創新設計是國家創新驅動發展戰略的重要組成部分,也是“中國制造2025”和國家“十三五規劃”的重要內容,在“大眾創業、萬眾創新”的時代背景下,準確理解創新設計的內涵尤為重要。作為中國工程院《創新設計發展戰略研究》重大咨詢項目組組長,全國人大常委會原副委員長、中國科學院原院長、中國科學院院士、中國工程院院士路甬祥對創新設計有著深入而獨到的見解。
11月5日,將有近二十位院士、十多位海外頂級工程科技與設計專家、以及國內重點制造和設計企業負責人齊聚杭州良渚,參加在這里舉辦的“國際工程科技發展戰略高端論壇暨2015中國創新設計大會”。
如何理解創新設計的內涵和時代特征?制約創新設計能力的因素有哪些?如何提高創新設計能力?圍繞這些問題,在大會開幕前夕,路甬祥院士接受了記者的獨家專訪。
問:您對創新設計之“設計”的理解有哪幾個階段?怎么理解設計和創新的關系?
路甬祥:我從事的專業是流體傳動與控制工程,屬于機械與控制工程。原本我理解,現代設計隨著工業化的進程而發展,經歷了機械設計-機電設計-機電一體化設計的發展進化。我認識到,上世紀二十年代以德國BAUHAUSE為代表的“工業設計”,倡導設計為了人,追求技術、美學、經濟性的統一,適應工業化時代的設計價值觀。
到了上世紀八九十年代,我還進一步認識到,設計必須應用計算機設計工具和方法。因而,我在浙江大學倡導建立了融合機械電子技術·藝術·CAD三位一體的設計學科與研究方向。
但現在看來,當時對設計的理解還是比較偏狹。就其本質而言,設計是指創意設想和策劃計算。設計就是人們對有目的創新實踐活動的創意設想、策劃計算,是將信息知識和技術轉化為集成創新和整體解決方案、實現應用價值的創造發明,是制造服務創新的先導和關鍵環節。設計創造創新產品、新的工藝裝備、經營服務新業態,促進生產力發展,曾引發產業革命,推動工業化、現代化、信息化進程。
問:創新設計已經列入“中國制造2025”,這一安排對提高全社會創新設計能力有什么意義?
路甬祥:中國已是全球制造大國,但還不是設計制造強國。基礎核心技術缺失、設計引領的集成創新能力薄弱仍然是制約中國制造“由大轉強”的主要瓶頸。
創新設計是制造服務創新鏈的起點和關鍵環節,好的創意和設計不僅能提升產品的功能品質、實現綠色智能制造、提升市場競爭力和附加值,還可以創造引領新的市場需求和產業。
創新設計也是把握新產業革命機遇的必然要求。信息、能源、材料、智能制造、生物等技術為主導的新產業革命正在興起,全新的CPS環境催生網絡智造、眾包眾籌及定制式設計制造服務新業態,創新設計將引發產業創新和變革。
設計引領才能成為新產業變革的領跑者。未來5~10年,是實施“中國制造2025”的關鍵時期。創新設計也是實施“中國制造2025”、建設制造強國、實現中國創造的重要創新支撐,對實現創新驅動,向中國創造轉變意義重大。
問:當前制約中國創新設計能力提升的問題有哪些?該如何解決?
路甬祥:主要是對設計的本質內涵、時代特征,對推動引領中國制造邁向中國創造的重大意義認識不足、重視不夠、舉措不力。
應提升全社會對創新設計本質和價值的科學認知,將提升創新設計能力納入國家科技與產業創新戰略,制定中國創新設計技術發展路線圖和十年行動綱要,加強支持引導。
建立以市場應用為主要依據的創新設計競爭力評價指標,完善知識產權保護體系,選編中國好設計案例集,鼓勵引導企業和社會重視和提升創新設計能力。要重點突破設計理論方法和軟件等共性關鍵技術,著力推進重點產業領域創新設計能力的跨越,支撐促進產業升級、發展方式轉型,提升公共和國防安全保障能力。
開放融合全球先進設計理念、技術、人才等資源,促進跨地區、產業、學科融合發展,推動中國設計走向世界。堅持以人為本,設計為了人和自然的和諧協調發展,依靠人的創意創造和團隊合作,培育建設創新設計人才隊伍,創造大眾創業、萬眾創新的好環境等。
問:就創新設計而言,如何融合科技和人文、藝術創新?知識網絡時代的設計具有什么新特征?
路甬祥:設計是為了人,為了滿足和引領人的多樣化、個性化、科學理性需求,以及更美好的身心體驗。因此,必須融匯自然科學、社會科學、數學、哲學、心理學等知識、信息和大數據,必須融合科技、人文、藝術創新。
知識網絡時代,設計制造、經營服務同處于物理和全球信息網絡環境中,我們將更依靠創意創造,依靠全球網絡和知識信息大數據;將從注重產品功能和成本效益,拓展為注重全生命周期的資源能源高效利用,經濟社會、生態環境、人文藝術等綜合創新優化和可持續發展的價值;將轉向多樣化、個性化、更注重用戶身心體驗的定制式設計制造服務。
寬帶網絡、信息開放獲取、云計算、虛擬現實、3D+X打印、智能物流等,創造了全新的開放自由、公平競爭、全球合作環境,使得任何奇思妙想的設計都能被制造出來。設計研發、制造服務等相互融合,成為人人可以公平參與、競爭合作、共創分享的創意創造。
綠色低碳成為共同發展理念,將致力設計創造綠色材料、超常結構功能材料以及智能材料,將設計創造多樣的增材減材、綠色低碳工藝與智能裝備。空天海洋、深部地球、運載物流、化工核能、新能源、生物醫學、微納系統等超常環境、超常功能、超常尺度裝備成為設計制造的新領域和新目標。
CAD將進化為基于全球網絡、大數據和云計算的數字虛擬現實,多元優化、超算分析、控制管理等操作系統、工具和應用軟件成為競爭力和附加值的核心要素,并催生出以大數據分析、網絡超算、軟件和服務增值等網絡設計服務新業態。設計創造將融合多學科、跨領域的系統集成創新,將融合理論、實驗、虛擬現實和大數據等科學方法。
知識網絡時代的設計——創新設計(設計3.0)將具有綠色低碳、網絡智能、超常融合、共創分享等特征。
問:提高創新設計能力,對于提高中國制造在國際產業鏈上的地位有哪些重要意義?
路甬祥:中國制造產能和銷售額已居世界首位,但基礎關鍵材料、工藝技術、零部件、元器件、高端裝備依賴進口,多數制造企業仍以OEM和跟蹤模仿為主,成為國外設計全球制造的代工廠,缺乏中國設計創造引領世界的新產品、新工藝、新裝備、經營服務新業態。我國制造業仍處于全球制造產業鏈和價值鏈的中低端。
要改變這一狀態,唯有實施創新驅動發展戰略,在致力突破基礎核心技術的同時,必須著力提升重點產業領域的創新設計能力。通過設計創新引領推動基礎核心技術創新、系統集成創新、經營服務業態創新,形成具有自主知識產權的新產品、新材料、新工藝、新業態。
應組織實施重點產業領域創新設計示范工程,培育一批具有設計創造能力、掌握基礎核心技術、擁有自主品牌的世界著名企業。必須著力加強創新設計共性關鍵技術,建設創新設計公共服務平臺。加快構建以企業為主體,市場為導向,產學研、媒用金協同創新設計體制機制。
改革設計教育,促進國際交流,構建國際一流的創新設計人才隊伍。培育建設精益求精、創新創造、誠信服務、合作共贏、符合時代要求的中國先進設計制造文化,提升中國設計制造的信譽和價值。
問:您曾說,“創新思維受到尊重、對認定的目標鍥而不舍,這是年輕人成功的根本原因”,哪些因素促成了您堅持創新的精神?
路甬祥:創新是民族進步的靈魂,是國家繁榮進步的不竭動力。縱觀人類文明發展史,也可以說就是一部創新創造的歷史。
科技與管理創新推動了生產力進步與變革,生產力的發展促進帶動了制度的變革與創新,制度的變革與創新又解放促進了生產力發展,促進了人類文明進步。
在科學技術領域,最重要的是要鼓勵和支持青年人的創新思維,因為只有創新思維和人的想象力是無限的,并且往往成為創新的動機和起點。新的科學認知始于對已有知識的理性質疑和提出新的假設,技術創新始于新的創意和設計。
我的切身體會也是如此。在研發工作中,如果只停留在學習、跟蹤、模仿、優化上,那最多也只能做一點改進性的工作。只有新的創造性思維,才能導致創新創造,才能有新的超越。當然,認準了方向,還要有腳踏實地、鍥而不舍、頑強拼搏的精神,才有可能成功,任何創新創業概莫能外。