1 計算機輔助創新理論的研究動態
目前計算機輔助創新設計的研究內容主要有以下幾方面：①計算機輔助創新理論及方法學的研究；②創新模型及基于模型的創新設計求解方法的研究；③CAI工具軟件開發，具體表現為：
(1)針對物質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的物質場模型，在世界500強企業中應用并得到很好的效果。ToruNakagawa也提出了3種系統功能模型。法國斯特拉斯堡工業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明原理與實際解決方法之間的距離，賈黎峰等提出了網上頭腦風暴法的設想。
(3)概念延伸及領域的擴展
這方面的研究強調概念設計在創新中的核心地位，產品創新包括7個方面的內容：功能創新、原理創新、布局創新、形態創新、色彩創新、人機工程創新和結構創新。文獻從人機界面和人機系統優化創新2方面，針對不同的設計內容，給出了面向產品創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、微電子和生態等領域，其中商業領域的軟件已出現，但這些領域的矛盾矩陣及相應的發明原理仍不完備。文獻提出了一種基于專利知識的計算機輔助產品創新設計系統，以鉆夾頭為例系統分析了專利文獻中可供創新設計參考的專利技術知識，開發出基于專利知識的計算機輔助產品創新設計系統。
(4)39個矛盾屬性和40條創新原理的抽象和擴充
39個矛盾屬性經實踐證明還不完備，40條創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)理想解和產品進化理論的擴展
產品進化、理想解、技術成熟度和預測失敗等領域的研究也比較多。
(6)輔助創新設計軟件工具的開發
目前，以TRIZ理論為基礎設計開發的計算機輔助創新軟件按功能多少、結構復雜程度以及用途的不同有數10種之多，軟件所用開發語言以英文為主，也有用俄文、中文等其他語言開發的軟件。
2 現有的產品創新理論及輔助工具軟件開發中亟待解決的問題
(1)豐富創新設計理論，從整體的角度來把握對創新問題規律性的認識
現有的創新設計方法及工具大多基于TRIZ理論，過分強調邏輯思維在創新中的作用。創新設計是人類高級而復雜的創造性活動，除了邏輯思維之外，直覺思維在創新中的作用也不可忽視。直覺思維是一種在下意識狀態下，對事物內在復雜關系突發性的領悟過程，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、發散思維、聯想、靈感與頓悟、創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在規律，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，它們相互聯系，相互依賴，相互補充。同時創新設計問題涵蓋范圍廣泛，為減少求解的盲目性和發散性，需要對創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，但大多數都沒有從整體角度對所有創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。
圖1 創新設計的分類及策略
(2)多種理論和方法的集成及與現有CAD系統的集成
近年來在現代設計方法學的研究中出現了諸如并行設計、優化設計、綠色設計、協同設計和數字化設計等設計新方法，并部分地應用于創新設計中，提出了諸如協同環境中的創新設計、基于資源優化利用的創新設計方法及工具研究、面向產品創新數字化產品開發的體系結構研究等方面的設想。但不可否認，上述現代設計方法雖然從一方面反映了設計的綜合性和集成性，但它們實現的仍是局部的“并行”和局部的“優化”，它們相互獨立，缺乏一個系統的理論體系將這些先進思想、方法集成，并有效應用于創新產品開發中。同時，傳統意義上的創新設計軟件，其輸出多是概要設計的方案，表達的是設計方案總體方面的信息，它不可能對局部細節有很深入的表達，而詳細設計階段的輔助工具在局部細節表達方面可提供很好的支持，如何實現兩者的有機集成將是以后的一個值得探索的課題。鑒于此，初步想法是：利用統一的、基于廣義特征的產品信息模型來完成這一任務。
(3)合理高效的知識庫的構建
產品設計所需知識的獲取、組織和運用能力是決定一項創新設計能否成功的關鍵。在紛繁多樣的學科領域里，要求設計師從不計其數的信息數據庫中找到與設計方案求解相關的大量知識信息顯得格外重要。但僅有少量數據庫的信息功能在設計問題的解決過程中得以使用。按照百科全書中系統化排列的關鍵詞字母順序來查找具體設計問題的方法對設計者來說將很難有很大的幫助。但書本知識、編撰雜志和網絡搜索引擎等作為獲取設計的可能信息來源對設計者的幫助將是很大的，表1說明了這一問題。對設計者來說，一個理想的數據庫將是一個滿足功能或結構特征的、涵蓋不同學科知識領域、展示具有解決實際相關問題的高度專業化的知識庫。但少量系統化信息在結構化的同時，還要尋找跨學科集成的概念信息。所以，高效率的信息獲取與搜集是構建一個知識庫的重要前提，這方面可以利用當今發達的網絡資源，但必須豐富其信息檢索能力，以提高所搜集的信息與領域的聯系程度，為此，可以通過構建多層次Web信息檢索模型來有效解決這一問題。
表1 各種不同信息數據類型的典型特征分析
除了信息的獲取外，如何高效地組織和運用所獲取的信息則是知識庫構建的另一個重要方面。設計過程涉及多種不同類型知識的表達和應用，包括經驗性、常識性以及結構性知識等。任何單一的知識表示方式都不足以有效地表達各種設計知識。所以需采用多層知識表達模式，從表達能力、推理效率與可維護性等方面綜合考慮。這里，可考慮在傳統的基于規則、基于實例的知識庫構建方式的基礎上融人人工神經網絡的部分特性的方法來進行。
3 結語
當前，提高企業創新能力的需求日益突顯。以日漸成熟的創新理論作為支撐的計算機輔助創新技術填補了CAX領域的技術空白，成功地把信息化技術應用到了產品生命周期的最前端，為產品創新提供了切實可行的可操作工具。然而產品創新輔助軟件的開發是一項涉及諸多方面的系統工程，其中存在許多關鍵性問題有待解決：從整體的角度來把握對創新問題規律性的認識；多種理論和方法的集成及與現有CAD系統的集成；合理高效的知識庫的構建等。這些關鍵性問題的解決將有助于產品創新輔助軟件工具的成功開發，從而為企業自主創新能力的提高提供可靠的技術手段。
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