用性因素分析：產(chǎn)品的功能主要通過用戶使用過程中的行為和理解來評價。因此，根據(jù)用戶任務和思維模型，可以看到用戶的意圖、計劃、實施、評價以及分正常情況中的操作過程。第三次課程安排要求學生學會對用戶的任務和思維模型進行分析，通過用戶的操作過程，分析用戶的使用需求。并綜合用戶的任務模型和思維模型，提取容錯、操作效率、可學習性、可控制性等可用性的行為和認知因素。（四）基于情感化設計的可用性因素分析：根據(jù)Norman的描述，產(chǎn)品易用性需要滿足可視性、匹配性和反饋性三個基本特征。其中，可視性是指讓用戶明白怎么樣操作合理，在審美位置操作以及如何操作。匹配性指控制器、控制器操作及其產(chǎn)生結果之間的關系。反饋性指向用戶提供結果信息。本次課程要求學生對于小組產(chǎn)品的可視性、匹配性和反饋性問題進行分析，總結用戶使用中認知中的感知、理解、記憶、判斷和決策等問題。（五）基于感性工學的可用性因素分析：基于感性工學的可用性因素分析主要通過主觀調(diào)查法進行產(chǎn)品的意象詞匯提取。本次課程主要講述感性工學的概念、來源、發(fā)展和應用情況，課程要求學生掌握感性意象詞匯的收集和甄選方法。（六）產(chǎn)品可用性模型搭建：第六次課程的產(chǎn)品可用性內(nèi)容講授中，主要結合前一次課程的感性工學分析方法，學會可用性模型的搭建方法并選擇小組產(chǎn)品進行實踐。首先要求學生選取近五年的小組產(chǎn)品的典型代表進行樣本的收集和感性語義的評價。然后從評價結果中分析產(chǎn)品的發(fā)展趨勢，并選取重要的感性詞匯對進行產(chǎn)品的設計對應物分析。接著建立產(chǎn)品感性意象與其形態(tài)要素之間的映射關系，為后續(xù)設計的感性創(chuàng)意提供準確定位支持的同時，也為設計師將消費者的感性需求作為設計對象提供有效的依據(jù)。最后根據(jù)前五次課程中的消費者滿意度、用戶模型、易用性設計原則和感性意象認知識別的可用性因素分析，構建小組產(chǎn)品的可用性層次模型。（七）用戶體驗：第七次課程通過講述用戶體驗的概念及其對于激發(fā)消費者購買欲望的作用。針對用戶體驗是為了在評價交互系統(tǒng)是否在用戶體驗層面上滿足用戶需求時的具有可參照之標準的特點，教學要求學生了解需要基于用戶體驗，進行產(chǎn)品的可用性模型的可靠性驗證和設計評估。（八）產(chǎn)品設計和評估：最后一次課程要求每個同學針對小組產(chǎn)品構建的可用性模型，在對產(chǎn)品進行直觀、深入和精確的分析，以及探索當前產(chǎn)品中存在的問題和改進方向的基礎上，進行產(chǎn)品改良設計，繪制效果圖。

三、教學案例

以下基于熱水器產(chǎn)品進行教學案例分析。（一）課題確定：要求學生通過文獻調(diào)查、觀察法和用戶訪談，確定小組產(chǎn)品選題。（二）基于消費者滿意度的可用性因素分析：依據(jù)江南大學李彬彬提出的消費者滿意度指數(shù)[4]，選取行為、視聽和產(chǎn)品滿意進行調(diào)查。根據(jù)問卷調(diào)查結果發(fā)現(xiàn)基于消費者滿意度的熱水器可用性因素主要包括功能（性能需求、使用效率）和外觀（配色、風格、品位），強調(diào)個性化和實用性。（三）基于用戶模型的可用性因素分析：根據(jù)Norman提出的用戶模型概念，產(chǎn)品的功能主要通過用戶使用過程中的行為和理解來評價。建立用戶任務過程，并通過出聲思維的方法，對用戶思考問題進行概括。根據(jù)用戶操作和思維過程，發(fā)現(xiàn)熱水器創(chuàng)新設計需要考慮的用戶使用需求包括：對電子顯示面板的設置操作和出水閥門的使用過程。提取的可用性因素包括行為（容錯、操作效率）和認知（可學性、可控性）因素。（四）基于情感化設計的可用性因素分析：根據(jù)Norman的描述，產(chǎn)品易用性需要滿足可視性、匹配性和反饋性三個基本特征。其中，可視性是指讓用戶明白怎么樣操作合理，在什么位置操作以及如何操作。匹配性指控制器、控制器操作及其產(chǎn)生結果之間的關系。反饋性指向用戶提供結果信息。根據(jù)市場現(xiàn)有電熱水器，分析使用過程中的產(chǎn)品可視性、匹配性、反饋性特征，以及電子顯示面板和出水閥門等使用過程中的優(yōu)缺點。對于熱水器的可視性、匹配性、反饋性問題，總結起來主要體現(xiàn)在用戶的認知（感知、理解、記憶、判斷和決策）方面。（五）基于感性工學的可用性因素分析1.基于感性意象的因素提取：感性意象的認知識別代表著消費者對于熱水器的主觀印象，反映在對熱水器的語義描述和感性詞匯上[5-6]。要求用戶進行熱水器進行感性評價，獲取有關熱水器的感性詞匯共50對。經(jīng)專家小組討論，選用被選頻次高的詞匯，并且從中剔除意義相同的詞匯，得到初步篩選出的20對典型詞匯。選取30位調(diào)查對象（10名設計師，10名制造商，10名消費者）用5級標度法（不重要、勉強重要、重要、較重要、非常重要）對所選20對感性詞匯打分，構建新的熱水器語義描述集：H2={節(jié)能的-耗能的（4.5分），安全的-危險的（4分），舒適的-緊張的（3.9分），經(jīng)濟的-豪華的（3.8分），輕薄的-厚重的（3.7分），易用的-難用的（3.6分），實用的-裝飾的（3.6分），互動的-單向的（3.5分），輕松的-嚴肅的（3.2分）}。以上詞對按照語義維度可以分為行為、認知和情感屬性3類，分別構建語義維度描述集：H行為維度={易用的-難用的，使用的-裝飾的，互動的-單向的}，H認知維度={輕松的-緊張的，安全的-危險的，舒適的-緊張的}，H情感維度={經(jīng)濟的-豪華的，節(jié)能的-耗能的，輕薄的-厚重的}。因此基于熱水器感性意象認知識別的可用性因素包括行為、認知和情感特性。2.基于感性意象的因素評價：選取近五年熱水器典型產(chǎn)品，基于熱水器可用性評價模型對應的10對語義描述感性詞匯，請30位調(diào)查對象（10名設計師，10名制造商，10名消費者）用5級標度法進行打分。發(fā)現(xiàn)在輕薄性方面，熱水器除了根據(jù)儲水量變化了水箱大小外，其圓柱造型外觀基本沒有變化；在舒適性、互動性、輕松感等方面尚待完善，主要表現(xiàn)為功能單一、不符合人機和結構機械單調(diào)等；在節(jié)能性和實用性方面，功能較齊全、節(jié)能效果較好；在安全方面用戶認為這六款熱水器呈逐步增強狀態(tài)；易用性方面有起伏波動的升降變化。根據(jù)熱水器感性意象評價結果，運用SPSS對9對感性詞匯對進行相關性分析，發(fā)現(xiàn)“安全的”和“實用的”高度正向相關（r＞0，且r=0.901）、“舒適的”和“輕松的”高度正向相關（r＞0，且r=0.866）、“輕薄的”和“易用的”高度正向相關（r＞0，且r=0.877）。分別對三組高度正相關的感性詞匯運用SPSS進行多維線性回歸分析，發(fā)現(xiàn)熱水器使用起來輕松感越強，則舒適感越強；熱水器實用性越強，其安全感越好；熱水器形態(tài)的輕薄感對用戶操作的體驗感有良好貢獻。3.熱水器設計對應物歸納：在對熱水器可用性的產(chǎn)品設計對應物解析中，去除熱水器感性詞中的相似概念“輕松的”、“實用的”、“輕薄的”和與技術設計相關的概念“節(jié)能的”、“經(jīng)濟的”，保留“舒適的、安全的、易用的、互動的”作為熱水器1級感性詞，進行產(chǎn)品設計對應物歸納。（六）產(chǎn)品可用性模型搭建：首先根據(jù)以上基于消費者滿意度、用戶模型、易用性設計原則和感性意象認知識別的可用性因素分析，構建熱水器的可用性評價模型[7]。其中，一級指標包括行為特性、認知信息和情感特性，二級指標包括實用性（效率、操作時間）、容錯性、可視性（易看見）、可學性（易明白、易記憶）、可控性（語義匹配、空間匹配、反饋性）、節(jié)能和個性化。然后利用層次分析法確定各因素的相關權重值。（七）用戶體驗：通過問卷調(diào)查評價可用性模型。通過可用性評價結果與消費者的整體反應度相符，確定此可用性評價模型有利于發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的不足和痛點，幫助設計師和研發(fā)人員有針對性進行產(chǎn)品改良和創(chuàng)新設計。（八）產(chǎn)品設計和評估：根據(jù)熱水器可用性影響因素及評價模型，以熱水器的操作面板為例進行創(chuàng)新設計和評估的迭代。利用大多數(shù)用戶認知范圍內(nèi)的符號和投影技術，將功能語意和操作反饋可視化，以求最大程度減少認知負擔，增強產(chǎn)品易用性。設計方案中，控制面板造型為壁掛式弧形控制器，其投影界面分為兩個功能模塊，分別是洗前預熱和洗時調(diào)節(jié)操作界面。其中，洗前預熱分為三個功能模塊，分別是預熱水量、預熱時間、預熱溫度。洗時調(diào)節(jié)分為兩個功能模塊，分別是對水溫和出水量的調(diào)節(jié)。

第9篇：產(chǎn)品設計的基本概念范文

關鍵詞：阻抗匹配；端口匹配；匹配模式；共軛匹配；模匹配

中圖分類號：TN710,TP274文獻標識碼：A

文章編號：1004373X(2008)2002103

Research of Impedance Match-class and Its Application in RFID System

WU Yueshan1,2

(1.Invengo Information Technology Co.Ltd.,Shenzhen,518057,China;

2.School of Information Science and Technology,Northwest University,Xi′an,710069,China)

Abstract：The port impedance match is very important in circuit design,especially in high frequency circuit.The general concept and classes of port impedance are analyzed with inductive method.Five possible match classes and their typic applications are discussed.Based on the match classes research,the port impedance matches of tag and reader antenna for passive RFID system are deeply analysed.The research results indicate that the conjugated match is still the optimal match class for both tag and reader antenna.The results from this paper are important theoretical and practical sense in guidance for the passive RFID tag and reader antenna design.

Keywords：impedance match;port match;match class;conjugate match;module match

1 引 言

阻抗匹配問題是電子技術中的一項基本概念，通過匹配可以實現(xiàn)能量的最優(yōu)傳送，信號的最佳處理?？傊?，匹配關乎著系統(tǒng)的性能，使匹配則是使系統(tǒng)的性能達到約定準則下的最優(yōu)。其實，阻抗匹配的概念還可擴展到整個電學之中，包括強電(以電能應用為主)與弱電(以信號檢測與處理為主)兩個大的領域。再進一步，如果去掉阻抗的概念單就匹配而言，則其覆蓋的范圍將更為廣闊，比如：在RFID技術應用中，技術與需求的滿足涉及到匹配的問題等。

本文主要討論阻抗匹配在電子技術中的應用，特別是在無源RFID標簽與讀寫器天線端口阻抗匹配中的應用。

2 阻抗匹配的幾種方式

在電子技術中，電壓(U/u)、電流(I/i)、電阻(R/r)或阻抗(Z/z)都是非?；镜碾妼W概念，一個歐姆定律即將其貫穿起來，如式(1)所示：

R=U/I(對于純電阻電路)

Z=U?/I?(對于一般阻抗電路)(1)

其中，阻抗具有較電阻更一般的概念?；鶢柣舴蚨?KCL和KCL)則關系到一個子電路(一個閉合回路或一個閉包)的電壓和電流應遵守的約束性關系。

討論阻抗匹配的問題最常用到的另外一個概念是戴維南定理，它是一個將復雜電路等效成為單一阻抗與理想電壓源相串聯(lián)的轉換，如圖1所示。

圖1 戴維南定理的示例

其中，圖1(a)中的NS和N分別為含有電源的阻抗網(wǎng)絡和純阻抗網(wǎng)絡。對于所研究的端口(A-A′)，端口的電壓與電流關系由戴維南定理保證了圖1(a)和圖1(b)的情況完全等效，再簡化可得到圖1(c)。

通過戴維南定理的等效轉換，分析研究端口的阻抗匹配問題均可轉化為圖1(c)的模型來進行。電源端的阻抗ZS和負載端的阻抗ZL可以分別寫成如式(2)所示的形式：

ZS=RS+jXS， ZL=RL+jXL(2)

端口阻抗匹配問題的研究可以從2個基本方向來考慮：

(1) 方向1：源端固定，即RS和XS不可變，考慮負載端RL和XL與源端的阻抗匹配問題。

(2) 方向2：負載端固定，即RL和XS不可變，考慮源端RS和XS與負載端的阻抗匹配問題。

下面以方向1，源端固定負載改變以實現(xiàn)匹配的問題為例討論具體的匹配模式。結合式(2)與圖2(c)，可能的端口阻抗匹配有如下5種模式：

① 共軛匹配模式：此時有ZL=Z*S，即：RL=RS，且XL=-XS；

② 模匹配模式：此時有|ZL|=|ZS|，即：

R2L+X2L=R2S+X2S

或R2L+X2L=R2S+X2S

③ 虛部匹配：此時僅有：XL=-XS，RL放開(可自由取值)；

④ 實部匹配：此時僅有：RL=RS，XL放開(可自由取值)；

⑤ 非匹配：此時有：RL≠RS，XL≠-XS(ZL可自由取值)。

針對阻抗電路(由電源、電阻、電容、電感)，如果電源的頻率是可變的，或者涉及到多個不同頻率的電源時(疊加定理可處理)，則源端阻抗ZS和負載阻抗ZL均是頻率的函數(shù)(電阻R和電抗X)。此時的端口阻抗匹配問題的研究即是分析一個工作頻段內(nèi)的阻抗匹配情況。

3 各種阻抗匹配的典型應用

前面提到的端口阻抗匹配的5種模式各具不同的應用，是由應用需求來選擇匹配的模式。下面分別舉例說明：

(1) 共軛匹配

共軛匹配是實現(xiàn)負載從源端電源獲取最大功率的最佳匹配方案。負載獲取功率的計算公式如下式所示：

PL=I2L?RL=U2s(RS+RL)2+(XS+XL)2?RL

可以證明：當ZL=Z*S,即XL=-XS，且RL=RS時，負載吸收(消耗)的功率PL為最大，最大功率為：(PL)max= U2s/(4RL)。XL是由儲能元件(電容與電感的作用)引入的，其吸收的能量并不消耗，因而不計為負載消耗的功率。

共軛匹配的典型應用是在最佳接收機設計時采用(如雷達接收機)。此時，圖2(c)中的電源代表的是接收到的信號，負載獲得最大功率意味著最有效地利用接收到的微弱信號的能量。

(2) 模匹配

模匹配是實現(xiàn)負載從源端電源獲取最大功率的另一種匹配方案。該種方案是將負載阻抗看作一個整體的情況來考慮。負載獲取功率的計算公式如式所示。

RL=|ZL|cos θL

PL=I2L?RL

=U2s(RS+|ZL|cos θL)2+(XS+|ZL|sin θL)2?

|ZL|cos θL

=U2s|ZL|cos θL|ZL|2+2|ZL|?|ZS|cos(θL-θS)+|ZL|2

由上式可得：當|ZL|=|ZS|時，負載阻抗上獲得的功率最大,且為(PL)max=U2scos θL/(4|ZL|)。

比較模匹配與共軛匹配的情況，可得在模匹配時負載上獲得的功率要小于或等于共軛匹配時的情況。在無法獲得共軛匹配的情況下，可以考慮以模匹配的方式實現(xiàn)負載獲取最大功率。共軛匹配與模匹配是以負載獲取最大功率為目的的2種解決方案，但其能量傳輸?shù)男氏鄬^低。共軛匹配時的能量傳輸效率僅為50%(即有一半的能量消耗在源內(nèi)阻RS上)。

(3) 虛部匹配

虛部匹配時滿足負載電抗與源阻抗的電抗分量等值相反，實部放開(依應用所需取值)。典型的應用是電力系統(tǒng)的輸電傳送。此時，能量傳輸效率是目的，提高負載端的功率因素cos θL是目標，一般負載多呈現(xiàn)一定的感性，因而需要在負載端通過加容性補償以便減小傳輸線上無功功率的往返傳輸造成功率損耗。

(4) 實部匹配

實部匹配情況一般對應于工作頻段內(nèi)的阻抗匹配情況，虛部放開(依應用所需取值)。例如，在微波電子線路系統(tǒng)中，50 Ω負載是典型的要求。

(5) 阻抗非匹配

端口阻抗非匹配或失配情況是未考慮匹配問題時的一般情況。在特定情況下，也可有意回避阻抗匹配而使端口處于非匹配的狀況中。

另外，從嚴格的意義上來說，匹配是理想情況，非匹配是更一般的情況。所有的匹配措施都是在力圖達到理想的匹配。

4 無源RFID系統(tǒng)中的阻抗匹配問題

無源射頻識別(RFID)系統(tǒng)原理如圖2所示。電子標簽工作時需要讀寫器發(fā)送射頻能量支持其內(nèi)部的標簽芯片工作，從而實現(xiàn)標簽向讀寫器傳送數(shù)據(jù)或由讀寫器向標簽寫入數(shù)據(jù)。

圖2 無源RFID系統(tǒng)原理示意圖

在無源RFID系統(tǒng)相關產(chǎn)品設計與開發(fā)中涉及到大量的阻抗匹配問題?，F(xiàn)就無源RFID系統(tǒng)中的電子標簽和讀寫器分舉例，分析其中關鍵端口――天線接口的阻抗匹配問題。

(1) 標簽天線與標簽芯片的最佳匹配

針對無源電子標簽而言，電子標簽可以簡化為標簽天線與標簽芯片的直接電連，電聯(lián)的接口匹配問題是電子標簽設計工作的一個重要方面。需要解決的問題是：

① 確定端口的匹配模式；

② 設計標簽天線滿足端口的匹配模式以及天線的方向圖。

電子標簽的結構如圖3(a)所示，其戴維南等效電路如圖3(b)所示(標簽天線可等效為天線等效內(nèi)阻與等效感應電壓源的串聯(lián)組合，標簽芯片可等效為一純阻抗)。

圖3 電子標簽天線匹配原理等效

如圖3(b)所示，在無源射頻識別電子標簽的設計中，當電子標簽芯片給定時，其等效阻抗ZL也隨之確定。電子標簽工作的前提條件是標簽芯片從標簽天線獲得的能量(通過檢波積累獲得臨時電源)應過門限。根據(jù)圖3(b)的等效電路，當共軛匹配時，標簽芯片可從標簽天線的感應電壓源中獲得最大功率。因而，標簽天線的設計目標之一是實現(xiàn)其等效阻抗與標簽芯片端口的等效阻抗的共軛匹配。在給定ZL和US的情況下，共軛匹配要求ZS=Z*L。一般情況下，ZL呈現(xiàn)容性(電容儲能)，因而要求標簽天線的ZS顯感性以便與ZL的容性間實現(xiàn)共軛匹配。

(2) 讀寫器射頻端口與外接天線間的最佳匹配

以無源RFID系統(tǒng)的讀寫器設計為例，為了分析讀寫器射頻端口的阻抗匹配情況，可參考如圖4所示的射頻端口等效電路。

圖4 讀寫器射頻端口的阻抗匹配等效

圖4(a)示出了讀寫器主機(射頻端口)與讀寫器天線的連接端口A-A′。當讀寫器發(fā)射功率時，讀寫器天線可等效為一個純負載阻抗，讀寫器主機可等效為純內(nèi)阻與電壓源的串聯(lián)，如圖4(b)所示。在圖4(b)中，ZS在工作頻帶內(nèi)可近似為50 Ω的純電阻，在端口界面A-A′上，通常要求行波傳送，即無從ZL回送到讀寫器的發(fā)射能量，由此要求ZL等效為純電阻。進一步講，為使讀寫器天線有最大的功率輻射能力(即從電源獲得最大功率)，亦要求ZL=ZS=50 Ω，同時也滿足ZL=Z*S的共軛匹配條件。

由此可以確定，讀寫器天線的設計目標為：

(1) 端口等效阻抗在工作頻帶內(nèi)為50 Ω(實際情況為接近50 Ω)；

(2) 天線方向圖滿足閱讀空間覆蓋要求。從端口阻抗匹配的角度來說，因仍滿足ZL=Z*S的共軛匹配條件，故仍屬共軛匹配的范疇。

5 結 語

本文詳細討論阻抗匹配的基本概念、阻抗匹配的種類，以及各種匹配的具體含義。簡要分析各種阻抗匹配的典型應用。結合無源RFID系統(tǒng)中的產(chǎn)品開發(fā)，討論阻抗匹配的具體應用，從理論上明確了產(chǎn)品設計的目標概念，得出基本判斷，對具體的產(chǎn)品設計開發(fā)具有重要的指導意義。

參考文獻

［1］邱關源.電工原理\.北京:高等教育出版社,1989.

［2］李翰蓀.電路分析基礎\.北京:高等教育出版社,2003.

［3］王忠敏.EPC技術基礎教程\.北京:中國標準出版社,2004.

［4］劉瑞揚.鐵路車號自動識別系統(tǒng)原理及應用\.北京:鐵道出版社,2002.

［5］中國自動識別技術協(xié)會.條碼與射頻標簽應用指南\.北京:機械工業(yè)出版社,2003.

［6］武岳山,陳長安.RFID技術應用問題綜述\.自動識別技術與應用,2006(2):24-29.

［7］Philips Semi.SC3 ICS 10 UCODE-Datasheet-SL109920.

［8］Philips Semi.UCODE-Label Antenna Design Guide-v13.

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