现代设计与“中国制造”

0 前言

    来自国家统计局的数据表明，2006年中国的单位GDP能耗仅下降1.23％，未实现下降4％的预定目标。我国制造业面临的现状是，产业技术主要依靠进口，国民经济和高新技术产业所需装备已形成进口依赖。我国设备的2／3依赖进口，光纤制造装备的100％、集成电路芯片的80％、石油化工装备的80％、轿车工业设备、数控机床、纺织机械和胶印设备的70％被进口产品占领。我国企业在发展形态上，是沿着技术开发一生产一市场营销的结构，并将核心放在生产上，而很少将企业放在先进的研发上，形成市场投入大而研发投入小的状态，因而“中国制造”与“日美制造”、“欧洲制造”存在着巨大差距。“中国制造”真正的软肋是研发。中国制造业的优势过多地集中在劳动密集型产业上，有待向资本密集型与技术密集型升级。自有品牌的开发根据企业的规模而有所不同，对于大企业来说，使OEM(委托生产)转变为ODM(orignial designing manufacturer，原始的设计制造商)才能保证我国企业的品牌影响力。单纯的OEM只有低的附加值，它只在制造过程中产生，而ODM却从产品的构想、设计、所有软件的制作，最终到产品生产的每一个环节都由制造商完成，这样它的附加值就大大超过OEM。

    在发达国家，90％的跨国公司把技术创新作为企业战略的核心内容，80％建立了研发中心，大多数企业至少把销售额的5％投入到研究开发当中。但目前，全国大中型企业中71％没有技术开发机构，2／3没有技术开发活动。近两年，企业科技经费支出占产品销售收入的比例仅为1．52％，其中用于新产品开发的支出仅占0．66％。我国2．8万家大中型企业中，拥有研发机构的仅占25％，超过半数的中央企业科研投入不足主营收入的0．5％，许多企业的核心技术和装备基本上依赖进口。根据国际经验，企业技术研发投入不应低于销售收入的3％，在高新技术企业，研发投入要占10％以上，否则将失去竞争力。因此，设计对于我国的经济发展起着重要作用。设计是人类社会最基本的一种生产实践活动，是创造精神财富和物质文明的重要环节。工程设计是建立技术系统的第一道工序，它对产品的技术水平和经济效益起决定性作用，据统计产品成本的75％一80％由设计阶段确定。

    从目前我国的机械设计的现状来看，主要还是从事常规设计。而国外的一些先进工业国家，则早已开始研究现代设计，并已从原来固有的设计模式走出来，鼓励设计人员用新观点、新原理、新功能来设计前所未有的产品。

1 进行现代设计需要解放思想

    现代设计是面向市场、实现功能及产品优势的设计，是在传统设计基础上，溶入新思想、新理念而形成的新的设计方法——动态的、科学的、计算机化的方法。从技术的角度还可进一步理解为：它是以市场需求为驱动，以计算机辅助设计技术为主体，以知识为依托，以多种科学方法及技术为手段，考虑产品的整个生命周期和人、机、环境相容性等因素的设计。国内外最流行的现代设计方法有：创新设计、绿色设计、稳健性设计、虚拟设计、机电一体化设计、并行工程、快速响应和价值工程等，同时，优化设计、有限元分析、可靠性设计等现代设计方法已得到普及。

    有人曾说过，近代中国大科学家出现较少，是和传统文化对人的思维自由性束缚有直接关系的，而西方文化恰恰促进了思维的自由性，当然那里的近代发现、发明就会多一些。这是有一定科学道理的。新产品的问世很大程度上取决于思维的自由性，思维的自由性构成未来时代的需要，它将以新的形式组合未来的人类生活。

    在机械设计工作中，要想不断的取得创新的成果，就必须根据创造性思维的特征，自觉地培养自己的创造性思维能力。只要消除自身思想上的束缚，自我突破，并掌握正确的方法，即能调动创造性而获得出乎意料的创造性成果。曾经有一则幽默：A国航天员在太空中由于失重，用圆珠笔写不出字来，于是划拨100万美元的专款攻关。研究秘密进行，最后研制出了专用的太空笔。庆祝之余有位官员忽生疑问：B国航天员在太空中是用什么笔写字呢?一批精干的谍报人员被派了出去，答案很快就有了，B国航天员用的竟然是普通的铅笔。所以要进行现代设计，我们就要用反常思维、辨证思维、开放思维和独创思维去创新。以坚定的信念和原则为基础，采用灵活的策略和创新方法完成设计工作。现代创新设计需要智慧的交锋和碰撞。

2 现代设计方法——创新设计

    创新设计，是充分发挥人的创造才能，利用现有技术原理进行创新构思的设计实践活动，它不是简单的模仿和技术改造，而应具有突破性、新颖性、创造性以及带来社会效益。其目的是为人类社会提供丰富、有新颖性和先进性的产品。创新设计的基本特征是新颖性和先进性。新颖性就是设计者不拘于前人或别人已有的成就，敢于根据从未尝试过的想法去进行新的探索，设计出别开生面的东西。先进性就是设计的产品应标新立异，而且在技术水平上比现有类似产品超前一步，即在功能、性能、结构等方面显示出新的特点和实质性的改进。

    创新思维在整个创新过程设计中占有重要的地位，创新思维不是一般的思维形式，它是人类思维的高级形式，是独立的见解、前所未有的想象目标，其结果是新颖的、有使用价值的、先进的产品。创造性思维主导、决定着机械创新设计。一般来说，机械设计的过程大都从形象思维开始，然后经过逻辑推理和判断及相应的综合、分析与决策，而产生设计，然后进一步将其设计具体化。作为设计主体的机械设计人员必须注重培养和开发创造性思维习惯及能力，挖掘自身潜能，形成创新意识和能力。机械创新设计技术是设计人员针对新的或预测的需求，充分发挥自己的创造性思维，运用先进的设计方法、理念构思并设计出过去所没有的全新产品的技术。

    下面，就充分发挥创造性思维的主观能动性，对电冰箱进行创新设计改造和设想，见表1所列。

表1 创造性思维在老式电冰箱创新设计中应用

    通过上述分析可见：

    a)机械创新设计的深入研究将为人们发明创造新机器、新机械提供有效的理论和方法；

    b)机械创新设计研究必然要涉及人的思维过程、创造机理及过程等研究内容，因此，机械创新设计研究能加速机械专家智能化，实现真正的“专家”系统，在加速机械设计水平向自动化、智能化、最优化、集成化实现过程中可以做出自己的贡献；

    c)创新设计的机械产品，必定在其原理确定阶段经过反复的综合选择，结构上或尺寸设计上必定蕴含了较高的创造性，也必定含有较高的关键技术附加值，因此产品不仅具有优越的使用性能，而且具有较完美的造型性能，这包括科学技术原理与艺术性的完美结合、人机系统的良好协调性以及良好的经济性等。这样无疑提高了产品在同类产品中的竞争力，特别是当专利产品技术形成产业化的时候，可以创造出较高的经济效益及社会效益；

    d)在机械创新设计的实践中培养了设计人员的创造性思维，增强了其创新能力，提高了人们进行创新设计的自觉性及技术上的可操作性，使机械创新设计成为一种工具或手段，这样，就促进了新产品(含专利产品)的繁荣与更新，为社会创造了财富。

3 小结

    经济全球化，市场竞争的激烈化，人们需求的多样性及快速变化，需要企业的产品必须具有竞争优势才能生存，即要求快交货、高品质、低成本、重视环境、优质服务。而要满足这些需要，靠传统的设计方法难以实现。现代设计方法是科学方法论在设计中的应用，是设计领域中发展起来的一门新兴的多元交叉学科。它融合了信息技术、计算机技术、知识工程和管理科学等领域的知识，因此，现代设计方法包含的内容十分广泛。利用现代设计方法可提高产品的竞争优势，这是现代设计方法产生和发展的根本所在。

    a)进行产品的基本性能设计，确定竞争优势的基础性设计可采用有限元、优化设计、摩擦学等设计方法；

    b)在设计需从时间和准确性上为竞争优势创造条件而无需直接提高产品的性能和品质时，可采用提高计算能力和速度、提高制图速度、加快设计过程、加快试制周期的设计方法，如AutoCAD、并行工程、虚拟设计、异地网络设计和快速响应设计等；

    C)在设计需要从质上提高产品竞争优势时，可采用直接创建竞争优势的设计方法。如：可靠性设计、价值工程、人机工程、创新设计、绿色设计、稳健性设计、机电一体化设计和工业产品造型设计等。

    根据各种现代设计方法在创建产品竞争优势方面的地位和作用，在具体设计时需进行综合运用。■（责编：Catherine）

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