创新思维与现代设计目录 序 第一章创新与设计 第二章创新思维 第三章需求驱动的创新 第四章创新的设计 第五章分布式资源环境中的现代设计 附录课程大纲
创新思维与现代设计 目录 序 第一章 创新与设计 第二章 创新思维 第三章 需求驱动的创新 第四章 创新的设计 第五章 分布式资源环境中的现代设计 附 录 课程大纲
《创新思维与现代设计》的序 将创新思维和现代设计两个概念联系在一起，而且将她组织成为 一门在上海交通大学开出的通识教育课程（面对的学生可能是文科的、 理科的、或者是工科的)，是一个理念，也是一个尝试。 创新思维，是一种意识，一种追求，也是一种文化。标新立异， 永不满足。标新立异，在中国传统文化中带有一点贬义，指一个人不 安分守己，不循规蹈矩。但是在社会激烈竞争的今天，就是需要这种 标新立异的精神。没有这种精神，创新型国家是不可能建立的。 但是用“创新”而没有用“创意”这两个字，希望明确“创新” 是为了竞争取胜，而不停留于个人喜好的追求。“创新”具有它的社 会意义，服务于社会，同时又能够为社会所接受。“创新”是否成功， 不仅仅是个人的事，通常牵涉到一个社会群体（当然有大有小）的活 动和命运。 正如在第一章中讨论的那样，人类一切有目的行为，总有设计和 实施两个阶段，创新也不例外。只有正确的设计，才有成功的创新。 这就是为什么创新思维和现代设计能够和需要联系在一起的原因。现 代设计就是在认识时代特征的基础上，对传统设计的发展，以期更好 地支持竞争取胜，支持创新成功。 当然，《创新思维与现代设计》课程的设计是否正确，也要看她在 实施以后的效果。经过两年中三次开课，许多参与授课的教师都对课 程内容和讲授方法做出了贡献。因为觉得需要有一个讲义，就由谢友
1 《创新思维与现代设计》的序 将创新思维和现代设计两个概念联系在一起，而且将她组织成为 一门在上海交通大学开出的通识教育课程（面对的学生可能是文科的、 理科的、或者是工科的），是一个理念，也是一个尝试。 创新思维，是一种意识，一种追求，也是一种文化。标新立异， 永不满足。标新立异，在中国传统文化中带有一点贬义，指一个人不 安分守己，不循规蹈矩。但是在社会激烈竞争的今天，就是需要这种 标新立异的精神。没有这种精神，创新型国家是不可能建立的。 但是用“创新”而没有用“创意”这两个字，希望明确“创新” 是为了竞争取胜，而不停留于个人喜好的追求。“创新”具有它的社 会意义，服务于社会，同时又能够为社会所接受。“创新”是否成功， 不仅仅是个人的事，通常牵涉到一个社会群体（当然有大有小）的活 动和命运。 正如在第一章中讨论的那样，人类一切有目的行为，总有设计和 实施两个阶段，创新也不例外。只有正确的设计，才有成功的创新。 这就是为什么创新思维和现代设计能够和需要联系在一起的原因。现 代设计就是在认识时代特征的基础上，对传统设计的发展，以期更好 地支持竞争取胜，支持创新成功。 当然，《创新思维与现代设计》课程的设计是否正确，也要看她在 实施以后的效果。经过两年中三次开课，许多参与授课的教师都对课 程内容和讲授方法做出了贡献。因为觉得需要有一个讲义，就由谢友
柏、费燕琼、孟祥慧、陈泳和戴旭东5位同志总结参与教师两年里讲 授的内容遵照教学大纲依次分别编写了这个从第一章到第五章的讲 义。特别要提到的是，在编写的第二章中，大量采用了陈贤浩同志在 讲授本课时贡献的材料。 因为是一个理念，是一个尝试，虽然有一个教学大纲（附后），大 家对如何实现这个理念的理解有很多不同。这从两年的讲授中可以看 到，从这5章讲义的内容更可以明显地看到。作为对待创新或者标新 立异需要有的心态，就是要从研究这些不同中寻求创新思维和现代设 计的内在规律。“不同”不是坏事，只有从差异中才能够找到正确的 认识，重要的是思考。希望阅读这个讲义的读者，也能够用这样的眼 光来看待讲义里面的差异。 当然作为一个讲义，差异太多并不是什么光彩的事。我们衷心希 望读者能够在使用这个讲义时，从各个方面提出你们的看法和建议， 帮助我们改进，帮助这个新理念的成熟和这个新尝试最终取得成功。 我们希望在使用以后，能够进一步改进这个讲义并正式出版成书。那 时，差异不要再像现在这样的多。 感谢所有参加讨论的老师，感谢上海交通大学教务处的同志对我 们这个尝试的指导和支持，感谢两年里选择这门课和对这门课提出各 种建议的同学，感谢张执南同志为讲义所做的整理工作。 谢友柏 2011年9月2日于上海
2 柏、费燕琼、孟祥慧、陈泳和戴旭东 5 位同志总结参与教师两年里讲 授的内容遵照教学大纲依次分别编写了这个从第一章到第五章的讲 义。特别要提到的是，在编写的第二章中，大量采用了陈贤浩同志在 讲授本课时贡献的材料。 因为是一个理念，是一个尝试，虽然有一个教学大纲（附后），大 家对如何实现这个理念的理解有很多不同。这从两年的讲授中可以看 到，从这 5 章讲义的内容更可以明显地看到。作为对待创新或者标新 立异需要有的心态，就是要从研究这些不同中寻求创新思维和现代设 计的内在规律。“不同”不是坏事，只有从差异中才能够找到正确的 认识，重要的是思考。希望阅读这个讲义的读者，也能够用这样的眼 光来看待讲义里面的差异。 当然作为一个讲义，差异太多并不是什么光彩的事。我们衷心希 望读者能够在使用这个讲义时，从各个方面提出你们的看法和建议， 帮助我们改进，帮助这个新理念的成熟和这个新尝试最终取得成功。 我们希望在使用以后，能够进一步改进这个讲义并正式出版成书。那 时，差异不要再像现在这样的多。 感谢所有参加讨论的老师，感谢上海交通大学教务处的同志对我 们这个尝试的指导和支持，感谢两年里选择这门课和对这门课提出各 种建议的同学，感谢张执南同志为讲义所做的整理工作。 谢友柏 2011 年 9 月 2 日于上海
第一章创新与设计 人类根据自己需要制作任何事物，一般总是经过这样一些阶段：设计，实现，运用和维护以至废弃和 废弃后的处理，通常称这整个过程为该事物的生命周期。所以，设计是人类一切有目的行为的起点，在这 个起点上，要预先估计和规划事物在全生命周期中的际遇和行为。 世界万物都是在竞争中存在和发展的，制作任何一件事物，时刻要考虑如何竞争取胜。竞争取胜有很 多手段，创新是竞争取胜的重要手段。所谓创新，与模仿相对立，是采用此前未曾用过的办法使所制作的 事物满足现在不能满足的需求。这里面有两个关键词：一是此前未曾用过的办法，二是现在不能满足的需 求。因此在动手制作前，都需要精心对各种可能发生的情况进行估计和对如何保证新办法成功应用做出安 排，这就是设计。设计和创新是紧密关联的，没有正确的设计，就不可能有成功的创新：同时，创新是设 计的灵魂，没有创新的设计，很难竞争取胜。当然，设计除掉满足需求以外，还要满足约束条件，比如设 计一个车，每小时能跑200公里，这是满足需求，但是它的排放不能超过欧4标准，后者就是约束条件： 又比如，设计一个国际旅游服务，要让顾客玩得开心，满足顾客需求，但是旅游项目中不能有违反所在国 法律的内容，这就是约束条件。 所以，本书取名《创新思维与现代设计》，在阐明有关基本概念同时，着重讨论二者之间的依存关系， 并随时介绍一些解决问题的方法。 先讲讲现在不能满足的需求。创新要满足新的需求，人类需求是多方面的，在制作一件新事物时，首 先要满足的是性能的需求。性能包括功能和质量两个方面，人们需要一件新事物，首先是需要它的功能。 质量则是功能在全生命期中保持性的度量。人们在获得新事物后，当然不希望它的功能在使用期内过分偏 离设计值，这就要求高质量。 人类在生产和生活中，需要的功能各种各样，而且日新月异。功能基本上可以分为三个大的方面：物 质功能、精神功能和社会功能。这里讲的物质是广义的。比如，生产和生活需要电，于是就要有发电装备。 例如用核能发电，就要有核电厂，在核反应堆里通过核燃料反应产生热，由循环的冷却水将热带出来，推 动汽轮发电机组发电。发电是满足一种物质功能需求。又比如，生活要求精神愉快，于是就需要能够欣赏 的艺术品，例如绘画、乐曲、园艺等，当人与之接近或处在这个环境里，得到精神上的愉悦感觉，这就是 满足一种精神功能需求。又比如，人们追求和谐生活，但是社会存在差异和竞争，于是就需要政治和法律 进行协调和制约，使得差异和竞争不至于破坏和谐。比如要化解千军万马过独木桥促成的应试教有大潮， 就需要正确的教有政策和合理的考试办法，使优秀者能 够深造，其他人也各得其所，受到应有的教有。核反应 堆人不能进去，也许不需要精神功能，而艺术欣赏品不 涉及物质的传递和变化，没有物质功能，人民代表大会 通过的宪法，也只有社会功能。这是几个极端的例子。 不过多数事物，都有两方面或者三方面的功能。比如中 国工程院在北京德胜门外的新院部建筑（图1），它在物 质上要能够容纳中国工程院机关办公、院士学术交流、 图1中国工程院在北京德胜门外的新院址。 院士短时间休息的需求，在精神上要能够给人们一种端 庄、学术氛围和舒适的感觉。许多管理制度，不仅要达到某个社会目标，也要使得被管理的人群精神愉快：
1 第一章 创新与设计 人类根据自己需要制作任何事物，一般总是经过这样一些阶段：设计，实现，运用和维护以至废弃和 废弃后的处理，通常称这整个过程为该事物的生命周期。所以，设计是人类一切有目的行为的起点，在这 个起点上，要预先估计和规划事物在全生命周期中的际遇和行为。 世界万物都是在竞争中存在和发展的，制作任何一件事物，时刻要考虑如何竞争取胜。竞争取胜有很 多手段，创新是竞争取胜的重要手段。所谓创新，与模仿相对立，是采用此前未曾用过的办法使所制作的 事物满足现在不能满足的需求。这里面有两个关键词：一是此前未曾用过的办法，二是现在不能满足的需 求。因此在动手制作前，都需要精心对各种可能发生的情况进行估计和对如何保证新办法成功应用做出安 排，这就是设计。设计和创新是紧密关联的，没有正确的设计，就不可能有成功的创新；同时，创新是设 计的灵魂，没有创新的设计，很难竞争取胜。当然，设计除掉满足需求以外，还要满足约束条件，比如设 计一个车，每小时能跑 200 公里，这是满足需求，但是它的排放不能超过欧 4 标准，后者就是约束条件； 又比如，设计一个国际旅游服务，要让顾客玩得开心，满足顾客需求，但是旅游项目中不能有违反所在国 法律的内容，这就是约束条件。 所以，本书取名《创新思维与现代设计》，在阐明有关基本概念同时，着重讨论二者之间的依存关系， 并随时介绍一些解决问题的方法。 先讲讲现在不能满足的需求。创新要满足新的需求，人类需求是多方面的，在制作一件新事物时，首 先要满足的是性能的需求。性能包括功能和质量两个方面，人们需要一件新事物，首先是需要它的功能。 质量则是功能在全生命期中保持性的度量。人们在获得新事物后，当然不希望它的功能在使用期内过分偏 离设计值，这就要求高质量。 人类在生产和生活中，需要的功能各种各样，而且日新月异。功能基本上可以分为三个大的方面：物 质功能、精神功能和社会功能。这里讲的物质是广义的。比如，生产和生活需要电，于是就要有发电装备。 例如用核能发电，就要有核电厂，在核反应堆里通过核燃料反应产生热，由循环的冷却水将热带出来，推 动汽轮发电机组发电。发电是满足一种物质功能需求。又比如，生活要求精神愉快，于是就需要能够欣赏 的艺术品，例如絵画、乐曲、园艺等，当人与之接近或处在这个环境里，得到精神上的愉悦感觉，这就是 满足一种精神功能需求。又比如，人们追求和谐生活，但是社会存在差异和竞争，于是就需要政治和法律 进行协调和制约，使得差异和竞争不至于破坏和谐。比如要化解千军万马过独木桥促成的应试教育大潮， 就需要正确的教育政策和合理的考试办法，使优秀者能 够深造，其他人也各得其所，受到应有的教育。核反应 堆人不能进去，也许不需要精神功能，而艺术欣赏品不 涉及物质的传递和变化，没有物质功能，人民代表大会 通过的宪法，也只有社会功能。这是几个极端的例子。 不过多数事物，都有两方面或者三方面的功能。比如中 国工程院在北京德胜门外的新院部建筑（图 1），它在物 质上要能够容纳中国工程院机关办公、院士学术交流、 院士短时间休息的需求，在精神上要能够给人们一种端 庄、学术氛围和舒适的感觉。许多管理制度，不仅要达到某个社会目标，也要使得被管理的人群精神愉快；
精神愉快反过来会大大提高管理的效能，使能更快更好地达到期望的社会目标。我国的高速铁路，列车运 行能够达到每小时380公里或者更高的速度，但是速度与能耗的平方成比例，速度高了，票价也就高了， 没有人愿意乘坐，结果只好将速度降下来。这是物质功能达到了，但是社会功能没有达到，导致竟争失败。 这是设计不正确使得创新失败的例子。 再讲讲此前未曾用过的办法。更准确地讲，应该说是此前未曾用过的知识，知识比办法（技术、技巧、 技艺)具有更广泛的内涵。这里说的此前未曾用过的知识，有别于未被认识的客观规律，这是很明显的。 前者是指已经认识，但在满足所期望的需求中尚未被应用过。既然需要的功能多种多样，日新月异：有可 能使这些需求得到满足的知识遍布各个不同领域，以非常不同的形态存在：而采用不同知识满足不同需求 的方法（也是一种知识），更是无法枚举，诚所谓：八仙过海，各显神通。这里要说的是，正因为这样，满 足物质功能、精神功能、社会功能这些不同功能需求的设计，其间往往有很大不同。在漫长的社会、文化、 科学和技术发展过程中，形成了不同的设计理论和方法，甚至连所用的表达方式也各不相同，或者同一名 词却被赋予了不同的内涵。比如在物质功能为主事物的制作中，由于大多已经工业化生产，成为有众多参 与者和较大投入的规模行为，稍有差错，就导致严重后果，于是形成了一套比较刻板的设计过程。而精神 功能事物的制作，依赖的主要是个人隐性知识，其设计的竞争力依赖于灵感，依赖于创意，设计所遵循的 是另一套理论和方法。社会功能事物，其特点是与人群的物质、精神活动相互作用相关，效果往往要经过 长时期以后才能够显现。因此更有不同的设计理论和方法。比如发生在我国上世纪末大规模扩大普通高校 规模的教有发展政策，其后果往往要经过几代人以后才能够被人们看清楚。这类事物的设计，既不能用工 程设计的理论和方法，也不能用艺术创作的理论和方法。 所以在不同场合，看到不同的设计，看到对设计的不同解释，看到不同的设计理论和方法，看到都在 讲设计，而讲的不是一回事，或者讲的是相同的设计，却用了不同的表达方式，等等，不必感到奇怪。但 是，设计既然是人类一切有目的行为的起点，必然有其共同的规律。这些共同规律对于不论是物质功能事 物，精神功能事物或者社会功能事物的设计者，都需要深刻地理解和有意识地加以运用。这些共同规律是 所有设计都需要严格遵守的，违反则必失败。如前所述，多数事物都有两方面或者三方面功能，有的功能 可能是潜在的，不用心去研究，就看不清楚。但是当事物制作成功并投入应用以后，它将自动发生作用， 从而造成不可收拾的后果。例如有些食品添加剂，原来的设计是为了增加食品美味，给人以精神上的享受， 但是它的物质功能伤害肌体，致癌或者影响生有能力，这就是设计上只注意了一方面的功能，而忽视了另 一方面的功能，结果出了问题。有时为了引起设计者的注意，将可能产生的非目的功能写入约束条件，以 避免发生差错，约束条件与功能有时是可以互易的。提出设计的共同规律这个命题，是为了在设计时，让 设计师对于所设计事物往往具有不同功能有一个清晰的认识，不至于顾此失彼，忽视另外功能的存在和作 用。 随着人类生活和生产水平提高，对于任何新事物，都会提出越来越多方面的要求，而社会上不同人群， 在每个方面上的期望，也会有很大差异，这个不可逆转的趋势是很明显的。上面讲到在不同场合看到的不 同设计，是在漫长社会、文化、科学和技术发展过程中，主要为满足单方面功能需求发展和形成的，具有 不同偏向的设计理论和方法，如果称之为传统设计，那么现代设计就需要对所设计的新事物各方面的功能 和约束条件有全面的考虑并做出正确处理。关于传统设计和现代设计的区别，在后面还有更进一步讨论。 在创新已经成为立国之本，已经变得如此重要的今天，既然正确设计是成功创新的先决条件，探求设 计的共同规律，探求如何通过正确设计保证创新成功，应该提到议事日程上了。本书的另一个目标是：希 望给子读者一个可以用一般规律看待不同领域、不同行业、不同性质创新与设计的启示。 附带说明，上述目标不是可以一蹴而成的。因此本书后续各章中，因为作者不同，对一个问题不同作 者有时会有不同的说法。正因为看到这是一个学科发展中不可回避的过程，本书接受这种现象的存在，但 是提醒读者自己去思考这些不同说法。另外，本书作者都是从事工程技术方面的工作，虽然力图将创新思 2
2 精神愉快反过来会大大提高管理的效能，使能更快更好地达到期望的社会目标。我国的高速铁路，列车运 行能够达到每小时 380 公里或者更高的速度，但是速度与能耗的平方成比例，速度高了，票价也就高了， 没有人愿意乘坐，结果只好将速度降下来。这是物质功能达到了，但是社会功能没有达到，导致竞争失败。 这是设计不正确使得创新失败的例子。 再讲讲此前未曾用过的办法。更准确地讲，应该说是此前未曾用过的知识，知识比办法（技术、技巧、 技艺）具有更广泛的内涵。这里说的此前未曾用过的知识，有别于未被认识的客观规律，这是很明显的。 前者是指已经认识，但在满足所期望的需求中尚未被应用过。既然需要的功能多种多样，日新月异；有可 能使这些需求得到满足的知识遍布各个不同领域，以非常不同的形态存在；而采用不同知识满足不同需求 的方法（也是一种知识），更是无法枚举，诚所谓：八仙过海，各显神通。这里要说的是，正因为这样，满 足物质功能、精神功能、社会功能这些不同功能需求的设计，其间往往有很大不同。在漫长的社会、文化、 科学和技术发展过程中，形成了不同的设计理论和方法，甚至连所用的表达方式也各不相同，或者同一名 词却被赋予了不同的内涵。比如在物质功能为主事物的制作中，由于大多已经工业化生产，成为有众多参 与者和较大投入的规模行为，稍有差错，就导致严重后果，于是形成了一套比较刻板的设计过程。而精神 功能事物的制作，依赖的主要是个人隐性知识，其设计的竞争力依赖于灵感，依赖于创意，设计所遵循的 是另一套理论和方法。社会功能事物，其特点是与人群的物质、精神活动相互作用相关，效果往往要经过 长时期以后才能够显现。因此更有不同的设计理论和方法。比如发生在我国上世纪末大规模扩大普通高校 规模的教育发展政策，其后果往往要经过几代人以后才能够被人们看清楚。这类事物的设计，既不能用工 程设计的理论和方法，也不能用艺术创作的理论和方法。 所以在不同场合，看到不同的设计，看到对设计的不同解释，看到不同的设计理论和方法，看到都在 讲设计，而讲的不是一回事，或者讲的是相同的设计，却用了不同的表达方式，等等，不必感到奇怪。但 是，设计既然是人类一切有目的行为的起点，必然有其共同的规律。这些共同规律对于不论是物质功能事 物，精神功能事物或者社会功能事物的设计者，都需要深刻地理解和有意识地加以运用。这些共同规律是 所有设计都需要严格遵守的，违反则必失败。如前所述，多数事物都有两方面或者三方面功能，有的功能 可能是潜在的，不用心去研究，就看不清楚。但是当事物制作成功并投入应用以后，它将自动发生作用， 从而造成不可收拾的后果。例如有些食品添加剂，原来的设计是为了增加食品美味，给人以精神上的享受， 但是它的物质功能伤害肌体，致癌或者影响生育能力，这就是设计上只注意了一方面的功能，而忽视了另 一方面的功能，结果出了问题。有时为了引起设计者的注意，将可能产生的非目的功能写入约束条件，以 避免发生差错，约束条件与功能有时是可以互易的。提出设计的共同规律这个命题，是为了在设计时，让 设计师对于所设计事物往往具有不同功能有一个清晰的认识，不至于顾此失彼，忽视另外功能的存在和作 用。 随着人类生活和生产水平提高，对于任何新事物，都会提出越来越多方面的要求，而社会上不同人群， 在每个方面上的期望，也会有很大差异，这个不可逆转的趋势是很明显的。上面讲到在不同场合看到的不 同设计，是在漫长社会、文化、科学和技术发展过程中，主要为满足单方面功能需求发展和形成的，具有 不同偏向的设计理论和方法，如果称之为传统设计，那么现代设计就需要对所设计的新事物各方面的功能 和约束条件有全面的考虑并做出正确处理。关于传统设计和现代设计的区别，在后面还有更进一步讨论。 在创新已经成为立国之本，已经变得如此重要的今天，既然正确设计是成功创新的先决条件，探求设 计的共同规律，探求如何通过正确设计保证创新成功，应该提到议事日程上了。本书的另一个目标是：希 望给予读者一个可以用一般规律看待不同领域、不同行业、不同性质创新与设计的启示。 附带说明，上述目标不是可以一蹴而成的。因此本书后续各章中，因为作者不同，对一个问题不同作 者有时会有不同的说法。正因为看到这是一个学科发展中不可回避的过程，本书接受这种现象的存在，但 是提醒读者自己去思考这些不同说法。另外，本书作者都是从事工程技术方面的工作，虽然力图将创新思
维和现代设计拓展到所有的功能方面，但是大部分举例还是工程技术方面的问题。希望读者根据书中论述 的原理，将它们举一反三应用到其他所有的创新与设计问题。 本章主要以制造业中的创新与设计问题为例展开讨论。制造业是国家的支柱产业，相当长时期中，是 国家GDP的主要来源和就业出路。制造业中的问题，可以折射出其他方面问题的思考。 1.为什么要创新？ 1.1我国制造业的形势和发展 中国现在是一个制造大国，全球制造业的大公司，多数都把它们的制造厂转移到了中国，世界各地市 场上到处可以看到许许多多“中国制造(lade in China)”的产品。曾几何时，中国人还一直为没有中国 制造的产品遗憾，这个时代已经过去了。从1979年到2004年，在四分之一世纪中，中国GDP的年平均增 长为9.6%，制造业的贡献在三分之一以上0。出口额中制造业也有相当大的比重，根据海关总暑发布的数 据，2007年上半年仅仅机电产品出口就占出口总值的56.7%：原则上讲，材料、轻工产品和日用品都属于 制造业范畴，如果把这些都算上，那就是绝大部分了。 不论我们祖先曾经创造了多少古代文明，曾经有过多么先进的制造技术，发明了造纸、火药、指南针。 也不论早在1405年，一支由260多艘海船组成的庞大船队，就在郑和带领下，载着2万多人，航行13万 多海里，向沿途30多个国家和地区显示了中国造船业的强大。直到87年以后，哥伦布才带着3艘小型的 轻快帆船和87人，开始了西方国家的第一次远航。但是我国近代制造业，也就是近代工业，则是萌生于 19世纪中叶。那时我们的制造技术，已经远远不能与先进国家相比，洋枪、洋炮、洋船、洋火（火柴）、 洋油（点灯的煤油）都从国外引进。当时的满清政府在鸦片战争等对外作战屡屡惨败以后，一部分人开始 认识到一味从国外求购“坚船利炮”不是办法，于是有“机器制造一事，为今日御侮之资，自强之本”的 说法。1865年，作为先后成立的40多个兵工厂中最有代表性的、也是最大的江南机器制造总局（即现在 的江南造船厂)在上海成立回。中国的第一个炼钢炉、第一炉钢、第一艘机动兵船、第一尊后膛钢炮、第 一磅无烟火药、第一艘万吨轮船都是在这里诞生的，作为标志，素有“中国第一厂”的称号。自那时以后， 在一个半世纪中无数中国人本着一味从国外求购“坚船利炮”不是办法的认识，为实现“机器制造一事， 为今日御侮之资，自强之本”，实现有一个自己的强大的制造业的期望，前赴后继。在这期间，又实现了 许多新的第一，如第一个人造地球卫星、第一颗原子弹和氢弹、第一辆从流水生产线上下来的汽车、第一 台万吨水压机、第一艘核潜艇、第一套200MW汽轮发电机组、第一艘载人飞船等等。但是当中国为所有这 些第一庆贺的时候，不能不想到，所有这些第一，都比国外 落后一个相位。例如，当我们拼命追赶，生产出自己的电站 亚临界发电机组时，国外已经有了超临界发电机组：当我们 引进了超临界发电机组技术，努力消化吸收投入生产时，国 外又出了超超临界发电机组。一个不争的事实是，那些世界 各地市场上“中国制造”的产品，大多不是中国的品牌：现 在城市里满街道跑的汽车，大多也不是中国品牌，如图2所 示在上海制造的通用轿车，这种例子，不胜枚举。中国实现 了制造大国的期望，但是中国还远远不是制造强国。为什么 这么多人经过一个半世纪奋斗，中国的制造业还不能“强”？ 图2通用轿车的上海制造。 中国是在什么条件下变成了制造大国？为什么中国变成了制造大国，却没有变成制造强国？又是什么条件 使中国不能成为制造强国？所有这一切，难道不值得深入思考和研究？如果不总结经验、教训，不找到正 确的解决方法，也许再过一个半世纪，一个强制造业的期望，仍旧不能实现。 这是一个很复杂的问题，有历史的原因，也有现实的原因。作为《创新思维与现代设计》这样一本书， 3
3 维和现代设计拓展到所有的功能方面，但是大部分举例还是工程技术方面的问题。希望读者根据书中论述 的原理，将它们举一反三应用到其他所有的创新与设计问题。 本章主要以制造业中的创新与设计问题为例展开讨论。制造业是国家的支柱产业，相当长时期中，是 国家 GDP 的主要来源和就业出路。制造业中的问题，可以折射出其他方面问题的思考。 1. 为什么要创新？ 1.1 我国制造业的形势和发展 中国现在是一个制造大国，全球制造业的大公司，多数都把它们的制造厂转移到了中国，世界各地市 场上到处可以看到许许多多“中国制造（Made in China）”的产品。曾几何时，中国人还一直为没有中国 制造的产品遗憾，这个时代已经过去了。从 1979 年到 2004 年，在四分之一世纪中，中国 GDP 的年平均增 长为 9.6%，制造业的贡献在三分之一以上[1]。出口额中制造业也有相当大的比重，根据海关总暑发布的数 据，2007 年上半年仅仅机电产品出口就占出口总值的 56.7%；原则上讲，材料、轻工产品和日用品都属于 制造业范畴，如果把这些都算上，那就是绝大部分了。 不论我们祖先曾经创造了多少古代文明，曾经有过多么先进的制造技术，发明了造纸、火药、指南针。 也不论早在 1405 年，一支由 260 多艘海船组成的庞大船队，就在郑和带领下，载着 2 万多人，航行 13 万 多海里，向沿途 30 多个国家和地区显示了中国造船业的强大。直到 87 年以后，哥伦布才带着 3 艘小型的 轻快帆船和 87 人，开始了西方国家的第一次远航。但是我国近代制造业，也就是近代工业，则是萌生于 19 世纪中叶。那时我们的制造技术，已经远远不能与先进国家相比，洋枪、洋炮、洋船、洋火（火柴）、 洋油（点灯的煤油）都从国外引进。当时的满清政府在鸦片战争等对外作战屡屡惨败以后，一部分人开始 认识到一味从国外求购“坚船利炮”不是办法，于是有“机器制造一事，为今日御侮之资，自强之本”的 说法。1865 年，作为先后成立的 40 多个兵工厂中最有代表性的、也是最大的江南机器制造总局（即现在 的江南造船厂）在上海成立[2]。中国的第一个炼钢炉、第一炉钢、第一艘机动兵船、第一尊后膛钢炮、第 一磅无烟火药、第一艘万吨轮船都是在这里诞生的，作为标志，素有“中国第一厂”的称号。自那时以后， 在一个半世纪中无数中国人本着一味从国外求购“坚船利炮”不是办法的认识，为实现“机器制造一事， 为今日御侮之资，自强之本”，实现有一个自己的强大的制造业的期望，前赴后继。在这期间，又实现了 许多新的第一，如第一个人造地球卫星、第一颗原子弹和氢弹、第一辆从流水生产线上下来的汽车、第一 台万吨水压机、第一艘核潜艇、第一套 200MW 汽轮发电机组、第一艘载人飞船等等。但是当中国为所有这 些第一庆贺的时候，不能不想到，所有这些第一，都比国外 落后一个相位。例如，当我们拼命追赶，生产出自己的电站 亚临界发电机组时，国外已经有了超临界发电机组；当我们 引进了超临界发电机组技术，努力消化吸收投入生产时，国 外又出了超超临界发电机组。一个不争的事实是，那些世界 各地市场上“中国制造”的产品，大多不是中国的品牌；现 在城市里满街道跑的汽车，大多也不是中国品牌，如图 2 所 示在上海制造的通用轿车，这种例子，不胜枚举。中国实现 了制造大国的期望，但是中国还远远不是制造强国。为什么 这么多人经过一个半世纪奋斗，中国的制造业还不能“强”？ 中国是在什么条件下变成了制造大国？为什么中国变成了制造大国，却没有变成制造强国？又是什么条件 使中国不能成为制造强国？所有这一切，难道不值得深入思考和研究？如果不总结经验、教训，不找到正 确的解决方法，也许再过一个半世纪，一个强制造业的期望，仍旧不能实现。 这是一个很复杂的问题，有历史的原因，也有现实的原因。作为《创新思维与现代设计》这样一本书
主要只能从技术层面来讨论问题，而且将主要关注现在的问题而不是过去的历史。 从“中国第一厂”成立到1949年全国解放，在接近一个世纪的时间中，中国经历了满清帝国崩溃、 民国初期军阀混战、抵抗日本侵略八年抗战和其后的解放战争。国家不统一、封建、半封建、半殖民地的 政治制度，当然没有实现强大制造业期望的可能。1949年钢产量只有15.8万吨/年，人均量约为300克， 不够打一把菜刀，制造业近乎空白。1949年到1979年，国家统一了，政府也集中很大力量发展经济。但 是西方出于政治偏见对中国实行严厉的经济和技术封锁，工业发展需要的技术唯一外源只有前苏联，后来 也中新了。这时国家高度重视独立自主、自力更生和赶超世界先进水平，在0年的时间中，经过几代人艰 苦奋斗，从无到有，从轻工业到重工业，从民用工业到国防工业，从知识积系到人才培养，都有了相当规 模，形成了一个较为完整的工业体系。但是国家关于如何发展经济，如何在技术上赶超，认识还不成熟， 也不稳定，特别是因为被排除在国际合作的队列之外，不甚了解形势的变化和发展，没有能够跟上世界经 济和技术发展的主流，没有成为制造强国，不能不说是有其必然性。1979年前后，西方封锁逐渐放松，中 国开始实行改革开放政策，政治稳定，发展经济被提高到前所未有的地位，工业发达国家开始大规模对中 国投资。2001年中国加入WT0,标志正式加入了这个全球经济发展的俱乐部，我们在一个新的游戏规则下 开始新一轮的搏斗，于是就开始了在四分之一世纪中，中国GDP的年平均增长9.6%，中国变成了一个制造 大国的过程。但是如前所说，中国还仍旧不是一个制造强国，而且在高速发展中又产生了许多新的严重矛 盾，如环境破坏，能源紧张，工业生产事故频发，贸易摩擦愈演愈烈和国内贫富差别越来越大。这又究竟 是一个什么问题呢？ 当然可以有很多理由：从经济、技术封闭环境到经济、技术开放环境所产生的冲击，从计划经济对技 术的管理到市场经济对技术的管理所产生的冲击，因为没有经验必须摸着石头过河的学费等等，但是这些 都是表面现象描述，没有给出问题的内在规律及其解决方案。 因为设计是一切制作行为的起点，所以从“设计”在制造业中的现状来分析研究问题的内在规律并寻 求解决方案，本来是顺理成章的事。但是事实并非如此，设计从来都没有站到它应有的位置上，在国家关 于制造业发展的讨论和规划中，“设计”两个字总是出现在不显眼的地方，有时就根本找不到。到很多企 业去参观，总工程师们总是带你去看他们有什么高级的加工设备，能加工什么、能做什么难以加工的零部 件，能够做多么大、多么重的东西，炫耀他们的加工能力。很少有人向你介绍他们在产品设计方面的能力， 介绍支持产品设计的知识获取手段，如实验室、分析软件、知识库和知识管理，几乎没有人向你介绍什么 是他们自己研发并占有了世界市场的产品。可以看出在他们的观念中，能够照猫画虎地把东西做出来，就 是他们的追求和骄傲。说明中国的制造业还看不到设计竞争是制造业中一种更高层次的竞争，看不到创新 是设计的灵魂。这不能不说是一个半世纪历程带给人们精神上的缺失，也是文化中遗憾的地方。本书的首 要任务，就是要揭示设计竞争在制造业竞争中的地位，设计对于从制造大国变成制造强国的意义，创新对 于设计的意义，使读者能够正确认识制造业发展的内在规律和如何抓住设计竞争这个解决问题的关键。 1.2从以规模竞争取胜到以创新竞争取胜 前面说过，万物都是在竞争中存在和发展的。制造业的使命是为社会提供产品，但是这个使命也只有 在它的产品能够在市场上竞争取胜以后，才得以完成。在经济全球化的趋势下，这个道理越来越显示出它 的力量。由于技术发展，全球对于一种产品制造能力的总量往往很快就超过了全球对于该产品的需求。这 就导致了竞争：先进得以生存和发展，而后进则难逃淘汰命运。表面上看起来这是一个很简单，甚至不需 要讲的道理，但是做起来，却各有各的理解。 首先来看经济上的不同理解。 竞争取胜的主要方式，在制造业不同的发展时期是不同的。如果取世纪变化作为一个大致的时间分隔， 可以认为20世纪及以前的制造业主要是依靠规模竞争取胜，在这个阶段，规模提高效率，降低成本，有更 大的竞争力，产能过剩还没有成为频发的问题：而21世纪以及此后的制造业则需要主要依靠创新竞争取胜
4 主要只能从技术层面来讨论问题，而且将主要关注现在的问题而不是过去的历史。 从“中国第一厂”成立到 1949 年全国解放，在接近一个世纪的时间中，中国经历了满清帝国崩溃、 民国初期军阀混战、抵抗日本侵略八年抗战和其后的解放战争。国家不统一、封建、半封建、半殖民地的 政治制度，当然没有实现强大制造业期望的可能。1949 年钢产量只有 15.8 万吨/年，人均量约为 300 克， 不够打一把菜刀，制造业近乎空白。1949 年到 1979 年，国家统一了，政府也集中很大力量发展经济。但 是西方出于政治偏见对中国实行严厉的经济和技术封锁，工业发展需要的技术唯一外源只有前苏联，后来 也中断了。这时国家高度重视独立自主、自力更生和赶超世界先进水平，在 30 年的时间中，经过几代人艰 苦奋斗，从无到有，从轻工业到重工业，从民用工业到国防工业，从知识积累到人才培养，都有了相当规 模，形成了一个较为完整的工业体系。但是国家关于如何发展经济，如何在技术上赶超，认识还不成熟， 也不稳定，特别是因为被排除在国际合作的队列之外，不甚了解形势的变化和发展，没有能够跟上世界经 济和技术发展的主流，没有成为制造强国，不能不说是有其必然性。1979 年前后，西方封锁逐渐放松，中 国开始实行改革开放政策，政治稳定，发展经济被提高到前所未有的地位，工业发达国家开始大规模对中 国投资。2001 年中国加入 WTO，标志正式加入了这个全球经济发展的俱乐部，我们在一个新的游戏规则下 开始新一轮的搏斗，于是就开始了在四分之一世纪中，中国 GDP 的年平均增长 9.6%，中国变成了一个制造 大国的过程。但是如前所说，中国还仍旧不是一个制造强国，而且在高速发展中又产生了许多新的严重矛 盾，如环境破坏，能源紧张，工业生产事故频发，贸易摩擦愈演愈烈和国内贫富差别越来越大。这又究竟 是一个什么问题呢？ 当然可以有很多理由：从经济、技术封闭环境到经济、技术开放环境所产生的冲击，从计划经济对技 术的管理到市场经济对技术的管理所产生的冲击，因为没有经验必须摸着石头过河的学费等等，但是这些 都是表面现象描述，没有给出问题的内在规律及其解决方案。 因为设计是一切制作行为的起点，所以从“设计”在制造业中的现状来分析研究问题的内在规律并寻 求解决方案，本来是顺理成章的事。但是事实并非如此，设计从来都没有站到它应有的位置上，在国家关 于制造业发展的讨论和规划中，“设计”两个字总是出现在不显眼的地方，有时就根本找不到。到很多企 业去参观，总工程师们总是带你去看他们有什么高级的加工设备，能加工什么、能做什么难以加工的零部 件，能够做多么大、多么重的东西，炫耀他们的加工能力。很少有人向你介绍他们在产品设计方面的能力， 介绍支持产品设计的知识获取手段，如实验室、分析软件、知识库和知识管理，几乎没有人向你介绍什么 是他们自己研发并占有了世界市场的产品。可以看出在他们的观念中，能够照猫画虎地把东西做出来，就 是他们的追求和骄傲。说明中国的制造业还看不到设计竞争是制造业中一种更高层次的竞争，看不到创新 是设计的灵魂。这不能不说是一个半世纪历程带给人们精神上的缺失，也是文化中遗憾的地方。本书的首 要任务，就是要揭示设计竞争在制造业竞争中的地位，设计对于从制造大国变成制造强国的意义，创新对 于设计的意义，使读者能够正确认识制造业发展的内在规律和如何抓住设计竞争这个解决问题的关键。 1.2 从以规模竞争取胜到以创新竞争取胜 前面说过，万物都是在竞争中存在和发展的。制造业的使命是为社会提供产品，但是这个使命也只有 在它的产品能够在市场上竞争取胜以后，才得以完成。在经济全球化的趋势下，这个道理越来越显示出它 的力量。由于技术发展，全球对于一种产品制造能力的总量往往很快就超过了全球对于该产品的需求。这 就导致了竞争：先进得以生存和发展，而后进则难逃淘汰命运。表面上看起来这是一个很简单，甚至不需 要讲的道理，但是做起来，却各有各的理解。 首先来看经济上的不同理解。 竞争取胜的主要方式，在制造业不同的发展时期是不同的。如果取世纪变化作为一个大致的时间分隔， 可以认为 20 世纪及以前的制造业主要是依靠规模竞争取胜，在这个阶段，规模提高效率，降低成本，有更 大的竞争力，产能过剩还没有成为频发的问题；而 21 世纪以及此后的制造业则需要主要依靠创新竞争取胜
变化的原因是技术快速进步使得依靠规模竞争取胜的制造业产能越来增长越快，直至很快发展到过剩。如 果说，1949年中国的钢产量是15.8万吨，那么到2010年，中国的钢产量已经达到6.3亿吨，占世界总产 量的44.3%。同时规模竞争需要廉价的劳动力、廉价的资源、廉价的环境污染代价，这些都使得产能增加 的回报越来越小，竞争取胜的空间越来越小，比如中国钢铁企业的利润率2010年只有2.91%。于是制造业 发达国家的企业产生了一种强烈愿望，纷纷将企业中自然资源密集、劳动密集、需要规模和污染严重的部 分迁移到制造业欠发达国家，而保留智力资源密集、创新密集、不依赖规模和没有污染问题的研发和设计 部门留在本土。当然这些产品并不是为了施惠于欠发达国家，而是他们全球供应链中的一个环节而已。所 以中国钢产量的急剧增加，并不是偶然的。 中国在改革开放初期，大型国营企业正在经历向市场经济转变的阵痛，遍地开花的私营企业刚刚起步， 积累资本是他们的主要任务，一个庞大的贷穷的农民群体正在等待出卖劳动力，而资源和环境问题还来不 及关注。在经历了上个世纪中叶的种种变迁之际，以创新竞争取胜是没有什么机会的，于是就形成了一个 时期伴随成为世界车间的中国的经济，包括制造业，在低水平上的高 读鼠标在 提发和率售南15共元 速规模发展。 美国告价 40类元 在认识到贫穷不是社会主义以后，中国迫切需要发展经济。依 赖出口自然就成为经济增长的重要方式。 零配件供应恋 苏州厂3美 罗技公司 图3和图4给出两个典型的依赖出口实现经济增长的例子。图3 等 浸计和品牌 14类元 8类元 说的是世界著名鼠标制造商罗技公司，由美国与瑞士合资，总部在美 图3罗技公司苏州工厂 国加州。它在中国苏州有一个工厂，每年要向美国出口2000万只无 生产每个鼠标回报的份额。 线鼠标。苏州的工厂有大约4000名员工，外加土地、厂房、能源消 190黄元的30GB视频 在美园销售 在美回之外 耗、运输和管理国。由图3可以看到，在美国售价40美 iPod产品收入分配 销售 价值链 其他 元的鼠标，苏州工厂只拿到3美元。图4是一个同样的 苹果公司的毛利（设计 876 376 例子。在美国售价190美元的3DGB视频iPod,在中国组 开发、软件、市动品牌) 器件供应 装和测试，中国的工厂仅拿到4美元。从外贸上看，少 35 制选（组装、则试） SL 出口一台iPod,外贸就减少150美元，但是里面只有4 分销 $30 830 美元是中国的0。评论认为，这是当今全球经济的一个缩 零售 823s22311831 总收入 8008918878103 影。实际上这也是依赖出口实现经济增长的中国经济的 图4为苹果公司在中国制造一台iPod 一个缩影。再举一个玩具制造业的例子，一个芭比娃娃， 回报的份额。 在中国的出厂价是1美元，在美国沃尔玛（超市）的零 售价则是9.99美元。那1美元中，原料占65%，生产占35%，利润充其量只有几个美分。我们剥削劳工、 破坏环境、消费资源的制造业每创造1美元价值，就替美国创造了9倍的价值。玩具本身并没有很多技术 含量，只要有出色的创意，就可以形成自己的竞争力，但是却没有改变这种状态。对比苹果公司在2001年 10月推出了iPod,2007年6月推出了iPhone,2010年4月又推出了iPad,导致全世界狂购的热潮，其创 新态势，显然中国是处在竞争的完全劣势。这样的经济增长，不仅是以大量的土地占用、能源消耗、环境 污染为代价，是不可持续的，而且有13亿人口作为分母的中国人，也不可能真正富裕。 长期实施计划经济的经验和成熟的计划经济架构，依赖国家投资理所当然也是经济增长的重要选择， 特别是在全球金融危机爆发，出口锐减之际。 靠投资拉动经济增长，是一种规模竞争的发展。在一定时期内，为国家在许多方面的发展滞后补课， 是必要的。补课，当然是以模仿为主。投资拉动的一种情况是基本建设，收回投资周期很长，有的甚至是 不能回收：另一种是生产性的，大规模模仿使得后进产能很快过剩，利润空间越来越小，最终变成负利润， 而过度消耗土地和资源，严重污染环境，但是却不能在多大程度上支持创新竞争力的提高。例如前面讲的 高速铁路，投资估计为8000亿（长江三峡投资约2000亿）元人民币，由于人们出行有很多替代选择，结
5 变化的原因是技术快速进步使得依靠规模竞争取胜的制造业产能越来增长越快，直至很快发展到过剩。如 果说，1949 年中国的钢产量是 15.8 万吨，那么到 2010 年，中国的钢产量已经达到 6.3 亿吨，占世界总产 量的 44.3%。同时规模竞争需要廉价的劳动力、廉价的资源、廉价的环境污染代价，这些都使得产能增加 的回报越来越小，竞争取胜的空间越来越小，比如中国钢铁企业的利润率 2010 年只有 2.91%。于是制造业 发达国家的企业产生了一种强烈愿望，纷纷将企业中自然资源密集、劳动密集、需要规模和污染严重的部 分迁移到制造业欠发达国家，而保留智力资源密集、创新密集、不依赖规模和没有污染问题的研发和设计 部门留在本土。当然这些产品并不是为了施惠于欠发达国家，而是他们全球供应链中的一个环节而已。所 以中国钢产量的急剧增加，并不是偶然的。 中国在改革开放初期，大型国营企业正在经历向市场经济转变的阵痛，遍地开花的私营企业刚刚起步， 积累资本是他们的主要任务，一个庞大的贫穷的农民群体正在等待出卖劳动力，而资源和环境问题还来不 及关注。在经历了上个世纪中叶的种种变迁之际，以创新竞争取胜是没有什么机会的，于是就形成了一个 时期伴随成为世界车间的中国的经济，包括制造业，在低水平上的高 速规模发展。 在认识到贫穷不是社会主义以后，中国迫切需要发展经济。依 赖出口自然就成为经济增长的重要方式。 图 3 和图 4 给出两个典型的依赖出口实现经济增长的例子。图 3 说的是世界著名鼠标制造商罗技公司，由美国与瑞士合资，总部在美 国加州。它在中国苏州有一个工厂，每年要向美国出口 2000 万只无 线鼠标。苏州的工厂有大约 4000 名员工，外加土地、厂房、能源消 耗、运输和管理[3]。由图 3 可以看到，在美国售价 40 美 元的鼠标，苏州工厂只拿到 3 美元。图 4 是一个同样的 例子。在美国售价 190 美元的 3DGB 视频 iPod，在中国组 装和测试，中国的工厂仅拿到 4 美元。从外贸上看，少 出口一台 iPod，外贸就减少 150 美元，但是里面只有 4 美元是中国的[4]。评论认为，这是当今全球经济的一个缩 影。实际上这也是依赖出口实现经济增长的中国经济的 一个缩影。再举一个玩具制造业的例子，一个芭比娃娃， 在中国的出厂价是 1 美元，在美国沃尔玛（超市）的零 售价则是 9.99 美元。那 1 美元中，原料占 65%，生产占 35%，利润充其量只有几个美分。我们剥削劳工、 破坏环境、消费资源的制造业每创造 1 美元价值，就替美国创造了 9 倍的价值。玩具本身并没有很多技术 含量，只要有出色的创意，就可以形成自己的竞争力，但是却没有改变这种状态。对比苹果公司在 2001 年 10 月推出了 iPod, 2007 年 6 月推出了 iPhone，2010年4月又推出了 iPad，导致全世界狂购的热潮，其创 新态势，显然中国是处在竞争的完全劣势。这样的经济增长，不仅是以大量的土地占用、能源消耗、环境 污染为代价，是不可持续的，而且有 13 亿人口作为分母的中国人，也不可能真正富裕。 长期实施计划经济的经验和成熟的计划经济架构，依赖国家投资理所当然也是经济增长的重要选择， 特别是在全球金融危机爆发，出口锐减之际。 靠投资拉动经济增长，是一种规模竞争的发展。在一定时期内，为国家在许多方面的发展滞后补课， 是必要的。补课，当然是以模仿为主。投资拉动的一种情况是基本建设，收回投资周期很长，有的甚至是 不能回收；另一种是生产性的，大规模模仿使得后进产能很快过剩，利润空间越来越小，最终变成负利润， 而过度消耗土地和资源，严重污染环境，但是却不能在多大程度上支持创新竞争力的提高。例如前面讲的 高速铁路，投资估计为 8000 亿（长江三峡投资约 2000 亿）元人民币，由于人们出行有很多替代选择，结
果乘客严重不足，什么时候能够收回投资，很难估计。又因为要速成，模仿最便捷，利用国外技术不可避 免会成为首选。由于中国处在生产回报的低端，大量利益为国外企业所得，难以提高国民收入。鼠标与iPOd 的例子已经很清楚了。 依赖出口和投资拉动，都不能有效提高国民的购买力。扩大内需，一方面要所设计的产品能够在满足 国内不同人群需求上更有竞争力，要有自己的设计竞争力：另一方面更为重要的是要有国民收入的提高。 如果占人口大多数的人群收入低微，买不起想买的东西，怎么可能转变为由内需拉动经济发展？如果不能 很快转变为内需拉动，一旦国外用贸易壁垒，货币贬值，技术封锁进行要挟，经济和技术上都受制于人。 表面上GDP值在世界上居于前列，但是竞争力很弱。 再来看思维方式方面的不同理解。 规模竞争取胜和创新竞争取胜，在一定条件下是相互制约的。 创新总是在点上发生的。这个论点是否成立，还可以讨论。人类总是在继承中发展，按照本章给出的 创新定义和创新与模仿的界定，大规模排除继承的发展是不可能的。不论一个创新是在多么大的规模上实 施，比如一些人经常乐道的集成创新，其实质性变化，也往往只是一些点，当然可以有牵一鬟而动全身的 效果。如果连这些实质性变化的点也不存在，一个没有创新的集成，是没有竞争力的。比如发生在上世纪 未的中国高等学校大规模并校，产生了一大批大而全的综合性大学，因为在集成中并没有什么创新的点， 许多学校不仅没有形成新的学术优势和教学优势，甚至连原来的特色也消失了。拿工业产品来说，新技术 多在中小企业产生，大企业的新技术，也产生于一个个小的团队。文学、艺术创作更是如此。创新总是在 雷要满足和不能满足莱个需求而无可继承的矛盾中进行的，只有当矛盾发展到足够清晰和集中时，才有可 能尝试此前未曾用过的知识并取得成功。日本9级地震并引起海啸和核泄漏使得的一些零部件生产受到影 响，结果中国的汽车、家电生产企业就发生困难。从这里可以看到，点上的技术有时是关键性的，而且制 造业发达国家不仅将研发和设计部门留在本土，还将一些关键零部件生产留在本土，因为这些零部件中有 其创新的精华。还可以从图1和图2中看到，当苏州工厂生产一个鼠标拿3美元的时候，零部件供应商拿 14美元：当中国组装一个iPod拿4美元的时候，零部件供应商拿14美元。这些都说明，零部件中有一些 独到的创新，满足于集成则不能产生这些创新。 但是一个点上的变化，如果要改变投入许多人力物力发展起来的规模，当然不是规模发展推动者所乐 意的，这就是他们常常把新技术买来锁进保险箱，自己不用也不让别人用，不到这个规模已经无利可图时， 是不愿意轻易改变已经发展起来的规模的。规模发展，不喜欢变化，创新则要求变革，否则就不成其为创 新。计划经济是一种规模发展的思维，创新则要求想人所不想，见人所不见，为人所不为，因而是不能计 划的，只有规模发展可以计划。垄断发展也是一种规模发展的思维，自顶至底的管理，也是规模发展的思 维。如前所述，国家发展滞后需要补课，不能没有规模发展。上面的讨论，是为了阐明规模竞争取胜和创 新竞争取胜之间的矛盾，在这创新竞争取胜的大环境里，国家虽然不能没有规模发展，但是制定政策时要 为创新留下必要和充分的空间，否则建立创新型国家将只能是一个口号。。 由于在一个半世纪里经济和技术上的落后，特别是上世纪受到大约30年的封锁，中国人思想上有一 个挥之不去的阴影，就是只求拥有，不求竞争，也不认为需要竞争。许多产品，都是通过所谓“测绘”而 形成设计的，现在它有一个好听的名称，叫做“反求工程”。实际上就是把人家的产品拆散，各个零部件 尺寸一量，照猫画虎，就做出来了。随着技术的进步，现在也有许多非常高级的反求工具。如果把反求应 用于了解竞争对手，本来是一个重要的设计技术。但是靠反求照猫画虎，是做不成虎的。不要讲侵犯了别 人的知识产权，导致产权纷争，而且不知道猫和虎的内在差别，没有实现虎的性能的技术，就做不出虎来。 甚至连猫也做不出来，因为形成猫的性能的许多技术，不是表现在外形上，从形状上是掌握不了这些技术 的。在“有了就行”思想主导下，出现了“填补空白”的任务。试看每年评出的国家科技进步奖，不是很 多都是基于填补空白所做出的“贡献”吗？现在形势变了，只要有钱，各种猫都可以买到，有的虎也可以 6
6 果乘客严重不足，什么时候能够收回投资，很难估计。又因为要速成，模仿最便捷，利用国外技术不可避 免会成为首选。由于中国处在生产回报的低端，大量利益为国外企业所得，难以提高国民收入。鼠标与 iPod 的例子已经很清楚了。 依赖出口和投资拉动，都不能有效提高国民的购买力。扩大内需，一方面要所设计的产品能够在满足 国内不同人群需求上更有竞争力，要有自己的设计竞争力；另一方面更为重要的是要有国民收入的提高。 如果占人口大多数的人群收入低微，买不起想买的东西，怎么可能转变为由内需拉动经济发展？如果不能 很快转变为内需拉动，一旦国外用贸易壁垒，货币贬值，技术封锁进行要挟，经济和技术上都受制于人。 表面上 GDP 值在世界上居于前列，但是竞争力很弱。 再来看思维方式方面的不同理解。 规模竞争取胜和创新竞争取胜，在一定条件下是相互制约的。 创新总是在点上发生的。这个论点是否成立，还可以讨论。人类总是在继承中发展，按照本章给出的 创新定义和创新与模仿的界定，大规模排除继承的发展是不可能的。不论一个创新是在多么大的规模上实 施，比如一些人经常乐道的集成创新，其实质性变化，也往往只是一些点，当然可以有牵一髮而动全身的 效果。如果连这些实质性变化的点也不存在，一个没有创新的集成，是没有竞争力的。比如发生在上世纪 末的中国高等学校大规模并校，产生了一大批大而全的综合性大学，因为在集成中并没有什么创新的点， 许多学校不仅没有形成新的学术优势和教学优势，甚至连原来的特色也消失了。拿工业产品来说，新技术 多在中小企业产生，大企业的新技术，也产生于一个个小的团队。文学、艺术创作更是如此。创新总是在 需要满足和不能满足某个需求而无可继承的矛盾中进行的，只有当矛盾发展到足够清晰和集中时，才有可 能尝试此前未曾用过的知识并取得成功。日本 9 级地震并引起海啸和核泄漏使得的一些零部件生产受到影 响，结果中国的汽车、家电生产企业就发生困难。从这里可以看到，点上的技术有时是关键性的，而且制 造业发达国家不仅将研发和设计部门留在本土，还将一些关键零部件生产留在本土，因为这些零部件中有 其创新的精华。还可以从图 1 和图 2 中看到，当苏州工厂生产一个鼠标拿 3 美元的时候，零部件供应商拿 14 美元；当中国组装一个 iPod 拿 4 美元的时候，零部件供应商拿 14 美元。这些都说明，零部件中有一些 独到的创新，满足于集成则不能产生这些创新。 但是一个点上的变化，如果要改变投入许多人力物力发展起来的规模，当然不是规模发展推动者所乐 意的，这就是他们常常把新技术买来锁进保险箱，自己不用也不让别人用，不到这个规模已经无利可图时， 是不愿意轻易改变已经发展起来的规模的。规模发展，不喜欢变化，创新则要求变革，否则就不成其为创 新。计划经济是一种规模发展的思维，创新则要求想人所不想，见人所不见，为人所不为，因而是不能计 划的，只有规模发展可以计划。垄断发展也是一种规模发展的思维，自顶至底的管理，也是规模发展的思 维。如前所述，国家发展滞后需要补课，不能没有规模发展。上面的讨论，是为了阐明规模竞争取胜和创 新竞争取胜之间的矛盾，在这创新竞争取胜的大环境里，国家虽然不能没有规模发展，但是制定政策时要 为创新留下必要和充分的空间，否则建立创新型国家将只能是一个口号。。 由于在一个半世纪里经济和技术上的落后，特别是上世纪受到大约 30 年的封锁，中国人思想上有一 个挥之不去的阴影，就是只求拥有，不求竞争，也不认为需要竞争。许多产品，都是通过所谓“测绘”而 形成设计的，现在它有一个好听的名称，叫做“反求工程”。实际上就是把人家的产品拆散，各个零部件 尺寸一量，照猫画虎，就做出来了。随着技术的进步，现在也有许多非常高级的反求工具。如果把反求应 用于了解竞争对手，本来是一个重要的设计技术。但是靠反求照猫画虎，是做不成虎的。不要讲侵犯了别 人的知识产权，导致产权纷争，而且不知道猫和虎的内在差别，没有实现虎的性能的技术，就做不出虎来。 甚至连猫也做不出来，因为形成猫的性能的许多技术，不是表现在外形上，从形状上是掌握不了这些技术 的。在“有了就行”思想主导下，出现了“填补空白”的任务。试看每年评出的国家科技进步奖，不是很 多都是基于填补空白所做出的“贡献”吗？现在形势变了，只要有钱，各种猫都可以买到，有的虎也可以
买到。所以一部分奖实际上是评给那些用国家钱去买猫的人，连反求也不必做。当然人家在很多情况下不 会把正当壮年的虎卖给你，特别是不会把繁殖虎的关键技术卖给你。你买到的至多是一只衰老的虎，或者 仅仅是一只猫和养猫的技术，但是却需要付出高昂的代价。一位外国大公司总栽在上海说得很清楚：“我 们不会把技术卖给我们的竞争对手。”所以这样的填补空白，怎么能够使国家科技进步呢？所谓“引进、 消化、吸收、再创新”，引进是现实的，你争我夺，争到钱来填补空白就能够得奖：因为政策不具体，消 化、吸收、再创新是虚的，是将来的事，与我无关。事实表明，人家卖给你的是猫或者是已经衰老的虎， 没有等到你再创新，另一只年轻力壮的虎又出来了，你的猫或者已经衰老的虎又打不过他的虎，只能再用 高价去买。所以填补空白的口号实际上是缺乏竞争意识的表现。“填补空白”和“竞争取胜”是两种完全 不同的设计理念。这是历史、文化对思维方式的影响。 从以上的分析可以看到，能不能很快将经济发展方式从规模竞争转变为创新竞争，关系到国家在世界 上的竞争力和国民是否能够真正富裕起来，关系到是否能够真正实现经济发展方式转变。 本书第二章将对进行创新更深入的讨论。 2.什么是现代设计？ 2.1现代设计的基本属性 前节讲过，现代设计需要对所设计新事物的物质功能、精神功能和社会功能以及约束条件有全面的考 虑并做出正确处理，所谓正确处理，应当理解在全生命周期中满足需求并满足约束条件。既然制造业的竞争 以世纪更迭为界从规模竞争取胜变为以创新竞争取胜，成功创新必须有正确的设计，所以说，设计是制造 业的灵魂。制造业竞争取胜的视角不同，对设计的要求也必然不同，现代设计具有鲜明的时代特征，但是 绝不能认为“现代”两字仅仅是时间的描述。有的著作认为采用了时尚的软件工具，新颖的算法或者有了 优化、可靠性同、6西格玛设计等就是现代设计，也是不全面的。现代设计具有与传统设计不同的观念，视 角和时代特征，因而将会有不同的理论体系、方法体系和在此基础上产生的许多新的工具，但是现代设计 兼收并蓄此前所有的知识、方法和工具，并在适当的地方使用它们。 现代设计可以归纳为具有三个基本属性：1.竞争性，2.以知识为基础和以新知识获取为中心，3.对分 布式智力资源的依赖性。现在分别讨论如下。 1.竞争性。说的是一个设计是否成功，不能以其功能是否实现和处理技法上是否正确为依据，而是以 由设计制作的事物在竞争中是否能够取胜为依据。如果一个设计，根据它制作的事物满足了预期需求，也 满足约束条件的要求，但是在与由另一个设计制作出来的事物竞争中失败，那么这个设计是失败的。前面 说过，制造业的使命是为社会提供产品，但是这个使命只有在产品在市场上竞争取胜以后，才得以完成。 如果产品卖不出去，不仅不能贡献社会，反而浪费了社会的资源。传统观念认为，一个设计只要在技术上 成立或者物理上没有错误，特别是所设计的产品已经成功制作出来，实现了预期的要求，这个设计就是成 功的，所以产品设计是一个技术活。如果由此制作出来的产品在市场上卖不出去，那么这个成功又有什么 意义呢？所以现代设计认为，上述设计是失败的。 依靠什么竞争？文献[6]指出，组成产品竞争力的要素很多，比较重要的有：功能，质量（功能实现 及保持性的度量)，价格（全成本，效益），交货期，售后服务（维修，升级，培训），环境（含人，机） 相容性，营销活动。 现代设计理论口定义：产品的性能是功能和质量的总和。功能是竞争力最重要的要素。用户购买某个 产品，首先是购买它的功能，也就是其实现所需要的某种行为的能力，可以由输入与输出的关系进行定量 描述。质量则是产品功能在全生命周期中偏差的度量。虽然上述诸要素的任何一个或几个都能在提高竞争 力方面大显身手，但是对于一个企业和它的品牌的竞争力来说，产品性能起着根本和长远的作用。文献[8] 的观点：“德国产品比其它国家的贵，在世界市场上不容易卖。但我们的目标决不能是生产便宜的产品以
7 买到。所以一部分奖实际上是评给那些用国家钱去买猫的人，连反求也不必做。当然人家在很多情况下不 会把正当壮年的虎卖给你，特别是不会把繁殖虎的关键技术卖给你。你买到的至多是一只衰老的虎，或者 仅仅是一只猫和养猫的技术，但是却需要付出高昂的代价。一位外国大公司总裁在上海说得很清楚：“我 们不会把技术卖给我们的竞争对手。”所以这样的填补空白，怎么能够使国家科技进步呢？所谓“引进、 消化、吸收、再创新”，引进是现实的，你争我夺，争到钱来填补空白就能够得奖；因为政策不具体，消 化、吸收、再创新是虚的，是将来的事，与我无关。事实表明，人家卖给你的是猫或者是已经衰老的虎， 没有等到你再创新，另一只年轻力壮的虎又出来了，你的猫或者已经衰老的虎又打不过他的虎，只能再用 高价去买。所以填补空白的口号实际上是缺乏竞争意识的表现。“填补空白”和“竞争取胜”是两种完全 不同的设计理念。这是历史、文化对思维方式的影响。 从以上的分析可以看到，能不能很快将经济发展方式从规模竞争转变为创新竞争，关系到国家在世界 上的竞争力和国民是否能够真正富裕起来，关系到是否能够真正实现经济发展方式转变。 本书第二章将对进行创新更深入的讨论。 2.什么是现代设计？ 2.1 现代设计的基本属性 前节讲过，现代设计需要对所设计新事物的物质功能、精神功能和社会功能以及约束条件有全面的考 虑并做出正确处理,所谓正确处理，应当理解在全生命周期中满足需求并满足约束条件。既然制造业的竞争 以世纪更迭为界从规模竞争取胜变为以创新竞争取胜，成功创新必须有正确的设计，所以说，设计是制造 业的灵魂。制造业竞争取胜的视角不同，对设计的要求也必然不同，现代设计具有鲜明的时代特征，但是 绝不能认为“现代”两字仅仅是时间的描述。有的著作认为采用了时尚的软件工具，新颖的算法或者有了 优化、可靠性[5]、6 西格玛设计等就是现代设计，也是不全面的。现代设计具有与传统设计不同的观念、视 角和时代特征，因而将会有不同的理论体系、方法体系和在此基础上产生的许多新的工具，但是现代设计 兼收并蓄此前所有的知识、方法和工具，并在适当的地方使用它们。 现代设计可以归纳为具有三个基本属性：1.竞争性，2.以知识为基础和以新知识获取为中心，3.对分 布式智力资源的依赖性。现在分别讨论如下。 1.竞争性。说的是一个设计是否成功，不能以其功能是否实现和处理技法上是否正确为依据，而是以 由设计制作的事物在竞争中是否能够取胜为依据。如果一个设计，根据它制作的事物满足了预期需求，也 满足约束条件的要求，但是在与由另一个设计制作出来的事物竞争中失败，那么这个设计是失败的。前面 说过，制造业的使命是为社会提供产品，但是这个使命只有在产品在市场上竞争取胜以后，才得以完成。 如果产品卖不出去，不仅不能贡献社会，反而浪费了社会的资源。传统观念认为，一个设计只要在技术上 成立或者物理上没有错误，特别是所设计的产品已经成功制作出来，实现了预期的要求，这个设计就是成 功的，所以产品设计是一个技术活。如果由此制作出来的产品在市场上卖不出去，那么这个成功又有什么 意义呢？所以现代设计认为，上述设计是失败的。 依靠什么竞争？文献[6]指出，组成产品竞争力的要素很多，比较重要的有：功能，质量（功能实现 及保持性的度量），价格（全成本，效益），交货期，售后服务（维修，升级，培训），环境（含人，机） 相容性，营销活动。 现代设计理论[7]定义：产品的性能是功能和质量的总和。功能是竞争力最重要的要素。用户购买某个 产品，首先是购买它的功能，也就是其实现所需要的某种行为的能力，可以由输入与输出的关系进行定量 描述。质量则是产品功能在全生命周期中偏差的度量。虽然上述诸要素的任何一个或几个都能在提高竞争 力方面大显身手，但是对于一个企业和它的品牌的竞争力来说，产品性能起着根本和长远的作用。文献[8] 的观点：“德国产品比其它国家的贵，在世界市场上不容易卖。但我们的目标决不能是生产便宜的产品以
