正向設計

“正向設計”是具有鮮明中國特色的、卻又沒有嚴格中文定義的概念。國外並無對應詞語。

而在“中國製造”迅速發展的三十年過程中，正向設計似乎並沒有受到廣泛關注。在微電子、軟件和汽車行業行業中的各種叫法，如反向設計、反向工程/逆向工程、逆向設計，都比正向設計要熱鬧得多。

這跟中國的發展階段是相關聯的。

在某些特定的歷史階段，有些國家往往參照其他國家原準機（而非自己國家自身產品）“設計”的“原準法”進行飛機的研製。這個過程，甚至是一個尺寸都不能改或不敢改的測繪仿製。多數情況下沒有圖紙、只有實物，由實物反推圖紙、反推設計、反推需求。

那是一個充滿了執果索因的逆行之旅。

基於“原準法”的測繪仿製是典型的逆向設計活動。特別是在早期武器裝備的測繪仿製過程中，存在大量的相對低水平的逆向設計活動（如圖1紅色箭頭所示），即僅由實物反推到圖紙、反推到設計，而無需反求到軍方原始需求。例如，測繪僅能測得零件的實際尺寸，但公差如何給，絕對是個技術活（公差配合的精度很大程度上決定了零件的可靠性和使用壽命），這一步的逆向，正所謂知其然知其所以然。

儘管這種反推，取得了一些成就。然而，歷史的發展也證明，這種不需承擔技術風險的“原準法”並非始終有效的設計方法，在設計理論上沒有得到合理闡述，在航空發展史上僅有非常有限、而非明顯的促進作用，其出現是特定歷史條件的產物，並不是航空航天產品等複雜系統設計本身的規律所決定，已被各國所摒棄。

在經濟日益國際化、市場化的今天，複雜產品和系統的測繪仿製已不可行。而隨着知識產權保護的理念日益得以鞏固，中國市場正向設計的主戰場，已經拉開。

然而花了真金白銀買了國外產品的圖紙和專利技術等知識產權的引進消化吸收，不能簡單地認為是逆向設計或逆向工程，而需要具體情況具體分析。

消化吸收再創新，和逃避技術風險的“原準法”目的不同，這裏一定包含了反推到需求的高水平的逆向設計活動（如圖1綠色箭頭所示），特別是在消化吸收階段；而到了再創新階段，則是再次進入了完整的正向設計過程。

中國航空行業有兩個非常典型的引進消化吸收的例子，一是上世紀七十年代引進英國斯貝航空發動機，歷時30年到2003年完成國產化；一是上世紀九十年代從俄羅斯引進蘇-27SK，歷時20年衍生出性能全新的殲-11B，兩者的差別十分鮮明。其他行業，高鐵是走引進消化吸收再創新之路比較成功的案例。

與此形成鮮明對照的是，各種汽車生產線的引進基本上是失敗案例。

對於自主研發創新模式下的分析國內外競爭對手的現有技術和產品，本質上和引進消化吸收模式中的消化吸收是一致的，差別只是在，一個是自己做飯、找米下鍋，另一個是花錢買飯，別人把飯端到眼前。

實際上，現有技術分析都包含了比引進消化吸收更高水平的逆向設計活動（如圖1黃色箭頭所示），而且是在更大的自主研發創新模式的正向設計框架下的逆向設計，非一般研發團隊能夠實施。

例如，中國在研發新一代戰鬥機時肯定研究分析了國外同代型號，國內型號本身是正向設計過程，但看到國外型號的各種圖片、視頻、新聞報道，要反推其全面的性能指標、作戰需求和使用場景。瀋陽機牀集團上海開發團隊為開發新一代智能數控機牀i5，學習國外先進技術、算法和儀器進行倒推和逆向工程時所採取的態度、方法和流程也是如此。

在微電子行業，反向設計是描述集成電路設計方法的一個專有名詞，它是通過拍攝和放大已有芯片照片得到版圖的幾何圖形。而正向設計則是根據產品確定的指標和要求，從電路原理或系統原理出發，通過查閲相關規定和標準，利用已有知識和能力來設計模塊和電路，最後得到集成電路物理實現所需的幾何圖形。在本世紀初，微電子行業內的大討論使大家認識到，無論是低端芯片公司乾的集成電路磨片、還是山寨電子公司乾的PCB抄板，反向設計就是微電子行業發展的“興奮劑”，宏觀上對行業發展飲鴆止渴、扼殺創新，微觀上對研發團隊的成長無任何幫助，應該摒棄。

在軟件行業，逆向工程又稱反向工程，是指從可運行的程序系統出發，運用解密等多種計算機技術，推導出軟件產品的源代碼、設計原理、結構、算法、處理過程、運行方法及相關文檔等。這甚至驚動了司法部門。2007年初，最高人民法院的司法解釋為逆向工程正名，承認了逆向工程技術用於學習研究的合法性。

從上面各行業領域的實際情況可以看出，正向設計的對立面，即逆向設計、反向設計、反向工程、逆向工程等各種做法，有一些是現代產品研發中不可或缺的設計方法，有其特點、作用和價值。

當然要首先解決知識產權等法律和道德層面上的問題。

逆向工程在道德上是中性的，是工具性的。例如，近年來，逆向設計法在飛機、汽車、工藝美術品和模具等由複雜的自由曲面拼接而成的產品模型製作和造型設計中逐漸走向成熟，由於技術難度和開發成本較低，可以簡化設計流程、縮短開發週期，併為正向設計累計經驗。當然，作為一種設計方法，逆向設計也有其缺點，例如無法複製技術含量等能力因素，“原準”產品的問題缺陷大多遺傳下來、往往質量比被複制的“原準”產品更差，貽誤自主研發能力的增長速度，對企業進軍國際市場不利，而且會涉及知識產權等問題。

從上面的分析，可以看出，正向設計有高低之分（是引進還是原始創新），逆向設計也有高低之分（是反推設計、還是反推需求），現代複雜產品的逆向設計同樣要遵循系統工程方法和過程；我國武器裝備等複雜工業品的研發模式經歷由低端向高端演化的過程，每個歷史時期的研發模式都可以説是正向設計和逆向設計混合應用的模式。

2015年是"十三五"的佈局之年,就在全中國都在思考製造業走向何方的時候,"工業4.0"和"工業互聯網"轟然而至,"中國製造2025"和"國防科工十三五規劃"也大綱落定。政府新一輪的規劃思路,明確提出了我國工業"從跟蹤研仿向自主創新轉變"。基於此,轉型創新已經成為中國製造提升競爭力的"必修課"。三十多年的改革開放,中國打開國門,中國工業向全世界學習。通過基於逆向工程的跟蹤研仿,中國工業補課成功。 ^[1] 

之所以國外產品設計方法學的各家各派中沒有與“正向設計”相對應的術語概念（但並不意味着國外沒有基於正向設計理念的產品研發實踐，恰恰相反，這樣的實踐在發達國家是常識），“正向設計”這一術語之所以具有中國特色，只有中國存在正向設計與逆向設計的正統之爭， 這和作為後發工業化國家的中國的現實狀況直接相關。

不可否認的是，逆向工程間接地承載了中國仿製的惡名，這也是中國知識產權保護備受國際詬病的一個原因之一。許多展會上，中國展品會在現場被外方報警，尷尬撤離展台的情況，時有發生。這是上世紀引進消化測繪仿製等“拿來主義”的發展模式的典型後果，它強化了急功近利的的產品走捷徑的發展思路。

而正向設計強調自主創新是目標、系統工程是核心。這樣的定義，區分和排除了中國工業化進程中特別是上世紀七八十年代部分工業品用真金白銀買了圖紙和專利等知識產權的引進消化吸收或照搬照抄的低級的“正向”設計模式。

正因為如此，正向設計的定義裏提出，“不以仿製抄襲山寨為目標”這一否定的説法，是要強調正向設計的反面是具有道德和法律問題的仿製抄襲山寨，而不是字面上反義、實際中性的“反向設計”、“逆向設計”、“逆向工程”。從這個意義上説，正向設計對內不但是中國經濟轉型升級和實施中國製造2025的必由之路，對外也是樹立製造大國形象的必然之選。

符合科學發展觀的中國四階段創新路線圖應該是“經濟實力→技術實力→科技實力→科學實力”的可持續發展路徑，其基本戰略就是儘快擺脱山寨經濟，循序漸進地向日、美、歐學習產品創新、技術創新和科學創新。建設正向設計能力，是一個長期、動態、系統的學習和實踐的積累過程，兼收幷蓄，綱舉目張，逐步由低端走向高端。

正向設計體系建設由低端向高端的能力成熟度提升過程，以系統工程為框架，以設計製造一體化為指引方向，從沒按系統工程過程的低水平“正向”設計，到系統工程過程、模型、方法指導的產品正向設計，再到系統工程過程、模型、方法指導的工藝正向設計和材料正向設計，最後到基於系統工程框架的、實現了設計製造一體化的、整個產品系統全生命期的正向設計。

這樣的正向設計體系與精益研發體系互相補充、相得益彰。精益研發體系是面向企業研發體系建設的路線圖指南，全面系統、體系完整；而正向設計體系從產品全生命期的角度出發，以系統工程為框架，以工程仿真和技術創新為使能技術，分別用價值、功能和能量的觀點把握整個系統的產品設計、工藝設計和製造過程，聚焦設計、專注集成。