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系统化创新方法：解锁未来竞争力的“孙子兵法”
文章字数：4673
引语：在竞争日益激烈的今天，企业普遍面临“不创新，等死；创新，早死”的困局，因此迫切需要一种能够有效降低创新的风险和不确定性、提高创新收益的“孙子兵法”。研究和实践均表明以TRIZ为代表的系统化创新方法在创造广泛经济和社会效益、提升创新效率及提高知识产权产出等方面均具有显著成效。未来随着AI与创新方法融合的不断深入、多创新方法融合模式的持续优化以及创新方法自身的迭代改进，系统化创新方法必将在提升国家国际地位与构筑企业核心优势方面发挥愈发重要的支撑作用。
一、何为系统化创新方法？
创新方法是指所有用于指导技术和商业创新活动的系统思维和科学方法的集合。文献中常见的创新方法有300多种。其中最常见，也是实际应用效果最佳的一类创新方法叫系统化创新方法，也叫流程式创新方法。所谓“系统化创新方法”是以科学思维和系统性的流程为指引，指导人们进行发明创新、解决工程问题的方法学体系。其中的典型代表是来自苏联的TRIZ。TRIZ是将俄文“发明问题解决理论”转换为拉丁字母后的缩写，由苏联阿奇舒勒等人开发，是当下使用最多、研究最充分、最典型的一种系统化创新方法。
二、价值彰显——创新方法如何赋能？
“自主创新，方法先行”，加强系统化创新方法的研究和推广是从源头上增强我国自主创新能力、推进创新型国家建设和实现创新驱动发展的重要举措。自2008年以来，我国在全国范围内大力推广以TRIZ为代表的创新方法，创新方法在国内已被广泛应用于研发活动、产品开发、专利规避、商业管理等诸多领域，获得了创新领域“孙子兵法”和“创新点金术”等美名，具体表现在如下方面：
1.经济和社会效益显著
从产出来看，据中国创新方法研究会的统计显示，2008至2017年10月全国1435家省级示范试点企业在导入创新方法后，累计产生直接经济效益164.05亿元，其中帮助企业降低41.6%的单位能耗、避免30%的设备差错、减少30%的实物验证，缩短20%以上的研制周期。
2.研发效率大幅提升
从过程来看，中国创新方法研究会数据显示全国1435家省级示范试点企业每项专利申请和发明专利申请分别需要投入研发经费8.64万元和19.87万元。而2018年全国企业平均每一项专利申请、发明专利申请分别需要投入研发经费152.91和380.37万元。这意味着全国企业平均每申请一项专利和一项发明专利的研发经费投入分别是创新方法示范试点企业的17.7倍和19.14倍。由此可见，知识产权产出相同的情况下，系统化创新方法能够显著节省研发经费投入，提升研发效率。
3.创新能力持续增强
从自主能力提升来看，系统化创新方法能够显著提高企业自主知识产权产出效益，具体表现在以下方面：系统化创新方法可以为企业实施专利规避和破解提供有效指导，避免专利侵权并打破技术围堵。此外，有效运用系统化创新方法可以通过提升知识产权分析和应用能力，如挖掘高价值专利、分析技术发展方向、提高专利信息服务能力、加强专利分类精度和检索效率等，从而有效且合法地提升知识产权竞争力。据《专利之道——专利破解的系统化创新方法》一书的数据显示，浙江省企业通过运用基于系统化创新方法设计的专用专利破解算法，共针对276个目标专利，产生了1005个新专利申请意向和518个新发明专利申请意向。
4.个体创新明显跃升
思维惯性是在个体层面上制约创新的最主要障碍之一。系统化创新方法通过提供结构化思维框架，能够有效帮助个体跳出“经验陷阱”和“知识壁垒”。据一项涵盖了15个行业的全国性实验数据显示，在应用创新方法后，工程师个体产出解决方案的数量提升了14倍，跨领域性提高了近4倍，原创性提升了近1倍。
三、案例点睛——创新方法在行动
我们从应急/未来，技术攻关/产品开发两个维度，可以把创新活动分为四类，即：应急产品开发（危机建功），应急技术攻关（快速响应），面向未来的技术攻关（基础攻关），面向未来的产品开发（引领未来）。而系统化创新在每一类创新活动中都有很亮眼的表现。以下所选取的案例均在全国创新方法大赛中获得二等奖以上的优异成绩。
1.危机建功——测温速通门开发
疫情期间，全国创新方法的研究者运用系统化创新方法在开展危机攻关的过程中取得了非常多的成绩，仅选择一个大家较为喜闻乐见的真实案例进行介绍。
疫情期间大家去机场或者地铁等公共场所的时候，经常会经过一种特殊的门，经过的时候会语音提示“体温正常”。它就是带有体温筛查功能的速通门，而世界上第一台这样的装置就是企业运用系统化创新方法开发出来的。该企业正式接到国家应急项目后于2020年1月1日，正式成立项目开发团队。他们运用创新方法很快就得到了概念方案，即用场来对体温进行测量，并进一步利用效应库确定了采用“黑体测温”的技术路线。2月6日，世界上第一台带有测温功能的速通门就在杭州东站正式开始测试，从立项到测试仅用了36天。通过这个案例我们可以发现，创新方法在应急攻关的情景下对提高开发效率具有显著作用。
2.快速响应——“0”涂层的不粘锅技术
当前所谓创新的一个重要表现就是能够快速满足用户不断变化的需求。系统化创新方法融合大数据分析，成为破解用户需求密码的利器。某家电企业在数据平台上综合多个数据来源发现了一个奇怪的现象：在不通电，也就是不做饭的情况下，电饭锅的水位往往长期保持最大容量。常做饭的朋友们肯定知道，这是因为饭粘在了电饭锅上，用水多泡一段时间会方便我们清洗。虽然现在市场上有很多带涂层的不粘电饭锅，但是这个涂层被破坏后就失去了效果。所以大数据告诉我们用户的痛点是开发一个永远不粘，也就是不依赖特定涂层的电饭锅。于是公司综合采用了资源分析、效应库、矛盾矩阵等多种TRIZ创新工具，迅速实施了一系列创新方案，为锅表面镀上了一层薄薄的水润膜，从而实现了“零”涂层的不粘技术。该产品一经推出就在市场上热卖。这个案例告诉我们：预测未来的最好方法就是快速创造未来。而创造未来的创意来源来自大数据的挖掘，“快速”创造的工具则需要依靠系统化创新方法。
3.基础攻关——3D金属打印材料制备
系统化创新方法基于对数以千万计的专利进行分析，实现了对技术进化趋势的精准把握，并通过设计多种类型的跨学科结构化知识库，实现从功能/属性到常用知识的精准导航，从而为基础研究攻关提供了有力指导。下面就来看看系统化创新方法是如何解决世界级基础研究难题，实现与发达国家并跑的。
大家都对3D打印不陌生，但3D打印金属材料的制备一直是一个世界级难题，直接制约了3D金属打印技术的推广与发展。这里有个关键指标叫金属粉体的成品率，行业一般水平只能做到10%到20%。国内某研究机构能做到25%，已是国内最高水平。国外文献中有人提到能在实验室中做到40%，但是一直没有看到实际的产品。所以该研究机构立项，要把成品率指标提高到50%，达到世界领先水平。
在引入系统化创新方法后，该项目进度显著加速，通过综合运用效应库、发明原理等工具，可以把成品率的指标在中试条件下提高到40%。随后项目组又进一步融合六西格玛等其他方法，改进了雾化结构，优化了工艺参数，最终将成品率指标稳定提高到48%。2018年下半年，该项目成果经过鉴定达到了国际先进水平，打破了国外垄断，产生了两项国家标准，11项专利和11篇论文。该项目作为浙江省创新方法应用的典型案例之一，曾多次被央视和浙江新闻媒体报道，受到了多方的广泛关注，并获得卢秉恒院士和林宗棠部长的高度肯定。
4.引领未来——下一代AI摄像头的开发
创新的最终目标必然是实现领跑。当前中国很多企业已经步入国际前沿，开始进入无人区，不能再像从前一样摸着石头过河了。这就需要中国企业自己来定义面向未来的需求，产生满足未来需求的原创的概念和创意。但是原创一定是有风险的，好在综合运用包括系统化创新方法在内的多种创新方法，可以帮助我们有效降低创新的风险和不确定性。
世界安防监控领域三巨头都在杭州滨江区，这个领域我们可以说是遥遥领先。在这样的情况下，未来的需求是什么？下一代摄影机是个什么概念？都只能靠自己探索。某公司综合运用VOC和KONO等多种工具，提炼了行业未来的两大痛点：“鹰眼”夜幕觅光，“飞秒”智能跟踪。之后围绕需求通过系统化创新方法提供的分析工具总结了8个关键问题和十几个附加问题，最后依靠进化法则及多种知识库工具将其一一解决，最终开发出一款原创的全天候AI摄像机。该产品预计为公司带来经济效益23亿元，产生了26个发明专利，并在镜头设计、算法优化和运动结构改进三个领域进行了专利布局。
四、未来展望：
当前系统化创新方法的应用与推广正在得到越来越多的关注与青睐，未来系统化创新方法将向与AI的深度融合、多创新方法融合模式的持续优化以及自身的迭代改进三个方向发展。
1.系统化创新方法与AI的深度融合
随着人工智能（Artificial Intelli-gence，缩写为AI）技术的飞速发展，未来系统化创新方法与AI将围绕以下三个方向加速融合：一是AI对系统化创新方法使用流程的优化，例如采用自然语言处理（NLP）技术提炼问题中的工程参数以协助构建矛盾；二是利用AI对系统化创新方法进行创新与重构，例如利用AI技术分析和挖掘最新专利，提炼出新的工程参数、进化趋势或效应等元素；三是构建基于AI的系统化创新方法智能体，如浙江大学开发的V智大模型，就是一个基于LLM（大语言模型）的工作流。用户用自然语言输入问题陈述后，该模型严格按照系统化创新方法的思维流程进行矛盾识别、原理匹配等步骤，最终生成带逻辑说明的可解释的解决方案报告，并对方案进行初步的筛选和优化。系统化创新方法与AI的不断深入融合必将为企业在降本增效、技术预测、跨界创新、专利布局等方面带来愈发显著的积极影响。
2.多创新方法融合模式的持续优化
单个系统化创新方法工具应用范围有限，需要与其他方法集成以扩大解决复杂问题时的适用面并增强有效性。但多方法集成时各方法的流程互不相关，不同方法仍旧在独立解决问题，导致解决复杂问题时的效率不高。多方法融合使不同方法存在流程包含关系，前一环节创新方法应用的输出可直接作为后一环节创新方法应用的输入，使得方法应用的科学性和系统性大大加强。因此，未来的多方法融合将围绕以下方向进行：第一是“模式优化”，即对融合过程中单个方法和工具进行流程和策略上的优化，提高应用效率；第二是“全链条化”，即围绕创新链的需要进行融合，覆盖机会识别、问题选择、方案产生、项目执行、应用探索等常见环节；第三是“价值最大化”，即以创新链的价值最大化来整合工具，强调整体效果而非个别参数和性能。
3.系统化创新方法自身的迭代改进
虽然当前对系统化创新方法的推广和培训如火如荼，但真正对其应用效果的机理研究还十分有限，因此未来对系统化创新方法机理研究可以从三个视角出发：第一，基于C-K或其他理论，剖析系统化创新方法改善个体、组织创造力的机理，同时针对性优化或改良系统化创新方法工具体系和应用流程；第二，认知和情感过程是解读个体创造力形成原因的重要突破口，分析系统化创新方法的学习和应用如何在短期内影响创造力；第三，依托神经科学和脑科学，尝试从大脑结构、大脑皮质唤醒水平和神经效能的角度探讨创造力提升机理，分析系统化创新方法应用的生理基础。机理研究的意义重大，相关证据和现象的发现能够帮助研究者基于循证实践的原则改进系统化创新方法，从而掀起工具体系和理论本身的“革命”。
习近平总书记曾经说过：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”在全球竞争加剧与技术变革加速的共同作用下，系统化创新方法已逐步实现了从“可选工具”到“核心能力”的转变。唯有政府牵头构建体系、高校深化教育赋能、企业推进实践落地，三方协同推动创新方法普及，方能为国家创新发展筑牢根基，在新一轮科技革命中抢占主动。让我们携手奋进，共同推进系统化创新方法的应用与推广，开启中国创新体系建设新征程！ （浙江大学 姚威）
本栏目策划：安徽省科技创新服务中心 耿春桥 许鸿儒 谢越
一、何为系统化创新方法？
创新方法是指所有用于指导技术和商业创新活动的系统思维和科学方法的集合。文献中常见的创新方法有300多种。其中最常见，也是实际应用效果最佳的一类创新方法叫系统化创新方法，也叫流程式创新方法。所谓“系统化创新方法”是以科学思维和系统性的流程为指引，指导人们进行发明创新、解决工程问题的方法学体系。其中的典型代表是来自苏联的TRIZ。TRIZ是将俄文“发明问题解决理论”转换为拉丁字母后的缩写，由苏联阿奇舒勒等人开发，是当下使用最多、研究最充分、最典型的一种系统化创新方法。
二、价值彰显——创新方法如何赋能？
“自主创新，方法先行”，加强系统化创新方法的研究和推广是从源头上增强我国自主创新能力、推进创新型国家建设和实现创新驱动发展的重要举措。自2008年以来，我国在全国范围内大力推广以TRIZ为代表的创新方法，创新方法在国内已被广泛应用于研发活动、产品开发、专利规避、商业管理等诸多领域，获得了创新领域“孙子兵法”和“创新点金术”等美名，具体表现在如下方面：
1.经济和社会效益显著
从产出来看，据中国创新方法研究会的统计显示，2008至2017年10月全国1435家省级示范试点企业在导入创新方法后，累计产生直接经济效益164.05亿元，其中帮助企业降低41.6%的单位能耗、避免30%的设备差错、减少30%的实物验证，缩短20%以上的研制周期。
2.研发效率大幅提升
从过程来看，中国创新方法研究会数据显示全国1435家省级示范试点企业每项专利申请和发明专利申请分别需要投入研发经费8.64万元和19.87万元。而2018年全国企业平均每一项专利申请、发明专利申请分别需要投入研发经费152.91和380.37万元。这意味着全国企业平均每申请一项专利和一项发明专利的研发经费投入分别是创新方法示范试点企业的17.7倍和19.14倍。由此可见，知识产权产出相同的情况下，系统化创新方法能够显著节省研发经费投入，提升研发效率。
3.创新能力持续增强
从自主能力提升来看，系统化创新方法能够显著提高企业自主知识产权产出效益，具体表现在以下方面：系统化创新方法可以为企业实施专利规避和破解提供有效指导，避免专利侵权并打破技术围堵。此外，有效运用系统化创新方法可以通过提升知识产权分析和应用能力，如挖掘高价值专利、分析技术发展方向、提高专利信息服务能力、加强专利分类精度和检索效率等，从而有效且合法地提升知识产权竞争力。据《专利之道——专利破解的系统化创新方法》一书的数据显示，浙江省企业通过运用基于系统化创新方法设计的专用专利破解算法，共针对276个目标专利，产生了1005个新专利申请意向和518个新发明专利申请意向。
4.个体创新明显跃升
思维惯性是在个体层面上制约创新的最主要障碍之一。系统化创新方法通过提供结构化思维框架，能够有效帮助个体跳出“经验陷阱”和“知识壁垒”。据一项涵盖了15个行业的全国性实验数据显示，在应用创新方法后，工程师个体产出解决方案的数量提升了14倍，跨领域性提高了近4倍，原创性提升了近1倍。
三、案例点睛——创新方法在行动
我们从应急/未来，技术攻关/产品开发两个维度，可以把创新活动分为四类，即：应急产品开发（危机建功），应急技术攻关（快速响应），面向未来的技术攻关（基础攻关），面向未来的产品开发（引领未来）。而系统化创新在每一类创新活动中都有很亮眼的表现。以下所选取的案例均在全国创新方法大赛中获得二等奖以上的优异成绩。
1.危机建功——测温速通门开发
疫情期间，全国创新方法的研究者运用系统化创新方法在开展危机攻关的过程中取得了非常多的成绩，仅选择一个大家较为喜闻乐见的真实案例进行介绍。
疫情期间大家去机场或者地铁等公共场所的时候，经常会经过一种特殊的门，经过的时候会语音提示“体温正常”。它就是带有体温筛查功能的速通门，而世界上第一台这样的装置就是企业运用系统化创新方法开发出来的。该企业正式接到国家应急项目后于2020年1月1日，正式成立项目开发团队。他们运用创新方法很快就得到了概念方案，即用场来对体温进行测量，并进一步利用效应库确定了采用“黑体测温”的技术路线。2月6日，世界上第一台带有测温功能的速通门就在杭州东站正式开始测试，从立项到测试仅用了36天。通过这个案例我们可以发现，创新方法在应急攻关的情景下对提高开发效率具有显著作用。
2.快速响应——“0”涂层的不粘锅技术
当前所谓创新的一个重要表现就是能够快速满足用户不断变化的需求。系统化创新方法融合大数据分析，成为破解用户需求密码的利器。某家电企业在数据平台上综合多个数据来源发现了一个奇怪的现象：在不通电，也就是不做饭的情况下，电饭锅的水位往往长期保持最大容量。常做饭的朋友们肯定知道，这是因为饭粘在了电饭锅上，用水多泡一段时间会方便我们清洗。虽然现在市场上有很多带涂层的不粘电饭锅，但是这个涂层被破坏后就失去了效果。所以大数据告诉我们用户的痛点是开发一个永远不粘，也就是不依赖特定涂层的电饭锅。于是公司综合采用了资源分析、效应库、矛盾矩阵等多种TRIZ创新工具，迅速实施了一系列创新方案，为锅表面镀上了一层薄薄的水润膜，从而实现了“零”涂层的不粘技术。该产品一经推出就在市场上热卖。这个案例告诉我们：预测未来的最好方法就是快速创造未来。而创造未来的创意来源来自大数据的挖掘，“快速”创造的工具则需要依靠系统化创新方法。
3.基础攻关——3D金属打印材料制备
系统化创新方法基于对数以千万计的专利进行分析，实现了对技术进化趋势的精准把握，并通过设计多种类型的跨学科结构化知识库，实现从功能/属性到常用知识的精准导航，从而为基础研究攻关提供了有力指导。下面就来看看系统化创新方法是如何解决世界级基础研究难题，实现与发达国家并跑的。
大家都对3D打印不陌生，但3D打印金属材料的制备一直是一个世界级难题，直接制约了3D金属打印技术的推广与发展。这里有个关键指标叫金属粉体的成品率，行业一般水平只能做到10%到20%。国内某研究机构能做到25%，已是国内最高水平。国外文献中有人提到能在实验室中做到40%，但是一直没有看到实际的产品。所以该研究机构立项，要把成品率指标提高到50%，达到世界领先水平。
在引入系统化创新方法后，该项目进度显著加速，通过综合运用效应库、发明原理等工具，可以把成品率的指标在中试条件下提高到40%。随后项目组又进一步融合六西格玛等其他方法，改进了雾化结构，优化了工艺参数，最终将成品率指标稳定提高到48%。2018年下半年，该项目成果经过鉴定达到了国际先进水平，打破了国外垄断，产生了两项国家标准，11项专利和11篇论文。该项目作为浙江省创新方法应用的典型案例之一，曾多次被央视和浙江新闻媒体报道，受到了多方的广泛关注，并获得卢秉恒院士和林宗棠部长的高度肯定。
4.引领未来——下一代AI摄像头的开发
创新的最终目标必然是实现领跑。当前中国很多企业已经步入国际前沿，开始进入无人区，不能再像从前一样摸着石头过河了。这就需要中国企业自己来定义面向未来的需求，产生满足未来需求的原创的概念和创意。但是原创一定是有风险的，好在综合运用包括系统化创新方法在内的多种创新方法，可以帮助我们有效降低创新的风险和不确定性。
世界安防监控领域三巨头都在杭州滨江区，这个领域我们可以说是遥遥领先。在这样的情况下，未来的需求是什么？下一代摄影机是个什么概念？都只能靠自己探索。某公司综合运用VOC和KONO等多种工具，提炼了行业未来的两大痛点：“鹰眼”夜幕觅光，“飞秒”智能跟踪。之后围绕需求通过系统化创新方法提供的分析工具总结了8个关键问题和十几个附加问题，最后依靠进化法则及多种知识库工具将其一一解决，最终开发出一款原创的全天候AI摄像机。该产品预计为公司带来经济效益23亿元，产生了26个发明专利，并在镜头设计、算法优化和运动结构改进三个领域进行了专利布局。
四、未来展望：
当前系统化创新方法的应用与推广正在得到越来越多的关注与青睐，未来系统化创新方法将向与AI的深度融合、多创新方法融合模式的持续优化以及自身的迭代改进三个方向发展。
1.系统化创新方法与AI的深度融合
随着人工智能（Artificial Intelli-gence，缩写为AI）技术的飞速发展，未来系统化创新方法与AI将围绕以下三个方向加速融合：一是AI对系统化创新方法使用流程的优化，例如采用自然语言处理（NLP）技术提炼问题中的工程参数以协助构建矛盾；二是利用AI对系统化创新方法进行创新与重构，例如利用AI技术分析和挖掘最新专利，提炼出新的工程参数、进化趋势或效应等元素；三是构建基于AI的系统化创新方法智能体，如浙江大学开发的V智大模型，就是一个基于LLM（大语言模型）的工作流。用户用自然语言输入问题陈述后，该模型严格按照系统化创新方法的思维流程进行矛盾识别、原理匹配等步骤，最终生成带逻辑说明的可解释的解决方案报告，并对方案进行初步的筛选和优化。系统化创新方法与AI的不断深入融合必将为企业在降本增效、技术预测、跨界创新、专利布局等方面带来愈发显著的积极影响。
2.多创新方法融合模式的持续优化
单个系统化创新方法工具应用范围有限，需要与其他方法集成以扩大解决复杂问题时的适用面并增强有效性。但多方法集成时各方法的流程互不相关，不同方法仍旧在独立解决问题，导致解决复杂问题时的效率不高。多方法融合使不同方法存在流程包含关系，前一环节创新方法应用的输出可直接作为后一环节创新方法应用的输入，使得方法应用的科学性和系统性大大加强。因此，未来的多方法融合将围绕以下方向进行：第一是“模式优化”，即对融合过程中单个方法和工具进行流程和策略上的优化，提高应用效率；第二是“全链条化”，即围绕创新链的需要进行融合，覆盖机会识别、问题选择、方案产生、项目执行、应用探索等常见环节；第三是“价值最大化”，即以创新链的价值最大化来整合工具，强调整体效果而非个别参数和性能。
3.系统化创新方法自身的迭代改进
虽然当前对系统化创新方法的推广和培训如火如荼，但真正对其应用效果的机理研究还十分有限，因此未来对系统化创新方法机理研究可以从三个视角出发：第一，基于C-K或其他理论，剖析系统化创新方法改善个体、组织创造力的机理，同时针对性优化或改良系统化创新方法工具体系和应用流程；第二，认知和情感过程是解读个体创造力形成原因的重要突破口，分析系统化创新方法的学习和应用如何在短期内影响创造力；第三，依托神经科学和脑科学，尝试从大脑结构、大脑皮质唤醒水平和神经效能的角度探讨创造力提升机理，分析系统化创新方法应用的生理基础。机理研究的意义重大，相关证据和现象的发现能够帮助研究者基于循证实践的原则改进系统化创新方法，从而掀起工具体系和理论本身的“革命”。
习近平总书记曾经说过：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”在全球竞争加剧与技术变革加速的共同作用下，系统化创新方法已逐步实现了从“可选工具”到“核心能力”的转变。唯有政府牵头构建体系、高校深化教育赋能、企业推进实践落地，三方协同推动创新方法普及，方能为国家创新发展筑牢根基，在新一轮科技革命中抢占主动。让我们携手奋进，共同推进系统化创新方法的应用与推广，开启中国创新体系建设新征程！ （浙江大学 姚威）
本栏目策划：安徽省科技创新服务中心 耿春桥 许鸿儒 谢越