創(chuàng)新設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)

1、創(chuàng)新設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)    編者按：本文主要從創(chuàng)新的內(nèi)涵；創(chuàng)新方法的發(fā)展；機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究；機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題及展望，對(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行講述。其中，主要包括：創(chuàng)新設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)造性的智力活動(dòng),是設(shè)計(jì)者充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造力,利用人類已有的科學(xué)技術(shù)成果,進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思,應(yīng)用新技術(shù)新原理新方法進(jìn)行產(chǎn)品分析和設(shè)計(jì)的過(guò)程、創(chuàng)新是人類駕馭形象思維與邏輯思維發(fā)散思維與收斂思維的過(guò)程、最初的創(chuàng)新研究側(cè)重于人的創(chuàng)造性思維,總結(jié)出一些具有指導(dǎo)意義的規(guī)律,形成各種創(chuàng)新技法,如:頭腦風(fēng)暴法聯(lián)想法類比法側(cè)向思考仿生法等、創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程的集成化技術(shù)研究創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程的集成

2、化技術(shù)的重點(diǎn)在于概念設(shè)計(jì)的集成化實(shí)現(xiàn),主要是指產(chǎn)品的原理方案創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)方案創(chuàng)新的集成、設(shè)計(jì)理論研究與設(shè)計(jì)工具開發(fā)存在嚴(yán)重脫節(jié)人們對(duì)于設(shè)計(jì)理論及創(chuàng)新問(wèn)題進(jìn)行了大量研究,但是理論研究與設(shè)計(jì)工具,特別是產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工具存在嚴(yán)重的脫節(jié)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)本質(zhì)過(guò)程的研究這實(shí)際上也是對(duì)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新本質(zhì)的認(rèn)識(shí)、最初的創(chuàng)新研究側(cè)重于人的創(chuàng)造性思維,總結(jié)出一些具有指導(dǎo)意義的規(guī)律,形成各種創(chuàng)新技法,如:頭腦風(fēng)暴法聯(lián)想法類比法側(cè)向思考仿生法等，等。具體材料詳見：摘要:指出創(chuàng)新實(shí)踐在社會(huì)發(fā)展中的重要性,系統(tǒng)分析了創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法學(xué)的發(fā)展歷程,并針對(duì)機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì),總結(jié)了其研究概況在此基礎(chǔ)上,分析了創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究中有待于解決的關(guān)鍵問(wèn)

3、題及其發(fā)展趨勢(shì)關(guān)鍵詞:創(chuàng)新設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)方法;產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論的重要內(nèi)容之一隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái),社會(huì)的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展更加依賴于人類的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究對(duì)于建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家有重要意義1創(chuàng)新的內(nèi)涵20世紀(jì)初,全球社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展中只有5%是依靠技術(shù)創(chuàng)新取得的,而現(xiàn)在發(fā)達(dá)國(guó)家中的40%是依靠技術(shù)創(chuàng)新取得的美籍奧裔經(jīng)濟(jì)學(xué)家熊彼特(JosephA.Schumpeter)于1912年在其著作經(jīng)濟(jì)發(fā)展理論中將“創(chuàng)新”作為一個(gè)經(jīng)濟(jì)學(xué)概念首次提出熊彼特認(rèn)為創(chuàng)新是發(fā)明的第一次商品化,也就是說(shuō),把發(fā)明引入生產(chǎn)體系并為商業(yè)化生產(chǎn)服務(wù)的過(guò)程就是創(chuàng)新,它意味著建立新的生產(chǎn)函數(shù)或供應(yīng)函數(shù),是在

4、生產(chǎn)體系中引進(jìn)一種生產(chǎn)要素和生產(chǎn)條件的新的組合而發(fā)明實(shí)際上就是一個(gè)產(chǎn)品創(chuàng)新的過(guò)程,其關(guān)鍵是設(shè)計(jì)的創(chuàng)新,設(shè)計(jì)創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新的根本基礎(chǔ)因此,創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重要性就顯而易見了創(chuàng)新設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)造性的智力活動(dòng),是設(shè)計(jì)者充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造力,利用人類已有的科學(xué)技術(shù)成果,進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思,應(yīng)用新技術(shù)新原理新方法進(jìn)行產(chǎn)品分析和設(shè)計(jì)的過(guò)程2創(chuàng)新方法的發(fā)展創(chuàng)新是一個(gè)及其復(fù)雜的過(guò)程,人類對(duì)創(chuàng)新本質(zhì)的認(rèn)識(shí)與研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到科學(xué)的層次但是眾多創(chuàng)新學(xué)者,經(jīng)數(shù)十年的研究發(fā)現(xiàn),科學(xué)技術(shù)的發(fā)明創(chuàng)造有一定的規(guī)律可循,他們大多是以原則訣竅思路形式指導(dǎo)人們克服心理和思維的障礙,改善思維的靈活性的過(guò)程自20世紀(jì)30年代至80年代,世界上出

5、現(xiàn)了300多種創(chuàng)新技法,10多種創(chuàng)造原理這些創(chuàng)新技法,各自從不同的角度在一定程度上突破了制約創(chuàng)新的相關(guān)因素的限制所謂創(chuàng)新技法就是在創(chuàng)造心理創(chuàng)造性思維方法和認(rèn)識(shí)規(guī)律基礎(chǔ)上的技巧這些創(chuàng)新技法不存在科學(xué)的邏輯關(guān)系,大多數(shù)目前在理論上處于“初生期”,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到純粹的科學(xué)水平從思維的角度,創(chuàng)新是人類駕馭形象思維與邏輯思維發(fā)散思維與收斂思維的過(guò)程經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展,在掌握已有創(chuàng)新技法的基礎(chǔ)上,結(jié)合認(rèn)知科學(xué)人工智能設(shè)計(jì)方法學(xué)科學(xué)技術(shù)哲學(xué)等前沿學(xué)科,創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法已成為一門獨(dú)立且有待于開發(fā)的新的設(shè)計(jì)技術(shù)和方法創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法的發(fā)展歷程如圖1所示最初的創(chuàng)新研究側(cè)重于人的創(chuàng)造性思維,總結(jié)出一些具有指導(dǎo)意義的規(guī)律,形成各

6、種創(chuàng)新技法,如:頭腦風(fēng)暴法聯(lián)想法類比法側(cè)向思考仿生法等后來(lái),創(chuàng)新方法的研究開始注重以知識(shí)(專利)為基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)專利的分析與研究,總結(jié)創(chuàng)造活動(dòng)所遵循的創(chuàng)新原理,該階段的典型創(chuàng)新方法是TRIZ理論隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,創(chuàng)新方法的研究也出現(xiàn)新的趨勢(shì),在現(xiàn)階段,各種成熟的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法開始集成化研究與應(yīng)用,并與計(jì)算機(jī)(包括網(wǎng)絡(luò))技術(shù)相結(jié)合,形成計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新(CAI:ComputerAidedInnovation)技術(shù),如:QFD可靠性設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同創(chuàng)新技術(shù)有限元分析等各種成熟的技術(shù)和方法開始融入到創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中3機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究對(duì)于提高機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力有著重

7、大的意義,受到世界各個(gè)國(guó)家的普遍重視機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是指充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力,利用人類己有的相關(guān)科學(xué)技術(shù)成果(含理論方法技術(shù)原理等),進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思,應(yīng)用新技術(shù)新原理新方法進(jìn)行產(chǎn)品的分析和設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)出具有新穎性創(chuàng)造性及實(shí)用性的機(jī)構(gòu)或機(jī)械產(chǎn)品(裝置)的一種實(shí)踐活動(dòng)一般來(lái)說(shuō),創(chuàng)新設(shè)計(jì)包括全新設(shè)計(jì)和適應(yīng)型創(chuàng)新設(shè)計(jì)兩類需要指出的是,創(chuàng)新設(shè)計(jì)和概念設(shè)計(jì)并不是同一個(gè)概念,概念設(shè)計(jì)的核心是進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新,而創(chuàng)新設(shè)計(jì)并不盡限于概念設(shè)計(jì)階段在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)階段均有創(chuàng)新設(shè)計(jì)的問(wèn)題,但是最主要的是在概念設(shè)計(jì)階段進(jìn)行創(chuàng)新國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì),分別從設(shè)計(jì)的本質(zhì)設(shè)計(jì)的過(guò)程以及設(shè)計(jì)的方法等不同方面,做了大量的研究工作創(chuàng)

8、新設(shè)計(jì)理論和方法的研究現(xiàn)狀見表14機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題及展望通過(guò)上述文獻(xiàn)的研究可以看出,盡管人們從不同角度對(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)進(jìn)行了數(shù)十年的研究,取得了一些成果,但是產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中還有一些問(wèn)題仍沒(méi)有解決,成為今后研究的重點(diǎn)(1)創(chuàng)新設(shè)計(jì)本質(zhì)過(guò)程的研究這實(shí)際上也是對(duì)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新本質(zhì)的認(rèn)識(shí)盡管人們從思維方法設(shè)計(jì)手段等多方面對(duì)創(chuàng)新問(wèn)題進(jìn)行探索,現(xiàn)在對(duì)創(chuàng)新的實(shí)質(zhì)過(guò)程仍沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的深層次的認(rèn)識(shí),無(wú)法形成一個(gè)完整的理論去指導(dǎo)創(chuàng)新實(shí)踐在這方面我們?nèi)孕枰龃罅康墓ぷ?2)創(chuàng)新設(shè)計(jì)中知識(shí)的表達(dá)與應(yīng)用首先,產(chǎn)品創(chuàng)新過(guò)程涉及多學(xué)科多種技術(shù),如何將設(shè)計(jì)知識(shí)組織管理,滿足設(shè)計(jì)主體對(duì)知識(shí)的需求是今后的研究重點(diǎn)其次,為創(chuàng)新

9、設(shè)計(jì)過(guò)程建立科學(xué)的產(chǎn)品模型,結(jié)合現(xiàn)代CAD技術(shù),支持創(chuàng)新方案的快速表達(dá),對(duì)于提高設(shè)計(jì)效率有重要意義(3)設(shè)計(jì)理論研究與設(shè)計(jì)工具開發(fā)存在嚴(yán)重脫節(jié)人們對(duì)于設(shè)計(jì)理論及創(chuàng)新問(wèn)題進(jìn)行了大量研究,但是理論研究與設(shè)計(jì)工具,特別是產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工具存在嚴(yán)重的脫節(jié)一方面某些機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和方法的研究較少考慮計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題;另一方面設(shè)計(jì)工具開發(fā)時(shí),又沒(méi)有適合計(jì)算機(jī)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自動(dòng)化和智能化理論需要深入研究機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中功構(gòu)映射的本質(zhì)規(guī)律(4)創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程的集成化技術(shù)研究創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程的集成化技術(shù)的重點(diǎn)在于概念設(shè)計(jì)的集成化實(shí)現(xiàn),主要是指產(chǎn)品的原理方案創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)方案創(chuàng)新的集成現(xiàn)有的設(shè)計(jì)理論或設(shè)計(jì)工具多是從不同的角

10、度,考慮某階段的創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)問(wèn)題,如:TechOptimizer可以輔助實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品原理方案的創(chuàng)新,但需要其他CAD系統(tǒng)完成結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作;一些大型的CAD/CAE/CAM商品化軟件,如:UGPro/E等均開發(fā)出了支持概念設(shè)計(jì)的工業(yè)設(shè)計(jì)模塊或草圖設(shè)計(jì)模塊,但是這些模塊基本上仍是計(jì)算機(jī)輔助繪圖的工具,幾乎不支持原理方案的創(chuàng)新缺乏統(tǒng)一的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論指導(dǎo)創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程,是造成原理方案創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)方案創(chuàng)新的集成度低的主要原因參考文獻(xiàn)1孫林夫.現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)及其發(fā)展J.中國(guó)制造業(yè)信息化,2003,32(1):3740.2約瑟夫.熊彼特.經(jīng)濟(jì)發(fā)展理論M.北京:商務(wù)印書館.1990.3沈惠平.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)及其研究J.

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