创新设计过程：优化目标设计

人类经历了时间范围含混不清且饱受争议的石器时代，因地区的不同而有很大的不同。石器时代被认为是从大约300万年以前，当第一件人造的工具在非洲出现开始的。冶金时代后人类仍不断地向新的领域扩张，人类文明不断进化，18世纪迈进到蒸汽机工业革命时代（图1.1.1）、化石燃料时代、电气时代、核能时代、网络时代、航空航天时代，随着人类文明进化速度的加快，我们的未来时代如何呢？精密机械工程学要怎样才能跟上时代前进的步伐呢？不易回答。进化有收敛一说，看看近代史就明白，科学技术的进步速度在加快，三百年弹指一挥间，地球上人类的进化已在向宇宙发展（图1.1.2），你能预测300年后的世界吗？

图1.1.1 300年前蒸汽机车和马赛跑

图1.1.2 “亚特兰蒂斯”号航天飞机与空间站对接

目前，未来学在国外，特别是在西方国家开展得十分活跃。围绕着世界性的人口、资源、环境等重大问题做了许多近期和远期的预测和研究，不同的时代有不同的目标，精密机械工程学的未来目标是什么呢？

起码，近期的目标应该把产业界核心机械装置（如流体机械）是否符合精密机械工程学原理彻底梳理一遍，特别是那些往复构造专利云集的领域，根据精密机械工程学（请参阅本书理论篇第10章运动圆滑化的原理）的原理，因此往复运动难以圆滑，因此往复运动机构是高耗能低效率的机构。2014年已获得了我国和日本发明专利授权的非往复运动、连续旋转滚动活塞式星旋流体机械构造专利，在容积式动力转换机构上彻底贯彻落实了精密机械工程学的目标。

人、人们、人间社会，是需求的主体。需求探索的意义是人、人们、人间社会在需要不明朗时探索需要，然后考虑探索出来的需要的必要性、功利性、合理性和可行性，能否在适当的天时地利人和条件下计划立项，成为满足需要的现实行动目标。

在需求背景调查中，必经阶段之一是专利调查。TRIZ（发明的解决理论）是在1946～1985年由前苏联提出来的问题解决理论，1996年由日经机械杂志传入日本。TRIZ法的基础是以专利为主的科学技术知识基础，通过分析研究前人的优秀成果来总结归纳，得出体系化的东西。TRIZ的创始人是前苏联海军专利审查官阿尔特休拉（Genrikh Altshuller：1926～1998），他通过对250万件的专利情报分析，于1956年和友人夏比罗一起在前苏联杂志《心理学的诸问题》上发表了《发明创造的心理学》一文。总结出技术系统的问题解决倾向有以下三个方面：

1）发明原理：解决技术系统问题的方法在于跨越科学/产业领域形成图案。(www.xing528.com)

2）技术系统进化的法则：不断跨越科学/产业领域重复进行。

3）科学的和工学的效果：革新解决问题的方法，来自跨越科学/产业领域的知识运用。

TRIZ无论如何优秀，画出的饼（商品）不能充饥，必须要把东西做出来，从1960年展开的日本QFD（Quality Function Deployment），起源于质量管理活动，1972年发表了与顾客质量要求对应的二元质量表，用以分析质量设计目标，之后出现了大量的质量表，有力地推进了企业的QA、QC质量工程管理活动。20世纪90年代后半期开始，日本科学技术联盟的品质机能展开委员会有目的地推进QFD品质管理系统工程，采用TRIZ发明的解决理论，与田中玄一博士的品质工学设计方法论（TM）相结合，2014年再度强调了所谓QFD-TRIZ-TM联合过程体系，目标是进行市场预测的畅销商品开发。

一旦主要目标确定后，接下来的任务就是寻找实现目标的方法和工具了，这往往是一个复杂而系统的可行性研究工程，要在其中评估从属于主要目标的分散目标树的种类和困难度，一一梳理出头绪来。

最后是质量标准的贯彻落实和效果评价，以及服务与善后。

创新设计程序的核心是目标设计，而目标可分为理想的正确目标和现实可行的目标、当前目标和未来目标、最高目标和最低目标。

一旦目标确定，就必须落实目标管理和目标责任制。

探索需求和寻找目标是设计的第一要务。