基于创造技法的计算机辅助创新软件开发

    一、创造发明技法
    1. 创造技法及其产生与发展
    创造发明技法是人们在大量的创造活动中运用的具有普遍规律的技巧和方法。它是创造学家根据创造思维规律，从大量的创造发明活动、过程、成果中总结出的。目前，国内、外学者提出的创造技法约有几百种。创造技法是指导人们进行发明创造活动的方法与工具，具有很强的实际操作性，在指导创造者从事发明创造活动方面具有十分重要的作用，应用的领域十分广阔。
    创造技法的研究最早诞生于美国，著名的创造工程学家奥斯本在1939年创立的“头脑风暴法”，人们普遍认为是创造技法的始祖。20世纪40年代美国的一些创造学家又相继提出了“形态学分析法”、“兼错法”、“稽核问题法”、“输入 — 输出法”等技法。后来其他国家如前苏联、英、日、德、法等在20世纪50至70年代对创造学的发展都作出了重要贡献，提出了很多实用的创造技法。在我国，由于创造学的研究起步晚，时间短，虽没有提出十分成熟的，有世界影响并得以推广的创造技法，但也出现了一些非常重要的有中国特色的创造发明技法，如许国泰的“信息交合法”和“和田十二法”等。
    2. 创造技法的分类
    为了便于学习和应用创造技法，按照发明问题的解决过程和思路来对众多的创造技法进行分类整理，概括起来主要有以下几类。
    1) 描述问题的技法。描述问题主要包括发现问题和明确问题。发现问题是创造发明的起点，对培养创新思维是至关重要的，有了发现问题的能力，才能有创新成果。发现问题的方法主要有：缺点列举法、希望点列举法、属性列举法一、专利利用法、自然现象探求法和灵感密集法等。发现问题后要对发现的问题具体化、明确化。这时使用较多的创造技法是：联想类技法。
    2) 寻找资料的技法。要解决问题，寻找资料和信息是必不可少的，在这一阶段可以利用的创造发明技法有：专利利用法、情报整理法、调查研究法等。
    3) 形成思路的技法。形成思路是解决间题的关键，有了一个好的思路并沿着这一思路往下走才有可能得到问题的解。形成思路时可用的技法主要有：输人一输出法、关联推导法、形态学方法、要素组合法、信息交合法、综摄法、NM法、KJ法、等价变换法、逆向思维发明法、参数分析法和要素分解法等。
    4) 产生方案的技法。选择合适的技法工具产生方案可以起到事半功倍的作用。可以使用形态学方法、要素组合法和信息交合法等一些技法来完成这一工作。
    5) 方案评价的技法。对所生成的方案进行符合性评价也是一个非常重要的问题，好的方案才能产生好的结果。一般可以使用德而菲法和信息交合法等。
    6) 方 案 改进的技法。对不完善的方案进行改进可以使用：TRIZ工具、奥斯本头脑风暴法、德而菲法等。
    二、软件功能模块设计
    1. 技法原理知识库
    技法原理知识库收集整理了前面介绍的常用的一百多个发明创造技法。每个技法都有详细的原理说明、操作步骤、实施指南与适用的创新阶段等。用户可以通过关键词检索技法原理知识库得到相关的技法介绍和相应的创新案例。
    2. 用户创新向导模块
用户创新向导模块是计算机辅助创新系统的核心，根据新产品开发的过程分成问题定义子模块、创新方案生成子模块和方案评价子模块三个部分。各个子模块都是基于上述各阶段的创造技法而开发的。在问题定义子模块，系统利用列举类技法、专利利用法、自然现象探求法或灵感密集法等技法对研究对象进行分析，提出要解决的问题，并将问题明确化。方案生成子模块利用形态学方法、要素组合法或信息交合法产生问题的具体解决方案供用户参考，用户可以去除明显不合理的方案，选择一定的具有创新意义的方案进行下一步的方案评价。方案评价子模块中，系统使用德而菲法对上一步产生的方案进行综合评价，选择最优的方案。
    3. 员工创新能力开发模块
    员工创新能力是企业竞争力的关键要素之一。该模块是在研究创造力开发的原理和方法的基础上，为了培训企业员工的创造和创新能力而开发的。主要包括创新意识培养、创新思维方法学习和训练、创新技法学习和训练、创新过程学习和训练、创新实战和能力测试等子模块(见图1)。

    4. 创新案例库
    创新案例库收集了数百个典型的创造发明案例，可按技法、关键词等多种方式检索；在用户学习和训练时可以帮助理解、消化和应用创造技法，同时在创新时可以作为参考，帮助用户生成好的创意。
    三、计算机辅助创新技术在新产品开发时的应用
    计算机辅助创新技术可以用在新产品开发的需求分析、概念设计、方案设计和方案评价阶段。对用户需求进行合理分析，迅速解决新产品开发中的关键技术，生成可行的具有创新性的设计方案，这样可以极大地提高产品的创新开发能力、质量和效率，提高企业的竞争力。
    图2给出了基于计算机辅助创新技术的新产品开发过程。在进行市场调研的基础上，首先利用问题定义模块帮助进行需求分析和提出问题，并对问题进行分析、描述和定义；然后利用方案生成模块对问题提出解决方案，再对生成的方案进行评价，如果解决方案不满足要求，则需重新生成方案或对问题重新定义或重新进行需求分析，直到得到满意的方案为止。

    四、结 论
    计算机辅助创新技术的研究可以启发设计人员的思维，辅助设计者将其知识、经验和创造力发挥得更好。CAI技术的应用可以帮助技术人员在新产品开发的需求分析、概念设计和方案设计阶段高效率、高质量地提出最优的创新设计方案，开发出更具市场竞争力的创新性的新产品。