我国创新方法的应用现状与发展趋势分析

赵静宜，高 菲，王 峥

（北京市科学技术研究院，北京 100089）

新发展阶段、新发展理念、新发展格局正成为人们理解中国当下与未来的关键词。习近平总书记指出，“构建新发展格局最本质的特征是实现高水平的自立自强，必须更强调自主创新，全面加强对科技创新的部署。”［1］在构建新发展格局的过程中，自主创新将扮演不可替代的重要角色。“自主创新，方法先行”。创新方法是国家科技创新体系的重要组成部分，是自主创新的根本之源。自2007年科技部启动创新方法试点至今，创新方法在我国的推广应用已有十几年，形成了具有一定特色的推广模式，也初步形成了创新方法的服务体系。与此同时，创新方法也呈现新的发展趋势，尤其是大数据、人工智能等新兴技术为创新方法的研究和发展带来了新的机遇，为下一步创新方法的研究、推广及应用提供了新的思路和途径。

1 文献综述

1.1 创新方法的提出

创新方法的研究始于20世纪40年代。美国亚历克斯·奥斯本在其出版的《思考的方法》中提出了世界上传播最早的创新方法——智力激励法（也称头脑风暴法）。1942年瑞士天文学家在排列组合原理的基础上提出了形态分析法，1946年根里奇·阿奇舒勒通过对上百万件专利的研究提出了解决发明问题的理论——TRIZ理论［2］。至今，创新方法已有300多种，并被分为不同类别，从创新思维到创新基本原理，从产品创新到工艺流程创新，从管理创新到商业模式创新，创新方法已经应用于技术创新及创新管理的方方面面。创新方法不仅是解决发明创造问题强有力的理论工具，还是加快创新进程、缩短产品研发时间、提高生产效率、提升产品品质、降低创新成本的有效手段。

1.2 创新方法的应用研究

创新方法是科学思维、科学方法和科学工具的总称，是以研究创新过程逻辑、规则、方法为宗旨的哲学，是应用一种或多种科学思维、科学方法、科学工具实现创新的方法［3］。创新方法是揭示创新规律的创新实践，既有较强的包容性，也具有比较丰富的层次。创新方法既包含了创新活动的顺序以及所使用的工具、方法，也包含了各学科的思想和研究方法；既包括了创新思维与创新设计的方法和技巧，也包括了科学仪器和软件程序在内的计算机辅助创新技术工具。

针对创新方法如何驱动自主创新、如何选取合适的创新方法以及如何在应用过程中对创新方法进行优化等方面，国内学者开展了相关研究。在创新方法与创新体系的关系上，张爱琴等［4］通过分析企业内部和外部驱动力因素对创新方法推广应用的影响，构建了创新方法推广应用的驱动力理论框架，并对模型进行了验证，进而提出了应用创新方法促进自主创新能力提升的路径。王君华等［5］通过企业案例研究和共词分析，提出了面向TRIZ的企业内部协同创新体系构建思路。黄超等［6］构建了技术创新方法辅助创新体系，分析了体系中各层次的内涵以及各类主体的角色，并提出了技术创新方法辅助创新体系建设的建议。在创新方法的评价与选择上，皮成功等［7］研究建立了创新方法评价的指标体系，为企业进行创新方法的选择和决策提供依据。张爱琴等［8］通过对创新方法的影响因素的研究，构建了以信任、感知为中介的创新方法应用采纳作用机制模型。在创新方法应用优化上，王立然等［9］将企业创新方法应用成熟度分为意识导入级、试点培训、应用推广级、优化协同级四个等级，并构建了各等级对应的关键域和关键实践，通过等级特征来判断企业应用创新方法的能力和水平。王爱峰等［10］基于知识创造理论在时间和空间维度上重构创新方法应用模式，在时间维度上形成创新方法应用的知识创造闭环，在空间维度上用TIRZ理论对创新方法应用过程进行优化。目前，基于大数据、人工智能等新兴技术而开展的创新方法应用的研究较少。

2 创新方法在我国的应用现状

创新方法理论的研究和推广应用在我国起步相对较晚。2008年4月，科技部、发改委、教育部、中国科协等多部门发布《关于加强创新方法工作的若干意见》（国科发财〔2008〕197号），提出重点面向企业、科研机构、教育系统3个群体，大力推进科学思维、科学方法、科学工具的发展，自此我国创新方法的研究与应用进入快速发展期。

2.1 我国创新方法应用推广体系及模式

为推动创新方法理论的研究和实践，科技部设立创新方法工作专项，引导和支持各类主体开展创新方法的研究、应用示范、人才培养等工作。国内成立了非营利的全国学术性机构——创新方法研究会，旨在搭建创新方法领域管理部门、企业、高校和科研院所交流平台，开展创新方法培训与认证，举办创新方法论坛，出版创新方法相关刊物，推动创新方法国际合作，全面推进创新方法研究与推广。各地方政府也陆续成立创新方法重点实验室、创新方法研究会等，以开展创新方法的研究与推广应用，初步搭建创新方法理论研究和实践的平台。

自2007年开始，我国启动创新方法试点省市建设，鼓励各试点省市建设和完善创新方法服务体系，根据区域产业和企业特点开展创新方法推广应用，为区域经济转型发展提供支撑。目前，全国已有31个省（区市）开展创新方法推广应用工作，主要开展基于TRIZ理论的技术创新方法宣传与培训，并在试点企业中进行TRIZ理论推广。在推广机制上，科技部、国家发改委、教育部、中国科协等四部委共同推进创新方法工作，成立了创新方法工作部级联席会，为创新方法工作的组织领导、协调机制提供保障。我国创新方法的推广应用起初主要由政府主导，国家和地方政府以科技计划等方式主导创新方法的研究、培训和推广，经过近些年的发展，逐步向由政产学研金介多元主体协同和企业主导转变［11］。

在创新方法持续深入推进的实践中，导入流程和形式不断优化，各地形成了各具特色的推广服务模式。天津市形成了涵盖创新方法普及、进阶培训、师资培训等方面的全流程培训体系，还在科技项目中引入创新方法工作，提高创新方法在创新型企业中的知晓度［12］。上海市创新方法推广应用与示范基地建设注重技术创新与管理创新方法的结合，旨在全面提升企业创新水平［13］。浙江省在省市部门联动和省级部门联合推进的推广机制上，强化创新方法的应用研究，并针对不同对象，设计并形成不同的培训课程体系，实现了创新方法在科技型企业中的全覆盖［14］。黑龙江省紧紧围绕企业技术创新需求，征集和筛选技术选题，开展有针对性的带题培训，强化对创新方法工具的理解和应用，增强培训效果［15］。广东省搭建了完善的创新方法推广组织体系，逐步形成了“政府引导，团队培育，企业导入，纵横联合”的四维推广模式［16］，建设省市两级创新方法推广应用基地，并将创新方法培训延展至企业生产线，促进创新方法与生产流程、研发流程紧密结合［17］。

2.2 我国技术创新方法的推广应用成效

2.2.1 创新方法服务体系初步建立。试点省份开展创新方法服务基地建设，成立推广服务中心，开展宣传普及、人才培养以及咨询服务等工作，积极组织企业开展创新方法试点示范，基本形成了培训先行、试点先行、逐步推进的推广模式，初步建立了以试点地区为中心、以重点产业为轴线、以企业为单元的创新方法推广应用网络［18］，培育了一批创新方法应用示范企业，越来越多的企业认可并应用创新方法来解决创新中的问题。随着培训的广泛开展，创新方法的知晓度不断提高，创新方法师资队伍、创新工程师队伍初具规模。

2.2.2 创新方法的理论和实践产出日益丰富。关于创新方法研究和应用的论文数量快速增长，特别是以TRIZ理论为主题的研究广受关注。2005年1月1日至2020年12月31日，中国知网数据库中以TRIZ为关键词的论文数量达4 555篇，并呈现逐年增长的趋势，研究内容涵盖了理论研究、应用研究、技术研究、工程研究、教育等领域。此外，创新方法理论、工具及实践案例的著作产出日益增加，进一步支撑了创新方法的应用与发展。

2.2.3 创新方法推广应用的长效机制逐步建立。在总结创新方法推广应用实践和经验的基础上，《创新方法应用能力等级规范》（GB/T 31769-2015）、《企业创新方法工作规范》（GB/T 37097-2018）、《创新方法知识扩散等级划分要求》（GB/T 37098-2018）、《创新方法综合实施能力等级划分要求》（GB/T39667-2020）等多项国家标准相继形成，创新方法推广应用的标准体系逐步建立，人才培养和应用能力的评价有据可依。

2.3 创新方法推广应用存在的问题

在多方努力下，我国创新方法推广应用取得了突出成效，但也表现出一些问题，主要有以下3个方面：

一是创新方法的推广主要以项目为依托，推广工作存在因为项目的中止而停滞的现象，没有形成推广应用的长效机制。市场在创新方法推广应用中的作用尚未充分发挥，专业化、市场化的高水平服务机构匮乏，培训推广与企业需求结合不够紧密，大部分企业是推广工作的对象，往往被动参与到创新方法培训中，且参与的积极性不高［19］。

二是在实际应用中侧重于TRIZ理论的推广普及，但由于TRIZ的理论性、系统性、交叉性较强，掌握应用它们需要一定的理论基础，达到熟练应用程度更要花费大量的时间进行实践，所以适用范围受到一定程度的限制。创新方法不仅应用在创新的某个环节中，而且应该与产品开发全周期相结合，也需要与企业商业模式、内部各部门的整体相协同。而目前创新方法的应用主要停留在如何解决单个问题的阶段，与企业管理和已有创新体系的融合不足，推广应用的系统性、协调性亟待提高［20］。此外，创新方法培训和应用专业化力量不足，尤其是既熟悉专业领域又能熟练应用创新方法的高水平人才比较匮乏，导致目前创新方法主要用于解决低级别的创新问题，在企业中缺乏深层次的应用，高水平成果产出不足，对创新的支撑作用有限，企业应用创新方法的持续性和动力不足［10］。

三是创新方法应用中合作比较分散，示范企业的带动作用有限，推广中没有形成广泛、多元的协作网络，主要以研究机构与企业之间的线性合作为主，研究机构与研究机构之间、企业与企业之间的合作频率较低，应用过程中的合作交流不足，难以融入整个科技创新生态［21］。

3 创新方法的发展新趋势

3.1 技术创新方法的应用领域不断拓展

TRIZ理论是创新方法中重要的理论工具之一。TRIZ理论以自然科学、系统科学和思维科学为基础，以技术系统进化法则为核心，包含一整套问题分析和求解的工具，在解决工程技术领域的问题中取得了很好的效果［22］。随着TRIZ理论的深入发展，其不仅用于解决工程技术领域的问题，而且正逐渐拓展至教育、管理、仿真学、医学、农业、软件等非工程领域［23-24］。TRIZ在管理领域的研究主要集中在创新、设计、知识管理、绩效等方面［25］，结合管理过程的特征，归纳管理进化、组织进化等的相关法则［26］，利用TRIZ理论的矛盾分析原理构建一整套管理领域的具有实际操作价值的冲突矩阵，从而寻找管理创新领域的最优解，形成基于TRIZ理论的管理创新体系。这是TRIZ理论拓展到管理领域的关键，也是未来研究应用的重要方向。

此外，TRIZ的矛盾矩阵、发明原理等方法和工具为社会科学领域的研究提供了新的思路、方法。利用TRIZ理论发现和定义问题、筛选相关冲突要素进行矛盾分析，进而用TRIZ理论发明原理找到最优解，能够进一步丰富社会科学领域的分析模型和理论基础［27-28］。

3.2 创新方法的系统集成应用深入发展

单一的方法不是万能的，其在解决现实复杂系统的实际问题中具有一定的局限性，因而需要利用不同方法的互补性，创新方法集成的概念应运而生。创新方法集成是指针对创新中遇到的技术或管理难题，依据不同的创新方法来分析问题，设计多方法之间的接口，通过系统的同构和异构集成，形成在功能上新的有序方法体系［29］。创新方法集成不是简单的方法罗列，而是多维度分析并凝练各种创新方法与创新过程的结合点，并以此为基础建构创新方法的集成体系和系统模型，实现创新方法与创新的有机、系统结合［30］。

3.2.1 基于产品创新的系统集成。产品创新是生产出新产品的技术创新活动，其侧重于结果，常用的创新方法有TRIZ、质量功能布置（QFD）等。QFD能够通过质量屋等工具将用户或者市场需求转化为企业的技术需求，是一种将需求转变为产品开发过程的方法，主要解决做什么的问题（What），但存在定位出技术问题后解决方法不足等问题；而TRIZ理论在技术问题解决方面有较强的优势，主要解决怎么做的问题（How）。二者在产品设计创新方面互补，基于TRIZ和QFD的集成是产品创新中创新方法集成的重要应用方向。TRIZ理论不仅可以与QFD中的相关矩阵进行集成，还可以分别与质量屋的屋顶、左墙和地板进行集成，深度嵌入QFD实施过程［31］。此外，在TRIZ和QFD集成的基础上，综合利用专利知识挖掘、层次分析法等方法，并进行多维的系统集成，能够进一步提高产品创新的有效性［32-33］，也是创新方法集成的研究和应用方向。

3.2.2 基于过程管理的系统集成。过程创新也称为工艺创新，侧重于活动过程的控制管理。常用的过程管理创新方法有致力于过程改进的六西格玛、以减少浪费提升价值为核心的精益管理和改善系统整体性能的约束理论等。基于过程管理的创新方法集成主要有：①综合两种或两种以上创新方法的优势进行二元或三元集成，如精益管理和六西格玛集成、六西格玛和约束理论集成以及精益管理、六西格玛、约束理论三元集成等［34］；②根据项目开发所经历的阶段来分析不同阶段创新方法应用的可能性，结合各阶段管理内容建立全过程的创新方法集成应用模型［35］；③将TRIZ理论与过程管理创新方法（如六西格玛）进行系统集成，进而优化管理流程［36］。

3.2.3 群体创新方法集成。开放式创新已成为推动技术创新和技术进步的重要创新范式，参与创新的主体涉及高校、科研机构、企业、科技服务机构、金融机构等多种组织形式，产学研协同主体更加多样化［37］，在协同创新视角下，有学者研究提出了群体创新方法的概念［38］。群体创新方法是由两个或两个以上成员组成的群体，通过方法、工具的应用将创新过程结构化进而发展成为切实可行的解决方案的具体程序和步骤，通过建立基于组织、工程技术项目全生命周期过程、知识管理等维度的创新方法集成框架模型，构建整体的、系统化的综合集成系统，促进复杂系统内知识、资源、信息的流动、交换与共享，提高项目的协同性和创新效率。

3.3 创新方法在新兴技术下的丰富与完善

信息化的深入推进、数字技术的广泛运用以及数据密集型科研第四范式的持续推进［39］，为科技创新积累了海量数据资源。大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术为信息化、数据化背景下的技术创新和管理创新提供了强有力的手段和工具，创新方法的发展迎来了新的机遇。

3.3.1 带来了思维方式的变革。物联网、工业互联网等领域的快速发展使得基于感知式系统的自动式数据量激增，数据规模和数据类型与传统数据库有巨大的差别［40］。传统的数据处理模式已无法满足需求，以大数据、云计算、人工智能为代表的新兴技术为数据、信息、知识等的交互、分析和处理带来了新的变革。数据已成为最具时代特征的新生产要素，使得企业创新由“流程”核心转变为“数据”核心，由功能是价值转变为数据是价值，由抽样转变为全部数据样本，由关注精准度转变为关注效率，由关注因果关系转变为关注相关性等［41-42］，这颠覆了人类的思维惯例。同时，新兴技术也为离散过程的管理控制提供了新的可能。数据表征使得事物之间的相关性呈现多元化、多层次和多维度的特征［43］，创新思维的来源也更加广泛。利用数据思维、数据洞察寻找隐藏在大数据中的模式、趋势和相关性，进一步揭示创新发展的规律，成为信息时代的基本能力之一。此外，人工智能技术拓宽了创新主体的范围，使得人工智能成为创新主体之一，进而对创新过程管理和创新模式产生重要影响，组织权力、组织信息传递方式、组织机构和组织模式等方面都发生了变化［44］。这些转变都驱动着思维方式的变革，也为创新方法的发展注入了新的资源。

3.3.2 丰富了创新方法的方法库和工具库。从创新方法的定义来看，基于大数据的数据挖掘、数据分析等和基于人工智能技术的深度学习、神经网络、知识图谱等本身就是数据处理、研究的科学方法和科学工具，属于创新方法体系范畴。目前，大数据、云计算、人工智能等技术具有强大的分析和计算能力，能够充分收集、挖掘、利用相关数据，提升数据资源的价值，为技术创新、管理创新的自动化、智能化提供新工具、新方法。大数据分析技术为创新过程的信息采集与预处理、分析与挖掘、可视化分析提供了新的方法。数据挖掘技术作为需求分析的新技术，能够从历史数据中分析用户需求，为产品设计创新提供新工具。机器学习、深度学习等人工智能技术能够克服信息处理和本地搜索规则的约束［45］，提高信息搜索和处理效率，并通过算法自动对文本进行分类和分析，从而对现有技术发展进行预测或者发现新的技术领域，识别或创造新的模式［46］，丰富了创新方法的种类。

3.3.3 提供了创新方法研究和发展的新路径。大数据、人工智能等新兴技术为传统创新方法的改进优化、迭代更新提供了新的路径［47］。大数据、人工智能等技术能够对海量专利、科研项目、产业信息等各类结构化、半结构化、非结构化的数据开展挖掘分析，提取隐性的、具有潜在应用价值的信息，进一步完善和发展TRIZ理论［48］。利用机器学习、神经网络等新兴技术对TRIZ矛盾矩阵进行仿真、研究与训练，可以对矛盾解决模型进行改进和优化［49］，能够实现TRIZ矛盾矩阵对技术矛盾问题的自动化求解［50］，提高TRIZ理论应用的便捷性和高效性。利用大数据、人工智能等新兴技术强大的数据分析功能和能够建立复杂系统相关性模型的特点，将新兴技术和QFD、精益管理等创新方法进行融合，能够提高需求分析的全面性和精准度，为传统创新方法的应用赋能。此外，人工智能涉及计算机科学、神经生理学、心理学、认知科学、哲学等多种学科，基于深度学习、神经网络等技术能够发现之前不易被察觉的关联，基于知识图谱、可视化分析技术等能够分析和展示创新方法应用中各因素的关联关系，为创新方法的理论和发展趋势等研究提供新的路径［51-52］。

4 结语

随着创新方法在我国的深入发展、应用与推广，创新方法的知晓度不断提高，应用效果得到了越来越多创新主体的认可，创新方法的推广模式逐步从自上而下的政府引导向企业主导、多元协同转变。大数据、人工智能等新兴技术对创新思维方式带来了变革，也为创新方法的进一步发展带来了新的机遇。未来，在创新方法的研究与推广应用中，一方面，需要更加强化企业需求导向，紧紧围绕创新主体需求，开展多种创新方法、工具的融合与集成，增强创新方法导入的系统性；另一方面，将大数据、人工智能等技术作为新的工具、方法融入创新方法的推广体系，不断丰富创新方法的方法库和工具库，增强创新方法的实用性和时代性，综合利用新兴技术构建创新方法数据库、案例库，为创新方法的推广、学习和交流合作提供支撑，促使创新方法工具在应用中不断内化和持续利用，提高创新效率，更好地发挥创新方法在自主创新中的基础性作用。