科技创新概念十篇

发布时间:2024-04-25 19:05:12

科技创新概念篇1

关键词:概念;主体;科技创新

中图分类号:G301 文献标志码:a

关于主体、主体特征的问题,是德国古典哲学研究中力求解决的主要问题。以主体为主轴来研究主、客体的关系,将主体作为近代哲学的核心突现出来,就是从康德开始的。康德的主体认识论是哲学研究的新突破,它把哲学提高到一个新的阶段,这一认识论实际上就是以哲学发展的视角从关注思维与存在的关系到关注主体与客体的关系的转向。康德强调的是人的认知能力,认为人的认知活动,就是用先天的认识能力,去整理后天的感觉经验,形成先天综合判断,从而使得零散的、偶然的感觉经验变成具有普遍性和必然性的科学知识。马克思在主体与客体关系的问题上,不仅唯物地解决哲学的第一个方面的问题,即解释世界的本源问题,而且其独特的创造性贡献还在于科学地解决主体与客体的关系的这一哲学第二个方面的问题。马克思指出:“从前的一切唯物主义,包括费尔巴哈的唯物主义的主要缺点是,对事物、现实、感性只是从客体的或者直观的形式去理解,而不是把它们当作人的感性活动,当作实践去理解”。马克思主义哲学的本质是强调实践,他是第一次把实践放在哲学的首位,认为“自然向人生成”的契机或“自然的人化”,就在于实践即人的创造性的活动。也正是在这一意义上,马克思主义哲学又被称为“实践唯物主义”。可以说,在哲学发展的道路上,马克思主义的哲学的实践性,超越了近代哲学,进入到现代哲学的崭新领域,并且使得研究主体及主体与客体的关系成为现代哲学的主要问题。

所以,基于上述的哲学的实践性来讲,主体就是能动地、从事着社会实践者的个人、集团、整个人类。这里实践性是作为主体人的首要的基本的核心特征。而作为主体的人对实践的把握,又取决于人的主观能动性,这种主体“懂得按照任何一种的尺度进行生产,并且懂得怎样处处都把内在的尺度运用到对象上去”。

无论是科技创新还是经济管理都是主体认识活动的一个组成部分,但它又不仅仅局限于对出现问题、手段和客体进行的简单记录,它还应当包括基于主体立场的“主观现实”,并且对事件做出的相应的反映也取决于主体对所发生的事件的理解与表述,例如对于“a—B”的表达,对它进行诠释之前它什么也不说明。这个表达式中的3个符号可以根据主体的理解做出各种不同的解释。所以,赋予某一客体或某一过程的含义,就带有强烈的主观性,主体的内心世界构成了理解的基础。所以人是社会历史中实践着的主体;人具有作为主体的一切属性,突出体现在主观能动性,这是探讨主体的核心。当然这一主体性是在社会实践中获得的,而且也不是一成不变的,是变化发展着的,人在改变自然的过程中也改变自身,并将外在于人的客观规律转化为人的经验技能,科学知识和理论,人在实践中逐渐把自己从自然界中提升出来,获得对自然界的主体地位即在实践中不断超越自己,这种超越体现在:首先是主体的自我认识。人是对象性的存在物,人的本质是在人用他作为主体自身所创造出的对象物来表达自己。机器是人的活动的物化,是人的思想物化于这种自然的材料中。电脑的发明也是人脑的思维属性得到了物化的表征,反过来,人类可以通过电脑直观人类的思维。电脑的发展是人的思想力得到充分的体现。因此,马克思说:“人不仅像在意识中那样理智地复现自己,而且能动地现实地复现自己,从而在他创造的世界中直观自身。”人类制造的各种机器尤其是模拟人脑的实践,正是人类在自己创造的对象中,达到了主体的自我认识。其次是主体的自我变革。电脑的思维模拟过程,实质上就是人类探索人脑的过程,通过这个过程,人类把自我的人脑纳入了实践的对象之中。人脑是个加工厂,以往这个加工厂常常是加工它本身之外的客观事物,从客观对象中寻找原材料。而现在,这个加工厂正越来越多地加工自己,即加工人自己的大脑,所以说,电脑就是人脑使自己对象化的产物。G·克劳斯说过“沿用黑格尔的语言说,随着每一部机器的设计,人的精神(当然不是绝对精神)都把自己的一小部分外化为(技术的)自然。电子计算机把人的整个精神结构外化为自然,同时也使人的精神能用自己的这种外化的技术行为方式来研究其自身”。实践越是发展,就越要求主体善于探索和变革自己。人类变革自己大脑的实践,既是人类实践的深度和广度的表征,也是主体自我变革在实践中不断加强的标志。最后是主体的自我提高。马克思指出“生产不仅为主体生产对象,而且也为对象生产主体”。正是在人脑与电脑交互作用中,作为主体人的大脑不断地进化,人的思维能力不断加强,主体控制、改造客体的能力也在不断发展。

所以,主体的自我认识、主体的自我变革、主体的自我提高,是过去,更是科技飞速发展的现在与将来主体在实践中不断超越自己的特征。

1 科技创新主体

科技创新概念篇2

关键词:机电系统概念设计应用特点

中图分类号:tH-39文献标识码:a文章编号:1672-3791(2015)04(c)-0041-01

机械电子学自从20世纪70年代诞生至今,历经了差不多40个年头,在科学水平的不断发展的同时,人们对于机电产品的需求也随之逐渐增加。在需要企业具有快速创新研发新产品能力的时代大环境下,概念设计技术的应用越来越普遍,不但在汽车等高档奢侈品上得以应用,在机电系统上的概念设计也越来越受到大家的青睐。因此,不仅要清醒地认识到机电系统概念设计技术研究的背景,还要深刻理解机电系统和概念设计技术的具体内容,同时,对机电系统概念设计技术的应用特点进行一定的探析。

1机电系统概念设计技术与应用的研究背景

就机电系统概念设计技术与应用的研究背景而言,包括技术支持和机电产品需求两个方面。具体来说,一方面,鉴于机械电子技术、传感技术,以及计算机信息技术的持续发展,为机电系统的探索和应用提供了技术方面的大力支持。另外,人们对机电产品的需求和种类日益增多,然而,整个社会对机电产品的实际需求的变化速度无法与其产品的设计速度相适应。因此,机电系统的设计是机电产品的研发进程中的重要环节之一,而机电系统的概念设计更加是极具创造性的重要阶段之一。另一方面,由于当今世界,科学技术日新月异,新产品更新换代的速度明显加快,现代市场的产品竞争日趋激烈,对于机电系统的设计的要求将更加严格,对于机电系统的设计师而言,除了以往常用的适应性设计及变形设计,机电系统的创新性设计的任务已经迫在眉睫。面对严峻的挑战,应当明白机电系统产品创新的关键所在,清晰地认识到机电系统概念设计技术的重要性。

2机电系统以及概念设计的内涵

2.1机电系统的内涵

机电系统,也是机电一体化系统,它一般是指几厘米以下,甚至更加小尺寸的小型装置,主要由传感顺、执行器,以及微能源等组成,实际上是一个相对独立的智能系统,在电子和机械等各个领域有着非常广泛的应用。对于机电系统的具体内涵,其实有很多不同版本的理解,有的认为,机电系统是一种将机械设备、电子装置和各种软件等有机结合而组成的应用系统;有的认为,机电系统是一种主要由计算机信息网络协调并控制的,以此来实现机械力、运动和能量流等多动力学任务,同时,将机械和机电的各个部件相联系的系统;有的认为,机电系统是一种将多种不同技术,比如,机械电工、电子光学等组合而成的系统。而在我国普遍将机电系统定义为是机电一体化技术(包括精密机械技术、伺服传动技术、传感检测技术、信息处理技术、自动控制技术,以及系统总体技术)与机电一体化产品的合称。

2.2概念设计的内涵

众所周知,产品设计是一项非常复杂的工作,就其具体的过程而言,虽然国际上有诸多论述,众说纷纭,但是无论是哪一种说法,得出的总结就是产品设计涉及到两个重要的设计阶段,也就是概念设计与详细设计。而概念设计的内涵主要包括这样几个方面:首先,功能创新;其次,功能分析和功能结构图设计;再者,工作原理解的搜索和确定;最后,功能载体方案构思和决策。因此,概念设计在产品设计的整个过程中占据着重要地位,发挥着不可替代的作用,如果概念设计做好了,产品设计的整体水平才能达到一定的高度。此外,机电系统的概念设计运用到多个学科范畴的知识,其体现了设计的高度艺术性、创新性,以及综合性。

3机电系统概念设计技术的应用特点

3.1创新性

我国一直致力于建设创新型国家,培养创新型高新技术人才,对于“创新”一词的高度重视是当今社会的必然要求,而对于机电系统概念设计技术而言,创新性更是机电系统概念设计技术的精髓和灵魂,如果要适应时展的要求,满足用户对机电产品的日益增长的要求,就要很好地体现机电系统概念设计技术的创新性特点,只有不断地对机电系统进行创新的概念设计,才能够打造出能够让机电产品的用户感到满意并且适用的新产品。因为机电系统本身就是一个相对比较繁杂的综合性系统,所以,机电系统概念设计技术上所体现出来的创新可以是不同层面的,比如,机电系统的结构的完善和更换等等。无论是哪个方面的创新,都直接对机电系统的整体的创新有很大的影响。因此,机电系统概念设计技术的创新性特点是不可忽视的。

3.2多样性

除了创新性的特点以外,机电系统概念设计的另一个比较重要的特点就是它所体现出来的多样性。无论是机电系统概念设计的手段的多种多样,还是机电系统概念设计的设计方案的丰富多样,都在一定程度上反映了机电系统概念设计在市场需求、工作原理,以及产品形态等多个方面的多样化。不但布局不同会体现多样化,而且设计思路不同也会加强多样化的显现。

4结语

总而言之,从长远的角度来看,机电系统的快速发展和更新换代都离不开概念设计技术的应用。就目前的情形而言,机电系统概念设计技术的使用早就已经在世界范畴内得到了大家的普遍认可和推崇,作为产品设计的重要环节,概念设计是整个产品设计的过程中最不可或缺的一个阶段。在某种程度来说,概念设计阶段在产品的生命周期里发挥着决定性的作用,产品特征多半通过概念设计阶段的内容来决定,同时,概念设计也是市场及企业间的角逐竞争的关键因素。上述内容通过对机电系统概念设计技术与应用的研究背景的分析,在深入理解相关概念的基础上,对其应用特点等进行探析对该领域的发展具有一定的参考价值。

参考文献

[1]程志刚,李瑞琴,董亚峰,等.机电一体化产品概念设计理论现状与展望[J].中北大学学报,2006,27(1):18-22.

[2]霍志璞,黄克正,艾兴.机电系统概念设计自动化中的一体化理论探讨[J].机电一体化,2005(3).

[3]邹光明.机械产品概念设计建模及求解策略的研究[D].武汉:华中科技大学,2005.

[4]张建明,魏小鹏,张德珍.产品概念设计的研究现状及发展方向[J].计算机集成制造系统-CimS,2003,9(8):613-620.

[5]马峻.创新设计的协同与决策技术[m].北京:科学出版社,2008.

科技创新概念篇3

关键词:文化建设;文化发展;文化科技;关系;内涵;外延

中图分类号:J02文献标识码:a

一、引言

党的十七届六中全会决议将推进文化科技创新作为加快发展文化产业,推动文化产业成为国民经济支柱性产业的一个重要方面,并明确指出“科技创新是文化发展的重要引擎。要发挥文化和科技相互促进的作用,深入实施科技带动战略,增强自主创新能力”[1]。由此可见,推进文化与科技融合是中央作出的重大部署,是贯彻党的十七届六中全会精神的重要举措。抓住科技发展进步的难得机遇,加快推进文化与科技的融合,是建设社会主义文化强国的必然要求。

《文化部“十二五”时期文化改革发展规划》和《国家文化科技创新工程纲要》中也强调加强文化科技创新,增强文化领域自主创新能力和文化产业核心竞争力,推动文化产业成为国民经济支柱性产业,繁荣发展社会主义文化。应该说文化科技已经成为社会关注的焦点之一,也是党和国家寄予了殷切希望的重要领域。文化科技要发展,首先必须要解决的根本问题是:什么是文化科技?文化科技的内涵和外延到底是什么?只有解决了文化科技存在的根本性概念问题,才有可能抽丝剥茧、由外即里、从复杂的现象和表面中跳出来,找到文化科技发展的实质性问题和解决方案。文化科技是文化和科技的简称,因此我们有必要先来明确文化和科技这两个概念。

二、文化和科技的定义

1.文化

每一个概念都有一定的外延和内涵。一个概念的内涵指它的定义,而定义必须揭示这个概念所指该类事物的本质。概念的外延就是适合这个概念的一切对象的范围,要弄清楚一个概念的含义必须从内涵与外延两个方面着手。

由于文化本身具有的多样性和复杂性,很难将文化给出一个准确地、清晰的定义。自20世纪初以来,不少哲学家、社会学家、人类学家、历史学家和语言学家一直努力,试图从各自学科的角度来界定文化的概念。然而,迄今为止仍没有获得一个公认的、令人满意的定义。据统计有关“文化”的各种不同的定义至少有200多种。不同的学科对文化有着不同的理解。但是几乎各种论著都指出:文化的含义有广义与狭义之分。《中国大百科全书》的社会学卷说:“广义的文化是指人类创造的一切物质产品和精神产品的总和。狭义的文化专指语言、文学、艺术及一切意识形态在内的精神产品。”由此定义可以看出文化的广义含义是人类在社会历史发展过程中所创造的物质财富和精神财富的总和,它包括物质文化、制度与社会文化和精神文化三个方面,或可认为它包括经济、政治、文化三者。狭义的文化是指意识形态所创造的精神财富,包括宗教、信仰、风俗习惯、道德情操、学术思想、文学艺术、科学技术、各种制度等。同志在庆祝中国共产党成立70周年大会上的讲话中把三者并列说:“有中国特色社会主义的经济、政治、文化,是有机统一、不可分割的整体。”这段讲话将经济、政治和文化三者并列,就是承认文化不是经济、政治,而是经济、政治以外的东西,即精神活动及其产品。这恰符合前面提到的狭义文化的理解。有了这个认知,我们就可以进一步弄清楚它的内涵,即它的本质。因此,文化的内涵就是:文化是人类的精神活动及其产品,是经济和政治的反映,归根到底是人类物质活动的反映。

文化的外延则不是很容易弄清楚的,无法把文化所具有的具体的分子一一指陈出来,惟一的办法只能是根据其内涵来分门别类地列举其各个组成部分。因为文化是一类社会现象,是人们长期创造形成的产物。这样,我们就可以把文化的外延表述为若干类文化现象。为了对文化的外延有一个比较具体的理解,有学者用以下的文化现象来说明文化的外延问题[2]:第一类文化现象就是科学技术(这里指的主要是自然科学技术),它是一个社会的物质生产水平的直接反映并直接推动生产的发展,为了发展我国生产,我国应大力建设我国科学技术。第二类的文化现象是经济思想和经济理论。第三类文化现象是政治法律思想和理论。第四类文化现象是语言文字。第五类文化现象是道德伦理观念、善恶标准和道德伦理理论。第六类文化现象是宗教现象。第七类文化现象是文学艺术。第八类文化现象是哲学和社会学说。第九类文化现象是教育和教育思想。第十类文化现象是新闻出版事业。第十一类文化现象是公共文化设施及其活动。第十二类文化现象是民间文化。以上所谈十二个领域都是作为现实的经济政治之反映的文化现象,除此之外,在我国的文化中当然还包括从古代遗留下来的文化因素,即传统文化因素和从国外传播进行的文化因素,特别是西方文化因素。

2.科技

科学指研究自然现象及其规律的自然科学,技术泛指根据自然科学原理生产实践经验,为某一实际目的而协同组成的各种工具、设备、技术和工艺体系,但不包括与社会科学相应的技术内容。科技是科学与技术的简称,指利用“有关研究客观事物存在及其相关规律的学说”能为自己所用,为大家所用的知识。科学与技术是辩证统一体,技术提出课题,科学完成课题,科学是发现,是技术的理论指导;技术是发明,是科学的实际运用。

三、文化与科技关系

科技创新概念篇4

关键词:机电一体化;产品创新;概念设计

机电一体化产品的概念设计有着极其丰富的内容,同时也是产品在整个生产过程内最具创造性的阶段。其中,包含的原理与方法论对相关产品研发者起到关键的引导效用。因此,对机电一体化产品创新性概念设计进行探索,具有十分重要的现实意义。

1机电一体化产品概念设计的概述

1.1机电一体化产品概念设计的内容

机电一体化产品是在机电一体化基础上建立起的包含系统与构件、基本元内容的集合,而机电一体化产品概念设计的含义则是依据产品使用周期中各个环节所需要求对产品实施功能改造、分析和子功能开发,进而实现其满足功能结构要求的系统化设计活动。这种设计工作的过程包括前期规划、设计概念以及对计划进行详细化和丰富化,并加以改进补充。机电一体化产品概念设计过程中的程式化内容可以通过计算机技术代为实现,但除此之外难以被程式化的方面还需产品设计人员通过人工设计逐步完成。通过构建人机协同的概念设计理念,对其功能与组织开发的过程按照模块化思想进行划分,以此实现这一设计工作的层次性、协调性。目前,发达国家对机电一体化概念设计的深入研究大体集中于其调控系统的设计。机电一体化的理念自1971年被提出以来,经过几十年的发展,内容也在逐步丰富,尤其在科技快速发展的今天,广阔的市场空间与消费需求的升级,更加迫使机电一体化产品对自身性能、可靠程度提出更高要求。而计算机技术、互联网信息技术、传感技术、ai技术、微电子技术、新材料技术、集成技术以及其他相关技术的进步,都为机电一体化产品的革新打下了技术根基,使得机电一体化产品朝着更优质、更高效的方向迈进。

1.2机电一体化产品创新概念设计的意义

机电一体化产品的创新型概念设计本身有着重要作用,其既是产品品质的深层内容,又是其功能属性得以发挥的保障,对其本身质量的影响也约占60%~70%。因此,建成机电一体化产品创新的概念设计具有极其显著的意义。简要概括,主要包括以下三方面内容。第一,创新机电一体化产品的概念设计是保障机电一体化产品品质的必要性要求。机电一体化体系具有多种学科互相交叉、集成融合的特点,本身具有着复杂内涵。因此,现今许多的机械产品的设计并不适应机电一体化技术本身的特色,难以做到根据机电一体化技术特征随之作出应对。第二,机电一体化产品概念设计的创新促使其理论体系得到发展。要创新这一概念设计,必将建立新的方式、理论基础。只有在合理、可靠的概念设计基础上,才能使之收获具有优异性能的机电一化体产品。再加之如今概念设计的思想理念获得了社会中乃至整个世界越来越多的关注与认同,如QFD理论、公理化理论、tRiZ理论等设计理论的建立,对于推动创新机电一体化产的概念设计发展起到了不可忽略的效用,进一步促进了机电一体化技术体系的建立和机电一体化技术的完善。第三,机电一体化产品创新概念设计对于生产能力与工作质量的提高起到切实的帮助作用。许多机电一体化产品都带有自动处理、调节的功效,通过这些能力的实现,能够保证工作质量与效率的稳步提升。例如,在数控机床的使用过程中,其生产效率要高出普通基础5~6倍,并能够实现机床数量减少50%,节省50%操作人员的效能,生产周期也能缩短40%,进而使得生产成本降低50%左右。

2机电一体化产品创新概念设计理论

2.1机电一体化产品应用到的系统原理

机电一体化系统是该类产品中最为重要的基础。就其本质来说。它算是一种复杂机械,但与普通的机械相比还有着显著区分。机电一体化体系是通过在机构的动力功效、信息功效、控制功效以及主功能方面引入先进的电子技术,并使之与软件相互联合形成的一类新型机械系统。就其功能来说,机电一体化系统包含机械力、能量流、运动力等多种动力学有关的特殊机械,以及一些机电部件互相关联的系统。其中,机电一体化系统的核心又在于集成协调各种技术,通过对机械工程、控制系统、计算机技术、电子技术、电工技术等多项技术的联合利用,实现其运动行为可控的目标,而不仅简单对各项技术进行拼凑堆积。这也是利用计算机的调节和处理能力,实现驱动元件可控特征的现代化机械系统。有关机电系统化原理的研究主要包含三方面内容。第一,三环论。研究者认为,机电一体化产品可以划分为电子、机械、软件三项功能模块。第二,五块论。通常视机电一体化产品是由动力功能、控制功能、构造功能、操作功能和传感检测五个功能模块组成的。第三,两个子系统理论。研究人员认为,机电一体化系统是由控制系统和物理系统两项分支系统共同组成的。以上三种理论的提出具有重要意义,但同时也有着较大的局限性。三者立足于控制和电力两部分,但没有对机械主体加以强调,也并未对处理好机电一体化系统的概念设计中出现的复杂性、多面性和模糊性等问题提出方法。因此,这些理论对该类产品的概念设计不能起到重要作用。在概念设计实际工作中,机电一体化系统往往会被划分为传感检测、执行机构、信息控制处理三个子系统。通过这三个子系统的系统分工,各自完成信息检测、机械运动与信息控制的工作,这种分工方式才能真正实现该系统中各项功能的优化和最佳效果的发挥,并以此获得机电一体化系统的概念设计合理的相关方案。

2.2机电一体化产品创新的概念设计方法

对机电一体化产品而言,其概念设计是许多领域内知识、技术之间的交织融合,具有新颖复杂、反复迭代、目标多解、结构不良等特点。满足机电一体化产品概念设计的创新,关键在于发挥设计者的主观能动性,通过展现设计智慧,满足创新性的要求。要实现这一目标,主要在于实现人机协调配合。计算机技术的飞速进步,促使人们对人工智能提出新的期待。但创新产品设计这类任务,主要还得依靠人类的智能实现。机电一体系统也是人机协同系统,通过对设计者与计算机的分工,来达到创新概念设计的目的。机电一体化产品概念设计创新主要方法包括三方面内容。第一,落实人才战略,培养专业性人才。科技竞争最终都会落实在人才竞争上。要实现机电一体化产品概念设计的创新,人才供应是重要保障。机电一体化技术专业人才在制造行业占据就业满意度第三位的好名次,就业率更是高达100%。因此,加强专业人才培养更有着多方面的积极意义,国家以及机电行业要在培养、优化道路中贡献出更多力量,从多方面对学生展开培训工作,以此实现增强研究者、开发者、设计者以及其他相关从业人员素质的目的。第二,努力拓宽供应市场,严守质量关。市场是检验产品的试金石,将机电一体化产品投放到市场中,一方面保障其生命周期能够实现,另一方面通过买方对产品性能体验所作反馈也对产品研发起到反作用力的效果,使其优点得以保存、延续,缺点得到改良、进化,从而不断促进机电一体化产品性能的整体提升。第三,将环保技术纳入机电一体化的发展策略中。机械技术、计算机技术、电子技术、电力技术等多种技术的应用,往往会伴随着电子、机械污染的问题。在机电一体化产品的生产过程中,无可避免也会产生一些污染物。因此,设计者在设计研发过程中要考虑到环保问题,让机电一体化产品朝着节能环保的方向发展,以施行环保、可持续的发展策略为其提供方法指引。通过一些环保设施和环保科技的实行,有效遏制资源浪费、污染物增多的问题。当实际运行过程中出现技术故障时,也可以反复利用一些资源,以减少资源、材料的消耗。相关生产负责人还应主动淘汰一些产能落后的设备、产品,以此改变过去投入高、输出高的模式,最终实现发展的可持续,使人们拥有健康的生存环境。

2.3机电一体化产品创新的概念设计的发展展望

机电一体化产品创新的概念设计主要发展在于理论的进步。虽然机电一体化体系中依旧存在许多问题需要加强分析、研究,但其发展总趋势还是积极向上的。概括有五方面内容:第一,根据被测物理量,建立传感器特点和类型的知识库;第二,构建与机电一体化产品的概念设计相关的推理方法库;第三,将执行机构的实现运动与动作进行分类,构建执行机构库和驱动元件库,以促进驱动元件、执行、传动机构和两者的集成选择实行;第四,实现对该类产品概念设计在各个环节评价体系的建立,尤其在概念设计初期中构建对功能原理设计环节的评价体系;第五,构建调节和控制信息的资料库,以促进挑选硬件和编制软件中对机构子系统高效管控的实现。随着机电技术与各项科技的快速进步以及机电一体化研究的逐步深入,促使机电一体化产品概念设计的理论体系更加丰富,并具有更为强大的实用功能和操作功能,从而顺利实现对机电一体化产品的创新与研发。

3结束语

机电一体化产品的研究虽然已经取得了较为瞩目的成绩,但关于机电一体化产品设计的研究成果目前依然处于初级阶段,仍需要相关从业者不断加强探索、创新,通过大量细致的实践研究工作,促进机电一体化产品创新概念设计的完善和成熟,并最终实现其优异的实用价值。

作者:王中元单位:内蒙古机电职业技术学院

参考文献:

科技创新概念篇5

关键词:民办高校;服务创新;创新体系

中图分类号:G642.0文献标志码:a文章编号:1674-9324(2015)01-0010-02

一、引论

关于我国民办高校管理和发展的研究,大体上可分为三个阶段:第一阶段集中在民办高校发展的外部环境优化。认为政府在政策制定上,民办高校和公办高校应同等对待,且要制定有利于民办高校发展的政策,优化民办高校发展的环境,支持民办高校的可持续发展。第二阶段集中在民办高校发展的内部管理规范。认为民办高校的可持续发展除了外部政策支持外,还在于内部管理的规范。第三阶段集中在民办高校发展的内部管理创新。认为民办高校的可持续发展除外部环境优化、内部管理规范外,更重要的在于管理创新,以形成民办高校的办学特色,实现民办高校的可持续发展。本文拟将服务创新管理理论应用于我国民办高校的管理创新研究,探索我国民办高校服务创新管理的内容和方法,为我国民办高校的管理创新和可持续发展提供新的理论基础与方法论。

二、服务创新

服务创新概念是在熊比特的创新理论上发展的。利用熊比特对创新判断的两个标准:创新是被应用于实践的新思想、新方法;创新能给它的实施者提供收益。Bilderbeek等学者在1998年提出了服务创新的“四维度模型”。该模型是一个适用于服务部门和其他部门的一般创新模型。该模型将服务创新的概念具体到四个维度,是服务创新内容的深入和细化,该模型的提出给企业服务创新的研究和实践提供了很大的支持。

维度1:新服务概念。在制造业创新中,产品和过程是有形可见的,但在服务业中,创新大多具有无形性,创新结果并不是一个有形实物产品,而是解决一个问题的新的概念或方法,因此服务创新在很大程度上是一种“概念化创新”。

维度2:顾客界面。服务创新的第二个维度是顾客界面的设计,包括服务提供给顾客的方式以及与顾客间交流、合作的方式。

维度3:服务传递系统。“服务传递系统”维度主要指生产和传递新服务产品的组织。该维度侧重于服务企业的内部组织安排,即通过合适的组织安排、管理和协调,确保企业员工有效地完成工作,并开发和提供创新服务产品。

维度4:技术选择。由于服务创新可以在没有技术参与的情况下发生,因此技术并不是服务创新的一个必要维度,它在模型中只是一个可选维度。虽然不是必要维度,但技术仍在很多服务创新中扮演着重要角色。

三、民办高校服务管理概念创新

服务创新的第一个维度是服务概念的创新。那么,什么是服务概念呢?如果从服务对象的角度来看,在校学生应是学校服务的对象,学校应为学生提供高品质的教育服务。什么是高品质的教育服务?教育是一个特殊的服务产品,它有-个提供和接受的过程,也就是教育的适应性。笔者认为,高品质的教育服务就是针对不同的教育对象提供适应的教育计i,让学生真正地学到知识、培养能力、增强学习的积极性。

目前,进入民办高校(本科)的学生大体上可分为三个层次。第一个层次(本科):有一定的基础,有较强的上进心,且有一定的学习积极性,希望在大学阶段学到有用的知识;第二个层次(本科):基础一般,上进心一般,学习积极性不强;第三个层次(专科):基础较差,缺乏上进心,学习积极性较差。这些生源的特殊性在公办二本以上的高等院校是较少遇到的,然而,民办高校的教学模式基本上是从公办高校引入,而公办高校的生源由于录取分数线的限制,基本上要高于民办高校学生的层次,这个高层次的教学模式用于民办高校的教学,自然会给教和学带来一些问题。据调查,在给民办高校本科班上课时,认真学习的学生大概是1/3,较认真学习但还是到课的学生大概占1/3,而经常逃课,即使到课也讲小话或睡觉的学生也占1/3。而在给专科班上课时,听课的可能只有1/4的学生了,绝大多数学生是在辅导员的要求下来到教室的,书包有时都不带,只带一个手机上课玩。教师在课堂上讲课,讲到中途往下一看,听课的学生屈指可数,教学的积极严重受挫。有些教师在公办高校任教,到民办高校兼课,感受更深。一名教师讲,他在公办院校很受欢迎的本科课程,到了民办高校反应一般,难以达到共鸣,再给民办高校专科生上课,情况就更差了,讲课时眼睛不敢往下看,若往下看,课都无法讲完,只好自我陶醉,望着窗外或望着天花板讲,一鼓作气、不停顿地把课讲完,讲台上是教师大汗淋漓,声音不断地讲课,台下是讲话的讲话、睡觉的睡觉、玩手机的玩手机,真是教与学的两重天,这名教师讲他一进专科班的教室就心里害怕,不知道这两节课如何完成。

究其原因,应是教学模式与教学对象不适所造成的,进入民办高校的本科生和专科生这个群体在学习上有他们的特殊性,最主要的特征是基础差,但产生基础差的原因是多方面的,有想学好,但能力有限的;有不愿意学的;有受环境影响而没学好的等。其次是学习的积极性不强,因为基础差,学习不是他们的强项,在学习上较难超越他人和超越自己,学习的积极性和主动性也就丧失了。对于这样的群体,把公办一本的教学模式应用于他们,自然会产生教与学不适应的现象,其结果是学生难学,教师难教。

要办好民办高校的教育,形成民办高校的教育特色,必须从民办高校教育对象的特点入手,应用服务创新的概念,重新设计民办高校教育模式。根据笔者的深入调查和多年的教学体会,再结合服务创新的概念,提出以下三种教育服务管理概念:

(一)考研型教育计划

对进校的本科学生,按其高考成绩,在班级较多的专业中编一个高考分数较好、以理论学习为主、以考研究生为主要目标的学习班。这个班的教学模式可按公办高校教学模式实施,并且加考研指导和考研课程的开设。

(二)应用型教育计划

对于没有编入考研教育计划的其他本科学生,全部编入应用型教学计划。该教学计划应以应用型的课程开设为主,全面采用案例或实验教学。教学计划、教学方法、教学内容皆要重新设计,不能完全采用公办高校的教学模式。

(三)操作型教育计划

对于专科的学生全部编入操作型教学计划,该教学计划以实际操作为主,设置一系列的实际操作课H,以动手为主,教学计划、教学方法、教学内容皆要针对专业特点进行重新设计。

这三个教育计划,是以民办高校学生的特点为基础而提出的,其目的是为民办高校学生提供更好的教育服务,使学生在不同的知识基础上真正地学到东西,也为社会各个层次人才的需要提供培训。

四、民办高校服务管理创新体系

为了支持这三种教育计划的实现,本文提出三个配套的服务管理子系统来给予支持,形成民办高校服务管理创新体系。这三个子系统分别是:教育服务管理子系统、教师服务管理子系统、就业服务管理子系统。

(一)教育服务管理子系统

该系统的任务是:提出新的教育概念,设计新教育概念下的教学方案,实现新教学方案的组织计划和新教育计划的技术支持。结合服务创新的“四维度模型”,该系统的四个维度创新如下:

笫一个维度:根据民办高校的持点提出新的教育服务管理的概念。以上提出的三种教育计划就是民办高校教育服务管理概念的创新。

第二个维度:新教育服务管理概念实现的教学方案、教学计划、教学方法、教学内容的创新性设计。

第三个维度:新教育服务管理概念实现的组织保证,即实现新教育服务管理概念的教师队伍和组织安排。

第四个维度:新教育服务管理概念实现的网络技术支持平台建设。

(二)教师服务管理子系统

教师队伍的建设是教育计划实现的基本保证,以上三种教育计划分别需要三支不同的教师队伍予以支持,需要针对民办高校教师管理的现状提出相对应的教师服务管理概念和管理方案,为新教育计划的实现提供组织保证。结合服务创新的“四维度模型”,该系统的四个维度创新如下:

笫一个维度:根据新的教育服务管理的概念提出配套的教师服务管理概念。

第二个维度:教师服务管理概念实现的管理目标、管理方法、管理内容的创新性设计。

第三个维度:教师服务管理概念实现的传递系统和组织保证即学校与学院两级教师管理组织方案。

第四个维度:教师服务管理概念实现的网络技术支持平台建设。

(三)就业服务管理子系统

三种教育计划培养的学生各有不同的特点和需求,为了为学生提供更好的就业管理服务和为社会提供适应的人才,民办高校的就业管理需根据三种教育计划,依据培养学生的特点进行优化设计,结合服务创新的“四维度模型”,该系统的四个维度创新如下:

笫一个维度:根据新的教育服务管理的概念提出配套的就业服务管理概念。

第二个维度:新就业服务管理模式的管理结构、管理内容、管理方法的创新性设计。

第三个维度:新就业管理模式实施的传递系统和组织保证建设即新就业管理模式织组体系的建设。

第四个维度:新就业服务管理概念的网络技术支持平台建设。

参考文献:

[1]孔颖.我国民营高校发展中的热点研究问题[J].浙江树人大学学报,2008,(1):18-22.

[2]孙广勇.民办高等教育的地位变化与政策调整[J].高教探索,2008,(3):84-88.

科技创新概念篇6

一、工业设计人才培养的现状分析   

目前,国内工业设计的教育分为四个层次:专科、本科、硕士研究生、博士研究生。生源存在文科艺术类、理科艺术类、理工类,在国内工业设计三十多年的发展过程中,不同高校根据自身的条件基础,逐渐形成了各自的特色。  

1.专科人才培养。国内工业设计专科培养主要依托于工业设计(机械设计制造类)、产品造型设计(艺术设计类)、玩具设计与制造(机械设计制造类)、旅游工艺品设计与制作(艺术设计类)以及其他类别的几个专业。  

2.本科人才培养。2012年,教育部新颁高校本科专业目录,在机械工程学科下设置工业设计专业,在设计学学科下设置产品设计专业。   

3.研究生人才培养。前工业设计专业研究生的培养主要通过以下几个学科:设计艺术学、机械设计及理论、工业设计(自主设置)以及其他特色学科。   

这种依托多学科进行工业设计培养的教育模式为社会培养了大量急需的工业设计人才。不过,在专业教育中的定位不同,专业目标与课程设置在同一层次上差别很大,不同层次之间课程重复率较高,对学生的培养质量有较大影响。随着我国经济的快速发展,目前的培养模式已经不能满足我国的国家战略需要。进人二十一世纪,由“中国制造”向“中国创造”的战略转变使工业设计学科要探索发展完善自己的学科体系。  

二、创新的层次   

产品从概念到消费者手中要经过需求发现、产品概念、项目计划、方案构思、结构设计、生产管理、工艺准备、市场销售、用户使用、维修服务等一系列复杂的环节,在这些环节中,创新可以贯穿始终。按照创新对社会影响大小,创新可划分为产品概念创新、技术创新、形式创新、结构创新、工艺创新和其他创新等几个层次。   

1.产品概念创新。这是最高层次的创新,它由相关人员(含设计、管理、销售、消费者等)根据市场调研的数据和信息提出,具有广阔市场前景新产品。新产品概念的提出,解决了该产品有无的问题,从而具备了引导社会需求和填补市场空白的可能。成果多以发明的方式呈现,如手机、电脑、洗衣机等产品概念的提出对社会产生巨大影响,造就了新的产业和一大批新企业。   

2.技术创新。当产品概念提出以后,利用现有技术进行组合创新,或者技术难题进行技术攻关,以使产品达到领先水平。例如,节能技术、新材料、表面处理技术、生产工艺技术、控制技术、软件等方面的创新研究。成果多以发明、著作权等方式呈现。   

3.形式创新。利用美学、心理学、工学等学科的基木原理,对产品的形态、色彩、图案、材质等方面的感觉要素进行创新设计,从而创造新的形式,以满足人们的感官享受。成果多以外观专利的方式呈现。   

4.结构创新。针对产品的局部或整体结构利用现代设计方法进行重新设计,以使产品结构更加合理,提高产品性能及品质。成果多以实用新型的方式呈现。   

5.工艺创新。针对产品的生产制造工艺进行改进,以保证产品的生产能有较低的成木、较高的效率、稳定的质量。成果多表现为技术秘密。   

6.其他创新。管理方法创新、营销方法及手段创新、广告创新等,这些创新对提高企业效益会起到巨大的促进作用。   

根据以上创新层次的划分可以看出,在整个创新体系中,工业设计专业所能够承担的创新只是其中一部分。   

三、工业设计师的创新层次任务   

目前,工业设计要落实到产品上去,专业内所学的知识,如数学、力学、美学、材料、工艺等都要为产品设计服务。由于产品的复杂程度差别非常大,有的产品只有表面结构,没有复杂的内部结构,如茶杯、餐具、简单的玩具等。有的产品不但有复杂的内部结构,而且对外观要求非常高,如汽车、家电等。不同产品的设计对设计师的要求不相同,所以不同类型的高校根据市场需求,结合学生特点和自己的特色设置不同的课程,以培养不同类别产品的设计师。   

在不同的创新层次,工业设计师参与创新的可能性不相同。在第一层次概念创新,要求设计师具有丰富的知识,能通过市场调研,准确地分析用户的需求和潜在需求,形成产品概念,提供给决策者。知识结构为统计学、消费心理学、设计学、工程技术等。在第二层次技术创新,主要由工程技术人员完成,工业设计师一般会提一些功能方向性的建议。在第三层次形式创新,这是工业设计师基木的工作内容,要求设计师设计出符合市场要求产品的形态,为后期的设计提供设计依据。知识结构为美学、符号学、心理学、工学等学科。在第四层次结构创新,这是工业设计师主要的工作内容。要求设计师根据产品的形态,结合产品的功能设计出性能优越的产品结构形式,构建出三维零部件,能与工程师进行深人沟通,为后期的制造提供设计依据。知识结构为数学、力学、工艺学、材料学等学科。在其他创新领域,工业设计师有可能凭借创造性思维,提出一些创新的方法。  

四、工业设计教育的层次定位   

不同高校因地理位置、师资力量、校外经济环境等因素的资的实战效果看,量化投资策略有以下五大方面的优势。  

 (1)纪律性。严格执行量化投资模型所给出的投资建议,而不是随着投资者情绪的变化而随意更改。纪律性的好处很多,可以克服人性的弱点,可以克服认知偏差,行为金融理论在这方面有许多论述。纪律性可以跟踪和修正。量化投资作为一种定性思想的理性应用,客观地在组合中体现这样的组合思想。     

(2)系统性。量化投资的系统性特征主要包括多层次的量化模型、多角度的观察及海量数据的观察处理。量化投资的系统性还有一个方面就是数据多,即海量数据的处理。   

(3)及时性。及时快速地跟踪市场变化,不断发现能够提供超额收益的新的统计模型,寻找新的交易机会。   

(4)准确性。准确客观地评价交易机会,克服主观情绪偏差,妥善运用套利的思想。量化投资正是在估值洼地,通过全面、系统性的扫描,捕捉错误定价、错误估值带来的机会。量化投资经理的大部分精力花在分析哪里是估值洼地,哪一个品种被低估了,买人低估的,卖出高估的。   

科技创新概念篇7

关键词:概念设计;应用范围;主要特点;误区;塑造

1什么是概念设计

所谓“概念”指的是“反映对象的本质属性的思维形式”,是“人们通过实践,从对象的许多属性中,抽出其特有属性概括而成”的。人对世界的认识、人类的全部文化、科学知识以及思想,都是由概念组成的。从这个意义上说,没有概念,就没有人类的历史,就没有人类的一切文明成果。因此,“概念设计”从本质上说,提供的是“思想”。所谓“反映对象本质属性的思维形式”指的就是通过某种媒介或手段,把我们对事物本质属性的认识确定下来。媒介有许多不同的类型,文字符号是一种表达概念的媒介,视觉符号也是一种表达概念的媒介。就设计艺术而言,“概念设计”就是用视觉语言把我们对事物本质属性的认识表达出来,这种认识就是我们从事物中提炼、概括出来的概念或思想。因此,它在本质上是对“思想”的设计,换句话说,它提供的是创意,即从某种理念、思想出发,对设计项目在观念形态上进行的概括、探索和总结,为设计活动正确深入的开展指引前进的方向。

2概念设计的应用范围

概念设计在不同的领域中有不同的含义、不同的对象。除了上述设计艺术领域之外,在产品的生产、经营、销售等领域中也有广泛的应用。这一类的“概念设计”指的是对某种经营、生产、销售思想、策略的策划。所谓“概念”是对企业、产品、管理、营销理念等方面的特殊性做出的概括。按主体不同,对这一类的“概念设计”可分为三个方面:即企业概念、品牌概念和产品概念。

除了物质生产领域之外,在影视、戏剧、展览策划等文化生产领域,概念设计也发挥着重要作用,特别是在科幻题材影视创作中,那些在现实中不存在的场景和道具都需要设计师根据预先设定的概念进行创作。

概念设计早在20世纪80年代,在国外就已经开始为设计界所广泛关注。美国平面设计师爱伦霍伯特(allenHubert)当时曾经撰写了一本书,题目就叫“ConceptualDesign”(概念设计),内容是针对平面设计中如何组织创意,如何赋予设计对象某种理念或思想,更好地推广企业和产品,引导消费者。当时国内很少有人从“概念设计”的角度理解、重视这个问题。在设计领域始终倡导并努力实践“概念设计”的是工业设计,由于工业产品具有批量化、自动化和时尚性等特点,设计对生产领域带来的影响更直接,对市场信息做出的反映更迅速、更灵敏,在推广一个新产品之前,概念设计就显得十分重要。特别是汽车工业,概念设计成为推动汽车工业不断创新的发动机。厂家对新的时尚、技术和功能的探索往往首先通过概念设计来完成,同时,概念车也成为引领时尚的风向标。

3概念设计的主要特点

(1)独创性。概念设计更强调设计的独创性和原创性,从形式和内容上都排斥业已存在的东西。当然,这不是说不能使用历史上已经存在的形式符号和材料做法,而是必须以新的手法、新的视角加以运用。

(2)抽象性。概念的形成是对纷然陈杂的生活现象提炼、概括、抽象的结果。任何概念都有一定的抽象性,它来源于我们提炼出的某种理念或思想,我们欲倡导、传扬的主张以及我们欲表达的某种意象。例如:柯布西埃设计的郎香教堂、赖特设计的流水别墅、密斯设计的法恩斯沃斯住宅等等,不管它们是否经历过我们所称的“概念设计”阶段,但它们都表现出了概念设计所具有的全部特征。这几位现代建筑的开创者都曾经确立了他们的新建筑概念,没有这些理念的引导,没有对这些主张坚定不移的实践,他们的作品就不可能对后世产生如此大的影响力。

(3)探索性。概念设计可以不过多地涉及具体的功能问题(这类问题可以在方案设计阶段进行修正),即使考虑功能问题,也是概念性的,原理性的或逻辑推论性的、说得更直接一点就是纸上谈兵。它更像一个探索性的科学实验,与实际生活保持一定距离,可以保证思维有足够的想象空间。

(4)先进性。概念设计要求我们立足于时代最先进的技术和社会意识,有足够的勇气去尝试最新的东西(新技术、新材料、新工艺、新的生活观念),凝聚时代最先进的技术成果,使其处于时代的前端,否则就谈不上是什么“概念设计”。

4概念的误区

(1)概念虚无。有人认为,所谓的概念不过是广告人或策划人“编”出来的光环,未必是骗人的,但却离实际很远,至少是有误导的嫌疑。社会上也的确有一些夸大其辞或空穴来风式的概念炒作,这反过来又加深了人们对概念的误解。其实我们可以这样去理解,概念或者是对设计对象所固有属性的某种概括(设计对象有许多属性,不一定只有一种),或者是一种对可及目标的追求,是实际存在的东西。

(2)概念无用。在设计实践中,的确有许多人没有从概念设计的角度考虑方案,也能够创作出不错的作品。但是,这类作品往往不具有开创性和激励社会不断探索的精神。这只能说明脱离了追求“概念”常常是这类作品落入陈规、俗套的一种原因。实际上,认真的创作几乎不可避免地涉及到对许多概念的分析,单就形式语言本身来说,就存在各种不同的概念。成熟的设计师在做方案之前,总是要有一个明确的主导思想,要达到什么目标、体现什么精神、突出什么特征等等,这些就是概念设计的内涵。所谓“概念无用”,是由于人们没有认识到它的价值或误解为华而不实的花招,这实在是一种莫大的偏见。

(3)概念游戏。这是在实际操作中表现出的草率、脱离实际、缺乏认真求实的科学态度。认识到概念设计在创新和推动商业利益方面产生的作用,但没有用科学的、务实的态度去操作,而是夸大其辞、玩词藻,靠耍小聪明进行诡秘的“包装”,怎么“洋”怎么来,怎么“时髦”怎么来,然而这种花拳秀腿最终是遮掩不住设计因脱离实际,缺乏认真求实的科学态度而导致的缺陷的。

5概念的塑造

任何一个实际存在的项目都具有一定的概念,它或许是陈旧的、历史性的,或许是潜在的、模糊的,或许是地域性、具有行业特征的等等。拿产品为例,任何产品都具有它独有的功能、特点,或者表现在技术上,或者表现在它所处的氛围上。比如保暖内衣,首先和其它内衣相比更具有独特的保暖功能,“保暖”这一概念已被广泛地运用了;同是保暖内衣,大家在科技含量、组成材料、穿着感觉等方面寻求着自己的特点,而这些特点又是各自产品所独有的。这些特点已构成了成为概念的因素,为了让公众真正了解其独特之处,就有必要把这种特点用形象的说法“亮”出来。从另一个方面思考,如果产品并不具备特殊的优势,没有哪一点可以包装成概念,那么就必须承认它在市场上很难与实力对手相抗争。不满足于此,就要让技术人员改进工艺、用料等做出特色来。在做出来之前,这个特色是被“想象”出来的,那么这个可以实现的目标就可以成为“概念”。拿一些大城市如北京的一些房地产项目策划举例,北京是一个缺水干旱的城市,地势平坦、季风气候显著,大城市的一些弊病在这里都有突出的表现。在这样的地理环境中建造居住区,创造水域以及大片的植被、改造地表形态等等,都对消费者具有很强的吸引力。因此,开发商制造了“水域花园”、“都市山庄”、“慧谷阳光”等一系列这样的概念,这样的项目如果是建在昆明湖、北海、密云水库周边,其真实性是无庸置疑的,但恰恰这些项目大多数位于远离水域的地区。显然,这个目标是需要努力才能达到的。

如此说来,概念可被分为两类,一类是提炼性概念,一类是目标性概念。

在概念设计的具体方法上,提炼性概念和目标性概念是小异而大同的,既有各自的特殊性,但共同遵守的原则是一致的。

第一个原则是优势优先。所谓“优势”是以市场为标准,而不是以企业、设计者或老总个人喜好为标准,这一点往往被混淆。比如说啤酒,在质量方面许多老总认为自己在这方面最具优势,实际情况即便是这样,而对于消费者来说,支持质量的众多环节、严格体系又最难了解到,所以往往愿意在认同质量相同的前提下,从口味、价位、品牌等明显因素上寻求购买理由。推而广之,我们要设计概念,就必须以“市场认可的优势”为素材。

第二个原则是差异性。首先表现在概念素材即优势因素的差异性上,其次表现在概念的表达上。素材的选择要体现独特性,避免雷同;在概念的表达上也要体现独创性,可以是通俗的,也可以是玄妙的,但通俗而不直白,玄妙而不蒙事。

第三个原则是务实性。概念必须是实际的、可行的、有根基的。目标性概念尽管目前尚未达到,但通过努力是完全可能达到的,如果不能实现或难以实现,则会成为空谈和虚妄,这样的概念对企业是非常有害的。

第四个原则是概括性。适应市场的优势因素要用专业的语言严密地表达出来,是件很麻烦的事儿,甚至可以写成文章,这和消费者的认知时间是相违背的。他们希望能够迅速快捷地认识到产品的优势,这就需要对产品的优势进行概括,甚至概括成几个字,还可以加点修饰,用些修辞手法,达到直观、通俗、形象、生动、有趣的效果,以致更好地让公众接受,让公众记得牢,目的就达到了。当然还有一些较为含蓄的表达也可能更为高明,就是通过事物、现象、形象等让公众了解到这个概念的潜台词,比如北极人保暖内衣启用外星人形象来体现其科技含量。

概念设计可以被看作方法论层面上的设计思维训练,不在乎方案是否能够实施,即使是针对一个实际不存在的目标,概念设计训练也是有意义的,要害是开阔思路,探寻创新的灵感,在不受或较少受约束的情况下,最大限度地发挥想象力。这种设计通常总是要与真实的适用性之间保持一定的距离,目的是给思维留有足够的发挥想象力的空间。

参考文献

[1]辞海编辑委员会.辞海(1999版缩印本)[m].上海:上海辞书出版社,2000.

[2]尹定邦.设计学概论[m].湖南:湖南科学技术出版社,2006.

[3]杨先艺.设计艺术历程[m].北京:人民美术出版社,2004.

科技创新概念篇8

[关键词]生产力制度生产力第一生产力

何谓制度生产力?“制度生产力是制度规范、改善人们的社会关系和人与物的关系而激发人们创造力正确发挥的能力”。制度生产力概念能成立吗?

制度生产力概念为我国学者谭忠真,邹东涛教授首提并研究。此概念绝非制度与生产力概念的简单组合,而是关涉到对马克思政治经济学基本概念,即生产力概念的正确理解,更关涉其基本原理,即生产力与生产关系,经济基础与上层建筑的关系,尤其是制度与生产力关系的科学把握。然综观二位教授研,可容易发现此概念实为伪概念,若不加以分析批判就可能在流传中“弄假成真”。不过此概念的提出与论证却有助于人们正确认识制度对生产力发生作用的方式,及良好制度的标准与建设要求,因此又是一个有极积意义的伪概念。

一、制度不是生产力

回答是否定的。所谓生产力,顾名思义即生产的能力。天地万物,谁有生产之的能力?唯有人,一切非人的存在物,包括人创物均不可能具有生产力。人的生产活动是在精神支配下以获取财富为目的的活动,所以生产力即“人类在精神支配下利用自然资源、社会资源获取自身需要的劳动能力”,其核心则是人的创造力。关于生产力即人的生产能力,制度生产力概念的提出者也是赞同的,“从历史的角度看,生产力是‘生产’满足我们需要的一切‘手段’的‘能力’,是改造自然界和人类自身,创造人类文明的能力”,当然“这种创造力不是单个人的创造力的简单相加,而是人的集成创造力”。

该伪概念何以产生呢?那是由于其提出者将制度对生产力的影响力等于制度生产力了。毫无疑问,制度对生产力的发展起重要作用,甚至可以说是决定性的作用,“在某一历史阶段上,有的制度有利于激发人的创造力,有的制度却压抑甚至扼杀人的创造力;同一制度,在这一时期有利于人的创造力发挥,在另一时期却阻碍人的创造力发挥”但能因其重要的作用就将其视为生产力吗?非也,因为制度归根到底是有生命的人生产出来的无生命的规则,若制度生产力概念能成立,则一切对生产力发展产生影响作用的事物岂不均可称为生产力,尽管其力度要小些。可见制度生产力是一个伪概念。

其实在制度生产力这样的伪概念产生以前,其它的伪生产力概念已“面世”。如,庸俗经济学的创始人让?萨伊认为,劳动、资本、土地是生产的三要素,而“生产不是创造物质,而是创造效用”。于是他提出了资本生产力的概念,得出后来由马克思加以概括批判的“三位一体”的公式:劳动──工资、资本―――利息、土地―――地租;庞巴维克直接称资本生产更多财富的能力为“物质生产力”,称资本生产更多价值的能力为“价值生产力”。资产阶级经济学家实际上是将劳动对象,劳动工具视为生产力的构成要素。此说受到马克思的批判,“无论生产的社会形式如何,劳动者和生产资料始终是生产的因素。”,但“机器设备、科技资料,无论是作为人的创造力发挥的结果,还是作为人的创造力发挥的手段与条件,都始终是是人的创造力的派生物,受人的创造力的支配”,所以不是生产力要素。以马克思的观点视之,制度生产力概念在“错误的道路上走得更远”了,因为制度只是生产的环境要素,连生产要素都不是。

二、制度不是第一生产力

所谓第一生产力无非是最重要,最基础的生产力。什么才是第一生产力呢?制度生产力的研究者的答案很简单:制度才是第一生产力。

制度何以成为第一生产力呢,为什么科学技术不是第一生产力呢?谭、邹二位教授指出因为制度创新是技术创新、产业革命的“孵化器”制度,是形成有效组织的“孵化器”,而有效的经济组织是技术创新、产业革命的摇篮。谭、邹二位教授为此寻找了不少例证明,如人类伟大的工业文明的起步――工场手工业初始并没有什么技术进步和生产工艺的改变,有决定意义的只是生产集中到手工工场,进行了分工、协作而已。再如,中国历史上的“四大发明”并未引起生产力的任何革命,而别的国家却学了去开矿山、修隧道、造枪炮,开辟新航路、发现新大陆、发展世界贸易,最后用枪炮,廉价商品轰开了中国封闭的大门。还有同一蒸汽机,在市场经济的英国引起了轰轰烈烈的工业革命,而在农奴制下的俄国却湮没无闻。可见“纵观古今,制度创新是技术革命的“孵化器”,是整个社会生产力创新最核心、最关键的部分”,所以“制度是最基本层次的第一生产力”。

前已分析制度生产力是一个伪概念,因此“制度是第一生产力”自然更是伪概念。但是其说主要是针对“科学技术是第一生产力”而言,关涉的是制度与科学技术的相互关系及其在生产力发展中的作用,因而确有分析,批判之必要。制度是第一生产力吗?非也。社会发展是多种因素共同作用的结果,制度只是这些因素中的一个,在这个由众多因素组成的系统中,制度能起的作用是非常有限的。制度是从人的关系演化而来的,它可以规定、确认、强化、调节和控制现有关系,却不能决定关系的产生。社会关系是交往实践的产物,交往活动则由生产活动发轫,归根到底以生产活动为中轴。因此,在生产、关系和制度三者中,制度是一个被决定方面的因素,它的产生、性质由生产、交往决定,它的功能以人的意志为转移。人是思想的动物,其行为受思想的影响;人又是情感的动物,情感的交流与融洽是人际交往的重要内容。制度可以规定人如何行动,却不能规定人如何思想,不能规定人的观念,尽管它对人的思想、观念有重大影响。制度作为规则是人的理性选择的结果,对非理性的情感显然是力不从心。在碰到思想与情感的问题时,制度运行就不那么顺畅甚至会发生扭曲,所以现实生活经常会出现“该做的没做,做了不该做”的情况。可见,制度对人的制约,激励作用是不完全的,绝不是“第一生产力”。

不错,工场手工业初始并没有什么技术进步和生产工艺的改变,有决定意义的只是生产集中到手工工场,进行了分工、协作而已。可是产业革命毕竟是以工场手工业的技术为基础的,至于“有决定意义的只是生产集中到手工工场,进行了分工、协作而已”岂不是因为人们的管理,生产的思想或意识的创新或进步之使然。如果制度真的那么神奇,移植先进的制度岂不是能使原始人进行产业革命。不错古代中国的“四大发明”,在中国并未引起生产力的任何革命,同一蒸汽机,只在市场经济的英国引起了轰轰烈烈的工业革命。可是没有这些技术,英国的工业革命何以轰轰烈烈?可见制度的产生、变化最终必以科学,技术,尤其是科学为先导与基础,所以能被称为第一生产力的只能是科学技术。对此制度经济学的创始人诺思也是认同的,他说“知识和技术确立了制度创新的上限,进一步的制度创新则需要知识,技术的增长”。

三、伪概念的制度生产力研究具有极积意义

制度生产力虽然是一个伪概念,但其提出者的研究却具有极积意义。

其一,制度生产力研究者充分提示了制度对生产力发展的影响力。这种影响力包括:(笔者注:制度生产力概念提出与研究者将制度生产力内涵概括为六大方面,其所谓的制度的协同力与更新力只是说明了好的制度应该具有协同性,创新性)一是制度的整合力。制度的价值理念是整合全体人民的意志、愿望、奋斗目标的旗帜,是人民创造力潜意识的动力源泉。二是制度的激励力。人的创造力的发挥取决于精神状态,而人的精神状态又最终取决于制度环境造成的社会氛围所给予人的内在动力和外在压力的影响。三是制度的规范力。制度是规范和保障每个人自由地发挥和发展自己创造力的社会体系。每个人只有遵守制度所体现的社会行为规范,形成良好的经济、社会秩序,才能真正获得其创造力发挥、发展的自由。四是制度的开发力。人们创造力的生产和再生产,受制于制度规制的社会环境。从人们创造力的生产来看,人们受教育的机会、条件、方式、内容等,都是人们创造力生产的决定因素,而这些因素又都是由就业制度、人事制度、教育投资的产权制度、人力资本产权与报酬制度、教育体制、教育管理制度等制约和决定的。从人们创造力的再生产来看,社会对终身教育的重视与需求,人们接受终身教育的机会、条件、程度、方式、内容等都是人们创造力再生产的决定性因素,而这些因素同样是由制度制约和决定的。

其二,制度生产力研究者从生产力发展的角度论证了应该如何进行制度建设。如,要形成制度强大的整合力,制度所追求、奉行的价值理念,必须具有普遍性,先进性,终极性或永恒性。为此应尽可能创造如下条件:人们最低生存需要和基本发展需要(如基础教育)能得到保障;人们所得的报酬与贡献大致对称;人们对制度拥有公平感;人们对创业具有事业感和成就预期。要提高制度的规范力就必须严格规范立法制度,严格界定和保护产权,特别是通过制度创新和相关技术手段的改进,严格规范管理者的管理行为和人们的经营行为。要形成制度强大的培育、开发力,就必须在全社会范围内不断造就尊重知识、尊重人才的良好氛围和能力本位的价值取向;全面造就使德才兼备的人才脱颖而出的机制和量才使用、适才适用、客观公正的制度。制度影响力实现还要求制度要有较大的协同力,实现此,宪法必须明确体现以保障、促进人的创造力的发挥、发展为最高宗旨;制度规则应授予最高司法机关独立监督的权力;从制度上鼓励立法机关和制度的各个执行部门、社会团体定期或不定期地对正在运行的法律、法规、规章、政策进行检讨等。最后,一个良好的制度系统,必须保有不断自我更新的能力。这需要在社会大系统内有一个对现实制度运行进行审视、评判的预警系统;在制度的更新上打破利益刚性和路径依赖的樊篱;要围绕更好地保障和促进人的创造力的发挥、发展这一根本目标,在不同区域、不同组织团体间开展体制、程序层面上制度的自由创新和竞争;对外国的行之有效的一切有利于人的创造力发挥、发展的制度,应尽可能取其精华融入我们的制度体系;国家必须设立制度创新、发明奖励制度等。

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[6]谭忠真:制度是最基本层次的第一生产力[J].中国工业经济,2000,(6)

科技创新概念篇9

要:本文论述了工程领域中的概念设计的主要原理和功能;阐述了概念设计与创造性思维和技术创新的内在联系;举出了各种创造性思维的形式并分析了其特点;强调技术创新在概念设计中的重要的作用;根据作者本人所在的设计群体多年来的设计经验和体会总结出一系列的创新技法,并结合工程设计领域中的概念设计创新实践,列举了若干种含有技术创新的产品概念设计范例。关键词:工程设计,概念设计,创造性思维,创新1工程领域中的概念设计现代科技的迅猛发展,尤其是微电子、信息、新材料及集成技术的进展,使产品结构发生了革命性的变化,机电一体化、模块化已成为工程产品的发展趋势;计算机技术的飞速发展和广泛应用,深刻的影响着设计开发过程、制造过程、营销和售后服务过程,并改变着产品的结构和功能;先进工艺技术和先进制造技术为现代工程设计提供了前所未有的工艺技术手段和社会化制造体系。这些变化都深刻地影响着工程设计的发展。工程设计是人们运用科技知识和方法,有目标地创造工程产品构思和计划的过程,几乎涉及到人类活动的全部领域。工程设计的费用往往只占最终产品成本的一小部分(8~15%),然而它对产品的先进性和竞争能力却起着决定性的影响,并往往决定70~80%的制造成本和营销服务成本。所以说工程设计是现代社会工业文明的最重要的支柱,是工业创新的核心环节,也是现代社会生产力的龙头。工程设计的水平和能力是一个国家和地区工业创新能力和竞争能力的决定性因素之一。工程设计的全过程就是不断建立各种模型,并不断进行综合和分析的过程,即反复地创造模型和评价模型的过程。工程设计的内容大致可分为两类:一类是数值计算型的工作,包括大量的计算、分析、绘图、编写说明书和填写各种表格;另一类是符号推理性的工作,主要是方案设计工作。在设计方法学中,前者称之为细节设计,后者称之为概念设计。概念设计主要包括功能设计和结构设计两大部分。其作用主要体现在产品设计的早期阶段,把主设计师根据产品功能的需求而萌发出来的原始构思和冲动形成产品的主体框架,及它应包括的各主要模块和组件,以完成整体布局和外型初步设计。然后进行评估和优化,确定整体设计方案。再由各责任设计师把总设计师的设计思想落实到具体设计中去,实现细节设计。可见概念设计是个创造性过程,它要求设计者能综合运用许多学科的专门知识和丰富的实践经验,并通过广泛的调查研究而占有大量的信息资料,再经过反复思考、推理和决策,才能创造出与众不同的、满足用户要求的设计方案来。在工程设计领域中存在这样一个误区:设计、构思的原始冲动是三维概念,最终设计实施之结果即产品也是三维形体。可是多年来以二维绘图为基础的产品设计、制造模式严重地束缚了工程技术人员的创造力和想象力,成为创新的桎枯。三维建模技术的崛起以及虚拟制造技术的出现为概念设计和创新提供了一种极好的工作平台,设计师们可以直接从三维概念和构思入手,进行概念设计,形成产品的初步框架,然后进一步通过工程分析、数字仿真、虚拟现实等高新技术手段来分析和评价设计方案的可行性及未来产品的质量、可靠性。这种设计方法尤其能充分发挥自顶向下的设计过程中,设计者的智慧和创新能力,不必拘泥于平面图纸的限制和束缚,而把主要精力聚焦于创造性的劳动——创新。2概念设计与创造性思维和技术创新2.1创造性思维及其特点要设计就要有创新,而创新正是设计人员进行创造性思维的结果。设计人员要打破习惯性思维,变换角度,开阔视野,才能使自己的创造力得到更充分的发挥。创造性思维是指有创建的思维,即通过思维,不仅能揭示事物的本质,而且能在此基础上提供新的、具有社会价值的产物。创造性思维有扩散思维和集中思维、逻辑思维和形象思维、直觉思维和灵感思维等多种形式。在工程设计的概念设计中,要努力发掘创造性思维的能力,充分注意扩散思维和集中思维的辨证统一,准确把握逻辑思维和形象思维的巧妙结合,善于捕捉直觉思维和灵感思维的“闪光和亮点”,这样才有可能设计出新颖、独特、有创意的产品。创造性思维具有如下一些特点:(1)独创性:创造性思维所要解决的问题是不能用常规、传统的方式解决的问题。它要求重新组织观念,以便产生某种至少以前在思维者头脑中不存在的、新颖的、独特的思维。这就是它的独创性。独创性要求人们敢于对司空见惯或“完美无缺”的事物提出怀疑,敢于向传统的陈规旧习挑战,敢于否定自己思想上的“框”,从新的角度分析问题、认识问题。(2)连动性:创造性思维又是一种连动思维,它引导人们由已知探索未知,开拓思路。连动思维表现为纵向、横向和逆向连动。纵向连动针对某现象或问题进行纵深思考,探询其本质而得到新的启发。横向连动则通过某一现象联想到特点与它相似或相关的事物,从而得到该现象的新应用。逆向连动则是针对现象、问题或解法,分析其相反的方面,从顺推到逆推,从另一角度探索新的途径。(3)多向性:创造性思维要求向多个方向发展,寻求新的思路。可以从一点向多个方向扩散;也可以从不同角度对同一个问题进行思考、解决。(4)善于想象:创造性思维要求思维者善于想象,善于结合以往的知识和经验在头脑里形成新的形象,善于把观念的东西形象化。爱因斯坦有一句名言:“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。”只有善于想象,才有可能跳出现有事实的圈子,才有可能创新。(5)突变性:直觉思维、灵感思维是在创造性思维中出现的一种突如其来的领悟或理解。它往往表现为思维逻辑的中断,出现思想的飞跃,突然闪现出一种新设想、新观念,使对问题的思考突破原有的框架,从而使问题得以解决。2.2概念设计呼唤技术创新技术创新在概念设计中发挥着至关重要的作用。概念设计中技术创新的本质就是要在工程设计领域中发现某种新事物、提出某种新思想,在很多情况下是因为现有的产品不能满足社会(用户)的需求而激发出的新颖构思和创见。技术创新的基础是知识的积累和灵感的迸发,是设计人员进行创造性思维的结果。创新本身就意味着不拘一格,不局限也不依赖于某种特定的模式,以下诸多方面都是孕育技术创新的土壤:(1)多项现有技术的有机结合或综合运用往往会产生意想不到的效果;(2)对已有知识的创造性总结和应用常常带来重大的科技突破;(3)突发奇想但经过科学论证或实验证明所产生的新思路、新方法、新技术;(4)新知识与现有知识的合理嫁接;(5)产品功能上的兼收并蓄和去粗取精;(6)学科间的交叉、交融和借鉴;(7)新技术、新材料、新工艺的有机结合及应用;(8)科学研究中的新发现和新成果应用于工程实践……。由此可以进一总结出多种行之有效的创新技法:l智力激励法:又称集智法、智暴法。即通过集会让设计人员用口头或书面交流的方法畅所欲言、互相启发进行集智或激智,引起创造性思维的连锁反应;l提问追溯法:根据研究对象系统地列出有关问题,逐个核对讨论,从中获得解决问题的办法和创造性发明的设想,或是针对新开发产品的希望点(或缺点),逐点深入分析,寻找解决问题的新途径;l联想类推法:通过相似、相近、对比几种联想的交叉使用以及在比较之中找出同中之异、异中之同,从而产生创造性思维和创新的方案;l反向探求法:采用背离惯常的思考方法,通过逆向思维、转换构思,从功能反转、结构反转、因果反转等方面寻求解决问题的新途径;l系统搜索法:从一个初始状态开始,分析影响系统的各个参量,逐步向前搜索,或采用孤立因素、更换参数等方法获取系统的多种解法并求得最优解;l组(综)合创新法:将现有的技术或产品通过功能原理、构造方法的组合变化,或者通过已知的东西作媒介,将毫无关联的不同知识要素结合起来,摄取各种产品的长处使之综合在一起,形成具有创新性的设计技术思想或新产品;l知识链接法:创新是一个动态的和复杂的作用过程和知识流,它包括知识的产生、开发、转移和应用,这四个阶段构成一条“知识供应链”并按照下述原则进行管理:把技术创新过程作为一个集成化的系统,只有将所有涉及该过程的伙伴捆绑在一起,才能发挥最大作用,这些伙伴都应明确什么知识内容才能满足用户最大需求,知识转移的特征和形式是什么,最终用户是谁,他们何时需要使用这些知识?涉及创新的所有信息流和通信流对全体伙伴都是开放的,在每个知识供应者和知识使用者之间建立信息反馈,使信息交换更为有效,知识供应链中每一个伙伴能够感受到整个系统和他们自己都从中获得巨大利益,认识到自己是链中不可缺少的重要环节。该方法适于更大范围内、更高层面上的技术创新。3工程设计领域中的概念设计技术创新实践基于上述分析,我们提出了若干种含有技术创新的产品概念设计范例:(1)采用先进的控制、驱动和定位系统,由局部小画面组成整体大画面的可变画面巨型灯箱广告机的设计;(2)时速超过运七飞机的高速铁路机车车身外型设计,既要满足空气动力学性能,又要有美观的外型,三维CaD建模技术和nURBS曲线面理论的应用;(3)适应于多弯道和小半径城市轨道交通环境下的摆式列车车身及减振转向架的设计;(4)反求工程已广泛应用于一些具有复杂曲面的实物模型(如模具)的三维数据重构,不妨借鉴用来对生物医学图象进行数字图象处理,为医务人员的临床诊断和治疗提供更逼真的三维模型和实体模型;(5)基于电动机——发电机可逆原理的新型电动自行车的设计,把(下坡时)车轮转动的动能所转化成的电能再回充给蓄电池,从而增加电动自行车蓄电池一次充电使用的续行距离;(6)加工中心自动换刀功能的扩展,用于东风4(11)型内燃机车发动机端面多轴孔加工的自动换箱多轴箱设计;(7)把列车检修工人的丰富经验升华为专家系统——基于加速度传感器和单片机控制的智能式检振锤的设计;(8)虚拟轴机床(并联机床)的概念设计。这里以铁路机车车身设计为例,对概念设计及创新的过程加以说明。时速300公里以上的高速列车在欧美、日本等发达国家得到广泛应用。我国已通过论证并计划在下世纪初建设第一条(京沪)高速铁路。当我们看到法国tGV(traindelaGrandeVitesse)实验车速达到515.25公里/小时时,我们知道这已经超过了我国“运八”飞机的时速,设计师的头脑中自然应该产生这样的概念:时速300公里的铁路机车车头的外型也应该像飞机那样具有流线型和光顺性,才会有较好的动力学特性。“光顺”一词的几何意义是所构造的曲线、曲面应具有C2连续,且无奇点。从通俗的概念来理解,即为“光滑顺眼”之意。由这些概念和构思出发,我们可以由整体构思和概念设计逐步进入流线型机车车身的细节设计环节。铁路工业和汽车工业对车身外型设计的先进性和创新性的都有着一致和迫切的要求。归纳起来应是以下几个方面:l具有良好的空气动力学特性,以减少在高速运行时的摩擦阻力。l具有良好的结构布局及足够的强度和刚度。l具有美学曲面的质感和动感,以美化生活和环境。l尽可能短的设计和制造周期,以尽快地占领市场。显然满足上述诸要求的车身外型曲面是相当复杂的,非一般常规曲面(如柱面、球面、锥面、环面等)所能表达。再者,若按常规设计、制造方法和过程来完成如此高要求的设计外型,则上述第四项要求更是高不可攀。只有积极谋求技术进步,大力推广应用CaD/Cam技术才是解决车身外型改型频繁、不断创新且满足上述各种要求的关键所在。近十年来,CaD业界涌现出一批象eDS的UG、ptC的pro-engineer、matRa的eUCLiD、iBm的Catia等等一系列优秀的CaD/Cam软件,为我们提供了一个极好的开发工具和环境。它们的三维实体建模、参数建模及复合(Hybrid)建模技术,实体与曲面相结合的造型方法,以及自由形式特征建模(FreeFormFeaturemodeling)技术为我们的设计工作提供了强有力的工具。这里具体地介绍如何使用UG的FreeFormFeature等功能,来实现车身外型的概念设计到细节设计。UG的FreeFormFeaturemodeling模块把实体建模和表面建模技术集成为一个功能十分强大的建模工具组,它支持复杂自由曲面的造型设计。它的复合建模技术,自由型面特征建模,可视化编辑,多组件装配,二维视图自动生成,尤其是伴随最新UGV14.0版本推出的全新概念设计waVe(what-ifalternativeValueengineering)可使不同部门的工程师在设计的早期阶段,站在系统工程的角度,同时针对多种可供选择的方案进行评估,通过将设计意图组织到一个“控件结构”中去,使工程师十分有效地控制设计变更,而且所发生的变更会自动地传递到上级设计中去。这里以创建流线型机车车身外型为例,具体步骤如下:(1)根据前节所述模线的来源,本例参考法国tGV和德国aCe机车外型模板,并加以个性化修改。所选定的23条模型基线见于图1。外形模型基线向等值半径线云图以这一组模线为基础,采用UG的FreeFormFeature/throughCurve来创建曲面;采用info/analysis/FaceCurvature功能来观察和分析该曲面的光顺性,图2即为车身外型曲面及顶面法向半径等值线云图。在构造模线的原始数据中可能有“瑕点”,或者仅凭“感觉”进行判断,创建的曲面不一定能完全满足C2连续的条件和光顺性的要求,可以通过光顺处理予以满足。图3是对其中一条模线进行光顺处理的过程。值得重视的是:获得一组光顺的模线是生成光顺曲面的必要条件。采用光顺后的模线重新构造车身外型曲面。采用UG/photo功能并指定材质,可进行着色、光照、渲染,以得到更为逼真的三维造型图。见图4。图4机车车身三维造型图5机车车身二维投影图(5)对机车车身裙部和头部下端,可采用Feature/Curve/mesh功能分片进行创建。这里充分体现出UG软件对角域曲面的三维造型能力。(6)机车车身三维造型基本实现之后,还可进一步作局部修改,由于UG软件的“相关”(associative)能力,这里进行的修改将影响到它所关联的所有设计过程。(7)三维造型细节设计完成之后,其各方向二维视图可由应用软件自动生成,设计人员不必再做重复工作。图5即为该机车车身外型的二维侧视图。参考文献「1齐从谦.汽车覆盖件具CaD/Cam中的曲面特征造型及特征识别.中国机械工程:15~18「2熊鸣镝.三维设计将CaD应用引向深入.机电一体化.1997.(5):5~7「3贡剑鸣.汽车车身UG设计初探.eDSUG中国用户年会论文集:25~28「4施法中.计算机辅助几何设计与非均匀有理B样条.北京航空航天大学出版社.1994

科技创新概念篇10

摘要:本文论述了工程领域中的概念设计的主要原理和功能;阐述了概念设计与创造性思维和技术创新的内在联系;举出了各种创造性思维的形式并分析了其特点;强调技术创新在概念设计中的重要的作用;根据作者本人所在的设计群体多年来的设计经验和体会总结出一系列的创新技法,并结合工程设计领域中的概念设计创新实践,列举了若干种含有技术创新的产品概念设计范例。

1、工程领域中的概念设计

现代科技的迅猛发展,尤其是微电子、信息、新材料及集成技术的进展,使产品结构发生了革命性的变化,机电一体化、模块化已成为工程产品的发展趋势;计算机技术的飞速发展和广泛应用,深刻的影响着设计开发过程、制造过程、营销和售后服务过程,并改变着产品的结构和功能;先进工艺技术和先进制造技术为现代工程设计提供了前所未有的工艺技术手段和社会化制造体系。这些变化都深刻地影响着工程设计的发展。

工程设计是人们运用科技知识和方法,有目标地创造工程产品构思和计划的过程,几乎涉及到人类活动的全部领域。工程设计的费用往往只占最终产品成本的一小部分(8~ 15%),然而它对产品的先进性和竞争能力却起着决定性的影响,并往往决定70~80%的制造成本和营销服务成本。所以说工程设计是现代社会工业文明的最重要的支柱,是工业创新的核心环节,也是现代社会生产力的龙头。工程设计的水平和能力是一个国家和地区工业创新能力和竞争能力的决定性因素之一。

工程设计的全过程就是不断建立各种模型,并不断进行综合和分析的过程,即反复地创造模型和评价模型的过程。工程设计的内容大致可分为两类:一类是数值计算型的工作,包括大量的计算、分析、绘图、编写说明书和填写各种表格;另一类是符号推理性的工作,主要是方案设计工作。在设计方法学中,前者称之为细节设计,后者称之为概念设计。概念设计主要包括功能设计和结构设计两大部分。其作用主要体现在产品设计的早期阶段,把主设计师根据产品功能的需求而萌发出来的原始构思和冲动形成产品的主体框架,及它应包括的各主要模块和组件,以完成整体布局和外型初步设计。然后进行评估和优化,确定整体设计方案。再由各责任设计师把总设计师的设计思想落实到具体设计中去,实现细节设计。可见概念设计是个创造性过程,它要求设计者能综合运用许多学科的专门知识和丰富的实践经验,并通过广泛的调查研究而占有大量的信息资料,再经过反复思考、推理和决策,才能创造出与众不同的、满足用户要求的设计方案来。

在工程设计领域中存在这样一个误区:设计、构思的原始冲动是三维概念,最终设计实施之结果即产品也是三维形体。可是多年来以二维绘图为基础的产品设计、制造模式严重地束缚了工程技术人员的创造力和想象力,成为创新的桎枯。

三维建模技术的崛起以及虚拟制造技术的出现为概念设计和创新提供了一种极好的工作平台,设计师们可以直接从三维概念和构思入手,进行概念设计,形成产品的初步框架,然后进一步通过工程分析、数字仿真、虚拟现实等高新技术手段来分析和评价设计方案的可行性及未来产品的质量、可靠性。这种设计方法尤其能充分发挥自顶向下的设计过程中,设计者的智慧和创新能力,不必拘泥于平面图纸的限制和束缚,而把主要精力聚焦于创造性的劳动??创新。

2、概念设计与创造性思维和技术创新

2.1创造性思维及其特点

要设计就要有创新,而创新正是设计人员进行创造性思维的结果。设计人员要打破习惯性思维,变换角度,开阔视野,才能使自己的创造力得到更充分的发挥。创造性思维是指有创建的思维,即通过思维,不仅能揭示事物的本质,而且能在此基础上提供新的、具有社会价值的产物。创造性思维有扩散思维和集中思维、逻辑思维和形象思维、直觉思维和灵感思维等多种形式。在工程设计的概念设计中,要努力发掘创造性思维的能力,充分注意扩散思维和集中思维的辨证统一,准确把握逻辑思维和形象思维的巧妙结合,善于捕捉直觉思维和灵感思维的“闪光和亮点”,这样才有可能设计出新颖、独特、有创意的产品。

创造性思维具有如下一些特点:

(1)独创性:创造性思维所要解决的问题是不能用常规、传统的方式解决的问题。它要求重新组织观念,以便产生某种至少以前在思维者头脑中不存在的、新颖的、独特的思维。这就是它的独创性。独创性要求人们敢于对司空见惯或“完美无缺”的事物提出怀疑,敢于向传统的陈规旧习挑战,敢于否定自己思想上的“框框”,从新的角度分析问题、认识问题。

(2)连动性:创造性思维又是一种连动思维,它引导人们由已知探索未知,开拓思路。连动思维表现为纵向、横向和逆向连动。纵向连动针对某现象或问题进行纵深思考,探询其本质而得到新的启发。横向连动则通过某一现象联想到特点与它相似或相关的事物,从而得到该现象的新应用。逆向连动则是针对现象、问题或解法,分析其相反的方面,从顺推到逆推,从另一角度探索新的途径。

(3)多向性:创造性思维要求向多个方向发展,寻求新的思路。可以从一点向多个方向扩散;也可以从不同角度对同一个问题进行思考、解决。

(4)善于想象:创造性思维要求思维者善于想象,善于结合以往的知识和经验在头脑里形成新的形象,善于把观念的东西形象化。爱因斯坦有一句名言:“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。”只有善于想象,才有可能跳出现有事实的圈子,才有可能创新。

(5)突变性:直觉思维、灵感思维是在创造性思维中出现的一种突如其来的领悟或理解。它往往表现为思维逻辑的中断,出现思想的飞跃,突然闪现出一种新设想、新观念,使对问题的思考突破原有的框架,从而使问题得以解决。

2.2概念设计呼唤技术创新

技术创新在概念设计中发挥着至关重要的作用。概念设计中技术创新的本质就是要在工程设计领域中发现某种新事物、提出某种新思想,在很多情况下是因为现有的产品不能满足社会(用户)的需求而激发出的新颖构思和创见。技术创新的基础是知识的积累和灵感的迸发,是设计人员进行创造性思维的结果。创新本身就意味着不拘一格,不局限也不依赖于某种特定的模式,以下诸多方面都是孕育技术创新的土壤:

(1)多项现有技术的有机结合或综合运用往往会产生意想不到的效果;

(2)对已有知识的创造性总结和应用常常带来重大的科技突破;

(3)突发奇想但经过科学论证或实验证明所产生的新思路、新方法、新技术;

(4)新知识与现有知识的合理嫁接;

(5)产品功能上的兼收并蓄和去粗取精;

(6)学科间的交叉、交融和借鉴;

(7)新技术、新材料、新工艺的有机结合及应用;

(8)科学研究中的新发现和新成果应用于工程实践……。

由此可以进一总结出多种行之有效的创新技法:

智力激励法:又称集智法、智暴法。即通过集会让设计人员用口头或书面交流的方法畅所欲言、互相启发进行集智或激智,引起创造性思维的连锁反应;

提问追溯法:根据研究对象系统地列出有关问题,逐个核对讨论,从中获得解决问题的办法和创造性发明的设想,或是针对新开发产品的希望点(或缺点),逐点深入分析,寻找解决问题的新途径;

联想类推法:通过相似、相近、对比几种联想的交叉使用以及在比较之中找出同中之异、异中之同,从而产生创造性思维和创新的方案;

反向探求法:采用背离惯常的思考方法,通过逆向思维、转换构思,从功能反转、结构反转、因果反转等方面寻求解决问题的新途径;

系统搜索法:从一个初始状态开始,分析影响系统的各个参量,逐步向前搜索,或采用孤立因素、更换参数等方法获取系统的多种解法并求得最优解;

组(综)合创新法:将现有的技术或产品通过功能原理、构造方法的组合变化,或者通过已知的东西作媒介,将毫无关联的不同知识要素结合起来,摄取各种产品的长处使之综合在一起,形成具有创新性的设计技术思想或新产品;

知识链接法:创新是一个动态的和复杂的作用过程和知识流,它包括知识的产生、开发、转移和应用,这四个阶段构成一条“知识供应链”并按照下述原则进行管理:把技术创新过程作为一个集成化的系统,只有将所有涉及该过程的伙伴捆绑在一起,才能发挥最大作用,这些伙伴都应明确什么知识内容才能满足用户最大需求,知识转移的特征和形式是什么,最终用户是谁,他们何时需要使用这些知识?涉及创新的所有信息流和通信流对全体伙伴都是开放的,在每个知识供应者和知识使用者之间建立信息反馈,使信息交换更为有效,知识供应链中每一个伙伴能够感受到整个系统和他们自己都从中获得巨大利益,认识到自己是链中不可缺少的重要环节。该方法适于更大范围内、更高层面上的技术创新。

3、工程设计领域中的概念设计技术创新实践

基于上述分析,我们提出了若干种含有技术创新的产品概念设计范例:

(1)采用先进的控制、驱动和定位系统,由局部小画面组成整体大画面的可变画面巨型灯箱广告机的设计;

(2)时速超过运七飞机的高速铁路机车车身外型设计,既要满足空气动力学性能,又要有美观的外型,三维cad建模技术和nurbs曲线面理论的应用;

(3)适应于多弯道和小半径城市轨道交通环境下的摆式列车车身及减振转向架的设计;

(4)反求工程已广泛应用于一些具有复杂曲面的实物模型(如模具)的三维数据重构,不妨借鉴用来对生物医学图象进行数字图象处理,为医务人员的临床诊断和治疗提供更逼真的三维模型和实体模型;

(5)基于电动机??发电机可逆原理的新型电动自行车的设计,把(下坡时)车轮转动的动能所转化成的电能再回充给蓄电池,从而增加电动自行车蓄电池一次充电使用的续行距离;

(6)加工中心自动换刀功能的扩展,用于东风4(11)型内燃机车发动机端面多轴孔加工的自动换箱多轴箱设计;

(7)把列车检修工人的丰富经验升华为专家系统??基于加速度传感器和单片机控制的智能式检振锤的设计;

(8)虚拟轴机床(并联机床)的概念设计。

这里以铁路机车车身设计为例,对概念设计及创新的过程加以说明。

时速300公里以上的高速列车在欧美、日本等发达国家得到广泛应用。我国已通过论证并计划在下世纪初建设第一条(京沪)高速铁路。

当我们看到法国tgv(traindelagrandevitesse)实验车速达到515.25公里/小时时,我们知道这已经超过了我国“运八”飞机的时速,设计师的头脑中自然应该产生这样的概念:时速300公里的铁路机车车头的外型也应该像飞机那样具有流线型和光顺性,才会有较好的动力学特性。“光顺”一词的几何意义是所构造的曲线、曲面应具有c2连续,且无奇点。从通俗的概念来理解,即为“光滑顺眼”之意。

由这些概念和构思出发,我们可以由整体构思和概念设计逐步进入流线型机车车身的细节设计环节。

铁路工业和汽车工业对车身外型设计的先进性和创新性的都有着一致和迫切的要求。归纳起来应是以下几个方面:

具有良好的空气动力学特性,以减少在高速运行时的摩擦阻力。

具有良好的结构布局及足够的强度和刚度。

具有美学曲面的质感和动感,以美化生活和环境。

尽可能短的设计和制造周期,以尽快地占领市场。