经济全球化的迅速发展使得市场竞争更加激烈,要想在激烈的竞争中获胜,产品创新的质量和效率显得尤为重要。产品创新是指设计者利用创造力和相关科学技术成果（包含理论、方法和技术原理等）构思创新产品的概念,并进一步应用新技术、新原理和新方法进行产品的设计和分析,开发具有新颖性和实用性的新产品的实践活动。目前的产品创新方法中,生物激励设计（Bio-inspired design）和发明问题解决理论（TRIZ）应用尤为广泛,但两者都存在一定的缺陷。生物激励设计可以帮助设计人员获取灵感,打开设计思路,提供更多样的生物原型参考,但是无法将生物知识与实际的设计任务完全对等地联系起来。TRIZ理论为设计人员提供了多种解决问题的方法和工具,但是对于问题的来源,并未给出参考,并且由于其解决方案的通用性,无法为设计人员提供实际可操作的方法,只能给设计人员提供创新方向,具体的解决方案要求利用专业知识进行细化。为了解决以上提及的三个问题,考虑在产品创新设计过程中将生物激励设计和TRIZ理论结合使用,并融合用户需求的相关方法来定位设计目标,实现从发现需求到满足需求的完整探索。参考实际的设计任务流程,构建出基于生物激励的产品功能创新设计方法与模型,整个模型包含四个部分:用户需求、原理工程解、生物原型和设计方案。从获取真实有效的用户需求这一目标出发,采用竞品分析法收集目标产品的功能需求,并借助问卷调查法来补充已存在产品尚为表达出的功能需求。用户需求具有多变性,模糊性等特点,因此有必要对获取的初始用户需求进行分析、评估,筛选出具有关键意义的核心用户需求,为后续的满足需求过程奠定良好基础。利用Kano模型对需求进行属性分类并借助粗糙集理论对需求的重要度进行排序,得到具体细化后重要度最高的目标需求。最终确定的目标需求是求取原理工程解的基础。然而,需求是一个较为模糊的概念,无法直接判断与之相关的工程参数以及发明原理。对此,质量功能展开法可以将需求转化成工程技术要素,从而利用TRIZ矛盾冲突矩阵,确定发明原理即原理工程解。工程原理解通常具有高度抽象性,采用功能分析系统技术和功能基模型,借助工程-生物词典将工程词汇与生物现象及功能建立联系,有助于快捷准确地找到与之对应的生物原型。由于跨领域知识储备的局限,设计人员还是无法直接从生物原型得到具体可应用的设计方案。生物功能是连接工程与生物之间的桥梁,从生物功能耦元入手,利用类比设计的思想帮助设计人员将生物与工程对应,从而获得解决具体设计问题的设计方案。以擦窗机器人为例验证该理论模型和方法的有效性。在此基础上,设计并开发了产品功能创新设计平台,目的是辅助设计人员借助TRIZ和生物激励设计有关的知识和工具更加高效地完成设计任务。平台为设计人员提供多种需求获取和分析方法,可实现TRIZ工具的快速熟悉与使用,获取与需求相关的生物原型参考,可显著地提高解决问题方案的查找效率与质量。最后采用具体的平台操作任务对平台进行实验评估,验证了平台的可用性。基于生物激励的产品功能创新设计方法有助于设计人员将真实有效的用户需求与实际的设计方案对应,使得整个设计更加高效并科学严谨。方法和模型指导的产品功能创新设计平台有助于设计人员将生物知识检索和生物知识的工程层面整合在一起,便于设计人员拓宽设计思路,获取更多具有创造力的优质设计方案。