新产品开发及关键技术--计算机辅助创新管理

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1、新产品开发的关键技术--计算机辅助创新管理    面对二十一世纪产品竞争日益加剧的挑战，世界各国普遍重视提高新产品开发的设计水平，以不断提高产品的竞争力。随着工业生产的发展，设备和产品的功能与结构日趋复杂，产品更新换代也越来越快，新产品开发在整个产品生命周期内占有越来越重要的位置。   概念设计是新产品开发过程中的最能体现人类创造性的阶段，同时也是产品设计的关键环节。概念设计是详细设计的前提，即使详细设计再好，也难以弥补概念设计阶段所出现的缺陷。同时在概念设计期间，所涉及的设计需求和约束的种种知识，往往是不精确的、近似的或未知的，造成概念设计过程的复杂

2、和困难，因而不仅需要设计者具有相当的工程经验、创造与直觉的能力，而且需要设计者有对问题的综合分析能力、多领域的专家知识。   虽然，现有的许多CAD软件在产品的分析、计算、绘图以及制造方面发挥了很大的作用，但是新产品开发更多更重要的是非数据计算的、通过思考、推理和判断来解决的创新活动。只有创新活动才能真正从根本原理上进行产品革新，才能为社会提供种类更多、功能更丰富、价格更经济、性能更有效的新产品，才能在产品的性能、质量、价格等方面产生质的飞跃。可以说现代设计的核心就是创新设计, 它需要新产品开发人员根据以往的设计经验、根据新兴技术所提供的新原理、新方法

3、进行产品的分析、设计。    概念设计是新产品开发中一个创造性很强的工作，其思维过程是形象思维和抽象思维综合作用的结果，仅仅靠人脑进行概念设计，很难得到高水平的创新成果。当前新产品开发的趋势是：以光机电液磁一体化为特征的高新技术大量渗入到新产品中，产品日趋小型化、多功能化、智能化；产品易于制造、生命周期短、成本低。因而在新产品开发过程中需要有较为成熟的创新理论支撑，用优秀的计算机创新软件来指导,并要有多科学领域的广博知识做支撑。1、 计算机辅助创新的理论基础--TRIZ    计算机辅助创新（Computer Aided Innovation）是新产品

4、开发中的一项关键基础技术，它是以近年来在欧美国家迅速发展的发明创造方法学(TRIZ)研究为基础，结合现代设计方法学、计算机技术、多领域科学知识，综合而成的创新技术。TRIZ的含义是发明问题的解决理论，其拼写是由发明问题的解决理论俄语单词首字母组成，在欧美国家也可缩写为TIPS（Theory of Inventive Problem Solving）。1946年，TRIZ之父Genrich Altshuller开始了发明创造解决理论的研究工作。当时Altshuller在前苏联里海海军的专利局工作，在处理世界各国著名的发明专利过程中，他总是考虑这样一个问题

5、：当人们进行发明创造、解决技术难题时，是否有可遵循的科学方法和法则，从而能迅速地实现新的发明创造或解决技术难题呢？答案是肯定的！Altshuller发现任何领域的产品改进、技术的变革、创新和生物系统一样，都存在产生、生长、成熟、衰老、灭亡的过程，是有规律可循的。人们如果掌握了这些规律，就能能动地进行产品设计并能预测产品的未来发展趋势。以后数十年中，Altshuller穷其毕生的精力致力于TRIZ理论的研究和完善。在他的领导下，前苏联的数十家研究机构、大学、企业组成了TRIZ的研究团体，分析了世界近250万件高水平的发明专利，并综合多学科领域的原理和法则

6、后，建立起TRIZ理论体系。运用这一理论，可大大加快人们创造发明的进程而且能得到高质量的创新产品。    TRIZ是由解决技术问题和实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系。TRIZ的基本原理是：企业和科学技术领域中的问题和解决方案是重复出现的；企业和科学技术领域的发展变化也是重复出现的；高水平的创新活动经常是应用专业领域以外的科学知识。因此技术系统的进化遵循客观的法则群，人们可以应用这些进化法则预测产品的未来发展趋势，把握新产品开发方向。在解决技术问题时，如果不明确应该使用哪些科学原理法则，则很难找到问题的解决对策。TRIZ就是提供解决问题的科

7、学原理并指明解决问题的探索方向的有效工具。    TRIZ的理论研究一直没有停止，其理论方法也在不断发展，并形成了庞大的理论体系。受文章篇幅的限制，本文在此只简单介绍一下技术系统进化法则。技术系统进化法则是TRIZ理论的基础，是G..Altshuller和他的助手在研究了上百万的发明专利后得到的。研究结果认为技术系统和生物系统相似，所有的产品，所有的工艺过程，所有的技术系统都是在按照一定规律发展变化的。例如，向更高水平系统进化法则是指系统由单系统向多系统的进化规律。如图1所示：      更高水平的系统可以由多个相同或相近的执行同一基本功能的系统组成。

8、它可以增强系统的功能，有时甚至获得意想不到的功能特性。图1表示了系统进化的方向，当多系统仅由功