系统化的计算机辅助创新解决方案

    计算机辅助创新(CAI)技术是近年来在欧美等国家兴起并得以迅速推广的先进技术，可在产品开发尤其方案设计阶段辅助设计人员有效解决遇到的技术难题，快速生成更多、更好的创新方案。它集成了业已成熟的基于本体论的语义处理技术、发明问题解决理论(TRIZ)以及伴随互联网高速发展的专利分析技术。并利用计算机存储信息量大、运算快速准确等特点，将类历史上进行发明创造、产品革新的规律和经验有效组织，构建宜人化的用户界面，引导设计者快速、准确地发现产品(或系统)存在的问题，开拓设计者的设计思路，打破其原有的思维定式，从而帮助设计者形成多种富有创造性的潜在解决方案为后续的新产品开发或老产品改造提供正确的指导。可以说计算机辅助创新技术是对传统创新方法的一次革命性发展，实现了创新活动由传统的随机、抽象、不可控行为到可操作可预测，理性的科学技术活动的彻底转变，帮助企业以有序、可控的方式实现不同层次的持续性创新。目前TRIZ理论与CAI软件在国外著名企业和科研机构中有很好的应用，解决大量技术难题并创造出巨大的经济效益，正越来越多地受到更多企业和科研人员的青睐.
   
    1计算机辅助创新设计平台Pro/Innovator
   
    亿维讯提供的计算机辅助创新软件之一是计算机辅助创新设计平台Pro/Innovator，其目的在于迅速提高研发人员解决技术难题效率。它所解决的是实现技术创新所需的广博的知识和有效的方法工具问题，通过有效地利用多学科领域的知识，打破思维定式、拓宽思路，正确地发现现有技术中存在的问题，找到具有创新性的解决方案，保证产品开发设计方向正确的同时实现创新。它是亿维讯计算机辅助创新解决方案的重要组成部分。
   
    计算机辅助创新设计平台Pro/Innovator主要包括项目导航、系统分析、问题分解、解决方案、创新原理、专利查询、方案评价和专利生成、报告生成、知识库编辑器等功能模块。基于这些功能模块形成Pro/Innovato:的系统化创新流程，如图1所示Pro/Innovator软件主要模块的功能特点分别简要介绍如下
   
    ①系统分析模块。为全面深人分析技术系统提供了一个系统的建模和分析工具。它主要分为两部分内容:系统建模和系统分析。通过系统建模，便于工程师全面系统了解技术系统的工作原理以及各组成部分的功能角色，为工程师交流讨论提供了共同语言，它也是一种结构化的技术系统方案描述方式，有利于创新成果的知识表达和将来的知识重用。而通过对所建功能模型的分析和评价，可以有效地揭示并解决技术系统中存在的问题，从而进一步提升和改进技术系统功能。
   
    ②问题分解模块。提供了三轴同题分析法，即沿着流程时序轴、系统层次轴和因果关系轴对初始问题进行分析与重定义，将复杂的工程问题分解成为多个子问题。通过该模块有助于实现对问题的全局、系统分析，包括通过因果分析及时发现隐藏在表层问题背后的真正问题，并充分利用各种可能资源，从不同角度寻求最优解决方案。
   
    ③解决方案模块。实践证明，工程师遇到80%的问题都已经在其他领域被解决。解决方案模块帮助用户及时发现已有的成功的解决方案，提供给用户在原有方案基础上快速寻求自己问题的合理解决方法。Pro/Innovator中的解决方案基于对欧美900万高水平发明专利的分析，形成涵盖众多领域的创新方案知识库。运用语义处理技术和本体论技术，构建起描述工程领域知识的本体论词典，提供包括语法扩展、语义扩展、本体论扩展和关键词在内的多种查方方式。基于本体论的直接问题求解，利用本体论对创新方案知识库进行搜索，提供给用户直接的可付诸实施的解决方案。
   
    ④创新原理模块。在技术系统的改进和设计过程中，通常会出现改进某一特性导致其他特性恶化的情况，即出现矛盾。创新原理为研发人员不折衷地解决技术系统中存在的矛盾提供了方向和思路。该模块提供给用户基于TRIZ理论的启发式问题求解。著名的发明问题解决理论TRIZ，是对世界上250万件高水平发明专利进行研究的成果。创新原理是在大量专利分析研究基础上总结出来的、解决不同工程领域矛盾问题的有效工具。
   
    ⑤专利查询模块。基于专利知识解决实际问题是一种重要的创新方式。Pro/Innovator提供了基于本体论的专利查询技术，即通过一种语义扩展方式，对一个具体问题，能够提供不同相关程度的专利信息，为创新问题解决提供更加全面的知识支持。专利查询支持在线对美国、欧洲和日本专利局数据库的自动查询。工程师可以根据自己需要，选择合适的专利，加人到自己的解决方案中，还可以在此基础上进行语义提取和整理，添加到系统的解决方案知识库中，使得系统知识库更加强大和专业。
   
    ⑥专利生成模块。针对最终形成的解决方案，提供了快速生成专利申请报告的模板，满足用户申请专利的需要，它主要支持发明〔Utility)和实用新型(Design)两种类型专利申请的辅助生成。专利报告生成模板包括专利基本信息、申请人、专利描述、权利要求等内容。构成其核心内容的解决方案可以自动生成权利要求项，最终标准的专利申请文档格式保存。
   
    ⑦知识库编辑器。它是相对独立的一个功能模块，作为Pro/Innovator解决方案知识库的接口，它提供了按需定制的创新方案库功能。客户可以将自己经过长期的业务实践而掌握的专业知识、经验和相关领域技术知识按照格式化的方式组织起来，并构建其中的本体关系，让宝贵的企业经验从个体的知识变成公有的、可以共享的、有组织的知识，让中、青年研发队伍有效地学习继承老专家的经验，为进一步的创新提供巨大的知识源泉。实现智力资产在企业或者行业内部的有效管理和转移。另外，用户还可以扩展系统中的技术术语库，逐渐形成更加适合自己专业领域需要的本体论知识库。
   
    Pro/Innovator软件的其他模块如方案评价模块主要在于帮助客户分析评价得到的系列方案，寻找最适合自己需要的解决方案;报告生成模块则基于可编辑的报告模板快速生成满足不同需要的项目报告，内容包括整个问题解决过程中生成的内容和过程信息;而项目导航模块则是实现将以上所有模块有机集成，实现对整个问题解决过程的系统引导和层次管理。
   

    2创新能力拓展平台CBT/NOVA
   
    亿维讯提供的另一个计算机辅助创新软件便是创新能力拓展平台CBT/NOVA。它是一种计算机支持的数字化学习与培训平台，提供了包括TRIZ理论和本体论等在内的一套系统科学的创新思维方法和创新问题分析方式，能够有效的打破我们的思维定式，保证我们按照合理的途径寻求得到最优的创新方案。比如其中的多屏幕法，它能够帮助我们从结构层次、时间层次，以及因果层次等多维度对问题进行系统的分析，金鱼法引导我们从理想境界出发，发现现实中存在的问题。而资源一时间一成本更是提供了一种更加专业的产品分析方法。另外，通过CBT/NOVA还可以掌握到物一场分析方法，通过构建问题模型，发现问题本质，然后基于后续的标准问题解法或者发明问题解决算法，能够严格按照一定程序对问题逐步深人，直到得到满意的创新方案。另外，对于TRIZ理论中的技术系统进化法则、发明问题标准解法发明问题解决算法(ARIZ)等在CBT/NOVA中都有详细的理论和实例介绍以及练习测试。
   
    而且，创新能力拓展平台的独特之处在于，它提出了一套全新、完整的创新能力培训模式，即以TRIZ理论为代表的发明创造方法学及其他常用设计方法学的理论阐述，案例讲解、练习巩固、实战演练和水平测试。这种循序渐进的学习方法，可以帮助学员更好的理解创新原理，保证学习效果。
   
    CBT/NOVA的另一个重要特点是开放性，即它是一个可以扩展和定制的知识平台。对于一个企业，可以方便地植人自己的行业领域知识，成功经验和案例，甚至失败教训，实现知识的积累、共享和重用，防止智力资产流失。
   
    CBT/NOVA根据使用者角色不同，分成三种登人模式，即管理员模式、教师模式和学员模式，不同的角色分别被赋予不同的权限和功能。管理员身份登录后，可以为课程设置教师和学员，进行课程的管理;作为教师登录，就可以安排课程内容，跟踪学员学习情况，和学员自由沟通等;学员登录后，可以顺序学习创新理论，完成在线测试以及与教师进行沟通等等。通过CBT/NOVA，用户更多的能够学习到系统科学的问题分析与创新思维方法，培养系统科学的创新思维能力，并能够在科学的创新原理指导下得到满意答案，使用户的创新思维水平和创新能力取得巨大的提升和拓展。
   
    3结论
   
    因此可以看出，计算机辅助创新设计平台Pro/Innovator主要是提供创新问题解决技术和创新知识支持，即解决方法和知识的问题;创新能为拓展平台CBT/NOVA主要是快速培养高素质创新人才，即解决人的问题，它们共同构成完整的计算机辅助创新(CAI)解决方案。纵观计算机辅助技术的发展，从最初的二维CAD、三维CAD到CAE,CAM,CAPP,PLM以及近年来兴起的CAI技术，不难看出CAI技术已在世界上成为技术发展的趋势和热点。众多公司的实践经验告诉我们，CAI技术已成为继CAD,CAE之后的又一研发中不可或缺的手段。它将极大地提高人们进行技术创新的效率，为我国各工程领域，尤其军工等国防领域的跨跃式发展提供强大的动力源泉。