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开 本: 16开包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787030405951
1绪论 1
§1.1引言 1
§1.2技术创新研究综述 2
1.2.1技术的定义 2
1.2.2技术创新分类 5
1.2.3技术创新的一般过程 5 §1.3破坏性创新研究综述 6
1.3.1破坏性创新概念界定 6
1.3.2破坏性创新技术 9
1.3.3破坏性创新技术产生研究现状 10 §1.4 TRIZ在破坏性技术产生中的应用现状 12
1.4.1 TRIZ体系概述 13
1.4.2 TRIZ解决问题流程 16
1.4.3 TRIZ在破坏性技术产生中的应用现状 17 §1.5本章小结 19 2 TRIZ基础理论 23 §2.1引言 23 §2.2 TRIZ定义问题工具 23
2.2.1理想化水平 23
2.2.2理想解与昀终理想解 24 §2.3 TRIZ分析问题工具 24
2.3.1 功能分析 24
2.3.2 物质 -场分析 27
2.3.3 冲突分析 28
2.3.4 资源分析 30
§2.4 TRIZ解决问题工具 35
2.4.1技术进化理论 35
2.4.2冲突解决理论 39
2.4.3 76个标准解 44
2.4.4 效应原理 49 §2.5本章小结 51 3破坏性创新技术的产生条件 53 §3.1引言 53 §3.2破坏性创新技术特征 53
3.2.1破坏性创新技术本质 53
3.2.2破坏性创新技术特征 54 §3.3破坏性创新技术产生的条件 60
3.3.1破坏性创新技术产生的市场经济条件 61
3.3.2新市场破坏的技术条件 61
3.3.3低端破坏技术条件 63
3.3.4两种破坏性创新的结合——混合破坏技术条件 64
3.3.5破坏性创新技术实施时间条件 65
3.3.6破坏性创新技术实施时机预测 67 §3.4破坏性创新技术实现流程 69 §3.5本章小结 71 4破坏性创新技术预测 72 §4.1引言 72 §4.2破坏性创新技术进化过程预测 72
4.2.1产品技术进化预测 72
4.2.2破坏性创新技术的可预测性 76
4.2.3产品技术系统的进化 80
4.2.4基于技术系统进化的破坏性创新技术预测 84 §4.3破坏性创新技术需求预测 88
4.3.1需求定义及其分类 89
4.3.2需求进化理论 91
4.3.3基于需求进化的破坏性创新技术预测 94 §4.4破坏性创新技术预测流程 98
§4.5案例研究 ——游戏机技术系统进化分析及破坏性创新技术实现 100 §4.6本章小结 105 5基于技术进化理论的破坏性创新技术产生 107 §5.1引言 107 §5.2技术进化理论概述 107 §5.3破坏性创新过程中 TRIZ技术进化理论的应用 110
5.3.1三类创新的 S曲线特征辨识 110
5.3.2破坏性创新的潜力技术预测 112 §5.4案例研究 ——“分光光度法”的破坏性创新 114
5.4.1背景技术介绍 114
5.4.2创新问题的提出 115
5.4.3破坏性创新技术适用条件分析 115
5.4.4破坏性创新技术实现过程 117 §5.5本章小结 123 6基于冲突解决的破坏性技术产生 124 §6.1引言 124 §6.2技术进化过程中的冲突 124 §6.3破坏性创新过程的冲突问题及其求解 125
6.3.1破坏性创新过程的技术冲突产生 125
6.3.2破坏性创新过程技术冲突的解 127
6.3.3破坏性创新过程初期的物理冲突解 130 §6.4基于困难功能元冲突求解的破坏性创新实现过程 131
6.4.1持续性创新产品的困难功能元 131
6.4.2基于困难功能元求解的破坏性技术事前产生模型 132 §6.5案例研究 ——手持式 PE管道电熔焊机创新设计 134 §6.6本章小结 137 7破坏性创新过程中理想解的确定及应用 139 §7.1引言 139 §7.2技术系统理想化水平 139
7.2.1 理想化 139
7.2.2技术系统理想化水平 140 §7.3产品设计的理想化过程 142 §7.4技术创新过程中理想解的确定及应用 143
7.4.1技术进化过程的理想解分类 143
7.4.2持续性创新过程中理想解的确定及应用 145
7.4.3破坏性创新过程中理想解的确定及应用 147 §7.5本章小结 151 8破坏性创新技术预测中标准解的应用 153 §8.1引言 153 §8.2物质-场模型的建立及标准解的分类 153
8.2.1物质-场（Su-Field）模型 153
8.2.2标准解的分类 154 §8.3标准解在破坏性技术预测中的应用 154
8.3.1破坏性技术的特征 154
8.3.2破坏性技术事前产生的标准解应用 155 §8.4本章小结 173 9破坏性创新技术实现模型 175 §9.1 引言 175 §9.2产品功能分析 175
9.2.1功能的概念 175
9.2.2破坏性创新过程的产品功能与约束 177
9.2.3 功能分解 179 §9.3产品技术进化分析 182
9.3.1技术系统分解 182
9.3.2产品技术子系统进化分析 188 §9.4破坏性创新技术三类实现模型 190
9.4.1新市场破坏性创新技术实现模型 190
9.4.2低端破坏性创新技术实现模型 192
9.4.3混合破坏性创新技术的实现模型 193 §9.5案例研究 ——PE管道电熔焊机破坏性技术事前产生 196
9.5.1 背景介绍 196
9.5.2现有塑料管道电熔焊机技术成熟度分析 201
9.5.3 PE管道电熔焊机的破坏性创新过程 202 §9.6本章小结 215
10 CAI驱动的破坏性技术产生 217 §10.1 引言 217 §10.2破坏性创新问题解决过程中的知识利用 217 §10.3 CAI在破坏性创新对象选择过程的应用 220
10.3.1 CAI系统中产品的技术成熟度预测过程 220
10.3.2破坏性创新对象的选择 223 §10.4创新策略的 CAI构建模型 223
10.4.1技术进化路线的应用 223
10.4.2技术进化潜力的雷达预测 224 §10.5破坏性创新策略的预期评估 226
10.5.1蓝海战略主要分析工具 226
10.5.2破坏性创新策略的预期评估 228
10.5.3 案例分析 231 §10.6 本章小结 235 11基于破坏性创新技术的新产品开发过程 236 §11.1 引言 236 §11.2破坏性创新驱动的产品有效创新过程模型 237
11.2.1有效创新的定义 237
11.2.2有效创新实现过程模型 238
11.2.3有效创新的实现步骤 239 §11.3破坏性创新产品开发的模糊前端过程 240
11.3.1产品创新过程的模糊前端 241
11.3.2面向模糊前端的破坏性创新产品开发模型 242
11.3.3破坏性创新技术的创新设想产生过程 243 §11.4破坏性创新技术机会搜索 243
11.4.1破坏性创新技术机会搜索基本框架 244
11.4.2破坏性创新的技术实现方式 245
11.4.3破坏性创新技术机会可行性评估 250
11.4.4后续设计过程 250 §11.5 本章小结 253
§1.1引言
创新是推动人类文明发展的动力，也是企业竞争力的核心。企业引进新产品、采用新技术，开辟新市场、控制原材料新的来源、实现一种新组织，都是创新，都会打破原来的发展轨迹。 1912年，熊彼特在其标志性著作《经济发展理论》中提出“创造性破坏的力量”，从宏观上证明了在经济发展过程中必然存在技术创新者淘汰技术落后者的规律，奠定了创新理论的基础。近年来，企业生存环境动态性的加剧和产品生命周期的缩短，使得企业在利用现有技术的同时必须探索新技术，随之而来的是诞生了不同的创新概念，破坏性创新就是其中的一种。
1997年，哈佛大学商学院 Christensen在研究“在位企业追求新增长的努力为什么会导致失败”问题时，通过对磁盘驱动器工业的案例研究，率先提出了破坏性创新概念 [1]，经过后续的不断发展逐步形成一种技术创新理论 [2-4]。破坏性创新是一种非连续性的技术或商业模式创新，它定位于非消费群体或低端消费群体，通过低端市场破坏和新兴市场破坏两种模式，开辟了非竞争性的“蓝海”空间，确定新的价值网络，并不断吸引主流顾客，昀终实现对现有行业的颠覆。这一理论为新兴企业的发展提供了一种赶超在位企业的可能[5]。
虽然破坏性创新理论已逐步形成，但新兴企业应用该理论指导新技术与新产品开发，并实现赶超战略的过程中还存在很多问题，特别是企业研发人员或创新设计者应用还存在很多困难，主要表现在以下三方面。
1）现有理论没有给出破坏性创新技术的预测及实现方法
要解决破坏性创新实际问题，必须首先对其产生进行预测，根据目标产品的技术进化和市场需求状况，确定破坏性创新的可行性和实现技术的途径。为了研究目标产品的技术进化状况，需要确定其技术进化路线，如何搜索并确定目标产品的技术进化路线，是创新设计者必须面对的难题。
2）现有破坏性创新理论都是事后分析的结果
在产品的设计过程中，概念设计之前就必须明确创新设计方向和性质，评估预测破坏性创新的可行性，显然现有破坏性创新理论无法完成这个过程。
3）现有破坏性创新理论主要在技术创新管理领域研究与应用
产品的昀终实现需要具体技术支持，这就使得创新实现的技术驱动行为变得尤为重要，特别对于破坏性创新活动的技术驱动问题应该进行深入研究。
提出破坏性创新实现方法或设计方法，拓展设计空间，支持创新设计，推出新技术与新产品，支持企业实现破坏性创新战略，提高企业的竞争力，具有重要的理论与现实意义。这对理论工作者提出了更高的要求与更广阔的研究空间。
在上述背景之下，本书以破坏性创新的事前预测和实现为目标，研究面向破坏性创新的设计理论和技术实现策略，使得企业创新活动得到有效提高，进一步增强完善创新设计理论的实用性。本章基于对破坏性创新概念的认识，结合其他创新理论的研究发展状况，分析当前创新设计方法的进展与不足，提出破坏性创新技术事前产生方法的基本思想。
§1.2技术创新研究综述
1.2.1技术的定义
“technology”（技术）一词源于古希腊，是由希腊文“ techne”（工艺、技能）与
“logos”（系统的论述、学问）演化而来的。原苏联学者列 ·索·勃利亚赫曼把技术定义为“人们创造的劳动手段和劳动对象” [6]，他将技术按应用范围分为生产技术、日常生活技术、国防技术、医学技术、商业技术、组织技术等。联合国经济合作与发展组织（OECD）则认为技术是从产品的研究开发到销售全部过程应用的知识 [7]。约翰·齐曼认为“技术本质上是一组关于生产中如何做事的指令” [8]。他认为可行技术集合基础是一个更大的集合——有用知识集合，这两个集合之间的关系是表型和基因型之间的关系：基因型限制表型的显现，但不单独对之进行决定。 Christensen认为“技术是指任何公司将劳动、资本、原料、精力和信息等投入转化成具有更大价值的产出的过程”[9,10]。
我国学者傅家骥综合各家的定义，将技术定义为“基于实践经验和科学原理发展而成的，用于解决实际问题的知识、经验和技能的系统总和” [11]。他认为技术的概念包含三个层次：一是根据自然科学原理和生产实践经验发展而成的各种工艺流程、加工方法、劳动技能和诀窍等；二是将这些流程、方法、技能和诀窍等付诸实现的生产工具和其他物质装备；三是适应现代劳动分工和生产规模等要求的对生产系统中所有的资源（人、财、物）进行有效组织与管理的知识经验与方法。
综上所述，技术是人类创造人工制品的手段与方法，是架设在人类需求与目的实现之间的桥梁。任何人工制品都是依赖于技术而实现的。产品是人工制品的一种，因此创造产品的技术就是产品技术，也是本书主要的研究对象。如图 1.1所示，人类通过技术实现自己需求的人工制品，技术是以黑箱（ black box）的形式而出现的，即实现一种人工制品的技术是多样的，实现同一人工制品可以采用不同的技术。
图 1.1技术的定义模型
未来世界与现在不同，技术创新是其变化的驱动力，预测未来技术变化的过程，快速开发新一代产品，迎接未来变化的挑战，对任何企业竞争力的提高都起着重要作用。历史证明，创新能力是西方特别是英国、美国等进入发达国家的瑰宝。从阿基米德洗澡顿悟发现世界第一个物理定律——浮力定律开始，到伽利略的自由落体、牛顿的苹果落地、爱因斯坦的跳下地球，千百年来的历史形成了科学巨人的发明历史丰碑和自主创新的定式。世界科学技术史证明，一部创新能力的编年史就是西方发达国家建设创新型国家的发迹史[12]。
“创新”的概念昀早由熊彼特在 1912年首次提出，并形成以“创新”为核心的创新理论（ innovation theory）[13]，按照熊彼特的观点，“创新”就是建立一种新的生产函数，把一种从来没有过的关于生产要素和生产条件的新组合引入生产体系，企业家的职能就是实现创新，引进新组合。所谓经济发展也就是指整个社会不断地实现这种新组合。他认为创新新组合或经济发展包括以下五种情况：①引进新产品；②引用新技术，即新的生产方法；③开辟新市场；④控制原材料的新供应来源；⑤实现企业的新组织。
按照熊彼特的观点，创新是一个内在的因素，经济发展也是来自内部自身创造性的关于经济生活的一种变动。从熊彼特提出“创新”理论至今，许多学者对技术创新问题进行了大量研究，但由于这些研究的出发点存在着不同的差异，另外由于技术创新是一个大范围的复杂过程，所以至今“技术创新”的概念表述也未统一。
Don和 Victor认为创新在某种程度上就是有效的发明，他们把发明分为以下三类[14]：
（1）突破发明（ launch invention）。这种发明产生一种全新的产品，利用这个发明的成果，可以直接投资产生一个新企业，开拓一个全新的市场。
（2）改进发明（ growth invention）。这种发明的特点是立足于现有成熟产品的技术突破，这个发明可以使现有产品取得更大的市场份额。
（3）收藏发明（ library invention）。这种发明是无实用价值的发明，不能转化为企业的创新成果。
可见，收藏发明由于不能转化为企业的创新成果，所以不能属于创新范畴，这里必须指出的是，创新是有时间维度的，现在的收藏发明，在将来某种外部条件满足时，可以转化为前两种发明，完成创新活动。
我国学者也对创新理论进行了大量研究，并对“技术创新”定义进行了不同的诠释。
毛荐其结合我国国情，将技术创新定义为：技术创新是以企业为主体，以市场为导向，以提高企业经济效益、增强市场竞争力和培育新的经济增长点为目标，以其创造性的构思和实现市场成功为基本特征的层次性技术经济活动的综合全过程，它由设想的产生、研究与开发、中间试验、商业化生产、市场销售与扩散等一系列环节构成 [15]。主要内容表现为：①新产品、新工艺的创立和改进；②资源的有效开发和利用；③新技术的发明和利用；④新需求与新市场的开拓和占领。
许庆瑞认为，技术创新不只是一种单纯的技术上的发明或成功，技术创新的成功，还包括个人和组织的因素，受环境、参与创新的人物、地点和阶段等因素的影响。技术创新在于其第一次商业应用，一个新产品只有在被用户使用和获得承认后才算是创新成功[16]。
综上所述，技术处于进化状态，技术创新是技术进化到一种新的形态。技术创新过程是技术由目前状态向新的状态变化的过程。人类需求的无止境导致技术进化的无限性，技术每进化一步人类社会就向前发展了一步。技术创新的空间无限大，等待研发人员、设计人员去开发。
1.2.2技术创新分类
自熊彼特提出创新理论以来，为了技术创新研究的深化以及政策与策略的针对性，各国的学者根据不同的标准和维度对技术创新进行了分类。按照创新强度的不同，把技术创新分为渐进性创新与突破性创新，也有学者称渐进性创新为可持续性创新、演化性创新；称突破性创新为破坏性创新、革命性创新 [17]。鉴于学术界对技术创新的分类标准和名称未有统一的认识，为了能够详细明确的论述，对技术创新进行如下分类：
（1）渐进性创新（ incremental innovation，II）。产品在技术进化过程中在同一段 S曲线上的创新过程，主要创新动力在于企业对已有技术路径的依赖性。
（2）突破性创新（ radical innovation，RI）。产品技术进化过程中两段 S曲线间的自然更迭，其直接推动力是产品生命周期退出期的到来。
（3）持续性创新（sustaining innovation，SI）。渐进性创新和突破性创新总称为持续性创新，是产品正常进化的创新过程。
（4）破坏性创新（ disruptive innovation，DI）。产品进化过程中位于成熟期的分支点，分为低端破坏和新市场破坏，其直接推动力是产品进化与需求进化的不平衡。
持续性创新和破坏性创新构成了完整的产品进化链条，并推动着产品进一步发展。
1.2.3技术创新的一般过程
基于技术创新过程的特点和作用，技术创新过程有多种表述方式，主要的表述方式有：技术创新过程是一个将知识、技能和物质转化成顾客满意的产品的过程；技术创新过程是知识的产生、创造和应用的进化过程；技术创新过程是一个信息交流、加工的过程；技术创新过程是关键资源成长的过程；技术创新过程是企业提高技术产品附加价值和增强竞争优势的过程[8]。
创新实际是新思维的价值实现，如图 1.2所示，在特定约束条件下，新思维可以转变为创新，甚至转变为更高级别的有效创新。在转变的过程中所受约束越强，实现起来越困难。因此，创新是新思维的实现过程，其昀终目标是实现技术系统的理想状态，其直接目标是实现现有产品的有效创新。
§1.3破坏性创新研究综述
1.3.1破坏性创新概念界定
破坏性创新的概念是 Christensen在《创新者的困境：当新技术导致大企业失败时》一书中首次正式提出 [18,19]，并经过不断完善 [9,10][20,21]建立的一种技术创新理论。如图 1.3所示，破坏性创新是指引入低于主流市场上已定型产品性能，但有一些特征吸引不重要用户或新用户的产品，当这些产品经过发展不仅
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