胡錦濤總書記在全國科技大會上指出:“當今時代,誰在科技創新方面占據優勢,誰就能夠在發展上掌握主動。世界各國尤其是發達國家紛紛把推動科技進步和創新作為國家戰略,大幅度提高科技投入,加快科技事業發展。”今天,自主創新和建設創新型國家已經成為我國的一項重大戰略任務。
科技創新的內容包括新知識、新技術、新工藝、新產品。為什么說產品創新是建設創新型國家的主戰場?我們可以從重要性和迫切性分析如下:
一、產品創新的重要性和迫切性
產品創新對我國經濟社會發展的重要推動作用主要體現在以下六個方面:
(一)產品創新是推動產業發展和社會進步的強大動力。在人類社會發展的歷史上,每次產業結構的重大變革和帶來的社會進步都伴隨著一個或幾個標志性的創新產品。200多年前,蒸汽機推動了第一次工業革命,100多年前的第二次工業革命中誕生了發電機、內燃機、汽車、電話機等一批革命性的新產品,上世紀中葉二次世界大戰之后,計算機、半導體集成電路、互聯網等新產品將人類帶入了嶄新的信息時代。我國改革開放二十多年來,正因為大量的新產品引入市場,帶動了產業技術水平迅速提高,產業結構不斷升級,人民生活質量顯著改善,社會物質文化生活日益豐富多彩,強有力地推動了國家的經濟社會發展。
(二)產品創新是企業提升經濟效益的引擎。在激烈的市場競爭中,成功的創新產品開拓出新的使用價值和市場需求,為企業獲取高額利潤、提升經濟效益創造出新的增長點。統計顯示,從事生產制造或代理銷售的企業的利潤一般在5%左右,而不斷進行產品創新的企業的利潤則普遍達到20%或更高。因此,產品創新是一個企業提升經濟效益和賴以生存、發展、成功的基本要素。
(三)產品創新是科學技術與經濟發展之間的橋梁。科技成果包括新知識、新技術、新產品,可以通過多種途徑轉化為生產力,但是只有通過產品才能直接進入市場變為財富,并為用戶所用,實現科技成果支撐經濟發展的價值和作用。此外,產品創新的R&D活動,還起到促進科研機構學科交叉融合的作用。
(四)產品創新是引領企業精神的標志。創新是一個民族進步的靈魂,也是企業興旺發達的不竭動力。如果企業只干加工制造,不干產品設計,就會失去“大腦”,變成為他人打工的“手腳企業”。產品創新是企業實現自身價值的核心活動。企業圍繞產品所進行的創新活動集中體現著企業的精神,聚集著企業的人氣,鼓舞著員工奮發向上。產品創新展示出一個企業的質量意識、技術水平、服務理念和品牌形象,是中國企業躋身于世界著名企業之林的必由之路。
(五)產品創新是培育創新型科技人才的溫床。創新型科技人才要在創新活動中培養和成長,而產品創新是最廣泛的創新活動,它不但涉及各行業、各地區、各學科,而且涉及市場研究、產品概念形成、產品功能定位、設計和開發、生產制造、功能測試、市場開發及營銷等各個環節,需要大量的各類人才,特別大量需要創新型設計師、創新型工程師和創新型發明家等科技人才。這些產品創新的中堅力量,只能在產品創新活動中產生和成長起來。因此,產品創新是培養和鍛煉工程科技創新人才的最佳培訓場。
(六)產品創新是擴大知識產權疆域的橋頭堡。胡錦濤總書記指出:“國家的核心競爭力越來越表現為智力資源和智慧成果的培育、配置、調控能力,表現為對知識產權的擁有、運用能力”。產品創新通常伴隨著知識產權的產生。我國研究知識產權的法學家最近提出,一個企業甚至一個國家除地理疆域之外,還將在21世紀形成一個知識產權疆域。知識產權疆域由專利保護的范圍所構成,這個疆域的大小是一個國家科技實力的重要體現。在經濟知識化和全球化的環境里,更是一個國家以自主創新支撐經濟發展的基礎。中國是一個地理大國,但要警惕在21世紀變為知識產權疆域小國。因此,產品創新在我們建設創新型國家和促進經濟社會發展中,具有全局性和關鍵性的重大作用,必須提高到戰略性地位給予高度重視。
推進產品創新的迫切性源于激烈的國際市場競爭。市場的產生源于人類進行產品、資本、勞務和技術等生產要素的交換,已經有幾千年甚至更長的歷史,但市場的大規模成長以及伴隨而來的激烈的、甚至殘酷的市場競爭則開始于工業時代,并集中體現在產品的競爭上。產品的市場競爭規律隨經濟發展的不同階段而異:
工業時代的產品競爭具有這樣的規律:當產品短缺時,以數量占領市場;當產品富余時,以質量占領市場;當產品數量、質量都不成問題時,就必須以創新的產品占領市場。電視機、手機以及服裝、家具都是明顯的例子,轎車等產品在激烈的市場競爭中,也表現出同樣的規律。市場上新產品層出不窮,企業只有不斷創新,推出為廣大消費者歡迎的更加優秀的新產品,才能在競爭中立于不敗之地。
到了信息時代,技術上的重大突破加快涌現,電子計算機、半導體集成電路、移動通信、互聯網、多媒體等重大科技成果很快大規模地產業化和進入市場,快速、大量地滲透到經濟和社會生活的各個領域,極大地改變了人類生產和生活的面貌。在信息技術的高速發展中,信息產品更新換代不斷加快,生命周期越來越短,并帶動與之相關的其他工業產品也是日新月異,企業之間的市場競爭十分激烈。信息時代的產品競爭遵循以下規律:
“摩爾定律”,是英特爾公司的創始人摩爾在二十幾年前提出的。預言半導體集成電路中央處理器(CPU)的性能每18-24個月提高一倍,同時其價格降低一半。從1971年英特爾推出第一片4004CPU至今,CPU性能的提高與價格的下降基本上符合這一定律。近年來,在掃描儀、打印機、數碼相機、手機等信息技術產品的更新換代過程中也明顯印證這一規律。
“達維多定律”。英特爾公司副總裁達維多在上世紀90年代提出:“一個企業若要主導市場,就必須在本行業中第一個淘汰自己的產品,第一個開發出新一代產品。”因為在信息時代激烈的市場競爭中產品更新速度非常之快,企業只有搶占先機才能生存,才有可能獲得占壓倒優勢的市場份額和高額利潤。
“生魚片理論”是韓國三星公司首席執行官尹鐘龍提出的,意思是第一天抓到的魚,其生魚片若在第二天賣,只能賣出1/2的價錢,在第三天賣,則只能賣出1/4的價錢。因此,電子消費品成功的秘訣在于第一個將最先進的產品擺上貨架,在競爭者跟進之前賣個好價錢。
進入知識經濟時代,產品競爭越來越伴隨著知識的競爭。高水平企業將創新優勢凝聚與升華為品牌、專利和標準等形式,建立起大量的技術壁壘,成為在激烈的市場競爭中扼殺競爭對手、獲取高額壟斷利潤的重要手段。改革開放以來,跨國公司大量進入中國,通過運用專利、品牌、標準等壁壘,“合法”地阻壓中國本土企業中已有和潛在的競爭對手,謀求獲得對相關技術和市場的壟斷。
(1)專利壁壘。跨國公司多年來在我國大量注冊專利,其中很多并未在中國使用,但通過注冊專利阻止了中國未來自己發展相關的技術。僅在DVD技術和產業領域,外國企業已經將7,000多項相關技術在中國注冊了專利,中國企業稍有動作就招來侵犯知識產權的指控。在第二代移動通信產品市場,由于沒有核心技術專利,我國相關設備和移動終端制造企業向國外企業支付的專利費占銷售收入的比重高達10-15%。
(2)品牌吞并。就是通過兼并、合資等方式來消除競爭對手的品牌。我國企業長期以來品牌意識較薄弱,雖然近年來這種狀況已有所改進,但總體上仍處于建立企業品牌和和企業形象的積累階段,而發達國家的跨國公司利用其強大的品牌優勢,不斷通過兼并、合資等方式來吞食我國相關產業中競爭對手的品牌。上世紀90年代聯合利華與上海牙膏廠合資后,導致知名度和美譽度較高的國產品牌美加凈一度被打入冷宮。在上世紀80年代,四川“天府可樂”在與百事可樂合資后也失去了品牌。
(3)標準阻遏。跨國公司將自己的專有技術申請為專利,然后借專利的強勢將技術上升為國家和國際標準。例如無線局域網的ISO國際標準就是西方制定的,將中國制定的在技術上更安全的WAPI標準始終阻擋在國際標準之外,以維持它們的產品在國際市場上的壟斷地位。
由于經濟、科技、教育的加快發展,今天的中國同時進入了工業化、信息化和知識經濟的時代。面對全球化的巨大壓力和三個時代競爭規律并存的嚴峻挑戰,我們必須大力推進具有中國特色的產品創新,加快步伐,奮發有為,為迅速提高我國的產業競爭力和實現現代化的宏偉目標提供堅實的支撐。
三、深入研究產品創新的方法論
產品創新對企業、乃至中國的今天和未來的發展都是至關重要的。那么,產品創新的方法有沒有規律可尋,應當怎樣開展產品創新,是我們面對的一個關鍵性問題。搞清楚產品創新的規律,就能將產品創新從個人靈感的火花,變為可規劃、可點燃的創造烈火,并發展成為在全球市場上能傲視群雄的中國創新產品群。因此,我們必須對產品創新的方法,特別是起關鍵性作用的產品設計方法進行認真研究,為卓有成效地開展產品創新指明方向。
產品設計反映著一個時代的經濟、技術和文化,它的創新構思是創造新產品的重要基礎。總體來說,當代產品創新的設計有如下三類方法:
1、產品的技術創新設計。技術是構成產品的關鍵要素,是產品創新的核心,企業在激烈的市場競爭中,必須在產品包含的技術上不斷創新,以求實現生存和發展。
產品的技術創新設計常采用分解、技術改進、再重新構成這樣三步走的方法,被稱之為“技術構成”的方法。以新產品“吸塵機器人”為例,說明產品設計的技術構成。先是對吸塵器從功能上分解為吸塵、收集灰塵、電源和移動等四個功能部分。對后三個部分分別實施技術改進,實現自動垃圾吸出,自主式充電,和自主式移動,將原有的吸塵功能與后三部分的創新功能重新構成后即可成為一個完整的創新產品“吸塵機器人”,其中自主式移動功能的實現,需要靠碰撞檢測、移動算法和馬達驅動的技術創新來實現。目前,浙江大學的吸塵機器人的創新設計已轉讓給有關企業,正準備批量生產,投放市場。
技術的發展有著時代的潮流與趨向。當通過技術構成來實現產品創新時,需要把握產品技術發展的時代趨勢。當今產品技術發展的潮流,是數字化、智能化、網絡化。為了理解這種趨勢,我們可以觀察近二十多年來,照相機由機械式變為“傻瓜式”,又變到今天數字化的歷程;空調器由自動、變頻變為模糊、和智能的歷程;電視機由彩色、平面、高分辨度、和數字交互式的歷程等等。當前,我們特別要加強那些在技術構成中大有用武之地一些信息技術。例如傳感器網絡技術、嵌入式技術、海量數據庫技術、無線通訊技術、模式識別技術和動漫技術等等。
我們應當從產品技術發展的時代趨勢中深刻地認識到,當前我們正處于以信息技術為龍頭的新一輪技術突破高潮之際。產品更新換代的速度越來越快,我們要緊緊把握住這個重要時機,將數字技術、網絡技術、智能技術創造性地應用到各種產品中去,如照相機、電視、電扇、電飯煲,甚至門窗家具中,通過不斷改進和發展產品的技術構成,使自己站在市場競爭的前列。此外,我們還應該清醒地意識到,下一輪技術突破的高潮可能會發生在信息、生命和納米科學的交叉之中,我們一定要做到未雨綢繆,預先開展相關的研究,為迎接新一輪的產品創新浪潮的挑戰做好充分準備。
2、產品的文化創新設計。提高產品的文化內涵,通過在產品中巧妙地融入文化藝術元素以實現創新,已經成為一種產品設計和創新的主流思想。包豪斯退潮現象即是一個值得深入分析的文化創新的典型事例。
上世紀30年代,工業產品和藝術日益交融,當時占主流地位的包豪斯設計學派倡導內容決定形式,并將形式簡化為立方體、球、圓錐體等簡單的幾何形體及其組合,產生強烈的空間語言和創新效果,成為當時風靡世界設計界的主流,在東歐和中國尤為長期流行,對現代產品設計起了很大的推動作用。然而幾十年過后,抽象幾何形體的建筑和產品比比皆是,充斥全球,使人感到單調、類同、生硬、缺乏人情味,也忽視了不同國家和民族文化的多樣性。包豪斯風格沉浮所揭示的設計規律包括多個方面:如設計美學的內容是多樣化的,單純性和幾何性僅是其中之一;又如求新是設計美學的永恒主題,任何先進的設計思潮都只能領風騷于一時;再如消費者的個性化情感需求已日益重要,產品設計必須研究和適應不同國家、民族和消費群體之間的差異。這些規律從不同角度指向了同一個重要問題,即產品設計應當結合文化。設計中蘊涵的文化越多,其審美之豐富度越高,對情感之喚起也越強烈,而設計也會越貼近消費群體和個人。
產品的形式無疑需要與功能和諧,但產品的形式不能唯功能而定。形式也有它自己的內容,那就是文化。產品的形式設計必須兼顧其功能需求、形式之美和文化之美。產品文化設計的研究稱為文化構成設計。
文化構成設計,需要深入研究與發掘中外文化的內容與特點。中國五千年悠久而輝煌的文化遺產,是中華民族不斷創新的結果,其中獨特的文化元素十分豐富,是一座用之不竭的寶藏。中國的產品設計者應當努力發掘之并充分應用到產品的設計中去,同時也要充分吸收人類文明的優秀成果,使產品設計更有創意。在產品設計中進行文化構成的方法是多種多樣的。如可以象做詩一樣對文化元素加以用典,象漫畫一樣對文化元素進行夸張,象小說一樣對文化元素進行演繹重構等等。為此,要培養我們的學生有更強的文化創造力和文化傳播力,也要求設計師有更深厚的文化積累和更深刻的藝術思維。
3、產品的人本創新設計。為了滿足消費者多樣化的需求,當代的產品創新設計普遍突出個性化。設計者通過把用戶市場進行不同地域及不同用戶群體的細分,以及針對細分市場進行用戶需求的認真研究,充分挖掘不同用戶群體需求的個性特征,設計出滿足用戶獨特需求的新產品。這是產品走向高檔的重要途徑,對于在產品市場上取得競爭優勢尤為重要。如中國今天制造全球50%的皮鞋,2005年僅出口歐洲就達12.5億雙。但中國皮鞋出口的價格為8歐元,僅為意大利皮鞋價格的1/3。如何提高皮鞋的技術含量?浙江大學通過運用CAD技術進行個性化皮鞋設計,能根據每個人不同的腳型定制鞋楦和皮鞋,從而大大改變皮鞋的舒適度,提升產業的水平,贏得更多的利潤。其他如服裝、眼鏡、座椅等各種日常品都可以走個性化產品創新之路。現代高技術與電子商務技術的結合,還將為個性化新產品與網絡化營銷的結合開辟廣闊前景。
另一個重要的問題是加強研究人機工程。人機工程研究有兩類問題,一是研究人的形態與反應特征;二是如何籍以設計與改進產品。國內外的人機工程實驗室,就是研究這兩大問題的基地。實驗室里的三維掃描系統、壓力分布測試及分析系統、肌肉緊張分析及訓練系統、步態測試與分析系統、眼球移動測試與分析系統等技術手段,可進行人的形態動作與反應特征研究,并基此進行個性化產品的創新設計與改進。
中國人機工程研究的一個重要內容,是建立中國人的模型,設計適合中國人的新產品。以汽車座椅為例,一些大客車座椅和老板椅的靠背上部,都有一道鼓起來的凸包,大多數的中國人靠坐時,這個凸包就會頂住后腦勺,不得不稍稍低頭。這個凸包本應是用來墊靠頸部凹處使人的頭頸更舒服的,但由于這些座椅的設計是直接從國外引進的,沒有考慮中國人與西方人在身材方面的不同,以致于西方人頸墊變成中國人的障礙,反而不利于頸椎健康。因此要通過人機工程設計,改造這些不適合中國人的產品,設計出適合中國人體型特點的舒適健康的新產品。
人機一體化設計,是當今創新設計領域的前沿。人機結合是信息技術與生命科學交叉研究的熱點,最早可追溯到殘疾人椅和心臟起博器,它們都是用機電系統來彌補病人功能的不足,例如霍金的座椅車。現在的研究正在瞄準增強正常人的功能,例如以外骨骼機械系統來承擔或減輕人的背攜負荷的研究等等。近來,研究已深入到腦機交互技術。例如通過識別猴子移動光標的腦電波,進而捆住猴子的手,使之用腦子移動光標,來探索用人腦控制光標、操作鍵盤的可能性。
在進行創新設計時,設計者也可以運用人機工程學手段和先進的虛擬現實技術開展仿真的演示和設計,通過創造目標產品的使用環境,并將消費者融入其中,讓設計者與消費者在虛擬的現實環境下進行交流,并在模擬和檢驗消費者的感官體驗和情感體驗的基礎上進行產品設計。
四、政府要大力推動廣泛的產品創新
產品創新是民族品牌的基礎,是增強企業競爭力、建設創新型國家的重要環節。大力推進產品創新,對我國經濟社會發展具有十分重要的意義。產業發展和市場競爭對創新產品的需求非常迫切。我國產品設計職業化起步于上世紀80年代末期,近年來取得了快速的發展,不少企業已把產品設計放在重要的位置,并和研究開發機構合作開展了卓有成效的產品創新活動,開發出一大批受到市場歡迎的產品,取得了良好的效益。現在,我國從事產品設計的專業設計人才隊伍已有30多萬人,設計年產值達300億元。
然而,我國產品創新的發展現狀不容樂觀,主要表現在程序性設計和模仿性設計過多,創新產品設計的研究薄弱,創新設計能力弱,創新成果少,主要依靠借鑒和模仿國外的設計,以數量取勝。目前我國絕大多數企業缺乏創新產品的設計能力,而專業產品設計機構的水平參差不齊,產品設計相關的支撐研究薄弱,高水平的優秀產品設計人才短缺、分散,設計信息與手段落后。這種狀況如不盡快改變,將對我國產品創新產生十分不利的影響。
從機制上說,產品創新的迫切性源于企業參與市場競爭的強烈需要,企業應當是產品創新的主體。但產品創新在我國仍處于發展的初期階段,絕大多數企業也尚未成為技術創新的主體。在這種情況下,國家應當發揮十分重要的推動作用,引導與激勵企業開展產品創新,加強產品創新的基礎設施建設和人才隊伍建設。
首先,國家應設立工程技術和產品創新基金,鼓勵產學研三方來申請這樣的基金,以基金和企業投資、地方政府投資相結合,支持和推動全國各地的產品創新,使其成為全國普遍的行動。國家要制定和實施促進產品創新的政策,大力支持開展產品創新設計及相關的研究和學術活動,增強產品創新研究的技術支撐手段,促進我國產品創新能力的提高。
第二,國家應創造條件,加大培養能夠進行創新型設計的人才,包括藝術、科技、人機工程、市場需求分析、市場經營等領域的多學科、全方位的產品創新人才。在工程教育中要倡導創新型設計,激發工程專業學生的想象力,使設計能夠超越過去的模式,創造新的模式。
第三,國家應支持建立產學研合作的產品創新設計技術平臺。活躍的產品創新需要產品設計師對市場、科技和制造三方面信息的及時掌握,從而激勵出創新的火花。建立產學研合作的產品創新設計中心,是實現這一目標的有效途徑,將對促進我國產品創新和建設以企業為主體、產學研結合的技術創新體系發揮十分重要的作用。
產品創新是一項長期而艱巨的戰略任務。我們必須高度重視之,因為產品創新具有全局性和關鍵性的作用,必然成為建設創新型國家的主戰場。我們必須認真研究之,從而利用產品創新設計的規律,推動其迅速發展,使之成為中國產業發展的強大引擎;我們必須大力支持之,既要加強國內外交流合作,又要有政府的大力倡導與推動,使產品創新促進企業的發展,推動民族精神的塑造和人類文明的進步。通過政府、企業、科技界和全社會的共同努力,我國的產品創新事業一定能夠借助市場需求的拉力、企業競爭的壓力、科研與教育的動力和政府支持的推力,走出一條具有中國特色的產品創新之路,加快進入世界先進水平的行列,為推動我國從制造業大國走向制造業強國、提升我國的產業競爭力和建設創新型國家做出應有的貢獻。
(作者為中國工程院副院長,信息與電子工程學部院士)