在当今世界创新正以前所未有突飞猛进的发展尤为引人注目,如何保持产品持续动态创新,确保长期高效的竞争优势已经成为企业急需解决的重要难题之一。在技术创新管理领域,按照创新强度的不同,把技术创新分为渐进性创新与突破性创新。渐进性创新确能解决企业自主创新能力部分提升的问题,但很少能解决行业内产品由中低端向高端技术升级的瓶颈问题,该类问题需要突破性创新解决。突破性创新是从S型曲线退出期到下一S型曲线成长期的演化过程,也即为从低级有序到高级有序的进化过程。以物理学中“有序”概念为指导,以“负熵及耗散结构理论”为基础,将突破性创新视为一种引入大量“负熵流”后熵变为负的耗散结构,也即为一种从低级有序到高级有序演化的熵变过程。基于以上观点本论文重点研究负熵驱动的突破性创新关键技术,包括从功能角度定义突破性创新的概念,将突破性创新概念应用到新产品创新设计系统化开发过程,建立负熵驱动的机械产品突破性创新设计系统化开发过程;将产品突破性创新视为一种引入大量“负熵流”后熵变为负的耗散结构,结合耗散结构理论和突变理论分析基于负熵流的产品突破性创新耗散结构,构建耗散结构类比过程下的负熵实现方法,建立基于负熵实现方法的产品突破性创新设想产生过程模型;依据产品突破性创新耗散结构演化的熵变过程,研究基于信息熵理论的产品突破性创新评价方法,论文的主要内容包括以下几个方面:1.从功能角度定义突破性创新的概念,将突破性创新概念应用于新产品创新设计系统化开发过程,指出产品突破性创新设计的出发点首先要着眼于外行业领域内已经成熟的先进技术,为本行业核心技术引入“负熵流”,用以抵消系统内部不可逆过程引起的正熵增加,使系统自身的熵变为负,总熵减小,由此建立负熵驱动的机械产品突破性创新设计系统化开发过程。2.将产品突破性创新视为一种引入大量“负熵流”后熵变为负的耗散结构,结合耗散结构理论分析了基于负熵流的产品突破性创新耗散结构形成的本质、原因及动力;基于困难功能元求解分析了产品突破性创新耗散结构尖点突变过程,建立了基于负熵流的产品突破性创新耗散结构模型。3.从“负熵驱动”的角度出发,将上述基础研究定性分析方法与发明问题解决理论(Theory of Invention Problem Solving,TRIZ)进行类比,构建耗散结构类比过程下的负熵实现方法,用以指导产品突破性创新设计模糊前端阶段产生创新设想,建立基于负熵实现方法的产品突破性创新设想产生过程模型。4.以信息熵理论为定量分析工具,在TRIZ理论资源分析的基础上,将从外部环境中引入的资源作为一种信息熵(负熵),提出了基于信息熵理论的机械产品突破性创新的评价方法。5.应用基于负熵实现方法的产品突破性创新设想产生过程模型和基于信息熵的产品突破性创新评价方法,对900t级架桥机下导梁结构进行创新设计并进行有效评价,验证了本文所提理论与方法的合理性与有效性。