路甬祥院士^[1]指出，与工业发展经历相同，设计也经历了从设计1.0到设计4.0+的进化。伴随着大数据、人工智能的发展，以DeepSeek、ChatGPT等为代表的大模型技术得到突破与广泛应用，设计进入4.0+时代。展望设计4.0+时代，设计者可以设计制造出诸如人造皮肤和心脏瓣膜等生命活体、具有在轨自我修复功能的空间站或卫星以及具有自学习优化升级功能的人工智能翻译耳机等。创新设计是设计4.0+的主要组成部分，未来这些高水平创新成果均是创新设计的结果。在新产品的开发过程中，企业是创新设计的主体。企业需尽快构建设计4.0+完整的理论体系，特别是其中的创新设计，这已成为设计领域重要且具有挑战性的研究方向。

人造皮肤设计、自我修复产品设计等均是设计4.0+时代AI支持下的技术创新，其特点是搜索并应用本领域尚未采用的科学原理，开发符合社会与工业发展趋势的新技术与新产品。本研究定义该类创新为高级别创新，产生这些创新的设计过程为高级别创新设计过程。

高级别创新设计是目标导向的设计，明确目标的内涵是该类设计成功的挑战之一。TRIZ（Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch，发明问题解决理论）将发明分为5级^[2-5]。发明级别的高低不仅表示发明的难度与创造性水平，也体现对企业竞争力的影响。基于其中第5级至第3级发明的创新，与设计4.0+时代高级别创新的本质相同，可以成为企业高级别创新设计的目标。研究能实现该类目标的创新设计过程，构建并形成一类创新设计4.0+过程模型，对企业创新设计4.0+的初步实践具有一定的指导意义。

当下的世界处于VUCA（volatility、uncertainty、complexity、ambiguity，易变性、不确定性、复杂性和模糊性）时代^[6]，竞争环境、用户需求、技术与市场快速多变成为常态。为了适应这种新常态，高级别创新设计面临的第2个挑战是如何实现敏捷开发。敏捷开发的概念最早来自软件行业。该行业的“敏捷软件开发宣言”^[7]诞生于2001年，提出了一系列旨在提升软件开发团队工作效率、响应变化能力的价值观和原则。随后，敏捷开发框架Scrum、极限编程（extreme programming，XP）、水晶（Crystal）等敏捷开发方法相继诞生^[8]，使尽快交付有价值的软件成为可能。2013年以来，一些制造业企业开始尝试将软件业的敏捷开发操作引入产品开发^[9]，但不能直接将来自软件开发领域的Scrum结构移植到制造业的物理产品开发中，而需要借助Scrum的敏捷思想，重新定义并构建适合制造业物理产品开发过程的敏捷产品开发模型，以便快速响应制造业敏捷产品开发的需求^[10]。由于制造业的特殊性，目前尚未形成能被广泛接受的制造业敏捷开发过程模型^[9]。以发明过程解决理论（C-TRIZ）^[11]为基础，并将它向制造业创新设计领域扩展，已为制造业敏捷产品开发提供了新的可能^[12-13]。文献[12]构建了面向制造业的T-型敏捷新产品开发与过程管理模型，文献[13]构建了制造业计划与变化混合驱动的敏捷产品开发系统模型。这2种模型不仅提供了通过敏捷的方法使企业适应快速多变环境的新路径，也为适应变化为新常态的高级别创新设计过程提供了新的可能。

为了有效适应不断变化的市场环境，企业的创新活动通常以市场拉动为主导模式，这是因为企业的生存状态与发展前景在根本上取决于市场对产品或服务的认可与接纳程度。而技术驱动的创新对企业也很重要，两者应相互协同。基于多变的环境，本文研究市场拉动的企业高级别创新路径、创新机遇识别和敏捷创新设计过程模型，旨在为企业构建一类创新设计4.0+过程模型，即市场拉动的高级别敏捷创新设计过程模型。该模型可与AI协同实现高级别创新。

成功的企业能持续为用户创造更高的价值。该类企业的特点是所开发产品的理想化水平不断提升，即理想解（ideal final result, IFR）不断向最终理想解（IFR ∞, IFR_∞）进化^[3]。理想解及其进化如图1所示。图1(a)中，Ideality为理想化水平，是对理想解的度量，产品进化的极限状态是其为无穷大，即Ideality=∞，此时IFR为IFR_∞。这种状态的物理意义是产品的效益或功能无穷大、成本与副作用之和为常量，或效益或功能为常量、成本与副作用之和为无穷小。图1(b)中，理想解IFR _n+1的理想化水平大于目前解IFR _n 的理想化水平，即理想解对应的产品优于目前的产品。按照技术进化规律，产品创新均向IFR_∞方向进化，进化的极限为IFR_∞。

企业新产品开发的实践表明，大量的产品创新过程是从当前解IFR _n 提升到理想解IFR _n+1的过程。

产品创新的核心过程是创新设计过程。该过程应产出高水平的创意、具有独特价值的原理解及合理的结构与参数设计。

TRIZ是Altshuller以世界专利为基础，研究其发明与创造规律而构建的系统化的创新理论^[2]，在技术与产品创新、技术创新管理等众多领域产生了重要影响^[14-19]。他认为不同专利的创造性存在差异，根据产生发明所用的知识、是否根除冲突及实验纠错次数，将发明分为5级，其中第5级是开创性发明，第1级是解决通常问题的结果。由于早期研究所需的专利由研究者选择，具有主观性，发明级别形成的根本原理并不清晰。后来出现了一系列相关研究，代表者之一是Souchkov的研究成果^[4]。他将新原理发现与开创性发明分开，认为开创性发明是应用新原理所产生的新技术，并按照功能-原理-市场的关系，将以发明为基础的解决方案分为5级，由高到低分别为一种新原理的发现、创造一个突破性新功能-原理组合、将已知的功能-原理组合应用于新市场、定性改变已有的功能-原理-市场组合、定量改进已有的功能-原理-市场组合。与Souchkov的观点相似，Kolodovski^[5]以世界级能源研究机构的基础理论研究与技术转移为研究对象，将高级别专利分解为原理或概念、核心技术、支撑技术。按照该观点，将发明分为5级，由高到低依次为通过基础理论研究发现新原理或新概念、依据新原理开发核心技术、核心性能提升、结构改进与技术配套、参数或配套技术改进。

Altshuller的研究将世界专利作为一个整体，不涉及专利个体产生过程中的技术驱动或市场拉动。Souchkov的研究将市场作为解决方案创新分级的一个因素，涉及了市场拉动的影响。Kolodovski认为科研机构习惯采用技术驱动的创新过程，而市场拉动对技术转移十分重要，其中第5级发明是技术驱动的结果。科研机构成果转化路线图如图2所示^[5]。这些研究表明，高级别的发明与创新可以是市场拉动的结果，因此为企业构建市场拉动的高级别创新设计过程模型是很有必要的。

创新存在技术驱动和市场拉动两种主要模式^[20-22]。技术驱动模式早在1934年由Schumpeter^[23]提出，他认为通过科学发现寻找新技术比应对市场需求更重要。而Schmookler^[24]在1966年提出应按照对经济的影响因素评价科学发现和市场需求的作用，据此显然市场拉动的创新更重要。第5级发明只能通过技术驱动实现^[4-5]，而第4级及以下级别的发明或解决方案既可通过技术驱动实现，也可通过市场拉动实现，如图3所示。

图3中：技术驱动的创新路径从通过基础理论研究发现的新原理开始，该新原理为第5级发明；将该原理转换为核心技术，产生第4级发明；提升核心技术的性能，或通过应用跨行业已有技术提升核心技术的性能，为第3级发明；基于核心技术开发的产品结构或参数的改进，属于第2级或第1级发明。市场拉动的创新路径的起点不是发现新科学原理，而是第4级至第1级中的任何一级。以第4级至第1级发明为基础开发新产品为第4级至第1级的创新。

市场拉动的高级别创新是第4级或第3级产品创新，这些创新对企业的生存和发展有重大影响。如果第4级发明是创造了一种核心技术，则应用该技术开发新产品的企业将成为行业领导者；第3级发明为提升核心技术的性能，则改进后的产品使企业的利润大幅增加，竞争优势凸显；第3级发明还可以将跨行业的已有技术应用于本行业，更好地解决功能实现的问题，同样能为企业带来巨大利润。在应用高级别发明开发产品的过程中需解决一系列难题，其结果形成了一系列低级别发明，这些发明共同作用实现了高级别产品创新。

创新设计的产品具有以下3个特点：与已有产品不同、其价值由用户和市场直接评价、涉及商业化转变。绝大多数企业的创新设计项目是市场拉动而非技术驱动的。因此，图3中市场拉动的创新路径适合企业的创新设计，即：首先确定市场需求，之后从紧密相关的第4级或之后任何一级开始创新设计过程。高级别创新设计的目标是得到第4级或第3级的发明与创新。

在市场拉动的创新设计过程中，首先应根据企业内部和外部的变化识别可能的创新机遇，再根据可能的机遇产生多个创意，将评估后的创意立项，启动创新设计过程。该阶段已将用户需求转变成机遇、创意与立项。由变化识别可能的机遇并产生创意的阶段称为模糊前端^[25-27]。该阶段产出的创意水平决定了后续的创新水平，因此非常具有挑战性。在企业内部，模糊前端阶段通常没有明显的起点，创新机遇来自对企业内外部变化的识别，该过程中的活动没有计划性。文献[27]认为，该阶段具有结构不良的自然属性，处于结构混沌状态，而企业内设计、管理等相关人员的创造能力与经验均起到关键作用。

为了产生高水平的创意，产品设计者首先要不断搜索企业内外部的变化。这些变化对用户可能产生了影响，即对产品开发、功能输出或功能本身提出了新的需求或约束，形成了可能的创新机遇。设计者根据对这些变化的理解提出改进已有产品的创意或设计全新产品的意图，即为初始创新机遇。该过程是一个变化驱动的创新机遇识别过程，如图4所示。通过变化驱动确定初始创新机遇，机遇作为一个总体由7类创意组成：新产品或改进产品的意图、新服务的意图、新生产的意图、产品或服务新销售模式的意图、改进服务的意图、新组合的意图以及上述所有方式的整合。其中的1类或几类创意成为新产品或改进产品所需的创意，并成为创新设计的目标。

变化驱动的创新机遇识别的基本思想由Baron^[28]提出。在此基础上，根据企业内外部变化、设计者的经验积累、原型的可表达性、机遇的可应用性等进行修改，使之适用于创新设计4.0+模糊前端机遇识别。根据图4所示方法，设计者采用警觉等待和主动搜索两种策略发现变化对企业的影响。前一种是等待有影响变化的出现，一旦出现就迅速捕捉；后一种是不断搜索企业内外部变化，发现有影响的变化时迅速捕捉。设计者对变化的认知分原型与案例两种模式，前者由多年学习和创新的实践经验形成，后者则由以往工作案例构成。无论是何种搜索策略，均可采用原型或案例模式捕捉商业机遇，并将其转变为初始创新机遇。创意产生方法有多种，如TRIZ中的技术预测方法、需求进化方法，蓝海战略方法和情景分析方法等。

初始创新机遇由一系列对企业有吸引力的及时性创意组成。对这些初始创新机遇进行评价，筛选出能产生第4级或第3级发明的高级别项目。以突破性创新 ^[29-30]为例，其高级别创新项目的确定过程如图5所示。

产品进化的过程遵循S-曲线，如图6所示。图中的第1条S-曲线是第1代产品的进化过程。新原理的发现及应用推动了新产品或新功能的诞生，同时诞生了新行业。此后，产品经过婴儿期、成长期、成熟期和退出期等4个阶段，完成了一个基于新原理的产品进化生命周期。当产品在第1个生命周期中进入成熟期的中后期或退出期时，需要开发新一代产品来替代已有产品。新一代产品核心技术所用的科学原理与上一代产品不同，新原理所决定的性能极限应远大于当前产品的性能极限，或新原理的采用实现了市场创新。

根据创新发生在产品进化的阶段或对市场的影响，将创新分为原始创新^[31]、渐进性创新、突破性创新^[29-30]和颠覆性创新（或称破坏性创新）^[32-34]。某类产品的诞生是原始创新设计的结果，原始创新是产品诞生的起点；之后是产品的渐进性改进过程，其设计过程为渐进性创新设计；当该类产品进化到成熟期或退出期，企业需开发新一代产品以应对市场竞争，其创新策略是突破性创新或颠覆性创新，对应的设计则为突破性创新设计和颠覆性创新设计。4类创新所对应的创新设计意义如下。

1）第1类：原始创新设计。原始创新以科学发现的新原理作为理论基础来构建新功能，开发实现该功能的新技术，并通过新技术产生新产品，再经过产品的商业化过程为企业带来效益。原始创新是最根本的创新，是诞生全新产品的创新。产生原始创新产品的设计为原始创新设计，对应的设计目标是第4级发明与创新。按第4级发明与创新定义的原始创新与陈劲等^[31]定义的原始创新的前两类基本一致，且可以通过设计实现，但不涵盖其定义的第3类原始创新，即原始性工程创新。

2）第2类：渐进性创新设计。渐进性创新设计通过渐进、连续地改进已有技术系统实现创新。通常表现为在产品技术进化过程中同一条S-曲线上产品性能不断提升，其核心是不断发现并解决冲突。该类设计结果与已有产品的差异性程度较低，对应的设计目标是第1级或第2级发明与创新。

3）第3类：突破性创新设计。当产品进化到成熟期或退出期时，企业需要开发下一代技术，即实现突破性创新。该过程表现为2条S-曲线的自然更迭，新的S-曲线表征的性能极限明显提升，与已有设计存在显著差异。产生突破性创新的设计为突破性创新设计，对应的设计目标是第4级或第3级发明与创新。

4）第4类：颠覆性创新设计。颠覆性创新可细分为低端颠覆性创新、新市场颠覆性创新和高端颠覆性创新。以性能低于主流市场上定型产品的产品取代主流产品，或用高性能产品取代主流产品，该类创新的特点是市场创新，是实现跨越的一类创新设计。创新设计的结果是对市场结构带来颠覆性变化，设计目标是第4级或第3级发明与创新。

显然，高级别的创新分别是原始创新、突破性创新和颠覆性创新，所对应的设计分别为原始创新设计、突破性创新设计和颠覆性创新设计，这3类创新设计是创新设计4.0+的主要类型。企业采用市场拉动模式，引入原始创新、突破性创新和颠覆性创新设计理论与方法的指导，能将部分设计工作转化为高级别创新设计。

由于变化已成常态，企业创新是计划与变化融合的混合驱动创新过程，如图7所示。计划驱动使企业关注大且长期的目标，即最终产品及其主要功能的实现，同时关注反映原始需求的可生产产品，确定满足其预期使命的最终产品。变化驱动（敏捷创新）则划分为一系列短时间的冲刺，其流程不是基于计划，而是为响应变化所形成的一系列冲刺，敏捷设计是一种“设计当前所需要的”概念。2种驱动对应2种创新过程，即计划驱动的产品开发过程和变化驱动的创新设计过程，2个过程通过关键设计阶段耦合。学术界的理论研究与企业的产品开发实践经过多年交互，不仅已构建了计划驱动的产品开发过程模型，而且其应用效果得到了证实，如Pahl等^[35]提出的设计过程模型就是被广泛应用的模型。变化驱动的创新过程研究是近年来才提出的研究方向，还未形成能被广泛接受的过程模型。C-TRIZ及其扩展^[11-13]为该方向的研究提出了一种新模式。

C-TRIZ项目是变化驱动的项目，又称为敏捷开发项目，其特点是项目周期应尽可能短，解决正在开发或已有产品中存在的一些难题，其结果是产品部分改变或已有技术被部分替代。C-TRIZ项目中的难点是发现与解决发明问题，用领域已有方法很难或需要较长时间才能解决该类问题，而应用TRIZ成为一种快速突破的途径。因此，将C-TRIZ项目实施过程定义为敏捷发明过程，将它独立出来进行专门研究，总结规律后形成新的理论并指导企业实践。

在采用归纳法研究工程师学习并实施C-TRIZ项目过程的基础上，构建了制造业敏捷发明过程模型^[12-13]，如图8所示。该模型是计划驱动的产品开发过程与变化驱动的敏捷发明过程通过关键阶段深度融合后形成的一体化的过程模型。计划驱动是产品开发的主过程，用于大项目开发；变化驱动的敏捷发明过程是辅助过程，用于小项目开发。产品开发中的难题定义为发明问题，通过TRIZ引入企业外部已存在的知识和技术予以解决，形成企业能应用的领域解或领域发明。

敏捷发明过程独立于计划驱动过程之外，两者通过计划驱动过程中的关键阶段相互耦合。运用1次该过程解决1个或几个发明问题，改进或替代已有或正在开发产品中相关子系统的部分技术。制造业敏捷发明过程模型包括以下4个部分。

1）计划驱动的产品开发过程。经过多年产品开发理论的研究与实践，已形成该类开发过程。其典型的过程由模糊前端、产品设计、产品制造与商业化等几个阶段组成。产品的设计规格和需求根据模糊前端输出的创意制定，是产品开发过程的计划。

2）变化驱动的过程，称为敏捷发明过程。该过程的输入是企业内外部变化，输出是经过评估之后的领域解或领域发明。该过程由初始机遇识别、需求表征、关键阶段识别、TRIZ求解、确定与评估领域解等几个阶段组成。TRIZ求解过程包括领域问题的发现和形成领域问题的解。领域解的形成过程是将领域问题的解反馈到关键阶段，应用领域知识和方法得以完善。“门-T”的功能是可用性评估，即对领域解进行评估，评估结果是“不可用”“储备待用”“可用”三类。初始机遇可通过搜索企业内外部变化并通过分析得到。

3）关键阶段及其耦合作用。关键阶段是计划驱动的产品开发过程的一个阶段，如设计过程中的概念设计、技术设计、详细设计都可作为关键阶段。关键阶段又是C-TRIZ项目或敏捷发明过程的起始阶段，该阶段使计划驱动与变化驱动耦合并形成一体化。

4）后续开发过程。用“门-T”评估可用领域解或领域发明，经过计划驱动过程的关键阶段后继续开发，成为新工艺或待开发产品的一部分，使产品完成开发，并经市场运作转变为企业效益，从而实现产品创新。在产品开发或改进过程中，经过关键阶段后的开发过程可能还会遇到发明问题，敏捷发明过程可能需应用若干次。

将敏捷发明过程模型扩展到设计过程，同时考虑高级别创新的需求，构建市场拉动的敏捷创新设计过程模型，如图9所示。模糊前端、初始创新机遇、敏捷创新设计需求、概念设计的操作与判断等形成了市场拉动的高级别创新设计路径。将市场拉动、高级别创新、敏捷发明过程、计划驱动的设计等链接在一起，形成了一类创新设计4.0+过程模型。

高级别创新设计的模糊前端采用图4所示模型。通过对企业内外部变化的搜索、原型方法的应用等确定初始创新机遇，具体表现为1个或几个创意。对这些创意进行评估后得到敏捷创新设计需求，通过分析可得到满足需求的3类条件C、E、D，不同条件决定了不同的设计路径。

根据制造企业的实际需要，如不考虑原始创新，高级别创新是突破性创新和颠覆性创新，发明级别是第4级或第3级。突破性和颠覆性创新设计的核心过程是C-TRIZ中的突破性和颠覆性发明过程。当已知条件C，可直接应用这2类发明过程，其输出是经过“门-C”评估后得到的领域解，该解作为技术设计的输入继续后续计划驱动的过程，最后将经过“门-D”评估的结果向制造过程输出，完成敏捷创新设计全过程。在突破性和颠覆性发明过程的实施过程中，也可以依据具体的发明问题类型，调用几类基本发明过程和辅助发明过程求解。C-TRIZ中11类发明过程及其调用关系如图10所示。

如果制造企业需要考虑原始创新，应以社会还不熟悉且未得到应用的最新科学发现的原理为基础，提出新概念且构建与之相应的新功能，开发通过该功能实现的新技术与新产品。可采用文献[35]给出的概念设计正向设计方法，也可参考C-TRIZ中的突破性发明过程，得到C-TRIZ项目的领域解；之后，按照计划驱动的过程将领域解继续转化为新技术与新产品，并通过市场检验而转化为企业效益，完成产品创新全过程。

高级别创新设计需要跨领域知识的应用。TRIZ知识、专利知识和互联网公开知识是高级别创新设计过程中跨领域知识的有效来源。快速、精准地获取所需的高质量跨领域知识是高级别创新设计成功的关键。

TRIZ知识来源于大量高水平专利知识的提炼与总结，其超越了各技术领域，以抽象的形式揭示了解决复杂问题的通用路径。在TRIZ体系下，TRIZ知识具有问题导向性，有以问题为导向的知识检索的具体规则，这形成了C-TRIZ发明过程的TRIZ知识搜索路径。

专利知识包含了世界上90%以上的发明知识^[36]，且包含功能、原理、技术、结构等多层次具体化的知识形式，是高级别创新设计所需要的高质量跨领域知识。但由于专利文本中关于上述知识的描述通常采用特定的领域术语，用企业常用的主题关键词检索很难检索到高级别创新设计所需的跨领域知识。这是专利知识难以应用于高水平创新设计的主要问题。针对上述问题，面向C-TRIZ发明过程，结合AI辅助的功能导向搜索、相关反馈搜索和知识图谱构建等方法可以形成有效的跨领域专利知识检索路径^[37-38]。

互联网公开知识是动态、海量的知识库，其数据覆盖范围远超上述两类知识库，但知识质量良莠不齐，知识结构也参差不齐。在设计4.0+时代，AI大模型为快速有效地利用互联网海量知识进行高级别创新设计提供了有效手段。在当前的研究中，基于AI大模型的跨领域知识推荐路径分为3类：第1类是AI辅助的新理论、新方法，如AI辅助特定知识文本的识别与分类，借助机器学习算法进行知识推荐模型与算法的构建^[39]；第2类是AI辅助并改进知识检索与推荐的方法，如AI辅助功能导向搜索过程中技术领先领域的确定，从而提升跨领域知识推荐的精准性与可靠性^[37]；第3类是直接与AI大模型交互，实现知识推荐与协同创新。后两类是当前在企业中可以直接落地实施的方法，其中第3类是在企业创新设计过程中最易推广和掌握的方法。直接与AI大模型交互实现跨领域知识的推荐与协同创新的关键是提出准确且有创造性的问题。TRIZ中有分析与解决问题的各种方法，这些方法提供了高维且抽象的问题模型与描述方法，基于此可形成与AI大模型协同创新的主要提示词，能够实现高级别创新设计过程所需的高质量跨领域知识的获取。

基于上述3类知识库及其跨领域知识推荐路径，形成了面向C-TRIZ发明过程的跨领域知识搜索路径，如图11所示。

归纳法以经验与实证为根基，从大量实践案例中概括出具有可迁移性的规律性结论；演绎法以逻辑推演为核心，从普适性的理论框架中推演出具体环节的运行机理。在设计方法学的发展过程中，2种路径构成了构建设计模型的重要方法论支撑——归纳确保模型根植于真实的创新实践，演绎则赋予模型跨越具体情境的解释力与预测性。这一范式在 Pahl等^[35]提出的系统性设计方法、Cooper等^[9-10]提出的阶段门模型等产品开发过程模型中得以体现。市场拉动的敏捷创新设计过程同样遵循这一逻辑，尤其是在C-TRIZ项目20年的实践基础上通过归纳与演绎形成的一类创新设计4.0+过程模型。

河北工业大学国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心（以下简称国家创新中心）在研究技术转移方法的基础上，根据科技部推动TRIZ等创新方法在企业应用的要求，结合企业需求现状，构建了面向企业技术转移的批量“创新工程师-发明”模式^[40-42]，形成了初中级、中高级和高级等3个级别的技术转移方案。从2008年到现在已完成了千余家包括中国船舶集团有限公司、中国中化集团有限公司、中国石油天然气集团有限公司、中国中车集团有限公司等央企和地方中小企业的TRIZ技术转移。经过多年实践与不断完善，该模式已逐渐规范并形成了C-TRIZ的一部分。在初中级技术转移方案中，工程师要经历自主选题立项，创新方法学习，应用方法问题求解，解决方案评价、验证与落地实施等过程。在C-TRIZ框架下，这些项目统称为C-TRIZ项目。这些项目的内容涉及机械、电子、化学、材料、制药、能源等领域。现将机电类的4个C-TRIZ设计类项目进行分析，如表1所示。

通过对上述4个C-TRIZ项目的分析，可得到如下特征。

1）项目均为变化驱动。外部环境的变化导致需要提升原产品的性能，如案例1和3；原设计的产品虽然可以使用，但必须提升性能，如案例2和4。该类项目要求新设计能更好地适应原市场的要求，变化成本较低，新设计周期短，这正是市场拉动的敏捷创新设计要解决的问题。

2）项目实施过程需解决发明问题，引入TRIZ可以推动该类问题的解决。项目需要解决的问题已经存在，因难度大而一直没有得到解决。将TRIZ引入企业，将表层问题分解并识别根原因，工程师应用跨学科知识与跨行业技术解决根原因对应的难题，成为项目实施的关键路径。表1中的项目均已成功实施，是企业实施TRIZ/C-TRIZ的成功案例。

3）项目发明级别明显不同。上述4个项目虽然均在概念设计阶段进行了改进设计，但案例1和3解决的是行业难题，最终的设计方案采用了本行业未采用过的科学原理，属于第4级发明。案例2和4所示系统的基本原理不变，改变了若干子系统的原理或结构设计，大多为第2级或第1级发明。在C-TRIZ中，突破性和颠覆性发明过程需要目标导向，应用跨行业新知识与原理，对系统或核心子系统进行创新设计，支持产出第3级或第4级发明。基本发明过程是针对具体小问题求解的实施过程，支持子系统的创新和结构改进。案例1和3是对技术系统的基本功能效应进行求解，对核心子系统进行了技术进化分析与求解，这与C-TRIZ中突破性发明过程的思路基本一致，而案例2和4的发明过程基本遵循了C-TRIZ中的基本发明过程，核心子系统的原理并未改变。

4）创新方案均融入主设计流程，并已落地实施。负责上述4个C-TRIZ项目的工程师都是经验丰富的优秀工程师，他们在应用创新方法获取创新设计方案并经过评估与调整后，将其融入产品开发的后续过程，最终落地实施。

在国家创新中心对千余家企业进行TRIZ/C-TRIZ技术转移的过程中，工程师在领域实践经验的基础上，将TRIZ与设计过程结合，形成了大量C-TRIZ项目实践案例。这些项目虽然未直接应用图9所示的市场拉动的敏捷创新设计过程模型，不能直接验证该模型，但为应用归纳法建立该模型奠定了实践基础。表1中案例1和3采用了该模型的“敏捷概念创新设计过程”路径，案例2和4采用了“敏捷技术创新设计过程”路径，这间接验证了模型的可行性。

通过多年理论研究与技术转移实践，国家创新中心为C-TRIZ项目的实施提供了标准化流程，表1所示的项目均按该流程进行。该流程的缺点是缺少个性化处理环节，花费的时间较多，没有明确的突破性和颠覆性创新路径。图9所示的新模型弥补了原流程的缺陷，工程师可根据实际需求选择专门路径，调用C-TRIZ发明过程快速有效地解决问题。

创新设计4.0+是一类能实现TRIZ中第4级或第3级发明的高级别创新设计。本文对该类设计过程中的主要内容进行了研究，包括市场拉动的创新路径的构建、变化驱动的创新机遇识别过程模型的构建、高级别创新设计类型的定义，引入C-TRIZ中的敏捷发明过程到设计领域，完成了市场拉动的敏捷创新设计过程模型的构建。高级别创新设计分为原始创新设计、突破性创新设计和颠覆性创新设计等3类，所构建的模型适合市场拉动的创新，并适合后两类创新设计，形成了一类创新设计4.0+过程模型。面向高级别创新设计中的突破性和颠覆性创新设计过程，本文提出了基于TRIZ知识、专利知识和互联网公开知识的AI辅助跨领域知识搜索与应用路径。

已形成的创新设计4.0+过程模型将市场拉动、高级别发明、敏捷发明过程、计划驱动的设计等链接在一起，形成了一个宏观过程模型。企业的设计人员应熟悉设计方法学、TRIZ/C-TRIZ，并具有一定的工程设计经验，才能应用该模型完成高级别创新设计。已引入TRIZ/C-TRIZ多年的企业较容易接受本文方法，其他企业需要首先学习、理解与应用TRIZ/C-TRIZ，才能更好地应用本文方法。

图9所示模型的微观化、标准化过程及AI大模型的深入应用等，需要更多且深入的技术转移。根据更多企业工程师积累的经验找出不足，进一步开展理论研究并反复修正，是后续需开展的研究。