随着科学技术、社会文明的快速发展，以信息化、智能化为特征的后工业社会形态逐渐形成，工业产品更加普及和丰富，产品功能更加完善，产品需求更加深刻，同时，产品交互活动更加频繁，交互行为更加复杂，交互模式更加多元。而产品使用方式作为用户与产品之间最直接最有效的交互过程，是一种基于时间性、空间性、经常性、反复性、同一性的以用户行为模式为主要表现手段的动态行为。产品使用方式定义了用户与产品之间的人机关系，匹配了产品功能与用户需求的映射结构，表达了产品可用和易用的价值诉求，体现了安全、舒适、高效的核心价值标准。从而决定了产品设计要更加关注人在交互过程中的客观约束性和主观能动性，更加关注产品安全、舒适、高效的人机交互指标，同时，产品设计也是创新的决策过程，创新是产品设计的生命线，所以，产品使用方式的创新设计是产品设计的本质要求，也是以人为本的价值观的深刻体现。　　 本文为了实现产品使用方式的创新设计，研究了使用方式这一动态行为过程的静态规律及其相互之间的转换机制，利用作为创新机制有效方法的可拓理论，以产品功能和用户生理特征为基础，构建了产品使用方式创新设计所需要的形式化模型（用户模型、FBF模型、可拓模型以及健壮约束模型），对产品使用方式进行可识别转换和标准化表征，从定量和定性相结合的角度研究产品形式拓展的可能性和多样性，形成发散性可拓设计方案。以此为基础，采用作为具有生物学“优胜劣汰”意义的健壮指标，制定基于肌电实验的测评框架和规范体系，对使用方式发散性可拓设计方案进行收敛性筛选，从而保证可拓衍生后的产品在相应体系内的健康强壮，使产品具有较强的可用性和适应性，从而能够实现产品基于功能和需求的安全、舒适、高效的人机交互目标，满足可行性创新设计和以人为本的要求。　　 基于健壮约束的产品使用方式可拓设计研究，在以人为本的框架范围内，从产品使用方式这个最抽象最直接也是最有效的层面上融合了生物力学和可拓理论，解决了产品创新设计的内源性问题，并以肌电实验进行测评和筛选，是一个收敛的过程，也是一个验证的过程。此外，产品使用方式可拓设计原型系统即计算机辅助产品使用方式可拓设计系统是面向设计师的设计思维启发性原型工具，能够帮助产品设计师在设计前期从产品使用方式层面开拓设计思维，与使用方式可拓设计理论研究一起构成基于创新设计的知识系统。