張換高，賈樹璇

（河北工業(yè)大學(xué) 國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心，天津 300401）

創(chuàng)新是一個(gè)組織持續(xù)成功的關(guān)鍵。通過(guò)創(chuàng)新，企業(yè)建立了可持續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，提高了利潤(rùn)，并為股東創(chuàng)造出了高于平均水平的回報(bào)[1]。自黨的十八大以來(lái)，我國(guó)持續(xù)深入實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，大力建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和科技強(qiáng)國(guó)。黨的二十大報(bào)告指出應(yīng)持續(xù)貫徹創(chuàng)新精神，將創(chuàng)新融入經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中，令全社會(huì)高度重視并主動(dòng)參與創(chuàng)新，從此步入全面創(chuàng)新時(shí)代[2]。按照創(chuàng)新的強(qiáng)度可將其分為突破性創(chuàng)新與漸進(jìn)性創(chuàng)新。其中，與漸進(jìn)性創(chuàng)新相比突破性創(chuàng)新具有更高的價(jià)值，特別是在技術(shù)迅速變化的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中。在這種情況下，突破性創(chuàng)新對(duì)于解決行業(yè)乃至國(guó)家的技術(shù)鎖定問(wèn)題至關(guān)重要，是提高可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素[3]。

在歷史上，數(shù)碼相機(jī)的出現(xiàn)令如柯達(dá)、寶麗來(lái)等傳統(tǒng)相機(jī)及相關(guān)產(chǎn)品供貨商們的銷售額發(fā)生暴跌直至破產(chǎn)，而佳能、尼康等公司卻借機(jī)不斷發(fā)展壯大[4]；晶體管的發(fā)明大規(guī)模替代了不斷進(jìn)行漸進(jìn)性創(chuàng)新的電子管；而華為面臨著美國(guó)在通訊與芯片兩個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)封鎖，華為通過(guò)自主研發(fā)推出了5G 技術(shù)與鴻蒙系統(tǒng)，從而打破了當(dāng)前市場(chǎng)的壟斷局面。此外突破性創(chuàng)新還能大幅度地提高客戶利益、降低成本，并提升創(chuàng)造新業(yè)務(wù)的能力，使組織能夠在高速變化的環(huán)境中與快速演進(jìn)的客戶需求保持一致[5]，從而對(duì)垂直市場(chǎng)和圍繞該垂直市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)產(chǎn)生重大影響[6]。2000年處于線下視頻租賃市場(chǎng)領(lǐng)先地位的百視達(dá)拒絕了Netflix 為其拓展線上業(yè)務(wù)的合作請(qǐng)求，然而隨著互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，人們的消費(fèi)方式逐漸由線下轉(zhuǎn)變?yōu)榫€上，直到2010 年百視達(dá)終是難以為繼，不得已宣布破產(chǎn)，而Netflix 卻逐漸成為了全球首屈一指的視頻網(wǎng)站；圓珠筆一經(jīng)問(wèn)世便由于其便利性受到了廣大用戶的青睞，從而淘汰了大多數(shù)的鋼筆制造商[4]；此外，石英表由于其低廉的價(jià)格與更高的精度對(duì)瑞士傳統(tǒng)機(jī)械表行業(yè)造成了極大的挑戰(zhàn)，令日本搶占了大部分的鐘表市場(chǎng)。而近些年來(lái)我國(guó)一些關(guān)鍵核心技術(shù)的突破，如載人航天事業(yè)的高速發(fā)展、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的全面開通、港珠澳大橋的順利通車亦使我國(guó)由制造大國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)造大國(guó)[7]，并成功躋身于創(chuàng)新型國(guó)家行列。當(dāng)前國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，通過(guò)突破性創(chuàng)新可以打破技術(shù)壁壘、搶占國(guó)際市場(chǎng)先機(jī)，大幅度提高我國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力，從而在國(guó)際上占據(jù)技術(shù)領(lǐng)先地位與市場(chǎng)主導(dǎo)地位，無(wú)需再受其他國(guó)家的掣肘。然而，突破性創(chuàng)新雖能帶來(lái)高額的利潤(rùn)與領(lǐng)先的地位，但由于其實(shí)現(xiàn)過(guò)程通常無(wú)章可循而導(dǎo)致實(shí)施困難大、風(fēng)險(xiǎn)高，令眾多企業(yè)對(duì)其望而卻步，局限于安全穩(wěn)妥的漸進(jìn)性創(chuàng)新。因此，進(jìn)行突破性創(chuàng)新方法的研究不僅對(duì)降低創(chuàng)新難度、促進(jìn)技術(shù)跨越式發(fā)展具有重要的理論指導(dǎo)意義，更有幫助企業(yè)與國(guó)家成為領(lǐng)域領(lǐng)跑者的現(xiàn)實(shí)意義。

自突破性創(chuàng)新這一概念提出以來(lái)，便有大量學(xué)者對(duì)其展開研究。早期的研究重點(diǎn)大多集中于對(duì)突破性創(chuàng)新的概念進(jìn)行界定，并將其與漸進(jìn)性創(chuàng)新進(jìn)行辨析以便將二者區(qū)分開來(lái)進(jìn)行后續(xù)的研究。在管理學(xué)領(lǐng)域，學(xué)者在宏觀層面上從不同的研究視角對(duì)突破性創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)因素與驅(qū)動(dòng)機(jī)制進(jìn)行了研究，試圖通過(guò)對(duì)創(chuàng)新過(guò)程的合理化管理來(lái)促進(jìn)突破性創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn)。而在工程領(lǐng)域，學(xué)者則是從微觀角度出發(fā)，探討了突破性創(chuàng)新機(jī)遇的識(shí)別方法，建立了系統(tǒng)化的創(chuàng)新過(guò)程模型，以在模糊前端階段產(chǎn)生具有突破性的高質(zhì)量設(shè)想，為后續(xù)的技術(shù)躍遷奠定基礎(chǔ)，從而幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)突破性創(chuàng)新。

1 突破性創(chuàng)新的概念、特征

1.1 突破性創(chuàng)新概念

突破性創(chuàng)新來(lái)源于熊彼特的“創(chuàng)造性破壞”，隨著這一思想的提出，便不斷有學(xué)者從不同角度對(duì)突破性創(chuàng)新進(jìn)行界定，如表1 所示。

表1 突破性創(chuàng)新的概念界定Tab.1 Definition of radical innovation

總結(jié)上述文獻(xiàn)，突破性創(chuàng)新的定義可以分為實(shí)現(xiàn)原理、創(chuàng)新結(jié)果與對(duì)超系統(tǒng)的影響三個(gè)層次，如圖1所示。即突破性創(chuàng)新最終要對(duì)市場(chǎng)、產(chǎn)業(yè)等外界超系統(tǒng)產(chǎn)生巨大影響，而這一影響可以通過(guò)應(yīng)用全新的技術(shù)與科學(xué)知識(shí)使產(chǎn)品的性能特征、概念結(jié)構(gòu)等產(chǎn)生大幅度的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中，原理的改變與技術(shù)的突破只是突破性創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn)手段，其本質(zhì)在于解決超系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中由當(dāng)前系統(tǒng)發(fā)展滯后引起的沖突，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)超系統(tǒng)的積極影響。

圖1 突破性創(chuàng)新的定義層次Fig.1 Definition level of radical innovation

續(xù)表

因?yàn)槿魏蜗到y(tǒng)存在的目的都是其在超系統(tǒng)中執(zhí)行一定的有用功能，因此系統(tǒng)的突破性創(chuàng)新必然會(huì)對(duì)超系統(tǒng)功能和性能產(chǎn)生重大影響，為超系統(tǒng)突破某方面的瓶頸奠定基礎(chǔ)。基于此提出以下定義：突破性創(chuàng)新是指能夠?qū)Τ到y(tǒng)產(chǎn)生重大影響（改變其相關(guān)超系統(tǒng)的種類、數(shù)量、運(yùn)行方式或性能提高等）的一類創(chuàng)新，這種影響是通過(guò)改變技術(shù)系統(tǒng)的功能、原理、結(jié)構(gòu)提高其性能極限（技術(shù)系統(tǒng)）或提升其性能速度（技術(shù)子系統(tǒng)）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如圖2 所示為突破性創(chuàng)新的發(fā)生時(shí)機(jī)與技術(shù)系統(tǒng)性能變化，其中技術(shù)子系統(tǒng)的突破性創(chuàng)新發(fā)生在e點(diǎn)處，技術(shù)系統(tǒng)的突破性創(chuàng)新發(fā)生在b點(diǎn)和c點(diǎn)處。

圖2 突破性創(chuàng)新的發(fā)生時(shí)機(jī)及技術(shù)系統(tǒng)性能變化Fig.2 Opportunity of radical innovation and change of technical system performance

1.2 突破性創(chuàng)新的特征

突破性創(chuàng)新是沿著隨機(jī)和非線性的過(guò)程展開的；它涉及高度的不可預(yù)測(cè)性、意外的發(fā)現(xiàn)和意外的結(jié)果[1]。如表2 所示為突破性創(chuàng)新的特征。

表2 突破性創(chuàng)新特征Tab.2 Features of radical innovation

正是由于上述特征，使企業(yè)在進(jìn)行突破性創(chuàng)新時(shí)面臨著極大的困難與挑戰(zhàn)。但是經(jīng)過(guò)不斷的研究發(fā)現(xiàn)，突破性創(chuàng)新也是有規(guī)律可循的，許多因素能夠驅(qū)動(dòng)突破性創(chuàng)新的產(chǎn)生以及發(fā)展，從而促進(jìn)突破性創(chuàng)新的最終實(shí)現(xiàn)。

2 突破性創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)因素

當(dāng)對(duì)突破性創(chuàng)新的概念特征有一個(gè)較為清晰的界定后，研究重點(diǎn)便轉(zhuǎn)向突破性創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn)方式上，在管理學(xué)領(lǐng)域，研究多通過(guò)不同的理論視角解釋突破性創(chuàng)新的成因及驅(qū)動(dòng)因素，具體研究?jī)?nèi)容如表3所示。

上述研究從宏觀視角出發(fā)，指明企業(yè)可以通過(guò)提高組織能力、引入社會(huì)資本來(lái)促進(jìn)組織學(xué)習(xí)獲得全新的或跨領(lǐng)域的知識(shí)，以市場(chǎng)需求為指導(dǎo)、以環(huán)境為激勵(lì)來(lái)實(shí)現(xiàn)突破性創(chuàng)新，如圖3 所示。

圖3 突破性創(chuàng)新與驅(qū)動(dòng)因素間關(guān)系Fig.3 Relationship between radical innovation and driving factors

3 突破性創(chuàng)新方法

3.1 突破性創(chuàng)新機(jī)遇識(shí)別

突破性創(chuàng)新雖具有高度的不確定性，但其出現(xiàn)的過(guò)程并非完全不可預(yù)測(cè)的，通過(guò)合理的手段識(shí)別具有突破性創(chuàng)新潛力的領(lǐng)域，可幫助企業(yè)明確研發(fā)方向、縮短創(chuàng)新周期。早期突破性創(chuàng)新機(jī)遇的識(shí)別多依賴于專家的主觀判斷，以小組討論或問(wèn)卷調(diào)查的形式探討未來(lái)易產(chǎn)生突破性創(chuàng)新的領(lǐng)域與方向[38-39]。然而這種方法易受專家經(jīng)驗(yàn)與觀念的影響，預(yù)測(cè)周期長(zhǎng)且結(jié)果主觀性高。于是后續(xù)逐漸有學(xué)者開始將專家經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)預(yù)測(cè)工具相結(jié)合進(jìn)行機(jī)遇識(shí)別。蔣國(guó)平等[40]以企業(yè)研發(fā)因素為變量，結(jié)合市場(chǎng)占領(lǐng)軌道圖預(yù)測(cè)了企業(yè)進(jìn)行突破性創(chuàng)新的適當(dāng)時(shí)機(jī)。平恩順[41]基于技術(shù)進(jìn)化理論預(yù)測(cè)了產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)主功能的技術(shù)子系統(tǒng)的突破性創(chuàng)新潛力。劉力萌等[42]基于情景分析，通過(guò)建立演化機(jī)制探索產(chǎn)品未來(lái)可能的使用情景，從而在產(chǎn)品創(chuàng)新的模糊前端階識(shí)別創(chuàng)新機(jī)會(huì)。

為進(jìn)一步提升預(yù)測(cè)結(jié)果的客觀性，開始有學(xué)者通過(guò)信息挖掘來(lái)識(shí)別突破性創(chuàng)新機(jī)遇，其中專利作為技術(shù)載體，囊括了大量的先進(jìn)技術(shù)信息，是進(jìn)行信息提取的優(yōu)選對(duì)象。Schoenmakers 等[43]認(rèn)為知識(shí)間的重組更容易產(chǎn)生突破性創(chuàng)新。于是張金柱等[44-45]分別以知識(shí)的新穎性與交叉性作為突破性創(chuàng)新的識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于新穎性，通過(guò)從專利科學(xué)引文中抽取關(guān)鍵詞和學(xué)科分類代表被引科學(xué)知識(shí)，選擇被引知識(shí)突變程度較高的主題作為突破性創(chuàng)新的高發(fā)主題；而對(duì)于交叉性，則通過(guò)專利引文的學(xué)科交叉情況預(yù)測(cè)突破性創(chuàng)新發(fā)生的學(xué)科分類和主題。曹藝文等[46]從知識(shí)躍遷和持續(xù)增長(zhǎng)兩方面構(gòu)建識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，利用新興技術(shù)發(fā)文的時(shí)序構(gòu)建引文曲線并擬合，通過(guò)提煉引文曲線的主要特征實(shí)現(xiàn)對(duì)突破性創(chuàng)新技術(shù)主題的預(yù)測(cè)。

隨著人工智能技術(shù)的興起，機(jī)器學(xué)習(xí)被引入該研究領(lǐng)域中，劉健壯[47]通過(guò)比較創(chuàng)新產(chǎn)品與主流產(chǎn)品的特征因素差異性，提取相關(guān)特征因素并對(duì)其進(jìn)行量化表征，最后利用K 臨近算法對(duì)大量創(chuàng)新案例進(jìn)行分析，建立起了突破性創(chuàng)新的預(yù)測(cè)模型。馬德榮等[48]先應(yīng)用解釋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建了機(jī)遇識(shí)別特征體系，再將突破性創(chuàng)新案例與非突破性創(chuàng)新案例進(jìn)行對(duì)比提取各特征因素變化趨勢(shì)，并以其為自變量通過(guò)建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建了突破性創(chuàng)新機(jī)遇識(shí)別模型。

此外，還有不少學(xué)者從其他視角進(jìn)行了相關(guān)研究。張棟[49]基于突破性創(chuàng)新特征提取測(cè)度，并在此基礎(chǔ)上建立了涵蓋突破對(duì)象性質(zhì)、創(chuàng)新資源條件與創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)影響因素三方面的突破性創(chuàng)新預(yù)測(cè)體系。劉亞輝等[50]則認(rèn)為現(xiàn)有研究多注重特征較為明顯的強(qiáng)信號(hào)、強(qiáng)關(guān)系，而在突破性創(chuàng)新的萌芽期，其常以技術(shù)主題間弱關(guān)系的形式存在，加強(qiáng)對(duì)弱關(guān)系的分析可實(shí)現(xiàn)對(duì)突破性的早期識(shí)別。

綜合上述研究發(fā)現(xiàn)，突破性創(chuàng)新機(jī)遇識(shí)別方法不斷向著更客觀、高效與全面的方向發(fā)展，從而更快速、準(zhǔn)確地幫助企業(yè)抓住創(chuàng)新機(jī)會(huì)，使其能合理地分配創(chuàng)新資源并及時(shí)地?fù)屨技夹g(shù)與市場(chǎng)先機(jī)。

3.2 突破性創(chuàng)新過(guò)程模型

技術(shù)系統(tǒng)存在的意義就是要滿足超系統(tǒng)的某種需求，但超系統(tǒng)的需求并非是一成不變的而是會(huì)隨著時(shí)間與空間進(jìn)行變換的，這就要求技術(shù)系統(tǒng)通過(guò)創(chuàng)新來(lái)滿足不斷變化的超系統(tǒng)需求。如圖4 所示，按照需求的涉及范圍，可將其分為技術(shù)層面、社會(huì)層面與自然層面。其中技術(shù)層面的需求是指保障技術(shù)系統(tǒng)正常運(yùn)行所需的結(jié)構(gòu)、功能與性能等；社會(huì)層面進(jìn)一步考慮了客戶的想法及社會(huì)文化、環(huán)境等要素；自然層面則是要求技術(shù)系統(tǒng)的存在應(yīng)順應(yīng)生態(tài)環(huán)境，符合生態(tài)經(jīng)濟(jì)規(guī)律。其中技術(shù)作為突破性創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn)手段，是決定突破性創(chuàng)新能否成功的關(guān)鍵之一。而要想在新產(chǎn)品開發(fā)階段跳出原有的技術(shù)軌道，就要求在創(chuàng)新最開始的模糊前端階段產(chǎn)生具有一定新穎性與獨(dú)特性的想法或是能產(chǎn)生從原理上切實(shí)解決現(xiàn)有技術(shù)阻礙的方案[51]。TRIZ 作為一種高效的創(chuàng)新方法，被廣泛地運(yùn)用在產(chǎn)品創(chuàng)新的模糊前端階段以產(chǎn)生具有突破性的創(chuàng)新設(shè)想來(lái)實(shí)現(xiàn)超系統(tǒng)不同層面的需求。

圖4 超系統(tǒng)需求的不同層次Fig.4 Different levels of super system requirements

3.2.1 技術(shù)層面

3.2.1.1 以技術(shù)進(jìn)化為導(dǎo)向

要想對(duì)技術(shù)進(jìn)行突破，就要跳出當(dāng)前的技術(shù)水平，向未來(lái)技術(shù)狀態(tài)進(jìn)化。而一項(xiàng)新技術(shù)或新產(chǎn)品是否被社會(huì)所接受取決于技術(shù)或產(chǎn)品是否符合技術(shù)進(jìn)化的一般規(guī)律[52]。技術(shù)進(jìn)化定律作為提高技術(shù)系統(tǒng)當(dāng)前理想化水平的工具指明了進(jìn)化的客觀方向[53]，通過(guò)應(yīng)用這些定律，可以預(yù)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)的未來(lái)潛力狀態(tài)，使產(chǎn)品快速地從一種核心技術(shù)躍遷到另一種新的核心技術(shù)，并突破原有性能的極限，從而實(shí)現(xiàn)突破性創(chuàng)新[16]。如5 圖所示為技術(shù)系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)化潛力。

圖5 技術(shù)進(jìn)化潛力Fig.5 Technological evolutionary potential

在探究技術(shù)進(jìn)化潛力的過(guò)程中還可以通過(guò)技術(shù)成熟度預(yù)測(cè)工具約束技術(shù)進(jìn)化的方向，如圖6 所示為S-曲線與技術(shù)生命周期，可針對(duì)產(chǎn)品在技術(shù)生命周期中所處的位置，有針對(duì)性地采取不同措施來(lái)進(jìn)行突破性創(chuàng)新。若產(chǎn)品處于嬰兒期或成長(zhǎng)期，則應(yīng)對(duì)其結(jié)構(gòu)、性能等進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，推動(dòng)其快速發(fā)展；若產(chǎn)品處于成熟期或衰退期，則企業(yè)應(yīng)大力進(jìn)行新技術(shù)的研發(fā)，以便推出新一代產(chǎn)品來(lái)替代現(xiàn)有產(chǎn)品[54]。

圖6 S-曲線與技術(shù)生命周期Fig.6 S-curve and technology life cycle

孫建廣等[55]通過(guò)對(duì)技術(shù)進(jìn)化分支進(jìn)行深入研究，歸納出了突破性創(chuàng)新的技術(shù)進(jìn)化路線分支機(jī)理來(lái)指導(dǎo)產(chǎn)品進(jìn)行突破性創(chuàng)新設(shè)計(jì)。Ping 等[56]基于TRIZ 的最終理想解與技術(shù)進(jìn)化定律，提出了一種進(jìn)行產(chǎn)品突破性創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法，并將其結(jié)果作為模糊前端最高質(zhì)量的理念。平恩順等[57]為指導(dǎo)機(jī)械產(chǎn)品突破性創(chuàng)新設(shè)計(jì)概念的產(chǎn)生，選擇成熟期產(chǎn)品作為研究對(duì)象；基于物質(zhì)-場(chǎng)模型，針對(duì)機(jī)械產(chǎn)品提出了突破性創(chuàng)新的方法并建立了面向成熟期產(chǎn)品突破性創(chuàng)新設(shè)計(jì)模糊前端階段過(guò)程模型。

3.2.1.2 以沖突解決為導(dǎo)向

技術(shù)系統(tǒng)中的沖突，是阻礙其發(fā)生技術(shù)躍遷的主要原因。而沖突的發(fā)現(xiàn)與解決則是推動(dòng)產(chǎn)品與技術(shù)進(jìn)化的動(dòng)力[52]。如圖7 所示，為沖突與突破性創(chuàng)新關(guān)系。楊伯軍等[58]選擇在產(chǎn)品創(chuàng)新的模糊前端階段對(duì)其進(jìn)行激進(jìn)式裁剪，再通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)解、效應(yīng)等工具對(duì)裁剪后的產(chǎn)品進(jìn)行功能重組從而產(chǎn)生突破性創(chuàng)新設(shè)想。武勝璇[59]同樣選擇通過(guò)裁剪來(lái)解決沖突，在對(duì)沖突區(qū)域進(jìn)行裁剪后，對(duì)被裁剪子系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)預(yù)測(cè)并獲得多個(gè)潛力狀態(tài)，最后通過(guò)求解得到滿足全局理想化的潛力狀態(tài)來(lái)指導(dǎo)突破性創(chuàng)新產(chǎn)品的開發(fā)。

圖7 沖突與突破性創(chuàng)新關(guān)系Fig.7 Relationship between conflict and radical innovation

3.2.1.3 以問(wèn)題求解為導(dǎo)向

技術(shù)系統(tǒng)中存在的問(wèn)題阻礙著突破性創(chuàng)新的產(chǎn)生，而這些問(wèn)題也并非獨(dú)立存在，大多通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的形式聯(lián)結(jié)在一起。如圖8 所示為技術(shù)系統(tǒng)中的問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)。因此，可通過(guò)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分解，找到深層問(wèn)題之間的聯(lián)系，確定關(guān)鍵問(wèn)題再對(duì)其進(jìn)行解決以產(chǎn)生突破性創(chuàng)新。基于此，Wang 等[21]提出了一種對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行突破性創(chuàng)新的求解方法，包括問(wèn)題識(shí)別、功能分析、關(guān)鍵問(wèn)題確定、效應(yīng)選擇、結(jié)構(gòu)映射和方案評(píng)價(jià)。

圖8 技術(shù)系統(tǒng)中的問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)Fig.8 Problem network in technical system

3.2.1.4 以功能組合為導(dǎo)向

除通過(guò)改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品之外，還可以通過(guò)研發(fā)新產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)突破性創(chuàng)新。而效應(yīng)作為功能與科學(xué)原理之間的紐帶，是功能實(shí)現(xiàn)的科學(xué)依據(jù)，利于高級(jí)別、高質(zhì)量創(chuàng)新解的產(chǎn)生[60]。如圖9 所示為新產(chǎn)品突破性創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)過(guò)程?；谝陨显?，檀潤(rùn)華等[61]建立了創(chuàng)新機(jī)遇分析、設(shè)想產(chǎn)生、功能與效應(yīng)綜合以及原理方案設(shè)計(jì)等過(guò)程的突破性創(chuàng)新設(shè)計(jì)模型。侯曉婷[62]則提出利用多生物效應(yīng)來(lái)指導(dǎo)產(chǎn)品的突破性創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在開發(fā)了多生物效應(yīng)知識(shí)庫(kù)的基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)了能夠指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)的多生物效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的一般模式。

圖9 新產(chǎn)品突破性創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)過(guò)程Fig.9 Realization process of radical innovation of new products

3.2.2 社會(huì)層面

在TRIZ 中將需求定義為用戶主觀上對(duì)產(chǎn)品的期望狀態(tài)與產(chǎn)品實(shí)際狀態(tài)之間的差距，如圖10 所示為需求分析與需求預(yù)測(cè)模型。

圖10 需求分析與需求預(yù)測(cè)Fig.10 Demand analysis and demand forecast

性能作為功能完成的數(shù)量與質(zhì)量的體現(xiàn)，是顧客衡量產(chǎn)品的直接標(biāo)準(zhǔn)。因此，可從顧客需求中獲取技術(shù)系統(tǒng)性能，并以性能提升為目的對(duì)技術(shù)系統(tǒng)中的功能進(jìn)行改進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)突破性創(chuàng)新。如圖11 所示為以產(chǎn)品性能提升為目的的突破性創(chuàng)新方法。Yang 等[63]將QFD 擴(kuò)展為產(chǎn)品質(zhì)量屋與設(shè)計(jì)質(zhì)量屋。以需求為基礎(chǔ)在產(chǎn)品質(zhì)量屋中開發(fā)了基于TRIZ 的功能分解和性能分析方法，以識(shí)別突破性創(chuàng)新的性能特征，并將TRIZ 中的標(biāo)準(zhǔn)解和裁剪用于設(shè)計(jì)質(zhì)量屋來(lái)確定最后的突破性創(chuàng)新產(chǎn)品方案。

圖11 以產(chǎn)品性能提升為目的的突破性創(chuàng)新方法Fig.11 Radical innovation methods aiming at improving product performance

回顧文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，如圖12 所示，不管以何種目的導(dǎo)向進(jìn)行突破性創(chuàng)新，都會(huì)經(jīng)歷研究對(duì)象選擇、問(wèn)題分析與問(wèn)題求解過(guò)程并最終在模糊前端階段產(chǎn)生突破性創(chuàng)新設(shè)想，以預(yù)見后續(xù)新產(chǎn)品開發(fā)階段的突破性創(chuàng)新技術(shù)，并為商業(yè)化的成功奠定基礎(chǔ)。

圖12 產(chǎn)品創(chuàng)新過(guò)程模型[64]Fig.12 Model of product innovation process[64]

TRIZ 通過(guò)提供上述標(biāo)準(zhǔn)化工具指導(dǎo)企業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行突破性創(chuàng)新，不僅可以幫助企業(yè)對(duì)外部的市場(chǎng)、環(huán)境等因素進(jìn)行分析，指導(dǎo)企業(yè)確定問(wèn)題并求解，產(chǎn)生符合超系統(tǒng)需求的創(chuàng)新設(shè)想；還能在問(wèn)題分析與求解過(guò)程中提高組織能力、促進(jìn)組織學(xué)習(xí)并替代社會(huì)資本幫助企業(yè)擴(kuò)充知識(shí)庫(kù)、降低創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)，并最終激發(fā)出突破性創(chuàng)新設(shè)想。降低了突破性創(chuàng)新的風(fēng)險(xiǎn)與難度，使更多的企業(yè)可以參與進(jìn)來(lái)，有利于產(chǎn)業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展。

4 不足與展望

通過(guò)文獻(xiàn)分析，可以發(fā)現(xiàn)對(duì)突破性創(chuàng)新及其實(shí)現(xiàn)方法的研究取得了很多成果，但還存在以下不足：

1）不同領(lǐng)域的研究成果相對(duì)獨(dú)立，缺乏有效的融合。管理學(xué)領(lǐng)域的研究在宏觀上明確了突破性創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)因素以及驅(qū)動(dòng)機(jī)制。而工程學(xué)領(lǐng)域則是從微觀角度出發(fā)應(yīng)用各類工具識(shí)別突破性創(chuàng)新機(jī)遇并構(gòu)建產(chǎn)生突破性創(chuàng)新設(shè)想的模型，其本質(zhì)是在創(chuàng)新過(guò)程中應(yīng)用創(chuàng)新工具和方法促進(jìn)各驅(qū)動(dòng)因素發(fā)揮作用。即兩個(gè)領(lǐng)域的研究存在著對(duì)應(yīng)關(guān)系，但現(xiàn)有突破性創(chuàng)新方法的研究多是從技術(shù)系統(tǒng)自身出發(fā)，通過(guò)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)與求解實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，在突破性創(chuàng)新方法中缺乏對(duì)各類驅(qū)動(dòng)因素的考慮。

2）在進(jìn)行突破性創(chuàng)新機(jī)遇識(shí)別時(shí)，研究局限于識(shí)別“突破性技術(shù)”。突破性創(chuàng)新需要同時(shí)滿足技術(shù)與商業(yè)兩個(gè)維度上的成功。而在現(xiàn)有研究中，鮮有考慮技術(shù)是否符合社會(huì)需求與自然需求，即是否能實(shí)現(xiàn)成功的商業(yè)化；且在突破性創(chuàng)新的早期，技術(shù)大多尚未發(fā)展成熟且突破性特征尚不明顯，此時(shí)僅以技術(shù)作為研究對(duì)象容易導(dǎo)致其被誤判為漸進(jìn)性創(chuàng)新，使企業(yè)失去了進(jìn)行突破性創(chuàng)新的機(jī)會(huì)。

3）對(duì)阻礙突破性創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)因素的分析限制在所研究的技術(shù)系統(tǒng)范圍內(nèi)，而忽略了超系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)化的決定性作用。對(duì)一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)而言，超系統(tǒng)決定了當(dāng)前技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)具有哪些功能及性能水平，并為其功能的實(shí)現(xiàn)提供了場(chǎng)景及約束。如圖13 所示，除了技術(shù)系統(tǒng)不能滿足超系統(tǒng)的需求外，超系統(tǒng)還會(huì)對(duì)技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生限制作用，即突破性創(chuàng)新的瓶頸會(huì)以技術(shù)系統(tǒng)與超系統(tǒng)間的不協(xié)調(diào)現(xiàn)象的形式出現(xiàn)。

圖13 突破性創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)阻礙Fig.13 Obstacles to realization of radical innovation

4）在進(jìn)行突破性創(chuàng)新時(shí)，目標(biāo)導(dǎo)向的建立未能準(zhǔn)確把握突破性創(chuàng)新的本質(zhì)。技術(shù)系統(tǒng)因超系統(tǒng)需求而存在，其作用就是要對(duì)超系統(tǒng)產(chǎn)生積極影響，而技術(shù)系統(tǒng)的功能、性能僅是產(chǎn)生這種影響的實(shí)現(xiàn)手段。當(dāng)技術(shù)系統(tǒng)由于滯后阻礙了超系統(tǒng)的發(fā)展時(shí)，技術(shù)系統(tǒng)就會(huì)對(duì)超系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響，此時(shí)就需要重點(diǎn)解決當(dāng)前技術(shù)系統(tǒng)與超系統(tǒng)間的沖突來(lái)實(shí)現(xiàn)突破性創(chuàng)新。但現(xiàn)有創(chuàng)新過(guò)程模型皆是通過(guò)技術(shù)系統(tǒng)功能的改進(jìn)及性能極限的提升來(lái)實(shí)現(xiàn)突破性創(chuàng)新的，因此也難以保證最終的創(chuàng)新結(jié)果符合突破性要求。

5）現(xiàn)有研究中所提出的創(chuàng)新過(guò)程模型只能滿足低層次的超系統(tǒng)需求。通過(guò)應(yīng)用現(xiàn)有研究中提出的方法進(jìn)行創(chuàng)新雖然能夠?qū)Τ到y(tǒng)產(chǎn)生一定的積極影響，但研究更多地注重技術(shù)上的躍遷，使創(chuàng)新結(jié)果局限在技術(shù)需求的滿足上，而未能考慮更高級(jí)別的社會(huì)需求與自然需求，從而限制了創(chuàng)新的突破程度。

綜合上述研究中存在的不足，對(duì)未來(lái)的研究方向提出展望。在研究方法方面，可通過(guò)管理學(xué)的研究成果指導(dǎo)突破性創(chuàng)新過(guò)程模型的建立，在創(chuàng)新模型的各階段中體現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)因素的促進(jìn)作用，從而提升創(chuàng)新模型的有效性與可靠性，提高突破性創(chuàng)新的成功概率。在研究視角方面，未來(lái)可將視角由技術(shù)系統(tǒng)拓展至超系統(tǒng)，一是要從超系統(tǒng)視角更加全面地分析實(shí)現(xiàn)突破性創(chuàng)新的阻礙，在創(chuàng)新過(guò)程中不僅要挖掘、求解技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)部的問(wèn)題，更要消除技術(shù)系統(tǒng)與超系統(tǒng)間的不協(xié)調(diào)現(xiàn)象；二是要把握突破性創(chuàng)新的本質(zhì)，以提升技術(shù)系統(tǒng)對(duì)超系統(tǒng)的影響為目標(biāo)導(dǎo)向進(jìn)行創(chuàng)新，并通過(guò)預(yù)測(cè)創(chuàng)新對(duì)超系統(tǒng)的影響程度來(lái)識(shí)別突破性創(chuàng)新機(jī)遇；三是要繼續(xù)對(duì)超系統(tǒng)視角進(jìn)行拓展，在進(jìn)行突破性創(chuàng)新機(jī)遇的識(shí)別時(shí)，不能單純地考慮技術(shù)上的突破還要進(jìn)一步考慮其與社會(huì)、自然層面需求的符合程度，最后通過(guò)技術(shù)與商業(yè)兩個(gè)維度的綜合評(píng)判預(yù)測(cè)突破性創(chuàng)新機(jī)遇；而進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)同樣不僅要滿足超系統(tǒng)的技術(shù)需求，還應(yīng)進(jìn)一步考慮通過(guò)用戶特征、社會(huì)文化來(lái)滿足社會(huì)需求，通過(guò)順應(yīng)自然環(huán)境并合理利用自然資源來(lái)滿足自然需求，進(jìn)而擴(kuò)大創(chuàng)新對(duì)超系統(tǒng)的有益影響，實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的創(chuàng)新并提升創(chuàng)新的突破性。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，企業(yè)乃至國(guó)際間的競(jìng)爭(zhēng)也日益激烈。要想提高競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，成功應(yīng)對(duì)快速變化的市場(chǎng)就要積極地進(jìn)行創(chuàng)新。漸進(jìn)性創(chuàng)新只能幫助組織維持當(dāng)前的市場(chǎng)，當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手成功地實(shí)現(xiàn)突破性創(chuàng)新并將其引入市場(chǎng)時(shí)，就會(huì)大幅度削減組織當(dāng)前的市場(chǎng)份額與競(jìng)爭(zhēng)能力。因此，想要趕超競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)格局重塑，就要進(jìn)行突破性創(chuàng)新。

眾多文獻(xiàn)表明，突破性創(chuàng)新與漸進(jìn)性創(chuàng)新的本質(zhì)區(qū)別就在于其能對(duì)超系統(tǒng)帶來(lái)更為重大的影響?；诖?，以創(chuàng)新對(duì)超系統(tǒng)的影響程度為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)突破性創(chuàng)新進(jìn)行定義。從宏觀視角歸納了不同理論視角下突破性創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)因素與驅(qū)動(dòng)機(jī)制。從微觀視角，梳理了突破性創(chuàng)新機(jī)遇的識(shí)別方法；以創(chuàng)新對(duì)超系統(tǒng)的影響范圍為標(biāo)準(zhǔn)，論述了不同目標(biāo)導(dǎo)向作用下突破性創(chuàng)新設(shè)想的產(chǎn)生方法，指出了突破性創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)的基本步驟及應(yīng)用創(chuàng)新工具指導(dǎo)突破性創(chuàng)新設(shè)想產(chǎn)生的意義。最后對(duì)當(dāng)前研究的不足進(jìn)行了分析并對(duì)未來(lái)研究方向進(jìn)行了展望。