高新技术产品设计方案的实现路径研究以特斯拉汽车为例Word文件下载.doc
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美国特斯拉汽车，自2008年上市以来，创造了电动汽车里多项世界纪录。
因为它出色的设计和商业表现，已经被众多媒体和个人誉为汽车中的“iphone”，在汽车设计史上具有划时代的意义。
因此以新能源汽车特斯拉为例分析高新技术产品的工业设计方案实现路径，具有研究的代表性和参考意义。
1特斯拉汽车概况
特斯拉汽车公司，是一家2003年成立于美国加州（硅谷地带），以设计、生产和销售纯电动汽车为主的公司。
公司由工程师马丁·
爱博哈德和马克·
塔澎宁成立，2004年艾伦·
马斯克投资630万美元成为该公司创始人之一，并出任董事长，拥有所有事物的最终决定权。
在2008年，当混合动力汽车刚被人们熟悉并取得一定市场的时期，特斯拉汽车推出第一款纯电动豪华跑车Roadster，高达11万美金的售价虽然比富豪们订购时的价格要高，但整车的超强性能还是让富豪们欣然接受，到2012年停产前Roadster零排放汽车远销37个国家和地区，销量超过2300辆。
2010年6月29日，特斯拉在纳斯达克（NASDAQ）上市，成为美国自1956年福特汽车以来第一家上市的汽车制造商，也是目前唯一一家在美国上市的纯电动汽车独立制造商。
2013年2月份，奥巴马政府承认新能源汽车规划失败，不能实现2015年100万辆电动汽车的目标，美国电动汽车制造商也因此纷纷倒闭或陷入发展困境。
在电动汽车行业出现危机之时，特斯拉却以销售业绩和股价双重优势成功“逆袭”美国电动汽车市场。
[5]2013年特斯拉成为北美豪华车的销量冠军，全年销售总量超过2.2万辆。
ModelS荣获《汽车趋势》杂志“年度车型”奖[6]、《消费者报告》杂志评出汽车历史上的最高分——99分（满分100分）[7]。
2研究现状及研究方法
2.1研究现状及不足
关于特斯拉的研究在大量报纸、网络和杂志上可以见到。
通过文献整体发现目前对特斯拉的分析主要是根据新闻报道和财务数据进行描述说明，有学者提出特斯拉成功的主要因素为创新领袖（乔布斯式的领导人马斯克）、技术革新（电池续航和车联网）、营销模式（厂家直营）、售后服务（充电站建设）和金融创新（硅谷风投），也有学者认为特斯拉的成功在于足够的资金支持其研发，还有认为特斯拉最大的成功在于商业模式的成功：
如面向富豪定制，直营直销等。
虽然目前研究已经足以指出特斯拉的主要成功点，但没有一篇文章全面而系统地阐述其成功路径。
本文在众多学者、媒体的研究和信息基础上，将从“大设计”的角度，综合设计学、管理学知识，剖析特斯拉汽车从设计概念到创始人梦想实现的过程。
希望能站在巨人肩膀上为更多高新技术产品的工业设计方案实现提供方法和程序借鉴。
2.2研究方法
2.2.1突破式创新SET分析
美国的乔纳森.恰安（JonathanCagan）和克雷格.沃格尔（CraigVogel）认为只有在新产品开发的初期对社会-经济-技术系列因素有了正确的理解和成功的运用，才有可能开发出突破性的产品（见图1）。
当市场上现有产品和新趋势推动下新产品或重大产品改进的可能性之间存在缺口的时候，产品机遇就会出现，但产品满足了顾客的需求和期望值，并被认为好用和希望拥有的产品时，它就成功地填补了产品机会缺口。
[8]
图1SET因素分析来源:
《创造突破性产品—从产品策略到项目定案的创新[M]》
2.2.2ISCO四维结构模型
ISCO四维结构模型由武汉理工大学胡树华教授提出（原名“四三结构”模型）（见图2），该模型主要基于创新理论、投入产出理论，黑箱理论等发展而来，ISCO分别为input（投入），subject（主体），content（内容），output（产出），目前主要运用在区域创新研究领域。
其实该模型也能够对企业设计管理起到十分重要的帮助作用。
[9]ISCO四维结构模型的内容，也是企业产品实现的主要考虑的内容，其原理和方法同样可以帮助我们理清产品设计方案实现的路径。
但创新的主体是领导人、企业和政府，而创新主要内容是设计创新、技术创新和管理创新。
图2“四三结构”原模型
3特斯拉设计方案的形成
3.1特斯拉诞生的时代背景
Tesla汽车出现的时代原因可以用SET三要素来分析：
3.1.1社会因素（S）
（1）石油危机。
上世纪70年代和90年代多次出现全球石油危机，不仅对汽车产业造成影响，更对各国经济甚至世界经济带来危机，甚至造成局部地区政治和战争危机。
在石油危机面前人们不得不开始寻求新的经济发展基础，开拓新的能源。
（2）环境保护。
全球变暖和大气污染已经成为全球关注的重点问题，环境问题关系地球每个人生存。
根据《联合国气候变化框架公约的京都议定书》有关协议，欧美等发达国家已经制定了温室气体减排计划，并由此诞生了一种新的经济交易方式：
“碳排放权交易”，即难以完成削减任务的国家，可以花钱从超额完成任务的国家买进超出的额度。
3.1.2经济因素（E）
（1）全球财富增长。
根据《全球财富报告2013》[10]显示，全球财富已达241万亿美元，与2012年相比增长4.9%，而与2003年相比增长68%。
与此同时，人均财富达51600美元，创造了新的高度，但全球财富有86%掌握在10%人手里。
（2）产业竞争加剧。
汽车作为最普遍性的交通工具，在各国产业发展中占据重要地位。
在经济全球化背景下，传统汽车的竞争愈演愈烈，各大汽车企业在保持红海竞争市场的同时纷纷进行蓝海战略，积极研发新能源汽车。
（3）汽车需求旺盛。
进几年世界汽车产销量处于波动增长状态，其中乘用车销量平均占汽车总销量的70%以上（见图3）。
随着世界经济水平的进一步发展和人口的增长，汽车产业将继续保持整体增长的态势。
图3历年世界汽车分类别销量（单位：
辆）
数据来源：
国际汽车制造商协会网站（OICA）
3.1.3技术因素（T）
（1）技术基础。
自上世纪70年代石油危机以来，各国都在开始投入研发新能源汽车技术。
混合动力汽车作为电动汽车的过渡性汽车产品，自上世纪90年代就取得一定的成就。
1994年，克林顿时期美国政府制定了“新一代汽车伙伴（PNGV）计划”重点研发纯电动汽车技术。
混合动力汽车的进步以及“PNGV”计划为电动汽车的研发积累了许多在电机、电池、电控方面的技术。
（2）现有不足。
（1）电池续航能力弱:
虽然现有市场上有不少混合动力汽车和纯电动汽车，但普遍存在的问题是纯电力驱动航程较短，一般在60-80千米。
（2）汽车智能化水平不高：
虽然车联网技术作为汽车智能化的基本方式之一已经成为社会关注焦点，在驾驶者看来没有出现真正有突破式体验的设计；
（3）电动汽车售后服务跟不上：
这点主要体现在的’加电”问题和维修站点建设；
（4）混合动力汽车不是最理想的新能源汽车：
混合动力汽车是实现汽车零排放污染的过渡性产品，电动汽车和燃料电池汽车是目前最理想的新能源汽车。
3.2特斯拉方案确定的过程
（1）概念诞生的直接原因：
特斯拉创世人爱博哈德在寻找创业机会的时候发现在丰田混合动力汽车普锐斯的私家车道上经常会有超级跑车，后研究认为，买普锐斯的人并不是为了省钱而是为了表达对环保的态度，于是他便有了新能源跑车的概念。
[11]
（2）方案的初步确定：
在特斯拉诞生前市场上已经存在电动汽车和客车，但存在续航能力弱、智能化水平不高、售后服务特别是充电困难等急需突破的技术难题以及缺乏独特性设计等问题，正如创始人爱博哈德在博客中所言“（电动）汽车行程不够，性能不够，吸引力不够（carswithlimitedrange,limitedperformance,andlimitedappeal）”。
特斯拉创始者们要“催化行业变革”，要让“驾驶特斯拉汽车以及装备特斯拉动力系统的电动汽车成为一种乐趣，同时也更为环保”。
所以他们决定设计并生产出性能优越，独具审美，魅力十足的电动汽车（performance,aesthetics,andsexappeal）。
[12]
（3）方案实现的战略规划：
董事长艾伦·
马斯克更希望电动车彻底取代传统汽车。
为了实现他们的设计概念和梦想，他们计划首先针对富豪生产超级跑车，然后用跑车挣的钱设计生产比较富裕者购买得起的电动车，再用挣来的钱制造更便宜的电动车。
[13]
3.3方案实现起步-选择环境
与划时代意义的iphone一样，特斯拉的诞生地是在美国硅谷地区，本文认为这不是一个偶然的因素。
2006年中国企业联合会发布了“中国企业500强科技自主创新问卷调查分析报告”。
报告显示七大因素制约我国企业自主创新，而七大因素当中绝大部分是跟创新环境相关。
[14]硅谷地区是一个充满创新氛围和企业家精神的科技创新圣地。
马斯克也承认,他一直在用硅谷的观念来生产汽车,特斯拉与传统美国汽车的竞争,就是硅谷与底特律的竞争。
[15]如果不是在硅谷地区拥有良好的创新氛围，以及该地区众多具有企业家精神者们的支持和风险投资，特斯拉也难以走到今天。
4特斯拉的主要投入
要将设计方案实现必须要通过一定的投入和管理。
人才、技术、资金是一般产品投入最重要的三大因素。
4.1人才
（1）创始人即为企业核心人才。
特斯拉的三位创始人都是工程师出生，他们既是创始人也是公司的高级人才。
同时为了实现特斯拉汽车的生产，他们最先找到了莲花汽车工程总监罗杰以寻求帮助。
莲花汽车最终在汽车安全和汽车底盘技术方面对特斯拉给予极大的帮助。
（2）全球范围招募顶级人才。
为了特斯拉的进一步发展，特斯拉还积极在全球范围内挖掘在工程技术、造型设计、市场营销等方面的世界顶级人才。
例如为特斯拉设计带来极大声誉的“ModelS”设计者霍兹豪森来特斯拉之前设计过许多优秀的汽车，曾是马自达北美设计中心的总监。
2013年底，特斯拉Tesla成功挖走苹果Mac硬件副总裁逗格·
费尔德（DougField），负责汽车工业设计，在此后不久又挖走苹果一名重量级技术人才：
瑞迟·
禾雷（RichHeley）。
4.2技术
（1）降维突破—重点研发电控技术。
电机、电池、电控是电动汽车的三大核心技术，三者之中电池及其管理技术又是核心中的核心。
特斯拉并没有将研发重点放在电池原始技术的研发上，而是选择现在已经被普遍使用，有着比容高、寿命长特点的锂电池，与提供新能源汽车技术的美国柏禄帕迅能源科技有限公司（ACPropulsion）进行技术合作开发。
重点在研发电池管理系统技术，实现电池的安全有效管理，通过改进电池管理系统来实现电动汽车的续航里程和安全性的突破性进展。
（2）把握时尚前沿—智能创新。
除电池技术外，特斯拉还重点研发车联网技术。
随着互联网的发展，汽车智能化设计已经成为各大车企竞争的一大焦点。
如何实现汽车更多的智能，给驾驶者更多的体验，成为特斯拉关注的焦点。
创始人马斯克曾是互联网公司PayPal的创始人，不仅对互联网技术及管理可谓轻车熟路，更在创新互联技术上有丰富的经验。
正是因为特斯拉正确把握住了技术研发的重点，即缩短了汽车研发的时间，也减少了技术研发的成本，为特斯拉汽车的成功打下了坚实的基础。
3）尽量降低能耗—轻量化设计。
轻量化设计对汽车节能有着显著的作用，据研究数据显示。
电动汽车虽然没有了发动机、变速箱等构件，但电池在整车中的比重较大，为了提高了降低能耗。
电动汽车的轻量化设计就显得尤为重要。
目前轻量化设计主要采用的办法是轻量化零部件材料和轻量化结构设计。
而在材料方面，目前主要应用铝材代替钢材。
碳纤维在汽车中也已经开始应用，由于成本比较大，目前主要应用于赛车和豪华跑车。
特斯拉汽车为了尽量减轻车身质量，车身通过安全强化的结构设计大部分采用铝材，而车身面板采用碳纤维复合材料。
4.3资金
在特斯拉研发阶段，维持特斯拉的资金投入来源主要几个方面：
（1）创始人自身资金注入。
马斯克本身就是硅谷地区有名的企业家和工程师。
他在2002年将自己创办的互联网公司PayPal以15亿美元价格卖给ebay，他赚到了1.8亿美元左右的财富。
2004年马斯克便向马丁·
艾伯哈德（MartinEberhard）创立的特斯拉公司投资630万美元，并担任该公司的董事长，随后在公司多次出现资金危机的时候拿出自身的资本。
（2）硅谷风险投资。
例如2006年5月，德丰杰公司合伙人史蒂夫·
尤尔韦松（SteveJurvetson）领衔向特斯拉投资4000万美元，这是特斯拉自创立以来获得的最大额单笔VC融资。
（3）获取政府支持。
特斯拉公司在利用好政府购车补贴外，还在2009年接受了美国联邦政府提供的4.65亿美元低息贷款，2012年有6800万美元的收入来自于加拿大的“零排放”国家补贴，还有公司所在地-加州的在税收减免和对新能源奖励方面的资金。
（4）出售碳排放权。
根据《京都议定书》，欧美等发达国家都有减排计划，也就促使欧美诞生碳排放交易。
据中国碳排放交易网报道，仅在2012年斯特拉公司通过销售碳排放额度获得高达4050万美元的收入，占到公司全年营业收入的10%左右。
（5）通过上市融资。
2010年特斯拉在纳斯达克上市，融资额达2.26亿美元，目前特斯拉的股价市值已经超过300亿美元。
（6）通过技术合作和买卖获得投资。
例如，特斯拉通过向戴姆勒出售电池和帮助戴姆勒研发电动汽车，获得该公司5000万美元投资，还跟丰田达成合作协议，获得丰田5000万美元投资。
（7）定制预付款。
早在2006年7月特斯拉就开始接受客户的预定并向客户收取了定金。
在特斯拉方案诞生后，客户需要为每一辆ModelS支付至少5000美元的订金。
5特斯拉的主要创新主体
一个具有划时代意义产品的诞生绝不是一个人所能完成的。
根据特斯拉成功的历程，本文将特斯拉的创新成功主要归功于创始人、企业和政府三个主体。
5.1疯狂的创新领导人
特斯拉创始人是天才般的创新人才，他具有一般人难以具有的品质：
（1）创新天才。
他被很多人视为“疯子般”的人物，爱好科技，小时候就被视为“天才”，具有许多不可思议的创新想法。
面对地球能源问题，他希望将普通人送入太空，并登陆火星；
希望将燃油汽车全变为电动汽车，并以太阳能提供人类所需电能。
（2）成功商人。
先后创办了多家公司，2002年他将自己的电子支付公司PayPal以15亿美元的价格卖给了ebay，同时成立提供火箭发射和航天运输的太空探索技术公司（SpaceX），2006年，又参与创办光伏发电公司太阳城（SolarCity）。
（3）偏执狂人。
他认准的事一定要做成功，不惜得罪同事。
在Roadster研发期间因为在成本控制和经营思路问题上创世人意见不合，马斯克不惜逼走另外两位创始人-真正的创立者马丁·
塔澎宁，以保证公司的经营和他梦想的实现。
（4）胆大心细之人。
[16]马斯克讲过他自己的一个经历：
他曾经遇到一个美国国家航空与航天局（NASA）的项目-为太空船研发替代品，但预算比较少，但在投标竞争时，波音等大型公司觉得刚项目国家给的预算钱太少，所以根本就不投标。
而他领导的太空探索技术公司参加了投标，并获得NASA的签约。
同时他着迷于把自己的产品变得更加完美。
尽己所能追求极致，能够使产品每一个能够想象到的细节都是完美的，在汽车设计和修改上尽量做到每个月都有提升。
5.2强大的技术合作企业
多方协作是特斯拉成功的保障。
在特斯拉成立到电动汽车量产的过程中，特斯拉得到了众多大型企业在资金和技术上的支持和帮助，这些企业也从特斯拉公司获得技术支持。
在公司成立早期，他们得到莲花汽车的支持，并被授予安全和底盘方面的技术，补充了特斯拉在车身及相关设计里面的不足；
后期特斯拉通过其电池控制技术打动戴姆勒奔驰和丰田，吸引两者作为战略合作伙伴，补足其在汽车传统技术特别是制造领域经验不足的缺憾；
与松下的合作，使得锂电池的配套成本不断降低；
在充电装置方面特斯拉将其业务外包给马斯克控股的太阳城公司；
为了提升汽车数字化和智能化水平，特斯拉跟硅谷的谷歌等IT企业建立合作关系。
分别来自英国莲花汽车的设计团队和美国、日本、法国、瑞士、瑞典、韩国等地的配件供应商，从包括设计、轮胎、锂电池、软件开发和汽车变速器供应等多个领域，为特斯拉提供了顶级保障。
[17]总而言之，特斯拉牢牢保持电池控制技术的优越性，利用自身核心竞争力与多方企业保持合作关系，相互取长补短，协作进步。
5.3提供政策及资金支持的政府
新能源汽车的研发和应用是美国摆脱传统能源依赖的国家重要战略之一。
自上世纪60年代开始，美国就制定了一些了环境保护方案和促进新能源汽车研发的政策和鼓励措施。
20世纪90年代中期，美国总统克林顿制定发展电动车的新一代汽车伙伴计划（PNGV），集中骨干力量研究纯电动汽车。
因为电池技术在续航和充电问题上迟迟难有突破进展，加之废旧电池的污染和回收问题，到布什政府时期，不在积极鼓励纯电动汽车研发，在2002年重新提出自由汽车计划（FreedomCar）,将新能源汽车研发的重点转向燃料电池汽车技术研发，重点关注氢燃料电池车，追求汽车零污染。
由于燃料电池汽车存在诸多技术瓶颈，产业化进程缓慢，近几年美国政府将新能源汽车的投入重点又转向电动汽车。
[18]
特斯拉电动汽车在美国能够成功离不开美国政府的大力支持。
特别是美国能源部对特斯拉的贷款支持。
从公司成立到2011年3月底，特斯拉总共确认了2.925亿美元的营收，却在经营活动中花费了3.739亿美元，并且累计亏损了4.639亿美元。
如果没有美国政府的支持，特斯拉难以继续维持。
[19]在特斯拉最困难的时期，美国总统奥巴马参观了特斯拉工厂，随后特斯拉获得能源部4.65亿美元的贷款，开始了ModelS的生产。
而据有关媒体报道，加州政府给特斯拉在帕洛阿尔托的工厂提供了3470万美元的税金减免优惠政策，特斯拉在加州建厂所采购的价值4亿1千5百万美金的设备也被免于缴纳销售和使用税。
而特斯拉成立十年后的第一次盈利即2013年第一季度的1120万美元也主要得益于加州政府的减排奖励。
因为美国政府支持个人购置特斯拉并可以获得7500美金的联邦税收抵免，这极大地促进了特斯拉在美国的销售。
6特斯拉的主要创新内容
6.1设计创新
6.1.1设计驱动战略
特斯拉不是采用传统的市场需求拉动和纯粹技术推动的方式创新，而是通过技术和设计语言这种设计驱动战略来吸引客户购买。
设计驱动创新与传统的市场驱动创新和技术推动创新最大的不同在于能够获得产品创新需求的主动权（见图4）。
特斯拉公司设计理念极为超前，“希望人们用一种全新的方式去思考一辆车”[20]。
“性能、审美和性感”是特斯拉设计的关键词，不要让人们仅仅认为特斯拉是电动车，而是希望人们见到它忘却电动车，被其性能和设计深深折服。
通过超强的设计和细致的做工让消费者获得超预期满意。
客户满意后通过口碑营销又会促进订单。
设计“最困难的部分是吸引那些普通大众,为了达到这个目标我觉得应该制造一辆漂亮的车，我和我的团队想创造一个苗条，有运动感的外形去匹配斯特劳贝尔创造的动力系统，创造一样东西足够吸引人,而且会让人们联想到内在的品牌精神，比如当你看到它,你就会联想到iPhone”[20]。
图4三种驱动创新方式[21]
6.1.2精益设计
精益设计即采用最新的技术，从用户角度，将设计做到极致。
特斯拉设计的精益程度可以达到让设计方案与现实汽车一模一样。
而为了获得完美的设计，特斯拉汽车审美性、舒适性、智能化、轻量化等方面都采用最新和最安全的技术，例如,为了体现ModelS的智能化水平和科技感，设计师们将其车身包括门把手等细节都做了减风阻设计，减少了行驶阻力；
车钥匙设计与汽车造型完美匹配，并且当车钥匙靠近汽车时，车门把手会自动开锁。
6.1.3创新结构设计
特斯拉采用“底盘＋车身”的突破性结构，因为是电机驱动，与传统汽车相比，没有发动机，也没有传统的传动设备
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