中国制造过去的发展模式主要是靠要素驱动,特别是人口红利以及投资驱动。而近几年,我们可以看到中国制造正面临内外双重压力。当前制造业的发展出路在于依托创新,尤其是技术创新,来支持企业产品和质量的变化。我国的企业特别是制造业企业,也意识到创新是引导发展的第一动力,部分的企业投入了一定的资金和资源用于技术创新和产品研发,但大多未从产品进化发展全局找准方向,存在盲目追求新技术、引入新方向等问题,实际新产品的开发成功率并不高。很多企业缺少对产品未来的预测规划,因此失去市场先机,成为行业中的跟随者。为了对未来的产品进行预测和规划,本文基于专利分析和TRIZ技术进化理论,根据对技术创新活动与技术发展特性的差异分析,对产品未来发展预测、产品创新模式、产品创新步骤进行深入研究。本文主要进行了以下几个方面的研究:(1)建立产品技术系统及功效矩阵通过组件分析识别工程系统中的组件,采用相互作用分析,找到组件之间的相互作用。建立工程系统的功能模型,通过对各类产品进行技术分解,可以找到关键技术点和关键技术组件。针对共有的功能部件进行专利检索,在检索过程中变换不同的检索式,将检索到的专利进行下载分析,按照功效记录在表格中,根据共有部件建立功效矩阵图。通过对功效矩阵图的分析,发现主要集中的热点功效,得出技术方向上创新潜力和研发价值很大的功效。企业可据此制定针对性研发战略,在技术密集区规避风险,在技术稀疏区和空白区寻找突破点,保持创新引领。(2)建立产品创新模型企业在创新产品研发决策过程中,根据技术系统所处技术水平阶段的不同,创新方式和进化方式有所不同,主要分为渐进型创新和突破型创新两种类型。渐进型创新模型主要应用于技术系统没有达到它的极限值的情况。当技术系统还没有进入成熟期,可以对其进行成熟度预测,了解其在S曲线中所处的位置,根据该技术系统所处的技术生命周期的阶段,确定未来的发展策略。本文以LED光源为例进行研究。突破型创新模型主要应用于技术系统已经达到它的极限值,生命周期处于成熟期或衰退期的情况。根据不同年限中专利数量的变化,可绘制3D专利功效矩阵图。根据专利申请数据分析、消费者需求调研、核心部件技术进化历程和进化树综合指导,选择未来的进化路径和方向,并指导产品创新设计。本文以LED透镜、LED导光板、照明产品控制技术为例进行了研究。(3)基于进化理论的产品创新设计为了进一步验证创新模型的有效性,通过产品创新进行进一步的案例实证。根据前文的研究成果和模型,通过LED不同部件进化树族设计了 LED平板灯、LED智能吊灯、LED智能台灯等产品。把设计的产品与企业进行产业化合作,最终通过推向市场以验证产品预测的有效性。本文在基于专利和技术预测的方法上进行了研究,建立了可实际操作的创新模型,理论研究和实际操作成果一致。本文的研究成果为各个行业中的产品开发设计,以及产品创新路径和方法都提供了理论依据和指导。