创新思维与现代设计

创新思维与现代设计

王玉璋工学博士 / 副教授

机械与动力工程学院叶轮机械研究所机动 A楼 535Email: [email protected]

Tel ： 021-34206031(O)

2010.09.10

Shanghai Jiao Tong University

您到交大来的目的是什么？毕业后又准备干什么？你的理想是什么？你准备如何实现你的理想？您为什么选择这门课？您希望从这门课中学到什么？什么是设计？请举例说明。你觉得自己会设计吗？请举一个您的设计例子。什么是创新？请举例说明。你觉得自己善于创新吗？请举一个您的创新例子。你觉得人生的价值是什么？你希望过一种怎么样的人生？假设你打算毕业后在上海生活，根据你对上海的了解，你如何才能实现个人

的物质生活目标？您了解富士康跳楼事件吗？请结合设计创新谈谈您对富士康跳楼这件事的看

法。你认为工作的意义在哪里？你将来最希望去哪里工作？（国际 500 强？大型

国企？私营企业？自主创业？教师？等），并说明理由。红色为必选题，黑色为可选题，至少回答 5 个问题。请注明学号、姓名和专业。

思考


思考

能力知识

大学

富有竞争力的人才

Shanghai Jiao Tong University课程的历史

发起人：谢友柏教授、院士

发起时间： 2007.03

参加人员：明新国教授、陈贤浩副教授、王皓副教授、胡洁副教授、王玉璋副教授、费燕琼副教授、陈泳副教授、戴旭东博士、孟祥慧博士 ,等。

课程的开设经历： 2008.09-2009.01 ，新生研讨课； 2009.02-2009.06 ，新生研讨课； 2009.09-2010.01 ，通识教育课； 2010.09-2011.01 ，通识教育课。


社会背景：

经济全球化的激烈竞争形势，创新是竞争取胜的关键手段之一。

传统的教育模式：

灌输式、填鸭式的教育。

学生存在的问题：

1 ）缺乏进行设计创新的欲望和兴趣；

2 ）缺乏创新能力和方法。

课程开设的原因


* 培养学生的创新意识和兴趣；

* 传授学生进行设计创新的一般方法；

* 通过一定的训练，引导学生发现需求并协助学生通过设计创新解决需求。

课程开设的目标


新需求的发现和分析方法；创新思维的典型案例和常用方法；现代设计的一般过程和方法；面向创新的概念设计方法；创新需求的工程实现训练。

课程的主要内容


日期周次授课内容授课地点

2010.09.10 1 课程介绍东上院 506

2010.09.17 2 创新的概念东上院 506

2010.09.24 3 需求发现东上院 506

2010.10.01 4 需求报告会东上院 506

2010.10.08 7 个人设计实践东上院 506

2010.10.29 8 设计的基本概念东上院 506

2010.11.05 9 功能设计（方法介绍与个人实践）东上院 506

2010.11.12 10 方案设计（方法介绍与个人实践）东上院 506

2010.11.19 11 辅助系统设计（方法介绍与个人实践）东上院 506

2010.11.26 12 设计评价与单对单设计评论东上院 506

2010.12.03 13 小组内研讨、形成方案东上院 506

2010.12.10 14 方案报告会东上院 506

2010.12.17 15 方案改进与实现工训中心

2010.12.24 16 方案改进与实现工训中心

2010.12. 31 17 方案实现与报告准备工训中心

2011.01.07 18 作业汇报会东上院 506

课程的进度安排


课程成绩平时成绩（ 20% ）

最终成果成绩（ 80% ）（其中包括：最终报告（ 50

% ） + 实现的内容（ 30% ））

平时成绩：由个人上课考勤、讨论课发言和个人报告（组长由组长报告代替）等。

考核


工程实现地点：工程训练中心

工程实现经费： 200 元；

额度不够，似情况可增加。

作业分工：

作业组长：协调项目、总报告撰写

小组成员：个人报告撰写

工程实现：全体小组

助教：于建国 [email protected]

备注


什么是创新？

创新是不是很难？正确设计。

什么是设计？

绪论


创新是为了竞争取胜 — 为了更好。实现过去行为 (已有经验 )所不能满足的需求。做前人没有做过的事。

创新包括实施。在最短的周期中用最小的成本完成实施 — 实现设计。

创新要承担风险。创新思维贯穿在行为的全过程，但是关键在设计。只讲创新，不讲设计；只讲自主知识产权，不讲设计 — 创新变

成空谈。

什么是创新？


汽轮发电机组：亚临界，超临界，超超临界…… ..

高速列车： 250 km, 300 km………

机器的心脏 — 发动机：欧 2，欧 3，欧 4……. 风力发电 : 轴承。盾构：刀片。数控机床：主轴、导轨、数控。核电站核岛第一冷却循环泵。

购买知识产权能不能成为自主创新？

不讲设计空谈创新


具有创新意识，学会创新思维，勇于承担创新风险。

创新成功的关键 — 正确设计。解决好下面的问题：引入新技术，使产品能满足新的性能需求，竞争取胜 — 为用户带来新的价值。性能：功能和质量的总和。功能 — 输入 /输出质量 — 全生命周期中功能的保持性最短研发周期。最小研发成本。（利用分布式的资源）

现代设计理论和方法 —— 研究其基本规律和使能工具。

创新是不是很难？ — 正确设计


什么是设计？ Design Room ， Design House, Design Company, Design

College 。

物质：产品，工艺，材料，软件，机构，服务，… .。

精神：画，音乐，文学，舞蹈，戏剧，春晚，奥运开幕式。人类一切有目的行为 —— 工程。

工程：设计，实施

目的：满足需求和更好 —— 设计是灵魂。以与物质对象相关的工程和设计为主。

什么设计


1865年，李鸿章在给清政府的奏折中写了：

“一味从国外求购“坚船利炮”不是办法，… ..

机器制造一事，为今日御侮之资，自强之本”。于是成立了江南制造总局。

经过一个半世纪以后，我们虽然已经是一个制造大国，但是仍旧不是一个制造强国。我们仍旧在采用不是办法的办法 ——一味从国外求购制造“坚船利炮”的技术。

问题在于我们对设计有很多不正确的认识。

为什么说设计是灵魂？


设计就是画图 — 甩掉图版、反求工程。

设计不难，难的是做不出来 — 原机械工业部的 4战役。

设计就是计算 — CAE软件，智能设计。

设计主要有 3方面工作：

做什么（ What) ？满足什么需要。

如何做（ How） ? 做的方案。

可信度（ Sure ）？

什么设计？

Shanghai Jiao Tong University什么设计？


设计任务资源

单元 1 一个传统企业资源

单元 2

图 1 企业的垂直资源结构

资源

单元 i 资源

单元 n 可接受的设计

互联网 FIPER 平台

资源资源资源资源单元 1 单元 2 单元 i 单元 n

某企业分布式资源环境另一个企业

设计任务设计实体有竞争力的设计

图 2 企业的水平资源结构

现代设计的基本思想


创新设计依赖的分布资源环境

科技的飞速发展，引起世界的迅速变化，知识老化速度也因此大大加快。

知识爆炸


封闭式创新模式创造出一种良性循环

基础性的技术突破新产品和新性能

通过现有企业模式获得更高的销售利润更多投资于研发事业

封闭式创新设计模式


封闭式创新模式环境受到破坏第一个因素就是经验丰富、技能高超的员工越来越具有流动性；

第二个因素就是私人风险投资的发展；第三个因素是被搁置的研究成果面临外部选择；第四个因素是外部供应商的生产能力不断提高；… … …



封闭式创新所取得的成就和局限性——以施乐公司帕洛阿尔托研究中心为例


优势：1. 世界上第一台激光打印机；2. 客户／服务器架构；3. 分布式个人计算的概念；4. 以太网，即让世界上的大多数电脑彼此联接的规则标准；5. 阿尔托 (Alto) ，第一台个人电脑，它带有鼠标、本地硬驱、绘图用户界面，以及所有如今众人皆知的个人电脑和操作系统所包含的硬件和软件。

失误：1. 只关注复印机业务；2. 退出电脑业；3. 没有注意到电脑等方面人才的流失；4. 帕洛阿尔托研究中心的研究只凭兴趣而不注重产品开发；5. 没有认清趋势。即没有认识到办公室市场会随着个人电脑和新的受欢迎的软件的发展而产生巨大变化；6. 对手并非想象的那样；


开放式创新模式的概念开放式创新模式的原则开放式创新模式强调了外部知识资源对于创新过

程的重要性

开放式创新设计模式


新市场

现有市场

现有市场

新市场

A 公司

B 公司



封闭式开发到开放式创新的转变 —— IBM 公司的改革



英特尔公司的开放式创新模式

朗讯科技公司的新风险企业集团



蔡剑等 . 从中国价格到中国价值 . 机械工业出版社 . 2008.

IDOE. 创新的艺术

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