第2章 创新设计的技术要素

2.1 技术与创新设计

科学是技术之源，技术是产业之源。技术包含了各种形式的知识的积累与改进，通过对技术创新的全新理解，关注颠覆性技术和技术顿悟，明确技术从本质上推动创新设计。

2.1.1 创新的层次

如图2-1所示，原始创新对应的往往是技术驱动的创新，可以带来颠覆式的创新；引进消化吸收再创新可以理解为市场驱动的创新，属于渐进式的创新；集成创新可以理解为设计驱动的创新，可以带来颠覆式的创新。

2.1.1.1 原始创新

原始创新，决定了一个国家的技术硬实力，国家“强大”依赖于原始创新。原始创新可以解决技术引领性问题，是创新设计的基础。目前我国原始创新能力不足，这制约了我们的技术创新，也制约了我们在技术之上的设计创新，某种程度上也制约了高水平创业。原始创新能力不足，自主创新能力不强，导致我国引领性的世界级企业较少。

2.1.1.2 引进消化吸收再创新

引进消化吸收再创新，是后发达国家追赶先进国家的途径。通俗而言，引进消化吸收再创新，可以解决一个国家“跟得上”先进的问题，韩国、日本都是引进消化吸收再创新的典范。

现阶段，引进消化吸收再创新对转型升级、对中国速度向中国质量转变有重要意义。高端装备等领域均需采取引进消化吸收再创新的策略，引进后能制造出与原来设备质量相媲美甚至超越原有质量的产品，并逐步积累经验和解决知识产权问题。高铁就是我国引进消化吸收再创新的典型案例。同样，华为在与思科的竞争过程中不断积累经验，逐步具备了与思科抗衡的技术实力。

令人担忧的是，我国很多行业始终不愿意进行深入地引进消化吸收，而喜欢“快捷方式”的引进。以3D打印行业为例，把国外的硬件“引进来”，依赖国外软件“迅速”组装成3D打印机的模式在国内盛行，与我们当初对待个人电脑（PC）产业的方式如出一辙。但在对待3D打印的基础零件、控制输出软件、模型标准、材料等关键问题时则缺乏消化吸收再创新策略。

2.1.1.3 集成创新

集成创新，是技术转化为产品的重要途径，可以为国家创造财富问题。从世界范围来看，某些国家如韩国等，原始创新能力一般，但集成创新能力很强，能够创新产品，行销世界，从而跻身世界富裕国家行列。苹果、小米等公司依靠集成创新，把技术、用户、商业等要素整合在一起，创造了财富奇迹。

综合来看，我国需要在相当长的一段时间内，逐步解决原始创新乏力的问题，这将依赖于体制机制的改革。而引进消化吸收再创新、集成创新在当下有更为现实且重要的意义，可以解决我们在装备等领域的落后问题。

2.1.2 技术推动创新设计

创新设计的实现以技术为基础，技术的发展更新对设计产生重要影响，技术的进步直接推动创新设计的发展。1912年，奥地利著名经济学家约瑟夫·熊彼特（Joseph Alois Schumpeter）教授在其出版的著作《经济发展理论》（Theory of Economic Development）中首次提出了“创新（innovation）”这一概念。熊彼特认为，“创新”是指新技术、新发明在生产中的首次应用，是指建立一种新的生产函数或供应函数，是在生产体系中引进一种生产要素和生产条件的新组合。熊彼特将创新的具体内容概括为五个方面：

1）引入新产品或新的技术应用，即产品创新 (product innovation)；

2）采用新的生产方法，即过程创新或工艺创新 (process innovation)；

3）开辟新的市场，即市场创新 (market innovation)；

4）获得原料或半成品的新替代品，即原材料创新(material innovation)；

5）实行新的组织形式，即组织创新(organization innovation)。

产品创新设计是建立在产品整体概念基础上的以市场为导向的系统工程，它贯穿产品构思、设计、试制、营销全过程，实现产品某项技术经济参数质和量的突破，它是功能创新、形式创新、服务创新多维交织的组合过程。产品创新设计不同于技术创新，技术创新只是产品创新设计的重要方面，是为产品创新服务的。

设计的实现以技术为基础，技术的更新对设计产生重要的影响。以汽车设计为例，内燃机的发明使汽车设计成为现实；钢材成型技术，使流线型设计得以实现，使汽车造型更加丰富，如大众甲壳虫的流线型设计；油漆技术的发展使汽车的色彩不再只限于单一的黑色。技术发展为设计提供了更为广阔的发展空间，同时促进人们设计思维和手段的发展。每一次新技术的产生都给设计带来了全新的突破。尤其是在近现代，技术革新的步伐越来越快，计算机技术、信息技术、影像技术、生态技术无不影响着设计。

技术促进设计手段的更新，在20世纪后半叶，电脑技术被广泛应用到印刷过程中。1984年，美国苹果公司推出了能从事平面设计的第一代马金托什（Macintosh）电脑，为版面排版印刷带来了从未有过的快捷与简便。几年后，激光排版机、激光扫描仪、彩色打印机等高技术工具的出现促使平面设计进入了一个崭新的时代。所有这些无不体现出技术的进步为人类的设计创作带来了巨大的便捷。

设计直接受制于现代科学技术的发展水平，材料、信息等与技术发展有关的因素都会影响设计的发挥，设计要善于发挥现代技术的优势及现代材料的特征。从这个意义上说，技术从根本上决定了设计。

2013年5月，麦肯锡全球研究院发布了《12项颠覆性技术引领全球经济变革》，确定了12项颠覆性技术。这12项技术包括移动互联网、知识工作自动化、物联网、云技术、先进机器人、车联网、下一代基因组学、储能技术、3D打印、先进材料、先进油气勘探及开采、可再生能源。它们可以影响各个产业数十亿消费者、数亿工人，以及价值数万亿美元的经济活动（见图2-2）。麦肯锡全球研究院遴选颠覆性技术的4个标准——在与替代品和替代性方法有关的价格、性能上展现出高速变化，对企业和产业具有广泛的影响，具有产生重大经济影响的潜力，有极大的改变现状的潜力——都折射出一种“革命性”的变化。

颠覆性技术打破了传统技术思维和技术发展路线，是对渐进式技术的跨越式发展，它既有可能是完全创新的技术，也有可能是基于现有技术的跨学科、跨领域的创新型应用。颠覆性技术一般发端于非主流的低端市场或新市场，经过不断发展，最终削弱主流市场产品竞争力。无论是哪种技术，想要对已有传统或主流技术产生颠覆性效果，它必须能够开辟一片新的市场，也就是所谓的新市场颠覆（例如特斯拉）；能够给现有产品提供一个更简单、低价或更方便的替代品，也就是低端颠覆（例如数码相机颠覆胶片相机）。

历史经验告诉我们，一般性的改进性创新、维持现有市场地位的创新，不足以让创新者应付市场上的创新之争所引发的变革，只有实施颠覆性创新的策略，创新者才有可能在新兴市场上争得主动权。有了技术，不等于有了创新，只有创新者将新技术落实，才能发挥其颠覆性作用。

2.1.3 设计是技术产品化的桥梁

设计是推动技术发展的重要驱动力，18世纪最成功的企业家之一，乔塞亚·韦奇伍德（Josiah Wedgwood）是将技术与设计紧密地结合在一起的人，更确切地说，是将技术与设计创新完美地融合为一体的人。他在商业中发现可以根据设计和制造方式的不同，来确定一系列不同价格，从而向不同的消费者销售不同价格的产品。他还力邀艺术家参与装饰性、高品质产品的设计创作。迈克尔·艾登（Michael Eden）为其设计的带盖的汤碗由“快速制造”生产，这也是对18世纪以来生产技术领域出现的飞跃式发展的注解。

设计是技术成果转化的桥梁和纽带，在英国设计师、工程师詹姆斯·戴森（James Dyson）发明的无袋吸尘器中，设计就起到了非常重要的桥梁作用。戴森开发的“重力”（G-Force）机器（见图2-3），后以“飓风”闻名，采用气旋式分离式吸进脏物与尘土。这确实是吸尘器领域的一场革命，但它的成功不仅在于其技术革新，还要归因于在此基础上进行的新颖设计——使用令人心情愉悦且显眼的黄色塑料制造出了让人们能看到吸入脏物的半透明外壳。由于大部分家庭打扫都由女性承担，为了实现设计使技术变得“友好”，戴森在产品中加入了一系列的色彩，其中，在日本生产时选用了粉红色。

设计离不开技术的支撑，技术也离不开设计的优化。两者结合，催生了一系列优质的产品，满足了人们的需求，进而为人们的生活增添了乐趣。形态、色彩、材质、结构等共同构成了设计体系，它满足了人们在审美方面的需求；材料、功能、结构、能源、信息等构成了技术体系，满足了人们在功能方面的需求。技术与设计的合理配置创造出了完美的产品设计。

技术产生初期，产业化比较缓慢。一旦与创新设计结合产生“技术顿悟”，设计出突破性产品，将会带来颠覆性创新。技术驱动的创新设计曲线如图2-4所示。

将新技术应用到新产品中，催生出突破性产品的策略称作“技术顿悟（technology epiphany）”。如图2-5所示，在技术推动创新和设计力创新中间有一块重叠区域，称之为“技术顿悟”。

第一个推出新技术的公司，不如第一个想到如何创新运用这项技术的公司市场潜力大。能够做到以技术创新取胜的著名公司包括任天堂、苹果和斯沃琪。这三家公司都利用技术彻底改变了其所在行业中对产品和服务的定义，重新诠释了顾客为什么要买它们的产品。游戏机原本是人们被动地感受虚拟世界的娱乐物品，如图2-6所示的任天堂Wii却颠覆了这个定义。Wii的运动传感器技术使用硅微机电陀螺仪，可以检测转体等动作，激发了身体运动的娱乐体验，更贴近真实世界。苹果和斯沃琪这两家公司都不是业内第一家引入某种新技术的公司，但他们发掘了这种技术最有意义也最能盈利的应用方式，从而获得了巨大成功。

飞利浦研发出了医疗环境体验技术（ambient experience for healthcare, AEH）（见图2-7），这是一项突破性的应用，能够缓解患者在进行计算机断层扫描（computed tomography, CT）、磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI），以及其他医学扫描时的紧张感。AEH通过各种技术手段为患者提供了一个更加放松的环境，不仅大大地提高了用户体验，而且让CT扫描所需的时间减少了15%～20%；让3岁以下小孩需要注射镇静剂才能进行CT扫描的数量减少了30%～40%；同时还能使患者接受的放射量减少25%～50%。

在传统的产品开发过程中，企业总是在寻找能够更好地服务于客户现有需求的新技术。但是，如果企业想创造出突破性的产品，就应该去理解新技术如何能够用来满足客户而自己却未必意识到的那些需求。要得到这样的技术顿悟，企业需要求助于来自其他领域、能够用全新角度看待客户的专家，而不是直接去问客户。所以，在当今的市场上，任何人都能很容易就获得新技术，但更应该理解如何让这些新技术被用来创造更好的客户体验，学会系统地创造出“技术顿悟”的产品。

如图2-8所示，关注颠覆性技术，如移动互联网、知识工作自动化、物联网、云、3D打印、先进材料等，探索如何将颠覆性技术与创新设计结合生产突破性产品。对相关技术进行专利布局，通过内部研发或者战略联盟等方式获得专利，掌握基础专利，布局全产业链，建立专利池。通过“技术顿悟”催生新产品，满足用户未必意识到的那些潜在需求。

如要评选截至目前21世纪最伟大的技术，苹果公司的iPad和iPhone绝对占据一席之地。由此所引发的各种移动新应用不断产生，其影响也体现在设计领域。设计软件延伸到移动终端具有划时代的意义，它不仅意味着设计师拥有了更多的移动性，而且将彻底改变传统的设计协作模式，设计团队之间不用再依靠大量的图纸进行交流，而只需通过苹果手机这样的移动终端就能随时随地地进行沟通和协作，大大地提升了设计效率。这无疑是设计史上的一次飞跃。

新技术的诞生，往往可以带来全新的产品，技术研发对应于产品或者着眼于产品创新；而新的产品构想，需要新的技术才能实现。技术从本质上推动了创新设计，创新设计反向拉动技术发展。