第1 章　緒論

1.1 　21 世紀(jì)是創(chuàng)新的世紀(jì)

20 世紀(jì)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代。美國國家自然基金會(huì)（National Science Foundation，NSF）在《提升人類技能的會(huì)聚技術(shù)》報(bào)告中指出，21 世紀(jì)是創(chuàng)新時(shí)代（innovation age） ，著重點(diǎn)將從“重復(fù)”（repetitive）轉(zhuǎn)向“創(chuàng)造和創(chuàng)新” （creative ，innovation-basedactivities）。

美國《經(jīng)濟(jì)周刊》提出，21世紀(jì)是從知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代轉(zhuǎn)向創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)時(shí)代的世紀(jì)，誰在知識(shí)和科技創(chuàng)新方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，誰就能夠在發(fā)展上掌握主動(dòng)。另外，國際上目前對(duì)創(chuàng)新的研究也非常重視，如NSF在2006 年8月組織了創(chuàng)新和發(fā)明的研討會(huì)，在會(huì)議總結(jié)報(bào)告《個(gè)人和團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新和發(fā)明的科學(xué)基礎(chǔ)》中指出，創(chuàng)新能力是未來發(fā)展的關(guān)鍵因素，社會(huì)心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)及工程研究進(jìn)行學(xué)科間的協(xié)同和融和，是研究創(chuàng)新和發(fā)明的方向。

我國雖然對(duì)創(chuàng)新方法的研究和推廣起步較晚，但國家政府部門對(duì)此非常重視。2008年4 月28日，國家科技部、國家發(fā)展和改革委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱國家發(fā)改委）、國家教育部和中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)創(chuàng)新方法工作的若干意見》，強(qiáng)調(diào)“自主創(chuàng)新，方法先行”，創(chuàng)新方法是自主創(chuàng)新的根本。2009 年5 月9日，溫家寶總理在福建星網(wǎng)銳捷通訊有限公司調(diào)研時(shí)說，“創(chuàng)新贏得實(shí)力，創(chuàng)新贏得領(lǐng)先，創(chuàng)新贏得發(fā)展，創(chuàng)新贏得尊嚴(yán)。一個(gè)國家和民族，必須有自己的創(chuàng)新產(chǎn)品、自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和高度的創(chuàng)新能力、文化素養(yǎng)，才能贏得全世界的尊重”。2010 年6 月7日，胡錦濤總書記在兩院大會(huì)上明確指出，“把增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力作為戰(zhàn)略基點(diǎn)，著力提升原始創(chuàng)新能力，大力增強(qiáng)集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新能力，提升知識(shí)、技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化和規(guī)模產(chǎn)業(yè)化能力，形成更多具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新技術(shù)，構(gòu)建完整的創(chuàng)新體系，牢牢把握發(fā)展主動(dòng)權(quán)”。2010 年12 月9 日，科技部部長(zhǎng)萬鋼在2010創(chuàng)新方法高層論壇上指出，創(chuàng)新方法工作是一項(xiàng)基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、長(zhǎng)期性、開創(chuàng)性工作，要把創(chuàng)新方法工作作為全國“十二五”科技工作的重要抓手，為科技創(chuàng)新提供方法支撐。創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力，企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新是企業(yè)得以生存和持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力。

1.2 　我國技術(shù)創(chuàng)新現(xiàn)狀

目前我國是制造大國，卻不是制造強(qiáng)國，雖然擁有世界上最多的人力資源，但所采用的設(shè)計(jì)方案、制造方案和制造工具等大多來源于國外。企業(yè)獲得的大量利潤(rùn)都要支付高額的設(shè)備費(fèi)、專利費(fèi)和技術(shù)服務(wù)費(fèi)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近幾年我國設(shè)備投資的2/3依賴進(jìn)口，其中光纖制造設(shè)備的100% ，集成電路芯片制造設(shè)備的85% ，石油化工設(shè)備的80%，轎車工業(yè)設(shè)備、數(shù)控機(jī)床、紡織機(jī)械、膠印設(shè)備的70%都來自于進(jìn)口。造成這種現(xiàn)象的原因是我國企業(yè)缺乏創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，企業(yè)科技人員創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力差的問題沒有從根本上得到解決，而且大部分企業(yè)根本沒有現(xiàn)代化創(chuàng)新方法、創(chuàng)新手段和創(chuàng)新工具，技術(shù)創(chuàng)新已成為制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的突出問題。

據(jù)聯(lián)合國世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織公布的數(shù)據(jù)，2010 年國際專利申請(qǐng)中，來自中國的12337件國際專利申請(qǐng)只占全世界專利申請(qǐng)總量的7.6%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于擁有44855 件的美國（27.5% ） 、32156 件的日本（19.7% ）和17171 件的德國（10.5%）。此外，如果將國內(nèi)與國際專利申請(qǐng)一起看，我國與工業(yè)化國家的差距更加明顯。2010 年，我國國內(nèi)的專利申請(qǐng)量為81.5萬件，與國際申請(qǐng)的比例是1 ∶ 66 ；而美國在2005 年時(shí)這一比例僅為1 ∶ 5 。根據(jù)世界經(jīng)濟(jì)論壇公布的包含139個(gè)國家的《全球競(jìng)爭(zhēng)力報(bào)告2010 - 2011》，我國在綜合競(jìng)爭(zhēng)力指標(biāo)上排第27 位，在高等教育和培訓(xùn)指標(biāo)上排第60位，在技術(shù)敏捷性指標(biāo)上排第78 位。根據(jù)“核心競(jìng)爭(zhēng)國”（指每100萬人口獲得美國專利與商標(biāo)局的發(fā)明專利授權(quán)在15個(gè)以上的國家或經(jīng)濟(jì)體）標(biāo)準(zhǔn)，我國僅以0.15 列第62位，不僅低于發(fā)達(dá)國家，而且排在巴西和印度等發(fā)展中國家之后。

宏集團(tuán)創(chuàng)辦人施振榮先生提出了著名的“產(chǎn)業(yè)微笑曲線” （smiling curve）理論，如圖1-1所示。微笑曲線的中間是生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，左邊是研發(fā)、咨詢環(huán)節(jié)，右邊是售后服務(wù)環(huán)節(jié)。從微笑曲線的變化規(guī)律不難看出：在產(chǎn)業(yè)鏈中，產(chǎn)品的附加值更多體現(xiàn)在兩端――研發(fā)和服務(wù)，處于中間環(huán)節(jié)的生產(chǎn)制造的產(chǎn)品附加值最低。因此，產(chǎn)業(yè)未來應(yīng)朝微笑曲線的兩端發(fā)展，也就是在左邊加強(qiáng)研發(fā)創(chuàng)造智慧財(cái)產(chǎn)，在右邊加強(qiáng)客戶導(dǎo)向的營(yíng)銷與服務(wù)。

通過對(duì)不同時(shí)期的產(chǎn)業(yè)微笑曲線變化進(jìn)行分析不難看出，隨著全球進(jìn)入21世紀(jì)，微笑曲線變得更加陡峭，產(chǎn)品的附加值進(jìn)一步向兩端傾斜，而生產(chǎn)制造階段的產(chǎn)品附加值變得更少。而從資源消耗和對(duì)環(huán)境污染的角度看，微笑曲線卻又正好相反：在產(chǎn)業(yè)微笑曲線兩端，資源消耗和對(duì)環(huán)境的污染日趨減少，而更多的資源消耗和環(huán)境污染都來源于生產(chǎn)制造階段。因此，提升我國產(chǎn)業(yè)微笑曲線的等級(jí)和層次，在產(chǎn)品開發(fā)全生命周期實(shí)施創(chuàng)新設(shè)計(jì)戰(zhàn)略，建立健全產(chǎn)品服務(wù)平臺(tái)是必由之路。

1.3 　創(chuàng)新是每個(gè)人的能力

創(chuàng)造性是每個(gè)人所普遍具有的潛能。人文主義心理學(xué)家馬斯洛指出，“它極可能是一種每一個(gè)人都有的遺傳素質(zhì)。它是一種共同的和普遍的東西。在所有健康兒童中肯定都會(huì)發(fā)現(xiàn)它的存在”。但是，作為一種潛在的可能，在現(xiàn)實(shí)的人身上“它確實(shí)會(huì)喪失，或被掩蓋，或被歪曲，或被抑制，或受到任何可能的阻礙” 。

研究表明，在個(gè)體智商（IQ）達(dá)到一般水平后，智力對(duì)創(chuàng)造力的影響就很小。因此，當(dāng)個(gè)體具備設(shè)計(jì)人員的基本能力時(shí)，智力和創(chuàng)造力之間就沒有關(guān)系了。最新的研究也表明，東亞地區(qū)的人的平均IQ測(cè)試值高于美國和亞洲其他地區(qū)的白種人，但是很明顯，東亞地區(qū)的人并不具有更好的創(chuàng)造性。是什么原因造成這種局面呢？慣性思維定勢(shì)和缺乏有效的創(chuàng)新方法是其中的重要原因。

2003 年，美國工業(yè)設(shè)計(jì)師協(xié)會(huì)金獎(jiǎng)授予了“荷蘭男孩”旋轉(zhuǎn)傾倒系統(tǒng)，如圖1-2所示，表彰他一百多年來第一次對(duì)金屬油漆桶進(jìn)行了有效改造，改變了大家對(duì)油漆桶使用的思維定勢(shì)。“荷蘭男孩”油漆桶與原油漆桶相比很容易傾倒、關(guān)閉和循環(huán)利用，其改變僅僅是開了一個(gè)導(dǎo)流口以便在傾倒時(shí)不再把桶弄臟，同時(shí)做了一個(gè)螺絲口的蓋子，再附上一個(gè)簡(jiǎn)單的把手。

又如，一種藥片破損形狀檢查裝置的改進(jìn)問題，如圖1-3所示，其目的是將有破損的藥片剔除出去。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)人員多會(huì)從檢測(cè)系統(tǒng)本身出發(fā)進(jìn)行考慮和改進(jìn)，如增加員工崗位進(jìn)行手工檢測(cè)，或者通過開發(fā)一套檢測(cè)剔除系統(tǒng)等。這些方法雖然也能有效解決這個(gè)問題，但顯然不是好的方案。有個(gè)設(shè)計(jì)人員從藥片自身的屬性出發(fā)進(jìn)行思考，通過將水平推出的藥片豎立推出，利用完整藥片和破損藥片滾動(dòng)速度不同導(dǎo)致的動(dòng)能屬性不同，將傳送帶稍微向后撤離合適距離，則完整的藥片將順利落在傳送帶上，而破損的藥片將因動(dòng)能不足而落入回收桶中。該方法相比傳統(tǒng)的解決方案，不僅節(jié)省了人力，而且不需引入復(fù)雜的設(shè)備系統(tǒng)。創(chuàng)造性思維和科學(xué)的創(chuàng)新方法往往可以使問題解決得到事半功倍的效果。

以上兩個(gè)事例的創(chuàng)新過程都不難，但卻需要?jiǎng)?chuàng)造性的思維方法。錢學(xué)森曾對(duì)思維科學(xué)作出過界定：“思維科學(xué)就只有三部分：邏輯思維，微觀法；形象思維，宏觀法；創(chuàng)造思維，微觀與宏觀的結(jié)合。創(chuàng)造思維才是智慧的源泉；邏輯思維與形象思維都是手段。”創(chuàng)新具有科技特征、藝術(shù)特征和經(jīng)濟(jì)性質(zhì)，因此僅僅利用邏輯思維的方法，或利用現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)對(duì)創(chuàng)新來說是不利的。本書將面向產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程，從創(chuàng)造性思維的產(chǎn)生、各類創(chuàng)新方法的分類與應(yīng)用、發(fā)明問題解決理論、創(chuàng)新工具的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)資源的組織與管理、創(chuàng)新過程的質(zhì)量控制等多個(gè)方面對(duì)科學(xué)思維、科學(xué)方法、科學(xué)工具和工程創(chuàng)新過程進(jìn)行系統(tǒng)化闡述。

1.4 　小結(jié)

創(chuàng)新具有多個(gè)側(cè)面，有的是因?yàn)樗�提高了工作效率或者鞏固了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)地位，有的是因?yàn)樗�改善了人們的生活質(zhì)量。創(chuàng)新不一定是出現(xiàn)全新的東西，舊的東西以新的形式出現(xiàn)或者與新的方式結(jié)合也是創(chuàng)新�？傊�，創(chuàng)新是解決新問題、進(jìn)行新組合、發(fā)現(xiàn)新思想和發(fā)展新理論的過程。另外，創(chuàng)新也是可以通過學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)的，每個(gè)人都有巨大的創(chuàng)新潛力，通過本書系統(tǒng)的講解和訓(xùn)練，可以挖掘和提高人的創(chuàng)新能力，每個(gè)人都可以學(xué)會(huì)創(chuàng)新技能。

第2 章　產(chǎn)品設(shè)計(jì)

2.1 　概述

在全球化的環(huán)境下，企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，在產(chǎn)品開發(fā)中任何一個(gè)環(huán)節(jié)稍有落后，都可能被競(jìng)爭(zhēng)者超越，甚至被淘汰出局。企業(yè)如何才能以“更低的成本、更短的時(shí)間、更高的質(zhì)量”進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)呢？這正是我們對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行研究的目的所在。

對(duì)于從事產(chǎn)品開發(fā)的主體――設(shè)計(jì)師而言，為避免產(chǎn)品缺陷，就必須了解并使用現(xiàn)代產(chǎn)品實(shí)際開發(fā)的許多具體手段。同時(shí)，設(shè)計(jì)師還要了解新技術(shù)對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)的影響，設(shè)計(jì)出具有良好功能、高質(zhì)量的產(chǎn)品。這些目標(biāo)以及相關(guān)的方法已經(jīng)成為設(shè)計(jì)師確保公司產(chǎn)品在市場(chǎng)上占據(jù)領(lǐng)先地位的有力競(jìng)爭(zhēng)武器。本章將從產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念、原則、類型等方面針對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)本身進(jìn)行論述，使讀者對(duì)整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程及其實(shí)現(xiàn)有一個(gè)系統(tǒng)性的認(rèn)識(shí)。

2.2 　設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)

2.2.1 　什么是設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)（design）一詞源于拉丁語，由動(dòng)詞“designare”演變而來，其原意為“determine”（決定）。它與技術(shù)、工程等的含義不同，設(shè)計(jì)包含創(chuàng)造、計(jì)劃和美學(xué)意義上的探索，屬于人類創(chuàng)造性活動(dòng)的基本范疇。

設(shè)計(jì)作為一種活動(dòng)，從歷史上看，可以說和人類的歷史一樣古老。為了生存，人類不斷地對(duì)自然進(jìn)行改造，因此早在石器時(shí)代人類就已經(jīng)開始了設(shè)計(jì)活動(dòng)。數(shù)千年來，人類創(chuàng)造了輝煌燦爛的文化，無論是上古時(shí)代的石刀、石斧等工具，還是當(dāng)今征服自然的人造衛(wèi)星、宇宙飛船；從人類幼稚的設(shè)計(jì)動(dòng)機(jī)，到有計(jì)劃、有步驟地開發(fā)宇宙奧秘的宏圖大略；由古代到現(xiàn)代，由低級(jí)到高級(jí)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由狹窄到廣闊，設(shè)計(jì)始終貫穿其中。也就是說，人類在認(rèn)識(shí)世界、改造世界的過程中，無論是物質(zhì)財(cái)富的創(chuàng)造，還是精神財(cái)富的創(chuàng)造，都離不開設(shè)計(jì)。因此，人們生存與生活的世界，應(yīng)該是自然世界與人造世界的共同體。正如美國著名管理學(xué)家，1978年諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)獲得者西蒙所說：“我們生活著的這個(gè)世界，是由大自然‘設(shè)計(jì)’的事物和人類設(shè)計(jì)的事物共同組成，是一個(gè)復(fù)雜的混合體�！比祟愖源嬖谝詠恚�就一直生活在這樣一個(gè)“混合體”里。這個(gè)“混合體”也在不斷地發(fā)生變化，即由于設(shè)計(jì)領(lǐng)域的不斷拓寬，人造世界的成分越來越多，也就使當(dāng)代人幾乎生活在一個(gè)人造的世界里。

設(shè)計(jì)是人類在有限的時(shí)空范圍內(nèi)，在特定的物質(zhì)條件下，為了滿足一定的需求而進(jìn)行的一種有意識(shí)、有目的的創(chuàng)造性思維實(shí)踐活動(dòng)。在這一活動(dòng)中，體現(xiàn)了人的聰明、智慧、才能和創(chuàng)造精神，以及追求新生活的理想、情感和愿望。

設(shè)計(jì)是一個(gè)決策過程。美國工程與技術(shù)認(rèn)證委員會(huì)（Accreditation Board for Engi-neering andTechnology，ABET）在其教學(xué)大綱中就將設(shè)計(jì)正式定義為：為滿足目標(biāo)需求而創(chuàng)造某種系統(tǒng)、部件或方法的過程。它是通過把可確定的設(shè)計(jì)任務(wù)書轉(zhuǎn)化為技術(shù)系統(tǒng)的具體表述，以尋找使所有相互矛盾因素和關(guān)系在一個(gè)多維化狀態(tài)下協(xié)調(diào)起來的方法，并在有限的時(shí)空范圍內(nèi)，在特定的物質(zhì)條件下，為滿足一定的需求而進(jìn)行的一種創(chuàng)新思維活動(dòng)的實(shí)踐過程。

廣義的設(shè)計(jì)可看做一種文化活動(dòng)，它已突破了物質(zhì)生產(chǎn)領(lǐng)域而成為社會(huì)文化的一個(gè)重要組成部分。它不僅指一般意義上的工程技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)，更可以理解為人類自覺把握、遵循客觀規(guī)律，并根據(jù)人類社會(huì)的需要以及社會(huì)結(jié)構(gòu)、機(jī)制發(fā)展的趨勢(shì)，依照一定的目的，做出有益于人類生產(chǎn)與生活的設(shè)想、規(guī)劃，并付諸實(shí)施的綜合性的創(chuàng)造性實(shí)踐活動(dòng)。這一范疇不僅包含任何社會(huì)硬件與軟件的設(shè)計(jì)，如設(shè)計(jì)一個(gè)組織機(jī)構(gòu)、一項(xiàng)城市交通規(guī)劃、一個(gè)社會(huì)教育體制或一個(gè)生態(tài)平衡模式等；而且也包括物質(zhì)方面的設(shè)計(jì)，如一系列生活資料、生產(chǎn)工具的設(shè)計(jì)等，涉及自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)等更寬泛的領(lǐng)域。因此，從最為廣泛的意義上來說，人類所有生物性和社會(huì)性的原創(chuàng)活動(dòng)都可以被稱為設(shè)計(jì)。

狹義的設(shè)計(jì)可以理解為根據(jù)人類生產(chǎn)與生活的需要，適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用一定的材料和技術(shù)，從人的生理、心理特征出發(fā)，依照一定的預(yù)想目的做出的從設(shè)想、規(guī)劃、制作到生產(chǎn)出成果的創(chuàng)造性實(shí)踐活動(dòng)，并使自然物從內(nèi)容到形式發(fā)生變化而成為人工制品的行為。

設(shè)計(jì)定義的內(nèi)涵和外延隨著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)進(jìn)步都在不斷地發(fā)展、變化�？偟貋碚f，設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)意文化，要有自己的特色，要設(shè)計(jì)出標(biāo)新立異、鶴立雞群的產(chǎn)品，從而不僅為企業(yè)直接創(chuàng)造財(cái)富，而且為世界創(chuàng)造文明。

2.2.2 　什么是產(chǎn)品設(shè)計(jì)

產(chǎn)品指為滿足人們需求而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的具有一定用途的物質(zhì)產(chǎn)品和非物質(zhì)形態(tài)的服務(wù)的總和。通常包含實(shí)體產(chǎn)品、形式產(chǎn)品和延伸產(chǎn)品三個(gè)方面。

（1） 實(shí)體產(chǎn)品是產(chǎn)品的核心，指能提供給消費(fèi)者基本效用和利益的實(shí)體。

（2） 形式產(chǎn)品主要指實(shí)體產(chǎn)品得以實(shí)現(xiàn)的形式，包含產(chǎn)品的品種、質(zhì)量、風(fēng)格、款式、商標(biāo)和包裝等。

（3）延伸產(chǎn)品指用戶獲得形式產(chǎn)品時(shí)所能得到的全部利益，即隨同形式產(chǎn)品而提供的附帶服務(wù)，如咨詢、維修、分期付款、交付安排等。

美國市場(chǎng)學(xué)家利維特?cái)嘌裕骸拔磥懋a(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)，其關(guān)鍵將不在于工廠能生產(chǎn)出什么產(chǎn)品，而在于其產(chǎn)品所能提供的附加價(jià)值，如包裝、服務(wù)、咨詢、購買信貸、及時(shí)交貨，以及人們用價(jià)值來加以衡量的一切東西�！�

設(shè)計(jì)是一種表達(dá)方式，而產(chǎn)品則是一種用于交換的通貨。產(chǎn)品作為一種通貨而產(chǎn)生收入。在商業(yè)活動(dòng)中，對(duì)設(shè)計(jì)的理解有所進(jìn)步，而且這種理解如今已經(jīng)成為企業(yè)角逐的關(guān)鍵。企業(yè)發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)上投資會(huì)帶來回報(bào)。一個(gè)精心設(shè)計(jì)并苦心經(jīng)營(yíng)的產(chǎn)品可以為一個(gè)企業(yè)或設(shè)計(jì)師帶來具有象征意義的身份，它還能在高度競(jìng)爭(zhēng)的世界中為一個(gè)企業(yè)或設(shè)計(jì)師提供一種獨(dú)特的姿態(tài)。