
目前計算機輔助創(chuàng)新設計的研究內(nèi)容主要有以下幾方面:①計算機輔助創(chuàng)新理論及方法學的研究;②創(chuàng)新模型及基于模型的創(chuàng)新設計求解方法的研究;③CAI工具軟件開發(fā),具體表現(xiàn)為:
(1)針對物質(zhì)場模型分析問題效率不高而作的改進
James Kowalick在文章中提出用triads模型取代TRIZ的物質(zhì)場模型,在世界500強企業(yè)中應用并得到很好的效果。ToruNakagawa也提出了3種系統(tǒng)功能模型。法國斯特拉斯堡工業(yè)自動控制研究實驗室及福特公司等都將此作為一項重要的研究課題。
(2)集成其他創(chuàng)造性思維技法
頭腦風暴法、6-3-5法、奧斯本檢核表法、5W2H法、希望點列舉法、組合法、模仿法、six sigma、9 wingdows、forced analogy等90多種思維技法已被用來彌補問題分析與矛盾矩陣以及發(fā)明原理與實際解決方法之間的距離,賈黎峰等提出了網(wǎng)上頭腦風暴法的設想。
(3)概念延伸及領域的擴展
這方面的研究強調(diào)概念設計在創(chuàng)新中的核心地位,產(chǎn)品創(chuàng)新包括7個方面的內(nèi)容:功能創(chuàng)新、原理創(chuàng)新、布局創(chuàng)新、形態(tài)創(chuàng)新、色彩創(chuàng)新、人機工程創(chuàng)新和結構創(chuàng)新。文獻從人機界面和人機系統(tǒng)優(yōu)化創(chuàng)新2方面,針對不同的設計內(nèi)容,給出了面向產(chǎn)品創(chuàng)新的人機工程計算機輔助設計的應用圖表。目前,TRIZ的應用已擴展到管理、生物學、人際關系、教學、建筑、軟件工程、微電子和生態(tài)等領域,其中商業(yè)領域的軟件已出現(xiàn),但這些領域的矛盾矩陣及相應的發(fā)明原理仍不完備。文獻提出了一種基于專利知識的計算機輔助產(chǎn)品創(chuàng)新設計系統(tǒng),以鉆夾頭為例系統(tǒng)分析了專利文獻中可供創(chuàng)新設計參考的專利技術知識,開發(fā)出基于專利知識的計算機輔助產(chǎn)品創(chuàng)新設計系統(tǒng)。
(4)39個矛盾屬性和40條創(chuàng)新原理的抽象和擴充
39個矛盾屬性經(jīng)實踐證明還不完備,40條創(chuàng)新原理的抽象層次也不一致,且互有交叉。當矛盾屬性增刪時,發(fā)明原理如何變化是一個不容回避的問題。有關學者擴充了矛盾矩陣、發(fā)明原理,用生物進化、自然界利用資源的方式引入TRIZ的研究。
(5)理想解和產(chǎn)品進化理論的擴展
產(chǎn)品進化、理想解、技術成熟度和預測失敗等領域的研究也比較多。
(6)輔助創(chuàng)新設計軟件工具的開發(fā)
目前,以TRIZ理論為基礎設計開發(fā)的計算機輔助創(chuàng)新軟件按功能多少、結構復雜程度以及用途的不同有數(shù)10種之多,軟件所用開發(fā)語言以英文為主,也有用俄文、中文等其他語言開發(fā)的軟件。
2 現(xiàn)有的產(chǎn)品創(chuàng)新理論及輔助工具軟件開發(fā)中亟待解決的問題
(1)豐富創(chuàng)新設計理論,從整體的角度來把握對創(chuàng)新問題規(guī)律性的認識
現(xiàn)有的創(chuàng)新設計方法及工具大多基于TRIZ理論,過分強調(diào)邏輯思維在創(chuàng)新中的作用。創(chuàng)新設計是人類高級而復雜的創(chuàng)造性活動,除了邏輯思維之外,直覺思維在創(chuàng)新中的作用也不可忽視。直覺思維是一種在下意識狀態(tài)下,對事物內(nèi)在復雜關系突發(fā)性的領悟過程,它是一種跳躍式尋求問題解的方式,包括形象思維、抽象思維、發(fā)散思維、聯(lián)想、靈感與頓悟、創(chuàng)造性想象等多種方式,主要使用非邏輯思維法。而邏輯思維是找出事物內(nèi)在規(guī)律,采用概念、判斷、推理的思維形式,包括展開、分解、綜合、歸納演繹和數(shù)理邏輯的方法,主要采用收斂思維的方式,TRIZ理論是其典型代表。對于創(chuàng)造性思維全過程來說,直覺思維與邏輯思維都是必不可少的,它們相互聯(lián)系,相互依賴,相互補充。同時創(chuàng)新設計問題涵蓋范圍廣泛,為減少求解的盲目性和發(fā)散性,需要對創(chuàng)新設計問題加以分類,以縮小求解空間,提高求解效率。在當前的創(chuàng)新設計方法的研究中,雖然有一些針對某一特定類型的設計方法,但大多數(shù)都沒有從整體角度對所有創(chuàng)新設計問題的分類做出詳細的研究。文獻在這方面做了較為深入的探討,將創(chuàng)新設計問題分為4類,并提出了每種類型相應的求解方法及思路,如圖1所示。這方面的研究還有待于進一步的深入。
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