创新设计理论的发展简况

　　大约在公元前300年希腊数学家Pappos首先提出了试探法/直观推测法(Heuristics)这一术语，用来描述“进行发现和发明的科学”。以后，这一术语从数学界延伸到科学与工程
界，并开始广泛采用“发现”与“发明”的概念。
　　19世纪中叶试探/试凑(Trail and error)法成功地指导人们创造了多种重要的发明与产品，其中最有代表性的示例是美国发明家Thomas Edison。他利用试探法创造了众多的发明专利和产品。但是，其发明创造的成功率是相当低的，统计证明：他的一项发明需要进行5万个试凑方案的试验研究(Terninko等，1998)。
　　20世纪40年代创造了获取发明创新的新概念：头脑风暴法(Brainstorming)，其实质是从创造发明人的心理学角度研究出的心理规律，它被一直沿用至今。它也是至今我国广泛流传和运用的“创新与发明”或“创造性思维”的核心概念，但是又很少有人知道它的科学依据和使用方法及组织管理。原苏联科学家G. S. Altshuller认为：这类“创造性思维的心理学还停留在炼丹术的水平上”，是试图利用简单的试验归纳任何一种创造的技术及其细节。虽然，迄今为止它是发挥组织协同作用的有效工具之一，但是在大系统和复杂问题求解的创新与发明中，它经常是无能为力的。
　　第二次世界大战结束时，作为海军专利审查员的Alttshuller等人在对20万个世界发明专利研究的基础上，提出系统革新与创造的“发明问题求解理论TRIZ(英文缩写为TSIP或TIPS，即theory of the solution of inventive problems或theory of inventive problem solving，TRIZ是俄语发明问题求解理论的英文音译的缩写，即Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacbd的缩写)”。其初期的知识传授是在监狱里进行的，是一项向相关教授、杰出科学家、音乐与艺术家培训传授的国家级保密的理论与技术，前后动员了上万人参与其研究，成立了100个TRIZ研究院与思考学院。70年代开始出版初步研究总结的著作。并立即被译成德文与波兰文，后被译成日文与英文。但是，它缺乏与社会经济活动，特别是市场经济的结合，对经济发展的作用和对企业的贡献远不如传入美国经过90年代改进以后的水平。90年代苏联解体后，其技术开始流传到美国等先进资本主义国家。由于其应用的效果明显超过其它革新与创造的理论与方法，故很快它替代了当时正在美国企业界广泛推广的日本的田口法，成为企业革新改进的新理论与新工具。从90年代中以来，美国企业界与科技界对它进行了学习、应用、改进和发展，截至2003年，已经形成与市场机制融和的实用创新发明理论与方法，即现代美国人提出“TRIZ＋QFD＋田口的设计法”的系统创新设计与管理理论和方法。它们在美国和东欧得到企业的广泛支持与应用。例如，据Terninko等人2003年的报告：Rockwell汽车公司利用TRIZ理论后使零部件数从12个减少到4个，同时降低了成本50%，Ford公司利用TRIZ后成功地革新了重载汽车轴承的设计。但是，无论是TRIZ还是改进了的“TRIZ＋QFD＋田口设计法”还不能被认为是最完整的系统设计与系统管理创新的理论与方法。
　　20 世纪90年代初，在美国国家科学基金会NSF支持下，麻省理工学院MIT的 Nam. P. Suh教授领导下的研究小组提出“公理设计原理(principles of axiomatic design)”理论与方法，把设计建立在科学公理、定理与推论的基础上，它在美国、中国与南韩的制造系统设计与信息技术产品改进中获得可喜的成功。同时，它与TRIZ同样是可直接面授的创新设计学，打破了长期以来设计只能是经验的长期累积的不可直接传授的格局。这种公理设计的致命弱点是其独立公理的假定过于苛刻，企业无法利用它解决大量存在功能交互作用的产品与系统的设计创新问题。2004年清华大学工业工程系完成对其的改进和应用研究，并把它推广到人力资源管理与新产品研究开发领域中。
　　与此同时，以英国剑桥大学数学系Thomas Beth等人创造的基于数学的“设计理论”是现代设计的数学理论。但是，目前其工程应用还处在等待研究与开发期。
　　我国“两弹”的成功研究蘊含了众多值得学习与坚持的真理，其中在理论设计创新的支持下成功开发“两弹”核心技术、自主设计与开发、过程与管理创新的实践是今天值得传承和发扬的宝贵经验。著名原子科学家邓稼先讲过：“如果原子弹的研究是一条龙的话，那么(原子弹的)理论设计就是龙头”。原子弹的理论设计同“两弹一星”功臣彭桓武创造的“分子-分母”思维理论(可称为“3/0规则”)和周光召创造的“最大功原理”，成为指导我国成功研究出第一颗原子弹的理论依据、思维方法、辨识判据和管理的强有力理论工具。因此，不言而喻的是，创新设计理论必然是工程设计与管理创新的基础，并已受到各个科技大国的高度重视和利用。
　　在最近10年，由于世界经济的全球化与区域集团化、信息技术IT与现代科学技术发展的高速化和不参与这一进程带来的边缘化危机，不仅加剧了国内与跨国的市场竞争，而且迫使各国与各个企业需要基于核心技术的产品与服务创新的理论、方法与工具，使已经证明有效的发明创造理论，如TRIZ理论、公理设计理论等备受重视，并根据竞争的需要对它们进行革新与改进。例如，TRIZ理论及其方法工具在90年代传人美国后，经过近十年的学习、运用与改进，特别是经受市场经济的大潮的洗礼，已经发生了重大的革新，而且已经成为许多世界级公司所欢迎、积极学习、研究与应用的革新了的新一代TRIZ理论、方法与工具。他们不仅从革新了的TRIZ理论获得了重大的成功和利益，而且利用TRIZ理论改造企业的文化，形成“TRIZ＋QFD＋Taguchi method”、“TRIZ-6σ”、“精益-6σ”、“创新的问题求解PS技术”和基于它们的软件工具的发展，同时也有力地推动创新人才的成批培养和企业的信息化进程。同样，在市场经济大潮的冲击下对爱迪生时代采用的试凑法的低效率高投入进行了扬弃；对流行的头脑风暴法的使用进行了工程程序化与组织化；对Suh的公理设计理论ADT进行了检验，提出了对它的独立公理的修正要求；并从运用的效果提出当今应该特别重视的系统化、实用化的现代创新理论、方法与工具，特别是对改进了的TRIZ和ADT理论与方法的学习和利用。（引自中国技术创新青岛网）