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费燕琼 上海交通大学 机器人研究所 fyq@sjtu

创新思维与现代设计. 费燕琼 上海交通大学 机器人研究所 fyq@sjtu.edu.cn. 2012 年 9 月 13 日. 思 考. 大 学. 能力. 知识. 富有竞争力的人才. 思 考. 大学中获取知识途径. 老师. 同学. 自己. 思 考. 课程开设的原因. 社会背景： 经济全球化的激烈竞争形势，创新是竞争取胜的关键手段之一。 传统的教育模式： 灌输式、填鸭式的教育。 学生存在的问题： 1 ）缺乏进行设计创新的欲望和兴趣； 2 ）缺乏创新能力和方法。. 课程开设的目标.

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Presentation Transcript

  1. 创新思维与现代设计 费燕琼上海交通大学 机器人研究所fyq@sjtu.edu.cn 2012年9月13日

  2. 思 考 大 学 能力 知识 富有竞争力的人才

  3. 思 考 大学中获取知识途径 老师 同学 自己

  4. 思 考

  5. 课程开设的原因 社会背景： 经济全球化的激烈竞争形势，创新是竞争取胜的关键手段之一。 传统的教育模式： 灌输式、填鸭式的教育。 学生存在的问题： 1）缺乏进行设计创新的欲望和兴趣； 2）缺乏创新能力和方法。

  6. 课程开设的目标 * 培养学生的创新意识和兴趣； * 传授学生进行设计创新的一般方法； * 通过一定的训练，引导学生发现需求并协助学生通过设计创新解决需求。

  7. 主要内容 • 什么是创新？ • 什么是设计? • 创新和设计的关系 • 本课程的宗旨、特点、学习方法和考核方式

  8. 创新 • 创新 创新是人类有目的地创造新事物以满足某种需求的过程。 创新有三层含义： • 更新(new version) Windows2000-Windows XP • 改变(显著不一样) CRT电视-液晶电视 • 创造新的东西(Invent) 第一台计算机 • 创新包括实施。 在最短的周期中用最小的成本完成实施 —实现设计。 • 创新是有风险的 • 创新思维贯穿在行为的全过程，但是关键在设计。 只讲创新，不讲设计；只讲自主知识产权，不讲设计 —创新变成空谈。

  9. 创新是不是很难？ —正确设计 • 具有创新意识，学会创新思维，勇于承担创新风险。 创新成功的关键 —正确设计。 解决好下面的问题： • 引入新技术，使产品能满足新的性能需求，竞争取胜 —为用户带来新的价值。 • 最短研发周期。 • 最小研发成本。（利用分布式的资源） 现代设计理论和方法 ——研究其基本规律和使能工具。

  10. 设计 • 创新靠设计来实现。 • 什么是设计？ Design Room，Design House, Design Company, Design College 物质：产品，工艺，材料，软件，机构，服务，….。 精神：画，音乐，文学，舞蹈，戏剧，春晚，奥运开幕式。 • 设计：对人造物的一种预先的设想和计划，包含一系列的、系统的创造性活动。

  11. 需求 →功能→原理→结构 →设计评估 →设计结果表达 →制品 设计 以产品为例，完整的设计过程为（一般会有反复）： 创新程度高 创新程度较低 Concept Development Concept Development System-Level Design Detail Design Testing and Refinement Production Ramp-Up Planning Mission Approval Concept Review System Spec Review Critical Design Review Production Approval 设计主要有3方面工作： • 做什么（What)？满足什么需要。 • 如何做（How）? 怎样满足——做的方案。 可信度（检验能不能满足）（Sure）？成功、失败的预测

  12. 设计

  13. 设计 2007 • 设计无处不在 • 设计飞机、汽车、计算机、iPhone、建筑物等有形的人造物（结构、外观） • 组织机构 • 法律、规章制度 • 内政和外交政策 • 你的大学、你的人生 1.打破常规 2. 重视设计 3. 多点触摸屏 4. 刺激竞争对手 5. 不仅仅是一个电话 6. 无限升级

  14. 2008美国总统大选 （政策设计）* *明新国教授

  15. 2008美国总统大选 （政策设计）* *明新国教授

  16. 2008美国总统大选 （政策设计）* *明新国教授

  17. 2008美国总统大选 （政策设计）* *明新国教授

  18. 2008美国总统大选 （政策设计）* *明新国教授

  19. 设计 • 设计的目的 是为了满足特定的需求。 需求对设计来说非常重要，它既决定了要不要设计，也决定了如何去设计。 • 现代设计 现代设计需要对所设计新事物的物质功能、精神功能和社会功能以及约束条件有全面的考虑并做出正确处理,所谓正确处理，应当理解在全生命周期中满足需求并满足约束条件。 1.竞争性 2.以知识为基础和以新知识获取为中心 3.对分布式资源的依赖性

  20. 设计与自然科学研究的区别 • 自然科学：以发现自然规律为目的（认识世界），方法以分析为主 • 设计：应用自然规律和知识，创造人工物来改造世界，方法以综合为主

  21. 什么是需求 • 需求，是指人们对现实世界的（明确或潜在的）期望或者不满。 • 具体到设计过程来说，需求是指设计对象的具体使用者或者承受主体，对设计对象的（明确或潜在的）期望或者不满。 • 需求推动了人类社会的进步： • 人们想防治各种疾病，从而对医学进行探索 • 人们想渡海远行，从而发明了轮船 • 人们想记录，从而发明了纸笔

  22. 需求分析-发现问题

  23. 创新案例分析 卡尔森－创意并不会像魔术一样从天而降，你必须从其他地方获得灵感，而通常阅读其他领域的相关书籍会帮助你获得这种灵感。 • 塞缪尔·莫尔斯（1791～1872） • 发现有价值的需求。需求发现能力 • 坚持，十年磨一剑 • 搜集和学习新知识（重要吗？）完成设计 第N国计划 • 外部资源的协作 • 资金…

  24. 围绕本门课程的最重要概念 • 创新 创新是人类有目的地创造新事物以满足某种需求的过程。 • 设计 对人造物的一种预先的设想和计划 • 需求 需求是指设计对象的具体使用者或者承受主体，对设计对象的（明确或潜在的）期望或者不满。 • 创新要靠设计来完成 • 设计是为了满足特定的需求，设计是围绕需求开展的一系列系统的活动 • 需求的价值决定了设计的意义和成败

  25. 课程的宗旨 • 宗旨： 1. 培养创新意识。 2. 建立成功创新需要有现代设计的观念。 3. 了解正确设计需要遵循的原则。 • 内容设置： 1、创新和设计 2、创新思维 3、需求驱动的创新 4、创新的设计 + 创新设计实践

  26. 课程的特点、学习方法 • 课程特点 • 培养能力，而不是传授知识 • 启发，而不是灌输 • 亲身体验 • 只有更好的答案，没有最好的标准答案 • 学习方法 • 积极参与课堂和小组讨论，勤于思考 • 认真地训练，不要应付

  27. 上课 创新和设计（基本概念） 创新思维 1 需求驱动的创新 2，3 创新设计 4，5 最终汇报 创新设计实践 每个学生提供2~3个有价值、现有解决方案不能满足的需求，并对需求进行详细分析 （10min） 从中确定8~10个左右的需求，进行分组(10-15min) 每个小组在组长的组织下针对需求进行详细的方案设计、功能分析(15min) 每个小组在组长的组织下针对需求，对设计方案进一步完善(15min) 每个小组根据情况对设计方案进行初步的动手实施(15min) 考核方式 • 考核包括两个部分：平时表现 + 创新设计实践大作业

  28. 考核方式 • 考核包括两个部分：平时表现 + 创新设计实践大作业 • 创新设计实践 • 每个学生提供2~3个有价值、现有解决方案不能满足的需求，并对需求进行详细分析 （10min） • 从中确定8~10个左右的需求，进行分组(10-15min) • 每个小组在组长的组织下针对需求进行详细的方案设计、功能分析(15min) • 每个小组在组长的组织下针对需求，对设计方案进一步完善(15min) • 每个小组根据情况对设计方案进行初步的动手实施(15min) • 创新设计实践的结果形式 • 每个学生用10分钟介绍一下自己发现的需求，其他人给予改进建议和讨论 • 由每个小组的组长（或组员），阶段性地介绍经过小组讨论确定的设计方案及实施情况 • 最后每个小组的组长提交一份报告，包括：需求及背景信息，可选的设计方案，最后确定的方案及该方案对满足需求的分析，最后方案的实施情况，本项创新设计的价值等 • 小组内的其他组员提交一份简单报告，主要包括本人在过程的每个阶段的贡献（比如讨论过程中你觉得有价值的任何建议/方案），或者你对最后方案的不同意见等等。

  29. 课程进度安排

  30. MIT product design and development

  31. 机械与动力工程学院

  32. 机械与动力工程学院

  33. 机械与动力工程学院 成品展示（2011秋） 发热鼠标

  34. 机械与动力工程学院 自行车停放装置

  35. 机械与动力工程学院 自制书立

  36. 机械与动力工程学院 背包

  37. 机械与动力工程学院 成品展示（2012春） 悬挂式可伸缩多功能床头桌

  38. 机械与动力工程学院 便携式插座

  39. 机械与动力工程学院 Ladder Iron bars to fold the structure Ladder cushion 床架

  40. 机械与动力工程学院 可分离式订书器

  41. 机械与动力工程学院 MIT • mBaby The Mobile Baby Stroller:• Tri-wheel design facilitates climbing and descending stairs

  42. 机械与动力工程学院 Safe Child Locator• Finds wandering children (at the mall, park, store...)• Child unit transmits RF signal• Parent unit shows direction toward child

  43. Pill Organizer:• Pill organizer with novel sorting features

  44. Low Cost Hearing Aid for Adolescents:• Designed for the developing world • Larger rechargeable battery pack on cable (not behind ear) • Child friendly, teddy-bear over battery case to make attractive to kids

  45. Charging Station for Electric Vehicles:• Natural-looking design • Easy access cables that dispenses from above• Integrated solar panels into petals

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