設計科學的爭論和設計競爭力

謝友柏

(1.上海交通大學機械與動力工程學院，上海 200240；2.西安交通大學機械工程學院，西安 710049)

設計科學的爭論和設計競爭力

謝友柏1，2

(1.上海交通大學機械與動力工程學院，上海 200240；2.西安交通大學機械工程學院，西安 710049)

本文回溯了19世紀末以來西方關于設計科學的爭論，探討在前工業設計時期、工業設計時期和后工業設計時期中關于設計認知和理念的變化，特別是它們在整個工業設計時期中隨同滿足物質需求產品生產能力增長而發生的轉變。事實表明，當產能不滿足物質需求時，工業生產是以規模競爭優先；而當規模發展到極端而導致產能過剩并引發許多社會問題時，工業生產就轉向創新競爭。競爭模式改變導致設計認知和理念的變化：從保證大規模物質生產、符合物質演變規律，即理性的系統化的設計，到滿足人們對新的和美好生活的追求，并同時滿足物質需求、精神需求和社會需求統一的由創意引領的設計。哪一個設計能使創新成功，取決于競爭，不僅僅是市場競爭，而且是在社會發展中的競爭。現在不是會不會設計的問題，而是設計有沒有競爭力。中國正處在經濟增長方式轉變的關鍵時期，推動設計科學的研究，認識這些變化非常重要。本文提出了“競爭性設計”和“繼承性設計”的概念，并將后工業設計時期稱為競爭性設計時期。

設計；工業設計；設計科學；知識；知識獲取

1 前言

什么是設計？從文字的內涵上有很多研究[1]。不過換一個角度，設計也可以變得容易理解。一個人無論做什么事，都要先進行設計。這個設計有時很簡單，在頭腦里一閃而過，甚至僅僅在潛意識下進行；有時則非常繁重，要很多人耗費數年甚至更多時間，但都是設計。由此可以得到關于設計的一個定義：設計是人類一切有目的活動的起始，其內容是為實施制定路徑。人類的有目的活動都可以歸納為兩種行為：設計和實施。這兩種行為從時間上并不都要截然分開，在實施過程中，發現設計的實施方案或者路徑行不通，就要修改設計[2，3]。設計的簡單或者繁重取決于將要去做的事。如果要做的事很簡單，或者與過去已經做過的相似，設計就會比較容易。但是即使是重復過去的事，也同樣要設計。例如，從家里去公司上班，乘6號線地鐵就可以抵達，雖然每天都差不多，出門時總還要想一想。每天都會有不同的情況：下雨嗎，要不要帶傘？今天有重要新聞，要不要順路買一張報紙看看？太累了，是不是搭出租車去？等等。即使選擇并決定仍舊搭乘6號線到公司，也是對今天的出行做了一個設計。至于制造一架大型客機，它的設計就完全不同。例如，空中客車公司的A380（見圖1）是當前世界上載客量最大的客機，從1994年開始設計（或稱研發），到2006年才得到適航論證證書，歷時12年之久。

在精神世界里，設計的規模也可以很不相同：兩個人對話，你一句，我一句，每一句都是經過頭腦設計的，不過有時并不自覺；畫一幅畫，不論是觸景生情、自娛自樂，還是作為產品銷售，也都要先行設計；拍攝一部電影，那就復雜多了，既要顧及票房價值，又要考慮社會影響，從劇本改編，演員選擇，場景布置，到毛片剪輯等，無一不是精心設計的結果。

圖1 空中客車公司的A380飛機Fig.1 Airbus A380

社會事務更不可能沒有設計：出臺一個政策，組建一個機構，發起一個運動等，都要設計。設計得好壞，對社會向好的方向發展或者向壞的方向發展影響很大。人們經常批評政府政出多門造成的混亂，就是因為頂層設計沒有做好。

正因為設計既是每人每天都在自覺或不自覺做的，又是一切有關國計民生重大事件不可或缺的組成部分；既不能從時間上將它與實施截然分割，又不能從頂層到底層的層次上為設計劃出界線；所以很難為設計做出比上述定義更為精細的定義，也沒有必要。設計是為實施制定路徑，因此設計也是人類一項有目的活動，而且是最重要的有目的活動之一，是人類區別于動物的一個標志。

自從人類以制造工具使自己區別于其他動物，人就開始設計，設計是人類文明的重要組成部分。中國作為一個有悠久文明的國家，在設計方面也做出了許多杰出的貢獻。例如，關于政治的合縱連橫，關于軍事的三十六計，關于物質的四大發明——造紙、火藥、指南針和活字印刷，以及地動儀、木牛流馬等，都是優秀設計的典范。元末明初的文學作品《三國演義》[4]和宋代的紀實作品《天工開物》[5]就是兩本講了許多關于設計故事和實例的書。遺憾的是，并沒有見到那個時期研究設計的專門書籍，雖然這些設計都閃耀著設計者超人智慧的光芒，但是并沒有關于如何能夠復制這些光芒的論述，即沒有設計科學的研究。

2 關于設計科學的爭論

設計被視為一個領域，始于西方。把設計科學作為一個問題來討論，也是始于西方。爭論的核心是有沒有設計科學？設計與科學之間是什么關系？如果有設計科學，設計科學是什么？中國經歷了太長的封建統治，工業社會遲遲沒有到來，近百余年又是內憂外患，直到解放前，國家一直處于混亂和貧窮之中，錯過了這場爭論的參與。

較早使用“設計科學（design science）”這個詞的是沃爾特?格羅皮烏斯（Walter Adolph Georg Gropius，1883—1969）和理查德·巴克敏斯特·福樂（Richard Buckminster Fuller，1895—1983）。當時他們可能并沒有深究“設計”和“科學”這兩個概念之間的關系，而僅僅是希望表達自己對設計的某種企望。格羅皮烏斯是一個建筑領域的教育家，在他主持德國國立建筑學院（包豪斯Bauhaus）期間（1919—1927）以及以后在美國哈佛大學任教中，全力以赴地進行教育改革。他注重建筑造型與實用功能合而為一，主張從工業化的角度來發展設計教育，放棄傳統手工藝的設計教育。他力圖為設計尋求一個技術和藝術的“公分母”，實現技術和藝術的統一，并將這個追求表達為設計科學。福樂是有名的建筑師和發明家，他的理念是在設計中有效地利用科學原理使得地球上的有限資源能夠滿足全人類需求而不破壞植物的生態過程。他在世界各地演講，宣傳他的利用世界資源以造福人類的主張，并宣告將有“世界設計科學10年（1965—1975）”的到來。

實際上，在更早時候，就已經有人提出要“科學地設計”。與19世紀末和20世紀初西方現代主義哲學思潮發展同步，以滿足人類物質需求為主的產品——人造物（artifacts）的生產方式也發生了深刻變化。人類有目的活動，除人造物以外，還有人造事，平時講做事，其實這個事可以是事也可以是物，可以統一稱之為“產品”（廣義產品）。準確一點，可以有區別地說是生產滿足物質功能需求的產品，生產滿足精神功能需求的產品和生產滿足社會功能需求的產品，以下簡稱物質產品、精神產品和社會產品。如果以設計在物質產品生產中存在的狀態劃分，設計認知和理念的變化可以分為前工業設計時期、工業設計時期和后工業設計時期。在前工業設計時期，產品是由工匠手工做出來的。這個階段的特點是設計與實施不分，藝術和技術不分，都是在工匠自己的頭腦和手里進行和完成。這個時期的競爭取勝，創意和手藝是并重的。隨著工業社會的形成，機械化、電氣化和信息化使得生產物質產品的產能即實施的能力得到極大提高。于是設計和實施就不能再集中在一個人身上，設計完成以后，實施主要由機器設備來完成，這就產生了設計領域和許多專門做設計的人——設計師。

在大規模生產中，與過去手工作業一個工匠只做數得出的幾個產品不同，一個設計往往要做出成千上萬相同的產品，或者說是重復地實施成千上萬次（藝術產品、文化產品、思想意識產品、服務產品和政策產品等除外，仍舊或多或少保持手工作業的特征），于是就有了“工業設計”這個概念以示與其他設計的區別。例如，中國一個做汽車發動機活塞環的中等規模活塞環廠，一年可以生產1億多片活塞環，這些活塞環僅僅屬于數十個不同的設計。實施中不允許改變設計，大規模物質產品的生產是一個物質演變的過程，要求設計盡可能精準、可靠和符合自然科學（物質演變）的規律，任何設計失誤都會造成巨大損失，因此設計一旦完成，絕不輕易改變。而只有在改變設計時才發揮作用的創意，對于競爭已經不再總是那么重要。在工業社會發展的一個很長時間中，社會物質需求與產能之間的缺口推動物質產品生產規模不斷擴大，規模成為競爭的首選，創新則甚至成為規模競爭的對立面。專利往往被企業收買后鎖在保險箱里，自己不用也讓別人不能用，因為更改產品設計對于規模生產的投入會造成巨大損失。這種生產方式發展到極致就是由弗里德里克?泰勒（Frederick Taylor，1850—1915）提出的泰勒主義①http：//en.wikipedia.org/w/index.php?title=Scientific_management&oldid=606553150，和較早由亨利?福特（Henry Ford，1863—1947）創造的福特制生產②http：//en.wikipedia.org/w/index.php?title=Fordism&oldid=593605402的結合，實際上是一種剛性的流水作業物質產品生產模式。另一方面，自然科學如材料科學、工程科學、建筑科學和行為科學等的進展，其成果為設計的精準、可靠、符合自然規律和符合大規模物質產品生產等要求提供了手段，驅使人們在設計中越來越多地應用這些成果，換一個說法，就是越來越趨于理性。1920年，《風格派》雜志的主角荷蘭藝術家特奧?凡?杜思伯格（Theo van Doesburg，1883—1931）就說：“我們的時代反對藝術、科學、技術等中一切主觀的推斷。已經控制幾乎所有現代生活潮流的是反對動物的自發、自然的統治和藝術的廢話。為了構造一個新的對象，我們需要一種新的方法，也就是說一個客觀系統”[6]。這個觀點表明基于直覺和靈感的創意在設計中已經退居后位。設計方法運動在20世紀60年代發展得更為強勁，新的設計方法源于第二次世界大戰中為解決緊迫問題采用更科學的和更多依賴計算的方法，后來成為在民用上發展起來的如最優化、可靠性、運籌學和管理決策技術等。

這個時期的“設計科學”和“設計方法”是混為一談的，但是可以看到一個微妙的變化，設計科學的發展被引導向支持一種明確經過組織的、理性的和系統化的設計方法，而不是去探討設計和社會發展的關系。早前格羅皮烏斯和福樂的企望，即能夠對設計提供實際支持的設計科學，漸漸演變成為一個設計方法論的學術領域，在這個領域里設計科學趨同于系統設計方法，而精神功能的設計和物質功能的設計也就分道揚鑣，更談不上聯系到社會功能的設計。這個方法的代表作可以舉出格哈德?帕爾（Gerhard Pahl，1925—）和烏爾夫干格?巴爾茲（Wolfgang Beitz，1913—2013）的《工程設計學》[7]，它的副標題就是“系統的方法”，這本書被喻為設計方法的圣經[8]。不過這個系統設計方法并沒有被實際所完全接受，而是遭到了眾多批評，它的價值也沒有得到實際證明。

需要說明的一點，許多這類討論都同時提到設計過程，實際上設計過程不能獨立于設計方法存在，可以認為設計方法包括設計過程，不必單獨討論。

從20世紀70年代開始，出現了一股逆流，一些原來這個運動的開拓者后來又站到了相反的立場。例如，克列斯托福·亞列山大（Christopher Alexander，1936—）是創作過一種建筑和規劃方面理性方法的著名建筑師，他說：“我已經與這個領域脫離關系，在所謂的‘設計方法’中，對設計建筑有用的東西微乎其微，我絕不再讀任何這方面的文獻，我要說，忘掉它，整個忘掉它”[9]。另一位設計方法的開拓者杰·克列斯托福·約翰（J Christopher John，1927—）說：“在70年代里，我反對那些設計方法，我不喜歡機器語言，不喜歡行為主義，不喜歡將全部生命固定在一個邏輯的框架里”[10]。

這個工業設計時期后期的轉折可以從工業社會的發展歷程做出解釋。工業社會的前期，社會物質需求與產能之間的缺口推動生產規模不斷擴大，生產規模成為競爭的首選。經過一個時期，由競爭推動的技術進步使產能很快增加，量的需求逐步得到滿足并轉變為多余，并且導致產能過剩，資源浪費，環境污染。到一定程度，需求從量轉變成質，人們追求更美好的生活而不是低水平的物質占有，后者已經比較容易滿足，規模不再能解決問題。其中有兩個深刻的變化：一是新的東西往往更受到人們的追求，“新”要靠設計，要靠創意，創意成為設計中比精準、可靠和符合自然規律等更具有決定意義的要素，一旦設計出來，生產（實施）不再是很大問題；二是美好生活有多方面需求，包括物質功能需求、精神功能需求和社會功能需求。

例如，中國工程院在北京德勝門的院部建筑（見圖2），這在當時是一個新設計，中國工程院自1994年成立以后一直租用別的單位的樓宇。世界上沒有第二個中國工程院，當然這個設計是新的；它同時又必須能夠顯示中國工程院的世紀威望。在物質上要能夠容納中國工程院機關辦公、院士學術交流、院士短時間休息的需求，在精神上要能夠使人們感到一種端莊、凝重、活躍的學術氛圍和優美、舒適、自在的工作環境，而只要看到建筑就能夠意識到中國工程院在世界上的地位和影響則是它要滿足的社會需求。當然，建筑要符合自然科學和工程技術規律，滿足可靠性和成本等的要求也是不言自喻的。

圖2 中國工程院在北京德勝門的院部Fig.2 The office building of Chinese Academy of Engineering at Deshengmen in Beijing

如果說在工業社會發展的早期，物質功能是關注的重點，而到了現在，精神功能和社會功能需求則上升到了更重要的位置，甚至到了主要位置。例如，起初制造汽車只是為了載人或者運輸貨物，車輛只要能夠按照駕駛員的控制行進就可以；后來車多了，能夠行進已經不成問題，乘車成為生活享受和表現自身價值的要素，舒適、漂亮、豪華、多功能是購車族追逐的目標。另一方面，車輛越來越多，車輛的排放污染了環境，霧霾成為不可忍受的社會問題。限制排放就變成對汽車不斷提升的剛性需求（約束條件）。當創新競爭代替了規模競爭，創意就成為競爭更重要的要素。這種變化表現為在物質功能為主的產品中精神功能的權重在競爭中占有的比例越來越大；精神功能為主的產品（如文化、藝術）越來越受到人們的追求，占有越來越大的市場份額；社會功能為主的產品（如政策、金融等）更具有在世界上呼風喚雨的作用。設計中精神功能和社會功能的創新不能由自然科學的法則計算出來，而是來自在已有知識基礎上的創意；事實上，物質功能的創新也同樣不能計算出來。創意源于直覺和靈感，直覺和靈感產生于已有知識的重組，往往遵循一種行為反應的法則，而不能按照系統方法或者理性方法事先規定的路徑行進[2，3]。

在設計科學的發展被引導向形成理性的和系統化的設計方法而又遭到廣泛批評的同時，自然會引發討論：為什么要將設計和科學放在一個詞里面，能不能放到一起，以及設計和科學之間的區別究竟在什么地方？通常，設計可以是一個領域，可以是一種行為，也可以是一個行為的產物。設計是所有設計行為和行為產物總和的稱呼。當然，科學也是一個領域，有別于文學或者藝術。如果把科學用于指示一種行為，那么指的就是科學“研究”。科學也可以理解為科學研究的產物，科學研究產生科學。中文的魅力在于從上下文就可以知道一個多意詞在這里是什么意思，不必特意注明它們是名詞還是動詞。一些人由于不認可系統設計方法，就在設計和科學的不同上展開爭論以挑戰設計科學這個概念。“科學家力圖確定已有結構的組成，設計師則力圖塑造新結構的組成”[9]。“科學方法是一種探求已經存在事物性質的行為模式，而設計方法則是一種發明還不存在事物的行為模式，科學是分析性的，設計是構想性的”[11]。“自然科學關心事物是什么樣的，而設計則關心事物應該是什么樣的”[12]。

從這些爭論可以看到，將設計科學引導向發展一種理性的、系統化的設計方法的人，很大程度上是從自己專業的角度看設計，如德國的系統設計方法學派起源就是機械零件的設計[13]。他們并未將設計看成是人類一切有目的活動的起始。從專業角度看設計，方法至關重要，有了方法，設計就可以進行了。有些與各專業都有關的共同原則通常會部分溶入專業的設計方法，但是往往忽視了許多最重要的基本原則，也包括格羅皮烏斯和福樂企望的未來。而且不同專業的設計方法不會有很多相同的關注點。例如，外科醫生設計一個手術，畫家設計一幅油畫，導演設計一場演出，建筑師設計一幢高樓，機械工程師設計一臺發動機，軟件工程師設計一個計算程序，市長設計一個政策，教授設計一堂課程等，他們所用的方法之間有很大差別。如果任何一個專業的設計師將自己的專業設計方法說成是設計科學，爭論就不可避免，其實諸多爭論并未涉及設計和科學之間關系的本質，這在一些關于這方面的文獻中都可以看到[11，12]。從設計是人類一切有目的活動的起始的定義出發，設計科學研究的是對所有設計都適用的共同規律，這樣其實就沒有什么可以爭論的了。

“設計科學是學習、研究和積累設計過程及其操作的知識。設計科學致力于收集、組織和改進可能與設計相關的這些方面的思維和信息，在設計領域中提出和進行對實際從事設計的設計師和設計機構有價值的研究”[14]。雖然這一段描述后來被認為是“從實用主義轉向”[12]，但是還是為設計科學給出一個大概的輪廓。司馬賀（Herbert A Simon，1916—2001）曾經寫過：“很少有工程師和作曲家能夠進行一場關于各自專業工作內容的有共同價值的對話。然而筆者認為他們可以進行關于設計的這樣一種對話。這就可以發現他們都在從事相同的創造性活動，可以分享他們在創造性的專業設計過程中的經驗”[15]。因此，既不能認為設計就是科學或者設計與科學無關，也不能認為設計這樣一個人類一切有目的活動的起始沒有共同規律可以研究。

3 設計的競爭力和競爭性設計

從一百多年來關于設計科學的爭論可以看到，在整個工業設計時期，對設計的認知和理念發生了根本變化。從追求理性的設計到認為它沒有多少實際意義，從呼喚設計科學到強調設計和科學的不同等，這些變化深刻地反映了工業社會生產力的發展和變化，不僅是農業社會到工業社會的發展，更重要的是工業社會自身生產模式的改變。生產力的發展同時改變了人的追求和各種社會關系，也改變了工業設計。推動生產力發展的是競爭，起初競爭推動物質產品的生產規模發展，要求工業設計滿足規模發展的需要。當產能膨脹到極端，競爭又否定規模發展，要求工業設計支持創新發展。回憶工業設計時期早期，提出設計科學的格羅皮烏斯和福樂，他們都是建筑設計師。建筑是物質需求、精神需求和社會需求，或者自然科學、工程技術與藝術結合始終較為緊密的領域，他們更多考慮在設計時將各種需求統一起來，上一節關于中國工程院院部建筑設計的例子已經討論過這個特點。不過工業社會里許多其他工業領域的情況并非如此。許多物質產品特別是不直接為人所消費的產品，關注的是物質功能的創新，對滿足精神需求要求不高，極端情況如核反應堆內部的主循環冷卻泵，人難得在它旁邊工作，設計中很少考慮精神需求，反應堆主循環冷卻泵的設計是追求60年不維修而能夠可靠工作。泰勒主義和福特主義追求的是滿足產品規模競爭的需求，以擴大規模、降低生產成本競爭取勝，因此理性的、系統化的設計理論和方法在這些領域中似乎更吸引注意。后來雖然有了精益制造、敏捷制造、柔性制造和計算機集成制造系統（CIMS）等的出現，但是其追求的目標并沒有多少根本變化。這種生產競爭的模式形成了產生如帕爾和巴爾茲的《工程設計學——系統的方法》一書的環境，主要是針對（廣義）機械產品的設計，它不能用于軟件設計，也不能用于工藝設計、建筑設計和材料設計等，這就引起各種詬病。同時，由于各行各業都形成了自己的設計理論和方法，工業設計的內容其實已經被掏空，只剩下了一個“表觀”設計的外殼。另外，既然設計是人類一切有目的活動的起始，并不是所有產品（廣義）都像工業產品的設計那樣需要和可以大規模實施（生產），國家制定五年計劃，動用浩大的資源和人力來做這個頂層設計，最后只能實施一個計劃。許多文化和藝術產品設計仍舊保持前工業設計時期的模式，設計者也是實施者，雖然利用了大量現代技術，如影像、聲響、信息處理等，不過設計的基本特征也沒有太大變化，頭腦中基于直覺和靈感的創意仍然占據主要地位。

那么，設計科學向理性化和系統化方法方向發展怎么又引起詬病了呢？這是因為生產能力發展導致設計認知和理念的變化，使得原來保證規模競爭需求的理性化和系統化的設計不再能夠滿足創新競爭設計的需要。

已經說過，產能的極大發展導致社會發生了兩個與設計有關的深刻變化。一個是“新”成為追求的目標，許多被拋棄的事物，并不是因為不能用了，而僅僅是因為它們不再是新的。另一個是越來越多的人在物質功能需求比較容易滿足后，進而更多追求精神功能需求和社會功能需求的滿足。追求精神功能既表現在對于物質功能為主的產品，要求其同時能夠越來越多地滿足精神功能需求，又表現在對精神功能產品的熱捧。如果用20世紀三四十年代和現在演員的身價相比，那是天壤之別，這就是文藝產品從為極少數達官顯貴服務轉變為滿足大眾精神功能需求的結果。而旅游居然能夠形成這樣大的市場，更能夠說明這種精神功能需求已經能夠成為普通人群追逐的目標。社會功能為主產品，包括各種制度、政策和組織機構的設計就成為人類其他各種活動和美好生活能否正常進行和實現的保證。社會的價值觀、道德、風尚也都是必須和可以引導和塑造的，這就要設計各種各樣以滿足社會功能需求為主的產品。追求“新”和更新速度的不斷增加，社會不斷從平衡到不平衡，出現越來越多的新的問題，社會產品更新速度和要求達到新平衡的迫切程度也越來越高。隨著經濟全球一體化和網絡時代的到來，網絡信息產品、網絡金融產品、網絡文化產品、網絡服務產品和物質產品在網絡上的交易，不斷給設計提出新的方向和新的內容，而且產品的物質功能、精神功能和社會功能也越來越趨于同一化而難以在設計中孤立地考慮。這只要看手機的出現和發展對社會帶來多快、多大的影響就不必更多論證了。當然，手機如此競爭發展的正面和負面作用還需要觀察，社會功能需求被人們認識往往需要很長時間。

創新是為了競爭取勝，要求采用此前未曾用過的知識和滿足現在不能滿足的需求。創新競爭首先要求不斷改變設計，設計中此前未曾有過的解決方案的設想就是創意，沒有創意的引領，就沒有新的設計，沒有正確的設計，就沒有成功的創新。創意是一個基于創意者知識的主觀行為，而產品則是需要被客觀所接受。創意產生后，是否能夠符合設計所企望滿足的需求，是否考慮到客觀的現狀和變化，是否考慮到各種約束條件，是否能夠競爭取勝，都要經過理性的評價和檢驗，這些就是科學，是探求已經存在事物（創意）性質的行為。不僅是自然科學，而且還有心理科學和社會科學，除非某些創意僅僅是供自己欣賞。成功的創新一定要得到社會認可，創意和創新的區別就在這里。創意和評價是設計的兩個基本要素。

創意的基礎是已有知識，而創意的評價手段是獲取新知識，設計的本質是知識的流動、競爭和進化。設計所需要的知識，絕不僅僅是哪一個專業的知識，這方面已經有很多論述[2，3，16，17]。

當人們追求新的時候，哪一個設計更能夠適應新的需求？當人們追求美好生活的時候，哪一個設計更能夠提供美好生活？這是由競爭決定的。推動生產力發展的是競爭，推動設計發展的也是競爭。即使都是正確的設計，其成功與失敗取決于競爭。正確與否最終并不是看計算與試驗的結果，而是看它在市場上的競爭力[16，17]。諾基亞（Nokia）手機之所以失敗，不是它在計算和試驗中出了什么問題，也不是它在生產技術上落后了多少，而是在對社會需求變化的理解和運用上輸給了蘋果（Apple）和三星（Samsung）。

但是也要注意，不僅僅是市場上的競爭力，還需要有在社會發展中的競爭力。曾經和許多企業家討論過，企業的目標是什么？幾乎絕大部分答案都是“賺錢”或者類似的措辭。如果不關心社會責任，為利益競爭而將社會導向破壞和諧和美好生活，這種設計最終也是要被社會所拒絕的[2，3]。令人擔憂的是，這類設計現在到處都可以看到。

因此，設計科學至少有兩個命題急待研究：創新中設計競爭的規律，以及知識在設計中的行為和高效運用。一本廣為流傳的書里介紹了許多美妙的創新成功故事，特別是創意在創新中的引領作用，但是缺少分析創新中設計的知識本質[18]。另外一本為設計科學做出重要貢獻的書[19]提出設計中有兩個公理，不足之處是沒有給出當兩個設計公理不能滿足時如何得到解決問題的知識，這在該書譯者序里面已經討論。

從上面的分析可以理解20世紀70年代出現的這股逆流的生產和社會背景，這股逆流是工業設計更深刻變化的前奏，同時也預示后工業設計時代的到來。設計不再為規模競爭服務，而是為創新競爭服務。設計也已經不再是孤立的工業產品的設計。如果工業設計是應工業社會之運而生，那么在工業社會這個名稱已經不能表達當前社會特征的今天，工業設計時期這個名稱也需要有另外一個更能夠表達今天和以后設計特征的名稱。這個名稱就是“競爭性設計時期”，而工業設計也需要用“競爭性設計”來取代。工業設計時期由于規模競爭的需要，設計中變化的成分往往不如繼承的成分，可以說比較多的是“繼承性設計”。前面說過的每天設計如何乘6號線地鐵上班的例子一般都是繼承性設計。競爭性設計時期需要的是創新競爭，雖然也有大量繼承性設計，但是決定創新是否成功的則是設計中的競爭性成分或者叫做設計的競爭力。因此，研究設計科學，為后工業設計時期即競爭性設計時期做好準備，已經到了前所未有的迫切程度。

4 在中國推動設計科學研究的意義

上一節介紹過的一個觀點，“設計科學是學習、研究和積累設計過程及其操作的知識。設計科學致力于收集、組織和改進可能與設計相關的這些方面的思維和信息，在設計領域中提出和進行對實際從事設計的設計師和設計機構有價值的研究”[13]。這一段關于設計科學的描述缺少對設計行為更高層次的概括，僅僅從某些專業領域的設計看問題，僅僅企望對“從事設計的設計師和設計機構有價值”，而沒有將問題擴展到人人都設計，設計無處不在[20]。許多一直在做非常重要設計的人和機構并沒有設計師和設計機構的稱謂，這些稱謂長期以來只在工業產品設計領域中使用。對于工業產品設計的人和機構，在沒有認識設計是一種競爭以前，更高層次基本規律的概括從表面上看并不如設計方法對他們那么重要，這一點從眾多在這些領域中的知名之士的爭論就可以看得很清楚。顯然，不是會設計或者能夠設計就行。對設計更高層次的概括不能脫離競爭力這個核心目標。

下面分析一下設計科學研究對中國的意義，不過這絕不是說設計科學僅對中國有意義，它對所有設計活動是否能夠支持社會進步具有決定性作用。設計科學研究將幫助人們認識前工業設計時期到工業設計時期設計的變化，認識工業設計時期中設計認知和理念幾經轉變的根本原因，并且預告要為后工業設計時期到來做好準備。

中國現在是一個制造大國。全球制造業的大公司多數都把它們的一些制造廠轉移到了中國，世界各地市場上到處可以看到“中國制造（Made in China）”的產品。曾幾何時，中國人還一直為沒有中國制造的產品遺憾，這個時代已經過去。從1979年到2004年，在四分之一世紀中，中國國內生產總值（GDP）的年平均增長為9.6%，制造業的貢獻在三分之一以上[21]。出口額中制造業也占有相當大的比例，根據中國海關總署發布的數據，2007年上半年僅機電產品出口就占出口總值的56.7%。原則上講，材料、輕工產品和日用品都屬于制造業范疇，如果把這些都算上，那就是絕大部分了。

不論我們祖先曾經創造了多少古代文明，曾經有過多么先進的制造技術，發明了造紙、火藥、指南針和活字印刷；也不論早在1405年，一支由260多艘海船組成的龐大船隊在鄭和帶領下，載著2萬多人，航行13萬多海里，向沿途30多個國家和地區顯示了中國造船業的強大，而直到87年以后，哥倫布才帶著3艘小型的輕快帆船和87人，開始了西方國家的第一次遠航。不過中國的近代制造業，也就是近代工業，其萌生則是遲至19世紀中葉。那時中國的制造技術已經遠遠不能與先進國家相比，洋槍、洋炮、洋船、洋火（火柴）、洋油（點燈的煤油）都從國外引進。當時的滿清政府在鴉片戰爭等對外作戰的屢屢慘敗以后，一部分人開始認識到一味從國外求購“堅船利炮”不是辦法，于是有“機器制造一事，為今日御侮之資，自強之本”的說法。1865年，作為先后成立的40多個兵工廠中最有代表性的、也是最大的江南機器制造總局（即現在的江南造船廠）在上海成立。中國的第一個煉鋼爐、第一爐鋼、第一艘機動兵船、第一尊后膛鋼炮、第一磅無煙火藥、第一艘萬噸輪船都是在這里誕生的，因此有“中國第一廠”的稱號。

自那時起，在一個半世紀中，無數中國人本著一味從國外求購“堅船利炮”不是辦法的認識，為實現“機器制造一事，為今日御侮之資，自強之本”，實現有一個自己的強大的制造業的期望，前赴后繼。在此期間，又實現了許多新的第一，如第一個人造地球衛星、第一顆原子彈和氫彈、第一輛利用流水生產線生產的汽車、第一臺萬噸水壓機、第一艘核潛艇、第一套200 MW汽輪發電機組、第一艘載人飛船等。但是，當中國為所有這些第一慶賀的時候，不能不想到所有這些第一都比國外落后一個相位。例如，當我們拼命追趕，生產出自己的電站亞臨界發電機組時，國外已經有了超臨界發電機組；當我們引進超臨界發電機組技術，努力消化吸收投入生產時，國外又研制出了超超臨界發電機組。一個不爭的事實是，那些世界各地市場上“中國制造”的產品大多不是中國的品牌；現在城市里滿街道跑的汽車大多也不是中國品牌。如圖3所示，在上海制造的通用轎車就是例子。中國實現了制造大國的期望，但是中國還遠遠不是制造強國。為什么這么多人經過一個半世紀奮斗，中國的制造業還不能稱為“強”？中國是在什么條件下變成了制造大國？為什么中國變成了制造大國，卻沒有變成制造強國？又是什么條件使中國不能成為制造強國？所有這一切，難道不值得深入思考和研究？如果不總結經驗、教訓，不找到正確的解決方法，也許再過一個半世紀，一個強制造業的期望仍舊不能實現。

圖3 上海通用生產的轎車Fig.3 A car made by Shanghai GeneralMotors Corporation

從“中國第一廠”成立到1949年全國解放，在近一個世紀的時間中，中國經歷了滿清帝國崩潰、民國初期軍閥混戰、抵抗日本侵略八年抗戰和其后的解放戰爭。國家不統一，封建、半封建、半殖民地的政治制度，當然沒有實現強大制造業期望的可能。1949年中國鋼產量只有1.58×105t/a，人均產量約為300 g，不夠打一把菜刀，制造業近乎空白。1949年到1979年，國家統一了，政府也集中很大力量發展經濟。但是西方出于政治偏見對中國實行嚴厲的經濟和技術封鎖，工業發展需要的技術唯一外源只有蘇聯，后來也中斷了。這時國家高度重視獨立自主、自力更生和趕超世界先進水平，在30年的時間中，經過幾代人艱苦奮斗，從無到有，從輕工業到重工業，從民用工業到國防工業，從知識積累到人才培養，都有了相當規模，形成了一個較為完整的工業體系。但是國家關于如何發展經濟，如何在技術上趕超，認識還不成熟，也不穩定，特別是因為被排除在國際合作的隊列之外，不甚了解形勢的變化和發展，沒有能夠跟上世界經濟和技術發展的主流，沒有成為制造強國，不能不說是有其必然性。1979年前后，西方封鎖逐漸放松，中國開始實行改革開放政策，政治穩定，發展經濟被提高到前所未有的地位，工業發達國家開始大規模對中國投資。2001年中國加入世界貿易組織（WTO），標志中國正式加入了這個全球經濟發展的俱樂部，中國在一個新的游戲規則下開始新一輪的搏斗，于是就開始了在四分之一世紀中，中國GDP年平均增長9.6%，中國變成了一個制造大國的過程。但是如前所說，中國仍舊不是一個制造強國，而且在高速發展中又產生了許多新的矛盾，如環境破壞，能源緊張，工業生產事故頻發，貿易摩擦愈演愈烈和國內貧富差距越來越大。這又究竟是一個什么問題呢？

當然可以有很多理由：從經濟、技術到管理，沒有經驗、必須摸著石頭過河的學費等，但是這些都沒有給出問題的內在規律及其解決方案。鑒于設計是實施（制作）行為的起始，因此從設計在制造業中的現狀來分析研究問題的內在規律并尋求解決方案，本來是順理成章的事。但是事實并非如此，設計從來都沒有站到它應有的位置上，在國家關于制造業發展的討論和規劃中，設計兩個字總是出現在不顯眼的地方，有時就根本找不到。到很多企業去參觀，總工程師們總是帶你去看他們有什么高級的加工設備，能加工什么、能做什么難以加工的零部件，能夠做多么大、多么重的東西，炫耀他們的加工能力。很少有人向你介紹他們在產品設計方面的能力，介紹支持產品設計的知識獲取手段，如實驗室、分析軟件、知識庫和知識管理，幾乎沒有人向你介紹什么是他們自己研發并占有了世界市場的產品。可以看出，能夠照貓畫虎地把東西做出來就是他們的追求和驕傲。曾經舉國推進的CIMS，不論在當時產生多少爭論，或者有多少企業因此而債臺高筑，有一個結果是肯定的，那就是中國企業的加工能力漸漸達到了現代水平。這個結果的標志就是外國企業愿意將它們的產品拿到中國來加工，中國變成了世界車間，具備了替外國企業在加工上打工的資質。全世界市場上都可以看到中國制造，但是不是中國設計的。說明中國的制造業還看不到設計競爭是制造業中一種更高層次的競爭，看不到創新是設計的靈魂。這不能不說是前一個半世紀歷程帶給人們精神上的缺失，也是文化中遺憾的地方。

當然，也不是沒有人看到這個問題，到世紀交替前后，設計問題也漸漸被人們提起。因為沒有對設計科學發展歷程的研究，繼承性思維始終占統治地位，對競爭性設計缺乏準備。與前面講到的爭論一樣，人們關心的是本專業的設計方法，甚至對本專業的設計理論研究也興趣不大，常常是拿著方法當理論。于是各種設計方法、設計軟件、設計設備，像TRIZ、QFD（質量功能展開），ANSYS、ADAMS（機械系統動力學自動分析）、MDO（多學科優化）、Pro/E、PDM（產品數據管理）和PLM（產品生命周期管理）等，包括許多試驗設備、測試儀器、計算機、處理器、存儲器等，隨著國家經濟形勢好轉，這些都如雨后春筍般地涌入中國。隨著中國教育的高速發展，受過高等教育的人多了起來，上述軟件和硬件的大量引進，國外大企業也越來越多地將他們的研發機構搬到中國來，因為中國的腦力勞動成本也較低。可是當我們為某某大企業將研發機構落地到自己城市而興高采烈、放鞭炮的時候，是否想到過這就是我們的設計競爭力嗎？當我們對設計科學的發展和設計競爭力沒有充分認識，對競爭性設計時期到來沒有準備時，我們是不是又會如變成具備體力打工仔資質的國家——世界車間那樣，變成了具備腦力打工仔資質的國家，替國外大企業做他們不想做的繼承性設計——成為“世界繼承性設計中心”呢？當然可以冠以研發機構的稱號。

所謂制造業，指的就是物質產品的生產。其實不僅是物質產品、精神產品和社會產品不重視設計，不研究設計科學更有甚者。因為沒有設計師或者設計機構這樣的稱謂，許多人每天都在設計[21]，但是他們卻認為自己與設計無關，并不認為要研究什么設計科學。這不能不讓人聯想到20世紀西方世界的設計認知變化的歷程。中國在一百多年以后的今天，能不能自覺地避免重復那些彎路而迎頭趕上呢？

5 結語

歷史表明，生產力的發展是社會關系變革的基礎，而社會關系的變化又極大地推動了生產力的發展。人們對新和美好生活的追求是生產力發展和社會關系變化的推動力，這種發展和變化提出了越來越多、越來越快和越來越好的創新的要求。多、快、好產生于競爭，創新的成功也產生于競爭。沒有正確的設計，就沒有成功的創新，因此設計是否正確最終是由競爭決定的。設計科學的研究最終或許要回歸到格羅皮烏斯和福樂的企望，當然其內涵要比那時豐富得多，這是因為人類的知識積累和獲取新知識的能力與一百年以前已經完全不可同日而語。創意的基礎是已有知識，而創意的評價手段是新知識獲取，設計的知識本質決定了設計過程是知識流動、競爭和進化的過程。設計的競爭力最終要歸結到已有知識和新知識獲取資源高效運用的競爭，也包括如何設計一個能培養出高效運用已有知識和新知識獲取資源的設計人才的教育體制的競爭。中國要想在一個比較落后的基礎上走到世界前列，研究設計科學爭論和發展的歷程，有意識地直奔正確的目標，補上設計科學研究缺失的這一課，是需要認真考慮的。

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Controversy on design science and competitiveness of design

Xie Youbai1，2
(1.School of Mechanical Engineering，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai 200240，China；2.School of Mechanical Engineering，Xi’an Jiaotong University，Xi’an 710049，China)

The controversy on“design science”since the end of the 19th Century was reviewed.An analysis of the change of the cognition and idea of design in the period of pre-industrial design，period of industrial design and period of post-industrial design was given，especially in the period of industrial design.The change came following a rapid increase of the production capacity in satisfying material needs.In fact，when the capacity could not satisfy material needs，the competition of industrial production was scale expanding priority.Until an extremely expanding led to an overcapacity and a series of social problems the competition became to innovation priority.The change of competition paradigm changes the cognition and idea of design：from a rational and systematic design which ensures the large scale production of material products and followed the principles of material transformation into a creativity leading design which tracks the desire of people in pursuing new things and better life which must meet simultaneously the material needs，psychological needs and social needs.Which design can make the innovation successful is decided by competition，not only the competition in market but also the competition in the social development process.The problem now is not that one who can or cannot design but the design with or without competitiveness.China is now on the way of mode transformation of economic development and it is very important to push forward the study of design science and make clear the change in design cognition and idea.The concepts of“competitive design”and“inheriting design”are suggested and discussed in the paper.

design；industrial design；design science；knowledge；knowledge acquirement

C93

A

1009-1742（2014）08-0004-10

2014-05-29

國家自然科學基金重點項目（50935004/E05067）；機械系統與振動國家重點實驗室基金項目（MSVZD201401)

謝友柏，1933年出生，男，江蘇高郵市人，中國工程院院士，教授，博士生導師，主要研究方向為機械學、設計理論及方法、摩擦學；E-mail：ybxie@mail.sjtu.edu.cn