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创新，作为一种开拓性的问题解决过程（problemsolving process）[1]，[2]，在面对新困难以及试图打破旧有局限时，往往具有四两拨千斤的效果。因此不论对个人还是组织机构，创新都具有重大价值与意义。创新活动（creative act）是创新思维（creative thinking）的行为表达。创新活动普遍存在于社会生活的各个方面。其中，产品设计是创新需求最为显著、创新活跃度最高的领域之一。在产品设计过程中，概念设计阶段通过对产品概念的定义，规划了产品的主要属性与特征，也是设计创新的核心环节。本文基于已有研究成果，对产品概念设计的创新思维特点和设计创新的两种模式进行了简要分析与讨论。
1 创新思维的特点
概念设计是产品开发过程中将用户需求转换成产品或服务及其各方面属性的过程。概念是人对事物及其发展过程的特点及意义所形成的思维结论，产品概念即设计者对设计问题及其求解所产生的思维总结。产品概念中所包含的设计信息，体现了设计师在创意过程中对设计知识的处理与应用，是创意思维活动的结果[3]。任何新想法的产生都是基于已有知识的推理与转化。创新与创意是将先前没有关联的事物之间建立了偶然的联系[4]。发散性思维，也称“头脑风暴”，作为一种有效的拓展和建立事物之间关联性的思维方式，被设计界广泛应用。头脑风暴，是基于内部信息（设计师的个人知识与经验）与外部信息（从其他外部环境获取的知识与信息）的一系列搜索、关联、匹配和初步筛选过程。富有创造力的人往往能将常人无法联系在一起的事物进行关联与转化，这种联想与类比的能力是设计创新思维的典型表现（图1是阿莱西公司的设计想象力，将产品的使用情景进行主题关联与比喻）。
在创新研究中，对创新的度量主要有两种思路：一是差异性度量（divergent thinking，DT），侧重于考察发散性思维成果的多样性[5]；另一种是远距离关联性测试（remote association test，RAT），侧重考察聚敛性思维（convergent thinking）成果的独特性。创新的度量方式是基于创新性定义的三个方面的内容：独创性（original），有用（useful），以及非显而易见（nonobvious）。独创性，即要求新的产品概念相较于已有的同类产品之间存在差别，也即具有新的特征与属性；有用，即设计能满足某些需求或解决某类问题；非显而易见，从思维的过程来说，主要有以下三个特点：信息资源更丰富，信息的关联结构更复杂，以及信息匹配更充分。
1.1 限定性认知环境[3]
正如我们只能无限接近真理，人对信息的掌握也只有趋于完善，而不可能绝对完备。现实中，由于知识与信息客观获取情况以及思维主体自身的信息处理能力，直接限制了创意活动中参与的个体或组织可利用的信息资源。这些所有可供利用的知识与信息的总和构成了创意思维的认知基础。在现有的限定性认知基础之上，进行以设计问题为中心的信息搜索提取，以及一系列创意思维的知识处理过程。激发创意时经常提到的“think out of the box”，这里的“box”某种程度上也是我们相对稳定的认知基础。因此，可调用的信息储备越完善意味着创意思维的认知环境越广阔，从而有利于建立起更充分和广泛的信息关联与匹配。
1.2 信息关联结构
信息存储于人脑的记忆空间中，被提取与关联的前提是信息的激活。Gabora[4]指出，记忆在人脑中的分布具有稀疏性，且每次只有部分记忆能够被当前任务或经历所激活，激活强度从激活中心扩撒衰减。也就是说，越靠近激活中心的信息，越容易被人脑所关联和提取。如图2所示，记忆空间的激活范围以红圈为边界，区域内的所有信息将被有效激活。且由于d2 信息关联是以最初的激活点为中心，向外围扩散中产生新的激活点，并建立起这些激活点之间相互联系的过程。建立的这些信息点之间的关联结构，从形式上可以分为线性和网络两种。充分的线性关联有树状结构的特点。而网络关联打破了线性的层级结构和概念边界，将极大地拓展信息之间的可关联性。
1.3 信息匹配模式
创意过程主要涉及两种思维模式：关联模式（associative mode）与推理模式（analogical mode）[4]。关联模式是通过对非近邻或非常规关联的建立来获取潜在的新的解决方案。推理模式，被认为是创意智能的核心环节。在创意设计中被广泛应用的创意推理包括：跨领域信息转换（类比），概念的整合，以及概念空间的拓展和转变[6]。其中类比推理是根据类比原型和认知对象两者之间的属性相同或相似，从而推知它们的另一个属性也相同或相似的推理。不同于联想与想象的自发性，类比推理是一种有预定目的的思维活动，它以原有知识为基础，作进一步知识的扩展，使认知从一个领域过渡到另一个领域，是创造性思维的重要体现。通过推理与关联两种思维模式，信息得以进行搜索，匹配，转化与应用，从而获得创新思维成果。
设计活动中，根据匹配的信息内容可分为：情境匹配、任务匹配、偏好匹配、形式匹配等。设计师对产品概念的规划与用户对产品概念的解读，都是信息匹配的过程。前者是根据自己的设计认知环境构建产品概念空间，并以设计语言为媒介进行表达；而后者的过程刚好与之相逆，用户以产品的设计语言为线索，对产品概念空间进行重建和认知。设计师通过恰当的设计语言引导用户构建正确的心智模型，从而保障设计概念被顺利理解。
因此，设计创新活动主要存在于两个环节：一是对产品概念空间的构建过程，另一是对设计语言的探索与表达。这两个环节都涉及信息的语义认知和匹配过程。准确而丰富的信息匹配能提高产品的可用性水平，拓展产品的概念空间，增强使用体验。 2 设计创新模式
创新设计（creative design）被定义为产生新的设计类别的认知过程（a cognitive process that generates new class of designs）[7]。设计创新从进程模式上，可以分为渐进式创新和颠覆性创新两种，它们之间具有量变与质变的关系，颠覆性创新通常建立在持续的渐进式创新成果基础之上。
渐进式创新是设计创新的主要形式。从概念空间的角度，它是对产品概念内涵的扩充和调整，使之具有与同类产品不同的性质和内容。典型的渐进式创新包括产品性能的优化更迭（技术创新为主导）和产品类别细分（需求为主导）。以手机产品为例，依赖信息通讯，触屏等技术的发展使手机从早期的形态和功能逐步演变成今天支持各类服务的智能移动通讯终端。同时，商务机、老人机、学生机等细分类别从中涌现。通过渐进式创新，一方面产品概念的内涵得到不断进化和完善，另一方面产生出产品的各种子类别，极大地丰富了人们的物质生活。
颠覆性创新是对概念内涵的全面革新。从概念空间的角度，它既可以是对原有概念的重定义，又可以是生成一个全新的概念。例如手机设计中的自然手势交互，它通过人机交互方式的改变重新定义了手机的操作特性和人机关系。包括手机钱包、移动支付等，则是全新的产品和服务。它们都是颠覆性创新的典型。
创新思维研究的主要目的是为促进和发展创新活动。众多学者从教育、艺术、设计、脑科学、心理学等多个领域，对创新思维及其影响因素进行了研究与探讨。这些成果从多个角度，为引导、培养和激发创新提供了方法与渠道。随着脑科学与智能计算的发展，创新思维的奥秘将被进一步解开，智能化设计与创新时代也将随之而来。
参考文献
[1]Mumford MD，Mobley MI， Uhlman CE， ReiterPalmon R，Doares LM. 1991.Process analytic models of creative capacities.Great. Res.J. 4：91-122.
[2]Runco MA.1994.Creativity and its discontents.see Shaw & Runco 1994，pp.102-23.
[3]Bonnardel N. Towards understanding and supporting creativity in design：analogies in a constrained cognitive environment[J].Knowledge-Based Systems，2000，13（7）：505-513.
[4]Gabora L. Cognitive mechanisms underlying the creative process[C]//Proceedings of the 4th conference on Creativity & cognition.ACM， 2002：126-133.
[5]Sanchez-Ruiz M J，Pérez-González J C，Romo M， et al. Divergent thinking and stress dimensions[J].Thinking Skills and Creativity，2015，17：102-116.
[6]Gero J S. Introduction： Creativity and design[M]//Artificial intelligence and creativity. Springer Netherlands，1994：259-267.
[7]Gero J S. Computational models of creative design processes[M]//Artificial Intelligence and creativity. Springer Netherlands，1994： 269-281.
1 创新思维的特点
概念设计是产品开发过程中将用户需求转换成产品或服务及其各方面属性的过程。概念是人对事物及其发展过程的特点及意义所形成的思维结论，产品概念即设计者对设计问题及其求解所产生的思维总结。产品概念中所包含的设计信息，体现了设计师在创意过程中对设计知识的处理与应用，是创意思维活动的结果[3]。任何新想法的产生都是基于已有知识的推理与转化。创新与创意是将先前没有关联的事物之间建立了偶然的联系[4]。发散性思维，也称“头脑风暴”，作为一种有效的拓展和建立事物之间关联性的思维方式，被设计界广泛应用。头脑风暴，是基于内部信息（设计师的个人知识与经验）与外部信息（从其他外部环境获取的知识与信息）的一系列搜索、关联、匹配和初步筛选过程。富有创造力的人往往能将常人无法联系在一起的事物进行关联与转化，这种联想与类比的能力是设计创新思维的典型表现（图1是阿莱西公司的设计想象力，将产品的使用情景进行主题关联与比喻）。
在创新研究中，对创新的度量主要有两种思路：一是差异性度量（divergent thinking，DT），侧重于考察发散性思维成果的多样性[5]；另一种是远距离关联性测试（remote association test，RAT），侧重考察聚敛性思维（convergent thinking）成果的独特性。创新的度量方式是基于创新性定义的三个方面的内容：独创性（original），有用（useful），以及非显而易见（nonobvious）。独创性，即要求新的产品概念相较于已有的同类产品之间存在差别，也即具有新的特征与属性；有用，即设计能满足某些需求或解决某类问题；非显而易见，从思维的过程来说，主要有以下三个特点：信息资源更丰富，信息的关联结构更复杂，以及信息匹配更充分。
1.1 限定性认知环境[3]
正如我们只能无限接近真理，人对信息的掌握也只有趋于完善，而不可能绝对完备。现实中，由于知识与信息客观获取情况以及思维主体自身的信息处理能力，直接限制了创意活动中参与的个体或组织可利用的信息资源。这些所有可供利用的知识与信息的总和构成了创意思维的认知基础。在现有的限定性认知基础之上，进行以设计问题为中心的信息搜索提取，以及一系列创意思维的知识处理过程。激发创意时经常提到的“think out of the box”，这里的“box”某种程度上也是我们相对稳定的认知基础。因此，可调用的信息储备越完善意味着创意思维的认知环境越广阔，从而有利于建立起更充分和广泛的信息关联与匹配。
1.2 信息关联结构
信息存储于人脑的记忆空间中，被提取与关联的前提是信息的激活。Gabora[4]指出，记忆在人脑中的分布具有稀疏性，且每次只有部分记忆能够被当前任务或经历所激活，激活强度从激活中心扩撒衰减。也就是说，越靠近激活中心的信息，越容易被人脑所关联和提取。如图2所示，记忆空间的激活范围以红圈为边界，区域内的所有信息将被有效激活。且由于d2
1.3 信息匹配模式
创意过程主要涉及两种思维模式：关联模式（associative mode）与推理模式（analogical mode）[4]。关联模式是通过对非近邻或非常规关联的建立来获取潜在的新的解决方案。推理模式，被认为是创意智能的核心环节。在创意设计中被广泛应用的创意推理包括：跨领域信息转换（类比），概念的整合，以及概念空间的拓展和转变[6]。其中类比推理是根据类比原型和认知对象两者之间的属性相同或相似，从而推知它们的另一个属性也相同或相似的推理。不同于联想与想象的自发性，类比推理是一种有预定目的的思维活动，它以原有知识为基础，作进一步知识的扩展，使认知从一个领域过渡到另一个领域，是创造性思维的重要体现。通过推理与关联两种思维模式，信息得以进行搜索，匹配，转化与应用，从而获得创新思维成果。
设计活动中，根据匹配的信息内容可分为：情境匹配、任务匹配、偏好匹配、形式匹配等。设计师对产品概念的规划与用户对产品概念的解读，都是信息匹配的过程。前者是根据自己的设计认知环境构建产品概念空间，并以设计语言为媒介进行表达；而后者的过程刚好与之相逆，用户以产品的设计语言为线索，对产品概念空间进行重建和认知。设计师通过恰当的设计语言引导用户构建正确的心智模型，从而保障设计概念被顺利理解。
因此，设计创新活动主要存在于两个环节：一是对产品概念空间的构建过程，另一是对设计语言的探索与表达。这两个环节都涉及信息的语义认知和匹配过程。准确而丰富的信息匹配能提高产品的可用性水平，拓展产品的概念空间，增强使用体验。 2 设计创新模式
创新设计（creative design）被定义为产生新的设计类别的认知过程（a cognitive process that generates new class of designs）[7]。设计创新从进程模式上，可以分为渐进式创新和颠覆性创新两种，它们之间具有量变与质变的关系，颠覆性创新通常建立在持续的渐进式创新成果基础之上。
渐进式创新是设计创新的主要形式。从概念空间的角度，它是对产品概念内涵的扩充和调整，使之具有与同类产品不同的性质和内容。典型的渐进式创新包括产品性能的优化更迭（技术创新为主导）和产品类别细分（需求为主导）。以手机产品为例，依赖信息通讯，触屏等技术的发展使手机从早期的形态和功能逐步演变成今天支持各类服务的智能移动通讯终端。同时，商务机、老人机、学生机等细分类别从中涌现。通过渐进式创新，一方面产品概念的内涵得到不断进化和完善，另一方面产生出产品的各种子类别，极大地丰富了人们的物质生活。
颠覆性创新是对概念内涵的全面革新。从概念空间的角度，它既可以是对原有概念的重定义，又可以是生成一个全新的概念。例如手机设计中的自然手势交互，它通过人机交互方式的改变重新定义了手机的操作特性和人机关系。包括手机钱包、移动支付等，则是全新的产品和服务。它们都是颠覆性创新的典型。
创新思维研究的主要目的是为促进和发展创新活动。众多学者从教育、艺术、设计、脑科学、心理学等多个领域，对创新思维及其影响因素进行了研究与探讨。这些成果从多个角度，为引导、培养和激发创新提供了方法与渠道。随着脑科学与智能计算的发展，创新思维的奥秘将被进一步解开，智能化设计与创新时代也将随之而来。
参考文献
[1]Mumford MD，Mobley MI， Uhlman CE， ReiterPalmon R，Doares LM. 1991.Process analytic models of creative capacities.Great. Res.J. 4：91-122.
[2]Runco MA.1994.Creativity and its discontents.see Shaw & Runco 1994，pp.102-23.
[3]Bonnardel N. Towards understanding and supporting creativity in design：analogies in a constrained cognitive environment[J].Knowledge-Based Systems，2000，13（7）：505-513.
[4]Gabora L. Cognitive mechanisms underlying the creative process[C]//Proceedings of the 4th conference on Creativity & cognition.ACM， 2002：126-133.
[5]Sanchez-Ruiz M J，Pérez-González J C，Romo M， et al. Divergent thinking and stress dimensions[J].Thinking Skills and Creativity，2015，17：102-116.
[6]Gero J S. Introduction： Creativity and design[M]//Artificial intelligence and creativity. Springer Netherlands，1994：259-267.
[7]Gero J S. Computational models of creative design processes[M]//Artificial Intelligence and creativity. Springer Netherlands，1994： 269-281.