創新產品設計管理論文

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隨著世界經濟向知識型經濟發展，創新已成為中國政府、企業和學者的共識，并產生了國家創新體系和區域創新系統等新的理念。在這個創新系統中，企業創新是核心，企業是否具有強勁的創新能力，決定了國家和區域創新系統的活力，因此，增強企業創新能力是發展經濟的關鍵。

著名經濟學家JosephSchumpeter于1911年在其名著《經濟發展理論》中最早提出了“企業創新”的觀點，并指出，“企業創新”是把一些嶄新的生產要素的“新組合”引入到生產體系中，其目的是實現超額利潤。企業創新的內涵將根據技術的發展和時代的變遷而有所不同。在目前的經濟環境中，主要包括觀念、制度、管理、技術、經營、市場等方面的內容。所有這些方面的創新，都以企業產品的創新為最終目的，產品是所有創新成果的集成者，也是實現利潤的載體。

一種產品是否具有市場競爭力，主要包括以下要素：功能、價格、周期、服務、營銷和消費者心理接受程度，這些因素大部分都在產品的設計階段確定。20世紀80～90年代的研究表明，制造業產品成本中的70%～80%是在設計階段決定的，而這一階段的花費卻只占到了總成本的5%。在目前追求個性化的時代中，消費者對產品的心理接受程度顯得異常重要，其影響因素主要來自于設計。產品創新設計不但能增強企業在競爭中的優勢，甚至可以帶動消費者的消費習慣、消費文化和相應的購買力，從而創造新的市場，拉動整個行業和經濟的發展。

當前，世界先進的制造業企業已經走過了以產量和質量占領市場的兩個階段，進入到了以創新占領市場的嶄新階段。美國憑借其強大的經濟后盾，支持、激勵和推進現代產品設計的創新發展，從審美、使用、技術、材料、工藝、裝備、管理等方面進行設計創新，通過創新設計鞏固其經濟地位，把其占據優勢的高新科技轉變為新的全球市場。日本在戰后把設計作為國策之一，從政治、經濟、文化、國家建設一系列重大問題上引入“設計先導”的理念，強化設計教育，提倡創造學。韓國借1988年的漢城奧運會提出“設計立國”口號，經過20多年的發展，目前在許多領域中的水平已接近日本。1997年，英國首相布萊爾上任不久就制定了激勵設計產業的政策，認為英國的設計產業對經濟發展非常重要，曾在19世紀被譽為世界工廠的英國正期望成為21世紀的世界設計工作室。

相比之下，我國企業的產品“創新能力”遠低于“生產能力”。產品創新已成為我國從“制造大國”走向“制造強國”的關鍵。解決產品的產量之大和創新能力之低的矛盾，已成為我國經濟發展的當務之急。大力開發新產品，努力把高技術、高質量、最具發展前途的新產品推向市場是我國企業迫切需要解決的關鍵問題之一，也是我國產業結構優化升級和區域經濟發展所提出的亟待解決的問題。

產品創新設計的內涵

現代的產品創新設計與傳統的設計過程的最大不同在于增加了數字設計和人機設計。而正是計算機技術等高新技術的發展，使數字設計和人機設計成為了必要和可能。

德國學者GerhardPahl和WolfgangBeitz在其1984年出版的《EngineerDesign》一書中，把傳統的產品設計分為明確任務、概念設計、技術設計和施工設計四個階段。明確任務是分析市場需求，確定新產品的定位；概念設計包括功能、原理、結構、布局和外形五個方面，它確定了產品的大部分消費者可認知特性，是產品設計中的關鍵階段，也是可塑性最強的一環，是體現產品設計創新性的關鍵，尤其是外形設計最能發揮設計師的創造性；技術設計為概念設計的要求服務，是傳統意義上的技術創新的發揮階段。市場需求及與之對應的產品定位可以驅動概念設計的創新，并帶動技術創新，反之也有促進作用。根據當前社會發展和產品設計的新特點，筆者認為，需要在傳統的設計過程增加或突出兩部分內容，首先是增加數字設計內容，以適應目前產品數字化浪潮的特點；其次是增加人機設計階段，因為隨著商品的豐富和生活水準的提高，產品的智能性、舒適性顯得尤其重要。由于以計算機技術為代表的高新技術的發展，使數字設計和人機設計成為必要和可能。

廣義而言，產品創新設計涵蓋了產品生命周期中所有具有創造性的活動，根據目前產品設計的時代特性，可以總結出產品創新設計具有以下幾個特點：

●從企業角度觀察，能為產品創造高附加值；

●從市場角度觀察，能保持強勁的吸引力，不斷刺激消費者的消費欲望；

●從消費者角度觀察，能不斷獲得新產品，滿足物質和精神生活的需要；

●從設計師角度觀察，能不斷迸發靈感進行創造；

●從經濟發展宏觀角度觀察，使整個國家的經濟呈現出強勁的競爭力。

從設計方法論的角度看，產品創新的關鍵在于實現市場、科研和生產三類信息的獲取和碰撞（如圖1所示）。

就某一個產品設計而言，其一般設計流程包括產品策劃、概念設計、造型設計、視覺設計和結構設計。上述過程中的每一個環節都可能出現直接或間接與外界進行各種信息與能量交換、傳遞的現象。基于這種思路，我們認為，產品創新設計是在多種因素的不斷“碰撞”、“整合”中誕生的（如圖2所示），每一個“碰撞點”都是刺激設計不斷向新目標前進的動因。產品創新在這些“碰撞點”的協調與促進下不斷地“新陳代謝”，通過整合以完成其生命周期。導致設計創新的這些“碰撞點”可能是技術的進步、用戶需求的變化、新材料的出現、流行趨勢的變化、設計工具的變更，也可能是設計師自身思想、觀點的變化，或者是一些看似毫無聯系但實際上卻起著重要作用的事物的出現。

產品的創新設計就是在這樣一個動態的、不斷與外界交流的過程中從設計初始狀態走向設計目標狀態。不管是哪一種思想，哪一種風格，哪一種因素，都是設計過程中的一個碰撞點，它們都對產品創新設計起著不同程度的作用與影響。

產品創新設計趨勢

經濟的發展和市場的變化，使產品創新設計正從效用型創新向知識型創新轉變。

美國的DeaneRichardson將世界近現代產品開發設計的主要趨勢歸納為三個階段：20世紀50～60年代為摸索時代，商品便宜就是好，設計并不重要;70～80年代為經濟的標準化時期，將消費者的愛好、差別統一起來，進行標準化設計；90年代后，重視消費者的個別趣味，產品設計出現差別化，商品則表現得更有情趣和多樣。因此，在企業制造技術水平相差不大的情況下，產品設計顯得尤為重要。根據經濟發展和市場情況，產品設計總體呈現出從效用型創新向知識型創新轉變的趨勢，具體表現如下：

●對市場的快速反應

隨著市場競爭的日益激烈，產品創新的速度也越來越快。企業需要加快產品創新的速度以滿足和帶動消費者不斷變化的需求，達到提高產品競爭力的目的。企業的信息收集機構不斷地分析市場信息并迅速反映給決策者，決策者根據這些信息對產品的創新方向提出構想，并在設計師的協同下進行產品設計，最后技術部門進行實際產品的現實轉化。整個過程都需要在較短的時間內完成。在2000年，一輛汽車從概念創意到可展示產品的時間僅為24個月，而1990年時，這個周期是其2倍，即48個月。

●高新技術大量應用

在知識經濟中，創新的作用更趨明顯，并從效用型轉向知識型。首先，高新技術產業蓬勃發展，其產品設計中采用了大量新技術；其次，高新技術在傳統工業中的廣泛應用極大地改造和促進了傳統產業的發展，在傳統產品設計中也融入了大量的高新技術；第三，CAD等技術在設計過程中的應用提高了產品設計的質量和速度。

●多功能集成化

隨著微電子、新材料、新能源的發展和應用，完成單個產品功能所需要的材料的體積、重量和成本都在下降，使多功能集成成為可能。多功能集成化的產品設計是人類需求、技術發展和市場規律的必然結果。目前市場上高新技術產品尤其是電子產品的功能集成化趨勢就十分明顯。

●突出以人為本

傳統的工業產品以實現功能為目的，而后產品設計開始突出易用性，并實現了從人適應產品到產品適應人的觀念轉變。目前，人性化的內涵也更加豐富，傳統的人性化概念一般包括人的安全性、舒適性和環境融洽性等比較直接可見的因素，而現在人性化更加突出了消費者的心理因素，消費者不但能安全舒適地使用產品，而且能從產品的使用中獲得心理享受，所產生的愉悅感包括安全感、自信感、榮譽感、興奮感和滿足感等。在高新技術廣泛應用的背景下，如何使技術復雜的產品以人性化的形象展現給消費者，是產品設計中的一個重要課題。

●設計師分工專業化

產品設計是一個復雜的過程，加之產品創新設計具有快速化、集成化、高科技化和個性化的特點，這決定了設計師必須十分專業，才能有高質量的作品。

●產品智能化

信息技術的快速發展，為產品的智能化提供了必要的技術基礎。智能技術與傳統產品相結合形成的智能產品，其功能上比傳統產品更具優勢，更容易打開市場。同時，產品的智能化使產品和人的距離大大拉近，符合產品個性化的趨勢。例如，三星最近推出的智能吸塵器VC-RP30W，能自動掃描周圍場景，避開障礙物，分辨出垃圾和日常用品，具有相當的智能性。

●綠色和環保

綠色產品設計首先要符合整個社會的環保要求，其次要符合廣大消費者普遍接受的環保意識，并為企業節約成本、提高效益。綠色設計提出了4R原則，即減量（Reduce）、重復（Reuse）、回收（Recycle）和再生（Regenerate），著眼于全人類未來的總體生存和發展。

計算機輔助的創新產品設計

產品創新設計的這些趨勢是經濟和技術發展的自然規律，為了能夠把握機遇，健康快速地發展經濟，增強產品競爭力，我們需要整套的產品創新設計支撐環境，其中信息技術尤其是計算機輔助技術和系統的應用是這個支撐環境的關鍵部分。

目前，CAD系統已得到廣泛應用。在產品設計領域，以CAD概念為核心，已經發展出計算機輔助工業設計(CAID)、計算機輔助概念設計(CACD)、計算機輔助工藝設計（CAPP）等一系列相關的CAD技術和系統。國內的一些高校、研究機構和企業也相繼推出了一批三維的CAD軟件，取得了很好的效果。CAD系統幾何造型技術從二維起步，走過了實體化、參數化到變量化的歷程，并出現了并行工程、虛擬產品設計等新的CAD技術。但如何使傳統意義上的CAD系統支持產品的創新設計是企業界關心的焦點，也是學術界研究的熱點問題。

我們認為，在技術路線上，計算機輔助產品創新技術需要將CAD、人工智能、圖形圖像和工業設計等多種學科加以融合，在整體上形成新的技術交叉、革新和突破。在系統實現方面，計算機輔助產品創新系統需要一個新的能夠支持產品全生命周期和集成化的產品創新設計系統，它所支持的產品創新的各個環節都應該源于市場，又走向市場，彼此連成一個環（如圖3所示）。

目前，就我國產品開發的現狀而言，計算機輔助產品創新設計技術的研究應著重解決以下5個方面的關鍵問題：

●如何實現產品的創新產品創新的關鍵是概念設計的創新，其本質是要實現市場、科技和生產三類信息的獲取、碰撞和綜合。

●如何使產品的創新面向市場各種計算機輔助產品設計軟件系統應集成打通，彼此聯成環，源于市場，又走向市場。

●如何適應當代產品信息化的趨勢要集計算機輔助機械設計、電子設計、外形設計三種功能為一體，以適應當代產品機電一體化、數字化、智能化的趨勢。

●如何適應產品設計個性化的要求要研究適應中國人特點的人機工程、模擬技術，能從視覺、觸覺、人體力學、舒適度等多角度分析與模擬產品的使用。

●如何適應區域塊狀經濟的創新要求既要研究網上協作技術，又要研發針對輕紡、電子、機械的特殊計算機輔助技術。

·實例·

產品創新設計系統

浙江大學在原國家計委產業化前期關鍵技術項目等的支持下，聯合清華大學、西安交通大學等單位，開展了計算機輔助產品設計的相關研究工作。在將人工智能、CAD、多媒體、工業設計、計算機網絡等多項技術交叉融合的基礎上，突破傳統CAD的局限，強調面向市場、基于網絡、支持新產品全生命周期開發的產品創新設計。通過關鍵技術的自主開發、外購軟件上的二次開發以及系統集成等手段，成功地研制了支持產品創新設計的計算機輔助集成系統平臺。

該系統平臺圍繞新產品開發，提出了計算機輔助新產品創意技術、計算機輔助工業設計的智能化技術、基于圖形圖像融合的計算機輔助輕紡產品創新技術、基于多功能模型的計算機輔助機電產品創新技術以及集成網上知識的計算機輔助產品創新技術。沿著產品創新的不同發展階段，提供功能不同的通用計算機輔助產品創新設計技術平臺，并面向特定行業開發了專用設計平臺。該系統能夠支撐新產品的整個開發生命周期，包括市場分析、創新方案構思、外形設計、數字電路設計、面向產品類的特定設計、人機工程分析和評價、制造規劃、包裝設計、市場營銷和反饋等。

如下圖所示，整個系統分為七大軟件平臺，包括計算機輔助市場分析和營銷設計系統、產品的數字化方案設計系統、產品形狀方案設計系統、人機工程輔助設計系統、面向輕紡產業的新產品設計系統、面向制造的設計系統、產品創新設計的集成技術與環境，每個系統包括4～6個計算機軟件系統。在這七大平臺中，三個是支持信息產品、輕紡產品、機械產品的專業輔助創新系統，四個是各專業都需要的基本系統。

目前，該產品創新設計系統已經在通信、家電、輕紡、醫療儀器、機械、工藝品等多種行業中廣泛推廣應用，有近300家企業應用了本系統的各種設計平臺進行創新產品的設計與生產，研制開發出了一批新產品，如微型便攜式心電圖儀（已上市）、圖案設計與分色系統（已在多家廠商生產）、多媒體通信設備（含IP電話/網關/網守/視頻電話等）、機頂盒類智能化信息電器、VFD通用點陣顯示驅動模塊等。