研究与开发PPT课件.ppt

基础研究（Fundamental research）目的:认识世界，为推进科技进步而进行初步探索。特点:没有特定的商业目的，成果是真理、原则、原理或定律。企业:一种定向的基础研究。例如，造纸工业往往把树木纤维方面的理论研究列为其定向基础研究。意义:高新技术发展的重要源头。1997年后，美国平均每项新专利涉及到两项基础科学研究成果；过去25年，美国经济增长的50%要归功于由研究基础推动的开发研究。1应用研究（Applied research）目的:增加科学技术知识并为某种特定实际目标而进行的系统的创造性探索活动。特征:运用基础研究知识，探询有实用目的(区别)的新知识和可能的新的技术途径，其产品是认识和改造世界的科学技术知识。企业:一般同新产品、新工艺、新材料有关的研究。2试验发展（Development）运用基础研究和应用研究及实验的知识，为了引入、开发新材料、新产品、新装置、新方法，或是为了对现有材料和中间生产做重大改进而进行的系统的创造性活动。3类类比比项项目目基础研究应用研究试验发展目的目的寻求真理，扩大知识，实现体系化以工程为目标，探讨新知识应用可能性把研究成果应用于生产上、工程上性质性质探求发现新事实、新规律 发明新事物完成新产品新工艺，使商品化、实用化成果成果论文论文或专利专利、专有知识、设计书、图纸、样品成功率成功率成功率小，约成功率小，约5%-10%5%-10%风险大，成功率风险大，成功率50%-60%50%-60%风险较小，成功率最风险较小，成功率最大，超过大，超过80%-90%80%-90%人员人员理论水平高，基础雄厚的科学家创造能力强、应用能力好的发明家广泛知识和经验、动手能力强的技术专家经费经费一般较少费用较大，控制松费用最大，控制严管理管理原则原则尊重科学家意见，支持个人成果，采用同行评议（注意权威性）（注意权威性）尊重集体意见，支持整个研究组织在适当时做出评价尊重和支持集体参加活动计划计划自由度较大，没有确定的指标，没有严格的期限弹性，有很大变化，有战略,期限(较长)硬性，有明确目标有明确期限(较短)实例实例研究心理因素对疾病影响 为得到治疗方法,对引起胃溃疡的心理因素（紧张等）进行研究开发一种新方法来治疗心理因素所造成的胃溃疡症树根成长机理树根成长与水系关系 植树造林政策评价4二、技术创新过程模型的演化 1、5060年代：线性模型 熊彼特的创新模型：技术驱动 政策含义:强调对实用知识的生产进行投资 :科学推动 政策含义:强调对基础性R&D活动的投资 两个弱点：过分拔高非商业性研发在创新过程中重要性；严重低估了市场在创新中的地位。5市场拉动模型 根据MIT的罗伯茨教授统计:美国 英国 来自科学与技术的推动 22%27%来自市场需求 47%48%来自生产上的需要 31%25%把市场作为创新的动力机制过于简单化!6技术进步技术进步推动推动研究发展研究发展生产工程生产工程营销营销投放市场投放市场市场需求市场需求拉动拉动研究发展研究发展生产工程生产工程营销营销投放市场投放市场72、环节互动模型；70年代 新需求新需求新思想新思想新技术新技术社会与市场拉动社会与市场拉动技术发展的推动技术发展的推动研究与发展研究与发展原样原样样品样品制造制造营销营销市场市场8 3、以厂商为中心的模型：80年代 创新研究的重点转移:日本的成功/50年代创新政策是失败。焦点:企业及近距离环境(政企、社会文化)94、创新系统；90年代至今 技术变迁的速度取决于：一国或区域R&D的规模；组织之间的学习过程。制度安排对组织之间的关系双重作用：刺激组织之间的竞争；促进组织之间的合作。作业2：社会资本与技术扩散关系研究10三、技术创新的动态模型基于研究发展的自主创新模式变动阶段 过渡阶段固定阶段产品创新工艺创新创新频率时间11变动阶变动阶段段过过渡渡阶阶段段固定固定阶阶段段创新类型频繁的重大产品变革上升需求导致重大工艺变革产品的渐进性改进和质量及效率累积提高创新源创新源行业领先者、产品用户行业领先者、产品用户制造商、用户制造商、用户经常是供应商经常是供应商产品多样化、经常是定制的至少稳定一种产品的设计以保证足够的产量大部分为标准产品工艺灵活但效率不高，能适应大的改变比较固定，仅在主要工艺上做一些改进高效、资金密集和固定，革成本大研究发展技术的高度不确定性，故不集中于特定技术主导设计主导设计出现，集中于特定的产品特性集中于逐步改进的产品技术，强调工艺技术设备通用设备，要熟练工人某些子工艺过程自动化使用专用设备、自动化工厂小规模，接近用户或者创新源普通工厂，设专门部门大规模，对特定产品实行高度专门化变革成本 低中高竞争者很少，但随着市场份额波动在增加很多，但随着主导设计的出现而减少很少，处于市场份额稳定的典型的垄断阶段竞争基础 产品功能的性能产品多样化、适用性产品的价格组织管理强调非正式的企业家式的组织管理采用项目组或工作组的形式组织管理中强调结构、目标、规则行业领导者的弱点模仿者、专利挑战；成功的产品突破型创新更加有效和高质量的产品制造商技术创新导致的更优的替代品12二次创新的进化路线图模仿型创新创造性模仿改进型创新后二次创新技术引进I（系统的生产技术的引进）设备/工艺重组生产销售结构性理解：已有技术结构与引进技术结构的融合，国产化制造销售功能性理解：积累后形成自我研发能力，研究与发展/改进产品、工艺制造销售主动突破技术范式和技术轨道跳跃，技术引进II研发制造销售形神13包括产品设计,制造工艺,测试方法,材料配方,技术标准、关键设备和样机。主要工作:可行性研究、洽谈、成文、将有关图纸资料和设备乃至专业技术人员引入。经试运行后即进入生产阶段。生产是完全按照引进技术的标准而进行的,以生产出与国外同样水平的产品为目标,经营战略以利用国外技术在国内已有市场中建立优势为主。技术引进I14二次创新涉及的知识产权：专利权 专有技术（技术秘密）权 著作权（含软件）商标专用权等四类知识产权。15知识产权的产生过程16二次创新进化与引进技术动态性的关联 实验室实验室技术技术新兴技术新兴技术成熟技术成熟技术引进引进I-I-消化消化-吸收吸收-改进改进知识经验的知识经验的积累积累引引 进进 IIII改进改进研发研发17掌握运行技术掌握生产技术和原理形成自主研发能力开发改进行产品和工艺掌握设计技术结论：反向技术能力积累过程，反求工程是关键。18理论精要一、企业基本创新战略成本成本领领先先差差别别化化成本集中成本集中差异集中差异集中产品开发减少材料投入 强调质量最小特征（精简结构和外形）市场空隙简化工艺流程 强调特性改善物流配送能力工艺开发学习曲线精确性成本最低提高精度规模经济质量控制质量控制缩短交付期缩短交付期19二、四种典型的技术创新战略(从经营和市场地位)自学：如何定价？领先者战略企业特征企业特征市场特征市场特征财务特征财务特征 率先采用新技术,并使新产品最早进入市场,争创名牌,获得较大市场占有率和利润。技术和营销力量保证,领导重视 市场对新产品需求迫切，推销费用低推销费用低 成本较高成本较高，但潜在利润很大20紧随领先者战略企业特征企业特征市场特征市场特征财务特征财务特征迅速模仿领先者的产品技术，在产品生命周期中成长初期将新产品投入市场。研究能力一般，但开发工程能力很强；有灵活组织能力与非常敏捷反应 市场容量大，非领先进入市场的企业所能独占 成本相当高，但比领先者的成本低很多问:营销,创新的策略如何?21仿制战略企业特征市场特征财务特征通过仿制，以较低成本开拓市场;进入时机:在成长期或稍后，合理产量规模。研究力量很少或没有，有一定的开发力量；非常擅长低成本生产 进入市场时，有价格能力 低成本和薄利；在短期内仍可获取较大利润22实用工程战略实用工程战略企企业业特征特征市市场场特征特征财务财务特征特征 将基本技术专门用来为少数特定需求服务战略 擅长生产热门产品；有良好的开发与组装能力；营销部门与开发部门配合好 现有产品仍有市场，但已为竞争者的改进产品所威胁；在技术-市场方面无重大突破 研发费用不大，但有时销售费用支出大，利润低，但相当长时间内销售量很大；有时可借助于改进工艺取得较高利润23理论精要一、根据技术的成熟程度和对获取竞争优势的重要性标准，技术划分：类类 型型特特 征征基础技术基础技术B1、构成企业业务中的主体；、构成企业业务中的主体；2、已为竞争对手广泛应用和运行；、已为竞争对手广泛应用和运行；3、竞争中的影响力很小。、竞争中的影响力很小。关键技术关键技术C1、已很好地融入产品和工艺中；、已很好地融入产品和工艺中；2、竞争中的影响力很大。、竞争中的影响力很大。试验技术试验技术T1、某些竞争对手正进行试验；、某些竞争对手正进行试验；2、对竞争的影响力可能会很大。、对竞争的影响力可能会很大。研究技术研究技术R1、处于研究初期、处于研究初期/其他产业中的初生技术；其他产业中的初生技术；2、对竞争的影响力尚不知，但是确定的。、对竞争的影响力尚不知，但是确定的。B C T R242024/3/11 周一25三、技术的评价:(对经营带来的优势评价)技术能力五分类法地位地位对技术能力定义对技术能力定义说明说明领先的领先的设置技术发展的方向和途径，而且为该产业所接受1、每一种技术只能有一个领先者，但可不具有领先者；2、处于强劲地位企业一般不超过1-2家；3、评价竞争地位方法有：定量方法、顾客的满意度、“货比三家”强劲的强劲的能表现出独立的技术活动，并且设置新的方向有利的有利的一般能维持技术竞争能力、在某些较窄领域内处于领先能防卫的能防卫的不能设置独立的进程，继续处于追赶状态弱的弱的技术产出达不到竞争对手的质量，只能集中力量解决眼前亟待处理的问题26技术评价：能力层次的战略意义技术类型技术能力能力层次领先者强劲的有利的可防卫的弱的基础资源浪费警告产业中平均水平对生存的警告信号关键现有竞争优势提供的机会对现状的警告信号试验中对未来竞争优势提供机会对未来的警告信号研制中资源移作他用增强内部能力或寻求外部合作列为技术发展和投资的最高的优先级一般是不好现象，但须进一步分析27二、主要的技术轨道1、不同产业在技术变革的方向和来源：创新企业的规模不同（大公司、小公司）产品类型的不同（价格敏感型、性能敏感型）创新对象的不同（产品创新、工艺创新）创新源不同？本身创新的轨迹（主要创新部门）？282、五种主要的技术轨道供应商供应商主导型主导型规模规模密集型密集型信息信息密集型密集型基于基于科学的科学的专业专业供应商供应商典型的核典型的核心部门心部门主要的技主要的技术源术源技术战略技术战略的主要任的主要任务务29供应商主导型供应商主导型规模密集型规模密集型信息密集型信息密集型基于科学的基于科学的专业供应商专业供应商典型典型的核的核心部心部门门农业纺织业传统制造业大宗材料汽车民用工程金融业零售业旅游电子化学机械工具软件主要主要的技的技术源术源供应商生产、学习生产工程学习生产设计所专业供应商软件系统部专业供应商研究与发展基础研究设计高级用户技术技术战略战略的主的主要任要任务务使用来自于其他地方的技术以增强竞争优势对复杂系统中的变化进行整合；对最佳设计和生产实践的推广复杂信息处理系统的设计和操作；相关产品的开发探索基础科学；相关产品的开发；获得辅助资产，重构部门界限监测高级用户的需求；渐进地整合新技术30一、五种特殊功能1、产生新思想的功能：分析有关市场、技术、工艺、操作方法等各方面的信息，从而得出新产品或新工艺的设想.2、创业的功能，拥护或支持的功能：通过鉴别、确认、提议，推动和证实一个新的技术设想、方法和程序，以便获得主管部门的批准。313、领导项目的功能：通过对各项活动的规划与人员的协调，将一个经过验证了的新设想投入实践。4、收集与沟通信息的功能：通过收集和疏通信息渠道，了解内外环境的变化。信息的收集可以集中在市场发展方面，也可以集中在制造或技术方面。5、指导和辅导的功能：特别是指导缺乏经验的年轻科技人员。32 具有独特性非正式的性质。独特性:需要有特种气质和特长的人来担负，不像程序性的技术工作，大凡经过技术训练的人基本可以担当起来。据国外统计，7080的科技人员不能胜任这方面的功能。非正式性质:一般无法用工作规范来加以具体说明和规定,不列入组织的规章之内。33上述功能及其性质，有三点值得提出和强调：（1）有一些功能，如产生新设想，往往不仅仅依靠项目组的某个人，而需要有更多人来参加，做到集思广益，才有利于保证项目成功；（2）某些有才华的人，不仅限于完成某一方面的功能，还可以身兼“多种功能”，在几个方面发挥作用；（3）人们在这些功能方面所起的作用也不是一成不变的，随着时间推移和智能的发展，可以在不同阶段担负不同的功能。34二、独特功能承担者特征重要功能人员特征人员特征适合的组织工作适合的组织工作产产生生新新设设想想某一两个某一两个领领域域中的中的专专家家善于做概念、善于做概念、理理论论和抽象思和抽象思维维工作工作喜喜爱创爱创造性工造性工作作往往独自作出往往独自作出贡贡献献喜喜欢欢一人一人单单独独工作工作产产生新生新设设想与想与分析其可行性分析其可行性解决解决问题问题接触新接触新东东西和西和用不同途径解决用不同途径解决问题问题寻寻求突破求突破重要功能人员特征人员特征适合的组织适合的组织工作工作创业创业或或企业企业家家精神精神强烈关心强烈关心应用方面应用方面具有广泛具有广泛的兴趣的兴趣不喜好在不喜好在基本知识方基本知识方面作贡献面作贡献有能量和有能量和果断果断 向其他人向其他人或组织传播或组织传播新思想新思想争取资源争取资源支持别人支持别人担负有风担负有风险工作险工作 35重要功能人员特征人员特征适合的组织工作适合的组织工作项目领导项目领导 善于利用信息进行决善于利用信息进行决策和解决问题策和解决问题对他人需要很敏感对他人需要很敏感知道如何运用组织结知道如何运用组织结构去解决问题构去解决问题熟悉多种学科，并知熟悉多种学科，并知道如何进行配合道如何进行配合领导和鼓动成员领导和鼓动成员项目组织与计划项目组织与计划组织实现上级部门下组织实现上级部门下达的任务达的任务协调协调组内成员工作组内成员工作使项目有效地进行使项目有效地进行使项目目标与组织的使项目目标与组织的需要相一致需要相一致36technological gatekeeper 重要功能人员特征人员特征适合的组织工作适合的组织工作桥梁人物桥梁人物 具有较高的水平具有较高的水平平易近人平易近人乐于面对面地帮人乐于面对面地帮人 通过杂志、会议、同通过杂志、会议、同事或其他公司获得外界事或其他公司获得外界发生各种有关信息发生各种有关信息把信息传给他人，善把信息传给他人，善于接近同事于接近同事在组织中成为他人的在组织中成为他人的信息源信息源在科技人员间进行非在科技人员间进行非正式协调正式协调 37重要功能人员特征人员特征适合的组织工作适合的组织工作指导或指导或辅导辅导具备开发新设想经验具备开发新设想经验是一个良师益友是一个良师益友能指出目标能指出目标往往是一个往往是一个资深人员资深人员，了解组织的内情了解组织的内情 作为项目领导人的支作为项目领导人的支持者，进行宣传鼓动、持者，进行宣传鼓动、引导和指导引导和指导作为一个有年资的高作为一个有年资的高级科技人员，提供接近级科技人员，提供接近领导的渠道领导的渠道缓解项目组所受的不缓解项目组所受的不必要约束必要约束协助项目组得到组织协助项目组得到组织其他部门的帮助其他部门的帮助为项目取得合法性和为项目取得合法性和组织的信任组织的信任 38TRIZ技法(发明问题解决理论)TRIZ的含义vTRIZ的含义是发明问题解决理论，是原俄文字母的缩写，并按ISO/R9-1968E规定，转换成拉丁文的首字母缩写Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch39TRIZ理论创始者根里奇阿奇舒勒v根里奇阿奇舒勒G.S.Altshuller（19261998）是前苏联的一位天才发明家和创造创新学家，于1946年创立TRIZ理论。vTRIZ理论研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则，曾经被称作前苏联的“国术”和“点金术”。v独特的技术系统进化法则被西方称之为“人类三大进化理论之一”，与达尔文的生物进化理论和马克思的人类社会进化理论相提并论。TRIZ的含义是发明问题解决理论，是原俄文字母的缩写，并按ISO/R9-1968E规定，转换成拉丁文的首字母缩写40TRIZ理论基本认识：v产品及其技术的发展总是遵循着一定的客观规律vAltshuller指出：解决发明问题过程中所寻求的科学原理和法则是客观存在的，大量发明面临的基本问题和矛盾（技术矛盾和物理矛盾）也是相同的，同样的技术创新原理和相应的解决问题方案，会在后来的一次次发明创新中被反复应用，只是被使用的技术领域不同而已.v因此，将那些已有的知识进行提炼和重组，形成一套系统化的理论，就可以用来指导后来的发明创造、创新和开发 就可以能动地进行产品设计并预测产品的未来发展趋势.41试错试错抽象抽象转化转化TRIZTRIZ工具工具辨识求解待解决的待解决的问题问题TRIZ标准问题TRIZTRIZ通用解通用解最终解决最终解决方案方案TRIZ的解题模式42发现问题找出解决问题的方法解决问题方案 优点1、高度有效的解题方法，能为完成预定目标节省大量时间、人力和物力；2、通过反复实践，可以获得清晰的解；3、可反复运用与物-场相关的其他行业的和全人类的知识和资源。缺点1、学习相对地会比较困难些；2、由于以往出版著作的不恰当描述构成的技术误导。注意事项1、解决非标准问题是无可替代的；2、解决标准问题是非常有效的；3、计算机软件的有效保证作用。基本原理已有专利的分析、归纳和提炼；技术系统进化法则；理想化。求解工具物理矛盾分离方法；创新原理与矛盾矩阵；标准解；效应知识库。解题流程ARIZ解决发明问题程序分析工具：技术系统需求功能分析；技术冲突与矛盾分析；资源分析；物-场模型分析。思维方法：逻辑思维、类比和想象；小矮人模型等。TRIZ方法由阿奇舒勒创立的解决发明问题理论5-243.产品创新技 术 系 统进 化 法 则40个发明原理发明问题解决算法物场模型分析最终理想解物理矛盾分离方法矛盾巨阵创新原理科学效应知识库发明问题标准解法TRIZ理论体系（图2）44TRIZ理论的九把利剑1、八大进化法则：预测技术系统进化模式和产品成熟度；2、最终理想解：系统的进化总是向着更理想化的方向发展，如果将创造性解决问题的方法比作通向胜利的桥梁，那么最终理想解就是这座桥梁的桥墩；3、40个发明原理：浓缩250万份专利背后所隐藏的共性发明原理；4、39个工程参数和矛盾矩阵：为解决问题直接提供化解矛盾的发明工具；5、物理矛盾的分离原理：分离原理是针对物理矛盾的解决而提出的；6、物场模型分析：用于建立与已存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模型；7、发明问题的标准解法：5级共76个标准解法，可以将标准问题在一两步中快速进行解决；8、发明问题标准算法（ARIZ)：针对非标准问题而提出的一套解决算法；9、物理效应和现象知识库：将物理现象和效应应用在问题解决过程中。45TRIZ理论来源:浓缩数百万发明专利正是基于这一思想，在Altshuller的带领下，动用前苏联的1500多名专家，经过50多年对数以百万计的专利文献加以搜集、研究、整理、归纳、提炼和重组,建立起一整套体系化的、实用的解决发明问题的理论方法体系TRIZ（发明问题解决理论）2,500,000500,000TRIZ工具工具3939矛盾矩阵矛盾矩阵40个创新原理个创新原理技术系统技术系统/过程分析、问题定义过程分析、问题定义技术系统进化法则技术系统进化法则发明专利库迄今为止，TRIZ已分析了15,000,000专利有代表性的实用专利20%46发明等级各个发明等级的特征原始状况问题来源及解题所需知识范围困难程度转换规律解题后引起的变化课题比例第一级合理化建议带有一个通用工程参数的课题问题明显且解题容易；基本专业培养课题没有冲突在相应工程参数上发生显著变化在相应特性上产生明显的变化80第二级适度新型革新带有数个通用工程参数、有结构模型的课题存在于系统中的问题不明确；传统的专业培训标准问题选择常用的标准模型在作用原理不变的情况下解决了原系统的功能和结构问题第三级专利成堆工作量，只有功能模型的课题通常由其他等级系统中衍生而来；发展和集成的创新思想非标准问题利用集成方法解决发明问题在转换作用原理的情况下使系统成为有价值的、较高效应的发明16第四级综合性重要专利有许多不确定的因素，结构和功能模型都无先例的课题来源于不同的知识领域；强烈的相关概念，渊博的知识和脱离传统观念的能力复杂问题利用效应知识库解决发明问题使系统产生极高的效应、并将会明显地导致相近技术系统改变的“高级发明”3第五级新发现和基础性专利没有最初目标，也没有任何现存模型的课题来源或用途均不确定，选择的动力没有先例独特异常问题科学和技术上的重大突破使系统产生突变、并将会导致社会文化变革的“卓越发明”1发明等级及其特征47TRIZ理论的应用v概念设计是创新的核心！vTRIZ理论为概念设计提供了方向性、有序性和可操作性！提高发明（专利）的级别48.产品创新技 术 系 统进 化 法 则40个发明原理发明问题解决算法物场模型分析最终理想解物理矛盾分离方法矛盾矩阵创新原理科学原理知识库发明问题标准解法TRIZ理论体系492024/3/11 周一50