導(dǎo)語(yǔ)：系統(tǒng)學(xué)理論下的創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1系統(tǒng)學(xué)理論與設(shè)計(jì)創(chuàng)新

系統(tǒng)學(xué)的基本理論是以系統(tǒng)論、信息論、控制論、運(yùn)籌學(xué)的共同理論為基礎(chǔ)，綜合吸收了耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、突變論、超循環(huán)理論等系統(tǒng)理論的基本思想，并不斷發(fā)展、完善。它既是方法學(xué)理論，也是一整套科學(xué)理論。系統(tǒng)學(xué)理論被廣泛應(yīng)用在自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域。其主要作用是使人們對(duì)客觀世界形成系統(tǒng)的，整體的認(rèn)識(shí)觀念，認(rèn)識(shí)系統(tǒng)的規(guī)律，對(duì)客觀系統(tǒng)達(dá)到有效控制。其研究和工作方法是定性、定量相結(jié)合的系統(tǒng)方法。以系統(tǒng)的整體性、層次性、開放性、目的性、穩(wěn)定性、突變性、自組織、相似性、不可逆性為原理［6］，以系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能相關(guān)律、信息反饋律、競(jìng)爭(zhēng)協(xié)同律、漲落有序律、優(yōu)化演化律為基本規(guī)律，系統(tǒng)學(xué)原理及規(guī)律對(duì)客觀世界具有普惠性，這種普惠性涵蓋了工業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新方法的研究［7］。設(shè)計(jì)從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)分層認(rèn)識(shí)創(chuàng)新，從系統(tǒng)的目標(biāo)思考創(chuàng)新，從系統(tǒng)開放性的物質(zhì)、能量、信息輸入尋找創(chuàng)新手段，從系統(tǒng)的升級(jí)與突變實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。設(shè)計(jì)創(chuàng)新的過(guò)程是改變產(chǎn)品的功能、技術(shù)、形態(tài)、品質(zhì)、服務(wù)及用戶的過(guò)程，影響著從市場(chǎng)—產(chǎn)品創(chuàng)新—產(chǎn)品生產(chǎn)—市場(chǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在該過(guò)程中，判斷力來(lái)源于系統(tǒng)外部信息的綜合反饋，包括市場(chǎng)反饋、技術(shù)反饋、功能反饋、價(jià)格反饋、美感反饋、品質(zhì)反饋、同類競(jìng)爭(zhēng)反饋等，也來(lái)源于系統(tǒng)內(nèi)部的構(gòu)造子系統(tǒng)間的熵的反饋。通過(guò)反饋，控制系統(tǒng)內(nèi)部及系統(tǒng)與外部競(jìng)爭(zhēng)和協(xié)同，使系統(tǒng)的發(fā)展演化沿著既定的目標(biāo)發(fā)展。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)處于不斷地演化之中的優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)耗散最小而效率最高、效益最大的過(guò)程。

2產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新的系統(tǒng)求解

產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新的過(guò)程是循環(huán)發(fā)展、螺旋上升的過(guò)程，在該過(guò)程中，需要?jiǎng)?chuàng)新的觀念、理論及工具，也需思考創(chuàng)新與功能、技術(shù)及文化藝術(shù)之間的問(wèn)題。通過(guò)系統(tǒng)集成、系統(tǒng)協(xié)同、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，架構(gòu)清晰的創(chuàng)新路徑，實(shí)現(xiàn)最終設(shè)計(jì)創(chuàng)新。創(chuàng)新是分析社會(huì)需求，提出產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新問(wèn)題，確定創(chuàng)新目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品升級(jí)的功能、技術(shù)、藝術(shù)的集成創(chuàng)新，需要?jiǎng)?chuàng)新思維求解、創(chuàng)新的技術(shù)策略求解、創(chuàng)新的藝術(shù)策略求解等。

2．1產(chǎn)品設(shè)計(jì)的思維創(chuàng)新

產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新首先是思維創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)思維創(chuàng)新就要建立系統(tǒng)思維體系。從系統(tǒng)思維的結(jié)構(gòu)分析，思維分為邏輯思維、形象思維、辯證思維、靈感思維［8］。結(jié)合線性和非線性的推理性、多向性、跨越性、綜合性鏈接，形成了創(chuàng)新思維。

2．2產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)創(chuàng)新

功能是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的核心和本質(zhì)，具有明確的物理和技術(shù)特征，它是設(shè)計(jì)創(chuàng)新的關(guān)鍵。功能具有明確的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。創(chuàng)新的過(guò)程是完善產(chǎn)品的功能，首先圍繞著產(chǎn)品的主要功能，然后是系統(tǒng)分層的子功能。產(chǎn)品的功能依附在技術(shù)系統(tǒng)上，這樣，功能創(chuàng)新的實(shí)質(zhì)即技術(shù)創(chuàng)新。功能創(chuàng)新首先要進(jìn)行功能分析，分析出現(xiàn)問(wèn)題的技術(shù)系統(tǒng)，列出該技術(shù)系統(tǒng)的所有組件；分析系統(tǒng)組件之間的關(guān)系，建立結(jié)構(gòu)模型，將組件之間的關(guān)系轉(zhuǎn)化成功能，建立功能模型。功能的技術(shù)解決建立在資源分析、矛盾求解的基礎(chǔ)上。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)創(chuàng)新資源包括自然資源、時(shí)間資源、空間資源、系統(tǒng)資源、物質(zhì)資源、能量資源、信息資源等。這些資源及其派生資源、差動(dòng)資源（差動(dòng)物質(zhì)資源、差動(dòng)場(chǎng)資源）在設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)受數(shù)量、理化性能、質(zhì)量、價(jià)格、范圍、對(duì)于應(yīng)用的準(zhǔn)備等因素的影響，并與相應(yīng)的技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)生矛盾，在矛盾的過(guò)程中創(chuàng)新出現(xiàn)多種趨向。創(chuàng)新矛盾的多趨向性顯現(xiàn)了矛盾的復(fù)雜性，但矛盾的系統(tǒng)分層、矛盾的原理、矛盾的特性類型是有限的，在TRIZ理論體系中，解決矛盾的原理歸納為40個(gè)創(chuàng)新發(fā)明原理，例如：動(dòng)態(tài)化原理、不對(duì)稱原理……，矛盾的特性類型歸納為39個(gè)通用工程參數(shù)，例如：物體的質(zhì)量參數(shù)、壓力參數(shù)、能量參數(shù)……。設(shè)計(jì)創(chuàng)新的矛盾一般表現(xiàn)為技術(shù)矛盾，技術(shù)矛盾指一個(gè)作用同時(shí)導(dǎo)致有用及有害的2個(gè)結(jié)果，也指正面作用引入和負(fù)面作用消除導(dǎo)致的一個(gè)或幾個(gè)子系統(tǒng)的破壞，它一般表現(xiàn)在一個(gè)系統(tǒng)中子系統(tǒng)之間的矛盾。解決技術(shù)矛盾的具體措施：（1）確定主要的功能創(chuàng)新，通過(guò)分層列出其關(guān)鍵子系統(tǒng)及各種輔助功能，對(duì)待設(shè)計(jì)的功能的操作進(jìn)行描述，確定系統(tǒng)應(yīng)改善的特性、應(yīng)該消除的特性，將涉及的參數(shù)按標(biāo)準(zhǔn)的39個(gè)工程參數(shù)重新描述。（2）對(duì)技術(shù)矛盾進(jìn)行描述，如果某一工程參數(shù)要得到改善，將導(dǎo)致哪些參數(shù)惡化。（3）對(duì)技術(shù)矛盾進(jìn)行另一種描述，假如降低參數(shù)惡化的程度，要改善的參數(shù)將被虛弱，或另一惡化參數(shù)的惡化程度將被加強(qiáng)。（4）在矛盾矩陣中由矛盾雙方確定相應(yīng)的矩陣元素。（5）將這些措施確定為可用的發(fā)明原理，將原理按照40個(gè)創(chuàng)新發(fā)明原理重新描述，將所確定的原理應(yīng)用于解決設(shè)計(jì)創(chuàng)新的問(wèn)題，找到評(píng)價(jià)并完善的概念設(shè)計(jì)及后續(xù)的設(shè)計(jì)［9］。

2．3產(chǎn)品設(shè)計(jì)的系統(tǒng)創(chuàng)新

用戶在購(gòu)買產(chǎn)品時(shí)一般關(guān)注產(chǎn)品的外觀、品質(zhì)、功能、價(jià)格［10］，這構(gòu)成了產(chǎn)品的高級(jí)物場(chǎng)系統(tǒng)，在這個(gè)過(guò)程中，來(lái)源于人的場(chǎng)是“體驗(yàn)”，來(lái)源于產(chǎn)品的場(chǎng)也是“體驗(yàn)”，這個(gè)體驗(yàn)過(guò)程是由整體到局部的過(guò)程；由宏觀到微觀的過(guò)程；由外觀到功能的過(guò)程；由直觀感受到價(jià)值判斷的過(guò)程，它是從外觀—品質(zhì)—價(jià)格—功能的過(guò)程。體驗(yàn)包括空間體驗(yàn)、形態(tài)體驗(yàn)、材質(zhì)體驗(yàn)、人機(jī)體驗(yàn)、技術(shù)體驗(yàn)［11］、情感體驗(yàn)［12］、功能體驗(yàn)、價(jià)值體驗(yàn)［13］。這些體驗(yàn)是感性判斷到理性判斷的過(guò)程。產(chǎn)品的系統(tǒng)創(chuàng)新要求體現(xiàn)在價(jià)值、外觀、功能、技術(shù)方面，產(chǎn)品的系統(tǒng)創(chuàng)新分為產(chǎn)品的升級(jí)創(chuàng)新和科學(xué)技術(shù)發(fā)明原始創(chuàng)新兩種方式，這兩種形式的過(guò)程是相反的。產(chǎn)品的升級(jí)創(chuàng)新過(guò)程是：人—體驗(yàn)—目標(biāo)追求、產(chǎn)品—體驗(yàn)、人—產(chǎn)品—體驗(yàn)，體驗(yàn)分外觀體驗(yàn)、情感體驗(yàn)、技術(shù)體驗(yàn)、功能體驗(yàn)、價(jià)值體驗(yàn)等5個(gè)子系統(tǒng)，36個(gè)體驗(yàn)要素，36個(gè)體驗(yàn)要素以創(chuàng)新目標(biāo)和價(jià)值的升級(jí)的要求進(jìn)行矛盾博弈，最終實(shí)現(xiàn)理想的產(chǎn)品升級(jí)創(chuàng)新。蘋果iPadAir（圖4）的創(chuàng)新是人圍繞產(chǎn)品的一種體驗(yàn)。體驗(yàn)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)外觀簡(jiǎn)潔、功能全面、操作方便，便于攜帶，從而使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)價(jià)值提升，這種目標(biāo)在產(chǎn)品上體現(xiàn)出外觀與功能的矛盾，這種矛盾解決是外觀、功能、技術(shù)的系統(tǒng)博弈，外觀精微、功能強(qiáng)大需要新材料、新技術(shù)和新工藝，需要技術(shù)集成、技術(shù)控制的創(chuàng)新，這種創(chuàng)新是外觀與功能的技術(shù)進(jìn)步過(guò)程。iPad產(chǎn)品的尺寸越縮減，性能就越難提升，越難保持電池電量的使用時(shí)間，這樣就出現(xiàn)了矛盾，但為使產(chǎn)品更輕盈、更小巧，另一方面還要使功能更強(qiáng)大，只能通過(guò)外觀、功能的設(shè)計(jì)來(lái)促進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)博弈，最終出現(xiàn)了產(chǎn)品創(chuàng)新。在外觀上，整體體積比上一代iPad減小了24％（近1/4），機(jī)身厚度僅有7．5mm。在材料上采用鋁金屬unibody一體成形，使機(jī)身在輕巧之余不失堅(jiān)固，并且賦予了簡(jiǎn)約之美。獨(dú)特的斜邊由單晶金剛石削切而成，容差控制在微米級(jí)別，從而弱化了機(jī)身邊緣的突兀感，使機(jī)身整體柔和自然。在功能與技術(shù)上，雖然產(chǎn)品的空間縮減，但性能倍增，核心部件采用全新的A7芯片與M7運(yùn)動(dòng)協(xié)處理器。為隨身方便攜帶而進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用兩條天線支持MIMO（多輸入輸出）技術(shù)。在軟硬件的協(xié)作上體現(xiàn)出了完美的統(tǒng)一，iOS7的交互界面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔直觀，方便人們簡(jiǎn)單的使用［14］。產(chǎn)品原始創(chuàng)新的過(guò)程如下：科技原始創(chuàng)新—原始創(chuàng)新形態(tài)描述（微觀的、虛擬的、數(shù)字化的［15］……）—科技產(chǎn)品—外形、功能、市場(chǎng)—體驗(yàn)—觀念（人），如圖5所示。在該過(guò)程中，技術(shù)的進(jìn)步對(duì)產(chǎn)品形成顛覆性的影響，直接改變?nèi)说挠^念，這個(gè)觀念又可作用于產(chǎn)品的升級(jí)創(chuàng)新過(guò)程，形成對(duì)工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的整體聯(lián)動(dòng)效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的不斷創(chuàng)新發(fā)展。

3結(jié)論

產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新是復(fù)雜的系統(tǒng)創(chuàng)新，它需要有創(chuàng)新的觀念、理論、工具及方法體系，也需要功能創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、藝術(shù)創(chuàng)新的具體對(duì)策。創(chuàng)新有明確的整體性、層次性、開放性、目的性、不可逆性特征，也有矛盾博弈、系統(tǒng)協(xié)同、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)、系統(tǒng)優(yōu)化的創(chuàng)新過(guò)程。產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新是功能、結(jié)構(gòu)、技術(shù)、形態(tài)的內(nèi)涵創(chuàng)新，也是從市場(chǎng)需求、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、品質(zhì)控制、銷售策略、經(jīng)濟(jì)收益的整體創(chuàng)新。通過(guò)系統(tǒng)的創(chuàng)新方法研究，可使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念更超前、功能更完備，技術(shù)更先進(jìn)，外觀更美觀，產(chǎn)品更有價(jià)值，更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

作者：李正軍王浩鑫艾婷婷工作單位：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院