工业设计创新方法

工业设计创新方法（共8篇）

工业设计创新方法 篇1

创新设计方法集锦

创新设计方法集锦

一、集体激智法

二、提问追溯法

三、联想类比法

四、组合创新法

五、综合分析法

六、极端法

七、与众不同法

八、异想天开法

一、集体激智法 智力激励法是创造学中的一种重要方法学。其形式是由一组人员针对某一特定问题各抒己见、互相启发、自由讨论，从多角度寻求解决问题的方法。该法为美国A.F.Osboen首创，见于他1953年的《应用想象》《Apllied Imagination》一书中。理论基础是：

1、联想反应。在集体讨论问题时，每提出一个新观念，都能引起他人的联想，产生链锁反应，形成联想反应堆；

2、热情感染。在不受任何限制的情况下集体讨论问题能激发人的热情、互相感染、竟相发言，形成热潮，提出更多的新观念；

3、竟争意识。在有竞争意识的情况下，人的心理活动效率可增加50%或更多；

4、自由欲望。不受约束的讨论使个人的自由欲望得到满足，活跃人的思维，促使新观念脱颖而出，该法以小组形式进行，应分别建立两个小组：观念组（设想组）和专家组（评价组）。观念组组员最好由富有抽象能力和幻想能力、不同职业、不同文化水平、无隶属关系的人组成。专家组应由有分析和评价能力的人组成。各组人数以6-10人为宜，两组分组

1、智力激励法（智暴法）活动。(1)观念组对问题展开讨论，然后专家组对提出的各种观念进行分析、评价、判断。召开智力激励全必须遵守的原则是观念不要过早判断，以免扼杀新观念的产生；(2)鼓励“自由联想”。允许提出看来是荒唐可笑的观点，因为其中很可能具有极有价值的新思想；(3)以量求质。提出的新观念越多，解决问题的可能性越多；(4)欢迎借题发挥。与会者可以把他人的观念加以综合提出自己的观念，也可以发挥或改造他人的观念。上述四项基本原则中，推迟判断原则与以量求质原则尤其重要。抓住瞬时的灵感意识流而得到一些新想法，这些想法有时可能不着边际，近于胡思乱想，五花八门，但它们却具有打破常规，突破“框框”的独创性的特点。必须抓住瞬时的“灵感”或“顿悟”等一闪念的意念，才有可能得出解决前办法。灵感或顿悟不是靠天才，而是在知识和思索的基础上产生的，是在知识和经验积累及热能生巧的前提下，经过苦思冥想才迸发出来的。爱迪生所说的“天才就是百分之二的灵感加上百分之九十八的汗水”就含有这个意思；这也说明勤奋在知识积累方面和创造性思维在质上进行突破的重要意义。个人虽具独创性，但毕竟要受到知识和经验的局限。因此，又有一种集数人（5～6人）一起的集智会法。这种方法可集中许多人的创造性。集智会可以起到许多人相互启发的作用。但为了避免各人之间可能出现的互相妨碍和无形压力，更便于各个人充分发挥其意见，也可以采用书面集智的形式，如“专家预测法”等。采用集智会法时应注意：(1)要把“激智”‟和“集智”结合起来；(2)要针对问题孕育培养灵感，抓住灵感；(3)扶植一切创造性思想，力戒“思维扼杀”。

2、集智会法

二、提问追溯法 提问追溯法在思维方面具有逻辑推理的特点。它是通过对问题进行分析，加以推理以扩展思路，或把复杂问题进行分解，找出各种影响因素，再进行分析推理，从而寻求问题解答的一种创造性技法。麻省理工学院：(1)增加功能——能在原有基础上增加新功能吗？(2)提高性能——在耐用、可靠、修理等方面能否改善？(3)降低成本——能用减少零件、更换材料、改变工艺等办法降低成本吗？(4)增加销售——对商品特点、产品的设计包装等是否作了研究？

1、提问法 梦想法亦称灵感法，美国J·W·泰勒在《怎样创造新观念》《How to Create Ideas》（1961年）书中提出：把人的梦想通过孜孜不倦的努力变为现实。该法基本过程包括3个阶段：

1、尽量作出对人类有最大贡献的梦想,可自问自答。自问：“什么是可为人类做的最有意义的事？什么是人类所需要的？假如我可以创造，我将选择什么？”自答是“应该选择自己永远感兴趣的事；

2、围绕自己的考虑问题。孜孜不倦地阅读有关书籍、研究和思考问题；

3、缩小梦想范围，使梦想成为现实。即经过第二阶段长期的深入研究和实验，把梦想中不现实的东西舍弃，使梦想现实化。梦想法实质上是人通过长期努力实现远大理想的一种方法。该法成败主要取决于一和二两个阶段。该法对于科学家确定研究某一重大课题和作出重大科学发现极为重要。该法之所以亦称灵感法，是因为很多重大科学发现、发明、创造从成功瞬间看常常是长期困惑不解而得之于一时灵感所致。

2、梦想法(自问自答)5Ｗ—1Ｈ法(提问和回答): What（什么）？ Who（谁）？ When（什么时候）？ Where（什么地方）？ Why（什么原因）？ How（如何进行）？ 3、5W-1H法

三、联想类比法 自然界有着极为丰富的形态，万物之形，必有其生命原动力的存在，所有自然造型都具有必然性的结构或组织内涵。自然物不仅有其形态上的完美性，也有其机能需要的实用性。依据自然原理，可启发人类在创作造型上的许多构思，“仿生学”便应运而生。所谓仿生学，是模仿生物系统的原理来建造技术系统的科学。仿生学不是纯生物科学，而是把研究生物作为向生物体索取技术设计蓝图的第一步；同时，它也不是纯技术科学，而是开辟一件发展科学技术的途径。人们研究飞机是受到“鸟”的启发。鸟能飞，人能飞吗？怎样飞？当然，即便你把鸟研究透了，也不能因此而设计制造出飞机来，但这个启发是非常重要的。卢金·科拉尼(Luigi Colani)是被誉为20世纪达·芬奇的才华横溢的全能设计师。他认为自然界是最优秀的设计师，而“宇宙间并无直线”，设计必须服从自然规律和法则。他的设计一向具有空气动力学和仿生学的特点，表现了强烈的造型意识。每逢设计中遇到问题，他的便拿起主体显微镜观察事物，寻求合乎逻辑的方案。他设计灵感大多来自迷人的鸟类和水下的各种动物，力求设计的简洁、自然。我们在运用仿生设计时，必须注意“仿生学”只能是启示，不能取代设计者的创造。设计者在模拟生物有机体时，必须加以概括、提炼、强化、变形、1、仿生设计法 转换、组合，从而产生全新的冲击力。运用仿生学主要是“似物化”设计，要特别注意“似”和“化”两字的意义。“似”已经比模仿前进了一步，但它还是受原有形态的约束；“化”就深人得多了。只有仿生学的启示进入了高级阶段，扬弃了纯粹自然形态，只运用它的原理，才有可能创造出真正全新的产品。

1、仿生设计法 在其他产品领域中得到启发，将原理、结构或造型“借鉴”过来使用，从而产生新的产品，这就是“借鉴”设计的方法。在众多的设计方法中，这种方法有点“抄袭”的味道。它受到别的产品的形态启发，“直接”拿过来运用到自己的设计上，但毕竟是两种完全不同类型的产品，“直接”搬过来是不可能的。因此，实际上还是启发。只要该设计的某点想法有类似之处，就可能把这种想法用到那种产品中去试一试。如：从建筑造型上受到启发，设计一把椅子；从构成雕塑中受到启发，设计一盏灯具，等等。包豪斯时期的杰出设计家布鲁耶是钢管家具的创造者。1925年，他受到自行车把手的启发，并把它应用到家具上来。布鲁耶的钢管家具，尤其是著名的Ｓ型靠椅，成为全世界大量生产的同类型家具中的校校者。当然，一眼就能看出来的造型借鉴，容易找到共同点，这种借鉴比较直接。有些借鉴则需要开动脑筋，去寻找共同点。比如，一只猪和一台电冰箱之间有没有共同点呢？这就需要动动脑筋了。其实也有相似之处：表面都有某些颜色，内部都有一个能装食物的地方，后面都拖着一条“尾巴”等。应该注意的是：同类制品的造型借鉴是仿造而不是类似，必须从无关的制品中引入某种概念，加以再设计，才可能得到真正的发展。

2、借鉴设计法 既然是“模仿”，还谈什么“创新”？ 在一段时间里，人们走进了模仿的误区，把“模仿”等同于测绘，一把游标卡，一块三角板。一味照搬照抄，永远只能跟在别人后面爬行。比如：匈牙利工程师鲁毕克发明了“魔方”以后，很快风行世界各地，魔方为许多工厂带来了巨大好处。当魔方流传到我国以后，许多工厂纷纷投产。但大多数工厂在开始仿造魔方时，这种产品已经在市场成为畅销品；而当工厂试制成功投人市场时，魔方已经走下坡路，价格一路下跌，吃了大亏。而国外一些生产魔方重视对魔方的改进，以适应市场需求的变化。例如：日本的企业，在六面体魔方的基础上，将外形改变成四面体，每面有九个可以自由转动的三角形，这样一来吸引了新的顾客。又如，法国一些工厂生产一种魔方拼图，由13块曲边三角板组成，能拼成各种图像，增加了趣味性。我们谈模仿，切忌照搬照抄，而是要通过改良，使产品质量更好，生产成本更低，造型更美，达到创新的目的。在具体设计时，我们通常采用“推移法”，通过对原有产品不断地向前改良推移，虽然这一步与下一步变化不明显，但随着推移的深入，最后的结果与最初的产品则有着明显的区别。当然，最后的结果应该比最初的产品更完美。

3、模仿创新设计法 直接模仿

即对同一类产品进行模仿。例如：市场上有一款半高电风扇，很受广大群众欢迎。该设计可能源于日本特有的席地而坐的生活方式。这种高度低于普通落地扇、高于台扇的产品，既适于站着受风，又适于坐着受风，其底盘上的控制键，既可用手也可用脚进行操作。正是这种具有广泛适应性的设计，深受百姓青睐。这一产品之所以在中国市场占有一席之地，反映了中国人的生活水平和生活方式正在改善，如室内铺设上干净的地板或地毯；越来越多的人能在室内以较低的姿势活动。产品的成功说明了某种需求的存在。按照一般的情况，要准确地把握某种需求，需要花费大量人力和财力，模仿设计可以从需求识别方面走出捷径。如果从列举的产品中或多或少地受到启发，设计出一系列符合大众生活的同类产品，甚至在此基础上更有创造，那将更有意义。

3、模仿创新设计法 间接模仿

即对不同类型的产品或事物进行模仿。例如：将常见的摩托避震设计用于自行车上；将摄像机的变焦方式用于照相机上，等等。我们常常可以见到一些产品，是将其它产品的某些原理、形式、特点加以模仿，并在其基础上进行发挥、完善，产生另外的不同功能或不同类型的产品。间接模仿设计的另一种古已有之，现在常见的模仿方式——仿生。设计的仿生与科技的仿生有相似之处，即两者都受天然事物和生物中合理的因素的启发，并对其进行模仿。模仿的内容往往是生物的构造、运动原理和形态，前者是功能的模仿，后者是形式的模仿。形式的模仿是产品设计中最多见的手段，目的是通过仿生设计传达文化的、象征的产品语意。

3、模仿创新设计法 移植设计类同于模仿设计，但不是简单的模仿。移植设计是沿用已有的技术成果，进行新的目的要求下的移植、创造，是移花接木之术。这种移植设计的方法可以分为以下几个类型： 纵向移植设计。即在不同层次类别的产品之间进行移植，这与前面提及的间接模仿有些类似。如，将摩托车中心避震的原理用于办公坐椅等。横向移植设计。即在同一层次类别产品内的不同形态之间进行移植设计。如，将助听器的形式用于音乐耳机的设计。综合移植设计。即把多种层次和类型的产品概念、原理及方法综合引进到同一研究领域或同一设计对象中。技术移植设计。即在同一技术领域的不同研究对象或不同技术领域的各种研究对象之间进行的移植设计。移植的方式往往有原理移植、功能移植、结构移植、材料移植、工艺移植等。移植并非是简单的模仿，最终目的还在于创新。在具体实施中往往是要将事物中最独特、最新奇和最具价值的部分移植到其它事物中去。

4、移植设计 在产品开发设计中，用某一事物替代另一事物的设计为替代设计。材料替代——在工业设计中，常用的基本材料不外乎是金属、塑料、木材及陶瓷。其中任何一种材料被其它的材料所替代时，都会对设计提出新的要求。如，原本用木材制成桌椅，出于节约天然材料的目的，要用塑料进行替代，那么必须按照塑料材料特性和工艺要求进行设计。材料替代的目的往往是多种多样，如，以塑料替代木材的目的或许是出于环保，或者是提高量产能力及标准化等。零部件替代——在模块化设计中常存在零部件的替代问题，但这里的替代不是系列产品的转换而是出于性能改良或工艺优化的目的，用其它产品的零部件或重新设计的零部件对原产品进行替换，使之功能上更趋优化。方法替代——通过设计，用新的方法代替老的方法，以达到既定功能或其它的目标。最终的结果应该是为了优化实现功能的过程。技术替代——同样功能的产品，用不同的技术手段去实现，会产生不同的结果。用先进的技术手段替代落后的技术手段的目的，往往是为了提高产品品质，降低产品成本，这是不可避免的，而新技术的替代必然影响到设计，可以说技术替代也是设计方法的替代。

5、替代设计 专利应用设计，就是利用已有的专利或过期的专利对其进行改进，产生新的设计方案，并形成新的设想甚至取得新的专利。专利文献的利用，是产生创新设计的一大捷径。利用专利进行设计可以有以下几个方面： 综合利用。许多产品所涉及的专利技术不止一个，只有同时对几种不同的专利资料加以利用，才有可能解决问题，从而实现创新设计的目的。从专利中寻找规律。众多的专利信息必然会显示出许多成功的因素，也会暴露出失败的因素。通过专利研究，可以发现发展的脉络，从而找到有效的创新方法。为达到此目的，设计的难度提高，不仅要在功能上下功夫，而且要充分考虑产品的使用状态。

6、专利应用设计 焦点法是创造学的一种方法，是美国C·S·怀廷1918年提出的。其特点是：以所要解决的问题为焦点对象，把３－４个偶然选到的对象的各种特征与焦点对象进行强制组合，从中引发新的观念，并通过自由联想把新观念具体化。该法的理论基础是联想。其基本过程包括６个阶段：

1、确定焦点对象一课题；

2、选择3-4个偶然对象；

3、编偶然对象特征表；

4、把偶然对象特征与焦点对象组合形成新观念；

5、通过自由联想把新观念具体化；

6、评价、优选，确定最佳方案。

7、焦点法 使用该法时偶然对象应从不同角度选择，异质为佳，不宜雷同。这样，才能保证联想的广度和所得观念的新颖性与解决问题的独创性。类比启发法是美国W·J戈登于1945年提出的。见于他1961年出版的《类比启发法》一书中，是创造学的一种方法。Synercdoche作为一种方法概念在英语中被定义为：不同专业售货员组成的小组，通过无限制地训练想像力把不相关的因素联合起来，创造性地解决问题。有人也译为分合法、综摄法、集思法、提喻法、原型启发法，等等。戈登认为：

1、人类的创造过程是可知的，是能够具体描述的；理解进行创造活动的心理过程，即可提高创造效率；

2、在任何一种创造过程中，情绪等非理性心理因素比理智因素更为重要，而且它们也是可理解的；

3、人的创造性主要来自潜意识，而且是可以开发的。戈登基于上述理论建立的类比启发法过程包括9个阶段：

1、提出问题阶段；

2、分析问题阶段；

3、提出一些解决方案；

4、进行类比阶段，围绕理想解决方案，同异质事物进行各种类比，提出各种模型；

5、选定模型阶段：从各种模型中选出最佳模型；

6、分解模型阶段：结果理想解决方案分解最佳模型，从中抽出与解决问题有关的主要因素；

7、结合阶段：

8、类比启发法 把有关因素与理想解决方案结合；

8、确定观点阶段：从各种观点中确定一种可行观点，用它做统帅，把有关因素与理想解决方案综合起来，使之成为现实方案；

9、完成阶段：研究和解决技术性细节问题。该过程实质上由异质同化和同质异化两个阶段构成。所谓异质同化，意即从一些看来毫不相关的事物中找出其本质上相似之处，变未知为已知；同质异化，意即用新的观点，新的方式来考察已知的问题，变已知为未知，然后再把未知变成新知。同质异化的思维过程可通过4种类比进行：

1、拟人类比；

2、直接类比；

3、象征类比；

4、幻想类比。通过类比思维机制从其它领域获得模型启发，创造性地解决问题是类比启发法的特点，也是类比启发法的真谛。类比启发法小组一般由组长1人，5-7名成员及数名专家组成。组长最好是通才，组员应有较好的素质。

8、类比启发法 模型法以某种程度的相似再现另一个系统（原物）的系统，在认识过程中以它代替那个原物，从对它的研究中得到被再现和被反映的系统（原物）的信息，这种方法称为模型方法。模型法是科学认识的一种特殊的形式和工具，模型法所说“模型”并不是实物模型而是概念模型，具有“假说”的性质。模型法是从模拟法中衍生出来的。模拟法的长期应用，对于“模型方法”的产生起了启迪作用。既然能够用模型模拟条件已知的原型，那么，为了探索未知的“原型”，在思维中设计一种在理论预见中能够成立的“模型”，再在实践中予以验证和修正，使其逐步提高与现实“原型”的一致性，自然可以成为一种有用的方法。此法最早是从经济部门开始应用的。目前，它已广泛应用到政治、经济、科技、心理等领域的研究，特别是罗马俱乐部1972年出版的《增长的极限》一书，主要就是用此法得到的结论。博奕术预测、计量经济学、系统动力学、灰色系统理论等所采用的预测方法也属于模型法的范畴。

9、模型法

四、组合创新法 把原来不能单独存在的相近的东西组合起来的方法，或是把两种功能让一件制品来担当，叫组合设计法。我们通常称之为一物多用。一物多用有两个方面的内容：一是产品具有多种用途，二是产品具有多种功能。日本有一家叫“普拉斯公司”的专营文具企业，经营了10多年仍没有很大起色，经常为积压的各种小文具而头痛。老板在走投无路的情况下，只好对本公司仅有的几位员工说：“眼看公司难以维持了，怎么办呢？要么关门，各自寻找出路，要么大家动动脑筋，开发新产品，闯出一条光明的生路。”几位员工如同老板一样，为本公司的大量文具销不出去而一筹莫展。按原价销售，则无人问津，若降价抛售，公司财力承受不了，大家心急如焚。一位刚刚在公司工作了一年的女孩子，叫玉春洁美，她也为公司苦思冥想。这位姑娘虽然没有经商经验，但她从学校出来不久，对学生需要文具的心态非常了解，自己亦有切身体会。于是，她根据自己的体会设计一种“文具组合”销售办法，于1985年进行试销。玉春浩美的“文具组合”一经面市，立即引起轰动；成为划时代的热门商品，在短短的一年四个月时间，共销售出340万盒，不但把普拉斯公司的所有存货卖光了，连工厂刚生产的新货也供不应求。这件事一下子成为日本文具行业的特大新闻。年轻的玉春浩美因此而得到老板的重奖和重用。

1、组合设计法 事实上，所谓“文具组合”只不过7件小文具：10厘米长的尺子，透明胶带，ｌ米长的卷尺，小刀，钉书机，剪子，合成浆糊。7件小东西装在一个设计美观的盒子里，定价2800日元。组合设计法特别强调协调性和合理性。如果两物组合后，同时产生异化，从而产生第三种功能，这就是一种高级的组合，这是一个很值得研究的方向。这种“组合异化‟是设计学的一种发展。

1、组合设计法 通过对上述的功能/手段树的分析，再经过认真的评价，一般情况下，可以把产品的结构组成分成几个具有独立功能的结构部件。我们把这些结构比较确定、功能相对独立的部件称为定量结构。通过定量结构不同方式的组合，可以得到许多种产品形态方案，这种方法叫做定量结构组合法。假如一个产品可以确定由三个定量结构组成，那么，利用排列、方向、包容、嵌入等方法可以组会出一系列的产品形态方案。

2、定量结构组合法 某种货用汽车设计，通过功能/手段树的分析假定它由驾驶室、箱体、发动机、轮于四个定量结构组成，应用定量结构组合法得到货用汽车的形态方案（如图3-4）。应用定量结构组合法构思产品形态方案时，应该把所有的方案全部列出，然后经过仔细的判断和评价剔除那些不合理的方案(如图3—4中括号中的方案)。在剩下的方案中，经过各方面专家和有关人员讨论，再一次进行筛选和综合，从中归纳出2至3个最有价值的方案，进入到下一步的详细设计。举例 标准化设计就是参照国内外先进、合理的标准，利用其有价值的部分进行创新设计。各国制定的标准或国际标准是经过严格科学验证，具有相当的合理性，也反映了所采用技术的先进性和普遍性。采用标准化设计对降低成本、提高劳动生产率、扩大商品市场、加强贸易竟争以及迅速将科技成果商品化等，都具重要意义。

3、标准化设计 系列产品的集约化设计

有的系列产品尤其是成套系列产品需要进行集约化设计的目的在于方便使用，方便移动，易于收纳，易于展示。具体手段有:(1)通过设计，使系列产品本身具有集约功能。(2)通过中介物，使产品集约化。例如：采用包装形式使产品集约化或采用构造物，使零落的产品能归纳在一起，变得简约化。非系列产品的集约化设计

以方便使用、方便移动、易于收纳、利于展示等为目的，通过媒介物的设计，将并不相关的各种产品汇集一处。这种类型的设计重点是针对承载体，而被集约的产品不一定要有集约化特征，如工具箱。

4、集约化设计 集约化设计是一种常用的重要的设计形式，其实质是归纳和统筹。实际中的产品，有可能是若干个或同一个产品的归并，也有可能是系列产品的归整、收纳。无论是哪一种形式，其核心就是通过集约化设计，使多样性变为统一和有序。相同产品的集约化设计

当一种产品在大量使用时，必然会遇到归整、移动、调整和存放的问题。一件设计得再好的产品，如果不解决这一问题，也是不合格的。最为典型的就是公共座椅的设计。在多用空间经常更换使用内容的场所，座椅的移动和收纳是常有的事情。好的公共座椅的设计，无论是在独立使用时还是大量屯积时都应是合理的。

4、集约化设计

五、综合分析法 主要用于功能开发型产品设计的第一个步骤。与改进型产品设计不同的是，它不是从分析原有产品的“问题”开始，而是从分析人的工作需要和产品的功能目的开始，按照主要功能／主要手段、次要功能／次要手段、子功能／子手段，一层一层进行分析，探讨利用各种物质技术手段实现产品物质功能的设计方法。

1、功能／手段树法 清除公共场所的垃圾是我们生活疃械囊恢中枨蟆＠萌肆η迳ㄋ淙荒艽锏角褰嗟哪康模庵止ぷ饔衷嘤掷邸Ｄ芊裆杓埔恢只挡

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锏⒌酱四康目梢圆捎媚男┘际鹾头椒目蒲源丛焯跫?举例 利用功能／手段树法对开发型产品进行分析时要注意两点：(1)不要用确切的名词定义产品的主要功能，以免限制设计者的思路。如:把主要功能定义为“清扫垃圾”，设计者很可能会把思路局限在清扫用具的设计上；(2)在寻求实现功能的手段时，要尽量把各种技术和方法全部列出，暂且不要考虑各种手段之间的相互联系和制约关系，这些问题留待评价阶段来处理。这样做的好处是，不放过任何一个可能的构思方案。黑箱方法（Black box Method)就是不揭示事物（系统）内部的结构和机制，只从事物（系统）的外部去认识事物的一种科学研究方法。这种方法的特征是略去客体内部结构，只从输人与输出关系上，即输入某种因子会引起客体的某种行为而输出某种结果，来考察客体的功能和特性。这种方法是与近代科学常用的将整体解剖开来解析内部、以说明外部行为的传统方法相反，是一种不破坏客体的整体性而研究整体行为的科学方法。正如黑箱方法的创造者维纳在其《模型在科学中的作用》一文中所说的“几种可供选择的结构被密封在盒子里面，研究它的唯一途径就是通过盒子的输人端和输出端。”他把这种研究对象称为“闭盒”（Closed Box），与之相对的叫作“开盒”（Open Box）。另一位“控制论”的创始人艾什比在其所著《设计一个脑》书中把黑箱方法概括成“让结果通过黑浔硐殖隼础１匦敫ㄊ淙酥担鄄焓涑鲋担

疾煺饬街抵涞墓叵怠！?黑箱与白箱是相对的。如果我们打开箱盖直接观察内部结构来说明箱子特性功能，那就是白箱；如果利用输人输出结果不仅仅认识系统的功能和行为，而且也还对系统的内部结构和机制作一定的识别和判断，并不是完全略去不谈，那就是灰箱；若完全略去内部结构，仅仅根据输出、输人关系来把握系统的功能，这就是黑箱。

2、黑箱方法

2、黑箱方法 技术关联分析预测法是投入产出法在技术预测中的应用。首先要确定技术分析项目，其次是明确项目中各要素之间的关联程度。一般说来，一项技术都是若干要素的集合体。以一个部件来说，就包括材料、创造技术、加工工艺，等等。因此，运用技术关联分析预测法应按如下步骤进行：

1、先调查该项技术由哪些要素组成；

2、弄清各技术要素之间的关联度；

3、以关联度与现状作比较预测今后的发展趋势。该方法对日本电子工业的发展起了较好的指导作用。日本的机械振兴协会也制作了关于机械方面的技术关联表，收到同样的效果。

3、技术关联分析预测法 KJ法是日本川喜田二郎在卡片排列法基础上于1964年提出的一种创造性解决问题的方法（KJ是川喜田的英文字头）。卡片排列法，就是把搜集的大量素材（信息、数据等）逐一地、言简意赅地记在卡片上，然后把这些卡片以某种基准（关系、特征、性质等）进行调整、编组、结构化，使之产生新观念。川喜田二郎1954年在喜马拉雅山进行野外考察时搜集了大量原始资料，利用卡片排列法对资料进行了整理，然后又在这一基础上进一步改进，正式提出了作为卡片排列形式之一的“剪纸法”。KJ法基本过程包括４个阶段：

1、制作卡片阶段——每张卡片记录一个中心内容，要言简意赅；

2、编组阶段——把卡片按类缘关系分类编组，题写类名（概括性小标题），形成小组、中组和大组合；

3、图解阶段——把各组卡片按一定关系的顺序排列、并贴在一张大纸上，用各种关系符号联系起来，使之图解化；

4、文字表达阶段——把各组之间的一定的相关性质联系起来，并用简要文字表达出来，得出最后结果。注意小组、中组、大组的编组要恰到好处，能反映各组卡片所包含的事物的本身内容，否则，不会得出正确的结果。

4、KJ法 缺点列举法是创造学的一种方法。缺点列举法着眼于从事物本质上的缺点进行分析，以寻求解决目标。它的理论基础是：认为改进旧事物主要就是改进旧事物的缺点，列举旧事物的缺点，即可发现存在的问题，找到解决的目标。由于该法主要围绕旧事物的缺点作文章，所以它一般不触动原事物的本质和整体，属于被动型思维方法，难于产生新质创造物。利用该法列举事物的缺点时。

5、缺点列举法 特征列举法是创造学的一种方法，亦称属性列举法，是美国R·P·Crawford在他1954年发表的《创造性思维方法》一书中正式提出的。克劳福德认为世界上一切新事物都出自旧事物，创造必定是对旧事物某些特征的继承和改变。这就是他的特征列举法的理论基础。因而，特征列举法就是列举现有事物的特征，从中发现需要改进的问题（特征），提出新的创造设想。

该法的基本过程包括4个阶段：

1、选择需要改进的对象；

2、编制改进对象组成部分表；

3、编制改进对象组成部分的本质特征表；

4、改进需要改进的问题（特征），使改进对象臻于完善或面貌一新。

利用该法时，一般考虑事物3个方面的特征：

1、名词的特征——事物的组成部分、材料、要素等；

2、形容词的特征——事物的性质、开头颜色、状态等；

3、动词的特征——事物的功能，特别是使事物具有存在意义的功能。这样从不同角度把事物分解为一系列特征，使问题简单化、具体化、易于发现和解决问题。

6、特征列举法 系统综合分析法是日本东大教授J.D英夫提出的一种创造方法。其特点是：先综合后分析。该法基本过程包括4个阶段：

1、列出有关某个课题的各种因素、知识和信息；

2、将这些因素知识和信息编组，形成各种方案；

3、对各种方案进行评价；

4、根据评价结果选择一两个最理想的方案。上述过程前两个阶段是系统综合，后两个阶段是系统分析。以座钟为例：首先将座钟分成4个构成部分：

1、决定时间轴的因素；

2、能源；

3、传递机构；

4、时间指示装置。接着将座钟各构成部分所包括的各种因素列出：第一部分包括钟摆、发条、游丝、音叉、交流电的频率等因素；第二部分包括干电池、发条、交流电、充电池等因素；第三部分包括齿轮、滑轮、皮带、电子传递电路、磁路等因素；第四部分包括长短针，在字盘上旋转的旋转式指示、水平刻度盘指示、数字指示以及利用人的感觉把时间告诉给人们的各种指示方式。然后把这些因素机械地加以多种编组（组合），形成制作座钟的各种可能方案。最后对这些方案进行评价，从中优选一两个方案。在分析阶段，评价是个复杂问题，不同的课题要有不同的评价标准。评价一般采用评分方式。例如：对座钟的方案进行评价，就要根据市场情况、成本、研制的难易程度、销售方式、制造技术、工艺、设备等标准进行评分，最后得出各种方案的综合分，形成综合分数表，从中优选一两种理想方案。

7、系统综合分析法 形态分析法是创造学的一种方法。美国天文物理学家F.Zwick于1942年出版的《形态学天文学》《Morphological Astronomy》书中提出。特点是：把所研究的对象看成一个系统，用系统论方法把该系统分成若干结构上或功能上特有的形态特征，并加以重新排列组合，产生新观念。理论基础是：相关观念的联合越多，产生的新观念也越多。学生M.S Alien在1962年发表的《形态学创造》书中提出7项基本原则：

1、任何一种有限的概念都是不完全的；

2、知识是无限的；

3、任何领域都在探索整体知识；

4、要彻底解决问题必须对各种结构元素进行排列组合；

5、在各种不同事物之间都有某种共同关系存在；

6、综合应先于分析，否则不利于对事物客观地分类；

7、应先探求事物各种形态结构，而后探求所需要的观念和答案。基本过程包括5个阶段：

1、明确课题；

2、列出以解决问题的形态特征；

3、明确每个形态特征的可能变量，建立形态模式；

4、确定可能解决方案的功能价值；

5、选择最佳解决方案。一般选择3个形态特征。每个特征5-6个可能变量，建立形态箱，形成100多个可能解决方案。利用形态分析法可得出大量新观念，对解决问题十分有利。茨维基在第二次世界大战期间利用该法不仅发现了当时德人保密的火箭飞机，而且还发明了洲际直线流动空气喷气发动机、弹道装置、动力装置等。

8、形态分析法

六、极端法 极限法是把产品的特性和状态推向极限的思考方法。例如，人们曾设想把电视机做得像木板一样薄，挂在墙上，这是否可以通过尽量增大显像管的扫描角度而减小显像管的长度来达到呢？ 在产品设计中，极限构思法可以从产品的大小、厚薄、高低、快慢、轻重、多少、软硬、粗细以及移动、交错、分解、组合、重叠等方面展开。

1、极限法

2、削减法 把产品上某个部分去除，得到一种新颖、简朴形态的方法。例如，把车子的轮子去掉，构思出一种无轮车——气垫车；把飞机的螺旋桨去掉，构思出无螺旋桨飞机——喷气飞机等。

3、原始状态法 这是一种从产品的最原始状态来构思新的产品形态的方法。许多产品发展到今天，似乎很难设计出新的形态样式了。此时，如果追溯到产品的原始状态，追溯到世界还没有这种产品的情况，很可能会受到启发而构思出一种新产品。

七、与众不同法 采用定向设计法：男女之别、老少之差、健残之分，以及职业、文化程度、生活习惯、生活方式、地区民族的不同，使各个具体的人具有特殊点，构思时向某一类群定向。简单地说，就是根据产品的不同特征和人们对它的不同要求，有的放矢地进行产品设计。这类设计往往具有较强烈的使用特征，比其他产品更能满足这一类群消费者的心理，为他们所接受。索尼公司的创始人之一井深大先生（第一任社长）是一个高尔夫球迷和音乐迷。他曾梦想在边打高尔夫球时，同时可听音乐，要是能生产一种使两者结合的电器产品就太好了。这样，那些出去散步或赶路的人，亦可边听音乐或广播边走路了。这个梦想驱使索尼苦心研究，一种带有盒式的单放机研制成功了，梦想变成了现实。而今，当我们看到那些晨练、旅行、散步的人们戴着耳机边走边听音乐时，我们怎能不感谢井深大先生最初的创意呢？ 当然，定向设计越是定向范围明确，在一定程度上越是使用范围较窄，功能往往较少或较单一。定向设计由于实践目的明确，其造型往往容易做得有个性，有视觉冲击力。这是我们在设计构思时常用的一种方法。

1、定向设计法 反向设计，把习惯的事反过来思考，从似乎是无道理中寻求道理。在长期的思维实践中，每个人都形成了自己所习惯的、格式化的思考模式。当面临外界事物或现实问题的时候，我们能够不加思索地把它们纳入特定的思维框架，并沿着特定的思维路径对它们进行思考和处理，这就是思维的惯常定势。反向设计构思法就是要突破惯常定势，从全新的角度去思考问题。据历史记载，有一天，苏格拉底遇到一位年轻人，正在宣讲“美德”，苏格拉底装作无知者的模样，向年轻人请教说：“请问，什么是美德？”。那位年轻人不屑一顾地答道：“这么简单的问题你都不懂？告诉你吧：不偷盗、不欺骗之类的品行都是美德。” 苏格拉底仍然装作不解地问：“不偷盗就是美德吗？”年轻人肯定地答道：“那当然！偷盗肯定就是一种恶德。” 苏格拉底不紧不慢地说：“我记得在军队当兵的时候，有一次接受指挥官的命令，我深夜潜入敌人的营地，把他们的兵力部署图偷了出来。请问，我的这种行为是美德吗？还是恶德？” 那位年轻人犹豫了一下，辩解道：“偷盗敌人的东西当然是美德。我刚才说不偷盗，是指不偷盗朋友的东西；偷盗朋友的东西，那肯定是恶德！”

2、反向设计法 苏格拉底仍然不紧不慢地说：“还有一次，我的一位好朋友遭到了天灾人祸的双重打击，他对生活绝望了，于是买了一把尖刀，藏在枕头下边，准备夜深人静的时候用它结束自己的生命。我得知了这个消息，便在傍晚时分溜进他的卧室，把那把尖刀偷了出来，使他得免一死。请问，我的这种行为究竟是美德呢，还是恶德？” 年轻人终于惶惶然，承认自己无知，拱手向苏格拉底请教„什么是美德”。从这个例子，我们可以感受到：反向思维，常常能够将思考推向深人，将自己头脑中的创意观念挖掘出来。世界上任何创新都不是简单的劳动，我们应该使用各种方法推进自己的思考。反向思考的方法为社会提供了种类繁多的物品，出现了从绝对观念中解放出来的均衡状态。同时，把人们从固定不变的观念中解脱出来，创造了新的概念。当然，用反向思考时，当心不要走极端，不能“凡是敌人反对的东西我们都要拥护，凡是敌人拥护的东西我们都要反对”。必须从某种状态的反面进行彻底的观察，从而发现新的、有效的方法。例如：一般地说，烧烤食品的“火点”应该在食品的下部，但日本夏普公司的电烤炉，率先将“火点”设在食品的上部，改变了“火点”在下才能烧东西的通常概念，使产品造型具有了全新的变化。

2、反向设计法 中国是一个历史悠久的国家。但由于中国过去的基本特征是农业为主，手工操作为主，信息闭塞，缺乏交流，不存在世界市场。因此，中国一直被认为是没有设计的国家。从现代设计的观念来讲，中国没有设计的传统，因为大工业概念下的现代设计在中国起步较晚。但是，如果我们冷静地回顾中国传统的手工用品，我们会发现，很多东西以现代设计的眼光来看，都是很优秀的。继承传统不是表面的，学习过去是指对设计的观念、材料和工艺的准确，甚至是一种特有的气味的尊重！对一种劳动的尊重！对一种价值的肯定！传统是一种精神，拒绝自己民族的优秀设计文化，至少是一种片面的见识。当今的设计，需要有高度的艺术性，非常重视美学的指导作用。从我国的造型艺术发展历史来看，虽然没有形成系统的形式构图理论，但在各种造型艺术的类别中，类似的理论早已存在。书法中的“方中寓圆，圆中寓方”，造园学中的“巧于因借，精在体宜”；太极图的两种相同形的扭结，具有极强的律动感；九宫格式对称形式的运用；宝塔造型所显示的音乐节奏感；龙、凤、宝相花体现出的高度“变象异化”，把自然动物形态转人艺术境界；草书，狂草所表现的聚散、流动形式等等，对于我们从事造型设计是有启发的。

3、传统特色设计法 每一地域，社会皆有其传统历史，因而形成了各地域独特的生活形态及文化。虽然受到文化交流的相互影响，地域的生活模式逐渐丧失其原有的独特性，但是各生活圈、文化圈的基本设计形式仍然维系不断。虽然传统的东西是旧的，但反映出来的深层的设计概念不一定是过时的。例如：有一个课题，是根据限定材料设计一个“能把人舒适托起的东西”。所给的材料实际只能设计一张简易的小椅子，但题目却偏不给你椅子的概念，而是“把人舒适托起的东西”，这个“东西‟应该是什么样呢？设计者经过思考，从中国传统的山地坐轿得到启发，设计了一个拆装式简易靠座，受到好评。

中国结

3、传统特色设计法 我们观察和思考外界的事物，总是习惯以自我为中心，用我的目的，我的需要，我的态度，我的价值观念、情感偏好、审美情趣等等，作为“标准尺度”去衡量外来的事物和观念。因而，凡与这个标准尺度不符合的，我们便称之为“错的”，“坏的”，“丑的”，“无用的”。每个人由于天赋的不同，后天的社会背景和生活经历不同，使得每个人的心目中都有一套由独具个性的观念、价值、情感等要素组成的“标准尺度”，构成了自己的独特世界。它与别人的世界都不完全相同。当然，不是“完全不同”，因为大家都是生活在差不多的社会环境中，遇到大致相同的问题，而且在生理结构方面更是相差无几。因此，正确的个性常常是大多数人所共有的。有时候，设计师可以抛开他人，完全以自我视角，围绕自身来考虑造型设计，可以不考虑第三者的一切条件而随心所欲地想像。这样做出的设计往往个性鲜明，反而会受到大多数人的欢迎。一个优秀设计师，常常利用设计机会，把自己的某一个感觉，把自己的思想展现在观众面前，引导观众加人到自己理想的队伍中来，倡导出一种品位，一种流行风格。优秀的设计师应该是平凡之中见新颖，从而赢得使用者的好感。

4、自我视角设计法 非我视角要求我们在思维过程中尽力摆脱“自我”的狭小天地，走出“围城”，从“非我”的角度，站在“城外”，对同一事物和观念进行一番思考，就有可能得出不同的结论，发现创意的苗头。作为设计者，要把自己置于用户的地位，变自我为他人，设身处地为用户着想，用户对原来产品有什么不满？对什么感到失望？为什么会引起不满和失望？希望得到什么？把自己所感到的不满、失望明明白白地整理出来，用户实际需求就可能脱颖而出。在日本和欧美市场上，1956－1965年是冰箱迅速增长时期；而在1966年以后，市场上对冰箱的需求低落，为什么冰箱在市场上会衰落呢？把由食品消费样式、购买习惯的变化而引起的冰箱需求变化的各种相关因素图表化，并对收人水平、生活方式等社会经济主要原因的变化一一作了预测，从中得出：今后家庭冷藏新鲜食品的消费数量必然大为增加，冷冻食品的消费亦将显著伸展，在购货习惯方面不会有多大的变化。一致证实了购货频繁度处于减少的方向。于是，顾客对冰箱的大型化和冷冻室需要的强度被明确化了，并以此确定了冰箱大型化的开发战略，两门冰箱就是这样出现的。这个过程，在我国也同样发生。两门冰箱和大冷冻箱已在市场畅销。这是设计师从人们的生活需求变化开发新产品的例子。

5、非我视角设计法

八、异想天开法 发散思维（Divergent Thinking）针对所给信息而产生的问题，求该问题的尽量多的各式各样的可能解，这种思维过程。发散思维又称辐散思维、求异思维。现举《创造心理学》文献中有名的砖头问题为例。假如问：试列举砖头的各种用途。答案至少有：可以造房、筑墙、修阶梯、造马路、压东西、垫住停在斜坡上的汽车、砸人、当锤子，等等。这类回答就具有思维的发散性，因为它可以任意地想下去。分析上述答案可以看出，前４个答案属建筑类，对砖的用途来说是习常性的，后几种则是非习常性的。对创造性思维而言，运用发散思维，作出非习常性联想、化好似、无关为有关，引发出新思路是非常重要的。例如：获1984年国家一等发明奖的“沙丘驻涡火焰稳定器”，其发明者高歌，就是把常人视为无关的“沙漠中的稳定沙丘与喷气发动机Ｖ型稳定器”联系起来，而发明了这一重要成果的。这显示了发散思维的创造作用。美国心理学家吉尔福特（Guilford）非常强调在发明创造中要重视发散思维。发散思维主要用在寻求某一问题的各种不同答案的过程中。然而，当许多不同的可能性答案提出之后，又有一个选优问题，这又要过渡到收敛思维。因此，发散思维和收敛思维在实际中是相辅相成的。

1、发散思维 科学幻想本身是一种可认知的地图，是一种依靠把未来学家的技术和创造性的想像力揉合成一体来捕捉现实世界的另一条途径。无法精确阐明这一点是怎样做到的，它包含在这一行技艺的本性之中。与此有关的是使用有关逻辑、非线性感知方式，以反对主题的全局性的理解。科学幻想的作者把社会型式、行为方式和物质因素纺织成一幅图案、一个整体，在最好的情况下，这幅图案能和我们经验世界的色度一致。用这种方式把各种趋向和进程关联起来，依照不同于未来学家所用的过分简化的模型的方法做出预测。早在19世纪，一些富于想像力的作家根据他们的幻想，写出许多很有价值的预测小说。如1865年出版的维恩（Wiyne）写的《从地球到月球》（《From the Earth to the Moon》）书中所述的一部分预见是精确的，对科学发展是有一定影响的；著名的俄国科学家、科学幻想作家齐奥尔夫斯基（1857—1935），他在《在地球之外》这本幻想作品中，提出了关于宇宙飞行的科学思想，并对此作出了许多科学的预测，结果表明：他的一些预测，后来得以实现。由此可见，科学幻想应具备科学预测的能力。这种预测方法是以人类的直觉能力为基础，对于未来进行预测，并加以利用的一种手法。

2、科学幻想法 形象思维是用表象来进行分析、综合、抽象、概括的一种思维形式。其特点是，它不以实际操作、抽象要领为思维中信息的载体，而主要是以直观的知觉形象、记忆的表象或想象的表象为载体来进行思维加工、变换、组合或表达。因此，它是和动作思维与逻辑思维不同的一种相对独立的特殊思维形式。形象思维按照表象概括的程度可分为初级水平的形象思维与高级水平的形象思维。幼儿时期的形象思维主要依靠知觉，即依赖具体事物的形象或表象以及它们的联想来进行，表象概括程度较低，因而属于低级水平；成人的形象思维则较多地运用概括程度较高的一般表象或典型形象来进行，并且用它们去表达或把握某种思想、观念或理论，因而是一种高级水平的形象思维。利用这种高级水平的形象思维也能反映事物的本质。一般认为，形象思维在文学艺术工作和创造活动中占主导地位。但研究表明，对于科学创造活动，形象思维也起着非常重要的作用。形象思维作为一种特定的思维来认识事物和进行创造。爱因斯坦认为，利用形象（意象）进行再生和组合，“似乎是创造性思维的主要形式。”从脑科学的进展来说，形象思维是大脑的右半球承担的。

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工业设计创新方法 篇2

1 树立全新的创新理念

1.1 设计计划阶段

机械设计的计划阶段, 需要查找大量资料。机械产品必须满足行业标准, 因此, 需要对资料进行细致分析, 及时预测设计中的问题, 使产品质量、安全性和性能都满足要求[1]。该阶段是整个设计的初始阶段, 直接关系产品的质量和性能, 为后续设计工作做好充分准备。因此, 在该阶段, 设计人员要具有创新理念, 并将创新理念融入到机械设计中, 使创新贯穿于各个环节。

1.2 方案阶段

方案阶段是对设计中的每个环节进行详细设计, 包括机械的每个部分, 是机械设计的关键环节。方案设计重在方案的选择, 从多个方案中选出符合设计要求且兼顾实用性和经济性能的方案, 此外, 方案还要具有可操作性和创新性。

1.3 技术设计阶段

技术设计关系到机械产品开发的效率, 其是对技术部分的完善和优化。这一阶段, 根据初步设计的草图, 查找资料, 提高技术设计的有效性和合理性。此外, 要保存好该阶段的方案, 并加大技术创新, 利于后续设计工作的进行。

2 机械设计的优化设计

机械产品市场是一个重要因素, 产品具备市场是设计的前提。随着人们生活水平的提高, 经济的发展, 消费者的需求也不断提升, 对产品的性能提出了更高标准。机械设计是一个以数学理论为基础, 以计算机技术为工具, 在充分考虑各个条件下, 满足目标的最佳方案。优化设计是创新设计的重要内涵, 它以最优数学理论为基础, 运用数学函数和计算机计算最优的设计方案, 其理念适应时代的发展要求。我国在优化设计方面取得了很大进步, 设计了一些程序, 在业界得到强烈反响, 但优化设计方法还未普及设计的诸多方面, 优化设计是机械设计创新的一个方向。同样, 优化设计需要较高的专业技能, 具备创新理念, 不断完善原有方案。采用优化设计方法, 能使我们更好地分析问题, 解决问题, 提高设计效率, 摆脱传统设计模式。

3 机械设计的变型设计

机械设计涵盖的内容广, 要考虑的问题较多, 如产品的物理性质, 刚度、耐磨度、强度等, 同时设计还要考虑环保、节能, 尽量减少噪音, 采取合理有效的降热措施。其中, 产品的刚度、耐磨度、强度, 受力均衡是重要考虑因素, 因为受力不均直接导致整个结构不完善, 稳定性、可靠性降低, 要把支撑点和受力点的距离控制在合理范围。机械设计的变型设计都是以原有产品为基础, 进行新的开发, 使零件规格更加标准, 满足使用者要求[2]。机械设计变型设计是保证其在功能和原理不变的情况下, 根据用户需要调整其参数, 以设计完善的产品。三维参数化设计是机械设计变型设计方法的一种, 它不仅包含传统设计中对部分特征驱动尺寸做出修改, 调整其他关联尺寸, 得到结构相同但尺寸不同的系列零件三维模型, 还包括三维参数化模型驱动后与其相关的工程图的视图位置、比例等参数设计, 甚至整个产品生命周期的参数设计[3]。

4 机械设计的反求设计

关于反求工程的设计, 应注意以下问题:第一, 更加合理的测量方法和设备, 提高精度, 减小误差;第二, 设计更加合理的三维重构方法, 提高设计精度, 减少误差;第三, 将智能技术和信息化技术结合起来, 形成参数还原技术, 解决设计参数还原问题;第四, 研究设计产品装配关系的建模体系, 以解决参数还原;第五, 开发软件, 有原型产品设计精度分析功能, 可以实现还原原始设计参数。

5 结语

随着经济的发展, 人们生活水平的提高, 现代设计理念和设计方法逐渐被应用到设计领域。进行机械设计需要考虑诸多因素, 只有树立全新创新理念, 优化机械设计, 加强机械设计的变型设计, 增加机械设计的反求设计, 才能创新机械设计方法, 设计出满足人们需要的产品, 提高机械设计水平。

摘要：随着经济的发展, 社会的进步, 人们生活水平不断提高, 现代设计理念和设计方法逐渐被吸收到设计领域。为满足人们对机械化产品的要求, 机械设计流程日益复杂和多样化。本文主要对当前机械设计情况进行分析, 对现代化机械设计的创新方法进行探讨, 为机械设计快速发展提供参考。

关键词：机械设计,创新方法,优化设计,变型设计,反求设计

参考文献

[1]徐功森.机械制造行业的生产特点及发展趋势[J].中小企业管理与科技, 2010, (9) :73.

[2]邢爱红.浅析现代机械设计管理[J].商品与质量:学术观察, 2011, (9) .

工业设计实践中创新方法分析 篇3

创新设计是一次复杂而艰难的过程。好的设计不是偶然发生的，但是创意的出现却是偶然的，有计划地通过设计方法和设计流程，可以将好设计的偶然性成为一定程度上的必然。因此学习和使用合理的创新设计方法，能够为消费者、国家、社会带来更多积极意义。

关键词：

工业设计 AEIOu法 KJ法

一.工业设计由来

1.国际工业设计协会ICSID给出工业设计的定义：

Design is a creative activity whose aim is to establish the multi-faceted qualities of objects，processes，services and their systems in whole life-cycles.（工业设计是一种创造性的活动，其目的是为物品、过程、服务以及它们在整个生命周期中构成的系统建立起多方面的品质。）这是比较权威的工业设计的定义。通俗地说，工业设计的定义包括广义和狭义。

广义的工业设计甚至可以省略“工业”两个字，就是设计，就是人类的一种创造性行为。狭义的工业设计定义就是产品设计。

工业设计包括哪些方面，也分不同的角度来思考。工业设计联系的是生产者和使用者，从纵向上思考，一个产品从构思到最终上市的全过程都有工业设计的因素在，一个idea产生，到产品的定义（包括功能定义、目标用户定义等），到概念的产生（创意的解决方案），到具体表现形式的实现（外形、功能、材料、颜色、结构等），到配合结构设计的工作，到推出市场的推广甚至到反馈和再设计。因此有点像一个产品经理，这个产品经理会想还要会做，还要执行。

如果要谈到具体的工业设计因素，可以从功能、外形、材料、颜色、结构、工艺因素考量，但是最重要的是创意，这个产品是否创造性地解决了一个问题，为企业佣户/自然/社会带来积极的意义。因此核心是创意，是创造性行为，那些具体的因素只是创造性行为的具体实现和表现方式。

二.国际闻名工业设计机构介绍

现代设计时代中，特别是在二战以后的设计完成了一次从工艺到工业的大转变。以美国为代表的工业化大发展带来了经济大增长，从而也诞生出一批至今闻名的工业设计机构，其中以Forg和IDEO为典型。

1.Frog Design设计咨询公司

Frog创建于1969年，总部设在加利福尼亚的旧金山，并在以下城市设有工作室：得克萨斯的奥斯丁、纽约州的纽约、加利福尼亚州的圣何塞、华盛顿州的西雅图、意大利的米兰、荷兰的阿姆斯特丹、德国的斯图亚特和中国的上海。

Frog design由设计师Hartmut Esslinger于1969年创建，核心指导原则为“形式追随情感”。这—准则源于大家熟悉的“形式追随功能”，它宣扬产品对用户的影响与其功能一样重要，定下了frog的设计理念基调。Esslinger与合作伙伴Andreas Haug和Georg Spreng一起，在德国的黑森林区成立了一间工作室，推广情感设计的理念，将每—次创作都视为改善个体日常生活的一小步。

很快，当时名为Esslinger Design的公司遇到了一个大机遇：来自德国电子业巨头Wega的订单。几年后，Wega被索尼收购，frog开始了与一个跨国集团的合作之旅。双方的合作非常成功。在长达几十年的合作时间内，frog共为索尼设计了100多种产品，包括著名的索尼特丽珑彩电。这家年轻的设计公司逐渐以其创新、远见和冒险精神、和不断的成功让世人瞩目。

进军美国：frog走向国际

正是这种创新和有远见的精神吸引了苹果电脑创始人Steve Jobs的目光，当时他正在寻求让苹果占据市场优势的独特魅力。时值1981年，当时的电脑是干篇一律的灰色。Jobs在世界各地寻找一家以战略为核心的设计公司，最终找到了Esslinger的团队。几百万美元的合约让人怦然心动，公司成立了加州办公室。几年后，Applellc隆重发布，被《时代》周刊评为“年度最佳设计奖”，收入惠特尼美术馆的永久收藏。苹果公司的营业收入也从1982年的7亿美元蹿升到1986年的40亿美元。

进军加州的同时，公司更名为frog design。该名字不是为了形容公司的蜕变能力（虽然公司的蜕变能力确实很强），而是有其他渊源：frog是德意志联邦共和国（federal republic of germany）的首字母缩写。小写字母表达了对包豪斯无阶层化语言理念的认同，强调了对构建公司内外民主化合作关系的追求。

2.IDEO

IDEO是一家世界领先的商业创新咨询公司。运用以人为本的方式，通过设计帮助企业和公共部门进行创新并取得发展。观察人们的行为，揭示潜在需求，以全新的方式提供服务。设计商务模式、产品、服务和体验，呈现企业发展的新方向并提升品牌。帮助企业打造创新文化，培养创新能力。

观察人们的行为，揭示潜在需求，以全新的方式提供服务。设计商务模式、产品、服务和体验，呈现企业发展的新方向并提升品牌。帮助企业打造创新文化，培养创新能力。

像设计师那样思考可以帮助企业转变产品、服务、流程和战略的开发方式。这种IDEO称之为设计思维的方式，综合考虑了人的渴望需求、可行的技术以及盈利的商业模式。设计思维还可以帮助未经过专业设计培训的人，运用创意工具来解决不同类型的问题和挑战。

设计思维是一种极为注重人性的流程，调动人们都具备、但为传统的解决问题方式所忽视的能力。设计思维依赖我们的直觉能力、辨识模式的能力、构建创意以实现情感共鸣和实用功能的能力，以及通过文字或符号之外的方式来表达自我的能力。仅凭借感觉、直觉和灵感是无法管理企业的，但过于依赖理性和分析也同样有风险。设计思维则是兼顾二者的第三条道路。

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设计思维的流程应视为一个由彼此重叠的空间构成的体系，而不是一串秩序井然的步骤。设计思维会经历三个空间：灵感、构思和实施。灵感是那些激发人们找寻解决方案的问题或机遇。构思是产生、发展和测试创意的过程。而实施则是将想法从项目阶段推向人们生活的路径。

IDEO结合运用分析式工具和生成式技巧帮助客户在现有的基础上展望未来，并规划路线图来达成目标。我们的具体方法包括商务模式的设计和验证、信息的具体呈现、创新战略、企业组织设计以及定性和定量调研。

IDEO的所有工作都充分考虑了客户的能力和消费者需求。在重复流程获得最终解决方案的同时，我们也在不断评估改进我们的设计。我们的目标是交付正确的、可执行的、具体的战略。带来的成果是建立在商业盈利和市场需求基础上的创新成长路径。

三.设计方法介绍

1.任何设计咨询公司在进行产品创新设计过程中，都无可避免地会经历五个过程：计划和项目的确定、产品设计和开发、过程设计和开发、产品和过程确认开发、反馈、评价和纠正措施阶段。在这个完整的流程中，创新设计人员会根据不同的问题运用相应的设计方法。其中包括：AEIOU、亲和图、人造物分析、行为地图、身体激荡法、脑力激荡组织结构、商用折纸、卡片分类法、个案研究、认知地图、認知演练法、拼贴竞争测试、概念图、脉络访查、设计民族志、人体工学分析、涂鸦墙、KJ法、问卷、加权矩阵、奥兹巫师互动模拟技术、文字云等上百个创新方法。

在创意设计过程和脑力风暴阶段会用到其中一些设计方法。例如：AEIOU、KJ法等。

2.KJ法

KJ法又称A型图解法、亲和图法（Affinity Diagram），是新的QC七大手法之一。KJ法是将未知的问题、未曾接触过领域的问题的相关事实、意见或设想之类的语言文字资料收集起来，并利用其内在的相互关系作成归类合并图，以便从复杂的现象中整理出思路，抓住实质，找出解决问题的途径的一种方法。

KJ法的创始人是东京工业大学教授、人文学家川喜田二郎，KJ是他的姓名的英文Jiro Kawakita的缩写。

川喜田二郎在多年的野外考察中总结出一套科学发现的方法，即把乍看上去根本不想收集的大量事实如实地捕捉下来，通过对这些事实进行有机的组合和归纳，发现问题的全貌，建立假说或创立新学说。后来他把这套方法与头脑风暴法相结合，发展成包括提出设想和整理设想两种功能的方法。这就是KJ法。

这一方法自1964年发表以来，作为一种有效的创造技法很快得以推广，成为日本最流行的一种方法。KJ法的主要特点是在比较分类的基础上由综合求创新。在对卡片进行综合整理时，既可由个人进行，也可以集体讨论。

结合脑力激荡（即头脑风暴法，比喻思维高度活跃，打破常规的思维方式而产生大量创造性设想的状况）、分类法、归纳法。问题复杂，起初情况混淆不清，牵涉部门众多，检讨起来各说各话时特别适用。可以认识新事物（新问题、新办法）；整理归纳思想；从现实出发，采取措施，打破现状；提出新理论，进行根本改造，“脱胎换骨”；促进协调，统一思想；贯彻上级方针，使上级的方针变成下属的主动行为。

以某品牌油烟机的产品外观设计为例：在前期研究得出将来新设计的油烟机以中端用户为目标人群。该人群的消费特点是，第一、具有一定消费能力；第二、对烹煮有一定个人追求；第三、追求生活品质。因此，设计师在产品设计端研究中会更加着重于脑力风暴功能方面的创新。

接着进行第一阶段的创新发想，设计师们可能有相出了超过50个功能和形态的创新要点。每个人将自己的想法写在便利贴上，然后在黑板上进行无声的分类。在分类完之后，由会议主持人将分完类别的创意概念做小结。随后所有人给予一个投票权，将自己的权利票投给认为最重要的创意点。此过程即是KJ法的简单实施方法。

四.IDEO的集体讨论实例

1.集体讨论是IDEO文化中的创意发动机。当问题被提出来后，要寻求解决问题的创新的点子。IDEO的员工们会用小组头脑风暴法进行集体讨论。进行集体讨论时，参加人数可为一个小组3～10A，时间以60分钟为宜，偶尔也会有持续较长时间的情况，讨论的地点不要求是一个特别的地方。有的时候，大家手中拿着咖啡，在工作室咖啡间里面站着聊一聊，就会碰发出很多的好想法。

2.集体讨论（头脑风暴）的几个原则：

A、明确、精炼的主题，并在过程中不能跑题。例如“防止咖啡溅出的咖啡杯盖”就不是一个好的讨论主题，因为它太狭隘了，而暗示你已知道了答案。“自行车水杯支撑物”的主题则太枯燥和产品中心化了。比较好的主题可以是“帮助骑自行车的人在喝咖啡时不让咖啡溢出或烫到舌头”。

B、不要一开始就批评或争论某些创意，应多鼓励参与者积极发言提出各种各样的点子。

C、追求大家创意点子的数量。

D、在规定的时间里追求尽可能多的点子。首先可激发参与者的积极性，并检测已完成的讨论的流畅性；其次，是在不跑题的情况下在创意之间进行往复比较的极好途径。

E、主持人注意“建设”和“跳跃”机会。

F、主持人为保持一个好的讨论势头时，提出好的“建设性”的问题，当某一方面的讨论使大家思路逐渐停滞时，提出“跳跃性”的过渡陈述进行思路转变。

G、空间记忆。

H、在讨论过程中，随时用白板、即时帖等工具把创意点子即时记录下来，并展示在大家面前，让大家随时看到讨论的进展，把讨论集中到更关键的问题点上。

I、精神热身活动。

J、让讨论者提前准备参与讨论主题的相关资料，并在会上展示这些资料更有助于活跃讨论气氛。

K、形象具体化。

L、用身边材料制成二维或三维模型或用身体语言演示使用行为或习惯模式，以便大家更好理解创意。

M、可以把想法建立在他人之上，发展别人的想法。

五.结论

从学习工业设计专业开始，不经意间发现自己在设计行业经历了十载春秋。从最早期的基本功学习到中期的设计理论学习，慢慢地发现设计过程中需要有专业精神的设计师本着对用户负责之态度，不断在项目设计过程中学习和创新。在了解前人创新思维方法的基础上做自我提升，有助于深化设计理念。这些方法是需要验证和实施的，我们的目标在于创造性地设计出更加符合人们生活方式的产品。

对于工业设计师来说，创新设计是—次复杂而艰难的过程。好的设计不是偶然发生的，创意的出现是偶然但是有计划地通过设计方法和设计流程完成，可以将好设计的偶然性成为一定程度上的必然。因此学习和使用合理的创新设计方法，能够为消费者、国家、社会带来更多积极意义。

关于产品创新设计理论及方法论文 篇4

创新的起源可以追溯到1912年美籍经济学家熊彼特的《经济发展概论》，书中指出：创新是把一种新的生产要素和生产条件的“新结合”引入生产体系。包括5种情况：引入一种新产品，引入一种新的生产方法，开辟一个新的市场，获得原材料或半成品的一种新的供应来源，建立新的企业组织形式。熊彼特的创新概念包含的范围很广，涉及到技术性变化的创新以及非技术的组织性创新。

融合认知心理学的产品创新设计。设计是人类征服自然改造世界的基本活动之一，是人类为满足一定需求而进行的一种创造性活动的实践过程。人类文明的历史就是不断进行设计活动的历史。产品是设计结果的物质表现。产品设计是人类创造有使用价值的创新产品的实践过程，最终表现结果就是产品模型，其过程本质在于创造与革新。概念设计是设计过程中最具创新性的阶层，而设计者本身的作用也非常重要，因此有必要构建更符合人类思维模式的创新方法，或将现有的各类创新设计方法融入概念设计过程中，充分体现概念设计阶段的创造性，支持概念创新的实现。而可使用的技术有以下：

1.会聚技术：NBIC（Nano-Bio-Info-Cogno）会聚技术是国际上近几年提出的新概念，是指几个领域的科学的融合。而其结果所产生的巨大能量是不可估量的。任何技术的两两融合、三种会聚或者四者合成，都将产生难以想象的效能。美国将会聚技术认可为推动美国经济长期繁荣和增长的关键。会聚技术发起者达成了这样一个共识：最重要的是通过纳米科技、生物技术、信息技术、认知科学的融合发展，推翻学科之间的壁垒，使这四种技术能发出最大的潜力，所以这个技术有着许多的发展领域和巨大的发展潜力。

2.信息技术：信息是人类认识世界和改造世界的知识源泉。对人类来说，不能有效地利用信息，就不会有人类文明的演化，社会的进步和科学的发展，就不能驾驭大自然。信息技术是指在信息的产生、获取、储存、传递、处理、显示、使用等方面能够扩展人的信息器官的技术。它随着人类对外部世界的认识能力的不断提高和而逐渐由低至高发展。

3.认知科学：认知科学的产生，受到了计算机科学、语言学、神经科学等学科的影响，是关于人类心智的多学科、跨学科的合作性研究，由心理学、计算机科学、语言学、人类学、神经科学和哲学6个领域的学科组成。认知科学探索人类智力如何由物质产生，是研究人类感知和思维信息处理过程的科学，如感知、语言、学习、记忆、思维、意识，研究领域包括从感觉的输入到复杂问题的求解。这个领域是一种全新的学科，引起了全世界科学家的关注。

（二）、产品创新设计的创新设计的创造力模型：心理学领域对于创造力的定义较为一致的看法是：根据一定的目的和任务，运用一切已知的信息，开展能动的思维活动，产生某种新颖的、独特的、具有社会价值的或个人价值的产品的智力品质。这里的产品是指以某种形式存在的思维成果，既可以是一种新概念、新设想、新理论，也可以是指以某种形式存在的思维成果。

融合会聚技术思想，以产品创新设计的创造力模型为理论基础，构建产品创新设计理论框架。产品创新设计过程是借助一定的设计规则和创新策略，对某种需求功能创造性设计方案的实现过程。该过程包括认知过程信息加工、创造思维方法、问题求解步骤、创新设计过程模型等内容。根据设计问题的角度的不同，采用不同的创新策略，利用不同的创新工具和创新方法，结合各种知识信息，最终得出创新概念方案。产品创新设计的认知机理

人是设计的主体，研究产品创新设计的本质规律需要从设计者的角度探索设计固有的认知规律，即认知机理。本部分主要讨论了产品创新设计的认知机理，是关于创新设计内在属性的基本研究，是构建科学、系统的设计理论，产生符合设计规律的设计方法的认知基础。本部分主要介绍产品创新设计认知的规律、模型及研究方法。

（一）、产品创新设计认知机理的科学基础：现代认知心理学的主流是以信息加工观点研究认知过程，即把人看做一个积极的知识获得者和信息加工者。可以说，认知就是信息加工。人脑是一个信息加工系统，可以对表征信息的物理符号进行输入、编码、储存、提取、复制和传递，而这一过程的完成是系列性的，不同的加工任务和加工阶段由不同的认知结构来完成，这些相对独立的认知结构类似于计算机，即可以使用若干操作来处理符号。

记忆是指存储、提取过去的经验，并将这些信息用于当前的情景，是一种动态的机制。问题解决过程可视为一种信息加工过程，问题解的产生是人脑中各种信息之间相互碰撞而产生的，其关键是信息的刺激、存储、存储提取等。按照信息加工的观点，记忆是信息的输入、编码、储存等的过程，能更全面地体现信息加工系统的工作流程。

（二）、产品创新设计的认知机理及过程模型：通过研究产品创新设计创意方案生成的认知思维过程，探索产品创意方案生成的内在机理，构建全面、系统的符合认知机理规律的模型过程，进而实现设计者认知与产品设计过程的有机结合，帮助设计者有效地完成产品创新设计过程。产品概念设计过程模型

设计是一种创造性的活动，其目的是为了物品、过程、服务及其在整个生命周期中构成的系统建立起多方面。创新设计过程的本质是融入了创新要素的概念设计过程。因此，创新设计过程的研究实际是对概念设计过程的研究。该研究具有创新性、多样性和层次性的特点，通过实现用户的某种需求与使用特性来实现其价值。

（一）、产品概念设计的定义及特征：在确定任务之后，通过抽象化，拟定功能结构，寻求适当的作用原理及其组合等，确定出基本求解途径，得出求解方案，这一部分设计工作叫做概念设计，即是考虑设计问题的內容，并以方案的形式提出众多的解的设计阶段，一般认为，概念设计是指以设计要求为输入，以较优方案为输出的系统所包含的创新性思维工作流程。概念设计包括两个基本过程：方案综合设计过程与方案优化评价过程。

（二）、支持产品多级创新的概念设计过程模型：概念设计的目的是实现产品的功能需求，而功能设计的核心是创新。因此，如何有效地支持产品创新设计就成为概念设计模型所优先考虑的事情。功能设计模型经历了公理化设计、系统化设计、行为辅助模型、环境约束模型和拓展环境约束模型五个阶段。

产品概念设计过程模型是根据一定的设计理念，借助某种设计策略，基于普遍的设计过程对产品设计的一般过程进行规范，为设计过程提供设计思路，从而使整个设计过程在有序合理的过程中展开。在以“产品为中心”设计思路的指导下，设计人员提出了不少产品概念设计过程模型。传统的概念设计过程的一般步骤为：首先通过市场分析确认需求，再通过概念设计将总的需求目标转化为功能上的层次结构关系，并得到满足功能要求的求解方案。产品创新设计策略

创新设计就是设定一个特定的目标，然后找到达到该目标的合适路径。设计问题是多种多样的，根据设计问题类型的不同，需要采用不同的求解和创新策略以及相应的设计方法。设计问题分类及形成创新求解策略决定着产品创新效率，是创新活动中的关键环节。正确的设计策略可以加速问题的解决，而不完善的设计策略则会限制创造性思维的发挥，阻碍问题的解决。

（一）、面向问题的产品创新设计策略：面向问题的创新目标是提高现有产品或系统的性能，解决现有产品或系统中影响主要问题，朝着理想化的目标前进。在这类设计中，所要设计的产品是已经存在的，但由于产品中存在问题缺陷或者存在改进的空间，因此需要将产品的性能进一步提升或将成本进一步降低。因为这类设计问题针对的是某种具体的技术问题，所以采用的策略是解决最小化问题，解决系统中的冲突，对系统进行改造。

（二）、面向目的的产品创新设计策略：面向目的的产品创新目标是设计一个全新产品或系统，可能现有产品或系统的主要功能改进已经达到了极限，因此不局限于现有产品或系统的问题，而是跳出现有系统，思考设计最终目的的是什么。是否有其他方法可以更好的达到此目的，采用的策略是解决最大化的问题和对系统的工作原理进行改变。

总之，为了实现每个人的人生目的和国家的发展目标，必须把创新放置在最重要的位置。长期以来，我国科技活动仍未摆脱跟踪模仿的局面，自主创新结果比较少，高精尖装备仪器严重依赖进口。造成这种局面的关键因素是：对科技创新工作的重视相对不够，科学思维培育相对落后，科学技术没有获得创新方法的有效支持。所以我们必须重视科技的创新技法与创新设计。

参考文献

[1]蔡文，杨春燕，何斌.可拓逻辑初步[M].北京：科学出版社，2003.[2]胡小平，鲍新开，王姣.面向船舶协同设计的知识管理技术研究[J].机电工程，2008，25（2）：35—37

工业设计创新方法 篇5

摘 要：现代SoC设计课程是集成电路设计及相关专业学生的一门核心基础课程。课程教学分理论授课和实践教学两个环节，为使学生更好地理解授课内容，切实有效地提高工程动手能力，对该课程的实践教学环节进行深入的探索和研究。利用团队互动式教学、递进式实验设

关键词：教育技术论文发表,发表现代教育技术论文,信息技术教学论文投稿

摘 要 现代SoC设计课程是集成电路设计及相关专业学生的一门核心基础课程。课程教学分理论授课和实践教学两个环节，为使学生更好地理解授课内容，切实有效地提高工程动手能力，对该课程的实践教学环节进行深入的探索和研究。利用团队互动式教学、递进式实验设置、项目牵引等教学方法进行面向实践的教学探索，实施多年，取得显著成效，在激发学生学习热情的同时，有效地提升了学生的工程实践能力，从而促进教学质量的稳步提升。

关键词 现代SoC设计课程；实践教学；实验案例；互动式教学

中图分类号：G642.44 文献标识码：B

文章编号：1671-489X08-0143-02

Practice Oriented Teaching Exploration for Modern SoC Design Course//SHEN Jianliang， ZHANF Fan， SONG Ke， LYU Ping， ZHANG Li

Abstract Modern SoC Design is one of basic core courses in integrated circuit design and related majors. It has teaching theory and practicetwo aspects. In order to make students better understand the teaching content and improve the practical ability， this paper do some deep research andexploration on practical teaching， that through interactive teaching by team， setting progressive traction experimental and project teaching method. The implementation of many years has achieved remarkable success to stimulate the learning enthusiasm while effectively improve the practical ability of students， so as to promote the improvement in the teaching quality.

Key words modern SoC design course； practical teaching； experimental case； interactive teaching

1 前言

现代SoC设计是电子科学与技术、计算机科学与技术、通信与信号系统等相关专业的一门核心基础课程。它的先行课程包括数字集成电路设计、数字逻辑和硬件描述语言，后续课程有微处理器设计、高级计算机体系结构、可重构SoC设计方法学等，在一系列硬件课程教学中起着承上启下的作用，对学生理解SoC系统的软硬件设计思想将产生深刻的影响。由于该课程理论性较强、知识面较宽、信息量较大，存在教师难教、学生难学等问题，容易造成学生被动地学习，难以真正理解SoC设计的精髓，也无法调动学习积极性，致使教学效果不理想[1-2]。本课程以SoC设计的基本原理和基本流程为教学内容，教学过程中注重实践能力的培养，并对实践教学方法进行探索，以满足未来对教学及科研工作的要求。

2 以往SoC设计课程教学中存在的问题

教材理论性强，缺乏与实践教学的联系 目前国内SoC设计技术相关教材种类很多，但大多数理论性强，不够形象生动，基本只是对设计流程简单罗列，所举示例不够直观，很少或者没有配套的实验，和实践教学存在脱节，不能直接与SoC系统设计相对应，从而达不到理想的教学效果[3]。现代SoC设计课程多数为高年级本科生和低年级研究生选修，这个阶段学生对于SoC系统有一定的理解，但对于具体的设计方法和涉及的工具链还没有清晰的认识，对部件的功能和结构分析的能力也还比较弱，急需通过一定的工程实践来提升设计能力。在实践过程中可以巩固所学的理论知识，同时对理论知识更好地理解又会进一步指导实践[2，4]。

涉及的知识面广，横向和纵向存在很强的关联性 SoC设计是集成电路设计领域一门重要的课程，涵盖的知识面很广。从底层的半导体物理器件，到芯片封装测试及其应用都有涉及，横向与纵向的知识关联性强。一方面，该课程先修课程本身难度就较大，与数字集成电路设计、数字逻辑和硬件描述语言等先修课程有纵向的密切关联。如果学生没有很好地掌握这些知识，势必影响到现代SoC设计课程的学习。这种纵向联系增加了教师的讲授难度，制约课程教学的立体化展开，从而也制约了实践教学的开展[5]。此外，该课程与同期开设的高速PCB设计、高级计算机体系结构、微处理器设计等课程也有较为重要的联系。多年的教学经验表明，SoC设计等硬件类课程间缺乏统一规划和协调，教学存在内容大量重复或缺失、课程之间内容脱节严重等问题[2]。

另一方面，该课程各个知识点之间横向联系密切，这些关联使得现代SoC设计的`教学不同于其他课程，对各知识点的介绍不能一步到位，而是逐步深化、层层递进，无形中增加了理解和教学的难度[2]。

实践环节过分单一化，不能与理论教学有效结合 现代SoC设计配有专门的实验课程，拥有专用实验平台，但往往受限于EDA工具的选择、厂家定制硬件的配套实验，不能有效结合课堂教学内容。由于硬件课程本身上手比较难，学生初学时往往不知道从何下手，同时实践教学与理论授课也不能很好地直接对应，特别是较为复杂的实验系统很难彻底完成，需要学生课后花更多的时间和精力去消化。

3 教学改革与实践环节设计

针对现代SoC设计教学中存在的上述问题，自起，本单位逐步进行现代SoC设计课程的教学内容与教学方法改革，强化实践环节，取得一定的实践教学经验。

团队互动式教学 SoC课程涵盖了当前ASIC设计的整个设计流程，包含芯片前后端设计、可测试性设计、低功耗设计等内容，一位教师难以透彻地讲解到所有的知识点。本单位结合承担的科研项目实际，参考国家级精品课程教材，以研究生入学考试大纲为指导，根据每位授课教师在科研项目中的特长，对教学内容进行调整，并创新式地采用团队式互动教学方法，由多位教师共同讲授一门课程，从而全方位多角度传授课程的知识要点[2]。

1）团队式互动教学方法是指由多位知识互补的教师组成教学团队完成一门课程的讲授。每位教师直接参与先行理论授课与后继课程的实践教学环节，实现理论授课和实践教学的统一。同时，由授课团队共同完成课程内容修订、课程体系讲座、实践环节设计和指导，并亲身在相关课程中主讲若干学时或讲座，介绍课程之间的关系，实现课程体系的贯通式教学。例如，为了更好得与计算机系统结构课程衔接，“现代SoC设计”主讲教师要为“计算机系统结构”课程开设“指令集设计”“流水线技术”等讲座，激发学生的学习兴趣，明确计算机系统 结构课程在现代SoC设计教学中的地位和联系[2]。

2）增加对硬件设计的综合分析。在团队教师协助下，增加对基于ESL的SoC设计、基于平台的SoC设计等的介绍和学习，为后继课程做好技术铺垫，积极引导学生思考，重新认识硬件基础对于专业学习的重要性，改变“重软偏硬”的思想，而深化“软硬结合，相得益彰”的认识[2]。

开展递进式的教学实践项目 在实践教学过程中需要遵循“由浅入深、由简到难”的原则，同一个知识点可以安排多个实验，递进式地让学生掌握相应的知识点。比如在涉及RTL级代码综合优化的实验时，可以分Step、Hold时序分析与讲解、静态时序分析、综合优化策略等内容进行，形成从基础到高阶的递进，让学生遵循自然学习规律完成知识点的掌握。同时，实践教学内容一定要按照设计流程层层递进，从最初的RTL级代码编写规范开始，然后进行设计综合、布局布线、时序分析、物理实现与验证等步骤，在理解工具脚本的基础上层层推进，最后实现对全流程的掌握[6]。

以项目为牵引，实现动手能力的再提高 实践教学只能将学生领进门，个人的造诣必须在实践中演练。否则，实验做得再好，也只能是纸上谈兵。以“项目”为引导，可以从根本上提高学生学习主动性，提高学生的设计和实践能力。实践教学实验的设计往往只包括最基础的操作和应用，难以覆盖工程实现的方方面面，必须在实践项目的锻炼中才能不断地提高科研能力，实现实验教学的最终目的[4]。

4 实践教学改革效果

多年来通过上述教学内容和实践环节的改革探索，SoC设计课程体系建设得到进一步完善，教学质量也提升了，成效显著，主要体现在以下几个方面。

紧密衔接课程，奠定扎实的理论基础 俗话说得好，基础不牢、地动山摇。在进行SoC设计课程讲授前，对前导课程的知识点进行回顾与梳理，可以帮助学生快速地进入角色，部分与SoC设计课程衔接紧密的课程需要提前进行预习。根据学生调查显示，在巩固学习模拟与数字电路等先导课程后，现代SoC设计课程中所涉及的基本原理更容易被理解，实践内容也更容易被掌握，更容易接受；同时，学好现代SoC设计课程后，对微处理器设计、可重构SoC学习有很大促进作用[2]。

提高SoC设计技术，为项目研发培养生力军 通过本课程学习，很大激发学生的学习热情，学生也更愿意投入到硬件设计、嵌入式系统设计中来。在研究生开题时，很多学生基于对SoC设计的热情选择类似的课题开展研究，积极投身到SoC设计中来，有些甚至成为项目研究的主力，能独立完成一个功能IP从前端到后端设计的所有设计流程，在项目研发中发挥了重要作用[2]。

5 结束语

现代SoC设计是电子科学与技术、计算机科学与技术、通信与信号系统等相关专业的一门核心基础课程。随着对实践教育质量的不断重视，强化实践育人环节，本文分析了以往该课程在教学环节中存在的问题，阐述了面向实践的教学改革与实践环节设计实施方案，通过团队互动式教学、递进式实验设置、项目牵引等实践教学方法，实现对学生SoC设计技术的有效锻炼，培养学生ASIC芯片设计能力[2]。

参考文献

[1]阎波，李广军，林水生.“微机系统原理与应用”课程的教学改革[J].电气电子教学学报，，34（3）：42-43.

工业设计创新方法 篇6

2011年10月25日，创新方法研究会高新技术企业创新方法应用分会在北京成立。中国21世纪议程管理中心副主任、创新方法研究会秘书长周元，安世亚太集团总裁、创新方法研究会副理事长张国明，科技部科研条件与财务司调研员马晋并，北京亿维讯科技有限公司总经理林岳以及来自全国科研机构、政府和企事业单位的60余名代表出席了成立大会。

会上，周元秘书长宣读了国家民政部对设立创新方法研究会高新技术企业创新方法应用分会的批复意见。

周元秘书长在大会上致辞，介绍了我国当前高新技术企业中创新方法的应用情况，并对创新方法研究会高新技术企业创新方法应用分会提出三点希望：一是认真研究高新技术企业的创新特征和规律；二是深入研讨创新方法在高新技术企业中实施的有效途径，进而提炼出行之有效的推广应用模式；三是打造面向全国的创新方法交流平台，实现多层次、多领域的宣传和交流。

随后，周元秘书长和张国明总裁共同为高新技术企业创新方法应用分会揭牌，并与参会代表合影留念。

在随后召开的创新方法研究会高新技术企业创新方法应用分会第一次全体大会和第一届理事会第一次会议上，大会审议并通过了分会章程，选举产生了以亿维讯总经理林岳博士为理事长的常务理事会机构。黑龙江省共有三名同志当选为理事和常务理事：东北林业大学校长助理范德林教授当选常务理事；东北林业大学付敏副教授、于慧伶副教授当选为理事。

周元秘书长为与会代表做了“创新方法工作——背景、进展、展望” 的专题报告。报告首先阐述了我国国企存在的问题，提出在制造创新方法链的不同环节中对创新方法的需求是不同的，并通过新奥集团、一汽轿车、中铁二院、天冠集团、中国农机院等企业的实例表明创新方法的应用对于提高企业竞争力是确实有效的，而在企业中推广创新方法将是“十二五”期间创新方法工作的重中之重。

在其后的工作研讨中，分会理事长林岳介绍了高新技术企业的特点，并提出了分会下一步工作方向。

创新方法研究会高新技术企业创新方法应用分会的成立，将在开展高新技术企业创新方法的基础研究、推动创新方法在高新技术企业的推广应用、提高高新技术企业自主创新能力、增强核心竞争力等方面起到重要作用。

论述现代建筑设计方法的创新 篇7

1 现代建筑设计方法的创新

现代建筑设计方法主要就是指针对现代建筑的建设, 全面的设计其建设过程中可能会采用到的各个施工环节和施工步骤, 进而为后续的现代建筑施工打好坚实的基础, 保障其施工过程的顺利进行, 就当前现代建筑的发展来说, 具体的现代建筑设计所包括的内容也越来越多, 不仅仅包括传统建筑工程项目的建筑结构以及其它建筑组成部分的设计, 还包括了建筑电气系统、建筑给排水系统以及暖通空调系统的设计等多个方面, 并且这些方面在现代建筑设计中所占的比例也正在不断的提升。针对这种变化来说, 针对传统的建筑设计方法进行必要的创新也就显得更为重要, 如果仍然沿用以往的一些传统设计方法的话, 很难满足这些新出现系统的设计要求, 也必然会在具体的设计过程中导致各种设计问题的出现, 影响其后期的正常使用。

2 现代建筑设计方法创新应该遵循的基本原则

2.1 综合性原则

针对当前我国现代建筑的基本发展现状来看, 其表现出来的综合性越来越明显, 这种综合性不仅仅体现在现代建筑中包含的系统和结构越来越复杂, 更体现在这些系统和结构之间的关系也越来越密切, 一旦任何一个环节出现了问题, 必然就会在较大程度上影响到整个现代建筑的正常使用, 因此, 具体到现代建筑的设计阶段, 也应该充分的关注到这种综合性的要求, 对于具体的现代建筑设计方法的创新来说, 也应该遵循这种综合性的基本原则, 即在具体的设计中要针对整个的现代建筑进行全方位的设计和思考, 避免出现单独拿出一个现代建筑子系统进行设计创新现象的出现, 这样即使提升了该子系统的设计水平, 也很难对于整个的现代建筑起到一定的积极作用, 甚至还会存在一定的反作用, 因此, 针对现代建筑设计方法进行创新就应该抓住这种综合性, 从整体的角度进行创新, 这是最为基本得一个原则。

2.2 动态性原则

对于现代建筑设计方法的创新来说, 还应该遵循动态性的基本原则。和以往的建筑工程项目设计相比, 这种动态性的设计要求是比较明显的, 在以往的建筑工程项目设计中, 仅仅依靠稳性的静态设计就能够达到相应的设计目的, 而随着当前现代建筑的不断发展, 其动态性设计的要求不断提升, 因此, 在具体的现代建筑设计方法创新中也应该遵循这种动态化的设计原则, 在具体的设计中体现出动态化的趋势和设计目的来。具体来看, 这种动态性的设计要求主要就是指现代建筑的设计不应该是静止不动的, 应该针对整个的现代建筑过程进行动态化的设计, 尤其是要针对整个现代建筑设计中出现的各种变化进行充分的思考, 保障其设计的有效性和准确性, 提升设计的活力, 保障现代建筑设计的水平。

2.3 最优化原则

在现代建筑设计方法的创新中还应该遵循最优化原则, 这也是现代建筑具体设计的一个根本目的和追求所在, 只有保障其设计的最优化, 才能够体现出现代建筑设计的目的和价值, 因此, 不论是如何进行现代建筑设计方法的创新, 都不能够脱离开这一个根本的目的和追求, 要时时刻刻的注意这种最优化原则的体现。

3 现代建筑设计方法创新的具体表现

3.1 针对现代建筑的功能进行设计创新

对于现代建筑设计方法的创新来说, 根据其设计的最终目的来看, 着重加强对于现代建筑功能实现的设计是最为根本的一个设计创新要求, 也应该作为最为典型的一种设计创新表现形式, 因此, 针对整个现代建筑设计进行创新就应该重点围绕着这种功能的实现展开, 无论是对于具体现代建筑施工材料的选择设计, 还是针对整个现代建筑内部空间组织结构进行设计, 都应该以最大程度的实现现代建筑的功能为基本目的, 并且这也是满足现代建筑需要的一个重要表现形式。

3.2 针对现代建筑技术选择进行设计创新

对于现代建筑设计过程来说, 相应的施工技术选择必然是极为关键的一环, 也是保障其后期施工过程顺利开展的关键所在, 针对这种现代建筑施工技术的选择进行设计创新也必然是极为重要的一个表现形式, 具体来说, 针对这种现代建筑具体施工技术的选择进行设计创新也是比较繁琐的, 因为在具体的设计过程中, 涉及到的施工技术类型是比较多的, 针对不同的施工对象选择不同的施工技术是极为必要的, 也是现代建筑技术选择设计创新的一个重要发展方向和基本要求。

3.3 加强现代建筑设计的艺术美感

对于当前现代建筑的设计要求来说, 在美感和艺术感方面提出了更高的要求, 针对这些更高更新的要求来说, 具体的设计方法也应该进行必要的创新以适应这种不断提高的美感和艺术感要求, 对于这一创新表现来说, 主要就是要求相应的设计人员必须与时俱进的加强对于相关现代建筑美感和艺术感要求的了解和掌握, 并且要学会在具体的设计过程中体现出来, 最终提升现代建筑的设计水平。

3.4 加强对于现代建筑设计经济性的思考

针对当前现代建筑设计来说, 其经济性要求也得到了较为明显的提升, 这种经济性设计要求的提升也就对于具体的设计方法创新提供了新的发展途径, 在具体的设计中应该把经济性作为比较关键的一个因素进行思考, 进而无论是对于施工材料的选择, 还是对于具体施工技术的确定都应该考虑到经济性因素, 保障其施工的顺畅。

4 结束语

综上所述, 对于现代建筑的设计过程来说, 相对于传统的一些房屋建筑工程项目来说, 其变化和发展是比较明显的, 这种变化和差异也就标志着必须要针对当前的建筑设计方法进行必要的创新和完善, 进而才能够保障其具体的设计方法能够满足相应的现代建筑设计需求, 避免出现设计方面的问题, 但是对于这种设计方法的创新来说, 并不是随意进行的, 也并不是只要有助于现代建筑设计水平提升的创新都能够被实际运用, 必须要遵循一定的设计原则才能够充分的展现现代建筑设计方法创新的价值, 并且这种设计方法的创新还应该综合的运用到整个的现代建筑设计过程中, 全方位的提升其设计的水平, 保障其设计创新的价值。

参考文献

[1]易丽雅.现代建筑设计的技巧与创新发展[J].黑龙江科技信息, 2010 (11) .

[2]曹丽新.现代建筑设计中创新理念的应用[J].中国新技术新产品, 2010 (06) .

现代建筑设计方法的创新思维 篇8

关键词：现代建筑；设计方法；创新

前言

传统的建筑设计缺乏现代化、生态化理念，建筑风格和建筑结构千篇一律。既忽视了建筑对城市精神文化的体现，也忽视了绿色生态的可持续发展。随着我国与国际的接轨，西方的理念和文化越来越被人们接受，西方的建筑理论和风格也影响了我国建筑设计的发展。当然，作为一个文化底蕴厚重的国家，我国在建筑设计上也不失大国风范。在多元文化入侵的现代社会，对建筑设计的重新认识、对建筑设计理念和方法的创新就显得尤为重要。总的

来说，建筑设计应反映国家的文化精神、城市的人文精神和社会的先进理念。

一、 我国建筑设计创新思维中存在问题

1. 国外设计风的盛行

一直以来，我国建筑设计都存在一个很致命的问题，那就是设计中盲目地跟随外国设计的风格。在选择方案时，不是考虑建筑的当地特色和总水平、有效的使用功能、合理的造价、建成后的运行成本等，而是盲目地跟风，某个时期的建筑，在全中国的各个城市的建筑风格都雷同，都是星河湾风格或者简欧风格。

2. 建筑设计领域的浮躁和仓促

由于居住要求逐渐提高和商业模式化的发展，我国现代建筑的工程项目大部分适经济开发，开发商或者是主管开发项目，进而政府领导就成了建筑领域的主宰，从最初的决策到建筑的形式、风格，建筑材料等，整个过程几乎都是开发商方等业主说了算，俨然成了业主教育设计师的时代，业主们忙着赶工期，设计师们更忙着草草设计图纸，赶着交差，根本没有时间或者机会创造出富有本土特色的作品， 盲目跟风也就不足为奇了。

3. 对建筑的细节重视不够

纵观我国现代建筑的设计建造，大多千篇一律，细节重视不够。建筑师应该对细节的构造特征不懈追求，细节决定整体的美感。目前建成的某些建筑不仅没有很好地表达出良好的文化特质，也没有高度重视建筑的比例、尺度、色彩搭配等细节，经不起推敲。

4.缺乏生态理念

现代科学和经济的快速发展也为现代建筑设计提供了科学的技术条件和经济条件。建筑的设计，还是建筑建造的技术处理，如建筑稳固的结构、防火设施、通风系统、墙体防渗技术等方面都有了很成熟的技术。

二、 建筑设计中创新思想探讨

1. 建筑生态设计思路

生态建设是一门独立的学科，主要探析建筑与生态之间的关联。生态建筑，顾名思义就是要能体现出和生态环境和谐共处的性质。一般来说，建筑生态设计的过程中，要做到和周围的各种环境因素相融合。同时，还应该充分地利用建筑设计、美学理念、环保理 念等现代 化理论和技术。商业模式下的现代居住建筑大多忽略了人们的居住感受和需求。现代楼盘楼间距在越来越小，舒适度越来越差。政府与房地产开发商应当在保护当地绿化基础上，增加绿化面积，改善人们的居住、生活、工作环境，提高空气质量，不仅可以改变人们周围环境，更可以提高城市的文化品位。一个绿意盎然的城市，处处生机勃勃，展现城市宽广的胸怀。

2. 建筑地域与环境设计思路

建筑建设所在地是该区域的重要组成部分，每一个地理区域都有其自身的显著特征，建筑设计必须符合建筑地域的特点，秉承融入环境、保护环境的设计思路。对于这一点，就需要设计人员在设计之前深入的分析建筑物所在的环境区域的特点，在此基础上，进行创新设计。结合当地的地理环境也将给设计师带来灵感，设计出一个惊世骇俗的绝世好建筑。

3. 建筑新材料的应用

随着中国住宅产业化的发展，开发商、设计单位等也在不断探寻建筑节能的方法。另外，新技术新材料也不断涌现，如，聚氨酯墙体保温材料、真空玻璃、节能窗、热源水泵等广泛运用，为打造节能建筑，甚至零能耗建筑，提供了条件。

三、建筑设计方法的创新探讨

建筑设计方法的创新是建筑设计创新的具体措施和步骤，方法的创新应该体现理念的改革上。具体来说，可以从以下几方面探讨。首先，是建筑风格设计的创新。传统的建筑风格千篇一律，比如政府大楼、学校、企业、住宅、城市公园等都有具体的模式，人们对这些模式都产生了审美疲劳。所以，建筑风格的创新对改变城市的形象十分重要。可以改变普遍的建筑设计风格，引入多元化的元素，使人们在多样的建筑风格中感受城市的美；其次、建筑结构设计的创新及结构设计是建筑设计的基础。城市中大多建筑结构都很普通，且“有规有矩”。多数城市建筑给人们的印象就是高楼大厦，没有独特的结构。因此，现代建筑设计应考虑建筑结构的多样化；最后，是建筑材料的创新。传统的建筑材料就是水泥、石砖、钢筋。随着现代社会的发展，需要越来越多的新型建筑材料，特别是耗能低、污染小、实用性强的建筑材料。

四、 创新思维和实践协调发展

1. 用创新思维指导实践

始终坚持以创新思维作为建筑设计的指导思维，用创新思维指导建筑设计的实践工作，将创新作为建筑设计的追求，通过自身对创新思维的刻意的培养，以一种不自觉的方式，将建筑师自身的灵性融入到建筑之中，让本无生命的建筑因建筑师的缘故而获得新的生命，让模式化的建筑变得更赋有个性化，让建筑不只是建筑，更是一份具有美学价值的工艺品。

2. 以实践丰富创新思维

用创新思维来指导建筑设计的实践过程中，我们会获得很多的设计经验、设计理念、设计方法。同时，在具体的建筑设计过程中，处理各种设计因素的过程其实就是一个不断发现问题，不断解决问题，不断完善创新思维，不断吸取经验教训的循环过程。通过不断汇总、分析、完善这些设计经验、思路和具体的方法，将可以大大地丰富现代建筑设计的创新设计理念，更新设计师的设计理念，培养设计师的创新设计思维，提高设计师的创新设计水平。

3. 科学专业进行教学，加强理论知识分析

建筑设计从业者必须有扎实的专业基础理论知识，同时也要通过自己摸索领悟，来更好地进行建筑设计。要传授一些规律性的原理和方法，在教学课程设置上要有针对性和目的性。设计出的方案不能只停留在表面形式上，而是要注重内在功能技术的含量。要加强建筑构造、结构、材料的选用等相关知识的学习，关注新材料、新结构、新技术的发展。

结束语

综上所述，在现代建筑设计过程中，创新设计的理念和方法来源于实践，又应用于具体的建筑设计实践中，并从具体的设计实践中获得新的设计理念和设计方法。现代建筑的创新设计方法必须以人为本，并蕴含传统文化，富有时代气息，融入自然环境，从而提高建筑物的价值。

参考文献：

[1]杨玉清.浅谈现代建筑的生态设计[J].建筑科学，2011（2）.

[2]崔园园.绿色建筑设计中的要点分析[J].科技创新与应用，2013（27）.

[3]刘先觉.现代建筑理论[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.