導語：系統(tǒng)學理論下的創(chuàng)新產(chǎn)品設計論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1系統(tǒng)學理論與設計創(chuàng)新

系統(tǒng)學的基本理論是以系統(tǒng)論、信息論、控制論、運籌學的共同理論為基礎，綜合吸收了耗散結構理論、協(xié)同學、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。它既是方法學理論，也是一整套科學理論。系統(tǒng)學理論被廣泛應用在自然科學和社會科學領域。其主要作用是使人們對客觀世界形成系統(tǒng)的，整體的認識觀念，認識系統(tǒng)的規(guī)律，對客觀系統(tǒng)達到有效控制。其研究和工作方法是定性、定量相結合的系統(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)的結構功能相關律、信息反饋律、競爭協(xié)同律、漲落有序律、優(yōu)化演化律為基本規(guī)律，系統(tǒng)學原理及規(guī)律對客觀世界具有普惠性，這種普惠性涵蓋了工業(yè)設計創(chuàng)新方法的研究［7］。設計從系統(tǒng)結構與結構分層認識創(chuàng)新，從系統(tǒng)的目標思考創(chuàng)新，從系統(tǒng)開放性的物質、能量、信息輸入尋找創(chuàng)新手段，從系統(tǒng)的升級與突變實現(xiàn)創(chuàng)新。設計創(chuàng)新的過程是改變產(chǎn)品的功能、技術、形態(tài)、品質、服務及用戶的過程，影響著從市場—產(chǎn)品創(chuàng)新—產(chǎn)品生產(chǎn)—市場的系統(tǒng)結構。在該過程中，判斷力來源于系統(tǒng)外部信息的綜合反饋，包括市場反饋、技術反饋、功能反饋、價格反饋、美感反饋、品質反饋、同類競爭反饋等，也來源于系統(tǒng)內部的構造子系統(tǒng)間的熵的反饋。通過反饋，控制系統(tǒng)內部及系統(tǒng)與外部競爭和協(xié)同，使系統(tǒng)的發(fā)展演化沿著既定的目標發(fā)展。實現(xiàn)系統(tǒng)處于不斷地演化之中的優(yōu)化，從而實現(xiàn)耗散最小而效率最高、效益最大的過程。

2產(chǎn)品設計創(chuàng)新的系統(tǒng)求解

產(chǎn)品設計創(chuàng)新的過程是循環(huán)發(fā)展、螺旋上升的過程，在該過程中，需要創(chuàng)新的觀念、理論及工具，也需思考創(chuàng)新與功能、技術及文化藝術之間的問題。通過系統(tǒng)集成、系統(tǒng)協(xié)同、系統(tǒng)聯(lián)動，架構清晰的創(chuàng)新路徑，實現(xiàn)最終設計創(chuàng)新。創(chuàng)新是分析社會需求，提出產(chǎn)品設計創(chuàng)新問題，確定創(chuàng)新目標，實現(xiàn)產(chǎn)品升級的功能、技術、藝術的集成創(chuàng)新，需要創(chuàng)新思維求解、創(chuàng)新的技術策略求解、創(chuàng)新的藝術策略求解等。

2．1產(chǎn)品設計的思維創(chuàng)新

產(chǎn)品設計創(chuàng)新首先是思維創(chuàng)新，實現(xiàn)思維創(chuàng)新就要建立系統(tǒng)思維體系。從系統(tǒng)思維的結構分析，思維分為邏輯思維、形象思維、辯證思維、靈感思維［8］。結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)品設計的技術創(chuàng)新

功能是產(chǎn)品設計的核心和本質，具有明確的物理和技術特征，它是設計創(chuàng)新的關鍵。功能具有明確的系統(tǒng)結構。創(chuàng)新的過程是完善產(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系統(tǒng)上，這樣，功能創(chuàng)新的實質即技術創(chuàng)新。功能創(chuàng)新首先要進行功能分析，分析出現(xiàn)問題的技術系統(tǒng)，列出該技術系統(tǒng)的所有組件；分析系統(tǒng)組件之間的關系，建立結構模型，將組件之間的關系轉化成功能，建立功能模型。功能的技術解決建立在資源分析、矛盾求解的基礎上。產(chǎn)品設計的技術創(chuàng)新資源包括自然資源、時間資源、空間資源、系統(tǒng)資源、物質資源、能量資源、信息資源等。這些資源及其派生資源、差動資源（差動物質資源、差動場資源）在設計應用時受數(shù)量、理化性能、質量、價格、范圍、對于應用的準備等因素的影響，并與相應的技術創(chuàng)新產(chǎn)生矛盾，在矛盾的過程中創(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個創(chuàng)新發(fā)明原理，例如：動態(tài)化原理、不對稱原理……，矛盾的特性類型歸納為39個通用工程參數(shù)，例如：物體的質量參數(shù)、壓力參數(shù)、能量參數(shù)……。設計創(chuàng)新的矛盾一般表現(xiàn)為技術矛盾，技術矛盾指一個作用同時導致有用及有害的2個結果，也指正面作用引入和負面作用消除導致的一個或幾個子系統(tǒng)的破壞，它一般表現(xiàn)在一個系統(tǒng)中子系統(tǒng)之間的矛盾。解決技術矛盾的具體措施：（1）確定主要的功能創(chuàng)新，通過分層列出其關鍵子系統(tǒng)及各種輔助功能，對待設計的功能的操作進行描述，確定系統(tǒng)應改善的特性、應該消除的特性，將涉及的參數(shù)按標準的39個工程參數(shù)重新描述。（2）對技術矛盾進行描述，如果某一工程參數(shù)要得到改善，將導致哪些參數(shù)惡化。（3）對技術矛盾進行另一種描述，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。（4）在矛盾矩陣中由矛盾雙方確定相應的矩陣元素。（5）將這些措施確定為可用的發(fā)明原理，將原理按照40個創(chuàng)新發(fā)明原理重新描述，將所確定的原理應用于解決設計創(chuàng)新的問題，找到評價并完善的概念設計及后續(xù)的設計［9］。

2．3產(chǎn)品設計的系統(tǒng)創(chuàng)新

用戶在購買產(chǎn)品時一般關注產(chǎn)品的外觀、品質、功能、價格［10］，這構成了產(chǎn)品的高級物場系統(tǒng)，在這個過程中，來源于人的場是“體驗”，來源于產(chǎn)品的場也是“體驗”，這個體驗過程是由整體到局部的過程；由宏觀到微觀的過程；由外觀到功能的過程；由直觀感受到價值判斷的過程，它是從外觀—品質—價格—功能的過程。體驗包括空間體驗、形態(tài)體驗、材質體驗、人機體驗、技術體驗［11］、情感體驗［12］、功能體驗、價值體驗［13］。這些體驗是感性判斷到理性判斷的過程。產(chǎn)品的系統(tǒng)創(chuàng)新要求體現(xiàn)在價值、外觀、功能、技術方面，產(chǎn)品的系統(tǒng)創(chuàng)新分為產(chǎn)品的升級創(chuàng)新和科學技術發(fā)明原始創(chuàng)新兩種方式，這兩種形式的過程是相反的。產(chǎn)品的升級創(chuàng)新過程是：人—體驗—目標追求、產(chǎn)品—體驗、人—產(chǎn)品—體驗，體驗分外觀體驗、情感體驗、技術體驗、功能體驗、價值體驗等5個子系統(tǒng)，36個體驗要素，36個體驗要素以創(chuàng)新目標和價值的升級的要求進行矛盾博弈，最終實現(xiàn)理想的產(chǎn)品升級創(chuàng)新。蘋果iPadAir（圖4）的創(chuàng)新是人圍繞產(chǎn)品的一種體驗。體驗的目標是實現(xiàn)外觀簡潔、功能全面、操作方便，便于攜帶，從而使產(chǎn)品實現(xiàn)價值提升，這種目標在產(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、技術的系統(tǒng)博弈，外觀精微、功能強大需要新材料、新技術和新工藝，需要技術集成、技術控制的創(chuàng)新，這種創(chuàng)新是外觀與功能的技術進步過程。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大，只能通過外觀、功能的設計來促進技術的進步，經(jīng)過系統(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），機身厚度僅有7．5mm。在材料上采用鋁金屬unibody一體成形，使機身在輕巧之余不失堅固，并且賦予了簡約之美。獨特的斜邊由單晶金剛石削切而成，容差控制在微米級別，從而弱化了機身邊緣的突兀感，使機身整體柔和自然。在功能與技術上，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運動協(xié)處理器。為隨身方便攜帶而進行設計，采用兩條天線支持MIMO（多輸入輸出）技術。在軟硬件的協(xié)作上體現(xiàn)出了完美的統(tǒng)一，iOS7的交互界面設計簡潔直觀，方便人們簡單的使用［14］。產(chǎn)品原始創(chuàng)新的過程如下：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—體驗—觀念（人），如圖5所示。在該過程中，技術的進步對產(chǎn)品形成顛覆性的影響，直接改變人的觀念，這個觀念又可作用于產(chǎn)品的升級創(chuàng)新過程，形成對工業(yè)產(chǎn)品設計的整體聯(lián)動效應，實現(xiàn)產(chǎn)品的不斷創(chuàng)新發(fā)展。

3結論

產(chǎn)品設計創(chuàng)新是復雜的系統(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、技術創(chuàng)新、藝術創(chuàng)新的具體對策。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、系統(tǒng)優(yōu)化的創(chuàng)新過程。產(chǎn)品設計創(chuàng)新是功能、結構、技術、形態(tài)的內涵創(chuàng)新，也是從市場需求、產(chǎn)品設計、品質控制、銷售策略、經(jīng)濟收益的整體創(chuàng)新。通過系統(tǒng)的創(chuàng)新方法研究，可使產(chǎn)品的設計理念更超前、功能更完備，技術更先進，外觀更美觀，產(chǎn)品更有價值，更具市場競爭力。

作者：李正軍王浩鑫艾婷婷工作單位：沈陽航空航天大學設計藝術學院