1890年法国的雷诺1号车,采用密闭箱式变速器、万向节传动轴和伞齿轮主减速器。1902年法国的狄第安采用了流传至今的狄第安后桥半独立悬架。德国在1893年发明了化油器,1896年英国首先采用石棉制动片和方向盘等,也为汽车的改进作出了贡献。1908年,福特公司开始生产一种“T”型汽车,以其结构紧凑、坚固耐用、容易驾驶、价格低廉而受到欢迎,并以产量之高而着称于世。1934年美国的克莱斯勒公司生产的气流牌小客车,首先采用了流线型的车身外形,今天仍然是汽车设计的流行元素。20世纪40年代之后,美国的汽车设计师们为了节约动力和提高速度,以仿生学为基础,设计出了船型车、鱼型车和楔型车。今天人们常见的汽车技术如ABS、EDB、手自一体变速箱、倒车雷达、卫星导航系统、模糊控制系统等,都是对汽车产品的改进型创新。目前人们又提出了对汽车设计的新的期望,如自动驾驶、任意组合变形、海陆空多栖等。
这些期望将成为汽车技术和产品改进创新的动力和目标,直至成为明天的汽车。
二、改进型创新方法
改进型创新模式虽然也是一种技术的创新方法,但却属于战略层面的方法,它只能提供一种创新类型或者思维路线图,在创新实践中还需要相应的操作层面的方法和技巧才能真正发挥作用,实现创新目的。从汽车技术120年的改进创新历史中可以看到,在改进型技术的创新实践中,出现最多的操作型创新方法有克服缺点、满足期望、替代、移植方法等。这些方法用于改进型技术创新模式,构成了改进型技术创新的系统化方法。
克服缺点创新方法,是指将克服原有对象技术存在的某些缺点作为创新目标,通过分析缺点产生的原因,思考相应的解决方案,实现技术改进的主要方法。
同“人无完人”的命题相类似,技术领域同样没有完美无缺的技术存在。任何技术种类或形态都存在改进的空间,这就为克服缺点创新方法提供了广阔的用武之地。任何事物之所以存在缺点一定有其存在的原因或根据。因此克服缺点的措施就存在于对缺点产生原因的分析之中。
有了克服缺点的具体措施,一个改进型技术的创新方案的产生就成为必然的了。
前面提到的汽车防抱死技术(ABS)的发明,其创新目标是克服汽车刹车效率及其稳定性方面的缺点,设计具有高可靠性的汽车刹车系统。
其设计思想来源于众多有经验驾驶员的“点刹”经验。整个创新过程不过是将这种“点刹”过程实现自动化,使得驾驶员对刹车板的连续摩擦作用转化为刹车片对车轮的快速的不连续摩擦作用,从而使得车轮保持在转动与不转动之间的状态,达到防滑制动效果,提高车辆制动时的安全性能。汽车制动力分配系统(EDB)的设计,同样是为了克服原有刹车系统由于施加在左右两个车轮上的力的不平衡导致车辆刹车跑偏的缺点,提高车辆使用的安全性而形成的创新成果。
满足期望创新方法,是指将人们对某项技术的某种期望作为创新目标,根据新的科学技术背景提供的各种可能性,思考相应的解决方案,实现技术改进的主要方法。
不存在尽善尽美的技术,人对技术的期望却存在永远不会满足的标准。设计师们的创新活动满足了使用者今天的使用要求,却满足不了明天人们对同一技术寄予的期望。这是因为理想总是超前于现实的,否则就不能够称其为“理想”了。因此,满足期望和克服缺点是技术创新的两种互为补充,共同促进技术发展的两种技术的创新方法。
满足期望法的运用,首先是针对确定的对象技术提出或选择期望值,并将其转化为创新目标,然后据此通过联想选择可供运用的新技术知识,经创新思维提出实现目标的创新方案,再经细节设计实现对象技术的创新。同样以人们感兴趣的汽车技术创新为例,目前用于中高档汽车上的主动安全技术,如:ABS防抱死制动系统,EBD电子制动力分配系统,倒车雷达,前驻车雷达,电子差速锁(EDS),驱动防滑系统(ASR)和辅助制动功能的电子稳定程序(ESP),电子机械式驻车制动系统(EPB),智能型SRS双安全气囊,侧部安全气帘,侧部SRS安全气囊,预紧式前座椅三点式安全带,后座椅三点式安全带,车门内置防侧撞保护杆,儿童安全锁,遥控中央门锁,智能防盗锁系统;在使用的舒适性方面,如:卫星导航系统,定速巡航系统,可加热外后视镜,记忆座椅,以及正在研发中的自动驾驶技术等。这些技术都是为满足人们的心理期望而对汽车技术的创新成果。在改进型技术创新过程中经常使用的创新方法还有替代法和移植法等。如果说我们将技术的创新方法分为宏观、中观和微观三个层面,那么如何实现克服缺点和满足期望创新所经常使用的替代和移植方法就属于微观创新方法。替代创新方法,是指根据系统结构要素的改变会直接影响系统整体功能和性能变化的原理,以及实现克服缺点或满足期望的要求,通过对技术系统构成要素选项的改变实现对象技术系统创新的方法。其中可以进行替代的技术系统构成要素包括:材料、颜色、形态、结构、原理等。移植创新方法,同样是根据实现克服缺点或满足期望的要求,将原有系统的某种构成要素转移到另一目标系统的设计中来,并根据创新目标的要求植入其中,实现新的技术系统设计或原有技术改进的创新方法。上述汽车卫星导航系统是以卫星通信技术为基础,并从航空、航海技术中移植于汽车技术之中的;自动驾驶技术同样是对飞机、轮船自动驾驶技术的一种类比和移植。
三、改进型创新的社会作用
当我们在追求原创型技术的时候,绝对不能够忽视改进型技术创新的社会作用。当我们在肯定原创型技术创新的自主性的时候,不能够否认改进型技术创新同样具有自主性,属于自主创新之列。只要社会在发展,人类的需求没有停止,技术的创新是社会生产力发展的重要因素,改进型创新就永远不会停止。因此,改进型技术的创新至少存在如下几个方面的社会作用。
(1)自主创新的主要形式
自主创新的重要标志是能够拥有知识产权。原创型技术的创新成果能够获得知识产权并不排斥改进型技术的创新同样可以获得知识产权。
这是因为技术的具体表现形态具有多样性,大型超大型工程系统,如我国的三峡工程、探月工程,美国的曼哈顿工程、阿波罗登月工程等;一般的功能系统及其子系统,如运载火箭系统及其点火系统、燃料供给系统、飞行控制系统、驾驶员意外逃逸系统等;还有作为功能系统构件的功能模块或零部件等。系统整体的原创和一般功能系统、功能模块及功能部件的原创具有一定意义上的等价性。改进型技术的创新,是针对特定的功能系统而言的,但是就创新内容和目标而言往往属于对某种技术系统的构成部分的创新,因而同样具有原创性,其成果同样可以申请专利,从而获得知识产权。例如我国的神舟号宇宙飞船是在前苏联技术的基础上设计的,但是在生活舱的设计上却具有原创性。苏式的生活舱结构简单,是一个分有不同功能区的大房间,我国的神舟号却将其设计成为两个分体舱,一个是留轨舱,一个是载人舱。前者将留在轨道上作为永久性空间实验室,后者用作返回舱,其功能是将宇航员安全载回地面。
我国的神舟号飞船的设计就属于原创型设计。
(2)社会生产力发展的重要形式
原创型技术创新是针对确定的使用功能解决相应的技术系统的有无问题,而改进型技术创新则解决的是原有技术系统如何更好地满足用户要求的问题。原创型技术往往表现得比较粗糙,以满足使用功能为主要目标,某些从属性的性能设计往往考虑不周。因此,对于生产相关的技术而言,原创型技术只有通过不断的改进才能够真正发挥其应有的效率。
正是在这个意义上,改进型技术创新是社会生产力发展的重要形式。
(3)技术创新的主要内容
在人类技术发展的早期,或者今天某些新的技术领域,原创型技术的创新占有绝对的比重,而就人类技术发展的今天而言,特别是在已经成熟了的技术领域,占绝对性比重的却是改进型技术的创新。这就意味着,我们从事技术的创新活动不能一味追求原创型,特别是后发展国家,而应当立足于改进型技术的创新,并在改进之中追求原创,在促进国家技术发展的同时掌握主动性。改进型技术的创新是后发展国家赶上和超越发达国家的最佳道路。
第五节 系统集成型技术创新模式
系统集成创新是技术领域从事创新活动的又一种模式,而且是现代的常用模式。所谓集成型技术的创新模式,是指通过对现有技术要素的系统集成实现创新目标的创新模式。