114 高普考高考三級 工業設計 工業設計概論 考古題詳解

核心觀念

本題考查 Ronald L. Mace 等人提出的「通用設計」七項原則。通用設計是讓不同年齡、身體能力與使用情境的人，都能盡可能公平、方便且安全地使用產品、環境與服務。重點不是為特定族群另外設計一套專用方案，而是在設計初期就把使用者差異納入考量。

解題方法

作答時，依序說明七項原則的設計目的，再配上一個具體例子。例子不必每項都換成不同產品；若以同一個公共空間或產品說明多項原則，須清楚指出各項原則如何落實。

七項原則與實例

1. 公平使用：設計讓不同能力的使用者都能以相近方式使用，避免排除或污名化特定族群。 例：公共建築設置平坦入口與坡道，使輪椅使用者、推嬰兒車者及一般行人都能通行。

2. 彈性使用：提供不同的使用方式，配合使用者的偏好、能力與情境。 例：水龍頭可用感應、按壓或轉動方式操作，方便手部活動受限者，也能適應不同使用習慣。

3. 簡易直覺：使用方式容易理解，不受使用者經驗、知識或語言能力影響。 例：電梯按鈕以清楚的樓層數字、方向標示與凸點輔助辨識，讓初次使用者也能迅速操作。

核心觀念

本題考查泛用產品開發程序六個階段，以及各階段如何把市場需求逐步轉化為可量產的產品。各階段依序為：企劃、概念發展、系統層級設計、細部設計、測試與改良、初期生產。流程由「決定開發方向」開始，逐步完成產品架構、零件與製程，再以測試和試產確認產品是否符合需求、能穩定製造。

以紅酒開瓶器為例，設計任務不是只讓螺旋鑽能刺入軟木塞，還要考量不同瓶口與瓶塞、開瓶力道、操作安全、耐用性、外觀、成本及量產方式。

解題方法

按六階段逐一作答，每一階段交代三件事：主要活動、形成的成果、執行要點。內容需呈現前後關係：先界定需求，再提出並選擇概念；接著配置系統與模組，完成零件設計；最後藉由測試、改良及初期生產，確認設計與製造條件。

六階段活動與執行要點

一、企劃

**相關活動：**辨識市場機會、界定目標使用者與使用情境、分析競品，評估技術、時程、成本及市場可行性，並建立產品任務說明。

**紅酒開瓶器案例：**調查家庭飲用者、餐飲服務人員等使用者的需求；觀察開瓶時是否費力、是否容易滑手、軟木塞是否易碎裂，以及收納與攜帶是否方便。比較傳統侍者刀、翼型開瓶器與電動開瓶器，確認產品的價格帶、功能定位及預期銷售對象。

**任務執行要點：**把籠統的「好開、好看、耐用」轉化為可評估的需求，例如操作省力、適用的瓶口與軟木塞範圍、握持舒適、安全防護、清潔便利、成本與外觀方向。此階段須界定開發範圍與成功條件，避免後續設計偏離市場需求。

二、概念發展

**相關活動：**釐清顧客需求、建立目標規格、產生多種概念、選擇概念架構，並製作概念模型或原型加以評估。

**紅酒開瓶器案例：**先將「拔出軟木塞」分解為固定瓶身、將螺旋鑽導入軟木塞、提供拔塞力量、釋放軟木塞等功能。據此提出侍者刀槓桿式、翼型齒輪式、拉拔式或電動式等概念，並比較操作步驟、所需力量、尺寸、成本、安全性及可靠度。

**任務執行要點：**概念發散後，依企劃階段的需求與規格篩選，不可只以外觀新穎作為選擇依據。初期原型可用來確認螺旋鑽是否容易對準、拔塞時是否穩定，以及使用者能否順暢完成操作。選定概念後，將功能、主要機構及初步性能要求明確化。

三、系統層級設計

**相關活動：**決定產品整體架構，將產品分解為子系統或模組，配置各模組功能，界定模組間的介面，並初步安排零件與製造方式。

**紅酒開瓶器案例：**將產品分為螺旋鑽、握把或施力機構、瓶口定位與支撐結構，以及必要的安全防護與收納部分。若採翼型開瓶器，須安排齒輪、齒條、兩側翼臂與螺旋鑽之間的連動；若採侍者刀，則須配置支點、槓桿臂與折疊機構。

**任務執行要點：**確保各模組協同運作，並在設計早期處理介面問題，例如螺旋鑽、齒輪與握把的固定方式，以及瓶口支撐如何承受拔塞反力。

核心觀念

本題屬於申論題，重點是說明如何從產、官、學協力，推動工業設計教育與企業發展，以回應聯合國永續發展目標（SDGs）及循環經濟。作答須兼顧「人才培育、產業轉型、政策支持」三個面向，並交代三方如何彼此串接。

循環經濟強調以設計減少資源投入與廢棄物，讓產品及材料透過耐用、維修、再使用、翻新、再製造與回收等方式延續價值。相較於「取用資源—製造—使用—丟棄」的線性模式，循環經濟要求設計階段即考量產品全生命週期，讓環境、社會與經濟效益納入決策。

工業設計的角色不只在產品外觀與操作介面，也涵蓋需求研究、服務流程、商業模式與材料選擇。設計師能將循環原則轉化為產品與服務方案，協助企業創造價值並降低資源耗用。

解題方法

可用「產、官、學」分述，再補上三方協力機制：

1. 學界培養具備永續與循環設計能力的人才。
2. 企業將循環原則導入產品、服務與營運。
3. 政府提供制度、資源與市場誘因。
4. 三方合作以共同專案、人才交流及成效評估形成持續改善機制。

這種架構能直接回應題目中的「教育與企業發展」，並避免只談環保理念，卻沒有提出具體做法。

具體建言

一、學界：更新工業設計教育，培育跨域人才

• 將永續與循環設計納入課程核心：除造形、材料與人因課程外，加入生命週期評估、循環材料、維修與拆解設計、產品服務系統、共享模式及永續商業模式等內容。
• 以真實議題進行專題教學：與企業、地方政府及社區合作，選擇電子產品、家具、包裝或地方產業等題目，讓學生從需求調查、材料選擇、原型製作，到回收或維修服務方案進行完整設計。
• 培養跨領域協作能力：設計學生與工程、材料、商管、環境及社會科學領域共同修課或組隊，學習在成本、性能、使用者需求與環境影響間取得平衡。
• 建立實作與評估能力：教導學生運用生命週期思維檢視原料取得、製造、運輸、使用、維修及生命終期處理，並以材料用量、耐用度、可修復性、再生料比例等指標檢核成果。
• 促進終身學習與人才再培訓：針對在職設計師與中小企業開設短期課程，協助其掌握循環設計工具、永續材料資訊及新型服務模式。

二、企業：把循環思維導入設計與經營

• 從源頭改善產品設計：優先減少不必要材料，採用耐用、易維修、易拆解、零件可替換及材料易分類的設計；適當導入再生材料，並兼顧安全、品質與使用者體驗。
• 延長產品與材料的使用價值：建立維修、零件供應、回收、翻新、再製造與回收料再利用流程，減少產品過早報廢及可用材料流失。
• 發展產品服務系統：由單次銷售產品，擴展為租賃、共享、訂閱、維護或以使用成果為基礎的服務，使企業有誘因維持產品耐用與可維修。

核心觀念

產品規格是把顧客需求轉換為可量測、可驗證的工程指標，作為設計、製造及測試的依據。需求描述「顧客想要什麼」，規格則描述「產品要達到什麼程度」。

以越野腳踏車為例：

規格須具備明確的量測方式與單位，避免使用「夠輕」「很耐用」「操控佳」等無法直接驗證的形容詞。常見規格包含目標值與允許範圍，也可能包含極限值，例如「整車重量上限為 12 公斤」。

解題方法：由需求轉成目標規格

產品規格通常經過「建立目標規格」與「設定最終規格」兩階段。目標規格先形成設計方向；待設計概念確定並評估可行性後，再修訂為最終規格。

一、建立目標規格

1. 整理顧客需求並確認重要性 將越野騎乘者的需求分類，例如安全、越障能力、重量、舒適性、操控、耐用與價格，並依重要程度排序。需求應涵蓋實際使用情境，如爬坡、下坡、轉向、落差衝擊及長時間騎乘。

2. 選定每項需求的量測指標 為每個需求找出可量測的工程特性。例如：

• 輕量化：整車重量。
• 越障能力：輪徑、輪胎寬度、前後避震行程。
• 操控性：軸距、頭管角、車把寬度或轉向反應測試。
• 耐用性：車架疲勞測試循環數、零件耐久測試結果。
• 安全性：制動距離、煞車性能及結構強度測試結果。

指標應盡量完整、彼此不重複，且能反映顧客需求。

3. 蒐集競品與技術基準 比較市場上同級越野車的重量、避震行程、輪胎尺寸、價格及測試表現，並考量現有材料、零件、製程與技術能力。競品資料提供市場基準，但不等於產品必須照抄的規格。

4. 訂出理想值與可接受範圍 對每項工程指標設定目標值及界限。例如，整車重量以降低為佳，可設定「目標值 11 公斤、不得超過 12 公斤」；避震行程則可設定適用地形的目標區間。數值須有單位、量測條件及測試方法，才能比較與驗證。

5. 檢查規格間的關係 各項規格常有取捨。例如增加避震行程可能提升越障與下坡能力，卻可能增加重量、成本或爬坡時的踩踏損失；採用更寬輪胎可能提高抓地力，但也可能增加滾動阻力。目標規格應呈現理想產品的性能方向，同時辨認相互牽制的指標。

二、設定最終規格的考量因素