第一章 绪论 (初稿，供讨论) 谢友柏 大纲 一、现代设计学 二、我国制造业的形势和发展 三、现代设计与制造业 四、现代设计与信息技术（设计与计算机、设计与互联网） 一、 现代设计学 人类制作的任何事物，一般总是经过这样一些阶段：设计，实现，运用和维护以至废 弃和废弃后的处理，通常称这整个过程为该事物的生命周期。所以，设计是一切制作行为的 起点，在这个起点上，要预先估计和规划事物在全生命周期中的际遇和行为。在设计制作一 个事物时，总会遇到一些新的需求，也就是要解决一些过去没有解决过的问题，即使完全重 复过去的事物，也会因为际遇不同而需要有不同的对策。采用新方法解决没有解决过的问题 以满足新的需求，是设计的精髓。这里，是否能够正确预见起着关键的作用，因而需要针对 新问题获取新的知识，这也就成为决定设计风险中的主要因素。 设计并不仅仅限于设计产品，所谓事物，可以是产品，也可以是一个操作过程，一种 材料，一个软件，一个系统或者一个组织机构。苏(NPSh)四曾经说过，机械工程师讲 到设计，往往讲的是产品设计，制造工程师讲的是工艺过程设计，材料工程师讲的是新材料 设计，软件工程师讲的是软件设计，系统工程师讲的是系统设计，官员讲的则是组织机构的 设计。这本书因为是面向制造业讲设计，所以会较多围绕产品设计案例展开讨论。但是设计 所要遵循的基本规律则是相同的。 既然设计是一切行为的起点，自从人类以制造工具使自己区别于其它动物，人就开始 设计，也就逐渐萌生设计理论和方法，或者称为设计学的研究。例如，《天工开物》就是一 本讲了许多关于设计问题的书， 目前，设计学的热门研究主要在两个方面。一方面，人的设计活动涉及到智能科学前沿， 所以吸引了大量研究兴趣，特别是看到计算机技术和信息技术的飞速发展，人们希望通过对 设计任务和过程建模，使计算机能代替人进行设计。另一方面，由于制造业当前设计产 品的需要，也促使许多解决实际问题的研究结果问世，例如杭州气轮机厂在上一世纪 70年代从德国维塞尔工厂引进工业气轮机制造技术，用的是模块化设计，就是设计方法学 中的一个派别。针对某特定实际问题而进行的研究，还有可靠性设计，优化设计、极限应力 设计、动态设计、摩擦学设计、绿色设计、全生命周期设计等等，名目繁多，难以穷举。因 为学说之繁杂，致使有人专门研究如何对这些学说进行整理，。如果考虑有大量研究是 把两个方面交织在一起进行的，再加上不同作者对表达研究意图和研究结果的名词，常常有 不同的理解，以及由于主观和客观（如希望达到的目标最后没有达到等）原因，有些名词又 名不副实。这就使得不能用很短的篇幅把设计学整理出一个头绪。 现代设计学的编写，不是为了帮助读者学会解决设计任务某个方面或某个阶段的某种或 某些方法，这类方法不胜枚举，都有相关的专著和可以通过阅读专著来学习。本书的编写是 为了让读者从总体上懂得设计，了解设计的任务和过程，学会设计的一般原理和方法，特别 是学会应对现今条件下对设计的挑战，具备根据情况判断和选择采用哪些方法和综合多种方
第一章 绪论 （初稿，供讨论） 谢友柏 大纲 一、现代设计学 二、我国制造业的形势和发展 三、现代设计与制造业 四、现代设计与信息技术（设计与计算机、设计与互联网） 一、 现代设计学 人类制作的任何事物，一般总是经过这样一些阶段：设计，实现，运用和维护以至废 弃和废弃后的处理，通常称这整个过程为该事物的生命周期。所以，设计是一切制作行为的 起点，在这个起点上，要预先估计和规划事物在全生命周期中的际遇和行为。在设计制作一 个事物时，总会遇到一些新的需求，也就是要解决一些过去没有解决过的问题，即使完全重 复过去的事物，也会因为际遇不同而需要有不同的对策。采用新方法解决没有解决过的问题 以满足新的需求，是设计的精髓。这里，是否能够正确预见起着关键的作用，因而需要针对 新问题获取新的知识，这也就成为决定设计风险中的主要因素。 设计并不仅仅限于设计产品，所谓事物，可以是产品，也可以是一个操作过程，一种 材料，一个软件，一个系统或者一个组织机构。苏（N P Suh）[1]曾经说过，机械工程师讲 到设计，往往讲的是产品设计，制造工程师讲的是工艺过程设计，材料工程师讲的是新材料 设计，软件工程师讲的是软件设计，系统工程师讲的是系统设计，官员讲的则是组织机构的 设计。这本书因为是面向制造业讲设计，所以会较多围绕产品设计案例展开讨论。但是设计 所要遵循的基本规律则是相同的。 既然设计是一切行为的起点，自从人类以制造工具使自己区别于其它动物，人就开始 设计，也就逐渐萌生设计理论和方法，或者称为设计学的研究。例如，《天工开物》就是一 本讲了许多关于设计问题的书[2]。 目前，设计学的热门研究主要在两个方面。一方面，人的设计活动涉及到智能科学前沿， 所以吸引了大量研究兴趣，特别是看到计算机技术和信息技术的飞速发展，人们希望通过对 设计任务和过程建模，使计算机能代替人进行设计[3-5]。另一方面，由于制造业当前设计产 品的需要，也促使许多解决实际问题的研究结果问世[1，6-9]，例如杭州气轮机厂在上一世纪 70 年代从德国维塞尔工厂引进工业气轮机制造技术，用的是模块化设计，就是设计方法学 中的一个派别。针对某特定实际问题而进行的研究，还有可靠性设计，优化设计、极限应力 设计、动态设计、摩擦学设计、绿色设计、全生命周期设计等等，名目繁多，难以穷举。因 为学说之繁杂，致使有人专门研究如何对这些学说进行整理[10，11]。如果考虑有大量研究是 把两个方面交织在一起进行的，再加上不同作者对表达研究意图和研究结果的名词，常常有 不同的理解，以及由于主观和客观（如希望达到的目标最后没有达到等）原因，有些名词又 名不副实。这就使得不能用很短的篇幅把设计学整理出一个头绪。 现代设计学的编写，不是为了帮助读者学会解决设计任务某个方面或某个阶段的某种或 某些方法，这类方法不胜枚举，都有相关的专著和可以通过阅读专著来学习。本书的编写是 为了让读者从总体上懂得设计，了解设计的任务和过程，学会设计的一般原理和方法，特别 是学会应对现今条件下对设计的挑战，具备根据情况判断和选择采用哪些方法和综合多种方 1
法解决问题的能力。现代设计学是一个远未完善的研究领域，本书也为愿意在这个领域从事 研究的读者揭示存在的问题和介绍各个方向上研究的前沿。但是首先是会设计，只有会设计 的人才知道需要研究什么和需要怎样研究。事实上，任何方法都是针对设计中一些特定的问 题和范围发展起来的，如果不能从总体上懂得设计，了解设计的任务和过程，了解当前设计 竞争的态势，没有掌握设计的一般原理和方法，仅仅想凭某一种方法的发展就做好设计，是 不现实的。但是并不是没有人持相反的观点，例如，推动“甩掉图板”，就给人以错觉，以 为只要能够用计算机辅助设计(CD,实际上仅仅是计算机绘图)，就是会设计了，最终这个 运动并没有提高我国制造企业的设计竞争力。另外，大规模投资“计算机集成制造系统 (CIMS)”,鼓吹这样就能够使我国的制造业在竞争中取胜，结果也并不是这样。赋予计算机 以智能代替人设计(Intelligent Design),可以作为一个研究方向介绍，如果认为现在已 经能够靠它来完成设计，那就会误导读者。 现代设计学，在设计前面加上“现代”这样的修饰词，并不是随意的或者装饰性的，也 不是因为计算机技术的发展，网络技术的发展，人工智能的发展，更不是因为介绍和应用了 许多先进的软件工具：有限元分析、可靠性分析、动力学分析、多目标优化、网格化协同平 台等等。前面讲过，根据设计而制作的事物，是为了满足人的需求，特别是新的需求。因此 设计需要获取新的知识以解决过去没有解决过的问题，并为是否能够正确预见而承担风险。 设计是社会性和技术性交织在一起的问题，而且对人的需求和爱好的理解，因人而异，解决 方法也因此因人而异。这样设计又是技术和艺术交织在一起的问题。由于经济全球化导致制 造业竞争形势的变化，这些关系现在越来越支配着设计的成败，越来越显示它们对认识设计 的重要性了，希望本书的编写能够给读者以鲜明的时代感觉。 现代设计具有两个非常重要的属性：设计的竞争性和对分布式资源环境的依赖性，这 在后面会有更详细的讨论。所谓竞争性，就是说设计的任务是要让所设计的事物和同类事物 能够在市场竞争中取胜，这是由制造业的属性和经济全球化的形势所决定的，不以人们的意 志为转移。如果设计不考虑竞争或者事物实现后不能在市场上竞争取胜，那么设计也就失去 自己的价值甚至给社会造成伤害，因此是失败的。很多方法之所以不能全面解决设计问题， 是因为它们只考虑设计方案物理上或技术上的是否成立。物理上或者技术上成立仅仅是设计 命题的一部分，虽然是不可或缺的部分，但是如果不能竞争取胜，物理上或技术上成立的设 计方案就没有用处，甚至有害，这也是无可否认的事实。这一点，虽然具有普遍意义，但是 对于我国的制造业者特别重要，可惜国内研究得非常之少。 设计要解决过去设有解决过的问题，就需要寻求新的知识或技术。现代设计理论认为， 设计是以知识为基础，以获取新知识为中心。前半句没有多少异议，后半句则是差不多所有 设计学的书中都没有涉及，因为都是假设知识是静态的并且在设计开始时已经存在。如果认 真考虑用什么手段才能够最有效地竞争取胜，就不难理解后半句的意义了。但是知识获取是 资源依赖的，竞争结果迫使设计资源由过去的垂直结构（主要资源在进行设计的企业内部） 变成水平结构（大量依赖企业外的资源）。为了使设计实体和实体以外分布的资源单元能够 有效地工作，需要一个分布式的资源环境。这不仅提出了大量新的技术命题，同时也产生了 许多文化、教育、法律、政策等等1方面的问题，远比过去“协同设计”所研究的范围大 得多。对分布式资源环境的依赖性是现代设计的另一个重要属性，也是现代设计所需要解决 的问题。 二、我国制造业的形势和发展 中国现在是一个制造大国，全球制造业的大公司，多数都把它们的制造厂转移到了中国， 2
法解决问题的能力。现代设计学是一个远未完善的研究领域，本书也为愿意在这个领域从事 研究的读者揭示存在的问题和介绍各个方向上研究的前沿。但是首先是会设计，只有会设计 的人才知道需要研究什么和需要怎样研究。事实上，任何方法都是针对设计中一些特定的问 题和范围发展起来的，如果不能从总体上懂得设计，了解设计的任务和过程，了解当前设计 竞争的态势，没有掌握设计的一般原理和方法，仅仅想凭某一种方法的发展就做好设计，是 不现实的。但是并不是没有人持相反的观点，例如，推动“甩掉图板”，就给人以错觉，以 为只要能够用计算机辅助设计（CAD，实际上仅仅是计算机绘图），就是会设计了，最终这个 运动并没有提高我国制造企业的设计竞争力。另外，大规模投资“计算机集成制造系统 （CIMS）”，鼓吹这样就能够使我国的制造业在竞争中取胜，结果也并不是这样。赋予计算机 以智能代替人设计（Intelligent Design），可以作为一个研究方向介绍，如果认为现在已 经能够靠它来完成设计，那就会误导读者。 现代设计学，在设计前面加上“现代”这样的修饰词，并不是随意的或者装饰性的，也 不是因为计算机技术的发展，网络技术的发展，人工智能的发展，更不是因为介绍和应用了 许多先进的软件工具：有限元分析、可靠性分析、动力学分析、多目标优化、网格化协同平 台等等。前面讲过，根据设计而制作的事物，是为了满足人的需求，特别是新的需求。因此 设计需要获取新的知识以解决过去没有解决过的问题，并为是否能够正确预见而承担风险。 设计是社会性和技术性交织在一起的问题，而且对人的需求和爱好的理解，因人而异，解决 方法也因此因人而异。这样设计又是技术和艺术交织在一起的问题。由于经济全球化导致制 造业竞争形势的变化，这些关系现在越来越支配着设计的成败，越来越显示它们对认识设计 的重要性了，希望本书的编写能够给读者以鲜明的时代感觉。 现代设计具有两个非常重要的属性：设计的竞争性和对分布式资源环境[12]的依赖性，这 在后面会有更详细的讨论。所谓竞争性，就是说设计的任务是要让所设计的事物和同类事物 能够在市场竞争中取胜，这是由制造业的属性和经济全球化的形势所决定的，不以人们的意 志为转移。如果设计不考虑竞争或者事物实现后不能在市场上竞争取胜，那么设计也就失去 自己的价值甚至给社会造成伤害，因此是失败的。很多方法之所以不能全面解决设计问题， 是因为它们只考虑设计方案物理上或技术上的是否成立。物理上或者技术上成立仅仅是设计 命题的一部分，虽然是不可或缺的部分，但是如果不能竞争取胜，物理上或技术上成立的设 计方案就没有用处，甚至有害，这也是无可否认的事实。这一点，虽然具有普遍意义，但是 对于我国的制造业者特别重要，可惜国内研究得非常之少。 设计要解决过去没有解决过的问题，就需要寻求新的知识或技术。现代设计理论认为， 设计是以知识为基础，以获取新知识为中心。前半句没有多少异议，后半句则是差不多所有 设计学的书中都没有涉及，因为都是假设知识是静态的并且在设计开始时已经存在。如果认 真考虑用什么手段才能够最有效地竞争取胜，就不难理解后半句的意义了。但是知识获取是 资源依赖的，竞争结果迫使设计资源由过去的垂直结构（主要资源在进行设计的企业内部） 变成水平结构（大量依赖企业外的资源）。为了使设计实体和实体以外分布的资源单元能够 有效地工作，需要一个分布式的资源环境。这不仅提出了大量新的技术命题，同时也产生了 许多文化、教育、法律、政策等等[13,14]方面的问题，远比过去“协同设计”所研究的范围大 得多。对分布式资源环境的依赖性是现代设计的另一个重要属性，也是现代设计所需要解决 的问题。 二、 我国制造业的形势和发展 中国现在是一个制造大国，全球制造业的大公司，多数都把它们的制造厂转移到了中国， 2
世界各地市场上到处可以看到许许多多“中国制造(Made in China)”的产品。曾几何时， 中国人还一直为没有中国制造的产品遗憾，这个时代已经过去了。从1979年到2004年，在 四分之一世纪中，中国GDP的年平均增长9.6%，制造业的贡献在三分之一以上。出口额 中制造业也有相当大的比重，根据海关总暑发布的数据，2007年上半年仅仅机电产品出口 就占出口总值的56.7%；原则上讲，材料、轻工产品和日用品都属于制造业范畴，如果把这 些都算上，那就是绝大部分了。 不论我们祖先曾经创造了多少古代文明，曾经有过多么先进的制造技术，发明了造纸、 火药、指南针。1405年，一支由260多艘海船组成的庞大船队，在郑和的带领下，载着2 万多人，航行13万多海里，向沿途30多个国家和地区显示了中国造船业的强大。87年后， 哥伦布才带着3艘小型的轻快帆船和87人，开始了西方国家的第一次远航。但是我国近代 制造业，也就是近代工业，则是萌生于19世纪中叶。那时我们的制造技术，已经远远不能 与先进国家相比，洋枪、洋炮、洋船都从国外买来。当时的满清政府在鸦片战争等对外作战 屡屡惨败以后，一部分人开始认识到一味从国外求购“坚船利炮”不是办法，于是有“机器 制造一事，为今日御侮之资，自强之本”的说法。1865年，作为先后成立的40多个兵工厂 中最有代表性的、也是最大的江南机器制造总局（即现在的江南造船厂）在上海成立。中 国的第一个炼钢炉、第一炉钢、第一艘机动兵船、第一尊后膛钢炮、第一磅无烟火药、第一 艘万吨轮船都是在这里诞生的，作为标志，素有“中国第一厂”的称号。自那时以后，在一 个半世纪中无数中国人本着一味从国外求购“坚船利炮”不是办法的认识，为实现“机器制 造一事，为今日御侮之资，自强之本”，因此我们自己需要有一个强大的制造业的期望，前 赴后继。在这期间，又实现了许多新的第一，如第一个人造地球卫星、第一棵原子弹和氢弹、 第一辆从流水生产线上下来的汽车、第一台万吨水压机、第一艘核潜艇、第一套200MW汽轮 发电机组、第一艘载人飞船等等。但是当中国为所有这些第一庆贺的时侯，不能不想到，所 有这些第一，都比国外落后一个相位。例如，当我们拼命追赶生产出自己的电站亚临界发电 机组时，国外已经有了超临界发电机组；当我们引进了超临界发电机组技术，努力消化吸收 投入生产时，国外又出了超超临界发电机组。一个不争的事实是，那些世界各地市场上“中 国制造”的产品，大多不是中国的品牌；现在中国城市满街道跑的汽车，大多也不是中国的 品牌。中国实现了制造大国的期望，但是中国还远远不是制造强国。为什么这么多人经过一 个半世纪奋斗，中国的制造业还不能强大？中国是在什么条件下变成了制造大国？为什么中 国变成了制造大国，却没有变成制造强国？又是什么条件使中国不能成为制造强国？所有这 一切，难道不值得深入思考和研究？如果不总结经验、教训，不找到正确的解决方法，也许 再过一个半世纪，一个强大制造业的期望，仍旧不能实现。 这是一个很复杂的问题，有历史的原因，也有现实的原因。作为现代设计学的绪论，只 能从技术层面来讨论问题，而且将主要关注现在的问题而不是过去的历史。 从“中国第一厂”成立到1949年全国解放，在接近一个世纪的时间中，中国经历了满 清帝国崩溃、民国初期军阀混战、抵抗日本侵略八年抗战和其后的解放战争。国家不统一、 封建、半封建、半殖民地的政治制度，当然没有实现强大制造业期望的可能。1949年钢产 量只有15.8万吨/年，人均量约为300克，不够打一把菜刀，制造业近乎空白。1949年到 1979年，国家统一了，政府集中很大力量发展经济，这一时期西方出于政治偏见对中国实 行严厉的经济和技术封锁，工业发展需要的技术唯一外源只有前苏联，后来也中断了。这时 国家高度重视独立自主、自力更生和赶超世界先进水平，在30年的时间中，经过几代人艰 苦奋斗，从无到有，从轻工业到重工业，从民用工业到国防工业，从知识积累到人才培养， 都有了相当规模，形成了一个较为完整的工业体系。但是国家关于如何发展经济，如何在技 术上赶超，政策还不成熟，也不稳定，特别是因为被排除在国际合作的队列之外，不甚了解 形势的变化和发展，很难跟上世界经济和技术发展的主流，没有成为制造强国，不能不说是
世界各地市场上到处可以看到许许多多“中国制造（Made in China）”的产品。曾几何时， 中国人还一直为没有中国制造的产品遗憾，这个时代已经过去了。从 1979 年到 2004 年，在 四分之一世纪中，中国 GDP 的年平均增长 9.6%，制造业的贡献在三分之一以上[15]。出口额 中制造业也有相当大的比重，根据海关总暑发布的数据，2007 年上半年仅仅机电产品出口 就占出口总值的 56.7%；原则上讲，材料、轻工产品和日用品都属于制造业范畴，如果把这 些都算上，那就是绝大部分了。 不论我们祖先曾经创造了多少古代文明，曾经有过多么先进的制造技术，发明了造纸、 火药、指南针。1405 年，一支由 260 多艘海船组成的庞大船队，在郑和的带领下，载着 2 万多人，航行 13 万多海里，向沿途 30 多个国家和地区显示了中国造船业的强大。87 年后， 哥伦布才带着 3 艘小型的轻快帆船和 87 人，开始了西方国家的第一次远航。但是我国近代 制造业，也就是近代工业，则是萌生于 19 世纪中叶。那时我们的制造技术，已经远远不能 与先进国家相比，洋枪、洋炮、洋船都从国外买来。当时的满清政府在鸦片战争等对外作战 屡屡惨败以后，一部分人开始认识到一味从国外求购“坚船利炮”不是办法，于是有“机器 制造一事，为今日御侮之资，自强之本”的说法。1865 年，作为先后成立的 40 多个兵工厂 中最有代表性的、也是最大的江南机器制造总局（即现在的江南造船厂）在上海成立[16]。中 国的第一个炼钢炉、第一炉钢、第一艘机动兵船、第一尊后膛钢炮、第一磅无烟火药、第一 艘万吨轮船都是在这里诞生的，作为标志，素有“中国第一厂”的称号。自那时以后，在一 个半世纪中无数中国人本着一味从国外求购“坚船利炮”不是办法的认识，为实现“机器制 造一事，为今日御侮之资，自强之本”，因此我们自己需要有一个强大的制造业的期望，前 赴后继。在这期间，又实现了许多新的第一，如第一个人造地球卫星、第一棵原子弹和氢弹、 第一辆从流水生产线上下来的汽车、第一台万吨水压机、第一艘核潜艇、第一套 200MW汽轮 发电机组、第一艘载人飞船等等。但是当中国为所有这些第一庆贺的时候，不能不想到，所 有这些第一，都比国外落后一个相位。例如，当我们拼命追赶生产出自己的电站亚临界发电 机组时，国外已经有了超临界发电机组；当我们引进了超临界发电机组技术，努力消化吸收 投入生产时，国外又出了超超临界发电机组。一个不争的事实是，那些世界各地市场上“中 国制造”的产品，大多不是中国的品牌；现在中国城市满街道跑的汽车，大多也不是中国的 品牌。中国实现了制造大国的期望，但是中国还远远不是制造强国。为什么这么多人经过一 个半世纪奋斗，中国的制造业还不能强大？中国是在什么条件下变成了制造大国？为什么中 国变成了制造大国，却没有变成制造强国？又是什么条件使中国不能成为制造强国？所有这 一切，难道不值得深入思考和研究？如果不总结经验、教训，不找到正确的解决方法，也许 再过一个半世纪，一个强大制造业的期望，仍旧不能实现。 这是一个很复杂的问题，有历史的原因，也有现实的原因。作为现代设计学的绪论，只 能从技术层面来讨论问题，而且将主要关注现在的问题而不是过去的历史。 从“中国第一厂”成立到 1949 年全国解放，在接近一个世纪的时间中，中国经历了满 清帝国崩溃、民国初期军阀混战、抵抗日本侵略八年抗战和其后的解放战争。国家不统一、 封建、半封建、半殖民地的政治制度，当然没有实现强大制造业期望的可能。1949 年钢产 量只有 15.8 万吨/年，人均量约为 300 克，不够打一把菜刀，制造业近乎空白。1949 年到 1979 年，国家统一了，政府集中很大力量发展经济，这一时期西方出于政治偏见对中国实 行严厉的经济和技术封锁，工业发展需要的技术唯一外源只有前苏联，后来也中断了。这时 国家高度重视独立自主、自力更生和赶超世界先进水平，在 30 年的时间中，经过几代人艰 苦奋斗，从无到有，从轻工业到重工业，从民用工业到国防工业，从知识积累到人才培养， 都有了相当规模，形成了一个较为完整的工业体系。但是国家关于如何发展经济，如何在技 术上赶超，政策还不成熟，也不稳定，特别是因为被排除在国际合作的队列之外，不甚了解 形势的变化和发展，很难跟上世界经济和技术发展的主流，没有成为制造强国，不能不说是 3
有其必然性。1979年前后，西方封锁逐渐放松，中国开始实行改革开放政策，政治稳定， 发展经济被提高到前所未有的地位，工业发达国家开始大规模对中国投资。2001年中国加 入WTO,标志正式加入了这个全球经济发展的俱乐部，在一个新的游戏规则中开始新一轮的 搏斗，于是就发生了在四分之一世纪中，中国GDP的年平均增长9.6%，中国变成了一个制 造大国的过程。但是如前所说，中国还仍旧不是一个制造强国，而且在高速发展中又产生了 许多新的严重矛盾，如环境破坏，能源紧张，工业生产事故频发。这又究竟是一个什么问题 呢？ 当然可以有很多理由：从经济、技术封闭环境到经济、技术开放环境所产生的冲击，从 计划经济对技术的管理到市场经济对技术的管理所产生的冲击，因为没有经验必须摸着石头 过河的学费等等，但是这些都是表面现象描述，没有给出问题的内在规律及其解决方案。 因为设计是一切制作行为的起点，所以从“设计”在制造业中的现状来分析研究问题的 内在规律并寻求解决方案，本来是顺理成章的事。但是事实并非如此，设计从来都没有站到 它应有的位置上，在国家关于制造业发展的讨论和规划中，“设计”两个字总是出现在不显 眼的地方，有时就根本找不到。到很多企业去参观，总工程师们总是带你去看他们有什么、 什么高级的加工设备，能加工什么、能做什么难以加工的零部件，能够做多么大、多么重的 东西，炫耀他们的加工能力。很少有人向你介绍他们在产品设计方面的能力，介绍支持产品 设计的知识获取手段，如实验室、分析软件、知识库和知识管理，几乎设有人向你介绍什么 是他们自己研发并占有了世界市场的。可以看出在他们的观念中，能够照猫画虎地把东西做 出来，就是他们的追求和骄傲。这不能不说是一个半世纪历程带给人们精神上的缺失，也是 文化中遗憾的地方。现代设计学的首要任务，就是要揭示设计竞争在制造业竞争中的地位， 设计对于从制造大国变成制造强国的意义，使读者能够正确认识制造业发展的内在规律和如 何抓住设计竞争这个解决问题的关键。 三、现代设计与制造业的发展 为了说明问题，需要先要讲清楚一个原理：制造业的使命是为社会提供产品，但是这个 使命只有在它的产品能够在市场上竞争取胜以后，才得以完成。在经济全球化的趋势下，这 个原理越来越显示出它的力量。由于技术发展，全球制造能力的总量超过了全球对产品的需 求。这就导致了竞争：先进得以生存和发展，而后进则难逃淘汰命运。表面上看起来这是一 个很简单，甚至不需要讲的道理，但是做起来，却各有各的理解。 由于一个半世纪经济和技术的落后，特别是上世纪大约有30年的封锁，思想上一个挥 之不去的阴影就是只求拥有，不求竞争，也不需要竞争。许多产品，都是通过所谓“测绘” 而形成设计的，现在有一个好听的名词，叫做“反求工程”。实际上就是把人家的产品拆散， 各个零部件尺寸一量，照猫画虎，就做出来了。随着技术的进步，反求现在也有许多非常高 级的仪器。如果把反求应用于了解竞争对手，本来是一个重要的设计技术。但是靠反求照猫 画虎，是做不成虎的。不要讲侵犯了别人的知识产权，而且不知道猫和虎的内在差别，没有 实现虎的性能的技术，就做不出虎来。甚至连猫也做不出来，因为形成猫的性能的许多技术， 不是表现在外形上，从形状上是掌握不了这些技术的。在“有了就行”思想控制下，出现了 “填补空白”的任务。试看每年评出的国家科技进步奖，不是很多都是基于填补空白所做出 的“贡献”吗？现在形势变了，只要有钱，各种猫都可以买到，有的虎也可以买到。所以一 部分奖实际上是评给那些用国家钱去买猫的人，甚至反求也不必做。当然人家在很多情况下 不会把正当壮年的虎卖给你，特别是不会把繁殖虎的关键技术卖给你。你买到的至多是一只 衰老的虎，或者仅仅是一只猫和养猫的技术，但是却需要付出高昂的代价。一位外国大公司 总裁说得很清楚：“我们不会把技术卖给我们的竞争对手。”所以这样的填补空白，怎么能够
有其必然性。1979 年前后，西方封锁逐渐放松，中国开始实行改革开放政策，政治稳定， 发展经济被提高到前所未有的地位，工业发达国家开始大规模对中国投资。2001 年中国加 入 WTO，标志正式加入了这个全球经济发展的俱乐部，在一个新的游戏规则中开始新一轮的 搏斗，于是就发生了在四分之一世纪中，中国 GDP 的年平均增长 9.6%，中国变成了一个制 造大国的过程。但是如前所说，中国还仍旧不是一个制造强国，而且在高速发展中又产生了 许多新的严重矛盾，如环境破坏，能源紧张，工业生产事故频发。这又究竟是一个什么问题 呢？ 当然可以有很多理由：从经济、技术封闭环境到经济、技术开放环境所产生的冲击，从 计划经济对技术的管理到市场经济对技术的管理所产生的冲击，因为没有经验必须摸着石头 过河的学费等等，但是这些都是表面现象描述，没有给出问题的内在规律及其解决方案。 因为设计是一切制作行为的起点，所以从“设计”在制造业中的现状来分析研究问题的 内在规律并寻求解决方案，本来是顺理成章的事。但是事实并非如此，设计从来都没有站到 它应有的位置上，在国家关于制造业发展的讨论和规划中，“设计”两个字总是出现在不显 眼的地方，有时就根本找不到。到很多企业去参观，总工程师们总是带你去看他们有什么、 什么高级的加工设备，能加工什么、能做什么难以加工的零部件，能够做多么大、多么重的 东西，炫耀他们的加工能力。很少有人向你介绍他们在产品设计方面的能力，介绍支持产品 设计的知识获取手段，如实验室、分析软件、知识库和知识管理，几乎没有人向你介绍什么 是他们自己研发并占有了世界市场的。可以看出在他们的观念中，能够照猫画虎地把东西做 出来，就是他们的追求和骄傲。这不能不说是一个半世纪历程带给人们精神上的缺失，也是 文化中遗憾的地方。现代设计学的首要任务，就是要揭示设计竞争在制造业竞争中的地位， 设计对于从制造大国变成制造强国的意义，使读者能够正确认识制造业发展的内在规律和如 何抓住设计竞争这个解决问题的关键。 三、 现代设计与制造业的发展 为了说明问题，需要先要讲清楚一个原理：制造业的使命是为社会提供产品，但是这个 使命只有在它的产品能够在市场上竞争取胜以后，才得以完成。在经济全球化的趋势下，这 个原理越来越显示出它的力量。由于技术发展，全球制造能力的总量超过了全球对产品的需 求。这就导致了竞争：先进得以生存和发展，而后进则难逃淘汰命运。表面上看起来这是一 个很简单，甚至不需要讲的道理，但是做起来，却各有各的理解。 由于一个半世纪经济和技术的落后，特别是上世纪大约有 30 年的封锁，思想上一个挥 之不去的阴影就是只求拥有，不求竞争，也不需要竞争。许多产品，都是通过所谓“测绘” 而形成设计的，现在有一个好听的名词，叫做“反求工程”。实际上就是把人家的产品拆散， 各个零部件尺寸一量，照猫画虎，就做出来了。随着技术的进步，反求现在也有许多非常高 级的仪器。如果把反求应用于了解竞争对手，本来是一个重要的设计技术。但是靠反求照猫 画虎，是做不成虎的。不要讲侵犯了别人的知识产权，而且不知道猫和虎的内在差别，没有 实现虎的性能的技术，就做不出虎来。甚至连猫也做不出来，因为形成猫的性能的许多技术， 不是表现在外形上，从形状上是掌握不了这些技术的。在“有了就行”思想控制下，出现了 “填补空白”的任务。试看每年评出的国家科技进步奖，不是很多都是基于填补空白所做出 的“贡献”吗？现在形势变了，只要有钱，各种猫都可以买到，有的虎也可以买到。所以一 部分奖实际上是评给那些用国家钱去买猫的人，甚至反求也不必做。当然人家在很多情况下 不会把正当壮年的虎卖给你，特别是不会把繁殖虎的关键技术卖给你。你买到的至多是一只 衰老的虎，或者仅仅是一只猫和养猫的技术，但是却需要付出高昂的代价。一位外国大公司 总裁说得很清楚：“我们不会把技术卖给我们的竞争对手。”所以这样的填补空白，怎么能够 4
使国家科技进步呢？所谓“引进、消化、吸收、再创新”，引进是现实的，你争我夺，争到 钱来填补空白就能够得奖；因为政策不具体，消化、吸收、再创新是虚的，是将来的事。事 实表明，人家卖给你的是猫或者是已经衰老的虎，没有等到你再创新，另一只年轻力壮的虎 又出来了，你的猫或者是已经衰老的虎又打不过他的虎，只能再用高价去买。所以填补空白 的口号实际上是缺乏竞争意识的表现。“填补空白”和“竞争取胜”是两种完全不同的设计 理念。 依靠什么竞争？文献[1]指出，组成产品竞争力的要素很多，比较重要的有：功能，质 量（功能的实现及保持），价格（全成本，效益），交货期，售后服务（维修，升级，培训）， 环境（含人，机）相容性，营销活动。 现代设计理论圆定义：产品的性能是功能和质量的总和。功能是竞争力最重要的要素。 用户购买某个产品，首先是购买它的功能，也就是其实现所需要的某种行为的能力，可以由 输入与输出的关系进行定量描述。质量则是产品功能在全生命周期中偏差的度量。虽然上述 诸要素的任何一个或几个都能在提高竞争力方面大显身手，但是对于一个企业和它的品牌的 竞争力来说，产品性能起着根本和长远的作用。文献[19]的观点：“德国产品比其它的贵， 在世界市场上不容易卖。但我们的目标决不能是生产较便宜的产品以增强竞争力，而应当是 生产别人所不能生产的产品。”这个观点对于希望创名牌的企业，是十分重要的。 “中国制造”能够这样高速发展，说明中国的制造业不是没有竞争力。这个竞争力主要 是廉价的劳动力和廉价的资源（包括土地、建筑、原料、能源和环境），竞争结果是工业发 达国家企业都把制造厂般到中国来，中国变成了世界的车间。由于缺少设计竞争意识，也就 缺少中国自己有竞争力的产品和企业品牌，“中国制造”的却是别国的品牌，由别国设计的 产品。依靠这种竞争力要素来竞争的结果是很残酷的。例如，江南著名的风景地太湖，过去 有一首歌，唱的是：“太湖美，太湖水，·。”但是现在太湖已经被污染到不堪。2007年上 半年，曾经发生太湖水质坏到使无锡市断水数天的事故。能源需求激发疯狂开采，导致煤矿 的矿难不断，于是有所谓“血染的煤”的说法。二氧化碳排放，中国已经位居世界第二，仅 次于美国。中国制造了，但是产品中自有知识产权比重非常低，缺乏高附加值贡献，结果回 报很低，很大一部分都被提供技术、设计和品牌的公司拿走了，GDP与GNP之间有巨大的剪刀 差。依靠这种竞争力，国民经济不可能持续发展。于是提出了转变经济增长方式的问题。对 于制造业来说，转变经济增长方式，就是要改变竞争力的内容，发展另外一些竞争力要素， 不再依靠廉价劳动力和廉价资源。换句话说，就是中国的制造业要能够设计出依靠高性能竞 争取胜的自己品牌产品，用这个对国家GDP做出贡献。 制造业只有在自己产品能够在市场上竞争取胜，才能够实现它的价值。在竞争力诸要素 中，产品的性能起着根本和长远的作用。用户购买某个产品，是购买它的功能，也就是实现 其所需要的某种行为的能力。例如，买一辆汽车，是购买它的通过燃烧燃料将人和物从一个 地方运送到另一个地方的功能，而这个功能在购买以后于规定期限内能够满意地使用，即它 偏离期望值的程度是能够容忍的。前面半句是讲汽车的功能，后面半句是讲汽车的质量。当 然用户希望汽车漂亮，但是一般不是为了漂亮买车，否则他就会去买一幅画或者买一个花园。 汽车要符合排放法规的要求，但是用户不会为了满足排放法规要求去买车，不开车就没有排 放问题。由于全世界制造业产能过剩，而用户对产品的性能需求又是在不断发展之中，人们 总是追求更好的东西，于是竞争就围绕着谁能够率先生产出具有现有产品不具备性能的新产 品。如果这个新产品是符合市场的需求或潜在的需求，那么它就会得到很高的回报，等到别 的企业也会做了，或者经过改进，反而做得更好，利润就会迅速降低下来。 中国曾经在很长一个时期在全国强调产品的质量，推行所谓的全面质量控制(TQC),希 望把东西“做”得尽可能地好，这是引进的概念，主要是从日本。因为中国制造业的文化和 追求是照猫画虎和填补空白，自然就将注意力完全放在“做”宇上面，也就是加工和对加工
使国家科技进步呢？所谓“引进、消化、吸收、再创新”，引进是现实的，你争我夺，争到 钱来填补空白就能够得奖；因为政策不具体，消化、吸收、再创新是虚的，是将来的事。事 实表明，人家卖给你的是猫或者是已经衰老的虎，没有等到你再创新，另一只年轻力壮的虎 又出来了，你的猫或者是已经衰老的虎又打不过他的虎，只能再用高价去买。所以填补空白 的口号实际上是缺乏竞争意识的表现。“填补空白”和“竞争取胜”是两种完全不同的设计 理念。 依靠什么竞争？文献[17]指出，组成产品竞争力的要素很多，比较重要的有：功能，质 量（功能的实现及保持），价格（全成本，效益），交货期，售后服务（维修，升级，培训）， 环境（含人，机）相容性，营销活动。 现代设计理论[18]定义：产品的性能是功能和质量的总和。功能是竞争力最重要的要素。 用户购买某个产品，首先是购买它的功能，也就是其实现所需要的某种行为的能力，可以由 输入与输出的关系进行定量描述。质量则是产品功能在全生命周期中偏差的度量。虽然上述 诸要素的任何一个或几个都能在提高竞争力方面大显身手，但是对于一个企业和它的品牌的 竞争力来说，产品性能起着根本和长远的作用。文献[19]的观点：“德国产品比其它的贵， 在世界市场上不容易卖。但我们的目标决不能是生产较便宜的产品以增强竞争力，而应当是 生产别人所不能生产的产品。”这个观点对于希望创名牌的企业，是十分重要的。 “中国制造”能够这样高速发展，说明中国的制造业不是没有竞争力。这个竞争力主要 是廉价的劳动力和廉价的资源（包括土地、建筑、原料、能源和环境），竞争结果是工业发 达国家企业都把制造厂般到中国来，中国变成了世界的车间。由于缺少设计竞争意识，也就 缺少中国自己有竞争力的产品和企业品牌，“中国制造”的却是别国的品牌，由别国设计的 产品。依靠这种竞争力要素来竞争的结果是很残酷的。例如，江南著名的风景地太湖，过去 有一首歌，唱的是：“太湖美，太湖水，….。”但是现在太湖已经被污染到不堪。2007 年上 半年，曾经发生太湖水质坏到使无锡市断水数天的事故。能源需求激发疯狂开采，导致煤矿 的矿难不断，于是有所谓“血染的煤”的说法。二氧化碳排放，中国已经位居世界第二，仅 次于美国。中国制造了，但是产品中自有知识产权比重非常低，缺乏高附加值贡献，结果回 报很低，很大一部分都被提供技术、设计和品牌的公司拿走了，GDP与GNP之间有巨大的剪刀 差。依靠这种竞争力，国民经济不可能持续发展。于是提出了转变经济增长方式的问题。对 于制造业来说，转变经济增长方式，就是要改变竞争力的内容，发展另外一些竞争力要素， 不再依靠廉价劳动力和廉价资源。换句话说，就是中国的制造业要能够设计出依靠高性能竞 争取胜的自己品牌产品，用这个对国家GDP做出贡献。 制造业只有在自己产品能够在市场上竞争取胜，才能够实现它的价值。在竞争力诸要素 中，产品的性能起着根本和长远的作用。用户购买某个产品，是购买它的功能，也就是实现 其所需要的某种行为的能力。例如，买一辆汽车，是购买它的通过燃烧燃料将人和物从一个 地方运送到另一个地方的功能，而这个功能在购买以后于规定期限内能够满意地使用，即它 偏离期望值的程度是能够容忍的。前面半句是讲汽车的功能，后面半句是讲汽车的质量。当 然用户希望汽车漂亮，但是一般不是为了漂亮买车，否则他就会去买一幅画或者买一个花园。 汽车要符合排放法规的要求，但是用户不会为了满足排放法规要求去买车，不开车就没有排 放问题。由于全世界制造业产能过剩，而用户对产品的性能需求又是在不断发展之中，人们 总是追求更好的东西，于是竞争就围绕着谁能够率先生产出具有现有产品不具备性能的新产 品。如果这个新产品是符合市场的需求或潜在的需求，那么它就会得到很高的回报，等到别 的企业也会做了，或者经过改进，反而做得更好，利润就会迅速降低下来。 中国曾经在很长一个时期在全国强调产品的质量，推行所谓的全面质量控制（TQC），希 望把东西“做”得尽可能地好，这是引进的概念，主要是从日本。因为中国制造业的文化和 追求是照猫画虎和填补空白，自然就将注意力完全放在“做”字上面，也就是加工和对加工 5