装备制造业，尤其是高端装备制造业作为战略性新兴产业重点培育和发展对象，是当今和今后相当长一段时期内我国经济发展方式转变和产业结构调整的重要举措，是走上创新驱动、内生增长轨道的必然要求。当前我国装备制造业和发达国家相比技术水平上还存在很大差距，面对外部环境的威胁和产业转移的机会，装备制造业如何通过技术突破实现产业升级，成为具有竞争力的主导产业显得格外重要。本文在论证装备制造业实施突破性创新的动因及障碍的前提下，基于过程构建了其开展突破性创新的机制，并利用协同学对该机制的系统演化过程进行了仿真，在此基础上，利用结构方程对构建我国装备制造业突破性创新机制的各路径进行了评价，并针对实证得出的关键路径给出了建设途径。本文主要进行了如下研究工作：首先，阐述并利用协整实证了装备制造业在创新型国家建设中的的重要地位和作用，进一步从外部环境、自身需求两方面论证了装备制造业实施突破性创新的动因，并通过液压挖掘机技术的产生到市场化的案例进一步进行了佐证，在此基础上，从创造力、周期长以及变革阻力等方面，阐述了装备制造业开展突破性创新的障碍。其次，在界定突破性创新机制的内涵及构成的基础上，给出了突破性创新机制的概念模型，阐述了创新机制由动力机制、运行机制、激励机制以及保障机制组成。研究发现，动力机制可分为推动力机制和阻力机制，运行机制可划分为创新规划、创意产生、孵化以及商业化四大子系统，激励机制包括目标设定、表现评估和奖励机制，保障机制包括政府政策机制、知识产权管理机制以及风险投资机制，此外分析了模型中各个子系统的互动关系，指出了突破性创新机制之间是一个相互贯通、相互联系、相互制约的一个整体。再次，在分析装备制造业突破性创新系统协同演化动因的基础上，确定了突破性创新能力作为装备制造业突破性创新系统的序参量，并构建了装备制造业突破性创新机制的因果反馈回路，然后建立并分析了系统演化方程，通过对系统演化的轨迹及过程进行了分析。然后，运用结构方程理论构建了装备制造业突破性创新机制的理论模型，在对子系统进行验证性因子分析的前提下通过大量问卷调查对装备制造业突破性创新能力的各影响路径分析，结果表明对装备制造业而言，对突破性创新能力产生直接影响的各因素按照路径系数的大小排序为商业化＞创新规划＞阻力＞创意产生机制＞推动力＞激励机制＞技术孵化＞保障机制，但从总体效应看，各因素按照路径系数的大小排序为创新规划>商业化>激励机制>推动力>创意产生>技术孵化>保障机制。在此基础上，进一步以企业规模作为调节变量进行了多群组分析。最后，从创新规划、商业化运行以及内部激励三方面分析了建设装备制造业突破性创新机制的关键路径。分析了TRIZ对于突破性创新的重要性，在此基础上提出了基于TRIZ的需求预测和技术预测用以进行企业创新规划；从建立独立运营的创新团队和构建开放式创新网络等路径提出了突破性创新商业化的途径；并从指定目标类型、采用主观的表现评估方法以及采用认可奖励等方面强化装备制造企业的内部激励机制进行了详细的探讨。