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创造突破性产品——从产品策略到项目定案的创新设计方法与分析CREATINGBREAKTHROUGHPRODUCTS教师：孙炜自动化学院工业设计创造突破性产品“系统论”的设计观念系统观念1.系统论与现代设计系统观念1.系统论与现代设计系统思想源远流长，但作为一门科学的理论学说——系统论，则是由“贝塔朗菲”创立的。本世纪40年代以后，系统论、信息论、控制论等系统理论逐步形成和完善。随后，耗散结构理论、协同学、突变论、超循环理论、生命系统论等非平衡自组织理论，也逐渐产生和发展起来。这些理论，为科学技术的发展提供了新的思想、新的观点和新的方法，同时也给科学技术方法论的研究带来革命性的变化。系统观念1.系统论与现代设计设计的实质是创造，而创造的前提是对目标的把握和对相关要素的认识，否则便会是盲目的。系统论的思想及方法，一方面对我们分析认识与设计有关的各种因素有很好的指导意义，另一方也强调综合与创新是其根本目标。创新与知识水平、认识水平成正比的。设计必须要把理性、系统的方法与感性、直觉的思维有机结合起来，才能相得益彰、互为促进。系统观念2.系统的基本概念系统观念2.系统的基本概念系统是指：由若干要素以一定结构、形式联结构成的具有某种功能的有机整体。在这个定义中包括了系统、要素、结构、功能四个概念。系统方法要求人们，把研究对象看作一个整体，把事物的普遍联系和永恒运动看成一个总体过程，全面的把握和控制对象，综合地探索要素与要素、要素与系统、系统与环境、系统与系统的相互作用和变化规律，把握住对象的内环境和外环境的关系，以便有效的认识和改造对象。系统观念3.产品系统的三要素系统观念3.产品系统的三要素所谓系统，是一个抽象的概念，所指往往并非特定的事物。产品系统与任何系统一样，宏观上是由物质、能量和信息构成，而在存在方式和属性上却表现为要素、结构和功能因素，这也是产品系统的核心。结构与功能所说明的是系统的内部作用与外部作用的关系。功能是一个过程，体现了系统外部作用的能力，因而是由系统整体的运动表现出来的，是系统内部固有能力的外部体现，它归根到底是由结构决定的。系统观念4.系统的特点系统观念4.系统的特点系统论的设计思想，其核心是把工业设计对象以及有关的设计问题，如设计程序和管理、设计信息资料的分类整理、设计目标的拟定、人——机——环境系统的功能分配与动作协调规划等等，视为系统，然后用系统论和系统分析概念和方法加以处理和解决。系统观念4.系统的特点所谓系统的方法，即从系统的观点出发，始终着重于从整体与部分之间；整体对象与外部环境之间的相互联系、相互作用、相互制约的关系中综合地、精确地考查对象，以达到最佳处理问题的一种方法。其显著特点是整体性、动态性、最优化。系统观念4.系统的特点（1）整体性整体性是系统论思想的基本出发点，即把事物整体作为研究对象。各种对象、事件、过程等都不是杂乱无章的偶然堆积，而是一个合乎规律的，由各种要素组成的有机整体。构成系统的各层子系统都各具特定的功能和目标，它们彼此分工协作，才能实现系统整体功能和目标。构成整体的所有要素都是有机整体的一部分，它们不能脱离整体而独立存在；系统整体的功能和性质又是其各个组成部分或要素所不具备的。因此，如果只研究改善某些局部问题，而其它子系统被忽略或不健全，则系统整体的效益将受到不利的影响。整体性就是从事物（系统）的整体出发，着眼于系统总体的最高效益，而不只局限于个别子系统，以免顾此失彼，因小失大。系统观念4.系统的特点（2）动态性这是指系统的历时性原则。任何系统不能看作是静态的“死系统”或“死结构”，而应看成是动态的“活系统”。事实上无论是在系统的内部还是外部都存在着物质、能量、信息的流动和交换，这必然使系统处于“动态”。因此，在研究系统时，应把系统的各个发展阶段加以研究，以把握其过程与未来趋势。（3）最优化所谓最优化就是取得最好的功能效果，即选择出解决问题的最好方案。最优化是系统论思想和方法的最终目标。系统观念5.系统的理解系统观念5.系统的理解综上所述，系统论的设计观念主要表现在解决设计问题时要从整体上、全局上、相互联系上来研究设计对象及有关问题，从而达到设计总体目标的最优。系统论的次优化原理告诉我们：整体大于部分之和，一个产品及其有关问题并不是相关要素的简单相加，只有协调好各元素的关系才能充分发挥其作用系统观念5.系统的理解在学习和应用系统论时，应克服一种错误的思想，即认为系统论的理论和方法是一种科学的手段，因而会排除知觉和直觉。其实，系统论所强调的观念并不排斥创造性的思考和直觉的判断，而是十分需要发挥直觉和感性的思维方式的优点以丰富和完善系统论的实用价值，使理性与直觉判断相结合，相促进，由此推动设计的进步。科学的、系统的设计方法与直觉的、感性的构思方法在产品设计中可以而且应该是共存互促、融合汇流的。在一定的情况下，一个优秀的设计师的直觉往往比理性的分析更准确和快捷，更能产生充满创造性的设计。靠直觉思维达到设计的成功的例子是很多的。但这正是设计师个人依靠他的知识和经验，从整体上把握设计对象的综合呈现，当然，这需要一定的条件。系统观念5.系统的理解直觉与感性思维既有理性的成分，又有非理性的成分，如果设计的要求及有关设计问题的构成简单，设计师凭感性、直觉和经验就能把握有关因素，设计出优秀的产品。但仅以个人的经验与感性判断来解决问题的方法在复杂情况下常会失之偏颇。例如，虽然在产品的造型形态及色彩等的设计构思上，形象思维与直觉感悟起着决定性的作用，但其构思的基础与限定条件仍然需靠系统方法与其它理性方法所得到的结论。因此，系统化设计思想与方法和感性、直觉的思维方法是相辅相成的。对于一些涉及面广，情况复杂的问题，可用系统化的方法或其它理性的方法加以分析、归纳，不能仅凭感觉来解决表层上的问题。系统观念5.系统的理解从根本上说，系统论主要是一种观念，一种看问题的立场和观点，它并不着重于说明事物本身是什么，而是强调我们应该如何认识和创造事物。因此，系统论具有方法论的意义，是一种设计哲学观。对于这一点，应引起足够的注意，不能把系统论的设计思想和方法理解为设计的技术。要素、结构和功能整体性、动态性、最优化系统观念尝试在系统观念的指导下，运用头脑风暴和KJ法分析公交车站的要素、结构和功能。系统观念6、常用的系统方法（1）投入产出法投人产出法（Input－OutputTechnique），又称“入出法”、“输入输出法”等，是美国通用电器（GE）公司发明的用于探求设想而发明的一种分析方法。本方法先确定所期望的产出（结果和目标），然后决定投人，利用智力激励的方法寻求投入产出关系的设想。如以天黑灯自亮问题为例：入：天黑下来——最初状态出：灯自亮——最后状态系统观念6、常用的系统方法（1）投入产出法系统观念系统观念6、常用的系统方法（2）相关表法相关表是以探讨设计问题中相关要素间的关系为目的，而展开构想的分析方法。其方法是对设计问题进行分解。然后进行分析比较用排出主次要问题，按关系最重要的、希望产生关系和无关系三类分类。系统观念系统观念6、常用的系统方法（2）相关表法系统观念街道清扫系统的相关元素系统观念6、常用的系统方法（3）黑箱法黑箱是指内部要素和结构上不清楚的系统。黑箱法简言之就是通过探索功能而推测结构的方法，它通过考察黑箱的输入和输出的动态过程，以推测系统内部的结构和运动规律。并模拟建立几个可能的模型，从中择优而用。系统观念系统观念6、常用的系统方法（3）黑箱法系统观念黑箱考察黑箱可供选择的黑箱模型确立黑箱模型应用输入输出否