随着人类社会物质文明的不断发展,消费者对产品提出的需求也在不断发生改变。以往功能单一、外形呆板的工业化产品已经逐渐丧失对消费者的吸引力。使用者的需求也不再局限于单纯的基本需求,转而追求更高的期望需求和兴奋需求。在提高产品满意度的过程中,产品性能的提升所带来的资源消耗和效率降低也已成为企业在需求多变的市场中需要解决的重要问题之一。因此,设计人员应该尝试应用创新设计方法满足使用者多样化发展的需求。产品的形态转换设计是实现产品多功能集成的重要途径之一,通过产品在空间和时间维度的变化可以展现出不同形态来满足用户的不同需求。通过转换还可以扩展产品的适用范围,使产品具有增加审美功能的潜在能力,是以较小投入实现产品性能提升的一种比较理想的方式。在相关研究的基础上,提出了产品形态转换设计的概念、转换方法、设计流程等,主要研究内容为:(1)以产品动态化进化和产品集成创新理论为基础,提出了多形态产品概念,并论述了产品存在多重形态的可能性与实现方法,明确了产品“形”与“态”的关系及其相互转换过程。(2)探究了产品在形态互相转换的过程中使用的原理和典型结构。明确了转换原理与转换算子对设计过程的指导意义和推动作用。结合发明问题解决原理(TRIZ)对转换原理进行了整理并总结归纳新的转换算子。通过大量实际产品样本具体论述了转换算子各自的含义和结构特点。(3)建立完整的形态转换整体设计流程。引入情境分析理论直观提取使用者因环境变化而产生的需求并结合产品需求预测理论完善需求提取过程。引入功能分析、资源分析理论并建立产品染色体类比模型辅助新构形设计,通过产品杂交和裁剪方法融合产品的多种形态并使用转换原理和算子完成产品的形态转换设计。(4)通过农用喷杆喷雾机、动车组列车以及婴儿手推车三个产品的创新改进论证了形态转换设计的具体设计方法和流程,提出了多种可供详细设计的产品概念模型,通过改进使产品性能得到提高并扩大了产品的适用范围。