创新设计引领中国制造

 

       我国是全球制造大国，但还不是设计制造强国，基础核心技术缺失、设计引领的集成创新能力薄弱仍然是制约中国制造“由大转强”的主要瓶颈。今年5月国务院印发《中国制造2025》，提出创新设计正式成为国家创新驱动发展战略的重要组成部分，并将成为中国制造技术创新、制造结构调整、发展方式转型的关键。

 

       如何用创新设计引领中国制造？在日前举办的国际工程科技发展战略高端论坛上，中国工程院院士与诸多国外专家齐聚一堂，就此问题展开热烈讨论。

 

       从价值链低端走出

 

       11月2日，中国商飞公司新建成的总装制造中心浦东基地厂房内，随着帷幕缓缓拉开，一架“佩戴”着中国商飞特有标志蓝绿色“丝巾”的新型商用飞机正式下线。这是由我国自主研制的C919大型客机。在这架大飞机的研制过程中，针对气动布局、结构材料和机载系统，研制人员共规划了102项关键技术攻关。

 

        近年来我国涌现出一批重大创新设计成果。嫦娥奔月、北斗导航、蛟龙深潜、高铁成网，一批标志性的工程装备系统的集成创新和设计制造能力已居国际前列。“中国设计”小荷才露尖尖角。但不能否认的是，目前我国制造业整体自主创新设计能力还较薄弱，先进制造技术和设计创新的研究和应用水平较低。企业研发侧重短期市场效益的渐进式创新，缺乏侧重企业长期竞争力、以创新设计引领的突破性创新。

 

        中国工程院相关调研显示，长期跟踪模仿和创新设计能力不足使我国产业处于全球价值链的低端。以美国苹果公司的全球垂直型“设计生产模式”，即“硅谷设计—日本精密机械制造芯片—中国台湾制造主板—中国大陆组合生产成品”为例，中国内地代工苹果产品获得的劳动力价值比约2%，远低于美国所获得的创新设计研发的60%价值比。在苹果的全球价值链中，美、日、韩分别凭借设计和技术获得49.9%、34%和13%的利润分成，中国靠代工生产仅获得不到4%的利润。

 

        不仅如此，我国高端数控机床、集成电路、民航客机、航空发动机、科学与医疗仪器、高端基础关键零部件等也严重依赖进口。中国自主设计创造并引领设计的重要产品、高端制造设备、经营服务模式少。因自主创新设计创造的国际著名品牌及成为享誉国际的著名企业偏少。

 

        与会专家表示，创新设计是我国摆脱发展路径依赖、突破创新驱动发展瓶颈的关键环节，是实现创新能力从“跟跑”“并跑”到“领跑”的关键手段。要果断抓住时代机遇，立足制造业基础和后发优势，通过发展创新设计提升自主创新能力，完成从“跟踪模仿”到“引领跨越”的转变。

 

        可喜的是，我国已经有许多企业率先行动。华为通过坚持创新设计，从一个中低端通信设备生产商成长为通信服务整体解决方案的提供商，一跃成为世界500强企业；腾讯坚持执行快速迭代微创新，击败了MSN、联众、盛大等众多互联网巨头，获得微信的成功和实现在移动互联网时代的快速转型。

 

        设计迈向3.0时代

 

        “如果我们把农耕时代的传统设计视为设计1.0，工业时代的现代设计为2.0，那么知识网络的设计必将进化为3.0。”两院院士、国家制造强国建设战略咨询委员会主任路甬祥说。

 

         3.0阶段的创新设计，会与以往有明显的不同。“此时，宽带网络将全球连接成一体，大数据成为最重要的创新设计的资源。全球宽带、智能物流、云计算等成为最重要的基础设施。多样化、个性化的需求持续增长。资源环境压力、应对气候变化、科技与产业创新的变化，推动了价值理念的变化。”路甬祥介绍道。

 

        与会专家表示，这是用户、企业、产业思维方式的变革，如不及时转换思路，完成从设计2.0向设计3.0自主跨越，企业将面临逐步衰落的危险。如何更好地步入设计3.0时代？中国工程院院士潘云鹤看来，中国设计基于大数据基础上的集成创新将大有可为。

 

        1977年在美国某大学，一个留学生做了很多卡片，每个卡片上写有一个事物的名称，把这些卡片任意组合，来形成新的创意。一次他拿出三个卡片，刚好一个写到发音设备，一个写了词典，一个写了日用品，灵光一现，电子词典的概念诞生。一年后，夏普公司以4000万日元收购了他的创意，形成一个新的产品。这个日本留学生叫孙正义，后来成为软银公司总裁，也是新浪、阿里巴巴的大股东。

 

         潘云鹤认为，孙正义的卡片组合方法形象地描绘了设计是一个集成创新的过程。“实际上，这还只是大数据集成技术的创新设计，大数据集成创新设计还有多种方法，如集成人本元素、商业模式、艺术元素、文化元素等。在大数据支持下，我们的创新设计会更高效、先进，能使我们的产业更精彩，生活更丰富。”潘云鹤说。

 

        需要指出的是，创新设计不是对过去的全盘否定。中国工程院院士徐志磊说，“从1.0到2.0，设计师的观点在不断的延伸，3.0时代的创新设计并非要推翻原来的设计，而是要把设计的发展、方向、领域更加延伸，这个延伸是从产品加服务的性能和功能的要求，变成品牌和企业的战略系统，直到产品全寿命的设计，到企业合作，还有产业链的生态状态”。

 

       因此，新时代的设计创造将融合多学科、跨领域的系统集成创新，将融合理论、实验、虚拟现实和大数据等科学方法。创新设计——设计3.0将拥有绿色低碳、网络智能、超长融合、共创分享等特点。

 

        人才跨学科大交叉

 

        3.0时代的设计需要“3.0版本”的设计师。为适应时代变革的需求，“设计师要具备计算机、数码技术、硬件、软件、算法、人工智能、物联网的CPS系统，交互设计、信息设计、计算机模拟设计、互联网和大数据等方面的知识储备。”徐志磊说。

 

         中国工程院相关调研显示，我国在人才培养教育层面，创新设计人才培养基数较大，仅工业设计专业就在近300多所高校设立，每年培养的工业设计专业毕业生数量为美国同期的10倍以上。但是，创新设计人才培养体系专业定位和专业教学存在诸多困惑，工业设计专业设置在机械、艺术、传媒、计算机等不同类型的二级学院或系，既有的学科组织架构壁垒严重，阻碍设计学科集成和融合多科实现创新。

 

        对此，浙江大学校长吴朝晖认为，要创新教育培养设计人才：“浙江大学大力建设工业设计、工程设计和服务设计等交叉学科。2009年学校与美国麻省理工学院启动了共建新加坡科技大学的工作，并成立了浙江大学国际设计研究院，参与了中国创新设计产业战略联盟的筹建，这些都为开展高水平的创新设计奠定了扎实基础。”吴朝晖表示，下一步，浙江大学还将继续推动科学研究、文化艺术等不同学科的大交叉，促进科技网络数据的大融合，进一步支持中国创新设计产业联盟的建设，构建以共创、整合和分享为特色的产学研平台，为大众创业，万众创新提供更加有力的科技支撑和人才保证。

 

         在培养复合型人才的同时，创新设计还需要政府支持。中国工程院调研显示，我国创新设计的资源不足，资金投入不足。目前我国研发投入资金占GDP总量的2%，低于发达国家3%至5%的比例，而投入创新设计的开发经费就更少，导致国家创新研发生态不平衡。

 

        工业与信息化部产业政策司罗俊杰副司长表示，未来5到10年是实施《中国制造2025》的关键时期，中国创新设计产业肩负着建设创新型国家，培育和发展战略型新兴产业，加快经济发展方式转变和产业结构调整，提高国家设计竞争力的使命，需要各行各业的共同努力，实现重大科技突破和转型升级，推动创新设计产业进一步合理分工，优势互补。要务实开展前瞻性的基础共性研发，推动创新成果的转化，促进产业链、创新链、资金链的对接，打造面向全行业开放的、具有国际先进水平的创新设计共性技术平台。