■ 解放我们的产业工人不可能依赖于外部的力量，而只能依赖于我们自己的有创新精神、并能付诸实施的优秀人才。这也正是我们的优秀青年学子所应该勇于承担的历史使命！

　　■ 创新的关键更在于发现新的需求。

　　■ 设计是创新的关键。没有好的设计，即便有好的需求，也没办法实现成功的创新。

　　■ 在自主创新的过程中，千万不能因为创新的不完美而否定全部创新的成果。

　　创新的使命

　　众所周知，我们国家已成为一个制造大国。据统计，2011年，我们的进出口总额达到3.6万亿美元；这一年，我们超过日本成为世界第二大经济体。但是，我们的制造业大多以模仿为主，出口的产品多是低端的廉价商品。即便有iPhone、iPad这类高端产品，但我们也只是代工生产。因此，我们的代工企业仅能赚取很少的代工费，这也是工人待遇较低的一个主要原因。与代工生产相适应，工人的工作强度很大，工作单调，给工人的心理带来了很大的压力，造成个别代工企业甚至接连出现员工跳楼事件。

　　为此，一些国内媒体指责代工企业把工人当机器，缺乏人道主义；而另一些媒体则指责国外的大公司（如苹果）太贪婪，缺乏道德。但是，笔者认为，无论是这些国内知名的代工企业，还是国外的大公司，他们原则上都没有错。这些国外公司面对的是一个国际劳动力市场，它有权选择劳动力价格比较低、供应链比较可靠的企业，以增加盈利，降低风险。相比中国的劳动力价格，苹果甚至还可以去选择劳动力价格更低的国家（虽然它没有这么做）。而对于那些代工企业而言，则更没有做错，因为他们必须和国际劳动力市场竞争，也只能赚取非常低的代工费；相对于人均收入，有些知名代工企业员工的收入应该还算是不错的。

　　党的十八大提出要在2020年全面建成小康社会，实现居民收入的倍增。如何实现这一伟大的目标？有效的途径只有一个：设计创新。通过设计创新，形成具有国际竞争力的产品，使得我们的企业不再依赖于低廉的代工模式生存，而是通过创新所形成的知识产权来赚取丰厚的利润。然而，设计创新并不是一件容易的事。它需要一大批既聪明，又有才华，还有远大抱负，并愿意实干的知识分子的积极参与，通过长期、不懈的努力来完成。因此，设计创新可以为优秀的大学毕业生提供很多施展才华的机会。我们交大的优秀学生当然应该走在设计创新的前沿，勇敢承担起建设创新型国家的使命，不断创造出新的有竞争力的产品，从而可以把那些从事代工生产的产业工人吸收到创新型的产业中来。只有这样，才可能真正解放那些一线的产业工人，使他们的收入实现倍增，减轻他们的劳动强度，不再过“机器人”一样的生活。因此，解放我们的产业工人不可能依赖于外部的力量，而只能依赖于我们自己的有创新精神、并能付诸实施的优秀人才。这也正是我们的优秀青年学子所应该勇于承担的历史使命！

　　设计创新不仅是知识分子解放产业工人的必然途径，它也是知识分子（大学生）解放自身的有效途径之一。现阶段的国内大学生普遍对未来都很迷茫，对于如何实现经济独立还缺乏认识，所接受的教育通常是毕业后最好能去世界500强，找一份收入比较的工作。但是，这些国际大企业通常不把真正的研发任务安排在中国；即便有些企业在中国有研发部门，但这些研发部门做的工作也是创新性比较低的工作。因此，优秀的大学毕业生进入这些企业往往会比较迷茫，发现学习的高深理论往往难以有用武之地。我现在在给学生上《创新思维与现代设计》这门课程时，还常常会在课堂上问学生这样一个问题：你将来如何在上海这样的大城市立足？现在上海的房价动辄人民币200万元以上，如果仅满足于去外企或大型国企做一个白领，假定家庭平均年收入24万（税前），将来生活压力还是比较大的（贷款150万的话，算20年，可能每个月要还1万元左右，再把税、车、各种家庭开支去掉，基本上也就是个月光族）。但是，如果将来能在工作、生活中进行创新，那么还是比较容易实现在大城市立足。因此，创新也是优秀的大学毕业生（并不一定是指学习成绩非常优秀）解放自身、立足社会的需要。

　　因此，年轻的大学毕业生所肩负的设计创新的使命既是国家民族振兴的需要，还是解放产业工人的需要，更是解放自己的需要！

　　创新与需求

　　在很多人看来，创新很难。其实，创新并没有想像中那么难。特别在现代社会，已经存在了很多可供创新的知识和技术，创新就更容易了。对于很多创新任务而言，我们不再需要从头开始进行创新，不再需要像爱迪生发明电灯一样去做1600多次试验。更多情况下，我们通常只要把现有的各种知识和技术进行集成，以解决某个新的用户需求，实现集成创新。因此，创新的关键更在于发现新的需求。

　　如何发现新的需求？新的需求通常来源于我们在生产、生活中碰到的各种问题。对于一般人来说，问题往往意味着现实生活中存在着不满意之处。普通人对于这些问题一般有两类反应：第一类反应是习以为常（麻木）；另一类反应则是指责（埋怨）现实。麻木和指责都是不能解决问题。

　　作为创新型的人才，需要做的应该去仔细反思生产、生活中所遇到的各种不满意，抓住其中的本质问题，寻求是否存在可能的工程方案去解决他们，进而思考这样的问题是否具有普遍性和市场价值，最终把问题变成设计创新的机遇。现实生活中的很多创新都是这么产生的，以下是两个例子。

　　一个例子是关于充气轮胎的发明。早期的自行车是直接依靠铁轮的滚动来实现移动的。1888年，邓禄普发现他的儿子在骑自行车的时候非常颠簸，于是就想能不能有什么方法可以改进自行车呢？于是他从牛肚子会胀气（邓禄普是兽医）得到启发，发明了充气轮胎，大大改善了自行车的性能。由此，邓禄普也给世界创造了一个非常重要的产业——橡胶轮胎工业。直到今天，邓禄普也还是橡胶轮胎产业的知名品牌。

　　另一个例子是停车场的停车指示装置的发明。很多人都有在停车场找停车位的痛苦经历，特别是周末去大型的商场。几年前，有一次我去浦东机场接人，为找一个位置停车，费了很多时间，从一层到另一层，反反复复了好几次。后来，我就想，停车场能否安装一些显示车位占据情况的电子屏幕，使得用户进车库后就能知道应该去哪停车。当时，我也这么一想，后来也没放心上。最近，我去一些停车场时，发现一些商场的地下车库已经有这样的停车指示系统在运行了，对于停车非常方便。

　　因此，这两个例子都可以说明：创新本身并不难，关键在于要善于发现需求，特别是要善于反思生产、生活中的各种不方便之处（不能指责，更不能麻木），把他们转化为工程问题，进而去寻求可能的解决方案。

　　创新与设计

　　在发现新需求后，就需要进行设计，以产生能满足该需求的新的人工物。设计是创新的关键。没有好的设计，即便有好的需求，也没办法实现成功的创新。这里的设计主要是指工程设计。工程设计是指设计主体（通常是设计员）根据所掌握的知识将一些设计元素（技术）按照一定的目的进行组合（综合），创造出合适的人工物，使其能在假定的环境中按照预想的行为运转，把存在问题的客观世界转化为主体所需要（满意）的新的客观世界。例如，夏天的时候，人们觉得房间里太热，所以就设计了空调来降低房间的空气温度。

　　工程设计与传统的艺术类设计（如建筑设计、造型设计等）不一样，这种不同可以体现在多个不同的方面。首先，艺术设计通常起源于人类对美的追求，而工程设计源于人类对客观世界中存在着的问题的关注。其次，艺术设计通常关注人工物的结构形态（Structure），而工程设计则聚焦于人工物的功能（Function）。这种区别可以简单的用一张椅子来说明：艺术设计更关注把椅子设计成什么美学形状，而工程设计则关注椅子的各种功能（如支撑、按摩、可移动性等）。再次，工程设计主要是利用各种已有的技术知识来实现其所需要的功能，而艺术设计则更多地强调独一无二的、独创性的设计风格（如哥特式建筑风格）。最后，艺术设计通常被与灵感和主观感受联系在一起；工程设计则通常可以用理性和科学来解释。

　　在工程设计过程中，最好能按照一定的方法和逻辑进行，使得设计过程和设计结果都可以得到合理的控制和保障，尽量减少和避免各种不必要的错误和创新的失败。这也是近年出现的设计科学（Design Science）的主要研究内容之一。在复杂产品（如飞机、汽车等）的设计过程中，设计科学的应用有着极为重要的意义。缺乏合理的设计科学的指导，复杂产品的设计会没有头绪，设计员也会非常盲目，最后会引起各种各样的问题。关于这方面的知识，限于篇幅，这里不做探讨。

　　设计的重要特性

　　虽然大家对于“设计”这个词很熟悉，但是真正理解其内涵的人并不多。根据我们在几届《创新思维与现代设计》课程中的作业，我们发现很多学生对设计的概念认识并不全面，甚至有些狭隘。因此，这里给大家介绍一些设计的重要特性，以加深大家对于设计这个概念的认识。

　　设计的计划性。设计最基本的一个特性是“计划性”。笔者认为：设计的计划性来源于其中的“计”字，可以理解为“计划”或“计策”，它意味着是对未来的考虑。在现代社会，产品的设计和制造常常是由不同的人来完成。设计员专注于设计，工人专注于按照已设计好的工艺和规范来制造产品。目前，大家能普遍认识到的关于设计的“计划性”主要体现在指导生产人工物的各种图纸。设计中的计划性应该是可以被很多人认识到的特性，这里不做赘述。

　　设计的假设性。设计的第二个重要特性是“假设性”。笔者认为：设计的“假设性”特征来源于其中的“设”这个字。它体现了前面工程设计定义中的“假定的环境”这一概念。因此，我们在谈设计的时候，一定要去注意到“假设”。任何工程设计中，都蕴含了很多假设；相应的，工程设计过程也会包含对假设的验证工作。现实生活中，很多时候人们却因为忽视了“假设”，而造成很多悲剧。

　　最近的一个比较经典的例子是黑龙江省哈尔滨市的某大桥的引桥翻塌事故，事故造成多人死亡。在事故刚发生的时候，很多新闻媒体争先报道了这一起“豆腐渣”工程。然而，事后的调查却表明：这不应该说是一起豆腐渣工程，而主要是一起由于3辆严重超载的卡车（设计载重近200吨，实际载重近500吨）违规停车所酿成的惨剧。这个事件中，卡车司机们就没有考虑桥梁的设计是有“假设”的，他们只顾自己的车能多装货，而忽视了（甚至根本不懂）桥梁设计时候的假设载荷条件。更可怕的是，3辆车严重超载的卡车同时紧连停在桥面上，造成桥梁的单侧载荷过大，引起桥梁侧翻。目前，事故死亡的家属还不认可事故调查。他们提出了新的质疑：为什么桥梁上没有悬挂载重量的标识？

　　这个质疑对认识设计的“假设性”来说很重要。我们所有的产品都应该标明其正常运转的假设条件。它一方面可以使用户了解如何正确使用产品，另一方面还可以使得我们的产品能避免不必要的法律诉讼。笔者曾购买过宜家的一个小桌子，在桌子附带的小册子上就有很多如何正确使用产品（包含很多假设）的说明。类似的说明书在国外产品上很普遍，它履行的其实是关于产品使用的告知义务。如果制造企业忽略这种义务，而用户又在不知情的情况下盲目使用，那么在出现问题时企业就有可能会被用户投诉。如果想建设制造强国，我们的企业也必须认识到设计的假设性的特点，否则就很难在国际市场上立足。

　　设计的复杂性。设计需要对未来制定很多计划。现在大家知道得比较多的是面向制造的计划（即零部件图纸以及相应的制造工艺图纸）。对于现代的复杂技术产品而言，设计所需要制定的计划要远远超出制造的范畴。一个好的复杂产品的设计，需要对其全生命周期内各种所需要面临的情况制定相应的计划。这个全生命周期，通常包括了制造，装配，运输，使用（运营），维修，甚至拆解回收这些阶段。因此，设计所产生的“计划”必须要尽可能考虑各种情况，使得与人工物相关的各种人员、设施都能方便、可靠的与人工物进行交互（操作）。因此，设计员形成最终的解决方案时，必须考虑所有这些生命周期的情况，这也正是设计复杂性的一个重要体现。

　　去年温州的动车组事故就是对设计在全生命周期复杂性缺乏认识的一个比较典型的例子。调查表明：该事件由于雷击事故而造成的列控中心设备损坏，最终酿成了重大的人身伤亡惨剧。在这里，设计单位显然只是考虑了列车怎么可以被生产（制造）出来，而对列车运行阶段可能受到的各种外部因素（这里是雷电）的干扰没有进行系统全面的分析，更没有制定相应的应对措施（设计）。

　　这一事故其实与我们国家目前对设计的“全生命周期的计划性”的认识不足是很有关系的。一直以来，国内总是把我们的技术比西方发达国家落后多少年挂在嘴上，导致我们的设计员满足于制定解决“制造阶段”的计划（满足生产用的图纸），认为我们只要把东西造出来了，就可以赶上那些差距。实际上，那些看得见的差距只是硬件的差距，而对很多看不见的差距（如管理思想）的认识不足更危险。

　　设计的资源有限性。谈起设计，一个重要的特点就是其资源有限性。基本上所有的设计都是在一定的资源约束下产生的。例如，当我们设计个人用的产品时，我们必须考虑到个人的经济支付能力（特定的消费群体能否买得起）；如果这个产品是一个可以随身穿戴的，还必须考虑其重量是否在人的体力支撑范围；等等。

　　资源的有限性会导致设计中经常会发生的一件事：多目标的折衷平衡。在设计一个复杂产品时，常常有很多个目标。这些目标间很可能有一些会耦合，最终导致一些矛盾。在这种情况下，就必须对这些有矛盾的因素进行折衷，形成一个各个目标因素都可以接受的折衷方案。例如，在设计一架战斗机时，飞机的航程和机动性能就是一对矛盾。如果我们希望飞机有很好的机动性，就不能指望其航程很远。因为航程远意味着载油量的提升，导致飞机重量的加大；而飞机变重，惯性就变大，机动性就会变差。

　　设计的不完美性。任何设计都不是完美的。没有人可以一下子就造出一个完美的产品出来。人工物都是在不断的更新换代中逐渐完美起来的。认识这一点对我们支持自主创新非常重要。国内很多人都比较崇洋媚外，认为国外的设计都比国内的好。这也确实是目前一个比较普遍的现象。

　　国内为什么不能设计出好的产品来？难道是因为我们的设计员比别人要笨吗？当然不是。原因在于：国内的设计大多是模仿来的，很多时候模仿得一知半解。这种模仿的产品其实只能算半成品，当然不能与进口的成品进行比较。我们需要更多的时间去理解别人的设计。

　　外国的产品其实也不是一出来就是完美的，它也有比较长的新产品（样品）研发阶段。只不过，在产品没有比较成熟的时候，他们一般不会拿到市场上来买，更不会拿到中国市场上来推销。很多人知道：世界上最早的汽车是卡尔·奔驰发明的。可是，有多少人知道卡尔·奔驰发明的汽车所具有的各种问题呢？他虽然努力在自己的家里花了多年时间改进汽车，可是自己却没敢把车开出去。直到有一天，卡尔·奔驰的夫人贝尔塔女士瞒着丈夫，带领两个儿子驾驶着世界上第一辆汽车从曼海姆出发，开始了一段长途旅行。一路上车辆故障不断，一会儿牛皮刹车片磨光了，一会儿汽油没了，一会儿冷却水没了。可是，贝尔塔女士并没有泄气，坚持把这辆破车最终开到了位于普福尔茨海姆的娘家，全程140多公里。由此，贝尔塔也成为了世界上第一名名副其实的试车手。

　　因此，在自主创新的过程中，千万不能因为创新的不完美而否定全部创新的成果。

　　对创新的宽容

　　既然设计有假设性、复杂性、不完美性，那么我们理所当然的对创新应该持有一份宽容的心态。这也可以从前面贝尔塔女士的故事里侧面得到反映。如果贝尔塔一路上因为卡尔·奔驰发明的汽车存在这么多问题，就把车扔在半路，那么，这个世界的汽车可能会晚发明几十年。因此，对新事物应该多持宽容的态度，不能过于苛刻。特别是对于我们的自主创新，要多理解、多支持，而不要妄自菲薄。这一点对于我们希望从制造大国迈向制造强国特别重要。因为只有这样，我们才能在全社会树立起一股鼓励创新的文化和氛围，才能让大家敢于创新、勇于创新，最终实现创新，建成创新型的国家。

　　我记得前一阵在网上（包括学校BBS）上看到这样一篇报道：美国的一家私营企业（SpaceX公司）完成了“龙”货运飞船的发射，并成功实现与国际空间站对接。这本来是一篇很好的新闻报道。可是，有些人却拿这件事与中国的太空探索联系起来，说我们花这么多钱、这么多年搞神州飞船和空间站，技术还不如人家一个私营企业好。

　　持上面这种妄自菲薄、崇洋媚外的心理在国内有一定的人群基础，其中不乏一部分自认为接受过高等教育的“精英”。他们只根据表面上的这样一个结果就把中国自主发展几十年的太空探索成就给否定了。殊不知，人家一个私营企业如果没有美国航空航天局(NASA)的数十年积累的技术支持，怎么可能在这么短的时间里完成这么复杂的一个项目？并且，如果我们不搞太空探索，哪个欧美强国会愿意与我们分享他们的胜利果实？因此，尽管我们的太空探索技术可能现阶段还不一定能赶上欧美强国（正如我们的综合国力和人民生活水平一样），但只要我们对创新持一种宽容的态度，坚持努力，一定可以在不远的将来实现我们建设美好中国的梦想！

　　学者小传

　　陈泳，上海交通大学机械与动力工程学院副教授。1997年7月毕业于浙江大学机械系，获工学学士学位；2004年6月在浙江大学机械设计及理论专业获博士学位；2004年7月至2006年6月在上海交通大学机械与动力工程学院从事博士后研究；出站后留校任教，2006年9月起任副教授；2011年7月至2012年7月，在美国南加州大学（USC）机械与航空系访问交流。2009年获得上海市科技启明星计划支持。

　　研究方向为概念设计、创新设计、智能设计以及设计哲学。主持了一项科技部863计划，两项国家自然科学基金项目，以及多项企业应用课题（包括中国商飞资助的C919项目），部分研究成果已在企业取得了良好的应用。在设计学的国际指名期刊（如《ASME Journal of Mechanical Design》、《Computer-Aided Design》等）发表论文多篇。另外，2010年，撰写的论文在两年一度的智能设计领域的国际知名会议（Int. Conf. on Design Computing and Cognition）得到发表，该论文是国内首次在该系列会议（包括其前身AID会议）上发表论文，也是该届会议大中华地区的唯一一篇论文；2011年，撰写的论文在两年一度的设计科学研究的国际知名会议（Int. Conf. on Engineering Design）得到发表，并被评为该届会议的优秀论文，这是国内学者首次获此荣誉。