创新思维与现代设计-上海交通大学-机器人研究所课件.ppt

1、创新思维与现代设计u您到交大来的目的是什么？毕业后又准备干什么？您到交大来的目的是什么？毕业后又准备干什么？u你的理想是什么？你准备如何实现你的理想？你的理想是什么？你准备如何实现你的理想？u您为什么选择这门课？您希望从这门课中学到什么？您为什么选择这门课？您希望从这门课中学到什么？u什么是设计？请举例说明。你觉得自己会设计吗？请举一个您的设计例子。什么是设计？请举例说明。你觉得自己会设计吗？请举一个您的设计例子。u什么是创新？请举例说明。你觉得自己善于创新吗？请举一个您的创新例子。什么是创新？请举例说明。你觉得自己善于创新吗？请举一个您的创新例子。u你觉得人生的价值是什么？你希望过一种怎么样

2、的人生？你觉得人生的价值是什么？你希望过一种怎么样的人生？u假设你打算毕业后在上海生活，根据你对上海的了解，你如何才能实现个人的物假设你打算毕业后在上海生活，根据你对上海的了解，你如何才能实现个人的物质生活目标？质生活目标？u你认为工作的意义在哪里？你将来最希望去哪里工作？（国际你认为工作的意义在哪里？你将来最希望去哪里工作？（国际500强？大型国企？强？大型国企？私营企业？自主创业？教师？等），并说明理由。私营企业？自主创业？教师？等），并说明理由。红色为必选题，黑色为可选题，至少回答红色为必选题，黑色为可选题，至少回答5个问题。请注明学号、姓名和专业。个问题。请注明学号、姓名和专业。创新思

3、维与现代设计能力能力知识知识大大 学学富有竞争力的人才富有竞争力的人才创新思维与现代设计老师老师自己自己大学中获取知识途径大学中获取知识途径同学同学创新思维与现代设计创新思维与现代设计社会背景：社会背景： 经济全球化的激烈竞争形势，创新是竞争经济全球化的激烈竞争形势，创新是竞争取胜的关键手段之一。取胜的关键手段之一。传统的教育模式：传统的教育模式： 灌输式、填鸭式的教育。灌输式、填鸭式的教育。学生存在的问题：学生存在的问题： 1 1）缺乏进行设计创新的欲望和兴趣；）缺乏进行设计创新的欲望和兴趣； 2 2）缺乏创新能力和方法。）缺乏创新能力和方法。课程开设的原因课程开设的原因创新思维与现代设计*

4、 * 培养学生的创新意识和兴趣；培养学生的创新意识和兴趣；* * 传授学生进行设计创新的一般方法；传授学生进行设计创新的一般方法；* * 通过一定的训练，引导学生发现需求并协通过一定的训练，引导学生发现需求并协助学生通过设计创新解决需求。助学生通过设计创新解决需求。 课程开设的目标课程开设的目标创新思维与现代设计p什么是创新？什么是创新？p什么是设计什么是设计? p创新和设计的关系创新和设计的关系p本课程的特点、学习方法和考核方式本课程的特点、学习方法和考核方式创新思维与现代设计p 创新创新 创新是人类有目的地创造新事物以满足某种需求的过程。创新是人类有目的地创造新事物以满足某种需求的过程。

5、创新有三层含义：创新有三层含义： 更新更新(new version) Windows2000-Windows XP 改变改变(显著不一样显著不一样) CRT电视电视-液晶电视液晶电视 创造新的东西创造新的东西(Invent) 第一台计算机第一台计算机p 创新包括实施。创新包括实施。 在在最短的周期最短的周期中用中用最小的成本最小的成本完成实施完成实施 实现设计实现设计。p 创新是有风险的创新是有风险的p 创新思维贯穿在行为的全过程，但是关键在设计。创新思维贯穿在行为的全过程，但是关键在设计。 只讲创新，不讲设计；只讲自主知识产权，不讲设计只讲创新，不讲设计；只讲自主知识产权，不讲设计 创新变成

6、空谈。创新变成空谈。创新思维与现代设计l 具有创新意识，学会创新思维，勇于承担创新风险。具有创新意识，学会创新思维，勇于承担创新风险。 创新成功的关键创新成功的关键 正确设计。正确设计。解决好下面的问题：解决好下面的问题： 引入新技术，使产品能满足新的性能需求，竞争取胜引入新技术，使产品能满足新的性能需求，竞争取胜 为用户带来新的价值。为用户带来新的价值。 最短研发周期。最短研发周期。 最小研发成本。（利用分布式的资源）最小研发成本。（利用分布式的资源）现代设计理论和方法现代设计理论和方法 研究其基本规律和使能工具。研究其基本规律和使能工具。创新是不是很难？创新是不是很难？ 正确设计正确设计创

7、新思维与现代设计p 创新靠设计来实现。创新靠设计来实现。p 什么是设计？什么是设计？ Design RoomDesign Room，Design House, Design Company, Design Design House, Design Company, Design CollegeCollege 物质：产品，工艺，材料，软件，机构，服务，物质：产品，工艺，材料，软件，机构，服务，. .。 精神：画，音乐，文学，舞蹈，戏剧，春晚，奥运开幕式。精神：画，音乐，文学，舞蹈，戏剧，春晚，奥运开幕式。p设计：对人造物的一种预先的设想和计划，包含一系列的、系设计：对人造物的一种预先的设想和计划

8、，包含一系列的、系统的创造性活动。统的创造性活动。创新思维与现代设计需求需求 功能功能原理原理结构结构 设计评估设计评估 设计结果表达设计结果表达 制品制品以产品为例，完整的设计过程为（一般会有反复）：以产品为例，完整的设计过程为（一般会有反复）： 创新程度高创新程度高创新程度较低创新程度较低设计主要有设计主要有3 3方面工作：方面工作： 做什么（做什么（What)What)？满足什么需要。？满足什么需要。 如何做（如何做（HowHow）? ? 怎样满足怎样满足做的方案。做的方案。 可信度（可信度（检验能不能满足检验能不能满足）（）（SureSure）？）？成功、失败的预测成功、失败的预测Co

9、nceptDevelopmentPlanningSystem-LevelDesignDetailDesignTesting andRefinementProductionRamp-UpConceptReviewSystem SpecReviewCritical DesignReviewProductionApprovalMissionApprovalConceptDevelopment创新思维与现代设计 根据市场信息，确定根据市场信息，确定 寻求并选择寻求并选择引入引入什么什么 设计需要满足什么设计需要满足什么现现 新技术新技术以以实现实现新新性能性能 有产品所不能满足的有产品所不能满足的 并

10、选择采用哪些已有并选择采用哪些已有 新的新的性能性能需求需求。 技术与新技术技术与新技术配套配套。 全生命周期全生命周期性能性能数字样机数字样机 决策和决策和/ /或或 构造构造 产生产生 根据性能特征根据性能特征 产生产生 任务空间任务空间 可能解集合可能解集合 和约束特征：和约束特征： 最终设计最终设计 测试测试 联想联想 及及 评估评估 市场市场信息信息 相关技术相关技术 优化优化 回溯和回溯和再设计再设计 已有知识和新知识已有知识和新知识获取获取 新知识获取新知识获取 第一段 第二段 第三段 WHAT？ HOW？ SURE？ 图图 1 1、 设计过程（或子过程）构成及任务。设计过程（或

11、子过程）构成及任务。 创新思维与现代设计p 设计无处不在设计无处不在 设计飞机、汽车、计算机、设计飞机、汽车、计算机、iPhone、建筑物等有形的人、建筑物等有形的人造物（结构、外观）造物（结构、外观） 组织机构组织机构 法律、规章制度法律、规章制度 内政和外交政策内政和外交政策 你的大学、你的人生你的大学、你的人生20071.打破常规打破常规2. 重视设计重视设计3. 多点触摸屏多点触摸屏4. 刺激竞争对手刺激竞争对手5. 不仅仅是一个电话不仅仅是一个电话6. 无限升级无限升级创新思维与现代设计（政策设计）（政策设计）*明新国教授创新思维与现代设计（政策设计）（政策设计）*明新国教授创新思维

12、与现代设计（政策设计）（政策设计）*明新国教授创新思维与现代设计（政策设计）（政策设计）*明新国教授创新思维与现代设计（政策设计）（政策设计）*明新国教授创新思维与现代设计p 设计的目的设计的目的是为了满足特定的是为了满足特定的需求需求。需求对设计来说非常重要，它既决定了要不要设计，也需求对设计来说非常重要，它既决定了要不要设计，也决定了如何去设计。决定了如何去设计。p现代现代设计设计现代设计需要对所设计新事物的物质功能、精神功能和社会功能以及约束条件有全现代设计需要对所设计新事物的物质功能、精神功能和社会功能以及约束条件有全面的考虑并做出正确处理面的考虑并做出正确处理, ,所谓正确处理，应当

13、理解在全生命周期中满足需求并满足所谓正确处理，应当理解在全生命周期中满足需求并满足约束条件。约束条件。1.竞争性2.以知识为基础和以新知识获取为中心3.对分布式资源的依赖性创新思维与现代设计 设计任务设计任务 资源资源 单元单元 1 一个传统企业一个传统企业 资源资源 单元单元 2 企业的垂直资源结构企业的垂直资源结构 资源资源 单元单元 i 资源资源 单元单元 n 可接受的设计可接受的设计 互联网互联网 FIPER 平台平台 资源资源 资源资源 资源资源 资源资源 单元单元 1 单元单元 2 单元单元 i 单元单元 n 某企业某企业 分分 布布 式式 资资 源源 环环 境境 另一个企业另一个

14、企业 设计任务设计任务 设计实体设计实体 有竞争力有竞争力的设计的设计 企业的水平资源结构企业的水平资源结构 创新思维与现代设计设计与自然科学研究的区别设计与自然科学研究的区别 自然科学：以发现自然规律为目的（认识世界），方法以分自然科学：以发现自然规律为目的（认识世界），方法以分析为主析为主 设计：应用自然规律和知识，创造人工物来改造世界，方法设计：应用自然规律和知识，创造人工物来改造世界，方法以综合为主以综合为主创新思维与现代设计p需求，是指人们对现实世界的（明确或潜在的）需求，是指人们对现实世界的（明确或潜在的）期望或者不满。期望或者不满。p具体到设计过程来说，需求是指设计对象的具体具体

15、到设计过程来说，需求是指设计对象的具体使用者或者承受主体，对设计对象的（明确或潜使用者或者承受主体，对设计对象的（明确或潜在的）期望或者不满。在的）期望或者不满。p需求推动了人类社会的进步：需求推动了人类社会的进步：人们想防治各种疾病，从而对医学进行探索人们想防治各种疾病，从而对医学进行探索人们想渡海远行，从而发明了轮船人们想渡海远行，从而发明了轮船人们想记录，从而发明了纸笔人们想记录，从而发明了纸笔创新思维与现代设计创新思维与现代设计p 塞缪尔塞缪尔莫尔斯莫尔斯（17911872）1. 发现有价值的需求。发现有价值的需求。需求发现能力需求发现能力2. 坚持，十年磨一剑坚持，十年磨一剑3. 搜

16、集和学习新知识搜集和学习新知识4. 外部资源的协作外部资源的协作5. 资金资金 卡尔森卡尔森创意并不会像魔术一样从天而降，你必须从其他地方获创意并不会像魔术一样从天而降，你必须从其他地方获得灵感，而通常阅读其他领域的相关书籍会帮助你获得这种灵感。得灵感，而通常阅读其他领域的相关书籍会帮助你获得这种灵感。 创新思维与现代设计p 创新创新 创新是人类有目的地创造新事物以满足某种需求的过程。创新是人类有目的地创造新事物以满足某种需求的过程。p 设计设计 对人造物的一种预先的设想和计划对人造物的一种预先的设想和计划p 需求需求 需求是指设计对象的具体使用者或者承受主体，对设计对象需求是指设计对象的具体

17、使用者或者承受主体，对设计对象的（明确或潜在的）期望或者不满。的（明确或潜在的）期望或者不满。p 创新要靠设计来完成创新要靠设计来完成p 设计是为了满足特定的需求，设计是围绕需求开展的一系列系统的活动设计是为了满足特定的需求，设计是围绕需求开展的一系列系统的活动p 需求的价值决定了设计的意义和成败需求的价值决定了设计的意义和成败创新思维与现代设计p 宗旨：宗旨：1. 培养创新意识。培养创新意识。2. 建立成功创新需要有现代设计的观念。建立成功创新需要有现代设计的观念。3. 了解正确设计需要遵循的原则。了解正确设计需要遵循的原则。p 内容设置：内容设置：1、创新和设计、创新和设计2、创新思维、创

18、新思维3、需求驱动的创新、需求驱动的创新4、创新的设计、创新的设计+ 创新设计实践创新设计实践创新思维与现代设计p 课程特点课程特点 培养能力，而不是传授知识培养能力，而不是传授知识 启发，而不是灌输启发，而不是灌输 亲身体验亲身体验 只有更好的答案，没有最好的标准答案只有更好的答案，没有最好的标准答案p 学习方法学习方法 积极参与课堂和小组讨论，勤于思考积极参与课堂和小组讨论，勤于思考 认真地训练，不要应付认真地训练，不要应付创新思维与现代设计p 上课上课创新和设计（基本概念）创新和设计（基本概念）创新思维创新思维 1 需求驱动的创新需求驱动的创新 2，3创新设计创新设计 4，5最终汇报最终

19、汇报p 创新设计实践创新设计实践1. 每个学生至少提供一个有价值、现有每个学生至少提供一个有价值、现有解决方案不能满足的需求，并对需求解决方案不能满足的需求，并对需求进行详细分析进行详细分析 （5min）2. 从中确定从中确定10个左右的需求，进行分组个左右的需求，进行分组(10-15min)3. 每个小组在组长的组织下针对需求进每个小组在组长的组织下针对需求进行详细的方案设计、功能分析行详细的方案设计、功能分析(15min)4. 每个小组在组长的组织下针对需求，每个小组在组长的组织下针对需求，对设计方案进一步完善对设计方案进一步完善(15min)5. 每个小组根据情况对设计方案进行初每个小组

20、根据情况对设计方案进行初步的动手实施步的动手实施(15min)p 考核包括两个部分：平时表现考核包括两个部分：平时表现 + 创新设计实践大作业创新设计实践大作业创新思维与现代设计p 考核包括两个部分：平时表现考核包括两个部分：平时表现 + 创新设计实践大作业创新设计实践大作业p 创新设计实践的结果形式创新设计实践的结果形式 每个学生用每个学生用5分钟介绍一下自己发现的需求，分钟介绍一下自己发现的需求，其他人给予改进建议和讨论其他人给予改进建议和讨论 由每个小组的组长（或组员），阶段性地介由每个小组的组长（或组员），阶段性地介绍经过小组讨论确定的设计方案及实施情况绍经过小组讨论确定的设计方案及实

21、施情况 最后每个小组的组长提交一份报告，包括：最后每个小组的组长提交一份报告，包括：需求及背景信息，可选的设计方案，最后确需求及背景信息，可选的设计方案，最后确定的方案及该方案对满足需求的分析，最后定的方案及该方案对满足需求的分析，最后方案的实施情况，本项创新设计的价值等方案的实施情况，本项创新设计的价值等 小组内的其他组员提交一份简单报告，主要小组内的其他组员提交一份简单报告，主要包括本人在过程的每个阶段的贡献（比如讨包括本人在过程的每个阶段的贡献（比如讨论过程中你觉得有价值的任何建议论过程中你觉得有价值的任何建议/方案），方案），或者你对最后方案的不同意见等等。或者你对最后方案的不同意见等

22、等。p创新设计实践创新设计实践1.每个学生至少提供一个有价每个学生至少提供一个有价值、现有解决方案不能满足值、现有解决方案不能满足的需求，并对需求进行详细的需求，并对需求进行详细分析分析 （5min）2.从中确定从中确定10个左右的需求，个左右的需求，进行分组进行分组(10-15min)3.每个小组在组长的组织下针每个小组在组长的组织下针对需求进行详细的方案设计、对需求进行详细的方案设计、功能分析功能分析(15min)4.每个小组在组长的组织下针每个小组在组长的组织下针对需求，对设计方案进一步对需求，对设计方案进一步完善完善(15min)5.每个小组根据情况对设计方每个小组根据情况对设计方案进

23、行初步的动手实施案进行初步的动手实施(15min)创新思维与现代设计日期日期周次周次授课内容授课内容2011.10.131课程介绍课程介绍2011.10.202创新思维创新思维2011.10.273需求报告会需求报告会2011.11.34需求报告会（选组）需求报告会（选组）2011.11.105需求发现需求发现2011. 11.176个人设计实践个人设计实践2011. 11.247个人设计实践个人设计实践2011. 12.18设计（方法介绍）设计（方法介绍）2011. 12.89个人实践、设计评论（完善并细化）个人实践、设计评论（完善并细化）2011. 12.1510小组内研讨、形成方案（动手实施）小组内研讨、形成方案（动手实施）2011. 12.2211工作汇报工作汇报创新思维与现代设计机械与动力工程学院