第一章 绪论 (初稿，供讨论) 谢友柏 大纲 一、现代设计学 二、我国制造业的形势和发展 三、现代设计与制造业 四、现代设计与信息技术（设计与计算机、设计与互联网） 一、 现代设计学 人类制作的任何事物，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，设计是一切制作行为的 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。在设计制作一 个事物时，总会遇到一些新的需求，也就是要解决一些过去没有解决过的问题，即使完全重 复过去的事物，也会因为际遇不同而需要有不同的对策。采用新方法解决没有解决过的问题 以满足新的需求，是设计的精髓。这里，是否能够正确预见起着关键的作用，因而需要针对 新问题获取新的知识，这也就成为决定设计风险中的主要因素。 设计并不仅仅限于设计产品，所谓事物，可以是产品，也可以是一个操作过程，一种 材料，一个软件，一个系统或者一个组织机构。苏(NPSh)四曾经说过，机械工程师讲 到设计，往往讲的是产品设计，制造工程师讲的是工艺过程设计，材料工程师讲的是新材料 设计，软件工程师讲的是软件设计，系统工程师讲的是系统设计，官员讲的则是组织机构的 设计。这本书因为是面向制造业讲设计，所以会较多围绕产品设计案例展开讨论。但是设计 所要遵循的基本规律则是相同的。 既然设计是一切行为的起点，自从人类以制造工具使自己区别于其它动物，人就开始 设计，也就逐渐萌生设计理论和方法，或者称为设计学的研究。例如，《天工开物》就是一 本讲了许多关于设计问题的书， 目前，设计学的热门研究主要在两个方面。一方面，人的设计活动涉及到智能科学前沿， 所以吸引了大量研究兴趣，特别是看到计算机技术和信息技术的飞速发展，人们希望通过对 设计任务和过程建模，使计算机能代替人进行设计。另一方面，由于制造业当前设计产 品的需要，也促使许多解决实际问题的研究结果问世，例如杭州气轮机厂在上一世纪 70年代从德国维塞尔工厂引进工业气轮机制造技术，用的是模块化设计，就是设计方法学 中的一个派别。针对某特定实际问题而进行的研究，还有可靠性设计，优化设计、极限应力 设计、动态设计、摩擦学设计、绿色设计、全生命周期设计等等，名目繁多，难以穷举。因 为学说之繁杂，致使有人专门研究如何对这些学说进行整理，。如果考虑有大量研究是 把两个方面交织在一起进行的，再加上不同作者对表达研究意图和研究结果的名词，常常有 不同的理解，以及由于主观和客观（如希望达到的目标最后没有达到等）原因，有些名词又 名不副实。这就使得不能用很短的篇幅把设计学整理出一个头绪。 现代设计学的编写，不是为了帮助读者学会解决设计任务某个方面或某个阶段的某种或 某些方法，这类方法不胜枚举，都有相关的专著和可以通过阅读专著来学习。本书的编写是 为了让读者从总体上懂得设计，了解设计的任务和过程，学会设计的一般原理和方法，特别 是学会应对现今条件下对设计的挑战，具备根据情况判断和选择采用哪些方法和综合多种方
第一章 绪论 （初稿，供讨论） 谢友柏 大纲 一、现代设计学 二、我国制造业的形势和发展 三、现代设计与制造业 四、现代设计与信息技术（设计与计算机、设计与互联网） 一、 现代设计学 人类制作的任何事物，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，设计是一切制作行为的 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。在设计制作一 个事物时，总会遇到一些新的需求，也就是要解决一些过去没有解决过的问题，即使完全重 复过去的事物，也会因为际遇不同而需要有不同的对策。采用新方法解决没有解决过的问题 以满足新的需求，是设计的精髓。这里，是否能够正确预见起着关键的作用，因而需要针对 新问题获取新的知识，这也就成为决定设计风险中的主要因素。 设计并不仅仅限于设计产品，所谓事物，可以是产品，也可以是一个操作过程，一种 材料，一个软件，一个系统或者一个组织机构。苏（N P Suh）[1]曾经说过，机械工程师讲 到设计，往往讲的是产品设计，制造工程师讲的是工艺过程设计，材料工程师讲的是新材料 设计，软件工程师讲的是软件设计，系统工程师讲的是系统设计，官员讲的则是组织机构的 设计。这本书因为是面向制造业讲设计，所以会较多围绕产品设计案例展开讨论。但是设计 所要遵循的基本规律则是相同的。 既然设计是一切行为的起点，自从人类以制造工具使自己区别于其它动物，人就开始 设计，也就逐渐萌生设计理论和方法，或者称为设计学的研究。例如，《天工开物》就是一 本讲了许多关于设计问题的书[2]。 目前，设计学的热门研究主要在两个方面。一方面，人的设计活动涉及到智能科学前沿， 所以吸引了大量研究兴趣，特别是看到计算机技术和信息技术的飞速发展，人们希望通过对 设计任务和过程建模，使计算机能代替人进行设计[3-5]。另一方面，由于制造业当前设计产 品的需要，也促使许多解决实际问题的研究结果问世[1，6-9]，例如杭州气轮机厂在上一世纪 70 年代从德国维塞尔工厂引进工业气轮机制造技术，用的是模块化设计，就是设计方法学 中的一个派别。针对某特定实际问题而进行的研究，还有可靠性设计，优化设计、极限应力 设计、动态设计、摩擦学设计、绿色设计、全生命周期设计等等，名目繁多，难以穷举。因 为学说之繁杂，致使有人专门研究如何对这些学说进行整理[10，11]。如果考虑有大量研究是 把两个方面交织在一起进行的，再加上不同作者对表达研究意图和研究结果的名词，常常有 不同的理解，以及由于主观和客观（如希望达到的目标最后没有达到等）原因，有些名词又 名不副实。这就使得不能用很短的篇幅把设计学整理出一个头绪。 现代设计学的编写，不是为了帮助读者学会解决设计任务某个方面或某个阶段的某种或 某些方法，这类方法不胜枚举，都有相关的专著和可以通过阅读专著来学习。本书的编写是 为了让读者从总体上懂得设计，了解设计的任务和过程，学会设计的一般原理和方法，特别 是学会应对现今条件下对设计的挑战，具备根据情况判断和选择采用哪些方法和综合多种方 1
法解决问题的能力。现代设计学是一个远未完善的研究领域，本书也为愿意在这个领域从事 研究的读者揭示存在的问题和介绍各个方向上研究的前沿。但是首先是会设计，只有会设计 的人才知道需要研究什么和需要怎样研究。事实上，任何方法都是针对设计中一些特定的问 题和范围发展起来的，如果不能从总体上懂得设计，了解设计的任务和过程，了解当前设计 竞争的态势，没有掌握设计的一般原理和方法，仅仅想凭某一种方法的发展就做好设计，是 不现实的。但是并不是没有人持相反的观点，例如，推动“甩掉图板”，就给人以错觉，以 为只要能够用计算机辅助设计(CD,实际上仅仅是计算机绘图)，就是会设计了，最终这个 运动并没有提高我国制造企业的设计竞争力。另外，大规模投资“计算机集成制造系统 (CIMS)”,鼓吹这样就能够使我国的制造业在竞争中取胜，结果也并不是这样。赋予计算机 以智能代替人设计(Intelligent Design),可以作为一个研究方向介绍，如果认为现在已 经能够靠它来完成设计，那就会误导读者。 现代设计学，在设计前面加上“现代”这样的修饰词，并不是随意的或者装饰性的，也 不是因为计算机技术的发展，网络技术的发展，人工智能的发展，更不是因为介绍和应用了 许多先进的软件工具：有限元分析、可靠性分析、动力学分析、多目标优化、网格化协同平 台等等。前面讲过，根据设计而制作的事物，是为了满足人的需求，特别是新的需求。因此 设计需要获取新的知识以解决过去没有解决过的问题，并为是否能够正确预见而承担风险。 设计是社会性和技术性交织在一起的问题，而且对人的需求和爱好的理解，因人而异，解决 方法也因此因人而异。这样设计又是技术和艺术交织在一起的问题。由于经济全球化导致制 造业竞争形势的变化，这些关系现在越来越支配着设计的成败，越来越显示它们对认识设计 的重要性了，希望本书的编写能够给读者以鲜明的时代感觉。 现代设计具有两个非常重要的属性：设计的竞争性和对分布式资源环境的依赖性，这 在后面会有更详细的讨论。所谓竞争性，就是说设计的任务是要让所设计的事物和同类事物 能够在市场竞争中取胜，这是由制造业的属性和经济全球化的形势所决定的，不以人们的意 志为转移。如果设计不考虑竞争或者事物实现后不能在市场上竞争取胜，那么设计也就失去 自己的价值甚至给社会造成伤害，因此是失败的。很多方法之所以不能全面解决设计问题， 是因为它们只考虑设计方案物理上或技术上的是否成立。物理上或者技术上成立仅仅是设计 命题的一部分，虽然是不可或缺的部分，但是如果不能竞争取胜，物理上或技术上成立的设 计方案就没有用处，甚至有害，这也是无可否认的事实。这一点，虽然具有普遍意义，但是 对于我国的制造业者特别重要，可惜国内研究得非常之少。 设计要解决过去设有解决过的问题，就需要寻求新的知识或技术。现代设计理论认为， 设计是以知识为基础，以获取新知识为中心。前半句没有多少异议，后半句则是差不多所有 设计学的书中都没有涉及，因为都是假设知识是静态的并且在设计开始时已经存在。如果认 真考虑用什么手段才能够最有效地竞争取胜，就不难理解后半句的意义了。但是知识获取是 资源依赖的，竞争结果迫使设计资源由过去的垂直结构（主要资源在进行设计的企业内部） 变成水平结构（大量依赖企业外的资源）。为了使设计实体和实体以外分布的资源单元能够 有效地工作，需要一个分布式的资源环境。这不仅提出了大量新的技术命题，同时也产生了 许多文化、教育、法律、政策等等1方面的问题，远比过去“协同设计”所研究的范围大 得多。对分布式资源环境的依赖性是现代设计的另一个重要属性，也是现代设计所需要解决 的问题。 二、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， 2
法解决问题的能力。现代设计学是一个远未完善的研究领域，本书也为愿意在这个领域从事 研究的读者揭示存在的问题和介绍各个方向上研究的前沿。但是首先是会设计，只有会设计 的人才知道需要研究什么和需要怎样研究。事实上，任何方法都是针对设计中一些特定的问 题和范围发展起来的，如果不能从总体上懂得设计，了解设计的任务和过程，了解当前设计 竞争的态势，没有掌握设计的一般原理和方法，仅仅想凭某一种方法的发展就做好设计，是 不现实的。但是并不是没有人持相反的观点，例如，推动“甩掉图板”，就给人以错觉，以 为只要能够用计算机辅助设计（CAD，实际上仅仅是计算机绘图），就是会设计了，最终这个 运动并没有提高我国制造企业的设计竞争力。另外，大规模投资“计算机集成制造系统 （CIMS）”，鼓吹这样就能够使我国的制造业在竞争中取胜，结果也并不是这样。赋予计算机 以智能代替人设计（Intelligent Design），可以作为一个研究方向介绍，如果认为现在已 经能够靠它来完成设计，那就会误导读者。 现代设计学，在设计前面加上“现代”这样的修饰词，并不是随意的或者装饰性的，也 不是因为计算机技术的发展，网络技术的发展，人工智能的发展，更不是因为介绍和应用了 许多先进的软件工具：有限元分析、可靠性分析、动力学分析、多目标优化、网格化协同平 台等等。前面讲过，根据设计而制作的事物，是为了满足人的需求，特别是新的需求。因此 设计需要获取新的知识以解决过去没有解决过的问题，并为是否能够正确预见而承担风险。 设计是社会性和技术性交织在一起的问题，而且对人的需求和爱好的理解，因人而异，解决 方法也因此因人而异。这样设计又是技术和艺术交织在一起的问题。由于经济全球化导致制 造业竞争形势的变化，这些关系现在越来越支配着设计的成败，越来越显示它们对认识设计 的重要性了，希望本书的编写能够给读者以鲜明的时代感觉。 现代设计具有两个非常重要的属性：设计的竞争性和对分布式资源环境[12]的依赖性，这 在后面会有更详细的讨论。所谓竞争性，就是说设计的任务是要让所设计的事物和同类事物 能够在市场竞争中取胜，这是由制造业的属性和经济全球化的形势所决定的，不以人们的意 志为转移。如果设计不考虑竞争或者事物实现后不能在市场上竞争取胜，那么设计也就失去 自己的价值甚至给社会造成伤害，因此是失败的。很多方法之所以不能全面解决设计问题， 是因为它们只考虑设计方案物理上或技术上的是否成立。物理上或者技术上成立仅仅是设计 命题的一部分，虽然是不可或缺的部分，但是如果不能竞争取胜，物理上或技术上成立的设 计方案就没有用处，甚至有害，这也是无可否认的事实。这一点，虽然具有普遍意义，但是 对于我国的制造业者特别重要，可惜国内研究得非常之少。 设计要解决过去没有解决过的问题，就需要寻求新的知识或技术。现代设计理论认为， 设计是以知识为基础，以获取新知识为中心。前半句没有多少异议，后半句则是差不多所有 设计学的书中都没有涉及，因为都是假设知识是静态的并且在设计开始时已经存在。如果认 真考虑用什么手段才能够最有效地竞争取胜，就不难理解后半句的意义了。但是知识获取是 资源依赖的，竞争结果迫使设计资源由过去的垂直结构（主要资源在进行设计的企业内部） 变成水平结构（大量依赖企业外的资源）。为了使设计实体和实体以外分布的资源单元能够 有效地工作，需要一个分布式的资源环境。这不仅提出了大量新的技术命题，同时也产生了 许多文化、教育、法律、政策等等[13,14]方面的问题，远比过去“协同设计”所研究的范围大 得多。对分布式资源环境的依赖性是现代设计的另一个重要属性，也是现代设计所需要解决 的问题。 二、 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， 2
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9.6%，制造业的贡献在三分之一以上。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。1405年，一支由260多艘海船组成的庞大船队，在郑和的带领下，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。87年后， 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、洋船都从国外买来。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。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”，因此我们自己需要有一个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、第一棵原子弹和氢弹、 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侯，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；现在中国城市满街道跑的汽车，大多也不是中国的 品牌。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大？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，一个强大制造业的期望，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。作为现代设计学的绪论，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，政府集中很大力量发展经济，这一时期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，政策还不成熟，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，很难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
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 9.6%，制造业的贡献在三分之一以上[15]。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。1405 年，一支由 260 多艘海船组成的庞大船队，在郑和的带领下，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。87 年后， 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、洋船都从国外买来。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[16]。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”，因此我们自己需要有一个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、第一棵原子弹和氢弹、 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；现在中国城市满街道跑的汽车，大多也不是中国的 品牌。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大？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，一个强大制造业的期望，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。作为现代设计学的绪论，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，政府集中很大力量发展经济，这一时期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，政策还不成熟，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，很难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 3
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，在一个新的游戏规则中开始新一轮的 搏斗，于是就发生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。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、 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，几乎设有人向你介绍什么 是他们自己研发并占有了世界市场的。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。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。现代设计学的首要任务，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，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。 三、现代设计与制造业的发展 为了说明问题，需要先要讲清楚一个原理：制造业的使命是为社会提供产品，但是这个 使命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 个原理越来越显示出它的力量。由于技术发展，全球制造能力的总量超过了全球对产品的需 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。 由于一个半世纪经济和技术的落后，特别是上世纪大约有30年的封锁，思想上一个挥 之不去的阴影就是只求拥有，不求竞争，也不需要竞争。许多产品，都是通过所谓“测绘” 而形成设计的，现在有一个好听的名词，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，反求现在也有许多非常高 级的仪器。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，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”思想控制下，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，甚至反求也不必做。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
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，在一个新的游戏规则中开始新一轮的 搏斗，于是就发生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。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、 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。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。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。现代设计学的首要任务，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，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。 三、 现代设计与制造业的发展 为了说明问题，需要先要讲清楚一个原理：制造业的使命是为社会提供产品，但是这个 使命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 个原理越来越显示出它的力量。由于技术发展，全球制造能力的总量超过了全球对产品的需 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。 由于一个半世纪经济和技术的落后，特别是上世纪大约有 30 年的封锁，思想上一个挥 之不去的阴影就是只求拥有，不求竞争，也不需要竞争。许多产品，都是通过所谓“测绘” 而形成设计的，现在有一个好听的名词，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，反求现在也有许多非常高 级的仪器。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，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”思想控制下，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，甚至反求也不必做。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 4
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。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，你的猫或者是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。 依靠什么竞争？文献[1]指出，组成产品竞争力的要素很多，比较重要的有：功能，质 量（功能的实现及保持），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。 现代设计理论圆定义：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[19]的观点：“德国产品比其它的贵， 在世界市场上不容易卖。但我们的目标决不能是生产较便宜的产品以增强竞争力，而应当是 生产别人所不能生产的产品。”这个观点对于希望创名牌的企业，是十分重要的。 “中国制造”能够这样高速发展，说明中国的制造业不是没有竞争力。这个竞争力主要 是廉价的劳动力和廉价的资源（包括土地、建筑、原料、能源和环境），竞争结果是工业发 达国家企业都把制造厂般到中国来，中国变成了世界的车间。由于缺少设计竞争意识，也就 缺少中国自己有竞争力的产品和企业品牌，“中国制造”的却是别国的品牌，由别国设计的 产品。依靠这种竞争力要素来竞争的结果是很残酷的。例如，江南著名的风景地太湖，过去 有一首歌，唱的是：“太湖美，太湖水，·。”但是现在太湖已经被污染到不堪。2007年上 半年，曾经发生太湖水质坏到使无锡市断水数天的事故。能源需求激发疯狂开采，导致煤矿 的矿难不断，于是有所谓“血染的煤”的说法。二氧化碳排放，中国已经位居世界第二，仅 次于美国。中国制造了，但是产品中自有知识产权比重非常低，缺乏高附加值贡献，结果回 报很低，很大一部分都被提供技术、设计和品牌的公司拿走了，GDP与GNP之间有巨大的剪刀 差。依靠这种竞争力，国民经济不可能持续发展。于是提出了转变经济增长方式的问题。对 于制造业来说，转变经济增长方式，就是要改变竞争力的内容，发展另外一些竞争力要素， 不再依靠廉价劳动力和廉价资源。换句话说，就是中国的制造业要能够设计出依靠高性能竞 争取胜的自己品牌产品，用这个对国家GDP做出贡献。 制造业只有在自己产品能够在市场上竞争取胜，才能够实现它的价值。在竞争力诸要素 中，产品的性能起着根本和长远的作用。用户购买某个产品，是购买它的功能，也就是实现 其所需要的某种行为的能力。例如，买一辆汽车，是购买它的通过燃烧燃料将人和物从一个 地方运送到另一个地方的功能，而这个功能在购买以后于规定期限内能够满意地使用，即它 偏离期望值的程度是能够容忍的。前面半句是讲汽车的功能，后面半句是讲汽车的质量。当 然用户希望汽车漂亮，但是一般不是为了漂亮买车，否则他就会去买一幅画或者买一个花园。 汽车要符合排放法规的要求，但是用户不会为了满足排放法规要求去买车，不开车就没有排 放问题。由于全世界制造业产能过剩，而用户对产品的性能需求又是在不断发展之中，人们 总是追求更好的东西，于是竞争就围绕着谁能够率先生产出具有现有产品不具备性能的新产 品。如果这个新产品是符合市场的需求或潜在的需求，那么它就会得到很高的回报，等到别 的企业也会做了，或者经过改进，反而做得更好，利润就会迅速降低下来。 中国曾经在很长一个时期在全国强调产品的质量，推行所谓的全面质量控制(TQC),希 望把东西“做”得尽可能地好，这是引进的概念，主要是从日本。因为中国制造业的文化和 追求是照猫画虎和填补空白，自然就将注意力完全放在“做”宇上面，也就是加工和对加工
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。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，你的猫或者是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。 依靠什么竞争？文献[17]指出，组成产品竞争力的要素很多，比较重要的有：功能，质 量（功能的实现及保持），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[18]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[19]的观点：“德国产品比其它的贵， 在世界市场上不容易卖。但我们的目标决不能是生产较便宜的产品以增强竞争力，而应当是 生产别人所不能生产的产品。”这个观点对于希望创名牌的企业，是十分重要的。 “中国制造”能够这样高速发展，说明中国的制造业不是没有竞争力。这个竞争力主要 是廉价的劳动力和廉价的资源（包括土地、建筑、原料、能源和环境），竞争结果是工业发 达国家企业都把制造厂般到中国来，中国变成了世界的车间。由于缺少设计竞争意识，也就 缺少中国自己有竞争力的产品和企业品牌，“中国制造”的却是别国的品牌，由别国设计的 产品。依靠这种竞争力要素来竞争的结果是很残酷的。例如，江南著名的风景地太湖，过去 有一首歌，唱的是：“太湖美，太湖水，….。”但是现在太湖已经被污染到不堪。2007 年上 半年，曾经发生太湖水质坏到使无锡市断水数天的事故。能源需求激发疯狂开采，导致煤矿 的矿难不断，于是有所谓“血染的煤”的说法。二氧化碳排放，中国已经位居世界第二，仅 次于美国。中国制造了，但是产品中自有知识产权比重非常低，缺乏高附加值贡献，结果回 报很低，很大一部分都被提供技术、设计和品牌的公司拿走了，GDP与GNP之间有巨大的剪刀 差。依靠这种竞争力，国民经济不可能持续发展。于是提出了转变经济增长方式的问题。对 于制造业来说，转变经济增长方式，就是要改变竞争力的内容，发展另外一些竞争力要素， 不再依靠廉价劳动力和廉价资源。换句话说，就是中国的制造业要能够设计出依靠高性能竞 争取胜的自己品牌产品，用这个对国家GDP做出贡献。 制造业只有在自己产品能够在市场上竞争取胜，才能够实现它的价值。在竞争力诸要素 中，产品的性能起着根本和长远的作用。用户购买某个产品，是购买它的功能，也就是实现 其所需要的某种行为的能力。例如，买一辆汽车，是购买它的通过燃烧燃料将人和物从一个 地方运送到另一个地方的功能，而这个功能在购买以后于规定期限内能够满意地使用，即它 偏离期望值的程度是能够容忍的。前面半句是讲汽车的功能，后面半句是讲汽车的质量。当 然用户希望汽车漂亮，但是一般不是为了漂亮买车，否则他就会去买一幅画或者买一个花园。 汽车要符合排放法规的要求，但是用户不会为了满足排放法规要求去买车，不开车就没有排 放问题。由于全世界制造业产能过剩，而用户对产品的性能需求又是在不断发展之中，人们 总是追求更好的东西，于是竞争就围绕着谁能够率先生产出具有现有产品不具备性能的新产 品。如果这个新产品是符合市场的需求或潜在的需求，那么它就会得到很高的回报，等到别 的企业也会做了，或者经过改进，反而做得更好，利润就会迅速降低下来。 中国曾经在很长一个时期在全国强调产品的质量，推行所谓的全面质量控制（TQC），希 望把东西“做”得尽可能地好，这是引进的概念，主要是从日本。因为中国制造业的文化和 追求是照猫画虎和填补空白，自然就将注意力完全放在“做”字上面，也就是加工和对加工 5
的管理。其实就是百分之百“做”得和人家一样，也只是一只猫，并不能形成全球经济一体 化时代的竞争力。后面将会谈到，同样做一只猫，可以有不同办法，设计阶段一项重要任务 就是选择最能够达到要求的方法来实现需要的性能。单纯追求“做”的质量使得失去选择最 适合自己的方法达到目标的机会。其实在上世纪80年代，许多日本学者都在反思日本追求 “做”得好而缺乏性能创新的问题，中国却大张旗鼓地追随别人正在反思的足迹。 现在来讨论：是在制造的那个阶段决定一个新产品所具有的新性能以及如何赋予其新的 性能？这只能是在产品的设计阶段，因为设计是一切制作行为的起点，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。新产品又怎么能够具有现有产品不具备的 性能？那就是采用了新的原理、新的技术和新的方法，或者更一般地讲：引入了最新的知识。 新产品不可能一切都是新的，它必定或多或少采用已有的原理、技术和方法。从这一点讲， 新的性能也只能在设计阶段决定，因为引入的新原理、技术和方法必须和需要采用的已有原 理、技术和方法匹配，同时必须满足全生命周期中的所有约束条件，例如成本的约束，环境 的约束，用户所在地法律的约束等等。只有在设计阶段有可能处理好它们之间的冲突和协调， 一旦产品生成或部分生成，再改变任何一个局部，将十分困难，并且可能造成巨大的损失甚 至危害社会。设计如果不能使所设计对象在实现现有产品不能满足的性能需求和潜在性能需 求上具有竞争力，就不能期望产品出厂后能够为企业和它的品牌带来竞争力，充其量也只能 依靠廉价销往十分贫困的地区。一旦高性能产品降低了成本或贫困地区购买力提高，又不得 不被从市场上排挤出去。从这里可以看到性能的另一个重要意义：为满足现有产品所不能满 足的性能需求或潜在的性能需求，往往是设计竞争和产品一代又一代发展的驱动力。 现在制造业的竞争就是设计的竞争。文献[13,14]对于这一点也说得很清楚，其中还讲 到，竞争的焦点是：率先引入最新技术，最短研发周期和最小研发成本。第一点已经讨论过 了，后面两点也是显而易见。如果几个企业都看到了某个新的需求，都开始了新产品的研发， 那么研发周期最短的必定先投放市场，而研发周期长的则失去了商机；由于产品更新的周期 越来越短，对于企业在研发成本上产生了很大压力，最小研发成本就成了设计竞争的另一个 焦点。传统观点认为，竞争是管理学科的研究领域，而设计则是在技术上实现经营者确定的 目标，设计的任务是使所设计对象在物理上和技术上能够实现。试问：管理学科脱离设计来 研究竞争，不掌握设计竞争的内在规律，在这制造业的竞争就是设计竞争的时代，是不是就 像一个赤手空拳的人与手持武器的人打仗，只能是避重就轻，在竞争力的次要要素上做文章， 这难道不是我国当前管理学科研究中的问题吗？而设计学科如果不了解设计是为了竞争取 胜，仅仅满足于产生一个物理上和技术上成立的结果（一套可以据以实现产品的图纸和设计 说明书)，那么这个物理上和技术上成立的结果就可能因竞争失败而不能形成自己的价值， 不能成为对社会的贡献，反而浪费了社会的人力、物力和财力，导致社会的损失。现代设计 学认为：设计一个正确事物（即在性能上能够竞争取胜的新产品），远比把一个事物设计得 正确更重要。设计要达到竞争取胜的目的而不仅仅是追求物理上和技术上无误，这就是现代 设计的竞争性属性。认识这些，对于怎么从制造大国变成制造强国非常重要。 设计是有风险的，风险来自两个方面：一是在全生命周期中满足用户对性能的要求，满 足全部约束条件；二是与其他竞争者在市场上竞争取胜。前面是要把对象设计得正确，这取 决于在设计阶段是否能够预测产品实现过程和实现以后整个使用过程中的行为和表现，即在 物理域和技术域中掌握正确而充分的相关知识；后面则是要正确认识市场对新产品性能的需 求和潜在需求，正确评估满足不同需求所需要的投入和回报，从而正确选择和确定设计的任 务，即要满足什么已有产品所未能满足的性能需求，需要在功能域和经济域中掌握正确而充 分的相关知识。设计中掌握的知识越正确、越充分，风险也就越小。设计是以知识为基础， 以获取新知识为中心。前面半句话没有多少争议，没有人认为设计不需要知识，但是传统理 解的知识是已有知识，即经验。后面半句话则不容易被接受，因为它与“率先引入最新技术
的管理。其实就是百分之百“做”得和人家一样，也只是一只猫，并不能形成全球经济一体 化时代的竞争力。后面将会谈到，同样做一只猫，可以有不同办法，设计阶段一项重要任务 就是选择最能够达到要求的方法来实现需要的性能。单纯追求“做”的质量使得失去选择最 适合自己的方法达到目标的机会。其实在上世纪 80 年代，许多日本学者都在反思日本追求 “做”得好而缺乏性能创新的问题，中国却大张旗鼓地追随别人正在反思的足迹。 现在来讨论：是在制造的哪个阶段决定一个新产品所具有的新性能以及如何赋予其新的 性能？这只能是在产品的设计阶段，因为设计是一切制作行为的起点，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。新产品又怎么能够具有现有产品不具备的 性能？那就是采用了新的原理、新的技术和新的方法，或者更一般地讲：引入了最新的知识。 新产品不可能一切都是新的，它必定或多或少采用已有的原理、技术和方法。从这一点讲， 新的性能也只能在设计阶段决定，因为引入的新原理、技术和方法必须和需要采用的已有原 理、技术和方法匹配，同时必须满足全生命周期中的所有约束条件，例如成本的约束，环境 的约束，用户所在地法律的约束等等。只有在设计阶段有可能处理好它们之间的冲突和协调， 一旦产品生成或部分生成，再改变任何一个局部，将十分困难，并且可能造成巨大的损失甚 至危害社会。设计如果不能使所设计对象在实现现有产品不能满足的性能需求和潜在性能需 求上具有竞争力，就不能期望产品出厂后能够为企业和它的品牌带来竞争力，充其量也只能 依靠廉价销往十分贫困的地区。一旦高性能产品降低了成本或贫困地区购买力提高，又不得 不被从市场上排挤出去。从这里可以看到性能的另一个重要意义：为满足现有产品所不能满 足的性能需求或潜在的性能需求，往往是设计竞争和产品一代又一代发展的驱动力。 现在制造业的竞争就是设计的竞争。文献[13,14]对于这一点也说得很清楚，其中还讲 到，竞争的焦点是：率先引入最新技术，最短研发周期和最小研发成本。第一点已经讨论过 了，后面两点也是显而易见。如果几个企业都看到了某个新的需求，都开始了新产品的研发， 那么研发周期最短的必定先投放市场，而研发周期长的则失去了商机；由于产品更新的周期 越来越短，对于企业在研发成本上产生了很大压力，最小研发成本就成了设计竞争的另一个 焦点。传统观点认为，竞争是管理学科的研究领域，而设计则是在技术上实现经营者确定的 目标，设计的任务是使所设计对象在物理上和技术上能够实现。试问：管理学科脱离设计来 研究竞争，不掌握设计竞争的内在规律，在这制造业的竞争就是设计竞争的时代，是不是就 像一个赤手空拳的人与手持武器的人打仗，只能是避重就轻，在竞争力的次要要素上做文章， 这难道不是我国当前管理学科研究中的问题吗？而设计学科如果不了解设计是为了竞争取 胜，仅仅满足于产生一个物理上和技术上成立的结果（一套可以据以实现产品的图纸和设计 说明书），那么这个物理上和技术上成立的结果就可能因竞争失败而不能形成自己的价值， 不能成为对社会的贡献，反而浪费了社会的人力、物力和财力，导致社会的损失。现代设计 学认为：设计一个正确事物（即在性能上能够竞争取胜的新产品），远比把一个事物设计得 正确更重要。设计要达到竞争取胜的目的而不仅仅是追求物理上和技术上无误，这就是现代 设计的竞争性属性。认识这些，对于怎么从制造大国变成制造强国非常重要。 设计是有风险的，风险来自两个方面：一是在全生命周期中满足用户对性能的要求，满 足全部约束条件；二是与其他竞争者在市场上竞争取胜。前面是要把对象设计得正确，这取 决于在设计阶段是否能够预测产品实现过程和实现以后整个使用过程中的行为和表现，即在 物理域和技术域中掌握正确而充分的相关知识；后面则是要正确认识市场对新产品性能的需 求和潜在需求，正确评估满足不同需求所需要的投入和回报，从而正确选择和确定设计的任 务，即要满足什么已有产品所未能满足的性能需求，需要在功能域和经济域中掌握正确而充 分的相关知识。设计中掌握的知识越正确、越充分，风险也就越小。设计是以知识为基础， 以获取新知识为中心。前面半句话没有多少争议，没有人认为设计不需要知识，但是传统理 解的知识是已有知识，即经验。后面半句话则不容易被接受，因为它与“率先引入最新技术”， 6
使新产品具有已有产品不具备性能并能够竞争取胜相关联。中国在一个半世纪中，习惯于靠 测绘、反求和引进技术制造，对于这一点在认知上是没有准备的。设计所依赖的知识，与加 工所依赖的装备相对稳定不同，是一个动态的集合：昨天先进的知识，今天就是一般的知识， 明天就变成需要更新的知识。另外，设计不是直达过程，而是需要不断测试-校正最后得到 可以接受结果的过程。因为在确定需求以后，通过联想和其他方法产生若干可能解时，还不 知道哪些解是可以接受和哪一个解比较好，只有经过一系列的测试、评估、优化、回溯和再 设计以后，才能够确认要采用的结果。从不知到知，这是一个新知识获取的过程。引入最新 技术以实现已有产品不具备性能，这个新技术本身当然不会无人知晓，往往在别的场合早已 经用过，不过用在这个特定对象、是否与其他技术匹配、是否满足所有约束、是否在全生命 周期中表现良好，等等，通常是过去所不知道的，因为这是一个新的应用。设计的竞争属性 决定它的活动必须以新知识获取为中心。 知识获取是资源依赖的，这个问题在第二章中还要详细讨论。由于竞争的另外两个焦点： 最短研发周期和最小研发成本，企业完全依靠自己的力量来准备这些资源，已经越来越不可 能了。竞争的压力迫使设计的资源从垂直结构向水平结构变化，也就是从原来设计知识获取 所需要的资源大部分在设计实体内部，通常是在企业的研发中心里，转变成在很大程度上要 依赖企业外的资源。有一项统计2表明，现在制造业的开发活动中有40-70%依赖外源（外 部供应商、合同制造商、合同设计服务公司)。这是一个很大的变化，不仅这些资源在地理 上是分布的，更复杂的是它们从属于不同的拥有者，与原来设计实体可以根据自己的意愿来 调配设计资源不同，现在则必须与各自的拥有者协调利益。竞争是现代设计的一个属性，而 现代设计的活动是以知识获取为中心，知识获取又是资源依赖的，所以设计的竞争也就变成 知识获取资源的竞争。在垂直资源结构中，竞争的实力表现在资源建设、发展和应用上；在 水平资源结构中，竞争的实力更多表现在运用企业外资源的能力上。这就决定了现代设计的 第二个属性：对分布式资源环境的依赖性。如果现在还把注意力仅仅集中在建设和发展自己 的资源，而不能转移到应用分布式资源环境提供的条件来获取新知识，来提高自己的竞争实 力，就必然会在竞争中落败。包括世界上许多如美国NASA这样的大企业，都持如是的观点 [15.14月 中国的制造企业认识这一点尤其重要。投身设计竞争需要有精神和物质两方面条件，精 神方面是竞争的意识：包括对设计竞争属性的认识，竞争意愿，组织竞争的能力和承受风险 的心理准备，物质方面则是竞争的实力，主要是资本积累和知识获取资源，这里不讨论资本 积累，而是把注意放在现有资本积累规模下运用企业外资源的条件和企业外可以被利用资源 的状态。自主创新要以企业为主体，首先要求企业有竞争意识，如果企业不愿意参与设计竞 争，其他一切都是空话，在市场经济条件下，竞争是不能强迫的。政府首要的工作就是从一 切可能方面去培育和引导企业产品设计的竞争意识：政策上，经济上，教育上和文化上，尽 量避免做伤害这种意识的事。至于竞争实力，则不应当强调依赖企业内部研发中心的发展， 资本、时间和空间都已经不允许中国企业重复这条老路。文献[13,14]认为设计竞争取胜， 需要建立一个“先进工程环境(Advanced Engineering Environments)",这是在工业发达 国家企业内部已经有经过长期发展的研发中心(R&D Center)时说的话。事实上，多年竞 争结果，这些企业早已经大规模利用企业外资源，而且在企业周围也已经存在大量资源， 但是这还不是先进工程环境。竞争不能照猫画虎，解决企业设计竞争实力中的资源问题，只 能研究和借鉴别人经济，认识发展的态势，率先走一条别人没有走过、但是适合自己的路。 迄今的产学研结合，这是外来的一顶帽子，戴在从上世纪50年代沿用至今的模式的头上， 事实证明它并没有解决制造企业在产品设计竞争中实力不足的忧虑，尽管大量潜在的资源因 为没有被利用而成为浪费。不能用计划经济的思维来理解产学研结合，总想用组织措施或项 目措施把双方捆绑在一起。文献[21]给生命系统下的定义：“生命系统是由物质和能量构成
使新产品具有已有产品不具备性能并能够竞争取胜相关联。中国在一个半世纪中，习惯于靠 测绘、反求和引进技术制造，对于这一点在认知上是没有准备的。设计所依赖的知识，与加 工所依赖的装备相对稳定不同，是一个动态的集合：昨天先进的知识，今天就是一般的知识， 明天就变成需要更新的知识。另外，设计不是直达过程，而是需要不断测试-校正最后得到 可以接受结果的过程。因为在确定需求以后，通过联想和其他方法产生若干可能解时，还不 知道哪些解是可以接受和哪一个解比较好，只有经过一系列的测试、评估、优化、回溯和再 设计以后，才能够确认要采用的结果。从不知到知，这是一个新知识获取的过程。引入最新 技术以实现已有产品不具备性能，这个新技术本身当然不会无人知晓，往往在别的场合早已 经用过，不过用在这个特定对象、是否与其他技术匹配、是否满足所有约束、是否在全生命 周期中表现良好，等等，通常是过去所不知道的，因为这是一个新的应用。设计的竞争属性 决定它的活动必须以新知识获取为中心。 知识获取是资源依赖的，这个问题在第二章中还要详细讨论。由于竞争的另外两个焦点： 最短研发周期和最小研发成本，企业完全依靠自己的力量来准备这些资源，已经越来越不可 能了。竞争的压力迫使设计的资源从垂直结构向水平结构变化，也就是从原来设计知识获取 所需要的资源大部分在设计实体内部，通常是在企业的研发中心里，转变成在很大程度上要 依赖企业外的资源。有一项统计[20]表明，现在制造业的开发活动中有 40- 70% 依赖外源（外 部供应商、合同制造商、合同设计服务公司）。这是一个很大的变化，不仅这些资源在地理 上是分布的，更复杂的是它们从属于不同的拥有者，与原来设计实体可以根据自己的意愿来 调配设计资源不同，现在则必须与各自的拥有者协调利益。竞争是现代设计的一个属性，而 现代设计的活动是以知识获取为中心，知识获取又是资源依赖的，所以设计的竞争也就变成 知识获取资源的竞争。在垂直资源结构中，竞争的实力表现在资源建设、发展和应用上；在 水平资源结构中，竞争的实力更多表现在运用企业外资源的能力上。这就决定了现代设计的 第二个属性：对分布式资源环境的依赖性。如果现在还把注意力仅仅集中在建设和发展自己 的资源，而不能转移到应用分布式资源环境提供的条件来获取新知识，来提高自己的竞争实 力，就必然会在竞争中落败。包括世界上许多如美国NASA这样的大企业，都持如是的观点 [13,14] 。 中国的制造企业认识这一点尤其重要。投身设计竞争需要有精神和物质两方面条件，精 神方面是竞争的意识：包括对设计竞争属性的认识，竞争意愿，组织竞争的能力和承受风险 的心理准备，物质方面则是竞争的实力，主要是资本积累和知识获取资源，这里不讨论资本 积累，而是把注意放在现有资本积累规模下运用企业外资源的条件和企业外可以被利用资源 的状态。自主创新要以企业为主体，首先要求企业有竞争意识，如果企业不愿意参与设计竞 争，其他一切都是空话，在市场经济条件下，竞争是不能强迫的。政府首要的工作就是从一 切可能方面去培育和引导企业产品设计的竞争意识：政策上，经济上，教育上和文化上，尽 量避免做伤害这种意识的事。至于竞争实力，则不应当强调依赖企业内部研发中心的发展， 资本、时间和空间都已经不允许中国企业重复这条老路。文献[13，14]认为设计竞争取胜， 需要建立一个“先进工程环境（Advanced Engineering Environments）”，这是在工业发达 国家企业内部已经有经过长期发展的研发中心（R & D Center）时说的话。事实上，多年竞 争结果，这些企业早已经大规模利用企业外资源[20]，而且在企业周围也已经存在大量资源， 但是这还不是先进工程环境。竞争不能照猫画虎，解决企业设计竞争实力中的资源问题，只 能研究和借鉴别人经济，认识发展的态势，率先走一条别人没有走过、但是适合自己的路。 迄今的产学研结合，这是外来的一顶帽子，戴在从上世纪 50 年代沿用至今的模式的头上， 事实证明它并没有解决制造企业在产品设计竞争中实力不足的忧虑，尽管大量潜在的资源因 为没有被利用而成为浪费。不能用计划经济的思维来理解产学研结合，总想用组织措施或项 目措施把双方捆绑在一起。文献[21]给生命系统下的定义：“生命系统是由物质和能量构成 7
并由信息将它们组织起来。”这里用信息而没有用骨骼、肌肉或其他什么物质结构将它们组 织起来的观点，非常值得深思。分布式资源环境就是以信息将设计实体和资源单元联系在一 起进行设计的产学研结合模式。它和先进工程环境研究的不同之处是：前者从中国的实际出 发，注意分布的资源单元的生成、生存和发展的条件的研究，因为中国现在能够支持产品设 计竞争合格的企业外资源还很少，中国企业除掉沿用至今的产学研模式以外，还没有其他经 验，这种模式与现在设计竞争的焦点，与现在的技术发展水平并无共同之处，需要研究适合 中国企业的模式，需要研究分布式资源环境的形成和运行的规律，同时还必须有与之相适应 的设计理论研究和设计方法发展，而后者则还没有提到这些内容。 许多工业工程领域的研究讨论动态联盟，他们注意力集中在加工上而不是在设计上。加 工装备以及在加工一种零部件时各个装备之间的相互关系是相对稳定的，这种联盟在一项任 务确定后就形成了，在任务进行过程中资源协同的拓扑结构不再变化。但是设计则不然，当 测试中某一个解决方案被否决而需要替换为另一个方案时，联盟中的部分成员就会同时被替 换。对于设计来说，需要一种更为灵活的合作模式。 一种正在研究和推行的模式称为“知识服务”，它的特点可以归纳为：充分利用信息 技术的成果，尽可能做到即插即用，服务请求方和提供方双向选择（竞争），一个提供方可 以同时为多个请求方服务，一个请求方也可以要求多个提供方提供服务。所以分布式资源环 境和上述的动态联盟是不同的模式，前者没有任何地域、国家、行业和集团的限制，只是请 求方和提供方之间在一项服务上的双边关系；后者则局限于联盟内部的合作，甚至存在与其 他联盟的竞争。知识服务模式更加适应知识不断更新，市场竞争和全球经济一体化的态势。 现在制造业的竞争是设计的竞争，研究现代设计，掌握和应用现代设计的这些特征是当 前制造业发展至关重要的命题。 四、现代设计与信息技术 信息化是一个广泛流行的口号，但是对它内涵的认识却并不统一。例如在英语中就没有 一个和信息化对等的字，怎么翻译还是问题2。这里只讨论与设计学科相关的应用，主要包 括两方面：以计算机为中心的人工智能和以网络为中心的信息传递。 研究人工智能的人，期望计算机技术高速发展，有一天能够完全代替人来解决设计问题， 前面说过，设计是社会性和技术性交织在一起的问题，设计又是技术和艺术交织在一起的问 题。也许计算机永远也不能代替人解决这两个交织在一起的问题。因为这两个问题的发展， 始终会走在计算机技术发展的前面。了解了设计的竞争属性，就会懂得当计算机能够代替人 去解决某一类问题后，立刻会产生解决该计算机还不能解决问题的需求，人也立刻就会去设 计一个新的计算机来满足过去不能实现的需求。另外计算机和人一样，只有受“教育”以后 才能够工作。而能够“教育”计算机的人，自己又必须先受教育，成功使计算机受到教育以 后，也会提出如何使计算机更容易教育和用更新的知识教育计算机的需要。如果把人的需求 和满足需求所依赖的知识看成是动态的而不是静态的，承认昨天是先进的知识，今天就是众 所周知的知识，明天也许会变成需要更新的知识，那么计算机能力的进步始终要比人的能力 进步慢上一拍，就是说，人的头脑里存储的东西也许远远不如计算机，从老东西里面归纳出 过去不知道的规律，也不如计算机，但是人对于新东西，总是比计算机学得快，先掌握。人 不可能把自己不知道的东西存到计算机中让它工作。计算机与人对奔，实际上仍旧是人与人 的对弈，只不过前面这个“人”躲在计算机后面。许多文献都讲了计算机不能代替或排斥人 类专家这类的话，但是他们都没有讨论为什么计算机不能代替或排斥人类专家，也没有 讲清楚计算机在哪些方面不能代替和排斥人类专家。书里研究的都是计算机怎么、怎么代替
并由信息将它们组织起来。”这里用信息而没有用骨骼、肌肉或其他什么物质结构将它们组 织起来的观点，非常值得深思。分布式资源环境就是以信息将设计实体和资源单元联系在一 起进行设计的产学研结合模式。它和先进工程环境研究的不同之处是：前者从中国的实际出 发，注意分布的资源单元的生成、生存和发展的条件的研究，因为中国现在能够支持产品设 计竞争合格的企业外资源还很少，中国企业除掉沿用至今的产学研模式以外，还没有其他经 验，这种模式与现在设计竞争的焦点，与现在的技术发展水平并无共同之处，需要研究适合 中国企业的模式，需要研究分布式资源环境的形成和运行的规律，同时还必须有与之相适应 的设计理论研究和设计方法发展，而后者则还没有提到这些内容。 许多工业工程领域的研究讨论动态联盟，他们注意力集中在加工上而不是在设计上。加 工装备以及在加工一种零部件时各个装备之间的相互关系是相对稳定的，这种联盟在一项任 务确定后就形成了，在任务进行过程中资源协同的拓扑结构不再变化。但是设计则不然，当 测试中某一个解决方案被否决而需要替换为另一个方案时，联盟中的部分成员就会同时被替 换。对于设计来说，需要一种更为灵活的合作模式。 一种正在研究和推行的模式称为“知识服务”[22]，它的特点可以归纳为：充分利用信息 技术的成果，尽可能做到即插即用，服务请求方和提供方双向选择（竞争），一个提供方可 以同时为多个请求方服务，一个请求方也可以要求多个提供方提供服务。所以分布式资源环 境和上述的动态联盟是不同的模式,前者没有任何地域、国家、行业和集团的限制，只是请 求方和提供方之间在一项服务上的双边关系；后者则局限于联盟内部的合作，甚至存在与其 他联盟的竞争。知识服务模式更加适应知识不断更新，市场竞争和全球经济一体化的态势。 现在制造业的竞争是设计的竞争，研究现代设计，掌握和应用现代设计的这些特征是当 前制造业发展至关重要的命题。 四、 现代设计与信息技术 信息化是一个广泛流行的口号，但是对它内涵的认识却并不统一。例如在英语中就没有 一个和信息化对等的字，怎么翻译还是问题[23]。这里只讨论与设计学科相关的应用，主要包 括两方面：以计算机为中心的人工智能和以网络为中心的信息传递。 研究人工智能的人，期望计算机技术高速发展，有一天能够完全代替人来解决设计问题， 前面说过，设计是社会性和技术性交织在一起的问题，设计又是技术和艺术交织在一起的问 题。也许计算机永远也不能代替人解决这两个交织在一起的问题。因为这两个问题的发展， 始终会走在计算机技术发展的前面。了解了设计的竞争属性，就会懂得当计算机能够代替人 去解决某一类问题后，立刻会产生解决该计算机还不能解决问题的需求，人也立刻就会去设 计一个新的计算机来满足过去不能实现的需求。另外计算机和人一样，只有受“教育”以后 才能够工作。而能够“教育”计算机的人，自己又必须先受教育，成功使计算机受到教育以 后，也会提出如何使计算机更容易教育和用更新的知识教育计算机的需要。如果把人的需求 和满足需求所依赖的知识看成是动态的而不是静态的，承认昨天是先进的知识，今天就是众 所周知的知识，明天也许会变成需要更新的知识，那么计算机能力的进步始终要比人的能力 进步慢上一拍，就是说，人的头脑里存储的东西也许远远不如计算机，从老东西里面归纳出 过去不知道的规律，也不如计算机，但是人对于新东西，总是比计算机学得快，先掌握。人 不可能把自己不知道的东西存到计算机中让它工作。计算机与人对弈，实际上仍旧是人与人 的对弈，只不过前面这个“人”躲在计算机后面。许多文献都讲了计算机不能代替或排斥人 类专家这类的话[4,24]，但是他们都没有讨论为什么计算机不能代替或排斥人类专家,也没有 讲清楚计算机在哪些方面不能代替和排斥人类专家。书里研究的都是计算机怎么、怎么代替 8
人，以及如何将人的介入“减少到最低程度”。于是产生一个问题：当计算机和人工智能越 来越发展，人究竟是必须更聪明还是可以更笨了？人必须更勤快了还是可以更懒了？人还需 要做什么和可以做什么？这样讲，一点没有轻视计算机或排斥计算机的意思。计算机技术在 设计上的应用，在减轻人的脑力劳动上，的确发挥了很大的作用，而且正在不断发挥更大的 作用。人工智能技术的应用以及各种先进软件工具的应用，始终是设计竞争力的重要方面。 不过要保持清醒头脑，记住人在设计中的地位和作用，始终是人在设计而不是计算机在设计。 一个软件公司的董事长说过，我们开发软件的原则是尽可能把软件做成傻瓜型的。但是使用 这些软件的设计师是不是可以是傻瓜呢？而培养设计师，是不是也只要培养会用傻瓜软件的 傻瓜就可以了？ 人工智能，不论是研究智能的本质、机理或是它的应用，不等同于知识本身，正如专家 系统不等同于专家知识一样。知识总是人工智能运行的基础，所以知识获取永远是不可取代 的命题。现代设计中的知识获取不同于人工智能中的知识获取，范围更为广泛，操作也更为 复杂，将在第二章中详细讨论。知识是不能创造的，只能从观察客观事物的现象和行为来认 识和得到它。人工智能在知识获取中可以发挥很大的作用，比较常见的如数据的自动采集、 传输、处理、管理、判断和知识发现。但是人工智能不能完成知识获取的全部任务，因为还 需要各种专门的装备和技术，同样也需要系统的设计。为某特定目的开发的人工智能知识获 取系统，人工智能并不是其中的全部，而集成在里面的人工智能也是由人设计的，为此也需 要获取新知识以实现已有系统不具备的性能，还设有见到仅仅由人工智能开发出来的人工智 能知识获取系统。退一步用一个更简单的例子比喻，一个能够熟练使用有限元分析软件的人 面对一个他不熟悉的对象，不一定能够立刻成功做出应力场分析或者温度场分析，因为他必 须了解对象实际工作情况，然后才能决定力或温度的边界条件，有时甚至需要经过复杂的知 识获取过程，才能够掌握正确的边界条件。人工智能能够帮助人自动剖分单元，还不能代替 人确定所有问题的边界条件，也许有一天它能够确定某一类型问题的边界条件，必然会有另 一新类型问题的边界条件是它所不能够确定的。 网络技术的快速发展和应用，这里面也包括大量计算机技术，是现时代的特征，对于依 赖分布式资源环境的现代设计具有特别重要的意义，设计过程基本上是一个信息和知识流动 的过程，与加工是物流过程不同，主要或者完全可以在网络上进行。互联网和相关的支持工 具，是分布式资源环境的重要组成部分。从设计竞争的焦点看，率先引入最新技术，最短研 发周期和最小研发成本，综合三方面的解决方案就是尽可能利用分布式资源环境，网络技术 就是分布式资源环境的基础。需要说明的一点是，提供信息流动的条件与信息或知识本身是 不同的范畴。信息化可以理解为创造和提供信息流动的条件，但是不能理解为已经解决了信 息和更高层次的知识获取问题，后者是由另外一些学科领域中的规律支配。这是高速公路和 公路上的车的关系。没有路，当然跑不了车，有了路，并不等同于路上有车。大规模投资计 算机集成制造系统之所以没有取得预期效果，就是仅仅注意了路而没有同时注意车从什么地 方来。计算机集成制造系统是先进制造技术中的一个热点，后者也是从国外引进的。由于前 面讲过的种种历史和文化的原因，先进制造技术到了中国就变成了先进加工技术。加工依赖 的主要是装备而不是信息和知识，除了用很多钱去买昂贵的装备，又引进许多软件用计算机 把它们集成起来，或者管理起来，使得中国更加具备一个世界车间的资质，却没有解决产品 设计竞争取胜的问题，当然也就不可能仅仅靠这个使中国成为制造强国。另外一方面，也有 不少人研究关于通过网络将加工装备集成起来，提高装备的使用效率和发挥各地的资源优势 ,加工终究是一个以物流为主的过程，虽然可以利用各地的优势来最有效地完成加工任务， 但是任何一个待加工部件一旦投料，它就只能通过物流系统传送辗转到达最终目的地，网络 是完成不了这个任务的。在这里，信息传递是相对次要的任务。所以计算机集成制造系统基 本上是在一个企业内部管理和管理加工的系统。设计则不然，它是在虚拟中进行的，它的原 9
人，以及如何将人的介入“减少到最低程度”。于是产生一个问题：当计算机和人工智能越 来越发展，人究竟是必须更聪明还是可以更笨了？人必须更勤快了还是可以更懒了？人还需 要做什么和可以做什么？这样讲，一点没有轻视计算机或排斥计算机的意思。计算机技术在 设计上的应用，在减轻人的脑力劳动上，的确发挥了很大的作用，而且正在不断发挥更大的 作用。人工智能技术的应用以及各种先进软件工具的应用，始终是设计竞争力的重要方面。 不过要保持清醒头脑，记住人在设计中的地位和作用，始终是人在设计而不是计算机在设计。 一个软件公司的董事长说过，我们开发软件的原则是尽可能把软件做成傻瓜型的。但是使用 这些软件的设计师是不是可以是傻瓜呢？而培养设计师，是不是也只要培养会用傻瓜软件的 傻瓜就可以了？ 人工智能，不论是研究智能的本质、机理或是它的应用，不等同于知识本身，正如专家 系统不等同于专家知识一样。知识总是人工智能运行的基础，所以知识获取永远是不可取代 的命题。现代设计中的知识获取不同于人工智能中的知识获取，范围更为广泛，操作也更为 复杂，将在第二章中详细讨论。知识是不能创造的，只能从观察客观事物的现象和行为来认 识和得到它。人工智能在知识获取中可以发挥很大的作用，比较常见的如数据的自动采集、 传输、处理、管理、判断和知识发现。但是人工智能不能完成知识获取的全部任务，因为还 需要各种专门的装备和技术，同样也需要系统的设计。为某特定目的开发的人工智能知识获 取系统，人工智能并不是其中的全部，而集成在里面的人工智能也是由人设计的，为此也需 要获取新知识以实现已有系统不具备的性能，还没有见到仅仅由人工智能开发出来的人工智 能知识获取系统。退一步用一个更简单的例子比喻，一个能够熟练使用有限元分析软件的人 面对一个他不熟悉的对象，不一定能够立刻成功做出应力场分析或者温度场分析，因为他必 须了解对象实际工作情况，然后才能决定力或温度的边界条件，有时甚至需要经过复杂的知 识获取过程，才能够掌握正确的边界条件。人工智能能够帮助人自动剖分单元，还不能代替 人确定所有问题的边界条件，也许有一天它能够确定某一类型问题的边界条件，必然会有另 一新类型问题的边界条件是它所不能够确定的。 网络技术的快速发展和应用，这里面也包括大量计算机技术，是现时代的特征，对于依 赖分布式资源环境的现代设计具有特别重要的意义。设计过程基本上是一个信息和知识流动 的过程，与加工是物流过程不同，主要或者完全可以在网络上进行。互联网和相关的支持工 具，是分布式资源环境的重要组成部分。从设计竞争的焦点看，率先引入最新技术，最短研 发周期和最小研发成本，综合三方面的解决方案就是尽可能利用分布式资源环境，网络技术 就是分布式资源环境的基础。需要说明的一点是，提供信息流动的条件与信息或知识本身是 不同的范畴。信息化可以理解为创造和提供信息流动的条件，但是不能理解为已经解决了信 息和更高层次的知识获取问题，后者是由另外一些学科领域中的规律支配。这是高速公路和 公路上的车的关系。没有路，当然跑不了车，有了路，并不等同于路上有车。大规模投资计 算机集成制造系统之所以没有取得预期效果，就是仅仅注意了路而没有同时注意车从什么地 方来。计算机集成制造系统是先进制造技术中的一个热点，后者也是从国外引进的。由于前 面讲过的种种历史和文化的原因，先进制造技术到了中国就变成了先进加工技术。加工依赖 的主要是装备而不是信息和知识，除了用很多钱去买昂贵的装备，又引进许多软件用计算机 把它们集成起来，或者管理起来，使得中国更加具备一个世界车间的资质，却没有解决产品 设计竞争取胜的问题，当然也就不可能仅仅靠这个使中国成为制造强国。另外一方面，也有 不少人研究关于通过网络将加工装备集成起来，提高装备的使用效率和发挥各地的资源优势 [25]。加工终究是一个以物流为主的过程，虽然可以利用各地的优势来最有效地完成加工任务， 但是任何一个待加工部件一旦投料，它就只能通过物流系统传送辗转到达最终目的地，网络 是完成不了这个任务的。在这里，信息传递是相对次要的任务。所以计算机集成制造系统基 本上是在一个企业内部管理和管理加工的系统。设计则不然，它是在虚拟中进行的，它的原 9
料和产品都是由信息构成，都是知识。所谓分布式资源环境实际上是分布式智力资源环境的 简称，在这个环境中，所有设计实体和智力资源单元之间交换的都是信息或由信息构成的知 识，知识服务的请求方发布的是信息，知识服务提供方提供的是信息或者知识。所有这些都 可以在信息高速公路上传递，连同信息和知识在设计实体和智力资源单元内部的流动，构成 了现代设计的基本模式。可惜研究计算机集成制造系统的人没有把注意力放在制造业的设计 竞争上，研究管理的人没有把注意力放在管理设计的竞争上。如果说竞争是现代设计思想产 生的动力，网络技术就是现代设计思想产生的物质基础。当然，还是需要再一次强调，网络 技术不是设计所需要的知识也不是知识获取所依赖的资源，它们之间是路和车的关系。 这一章里，讨论的主要是与现代设计学有关的一些基本问题，包括什么是设计？为什么 称为现代设计？讨论了现代设计的两个重要属性：竞争性和对分布式资源环境的依赖性。讨 论了中国制造业发展的历程和当前发展的态势，特别是讨论了认识上的一些误区和文化当中 的一些缺失。讨论了设计竞争在制造业竞争中的地位，讨论了设计中人和计算机之间的关系， 也讨论了设计中网络技术和知识的关系，即路和车的关系。 参考文献 [1]苏NP.公理设计[M.谢友柏等译.北京：机械工业出版社，2004年 [2]宋应星（明）.天工开物M.钟广言注释.广东：广东人民出版社，1976. [3]潘云鹤.智能CAD方法与模型[M.北京：科学出版社，1997. [4]周济，查建中，肖人彬.智能设计[M.北京：高等教育出版社，1998. [5]史忠植.知识工程[M.北京：清华大学出版社，1988. [6]帕尔G,拜茨W.工程设计学[M.北京：机械工业出版社，1992. [7]熊伟.质量机能展开M.北京：化学工业出版社，2005. [8]杨清亮.发明是这样诞生的一TRIZ理论全接触[M.北京：机械工业出版社， 2006. [9]文放怀.田口方法M0.广州：广东经济出版社，2006 [10]Jin,Y and Lu,Stephen.Toward a Better Understanding of Engineering Design Models [C].Grabowski,H.Universal Design Theory Aachen:Shaker Verlag GmbH, 1998:71-86 [11]谢友柏.现代设计理论中的若干基本概念[J].机械工程学报，2007,43(11)： 7-16. [12]谢友柏.分布式设计知识资源的建设和运用，倡建“现代设计与产品研究开发网络 -虚拟异地合作设计组织”的基本思想[J].中国机械工程，1998,10(2)：16-18. [13]Committee on Advanced Engineering Environments.Advanced Engineering Environments:Phase 1,Achieving the Vision [R].Washington,D.C.:National Academy Press,1999. [14]Committee on Advanced Engineering Environment et at.Advanced Engineering Environment:Phase 2,Design in the New Millennium [R].Washington,D.C.:National Academy Press,2000. [15]朱高峰主编.中国制造[M].北京：社会科学文献出版社，2003. [16]孙晔飞，陈娜，江南制造局的前世今生(J/0L).(2005-11-21)[2007-7-4]. http://news.xinhuanet.com/newmedia/2005-11/21/concent_3810490.htm. [17]谢友柏.产品的性能特征与现代设计[J].中国机械工程，2000,11(1-2)：26-32. 10
料和产品都是由信息构成，都是知识。所谓分布式资源环境实际上是分布式智力资源环境的 简称，在这个环境中，所有设计实体和智力资源单元之间交换的都是信息或由信息构成的知 识，知识服务的请求方发布的是信息，知识服务提供方提供的是信息或者知识。所有这些都 可以在信息高速公路上传递，连同信息和知识在设计实体和智力资源单元内部的流动，构成 了现代设计的基本模式。可惜研究计算机集成制造系统的人没有把注意力放在制造业的设计 竞争上，研究管理的人没有把注意力放在管理设计的竞争上。如果说竞争是现代设计思想产 生的动力，网络技术就是现代设计思想产生的物质基础。当然，还是需要再一次强调，网络 技术不是设计所需要的知识也不是知识获取所依赖的资源，它们之间是路和车的关系。 这一章里，讨论的主要是与现代设计学有关的一些基本问题，包括什么是设计？为什么 称为现代设计？讨论了现代设计的两个重要属性：竞争性和对分布式资源环境的依赖性。讨 论了中国制造业发展的历程和当前发展的态势，特别是讨论了认识上的一些误区和文化当中 的一些缺失。讨论了设计竞争在制造业竞争中的地位，讨论了设计中人和计算机之间的关系， 也讨论了设计中网络技术和知识的关系，即路和车的关系。 参考文献 [1] 苏 N P. 公理设计[M]. 谢友柏等译. 北京: 机械工业出版社, 2004 年. [2] 宋应星（明）.天工开物[M]. 钟广言注释.广东:广东人民出版社,1976. [3] 潘云鹤. 智能 CAD 方法与模型[M]. 北京: 科学出版社, 1997. [4] 周济, 查建中, 肖人彬. 智能设计[M]. 北京: 高等教育出版社, 1998. [5] 史忠植. 知识工程[M]. 北京: 清华大学出版社, 1988. [6] 帕尔 G, 拜茨 W. 工程设计学[M].北京:机械工业出版社,1992. [7] 熊伟. 质量机能展开[M]. 北京: 化学工业出版社, 2005. [8] 杨清亮. 发明是这样诞生的 — TRIZ 理论全接触[M]. 北京: 机械工业出版社, 2006. [9] 文放怀. 田口方法[M]. 广州: 广东经济出版社, 2006. [10]Jin, Y and Lu, Stephen. Toward a Better Understanding of Engineering Design Models[C]. Grabowski, H. Universal Design Theory . Aachen: Shaker Verlag GmbH, 1998:71-86. [11] 谢友柏. 现代设计理论中的若干基本概念[J]. 机械工程学报, 2007, 43(11): 7-16. [12]谢友柏. 分布式设计知识资源的建设和运用, 倡建“现代设计与产品研究开发网络 —虚拟异地合作设计组织”的基本思想[J]. 中国机械工程, 1998，10(2): 16-18. [13]Committee on Advanced Engineering Environments. Advanced Engineering Environments: Phase 1, Achieving the Vision [R]. Washington, D.C.: National Academy Press, 1999. [14]Committee on Advanced Engineering Environment et at. Advanced Engineering Environment: Phase 2, Design in the New Millennium [R]. Washington, D.C.: National Academy Press, 2000. [15]朱高峰主编. 中国制造[M]. 北京: 社会科学文献出版社, 2003. [16] 孙 晔 飞 ， 陈 娜 . 江 南 制 造 局 的 前 世 今 生 (J/OL). (2005-11-21)[2007-7-4]. http://news.xinhuanet.com/newmedia/2005-11/21/concent_3810490.htm . [17]谢友柏. 产品的性能特征与现代设计[J]. 中国机械工程,2000,11(1-2):26-32. 10
