產(chǎn)品突破型創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法與實(shí)施

文/ 陳江（ 廣州美術(shù)學(xué)院 設(shè)計(jì)學(xué)院）

設(shè)計(jì)研究，我們知道，設(shè)計(jì)是在八十年代初引進(jìn)我們國(guó)家，我們做設(shè)計(jì)的時(shí)候唯一的方法就是頭腦風(fēng)暴?，F(xiàn)在三四十年過(guò)來(lái)之后，設(shè)計(jì)不光是設(shè)計(jì)本身了，越來(lái)越多地涉及到科技這方面的工作，設(shè)計(jì)研究的成份是越來(lái)越重了。

這是目前比較通用的一些設(shè)計(jì)的方法。大家看，整個(gè)系統(tǒng)很大，那么多的設(shè)計(jì)里面都包括的一些特殊問(wèn)題的特殊場(chǎng)合的設(shè)計(jì)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的特性，基本上就有這幾個(gè)，一個(gè)是創(chuàng)新性，不用說(shuō)了，還有多樣性、層次性、隨機(jī)性、時(shí)效性，還有一個(gè)不確定性。

在設(shè)計(jì)之初，假如這個(gè)問(wèn)題設(shè)計(jì)得不好，還好說(shuō)，假如設(shè)計(jì)的方向搞亂了，那么設(shè)計(jì)得越好，對(duì)整個(gè)社會(huì)，對(duì)你這個(gè)公司也好，帶來(lái)的浪費(fèi)和災(zāi)難是越大的。

設(shè)計(jì)研究主要分這三種：一種是關(guān)于設(shè)計(jì)的研究，關(guān)于設(shè)計(jì)的研究就是設(shè)計(jì)本身的方法論等一系列的研究；第二個(gè)是為了設(shè)計(jì)而去研究，主要的內(nèi)容是與設(shè)計(jì)相關(guān)的全部人文、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)學(xué)科的知識(shí)，綜合的理解以及運(yùn)用。設(shè)計(jì)從目前來(lái)說(shuō)，應(yīng)該不僅僅是形式與功能等等一系列的問(wèn)題了，尤其是跨界，尤其是技術(shù)先導(dǎo)的設(shè)計(jì)，這種為了設(shè)計(jì)的研究，其中的成份是更加重了。

現(xiàn)在設(shè)計(jì)主要是兩種類(lèi)型：一種是市場(chǎng)上或者是用戶(hù)有什么需要解決的愿望，由設(shè)計(jì)師整合在現(xiàn)有的科研平臺(tái)上，整合一下有什么技術(shù)，有什么方法，來(lái)匯集，給他提供一個(gè)解決方案；第二個(gè)就是科學(xué)主導(dǎo)型的設(shè)計(jì)，這樣就是有一個(gè)專(zhuān)利有一個(gè)新技術(shù)，要把它翻譯成最后的產(chǎn)品，我們根據(jù)技術(shù)和客戶(hù)的需求架接這個(gè)橋梁。

那么設(shè)計(jì)問(wèn)題本身是有級(jí)別的，現(xiàn)在這邊羅列了一下：變參數(shù)設(shè)計(jì)、改良設(shè)計(jì)和突破性創(chuàng)新。首先，變參數(shù)設(shè)計(jì)，比如說(shuō)液體容器的容量的變化，比如要降低熱的散失，加厚容器的壁厚等等，這是最基本的設(shè)計(jì)。這只應(yīng)用到本人和本領(lǐng)域之間的熟悉的知識(shí)就夠了。

第二個(gè)，改良設(shè)計(jì)，即第二級(jí)，改進(jìn)設(shè)計(jì)，就是要求系統(tǒng)相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)不同方面的知識(shí)，不是你本領(lǐng)域的，而是你本領(lǐng)域和跨領(lǐng)域之間的知識(shí)了。

第三級(jí)是現(xiàn)有系統(tǒng)本質(zhì)上的改進(jìn)，就是你現(xiàn)有的，已經(jīng)是發(fā)展得很好的技術(shù)系統(tǒng)也好，應(yīng)用系統(tǒng)也好，這個(gè)本質(zhì)的改變。

第四級(jí)就是應(yīng)用突破性的概念和技術(shù)，基于改變基本功能和運(yùn)行原理的現(xiàn)有的系統(tǒng)的新一代的構(gòu)想，要求不同的學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)。這就是大跨界的概念了。比如內(nèi)燃機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)等等。

第五級(jí)就是新發(fā)現(xiàn)、新發(fā)明，基本上是采用了構(gòu)建一個(gè)全新的系統(tǒng)，包括飛機(jī)、計(jì)算機(jī)、蒸汽機(jī)等。請(qǐng)注意，這里面蒸汽機(jī)的設(shè)計(jì)的級(jí)別，要高于內(nèi)燃機(jī)。大家都知道，蒸汽機(jī)是從畜能、生物能到礦物能的大轉(zhuǎn)折，這是重新構(gòu)建的系統(tǒng)。至于內(nèi)燃機(jī)，還是礦物能的在蒸汽機(jī)基礎(chǔ)上的進(jìn)一步運(yùn)用，所以蒸汽機(jī)的級(jí)別要高于內(nèi)燃機(jī)的級(jí)別。有了構(gòu)想之后，我們要從構(gòu)想發(fā)展到最優(yōu)解、合理的解，這個(gè)過(guò)程是非常漫長(zhǎng)的。

第一級(jí)的問(wèn)題大概占整個(gè)設(shè)計(jì)問(wèn)題的百分之三十幾，基本上設(shè)計(jì)師個(gè)人知識(shí)就可以解決，一般來(lái)說(shuō)要有十個(gè)創(chuàng)意或者是原理解，從中找到一個(gè)優(yōu)化的解或者是合理的解。少量的改進(jìn)。第二級(jí)一般來(lái)說(shuō)是占比較大的成份，在企業(yè)也好社會(huì)也好，大概是45%，這個(gè)要有十個(gè)二次方的原理解，用企業(yè)的知識(shí)就夠了。第三第四第五級(jí)，逐漸遞進(jìn)到行業(yè)的知識(shí)、跨行業(yè)的知識(shí)以及全人類(lèi)的知識(shí)。級(jí)別越高，一般來(lái)說(shuō)設(shè)計(jì)的難度就越大，要求的原理解越多，研究的成份就越多。到最后，發(fā)現(xiàn)與發(fā)明，一般是10的五次方，這是統(tǒng)計(jì)的概念，除非你運(yùn)氣很好，一下就撞到了。在茫茫的黑暗中摸索的時(shí)候，這是很花時(shí)間的，也很考驗(yàn)人的毅力的，而且這些東西還要在你的項(xiàng)目主管、和設(shè)計(jì)師本人有十分清醒的邏輯的成份之下，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的推進(jìn)，才能找到這種解。一般來(lái)說(shuō)，第三級(jí)以上的解，包括里面有實(shí)用新型和發(fā)明專(zhuān)利在里面。一二級(jí)的一般最多就是外觀專(zhuān)利等等的?？梢钥吹綄?zhuān)利的級(jí)別也在提升。

比如，用龍卷風(fēng)的原理顛覆傳統(tǒng)的吸塵器的原理，號(hào)稱(chēng)在整個(gè)使用過(guò)程中沒(méi)有任何阻尼的吸塵器。這個(gè)模型最佳的最合理的解之前，做了5720多個(gè)模型，各種各樣的模型，最后的模型是這個(gè)。像這種原理解找到之后，一般來(lái)說(shuō)，有突破性進(jìn)展的核心功能塊找到以后，包括上面的機(jī)芯找到之后，會(huì)建立一個(gè)系統(tǒng)的產(chǎn)品的系列平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)可能衍生出一系列的產(chǎn)品。包括現(xiàn)在在一些發(fā)達(dá)地區(qū)的城市里面，高檔商店里都有賣(mài)的，也就是這塊原理的功能塊，衍生出手持式的、車(chē)載的、立式的、臥式的等等一系列的吸塵器。他在找原理解的時(shí)候找了十年。

這個(gè)是干手機(jī)，可能大家都用過(guò)，風(fēng)出來(lái)之后，類(lèi)似刀一樣把你手上的水刮掉，而不是蒸發(fā)掉。到了這一步以后，后面衍生出一系列的產(chǎn)品，原來(lái)是這么大一個(gè)箱，現(xiàn)在很簡(jiǎn)單，出來(lái)的這樣的風(fēng)，手前后來(lái)一下就夠了。這是核心技術(shù)解決以后，剩下的問(wèn)題就好辦了。包括無(wú)葉片風(fēng)扇也是這樣。

像這個(gè)椅子，我們以前坐的椅子，下面有一堆的彈簧和機(jī)芯。通過(guò)這個(gè)方式，創(chuàng)意是來(lái)自鸚鵡螺的艙室和壁，現(xiàn)在把支撐的力放到后脊上，有了這樣的創(chuàng)意之后，要尋求它的原理解，更合理的原理解，也是做了很多的工作，做了這種切面的二維模型，包括鋼絲拉的，包括片狀的。最后還是要用這些，做這些類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)，測(cè)力矩等等，測(cè)量整個(gè)椅子的可靠性和人的舒適度。

正因?yàn)槿绱耍瑥V美這邊也是申請(qǐng)了一個(gè)省級(jí)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，我們主要定義的也是按照設(shè)計(jì)來(lái)定位重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。過(guò)去的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生專(zhuān)利產(chǎn)生新技術(shù)新材料等等，新工藝等等。我們這個(gè)定義就定義在應(yīng)用研究，把傳統(tǒng)技術(shù)上的成功的新技術(shù)新原理新材料，如何翻譯、運(yùn)用在和老百姓休戚相關(guān)的產(chǎn)品上。這是我們能做的，當(dāng)初科技廳來(lái)檢查和最后驗(yàn)收的時(shí)候也說(shuō)，科技廳也在轉(zhuǎn)換頭腦，就是說(shuō)真正的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，就是創(chuàng)意與應(yīng)用研究類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)室，也是一種研究的類(lèi)別。所以目前，在產(chǎn)品界和工業(yè)設(shè)計(jì)界的這種設(shè)計(jì)研究，慢慢也被廣大的科研階層的科技人員所接受。我們下設(shè)大概有四個(gè)研究室，一個(gè)是交互設(shè)計(jì)，一個(gè)是CMF，還有LED照明產(chǎn)品以及光環(huán)境，大概這樣四個(gè)方向。

這是交互實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的場(chǎng)景，這是CMF和LED他們做的設(shè)備和科研成果。

過(guò)去我們做的一些東西都是定型的，市場(chǎng)研究客戶(hù)訪(fǎng)談以后，拿出客戶(hù)的需求就直接畫(huà)方案圖、效果圖等等，就開(kāi)始設(shè)計(jì)了?，F(xiàn)在不是這樣，這是我們給吉利做的未來(lái)三到五年的，車(chē)內(nèi)的操作模式方面的研究，用眼動(dòng)等等一系列的設(shè)備，開(kāi)始進(jìn)入到定量的研究，找到了客戶(hù)的痛點(diǎn)。這是輸出的方面。

我們講一個(gè)全套的我們過(guò)去做過(guò)的案例，包括一些思想、過(guò)程，和最后取得的成果。

在順德有一個(gè)工業(yè)設(shè)計(jì)城，當(dāng)時(shí)由輕院、廣美、中國(guó)美院和中央美院四所知名高校的設(shè)計(jì)學(xué)院，在那里建立了這么一個(gè)模型。我現(xiàn)在要介紹的這個(gè)項(xiàng)目，主要的問(wèn)題是做豆?jié){機(jī)的概念。過(guò)去我們看的九陽(yáng)的豆?jié){機(jī)，都是用高速的刀把黃豆和水?dāng)嚨揭黄鸫蛩榫蚾k了。大家發(fā)現(xiàn)這里面，刀在高速旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，和水接觸的部分的溫度是極高的，這種情況下會(huì)破壞大豆里面的維生素B。那么我們想，是不是可以用傳統(tǒng)的研磨方式來(lái)做豆?jié){機(jī)。接下來(lái)主要是對(duì)傳統(tǒng)研磨方式的豆?jié){機(jī)的研究，對(duì)石磨的研究，包括營(yíng)養(yǎng)學(xué)、原理模型、結(jié)構(gòu)、材料、功能樣機(jī)等等，還有使用過(guò)程邏輯分析，還有產(chǎn)品的外觀分析，經(jīng)濟(jì)性分析，小批量技術(shù)服務(wù)。這一整套的設(shè)計(jì)是給一家上市公司提供的研究。

主要的思想是，分析研究行業(yè)內(nèi)相近的、或者相似的行業(yè)中的核心技術(shù)和新技術(shù)，倘若有更好更先進(jìn)更合理的技術(shù)，則在目標(biāo)任務(wù)中能替代原技術(shù)，那么最好。假如沒(méi)有，就用更邏輯更先進(jìn)更經(jīng)濟(jì)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)原有的技術(shù)，這都有發(fā)明專(zhuān)利和實(shí)用新型專(zhuān)利，能申請(qǐng)到這種專(zhuān)利的級(jí)別。

我們組織一個(gè)多功能團(tuán)隊(duì)，所有的成員大概涉及二十多個(gè)專(zhuān)業(yè)。整體框架就是，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)的變參數(shù)設(shè)計(jì)之前，這個(gè)地方我們要做更多的研究。整個(gè)包括產(chǎn)品研究和設(shè)計(jì)研究，產(chǎn)品研究就是悟性的，分析產(chǎn)品發(fā)展史上一系列的，有沒(méi)有關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)等等方面。產(chǎn)品研究完了以后做設(shè)計(jì)研究，包括產(chǎn)品使用程序、產(chǎn)品的規(guī)格尺寸，因?yàn)樗鼤?huì)牽扯到你的體量有多大，操作時(shí)間有多長(zhǎng)等等。這些出來(lái)之后，研究出來(lái)以后生成的設(shè)計(jì)成果，由它來(lái)指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)實(shí)踐。這些全都是研究的過(guò)程。

為什么要做產(chǎn)品研究？這是一個(gè)從一個(gè)期刊上找到的自行車(chē)的發(fā)展途徑。自行車(chē)剛出現(xiàn)的時(shí)候，這個(gè)階段有很多的各種各樣的自行車(chē)。但是最后歸結(jié)到一個(gè)點(diǎn)，這個(gè)就是我們傳統(tǒng)的，像老的鳳凰、永久自行車(chē)，通過(guò)一系列的過(guò)程大家使用之后發(fā)覺(jué)這個(gè)自行車(chē)是最可靠的，成本最低的，也是最能解決人生活中的問(wèn)題的。

現(xiàn)在又由此發(fā)現(xiàn)了各種躺著騎的，山地車(chē)、電動(dòng)車(chē)等等，又有這方面的發(fā)展。通過(guò)這個(gè)例子我們可以看到，為什么要做產(chǎn)品的研究。

豆?jié){機(jī)也是這樣，每年有三千五百萬(wàn)臺(tái)，我查了一下，豆?jié){機(jī)在百度搜索一下，有1050萬(wàn)張頁(yè)面。幾乎所有的豆?jié){機(jī)你會(huì)發(fā)覺(jué)，都是刀打的那種，不是傳統(tǒng)石磨的那種。

一般像這樣的研究下來(lái)的，這種等級(jí)的設(shè)計(jì)不是給一個(gè)企業(yè)做設(shè)計(jì)的，它是顛覆行業(yè)的。從中國(guó)的石磨開(kāi)始，來(lái)找產(chǎn)品的發(fā)展脈絡(luò)。這是磨這是碾，北京的孩子應(yīng)該都知道這兩個(gè)的區(qū)別，也就是把磨，干磨、濕磨、油磨、漿磨等等的一系列，都走了個(gè)遍，大概看看它的原理。也找了暨南大學(xué)和廣州食品廠，看看現(xiàn)代的用于食品加工和藥物加工的磨是什么樣的。也查了很多專(zhuān)利，主要是破碎、粉碎、研磨，包括漿渣分離，做了這方面的探討。這也是廣州食品加工廠，大批量機(jī)加的時(shí)候豆?jié){是怎么做出來(lái)的。

搞清楚了碾磨和研磨，研磨是在一個(gè)平面上研磨，碾磨里面有擠、絞等等各種各樣的原理。接下來(lái)就開(kāi)始反復(fù)實(shí)踐，包括拿別人的東西，看出漿率，石料碾磨以后稱(chēng)種，看出漿率。最后，在一般的石磨里面，都是按照這種方式來(lái)做的，相互之間壓上去以后，在研磨的過(guò)程中，因?yàn)槭ナ羌y路和紋路交替的，壓上去以后壓強(qiáng)極大，超乎想象的，溫度主要是來(lái)自研磨過(guò)程中的摩擦等等。后來(lái)發(fā)現(xiàn)，石磨有四個(gè)階段：引料、破粒、粉碎和碾磨。

我們自己做了一些探討之后，搭了一個(gè)模型，一個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，做各種各樣的實(shí)驗(yàn)。做了各種各樣研磨的一系列的研磨副的轉(zhuǎn)子和定子。也做了人對(duì)豆?jié){機(jī)的控制行為模式這方面的研究，一個(gè)是信息流，一個(gè)是料流，還有水流等等。后來(lái)做成之后，這一堆東西大概一共用了18個(gè)原型，也算運(yùn)氣好，找到了一個(gè)，有可能會(huì)更加長(zhǎng)時(shí)間。這一堆東西只是原來(lái)的四分之一，有一堆這個(gè)做的過(guò)程中的一些原型的出現(xiàn)。

還有不同顆粒不同濃度，我們?cè)谧銎穱L。就是說(shuō)漿渣過(guò)濾是這樣，渣在漿里面吃下去會(huì)拉肚子，但是完全沒(méi)有渣又牽涉到營(yíng)養(yǎng)的流失，問(wèn)題是漿渣的比例，顆粒濃度到多少的時(shí)候是最合適，人感覺(jué)不到，獲取的營(yíng)養(yǎng)量又是最多的。包括產(chǎn)品的整體規(guī)劃。這些全部做完之后，這時(shí)候才是真正的開(kāi)始做產(chǎn)品設(shè)計(jì)，做造型，等等。最終這個(gè)產(chǎn)品是獲得了省長(zhǎng)杯的原創(chuàng)發(fā)明獎(jiǎng)。

總結(jié)一下，石磨研磨，一個(gè)是用傳統(tǒng)的石磨磨漿，這是可行的；第二個(gè)，傳統(tǒng)石磨可能是理想的方法，因?yàn)樗械臓I(yíng)養(yǎng)都有質(zhì)和量?jī)刹糠?。有的營(yíng)養(yǎng)成份攝入很高，不被人體吸收的。在做緩慢的豆?jié){研磨的過(guò)程中，緩變的過(guò)程中，豆里的蛋白質(zhì)和氧氣充分氧化會(huì)產(chǎn)生一種酶，這種酶對(duì)豆?jié){的吸收是很好的。傳統(tǒng)的，我們現(xiàn)在市場(chǎng)上賣(mài)的豆?jié){機(jī)是很少有這種酶的出現(xiàn)，因?yàn)楹芸?，每分鐘兩千多轉(zhuǎn)去打那個(gè)豆子。然后當(dāng)初的豆?jié){的比例，國(guó)家也沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，豆?jié){的濃度到底是多少，到底是多少的豆配多少的水，我們通過(guò)口感、營(yíng)養(yǎng)的分析，把這個(gè)比例也找到了。還有一個(gè)，按照中國(guó)傳統(tǒng)家庭的基數(shù)，一般是二到五人，不超過(guò)七人。比如說(shuō)小兩口加一個(gè)孩子，雙方的父母在一起，過(guò)不了一個(gè)月肯定要打架的。因?yàn)橄嗷ブg的父母都是有自己的生活的規(guī)律，不可能融合。但是年輕人會(huì)把自己的一些生活習(xí)慣調(diào)整以后適應(yīng)老人，但是只能是一方父母。那么長(zhǎng)期穩(wěn)定的嘉賓結(jié)構(gòu)一般是五口人，通過(guò)每人300毫升的豆?jié){的量，我們就做了這個(gè)系列，600、900、1200、1500，這個(gè)就涉及到我們的研磨部的口徑是多大，轉(zhuǎn)速要多少，多少時(shí)間出漿，這個(gè)參數(shù)是很有意義的。最后為漿渣分離也指明了方向。

這個(gè)傳統(tǒng)突破，核心功能塊有了之后，下面就是做豆腐，做豆腐花，研磨米粉等等，都可以用這個(gè)來(lái)做。加工各種食材，果汁榨汁，還有DIY，這個(gè)豆渣可以和上膠原蛋白可以做面膜。再繼續(xù)發(fā)展，加入研磨塊換一個(gè)材料，是否可以做廚房下水道底下的食用垃圾的粉碎，這都是可以探討的。所以核心功能塊的突破，核心技術(shù)的突破，會(huì)給產(chǎn)品帶來(lái)一系列的發(fā)展。

最后總結(jié)，原創(chuàng)付出很多，高風(fēng)險(xiǎn)高投入?？梢杂缮现料拢髽I(yè)高層直接監(jiān)管，多元化的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)架構(gòu)，這是優(yōu)點(diǎn)，較長(zhǎng)的研發(fā)周期，特別是有原創(chuàng)的產(chǎn)品出現(xiàn)，廣東話(huà)叫飲頭湯，就是你的出去之后，在別人仿你之前，高利潤(rùn)能夠收得到。另外，項(xiàng)目管理者需要具備更強(qiáng)的協(xié)調(diào)管理能力，以及多學(xué)科背景，存在較高的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)性。這是鍛煉你的科研隊(duì)伍的，做過(guò)了科研的隊(duì)伍，自信心會(huì)增強(qiáng)很多，獲得高利潤(rùn)的回報(bào)，包括知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等等，這一系列的收獲。