1 计算机辅助创新理论的研究动态
目前计算机辅助创新设计的研究内容主要有以下几方面：①计算机辅助创新理论及方法学的研究；②创新模型及基于模型的创新设计求解方法的研究；③CAI工具软件开发，具体表现为：
(1)针对物质场模型分析问题效率不高而作的改进
James Kowalick在文章中提出用triads模型取代TRIZ的物质场模型，在世界500强企业中应用并得到很好的效果。ToruNakagawa也提出了3种系统功能模型。法国斯特拉斯堡工业自动控制研究实验室及福特公司等都将此作为一项重要的研究课题。
(2)集成其他创造性思维技法
头脑风暴法、6-3-5法、奥斯本检核表法、5W2H法、希望点列举法、组合法、模仿法、six sigma、9 wingdows、forced analogy等90多种思维技法已被用来弥补问题分析与矛盾矩阵以及发明原理与实际解决方法之间的距离，贾黎峰等提出了网上头脑风暴法的设想。
(3)概念延伸及领域的扩展
这方面的研究强调概念设计在创新中的核心地位，产品创新包括7个方面的内容：功能创新、原理创新、布局创新、形态创新、色彩创新、人机工程创新和结构创新。文献从人机界面和人机系统优化创新2方面，针对不同的设计内容，给出了面向产品创新的人机工程计算机辅助设计的应用图表。目前，TRIZ的应用已扩展到管理、生物学、人际关系、教学、建筑、软件工程、微电子和生态等领域，其中商业领域的软件已出现，但这些领域的矛盾矩阵及相应的发明原理仍不完备。文献提出了一种基于专利知识的计算机辅助产品创新设计系统，以钻夹头为例系统分析了专利文献中可供创新设计参考的专利技术知识，开发出基于专利知识的计算机辅助产品创新设计系统。
(4)39个矛盾属性和40条创新原理的抽象和扩充
39个矛盾属性经实践证明还不完备，40条创新原理的抽象层次也不一致，且互有交叉。当矛盾属性增删时，发明原理如何变化是一个不容回避的问题。有关学者扩充了矛盾矩阵、发明原理，用生物进化、自然界利用资源的方式引入TRIZ的研究。
(5)理想解和产品进化理论的扩展
产品进化、理想解、技术成熟度和预测失败等领域的研究也比较多。
(6)辅助创新设计软件工具的开发
目前，以TRIZ理论为基础设计开发的计算机辅助创新软件按功能多少、结构复杂程度以及用途的不同有数10种之多，软件所用开发语言以英文为主，也有用俄文、中文等其他语言开发的软件。
2 现有的产品创新理论及辅助工具软件开发中亟待解决的问题
(1)丰富创新设计理论，从整体的角度来把握对创新问题规律性的认识
现有的创新设计方法及工具大多基于TRIZ理论，过分强调逻辑思维在创新中的作用。创新设计是人类高级而复杂的创造性活动，除了逻辑思维之外，直觉思维在创新中的作用也不可忽视。直觉思维是一种在下意识状态下，对事物内在复杂关系突发性的领悟过程，它是一种跳跃式寻求问题解的方式，包括形象思维、抽象思维、发散思维、联想、灵感与顿悟、创造性想象等多种方式，主要使用非逻辑思维法。而逻辑思维是找出事物内在规律，采用概念、判断、推理的思维形式，包括展开、分解、综合、归纳演绎和数理逻辑的方法，主要采用收敛思维的方式，TRIZ理论是其典型代表。对于创造性思维全过程来说，直觉思维与逻辑思维都是必不可少的，它们相互联系，相互依赖，相互补充。同时创新设计问题涵盖范围广泛，为减少求解的盲目性和发散性，需要对创新设计问题加以分类，以缩小求解空间，提高求解效率。在当前的创新设计方法的研究中，虽然有一些针对某一特定类型的设计方法，但大多数都没有从整体角度对所有创新设计问题的分类做出详细的研究。文献在这方面做了较为深入的探讨，将创新设计问题分为4类，并提出了每种类型相应的求解方法及思路，如图1所示。这方面的研究还有待于进一步的深入。
图1 创新设计的分类及策略
(2)多种理论和方法的集成及与现有CAD系统的集成
近年来在现代设计方法学的研究中出现了诸如并行设计、优化设计、绿色设计、协同设计和数字化设计等设计新方法，并部分地应用于创新设计中，提出了诸如协同环境中的创新设计、基于资源优化利用的创新设计方法及工具研究、面向产品创新数字化产品开发的体系结构研究等方面的设想。但不可否认，上述现代设计方法虽然从一方面反映了设计的综合性和集成性，但它们实现的仍是局部的“并行”和局部的“优化”，它们相互独立，缺乏一个系统的理论体系将这些先进思想、方法集成，并有效应用于创新产品开发中。同时，传统意义上的创新设计软件，其输出多是概要设计的方案，表达的是设计方案总体方面的信息，它不可能对局部细节有很深入的表达，而详细设计阶段的辅助工具在局部细节表达方面可提供很好的支持，如何实现两者的有机集成将是以后的一个值得探索的课题。鉴于此，初步想法是：利用统一的、基于广义特征的产品信息模型来完成这一任务。
(3)合理高效的知识库的构建
产品设计所需知识的获取、组织和运用能力是决定一项创新设计能否成功的关键。在纷繁多样的学科领域里，要求设计师从不计其数的信息数据库中找到与设计方案求解相关的大量知识信息显得格外重要。但仅有少量数据库的信息功能在设计问题的解决过程中得以使用。按照百科全书中系统化排列的关键词字母顺序来查找具体设计问题的方法对设计者来说将很难有很大的帮助。但书本知识、编撰杂志和网络搜索引擎等作为获取设计的可能信息来源对设计者的帮助将是很大的，表1说明了这一问题。对设计者来说，一个理想的数据库将是一个满足功能或结构特征的、涵盖不同学科知识领域、展示具有解决实际相关问题的高度专业化的知识库。但少量系统化信息在结构化的同时，还要寻找跨学科集成的概念信息。所以，高效率的信息获取与搜集是构建一个知识库的重要前提，这方面可以利用当今发达的网络资源，但必须丰富其信息检索能力，以提高所搜集的信息与领域的联系程度，为此，可以通过构建多层次Web信息检索模型来有效解决这一问题。
表1 各种不同信息数据类型的典型特征分析
除了信息的获取外，如何高效地组织和运用所获取的信息则是知识库构建的另一个重要方面。设计过程涉及多种不同类型知识的表达和应用，包括经验性、常识性以及结构性知识等。任何单一的知识表示方式都不足以有效地表达各种设计知识。所以需采用多层知识表达模式，从表达能力、推理效率与可维护性等方面综合考虑。这里，可考虑在传统的基于规则、基于实例的知识库构建方式的基础上融人人工神经网络的部分特性的方法来进行。
3 结语
当前，提高企业创新能力的需求日益突显。以日渐成熟的创新理论作为支撑的计算机辅助创新技术填补了CAX领域的技术空白，成功地把信息化技术应用到了产品生命周期的最前端，为产品创新提供了切实可行的可操作工具。然而产品创新辅助软件的开发是一项涉及诸多方面的系统工程，其中存在许多关键性问题有待解决：从整体的角度来把握对创新问题规律性的认识；多种理论和方法的集成及与现有CAD系统的集成；合理高效的知识库的构建等。这些关键性问题的解决将有助于产品创新辅助软件工具的成功开发，从而为企业自主创新能力的提高提供可靠的技术手段。
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