1技术创新原理檀润华河北工业大学City Car未来世界与现在不同, 技术创新是未来变化的推动力!内容➢创新: 规律性➢创新: 内涵➢创新: 过程模型(Innovation Pipeline)➢创新: 方法：P&B方法、公里设计、TRIZ➢TRIZ: 创新的世界级方法战略方法、战术方法、系统化方法➢CAI: 基于TRIZ的计算机辅助创新➢创新: 工程实例➢推广应用: 如何推进企业技术创新➢结论1、创新:规律性创新的规律性:例11950: Patent for removing the shell of cedarnuts. Under high pressure, water is forced insideof the shells. When the pressure is suddenlyreduced, the shells break away.坚果工业化加工原理1950: Patent for removing shells from sunflower seeds. Air is forced inside the shells. When the pressure is suddenly reduced, theshells break away.葵花籽工业化加工原理1972: Patent for breaking artificialdiamonds. Diamonds are placed into apressure chamber. High pressure forcesair into micro fractures. Releasing thepressure suddenly breaks the diamondsinto crystals.AND 27 YEARS LATER …..•Removing stems from bell peppers•Removing shells from sunflower seeds •Cleaning filters•Unpacking parts wrapped in protective paper •Splitting diamonds along micro-cracks (+27 years after pepper patent)•Producing sugar powder from sugar crystals •And 200 morePattern: Raise Pressue SlowlyThen Suddenly Release It创新的规律性:例213创新的规律性:例3功能:固定重物特征传递产品进化b caf d ehg i理想解(IFR)Ideality=Benefits/(Costs+Harm)理想解➢产品处于进化过程之中➢物质世界的进化受客观定律所支配➢最普遍适用的定律是自然辩证法中对立统一、从量变到质变、否定之否定三大定律三大定律过于宏观，不易操作，需要揭示易于操作的定律，并使之在产品创新设计中应用对立统一从量变到质变否定之否定创新理论分层哲学层方法层应用层宏观微观➢设计哲学:从心理学及认知的层面研究设计的本质。
如设计思维、设计能力及极限、心理学基础等都是设计哲学的研究课题。
这些研究从哲学的高度定义问题、目标、及过程。
➢创新方法：建立分步的或细化的创新过程模型、研究过程模型的支持工具、开发工具、仪器、软件。
按照这种模型设计者可分步骤的按规定完成创新所需要的所有活动，包括采用各种工具以更好的完成过程。
➢应用研究:领域很广，机、电、土、化、材等工程领域。
设计哲学从心理学及认知的层面研究设计的本质。
如设计思维、设计能力及极限、心理学基础等都是设计哲学的研究课题。
这些研究从哲学的高度定义设计问题、设计目标、及设计过程。
例1-1：“场所制造（Place making）”是美国捷得国际建筑师事物所（The Jerde Partnership International, Inc.）在购物中心与社区中心设计中贯穿的重要设计哲学与思想。
根据这种思想，该事物所设计的购物中心不是一栋建筑物，而是一种综合建筑、景观、空间、声音的“体验式场所”，是一种为群众创造的拥挤热闹的场所。
➢A380是空客与各大航空公司、机场和适航当局密切合作而共同研制的超大型客机，是人类有史以来所能设想的最先进、最宽敞、最富效益的民用飞机。
例2: 在70年代初期，航空公司的哲学是“大的就是好的”。
宽体客机载客量大、乘坐舒适、安全性好、运输效率高，因而广泛用于国内、国际航线上。
波音公司在747系列后，又推出了757、767、777系列客机，麦道公司推出了DC-10、MD11宽体客机，洛克希德公司推出了L-1011宽体客机，前苏联伊留申设计局推出伊尔86、伊尔96宽体客机。
欧洲空中客车公司的空中客车A300、A330、A340宽体客机成为波音飞机的强大竞争对手。
宽体飞机制造公司的竞争，使喷气民航机技术得到迅速发展，21科学方法杂志2、创新: 内涵Creation:Creation is the representation (mental, material, model, sketch, drawing) of an original idea obtained from nothing.Invention:An invention is something resulting from an original idea. The technical feasibility of this idea is proven (in the form of calculations, of physical model).Innovation:An innovation is an invention which has been through an economic development within the company [Ait-EI-Hadj, 1989].Original Ideageneration Creation Invention Technical feasibility proven InnovationEconomic development创造发明创新Well-Defined and Ill-Defined Problems well-structured problems（结构良好问题）:＊问题的初始状态、目标状态、解的路径或操作、一套约束的逻辑状态和约束参数等基于给定的信息都是已知的；＊它要求应用有限的概念、规则、解决方案和原理。
例如，数学、物理问题以及比赛项目问题等。
ill-structured problems（结构不良问题）:＊问题的描述是含糊的；＊解决问题涉及目标的定义是含糊的；＊用于决策的信息是不完整、不准确或未明确的；＊在此类问题中，其概念、规则、解决问题所需的原理都是不确定的，或者其中存在不一致性；例如: 未来的汽车设计、十二五规划的制定、企业发展战略制定等工程中的问题可分为两类：通常问题与发明问题➢通常问题：其解已存在。
可以从教科书、技术杂志、手册或从领域专家获得问题的解。
➢发明问题：解不存在。
该类问题一般含有相互矛盾的需求，或存在“冲突”。
❑“创新”是指解决发明问题。
❑“创新”的特点是在解决问题的过程要克服“冲突”。
已存在产品中的冲突基于TRIZ的技术创新分级➢1级（Level1）：通常的设计问题，或对已有系统的简单改进。
设计人员自身经验即可解决，不需要创新。
大约32%的解属于该范围。
➢2级（Level2）：通过解决一个技术冲突对已有系统进行少量的改进。
采用行业中已有的方法即可完成。
解决该类问题的传方法是折衷法。
大约有45%的解属于该范围。
➢3级（Level 3）：对已有系统有根本性的改进。
要采用本行业以外已有的方法解决，要解决冲突。
大约有18%的解属于该范围。
➢4级（Level 4）：采用全新的原理完成已有系统基本功能的新解。
解的发现主要是从科学的角度而不是从工程的角度。
大约有4%的解属于该类。
➢5级（Level 5）：罕见的科学原理导致一种新系统的发明。
大约有1%属于该类美国特拉弗吉亚公司研发的这辆名为“特拉弗吉亚过渡”的飞行汽车的空中巡航时速可达185公里，它还可以以高速公路的行驶速度在道路上行驶，可以安全地存放在车库里。
Page 2930个人的知识行业内的知识行业以外的知识科学原理全人类的知识1级2级3级4级5级知识圈3、创新：过程模型技术创新过程模糊前端新产品开发商业化创造过程NCD(FFE)模型用户需求问题定义图纸选定的原理解问题分析概念设计技术设计详细设计描述型设计过程模型（French 模型）问题分析--对待设计的对象定义、确定各种约束、标准及可用资源等。
概念设计--要产生确多个原理解，并经评价选定一个或几个可行的原理解。
技术设计--要完成产品的总体结构设计。
如有几个可行方案，还须最后确定一个方案。
详细设计--完成全部生产图纸及技术文件。
描述型设计过程模型（French 模型）任务查明功能及结构寻求解决原理及其结构工作阶段工作结果阐明并精确规定任务书分解为可实现的模快主模快结构设计整个产品结构设计拟定制造及使用说明要求表功能结构原理解模块结构初始技术设计草案总体技术设计草案产品文件1234567后续的实现规定型设计过程模型概念设计过程模型414、创新: 方法方法1：P&B方法功能创新:创造新系统实现新功。
了解谈恋爱双方的情感状态，从而为男或女决策提供依据是一种新的需求。
情感状态自动探测是依据上述需求提出的新功能。
由于没有已存在的系统实现或改进后实现新功能，需要创造新系统。
被称为爱情探测器，即为实现新功能创造的新系统。
该系统自动分析谈恋爱双方的情感状态，从而给出答案，以帮助男或女了解恋爱进展，并进行下一步决策。
被称为爱情探测器豆浆机功能结构WashSoiled clothesCleanclothes DirtInput Function OutputCase Study: Washing MachineSeparateWashing Machine: Function StructureLoosen dirtSeparate dirtRemove dirtWater DetergentWaterremove WaterWaterDirty waterDry ClothesHot airMoist airSoiled clothesClean ClothesSmooth ClothesRobot方法２：公理设计理论公理设计（Axiomatic Design）是美国MIT，以Suh为首的设计理论研究小组所提出的设计理论。