| 出版日期：2005-02-28 总期号：1390 本年期号：13 |
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让创新设计不再是口号
计算机辅助 文 王易 越来越多的制造业企业已经认识到，欲在激烈的市场竞争中占有一席之地，除要提高效率和降低成本之外，还要能够开发、生产出高附加值的产品，这是企业核心竞争力的关键。而如何从根本上提高企业的创新能力、建立实用高效的“创新体系”已成为企业信息化发展的新方向。 日益加剧的竞争使产品从差异化走向同质化，同类产品的产品质量和功能已很难做出高下之分，现在我们几乎很难分辨通用汽车与大众汽车在质量和功能上的差别。竞争也导致产品的生命周期日趋缩短：旧的一代产品尚未完全退出市场甚至刚刚进入人们的视线，新的产品就已经推出；自己的产品刚刚进入市场不久，竞争对手的更为先进的新产品就已上市…… 创新是提升国家或地区竞争力最有效的制剂。创新设计的主旨是在概念设计阶段产生新的有竞争力的概念或原理。然而，我国企业整体的概念设计目前仍处于经验设计阶段，影响了产品的市场竞争力。 产品设计门道挺多 产品研发设计的内容大致可分为两类：一类是数值计算型的工作，包括大量的计算、分析、绘图等；另一类是符号推理性的工作，主要是方案设计工作。前者一般称为细节设计，后者称为概念设计。概念设计主要包括功能设计和结构设计两大部分，其作用主要体现在产品设计的早期阶段：首先，把根据产品功能的需求而萌发的原始构思形成产品的主体框架及其主要模块和组件，以完成整体布局和外型初步设计；然后进行评估和优化，确定整体设计方案；最后，将设计思想落实到具体设计中去，实现细节设计。可见概念设计是个不断创新的过程，它要求设计者能综合运用跨学科的知识和拥有丰富的实践经验，并通过广泛的调查研究而掌握大量的信息资料，再经过反复思考、推理和决策，创造出与众不同的、满足用户要求的设计方案来。 一般来说，细节设计阶段可以由非常成熟的CAD(计算机辅助设计)、CAE（计算机辅助工程分析）、CAM（计算机辅助制造）等软件加以支持。那么，有没有同样成熟的软件能够在概念设计阶段尤其需要创新设计的阶段加以辅助呢？答案是肯定的。 CAI应运而生 计算机辅助创新技术（CAI）是近年来在欧美各国迅速发展起来的一项新技术。它把发明问题解决理论（TRIZ）、本体论（Ontology）、语义处理技术、现代设计方法学以及计算机软件技术融为一体，填补了CAX领域的空白，把信息化推进到了产品生命周期的最前端，给产品创新设计带来革命性的变革，使创新设计成为研发人员的日常工作，而非冥思苦想、绞尽脑汁、依赖灵感闪现。 在研发过程中，计算机辅助技术（包括CAD/CAM/CAE等）有效地提升了我们的设计质量和效率，对现代产品开发起到巨大的推动和支撑作用。可是在概念设计阶段，我们仍然会面对各种新问题、新矛盾。在CAI产生后，亦如CAD等技术有效支持详细设计阶段一样，CAI技术为概念设计提供了先进的创新理论、方法与多学科知识的支持。它能够帮助研发人员有效地运用创新的科学规律，打破思维定势，全面地分析问题，从不同学科领域中借鉴有效的技术和方法，从而构建出科学的创新设计方案，大大优化研发进程，减少研发的重复工作和资源浪费（如图所示）。 运用CAI软件解决创新设计问题的一般流程为： 1） 分析问题实质 2） 对初始问题进行分解、分析 3） 对分解后的问题进行语义处理以便查询 4） 进入创新原理库和创新知识库检索（必要时可查询相关专利） 5） 获得启发性方案 6） 评价所得方案 7） 结合实际生成最佳可行方案 以往的经验告诉我们，对一项新技术的推广来说，软件工具的普及是关键。经过长期研发，亿维讯将TRIZ理论与本体论结合，开发出新一代CAI软件工具——计算机辅助创新设计平台Pro/Innovator。作为简单易用的创新工具，Pro/Innovator不但继承了TRIZ理论中有效的创新技法，而且将本体论所描述的对象关系应用于行业创新方案库中，使创新方案的获得更准确便捷。Pro/Innovator在正确地描述问题、创造性地解决问题、客观地评价方案，直至全面地保护创新成果等一系列阶段，为研发人员提供全面的创新解决方案。 创新成本大大降低 在CAI软件的支持下，个人创新能力得到极大激发，能够对问题准确深入分析并最终在工程实际中获得高质量的创新方案，从而大大提高企业的资源利用率，降低研发成本，缩短研发时间。具体来说，CAI技术工具包括初始问题情境描述、创新需求系统分析、问题模型构建和创新问题定义。并针对具体的创新问题，采取有效的创新方法和工具支持，及时准确地获取创新性解决方案，最后对所得解决方案做出客观合理的评价。同时创新成果也可以有效地保存起来以备后续创新过程之用。在这方面，国际上一些著名的跨国企业已经展开实施并取得了显著成果。如韩国三星电子集团，于2001年年底在研发中引入TRIZ理论和CAI软件。在2003年，仅由于TRIZ理论的应用，就共计节省资金1.5亿美元，产生52项技术专利。 作为制造业信息化建设不可或缺的部分，CAI已受到广泛关注。国家科技部863计划软件重大专项特设“计算机辅助创新课题”，这意味着国家对CAI技术的重视与支持。2004年上半年，机械工程协会也在其所推出的机械工程师认证体系中将创新能力拓展平台CBT/NOVA作为资格认证考试科目之一。这标志着创新能力今后将成为国内工程师必须提高的职业能力，表明国家对于加速推进行业科技创新步伐、加速培养高素质创新人才的重视。作为CAI技术与应用领跑者的亿维讯集团，除专注于创新能力拓展平台和计算机辅助创新设计平台外，更开通了专业的计算机辅助创新技术中文网站，及时提供最新技术动态；对先进技术高度敏感的各大高校更是走在CAI技术发展和推广的前列，很多知名高校都已开设了相关创新教育课程。 （E9） 
产品研发流程图 |
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