功能設計是指以用戶潛在需求為基礎，經過功能成本定價分析，由專業技術人員設計產品，企業安排生產，進行針對性營銷，將產品交付給目標消費者的創造產品實用價值的設計過程。功能是指在設計產品時，要考慮到產品的目的和效用，功能性是現代設計的第壹原則。這裏，功能包括幾個層次:就產品功能而言，是指其功能、效率、目的、用途等；在人的工作和活動層面，指的是目的、任務、作業和操作。
第壹節產品功能分類
現代設計的功能性有其豐富的內涵，對於不同的產品設計對象，功能是不同的。壹般來說，根據功能的重要程度可以分為基本功能和輔助功能；按功能性質可分為物質功能和精神功能，或使用功能和品味功能。這裏我們按照後壹種分類來解釋設計功能(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括產品的物理功能和實用功能。
(1)身體機能
物理功能是指產品設計的性能、可靠性、安全性和穩定性。
當人們購買電視機、冰箱、空調、電動自行車等電器時。，他們會首先考慮產品對人體是否安全，往往會選擇對人體輻射低、安全系數高的產品。從原始人使用石器作為武器來防止野生動物的入侵，到現代的武器設計，我們可以看到安全感是人類的壹種欲望。任何壹種設計如果缺乏安全性和可靠性，都會引起人們的憂慮，使產品的應用受到社會消費心理的抵制。
物理功能還體現在設計本身的耐用性上。在使用過程中，質量是產品性能和穩定性的重要標誌。不能長期使用的產品，無論對於消費者還是生產者，都會造成浪費和損失，罪魁禍首就是設計師。
此外，對工業產品的認知也是物理功能的壹個方面，即設計師的設計是否容易被人認可，是否能準確傳達信息，是否易於使用，操作是否簡單方便。操作越簡潔、方便、簡單，其適用性就越強。目前國內壹些廠商喜歡用外文標註來表現產品的國際化，但是他們給
給國內很多人的生活帶來了不便。所以設計師在設計的時候要盡量避免這樣的問題。
(2)實用功能
實用功能主要指設計產品的方便性、舒適性和宜人性。
圖4-2埃及圖坦卡蒙墓
從克裏特島克諾索斯宮的王座，到法國凡爾賽宮的王座，再到中國故宮太和殿的王座，這些座椅基本上都是為了提高統治者的威嚴，而不是為了減少他們背部肌肉的緊張。雖然宏偉，但很少考慮人體工程學因素。隨著科學技術的發展和人們物質生活水平的不斷提高，人們對產品的舒適性和宜人性的要求越來越高。設計師在設計時越來越重視產品的生理功能，這也是“以人為本”人性化設計的壹個主要方面。
以電腦設計為例，產品的實用功能包括電腦操作界面是否符合人的習慣，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。工業設計師運用人機工程學的知識，尋找產品存在的問題或用戶新的需求點，運用設計手段解決這些問題，從而實現產品的便捷性和舒適性，體現產品對用戶的人性化關懷。
意大利設計師Levint在1997設計的休閑床上用品(圖4-3)因其舒適性引起了市場的積極反應。這種設計可以稱之為“真正舒適的設計”，讓人感覺舒服到坐在上面就會安然入睡。美國著名的建築師和工業設計師額羅·沙裏寧在家具設計方面也非常成功，尤其是在椅子設計方面。他將人體工程學應用到設計中，設計出了這把椅子。
圖4-3 19 97年Levint設計的休閑床上用品。
能符合人體相應部位(主要包括背部、臀部、腰部、腿部)，坐起來很舒服。同時也減少了勞動帶來的健康危害，減少了頸椎病、腰椎病的發生，深受大眾歡迎。
圖4-4郁金香椅額羅·沙裏寧1956
第二，心理功能
精神功能是通過設計外觀和物質功能表現出來的審美、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。創作者的形象壹旦轉化為具體的存在形式——產品，就必然成為審美的對象，具有審美功能。
(壹)審美功能
產品設計的審美功能和實用功能有機聯系在壹起，特別能引起人們的註意。同時，設計的競爭離不開審美價值，審美價值主要體現在產品設計的雷同和同質化上。
審美功能包括產品設計的造型、色彩、肌理、裝飾等元素給人的心理感受。產品設計不僅具有實用功能，還能通過其外在形式喚起人們的審美感受，滿足人們不同的審美需求。這種審美功能是以物質功能為基礎的精神功能，也可以稱為心理功能。比如在產品設計中，表面選材強調材料的質感、木質質感、金屬質感等表面裝飾，並經過精密的工藝處理，以展現材料的質感效果或本色。這種對自然造型和質感效果的追求，往往會給人帶來全新的自然感受，讓人產生心理上的愉悅。
產品設計的審美功能還體現在設計師與用戶的溝通上。人自身審美經驗形成的產品感覺，目的是滿足人的心理需求。現代產品設計的美感主要由兩個因素決定:
壹是人們對產品造型、色彩、表面等美的觀念；
第二，不同的人有不同的心理感受。
圖4-5選自2005年紐約設計周的工業產品設計展。
具體來說，優秀產品設計的整體效果——線條、質感、色彩、明暗、形體組合等。構成了“有意味的形式”，它訴諸於人的視覺器官和觸覺器官，給人以情感上的愉悅和美的享受(圖4-5)。
象征功能
象征功能是精神功能的重要組成部分，是指產品設計的象征功能，激發人們回憶過去的經歷和感受，表現出某種特殊的意義。
圖4-6模塊化酒架(多重拼接，ABS塑料，Gideon Dagan設計)
工業產品設計壹般通過造型、色彩、裝飾、肌理等美學因素來實現其功效。
壹個體現特定位置、特定人群功效的產品設計，叫做身份象征；對壹些用戶有特殊意義的設計被稱為人工符號設計，它們是基於特定社會的實踐。雖然身份符號在壹定時期內可以代表少數人的身份，但是隨著時間的推移和用戶數量的急劇增加，原有的身份符號會丟失，產生新的身份符號。所以國外對系統性消費行為的研究證明，如果壹個設計好的產品的口碑得到了社會的認可，這個設計好的產品的附加值就有了滿足消費者新需求的可能性。比如保時捷、奔馳、克萊斯勒、法拉利等。，世界名車，之所以能成為人們爭搶的對象，是因為其象征意義遠大於其實際實用價值。
圖4-7 Pagani Zonda(由Mode na設計工作室與法拉利賽車制造公司合作設計)
圖4-8布加迪EB16.4威龍(目前最貴的車之壹)
第二節產品功能的功能分析
設計的第壹本質是功能，各種功能價值是設計追求的第壹目標。設計中的功能分析是在實踐這壹目標的過程中發展起來的壹種科學方法。它對設計所追求的功能進行詳細的分析和梳理，以系統工程的方式做出功能系統圖，形成完整、詳細、高效的結構概念設計，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組成部分，主要研究功能與成本的關系，尋求功能與成本最合理的對應比例，以盡可能少的成本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括以下幾個方面:
首先是確定技術功能的程度，壹般用產品的性能參數來表示；
其次是產品功能成本分析，即在功能相同的各種可行設計方案中尋找壹個成本較低的方案；三是產品可靠性的定量和定性分析，為新的設計方案奠定了基礎。
功能分析主要是從對產品結構的思考到對其功能的思考，從而形成新的設計思路，提出創造性的設計方案，不受現有形態結構的束縛。對於具體的產品設計，功能是指產品的效率、用途和功能。
通常，同壹個產品在不同的條件下使用不同的屬性可以實現不同的功能。運用功能分析法設計產品時，應遵循以下步驟:(1)抽象設計任務，確定壹般功能，把握產品本質，拓展思維，尋找解決問題的各種方法；(2)將待設計產品的總功能分解為子功能和功能要素；(3)尋找子功能(功能元素)的解決方案；(4)將所有方案組合起來，形成多種設計方案；(5)進行方案評估和決策。
首先，確定總體功能
1.產品設計任務的抽象
要確定產品的總體功能，就要對產品設計任務進行抽象。比如采煤機，可以抽象為物料分離和位移的設備；卡車可以抽象為長距離運輸物資的工具；洗碗機可以抽象為壹種從餐具上去除汙垢的裝置...
抽象產品設計任務的方法是在設計任務書中列出多種需求和願望。在抽象過程中，要抓住本質，突出重點，剔除次要條件，充分展開主要部分。這裏主要描述設計任務，不涉及具體的解決方案。例如，設計壹個核桃開溝器，其設計任務的抽象表達式描述如下:
如果用“粉碎”這個詞，已經暗示了解決的辦法。同時考慮到外界壓力，可以采用“擠”、“壓”、“夾”的方法。如果是橫向思維的話，我們可以想象壹下，核桃皮能不能脆壹點，這樣更容易打開，等等，可以幫助我們解決這個產品設計的本質是從“破殼”到“殼仁分離”的問題。所以，更抽象的表達可能會得到更寬泛的答案。
圖4-9核桃夾
2.黑盒方法
通過對所設計產品的未知系統外部的觀察，分析系統與環境之間的輸入輸出，通過輸入輸出的轉換關系確定產品系統的功能和特性，從而進壹步尋求實現功能和特性所需的工作原理和內部結構。這種方法被稱為黑盒方法。壹般會應用於大型工業產品設計的功能分析。
二、總功能分解
產品的總功能可以分為子功能(或壹級子功能、二級子功能...)，子功能又進壹步劃分為功能單元(最小單元)。所以功能是有層次的，可以層層分解。
(A)功能要素
功能元素是產品功能的基本單位。工業產品設計中使用的基本功能要素有:物理功能要素(系統中能量、物質、信號變化的物理基本動作)。數學函數元素(反映數學的基本運算，如加減、乘除、乘方和開方...)主要用於機械加減乘除，如差動輪系、機械計算機等。邏輯功能元件包括AND、OR和NOT三值邏輯動作，主要用於控制功能。
(2)功能結構
在產品功能分析過程中，表達子功能關系的圖稱為功能結構圖，它可以清楚地表明產品設計的出發點和思路，是設計中反映產品功能需求的方式。壹般功能結構圖由以下三種基本結構形式組成:
(1)序列結構又稱順序結構，反映子函數之間的因果關系或時間與空間順序的關系。(2)平行結構，如果以幾個子功能為手段實現壹個目標，或者同時完成壹些子功能後才能繼續下壹個子功能，那麽這些子功能就是平行關系。
(3)環形結構，也稱循環結構，輸出結構的反饋是輸入結構的循環系統。這個結構是按照邏輯條件來分析的，在滿足壹定條件時循環進行。
創建產品功能結構圖:
(1)通過對技術流程的分析，劃定技術系統的邊界，確定其總功能。
(2)劃分功能和功能要素。通常要先考慮主要工作流程的作用和功能，具體方法見功能分解。
(3)建立功能結構圖。根據產品的物理功能原理和經驗或參考現有的類似系統，先安排與流程相關的子功能或功能要素的順序，通常先提出壹個粗略的方案，然後檢查和完善它們的相互關系，再補充其他部分。為了選擇更好的方案，壹般要同時考慮幾種不同的功能結構。
(4)比較選擇最佳功能結構方案。評價的方面壹般包括:實現的可能性；復雜性；是否容易得到解決方案；是否滿足具體要求等。通常，幾個較好的方案可以進壹步具體化，直到找到最佳方案。
(3)功能元素解決方案
功能元素求解是產品方案設計中壹個重要的“搜索”階段，即尋找實現產品功能元素的技術實體——功能載體。功能元素解決方案的基本思路是:功能-工作原理-功能載體。
通常采用的方法如下:
(1)直覺法:直覺法是設計師依靠個人的智慧、經驗和創造力，尋求產品的各種功能解決方案。
(2)調查分析方法:調查分析現有的工業產品，像該型號的樣機，分析功能和結構，哪些是先進可靠的？有哪些是過時的，需要更新改進的？這對新產品的開發、新方案的構思和功能原理解的尋找都是大有裨益的。
(3)設計目錄法:所謂設計目錄法(也叫解決方案目錄)，就是將各種原理和結構集成在壹起實現某種功能的表格或分類數據。
另外，函數元素(子函數)的求解需要豐富的實踐經驗、細心的觀察、流暢的聯想和壹定的機會。
第三，變體分析
對產品的零件、機構和形式的發展和變化的系統分析稱為變型分析。這是壹種動態分析方法。變型分析的目的是按照壹定的原則對產品零件、結構、形態的演變過程進行分類整理，從而總結變化規律，找出進壹步發展的方向，找出空白點，及時設計新產品填補空白。
圖4-10形狀隨存儲容量變化的存儲器
通過變異分析可以總結出產品變異操作的方法。為該產品的開發提供主要線索。然後按照壹定的工作原理開發新產品。在開發過程中有重大突破的產品稱為改進產品。
變型分析是從動態方面分析產品、機構和零件的演化規律，為確定產品的發展方向和判斷子功能的最優解提供依據。它們將為產品設計提供有用的工具。
四、原理方案綜合
原理方案綜合是將子功能方案綜合成整體方案以實現總功能的過程。這裏我們重點介紹形態學的相關內容，這對設計產品的人員尤為重要。
在功能分析階段，確定產品的子功能後，通過子功能的求解，再通過選擇和變異，得到子功能載體的壹些備選方案。在變型分析中，我們對主要功能方案的發展有清晰的認識，對每個備選方案在產品發展和演變中的地位有大致的了解；在這些工作的基礎上，將子功能方案進行組合，尋求整體方案的優化。
形態學綜合法是以形態學為基礎，通過系統的分解和組合找到各種答案。
功能解決方案必須兼容，否則無法組合；優先考慮主子功能的較好解，從這個解中選擇與之兼容的其他子功能解；拒絕不符合設計要求和約束或不盡如人意的設計方案，如成本高、效率低、汙染嚴重、不安全、加工困難等。
在從大量可行方案中選出少數方案進行進壹步設計時，繼承和創新是貫穿設計過程的壹對矛盾，設計師要處理好這對矛盾。
功能分析在產品設計中有很多優勢:
(1)它始終以產品的功能為設計核心，設計思路主要是功能系統；
(2)是壹種創新的設計方法，可以克服單壹思維模式的束縛；
(3)在功能分析中可以有效剔除不必要的功能，從而降低成本，高效實現產品價值；
(4)以功能為中心的設計方法最大限度地保證了產品的實用性和可靠性；
(5)將功能分析融入系統思想，將功能分析與產品造型元素相結合，為產品設計提供了新的設計思路。
從功能出發，運用系統工程價值中的概念和方法，系統地構建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只從產品結構和造型進行設計的不足，使設計功能要素之間的結構更加合理。