基于triz的产品创新模糊前端设想产生模式研究_cai_产品创新数字化(plm)_2104

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1、基于TRIZ的产品创新模糊前端设想产生模式研究_CAI_产品创新数字化(PLM)0引言   产品创新最初的阶段被称为模糊前端(fuzzyfrontend，FFE)。通常认为FFE阶段的创新设想产生是神秘及困难的，关于这方面的研究可分为宏观与微观两类，宏观研究指明目前企业所采用的创新设想产生方法；微观研究旨在提出新方法或改进已存在的方法以供企业应用。微观研究中的主要方法是基于人工的方法，如头脑风暴发、635法、共同讨论法等。发明问题解决理论(TRIZ)也属于该类研究，且处于结构化创新方法研究的前沿。TRIZ在

2、产品设计及制造过程中已有很多应用，且开始应用于FFE阶段的创新设想产生。   FFE阶段的创新设想产生需要应用不同领域的知识。本文建立了面向模糊前端的一类创新设想产生过程模型，并提出4种创新设想产生模式。1产品创新设想产生过程的知识利用   图1所示为产品创新过程模型。FFE是第一个阶段，之后的阶段是新产品开发(NPD)，包括设计与制造，最后的阶段是产品商业化。本研究将FFE阶段的创新设想分为初始设想、可能设想及高质量设想三类，可行设想是通过对初始设想评价得到的，再经过评价得到高质量设想，后者作为FFE的输

3、出，即NPD的输入。经过NPD，FFE输出的设想被转变成产品，并推向市场，企业获得效益。图1产品创新过程   设想产生是通过分析产品需求、本公司产品、其他公司的竞争产品，或通过理解技术的发展而提出的。成功的FFE过程必须在初始设想中包含若干高质量设想，而不仅仅是评价得到的相对高质量设想。高质量设想的产生是在充分运用已有大量知识的基础上发散思维所产生的具有原始特征的设想。   图2表明了知识利用过程的障碍。知识被分为若干个领域，如力学、电子学、化学、物理学等。每个领域又分为不同的掌握范围：个人、企业、本行业、

4、外行业、社会、全人类。图2中待解决的问题处于力学领域、企业掌握范围，但为了得到高质量设想，解决该问题所需要的知识处于电子学或化学领域。由于熟悉问题所在领域的设计人员往往不熟悉多领域的知识，因此，高质量设想很难产生。不同领域中的知识利用成为该类设想产生的主要障碍。图2知识利用过程的障碍   发现及应用不同领域知识的方法成为设计者在FFE阶段产生高质量设想的桥梁，借助于这些方法，只产生少量包含高质量设想的设想即可。不需要产生很多设想。其结果不仅使设想的评价变得简单，而且克服了高质量设想产生中的障碍。   TRI

5、Z将产品创新的级别分为五级，一级最低，五级最高。获得不同级别的创新所需要的知识不同，如图3所示。一级要用到个人及企业内部的知识。二级要应用企业所在行业的知识，三级要应用外行业的知识，四级要应用科学原理(称之为效应)，五级要应用全人类最新的知识。按TRlZ理论，一级仅解决通常问题，不属于创新，二级及二级以上属于TRIZ意义上的创新。获得高级别的创新需要跨领域、跨行业的更多知识。如果将TRIZ用于FFE阶段的产品设想产生，二级及二级以上的创新设想即为高质量设想，这些设想可以通过后续的设计制造变成有市场竞争力的产

6、品。图3产品创新的级别与知识利用   TRIZ包含由世界专利库中抽象出来的很多工程实例，建立了应用不同领域及不同行业知识的框架。专利库中所存在的知识是隐性知识，很难被不同领域的设计者用于FFE阶段的设想产生，如果其中的专利被抽象并被存储在TRIZ的知识库中，且这些专利被转变为显性知识，则设计者可较容易地运用这些知识。计算机辅助创新软件(CAIs)的系统中包含有若干个知识库。如冲突解决知识库中包含多条知识，每条知识通过抽象一项精选的专利而得到，包含简图及文字两部分，简图表达专利的工作原理，文字部分解释该工作原

7、理。找到一个TRIZ解，设计者可以一个接一个地浏览实例或知识，产品创新设想很容易在设计者头脑中突现。图4是将CAIs作为面向FFE的产品创新设想产生环境的原理图。图4基于CAIs的产品创新设想严生环境   应用较多的CAls有GoldfireInnovator、InnovationWorkbench(IWB)等，均以TRIZ为基础，将TRIZ中的概念、原理、工具与知识库紧密结合，构成计算机辅助创新软件系统。设计者通过使用这些软件，可以参考世界上优秀工程设计实例，为正在开发中的产品或待解决的问题提供解决思路。

8、国产CAIs为InventionTool，该软件的理论基础也是TRIZ，包括技术成熟度预测、技术进化、冲突、效应及标准解等模块，同时软件中还包括与模块对应的知识库。表1是国内外主要CAIs的情况介绍。   TRIZ为创新设想产生过程的知识应用提供了若干种方法，借助于这些方法，不同领域的知识被方便地应用。在该过程中，CAIs起着支撑工具的作用，这些软件中的知识库使设计人员很容易获取不同领域的知识，从而使高质量设想产