TRIZ理论方法

TRIZ理论方法（精选十篇）

TRIZ理论方法 篇1

关键词：TRIZ理论,专利,知识库,建模

20世纪80年代以来,由于计算机技术的普及以及因特网的迅猛发展,人类进入了一个信息爆炸的新时代,专利文献成为信息社会中人们获取最新信息的主要手段之一。专利信息是蕴含在专利文献中的关于申请专利的发明创造的技术内容、专利保护的范围以及专利是否有效等内容的信息。有效地利用这些专利信息,将对新产品开发、企业技术革新甚至国家的创新战略制定都起到事半功倍的作用。然而我国现有的专利检索系统,只能给出问题的解决方案,无法反映出其中蕴含的创新原理,因此不利于人们总结规律和进行新的发明创造。

而TRIZ理论,即发明问题解决理论,包含了许多科学又富有可操作性的创造性思维方法和原理,如理想解分析法、冲突矩阵、产品进化论等,揭示了创造发明的内在规律,不仅能够有针对性的解决系统中存在的矛盾,并且可以基于技术的进化规律研究整个产品的发展过程。

本文将TRIZ的基本原理和专利库中的实例对映起来进行建模,构建出一个基于TRIZ理论中39个工程参数和40条创新原理的检索模块,从本质上分析某一领域专利技术到底是用哪一条创新原理解决了哪一类矛盾,从而使发明创造变得更加实体化。

1 TRIZ理论普及应用的瓶颈之一

TRIZ理论是前苏联的G.S.Altshuler在分析研究世界各国250万件专利的基础上,提出来的解决发明问题的系统化方法学,它是一种建立在技术系统演变规律基础上的问题解决系统。技术系统演变的8个模式、40条发明原理、39个技术参数、冲突矩阵、76个发明性问题的标准解决方案、发明问题解决算法(ARIZ)以及工程知识效应库一同构成了TRIZ理论与方法体系[1]。

1.1 冲突矩阵

TRIZ理论中的一个非常重要的解决发明问题的方法——冲突矩阵,将描述技术冲突的通用工程参数和发明创造原理建立了对应关系,很好的解决了设计过程中选择发明原理的难题。

冲突矩阵的第1行和第1列是按顺序排列的描述冲突的工程参数序号,其余39行与39列形成一个矩阵,矩阵中的数字表示在40条发明原理中推荐采用的原理序号。其中,矩阵中的行描述的工程参数是冲突中恶化的一方,列代表的工程参数是改善的一方(如表1,2,3)。

1.2 冲突矩阵的缺陷

由上表可以看出,在冲突矩阵中,无论是工程参数还是发明原理,都是高度概括的抽象的名词集合,所以,在利用冲突矩阵解决技术冲突的过程中,具体问题标准化困难和标准解具体化困难一直是制约TRIZ理论充分发挥作用的瓶颈。对应用TRIZ成功解决问题的实例的参考有助于提高设计者将具体问题标准化和标准解具体化的能力。

目前随着TRIZ的应用发展,机械、商业、建筑、计算机、化工、生态、教育、营销、电气等领域都对基于TRIZ发明原理的实例进行了分类研究。通过学习各自领域的TRIZ解决实例,可以总结归纳出本领域中标准参数都对应哪些实际参数,标准解对应哪些实际解。标准参数和标准解中的术语可以怎样去具体化,分别具体化成哪些概念。在实例库极其丰富的情况下,通过各自领域实体的支持,在计算机分析大量本领域的技术冲突解决实例的基础上,可实现计算机自动或半自动地进行具体问题标准化和标准解具体化的过程,从而提高设计者解决技术冲突的能力[2]。

2 面向TRIZ理论的专利检索模块

基于创新设计的专利越来越被人们所重视,但是专利与TRIZ的结合还需做深入研究。本节主要将TRIZ理论的基本原理和专利信息结合起来进行建模,构建集TRIZ和专利于一体的专利库,从而为用户的创新设计提供理论支持。

2.1 基于TRIZ的专利库框架

所有专利的出现都伴随着冲突的解决,其中往往存在着一个具有较大意义的创新点。而TRIZ理论几乎描述了专利中所有的冲突问题,对于专利至少可以选用其中某—条原理来进行描述。为了构建与TRIZ原理相对应的专利库,我们选择专利说明书作为专利信息的载体,通过专利说明书中各个部分的介绍,建立起专利与TRIZ原理之间的对应关系。

专利说明书的组成为:扉页、说明书、权利要求书、附图和检索报告[3]。其中发明创造信息主要存在于说明书部分,分析说明书部分与TRIZ之间的联系,可得出专利说明书与TRIZ的映射关系:1)背景技术写明了对专利的理解、检索和审查有用的技术,描述了现有技术所存在的问题,通过分析可以提取TRIZ创新所需的工程参数、物理矛盾和物质——场模型参数;2)分析发明内容和实施方法中的创新技术与实施该创新所用的方法,提取与其对应的TRIZ发明原理信息;3)该产品各个阶段的专利数与专利发展趋势等进化信息,提供了TRIZ中相应的技术成熟度预测的相关信息。如图1所示[4]。

面向TRIZ的专利库模型如图1所示,分为TRIZ和专利两个部分。 TRIZ层描述了TRIZ理论一些主要的原理和方法,包括创新原理、标准工程参数、技术成熟度预测、物理矛盾以及物质——场分析等;专利层描述了专利说明书、背景技术、实施方法和发明内容等。根据上述映射关系,将两者关联起来,建立起基于TRIZ理论的专利库框架。

2.2 专利检索模块的技术实现

专利知识库系统采用网络的形式发布供用户使用。系统是基于Windows平台,采用面向对象的可视化开发语言Delphi2007,以目前主流的SQL——Sever2005数据库开发平台为后台,开发的基于TRIZ的专利检索系统。SQL Server是微软出品的数据库系统,SQL Server 2005是其最新版本,拥有许多新特性,能够与Windows平台完美结合在一起,为众多企业所应用[5]。Delphi是Borland公司出品的面向对象的RAD开发工具,在Windows平台开发领域被广泛的应用,在数据库开发方面更是首选工具之一。

本文提出的专利检索模块的基本框架如图2所示[6],框架中箭头表示数据的流动方向。其中专利模块的管理/应用是系统的核心和目的,它的任务是使用户通过输入请求信息找出需要的专利及其详细信息。整个系统主要由查询接口、结果显示接口、检索引擎、现有专利库、基于TRIZ的专利库和管理模块6个模块组成。查询接口提供用户输入入口;结果显示接口将查询结果显示给用户;检索引擎的主要任务是将原有专利库和新增TRIZ专利库中的信息,按照用户的查询要求进行提取,并将结果返回。用户可以根据需要直接从专利库或TRIZ专利库返回检索结果,或者通过专利库访问TRIZ专利库以获得检索结果。知识管理模块提供了管理整个专利系统的入口。

3 实例分析——手扶电动整枝机的创新设计[7]

本实例选取树枝修整的机械工具——整枝机,属于林业机械技术领域。本实用新型专利最大的创新之处是,提供了一种操作方便安全、修整速度快并且质量好的手扶电动整枝机。下面我们根据专利说明书的内容,来构建基于TRIZ理论的专利检索数据库。

3.1 背景技术——提取工程参数

目前常见的树枝的修整工具有勾刀、手锯等,采用勾刀修整树枝时,是将勾刀用绳索固定在竹杆或木杆端,工作人员需要手扶竹杆,在树下操作,割断树枝。该方法容易损伤树干且疤痕较大,对于大的枝条和支干,就难以割断。采用手锯修整树枝时,工作人员需要上树进行高空作业,不方便且工作效率低,容易造成安全事故。而比较现代化的大型机械整枝机,虽然操作其来非常自动化,但是造价昂贵,使用成本高;而且工作期间需要经常移动地点,大型机械类整枝机体积笨重,不能很好的满足这点要求。

对《手扶电动整枝机》的专利背景技术进行分析,里面体现出来的技术冲突可以用39个工程参数描述如下。需要改进的参数: 1)NO.31——对象产生的有害作用(高空作业);2)NO.27——可靠性(树下操作容易发生故障)。导致恶化的参数:1)NO.32——可制造性(大型机械类造价昂贵且生产耗时长);2)NO.35——适应性、通用性(体积过大的机械移动不灵活)。

3.2 发明内容与实施方法——发明原理

本实用新型目的是这样实现的:手扶电动整枝机上设有电机1、盘锯2、手扶杆3,盘锯2安装固定在电机1的电机轴4上,手扶杆3的顶端与电机1的机壳连接固定。为了适应树枝大小的整修,方便更换盘踞,电机1的电机轴4上设电钻三角夹头5,盘踞2的轴紧固在电钻三脚夹头5内。为了适应不同高度树枝的修整,手扶杆3采用由内外管杆套插用螺钉6固定控制的升降杆。如3图所示。

发明内容提到的该发明专利运用的创新方法是“手扶杆3采用由内外管杆套插用螺钉6固定控制的升降杆”,换句话说就是,用升降杆代替了手臂、竹杆、爬树和机械台,从而帮助工作人员轻松获得高度。这种方法从TRIZ理论的发明原理NO.24——“借助中介物原理”中可以找到依据,借助中介物原理就是指使用中介物实现所需动作,和手扶电动整枝机的发明原理不谋而合。

3.3 基于TRIZ的专利构建

构建方法如图4,框架左侧部分是现有专利检索系统提供的关于该专利的详细检索信息;右侧部分是基于TRIZ理论的检索模块构建。手扶电动整枝机分类号为A01G3/03的专利,它所在的产品系列正处于成熟期,它所对应的工程参数是:NO.31、NO.27、NO.32和NO.35,对应的发明原理是NO.24。下面在TRIZ检索模块中查找解决方案,在查询接口写入“整枝机”,在改善的技术矛盾参数文本框中选择“对象产生的有害作用”或“可靠性”,在恶化的技术矛盾参数文本框中选择“适应性、通用性”或“可制造性”,点击检索按钮,就可以在结果显示接口中查询到专利申请号为92213485.5的已有解决方案。 在专利数量丰富且构建充分的情况下,该系统同时能够提供TRIZ建议的其他解决方法,即NO.13反向作用原理、NO.8重量补偿原理、NO.35物理或化学参数改变原理,可以通过对这些原理的近一步链接,得到更多的应用实例,激发创新灵感,产生新的解决方案,开发出新产品。

构建完毕后,可将其储存到专利数据库中,然后通过数据库来访问专利数据库或TRIZ专利库。构建面向TRIZ的专利库,有以下两个优点:

1) 扩充了专利检索条件。基于TRIZ理论的专利检索系统不仅包含传统的检索条件,而且丰富了相应“技术矛盾”、“发明原理”类的检索条件。比如要搜索发明原理24“借助中介物原理”且属于林业机械领域的相关专利,那么《手扶电动整枝机》就会显示在搜索结果中。

2) TRIZ实例库的扩充。定义TRIZ到专利的映射关系,使TRIZ创新的不同阶段都有专利知识支持,使用者同时也可以获知相关专利使用的发明原理,因而使TRIZ的运用更加具体化。

4 结语

为了克服用户知识经验的局限性,本文加入TRIZ原理,给出了一种基于TRIZ的专利检索系统的构建方法,最后通过实例讲述了构建的具体实施过程和实际应用。通过对专利说明书的重新挖掘,使得TRIZ理论的运用更加具体化,专利分析更加实用化,拓展了创新空间,有利于设计者利用知识,广泛联想,从而有效地支持创新实践。

参考文献

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[6]黄兆飞,李彦,熊艳,等.面向创新设计的专利知识库系统研究[J].机械设计与制造,2009,9:240-242.

TRIZ理论方法 篇2

15.抛弃或再生原理的具体措施包括哪些内容？(简答)

答：1.已完成自己的使命或已无用的物体部分应当被剔除（溶解、蒸发等）或在工作过秤中直接变化。

2.立即修复一个物体中损耗的部分。

15.头脑风暴法定实施步骤包括哪些？(简答)

答：

1、准备阶段

2、热身活动

3、正式开会

4、自由畅谈

5、会后收集

6、未达目的7、最后评价

15.应用空间分离原理解决物理矛盾的步骤是什么？(简答)

答：1.定义物理矛盾时，首先确定矛盾的参数，在此基础上对矛盾的参数相反的要求进行描述。2.对在什么空间上需要满足什么要求进行确定。3.对以上两个空间段是否交叉进行判断，如果两个空间段不交叉，可以应用空间分离，否则不可以应用空间分离。

16.科学效应和现象的应用的步骤 是什么

首先根据所要解决的问题，定义并确定此问题所要实现的功能； 根据功能从《功能代码表》，确定此功能相对应的代码，此代码是F1~F30中的其中一个。从《科学效应和现象清单》查找此功能代码下TRIZ所推荐的科学效应和现象，获得TRIZ的科学效应和现象的名称。

筛选所推荐的每个科学效应和现象，优选适合解决本问题的科学效应和现象。

查找优选出来的每个科学效应和现象的相关信息，并应用于问题的解决，形成解决方案。

17.颜色改变原理的具体措施包括哪些内容？172页 改变物体或环境的颜色；改变物体的透明度或改变某一过程的可视性；采用有颜色的添加物；通过辐射加热改变物体的加热辐射性。

15.利用技术矛盾矩阵解决技术矛盾的基本流程是什么？(简答)

答：（1）在通用工程参数表中选择与最应该改善的特征最为接近的标准特征。（2）在通用工程参数表中选择与在这一情况下变坏的特征最为接近的标准特征。（3）在技术矛盾矩阵中找到改善的标准特征的标号。（4）在技术矛盾矩阵中找到变坏的标准特征的标号。（5）行与列相交处的单元格内的数字是被推荐发明原理的标号。（6）在40个发明原理中查找这些原则并且利用它们去创造那些解决问题的创意。

15.智慧小人法的应用步骤包括哪些？(简答)

答：

1、找出矛盾。

2、建立小人问题模型。

3、寻找解决方案。

4、从解决方案模型过渡到实际方案。

15.阿利赫舒列尔通过对功能的研究，发现并总结哪3条定律？(简答)

答：（1）所有的功能都可以分解为3个基本元素（S1、S2和F）；（2）一个存在的功能必定由3个基本元素组成；（3）将相互作用的3个元素进行有机组合将形成一个功能。

15.特性列举法的一般过程可以分成哪两步？(简答)

答，第一步是选择一个明确的发明课题，这个课题一般讲不宜过大，对于较大的课题，应该分解成若干较小的课题来进行。第二步是从列举的各方面特性出发，进行详细地分析并提出问题，然后通过自由联想，看看各种特性能否加以改善，诱发出创造发明的设想。

15.TRIZ理论解决问题的基本步骤是社么？(简答)答：（1）先将我们遇到的具体问题或特殊问题进行分析，对这个问题进行非常清楚的定义；（2）利用因果分析和系统模拟问题具体化，找到问题出现的根源，然后将这个问题抽象成一个一般性的问题即TRIZ问题；

（3）根据已经归结出来的规律即TRIZ工具，如标准解、发明原理、科学效应库、技术发展趋势等赵处一般性问题的解决方案即通用解；

（4）将这些通用的解决方案引入到具体项目中，转化成我们自己的解决方案即特殊解。

15.在一般的工程技术发明中，往往从哪几个方面进行逆向思维？(简答)

答：（1）从事物自身的功能的反面进行探索，扩大技术的应用范围。（2）从事物结构的空间位置的反面探索出路。（3）从事物运动发展过程的逆过程进行研究。（4）在探求方法上突破习惯性思维的束缚。

15.物—场模型分析一般解法应用步骤包括什么？(简答)

答，1，确定相关的元素。2，联系问题情形，确定并完成物-场模型的绘制。3，选择物-场模型的一般解法。4，开发设计概念。

15.技术系统的理想状态包括哪三个方面的内容？(简答)

答：（1）系统的主要目的是提供一定功能。

（2）任何系统都是朝着理想化方向发展的，也是朝着更可靠、更简单有效的方向发展。（3）理想化意味着系统或子系统中现有资源的最优利用。

15.TRIZ理论的不足有哪些？(简答)答：1，理论松散，结构复杂

（1）很多TRIZ工具没有集成为一个整体系统；

（2)不同的创新问题需要不同的处理方式，但是如何选择TRIZ特定工具来解决特定问题，并没有给出清晰的建议；

(3)TRIZ工具不支持创新问题解决的某些手段；(4)各种方法和工具之间存在大量重叠交叉现象等。

15.TRIZ的工具有哪四种？(简答)答： TRIZ的工具有四种，分别为矛盾矩阵、分离原理、知识与效应库 和标准解法系统1.TRIZ的问题模型共有哪四种形式？(简答)P185 答：技术矛盾、物理矛盾、物质——场问题，知识使能问题。

1、提高理想度的四个方向是什么？P122（简答）

答：增加系统的功能；传输尽可能的功能到工作元件上；将一些系统功能移转到超系统或外部环境中；利用内部或外部已存在的可利用资源。

TRIZ理论方法 篇3

【关键词】成人培训、TRIZ理论、创新方法

国家创新方法工作专项（项目编号：2012IM021200）

本篇论文获2013年度创新方法高层论坛优秀论文

目前，国家大力倡导和重点推广应用的技术创新方法之一是TRIZ理论（发明问题解决理论）。几年来的实践证明，TRIZ理论推广应用的前提和基础工作是培训，特别是成人培训。成人培训是成年人（通常指在职在岗人员）通过学习获得与工作相关能力的一种活动，是以实现发展目标和满足现实需求为出发点和落脚点，主要培训在职人员在知识运用、操作技能，以及对于工作绩效起关键作用等方面的行为能力。成人培训的投入与生产效益、工作效率的提高密切相关。据世界银行的发展报告显示，在知识经济时代，企业财富的64%来源于人力资本、16%来源于货币资本、20%来源于物质资本。因此，发达国家都非常重视人力资源的开发及其培训，尤其是成人培训，具体到每个企业和单位更是采取各种策略和方式方法，努力提升职工的创新能力和创造技能，同样，对于我国来讲，加强以创新及创新方法为主题的成人培训不仅具有现实意义，更具有重要的战略意义。

近年来，我国企业界一直都在做技术创新工作，但是，由于受到思维方式的制约与缺少方法学的指导，在技术创新方面存在以下问题：一是行业思维模式僵化，存在一定的思维定势和思维惯性；二是创意设计没有上升到一定位置，往往是应急时的无奈折衷；三是知识面相对较窄，本专业以外的知识关注或知之甚少；四是对外部方法缺乏借鉴和比较，不能引入相适应的创新方法；五是缺乏有效的创新手段与方法，创新效率和效能比较低下；六是对于固有技术创新方法与管理技术创新方法缺乏有效衔接，往往各自为阵和相互脱节；七是对本企业技术知识很少进行有效管理，研发投入重复或技术知识流失；八是在技术制高点上，无法准确地预测技术产品的未来与进化方向；九是更多地关注某一个技术问题的解决，忽视多个技术方案向专利等自主知识产权的形成；十是忽视专利的应用和挖掘，即对有效专利的侵权规避与失效专利的拿来利用，等等。这些问题都与TRIZ理论培训中需要解决的理念、方法和工具有关，也是TRIZ理论培训的基本任务和主要内容。

TRIZ理论的现代成人培训，是按照现代成人教育理论，围绕适应知识经济时代、建设创新型国家乃至创新型企业的要求，应运而生的一种现代培训方法。它与传统成人培训、一般成人培训相比，从培训模式和内涵上看，有其各自不同的特点。

1.传统成人培训与现代成人培训的特征比较

传统成人培训是相对于我们从小学到大学的“成长性教育”而言的。在形式上，成人培训把学校课堂搬到企业等现实课堂、把全日制学习变成在职在岗不脱产培训或短期脱产培训，但是，其培训的总体上、本质上没有脱离学校式的教学方法。在内容上，学校教育一般着眼于人，着手于事，人与事相对分离，其人的发展定位不太清晰，自觉参与度较低，有效性较差，关联性较弱等。而现代成人培训则更加着眼于事（就是实际情况和问题解决），着手于人（履职和实施的特定人员），功能目的性清晰，与企业发展目标紧紧相扣。通过这样的培训，既能促进企业发展目标的实现与提升，同时，也能加速企业相关人才的培养和成长，两者互为因果，相辅相成，将成人培训提高到一个新的境界。

2.一般成人培训与创新方法成人培训的特征比较

对企业从事技术研发工作而言， TRIZ理论培训属于成人培训，也属于现代成人培训的特殊范畴，除了遵循传统与现代成人培训的一般规律外，还具有其特殊的目标属性，这就是TRIZ理论成人培训在现代成人培训一般具有的专门性、专业性两大特性基础上，增加了一个专有属性—专利性。由此，TRIZ理论培训赋予了区别于一般成人培训的新内涵，即在一般的技术培训中，要求的是解决技术问题的创新方案，而TRIZ理论培训则以产生的技术创新方案向形成专利为最高目标，不仅要求提出解决技术问题的创新方案，而且包括获得系列技术方案形成的相关专利，以提升自主创新能力和核心竞争力。强调TRIZ理论培训的“专利性”目标，也就成为创新工程师区别于一般专业工程师的标志之一。

为此，在TRIZ理论培训中，要根据成人学习培训的心理与生理特点，特别是针对TRIZ理论培训特有的专门性、专业性和专利性三个基本属性，形成应对策略与方法，正确处理好十个方面关系及其应对策略，以期收到事半功倍的效果。

这个十个方面关系和应对策略是：①讲授互动中的“动与静”关系。如成人培训的连续讲授时间必须掌控在5～15分钟以内，要有一定的轻松话题，穿插互动或提问作答环节，收拢其松散的思想，使受训者“静下心”来，跟上培训的节奏和触发进入“兴趣”轨道。②知识传授中的“新与旧”关系。如及时融入技术发展的最新动态，包括焦点人物、突发事件和研发进展等，组织互相启发的交流活动，突破固有知识的束缚和思维上障碍、定势、惯性，同时，采取因势利导的方式，挖掘成人已有知识和经验这个“金矿”，进行结构化研讨和案例教学。③接受知识中的“强与弱”关系。如根据受训者的个体素质，在授课之外，加强个别辅导，诸如成立年龄相宜的学习小组、采取“世界咖啡”交流等方法，以强扶弱，以长补短，相互促进和提高。培训师一般要扮演教师、辅导员、组织者的多重角色，通过设计不同主题，增加年青人实际锻炼的机会。④教学安排中的“工与学”关系。如培训时间一般安排短期脱产，或者在节假日及其他工余时间，或者分散自学与集中辅导相结合。在学习过程中，经常采取初期提问方式和随时检查方式，让受训者了解掌握的程度和看到存在的差距，认识到学习的重要性，以便产生学习的愿望。⑤把握重点中的“先与后”关系。如根据成人受训者最能记住的信息是开始的和结束的、特殊的和有关联性的信息记忆特点，重视培训的开始导入、结束总结两个主要环节，提纲挈领，突出重点，把成人的思维逻辑与授课流程相一致，强化信息的逻辑与关联，筑牢系统学习的基石。⑥知识应用上的“远与近”关系。如针对成人学习是一种问题导向的、密切结合真实生活情景的、目的性极强的学习过程，注意学与用的结合问题，不必局限概念、涵义等理论说教，侧重于解决当前实际问题的操作技能性教学，同时，根据受训者的层次与需求，注意调动“兴趣点”的学习积极性，争取立竿见影的效果。⑦认知问题上的“难与易”关系。如采取富于变化的多种形式的信息把受训者左、右大脑的认知功能调动起来，要重视视觉效果，有条件时多用图片、声音、动画、视频等形象表示。授课的PPT切忌整版都是文字叙说，讲义最好要预留记录空间，培训中不时用“对不对”、“是不是”、“好不好”、“有没有”等提问形式，增强受训者记忆累计和重现，进一步获取对相关知识的认知确认。⑧培训效果的“实与虚”关系。如针对成人希望“肯定自己”、“社会承认”的心理特点，在培训中多用及时提问、及时评价、及时表扬的方式，给予受训者以心理满足，实时看到自己的培训效果，同时，尽可能将培训成果载体化、显性化，如要求做好课后作业和及时批改，培训自我小结和感想体会，帮助受训者尽快取得专利证书、奖励证书，写入设计规划方案和发表论文等。⑨课程设置的“深与浅”关系。如对于领导岗位的成人，要求注重概念知晓、观念形成，可采取普及型、宣贯型、启动式、高层论坛等培训方式；对于技术主管的成人，要求掌握要点和关键，注重系统的联系与衔接，可采取应用型、专题培训、案例研讨、高级研修班等培训方式；对于技术骨干的成人，必须注重细节，能够实际操作，提出技术方案乃至获得专利，可采取研究型的深度培训，逐级提升培训等方式，培养成为创新工程师。⑩创新过程中的“想与做”关系。如针对企业技术创新过程中，一般比较追求“做”而忽视“想”的倾向，通过大量案例说明TRIZ理论属于“想”的范畴，防止将TRIZ理论泛化和“神话”，或者以惯性思维看待TRIZ理论，淡化了TRIZ理论的价值。这里主要是阐述三个方面认识：一是创新过程中“想”（想象）的特别作用，如俗语“不怕做不到，就怕想不到”，表明了思维、想象的特殊重要性；二是创新过程中“想”与“做”（做成）在狭义上讲还是有区别的，如“从无到有、从虚到实”的差异，相对而言，两者还是不一样的，不能完全混为一谈；三是创新过程中“想”与“做”的逻辑关系，如俗语“想都想不到，何谈做得到”，表明了“先想后做”的行为过程。由此，引出创新工程师与专业工程师的标志性区别之一，奠定了创新工程师的社会地位，从而提升企业开展技术创新活动时，对创新工程师及其创意设计重要性和必要性的认识，以便更好发挥创新工程师的作用。

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总之，TRIZ理论作为一种创新思维的哲学、一种创新方法的理论、一种概念设计的方法，通过培训师引入到企业的技术创新活动中，将帮助企业破除技术创新的思维束缚、方法困惑和工具缺失等问题，促进企业自主创新能力和技术创新效率的提高，具体来说，培训师要与企业一道组织“希望打破常规的、有想法的创新人群”，系统地进行TRIZ理论与方法的培训，拓宽知识面，挖掘成人潜能，提升创新能力。在这个过程中，培训师起着催化师、引导师、教师、法官与组织者等多种角色的作用，这是其他培训师不一定能兼顾做到的，从而赋予了TRIZ理论培训师重要的、特殊的工作内涵和职责。

通过研究的结论是：

（1）TRIZ理论成人培训是取得创新工程师认证培训的主体培训之一，是以帮助获取专利等自主知识产权为高级目标的培训，当然中级目标也可以是技术创新方案等解决实际问题的成果。

（2）TRIZ理论成人培训针对成人的心理和生理特点，在注重实际情况，注重问题解决的过程中，更加注重以人为本，更加注重区别对待和分类施教，以获得最佳的成效。

（3）TRIZ理论成人培训所具有的专门性、专业性和专利性，不仅仅是其培训的特殊属性，也是引导TRIZ理论培训的方法之一，其内涵还值得我们不断地研究与深化。

参考文献

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TRIZ理论方法 篇4

关键词：安徽省,TRIZ理论,SWOT分析

1 引言

21世纪初期, 是我国经济社会发展的重要战略机遇期, 也是我国建设创新型国家, 大力发展科技事业的重要战略机遇期。2006年2月, 国务院发布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006—2020年) 》, 纲要中明确提出了建设创新型国家的宏伟战略目标。2007年10月, 胡锦涛总书记在党的十七大报告中指出:“提高自主创新能力, 建设创新型国家是国家发展战略的核心, 是提高综合国力的关键。” 为了推进创新型国家进程, 安徽省也提出了建设创新型安徽的战略目标。

TRIZ (萃智) 是由原俄文 (Теория решения изобретательных задач) 这四个俄文单词的首字母缩写, 按照“ISO/R9-1968E”的规定, 把俄文转换成拉丁字母后就成为“TRIZ”, 其含义是发明问题解决理论。当时, 以阿奇舒勒 (Герих Альешуллер) 为首的前苏联数十家研究机构、高校、企业组成的攻关团体对约250多万份专利文献进行了系统地整理、分析, 以其中的4万份专利为重点进行了研究、归纳、总结、提炼, 并综合了多学科领域的原理和法则后, 建立起了一套以技术系统进化原理为核心的、体系化的、实用性强的解决发明创造问题的理论、方法、体系, 即TRIZ理论。

为深入贯彻党的十七大精神, 深入贯彻落实科学发展观和《国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006—2020年) 》, 从源头上推进创新型国家建设, 按照温家宝总理在王大珩、叶笃正、刘东生院士《关于加强我国创新方法工作的建议》中“自主创新, 方法先行”的批示要求, 科学技术部会同国家发展和改革委员会、财政部、教育部和中国科学技术协会, 联合启动了创新方法工作。但从建设创新型安徽的目标看, 我省自主创新工作还存在着一些突出的矛盾和问题。主要表现在:科技成果的转化率不高, 战略性新兴产业规模不大, 激励自主创新的体制机制有待完善, 自主创新发展不够平衡, 高层次人才匮乏等, 这与建设创新型安徽的仍有一定的差距。因此, 结合SWOT分析方法, 对安徽省推广应用TRIZ理论的优势、劣势、机遇与挑战进行系统分析具有重要的现实意义。

2 安徽省推广应用TRIZ理论SWOT分析

2.1 优势

(1) 安徽省高度重视自主创新。

安徽省自“十一五”以来, 大力实施“创新推动”战略, 认真贯彻落实胡锦涛总书记视察安徽时关于“应在自主创新方面有更大作为”的重要指示精神, 因此坚定了走具有安徽特色的区域创新之路, 自主创新已成为支撑引领安徽发展的一面旗帜、一大特色和一个品牌。安徽省根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006-2020年) 》、《国家“十二五”科学和技术发展规划》和《安徽省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》, 制定了《安徽省“十二五”科技发展规划纲要 (2011—2015年) 》。纲要中提出“科技进步与创新成为支撑经济发展方式转变的主导力量”的目标, 这给以TRIZ为代表的技术创新方法在安徽的推广应用提供了契机。

(2) 合芜蚌自主创新综合试验区取得成效。

作为全国三大自主创新试验示范区之一的合芜蚌自主创新综合试验区将是安徽省战略性新兴产业的增长极、经济结构调整的主引擎、科技成果转化的主阵地、体制机制创新的先行区。目前试验区建设取得显著成效, 涌现出一批产业、科技、人才和改革成果, 辐射带动加速效果显现。技术创新方法不仅能极大地加快试验区自主创新的进程, 而且带动安徽省自主创新能力的提升。

(3) 安徽省科教资源丰富。

安徽省高校和科研院所拥有强大的师资力量, 深厚的理论基础, 完备的基础研究设备。这些高校和科研院所不仅能让更多富有创造力的青年学生学习和实践TRIZ理论, 对TRIZ等技术创新方法理论再创新, 而且借助自身的师资力量培育本土化的TRIZ专业人才和专家。

2.2 劣势

(1) 企业自主创新意识不强, 尤其是部分企业家创新意识不强。

企业自主创新意识不强, 将严重制约着TRIZ理论的推广应用进程, 而在企业自主创新中, 企业家的创新意识作用最为明显。企业家主导着企业的发展方向, 若创新意识不足, 对先进的技术创新方法缺乏充分的认识, 直接阻碍技术创新方法在企业的推广应用。

(2) 激励自主创新的体制机制不够完善。

安徽省目前尚未健全激励自主创新的体制机制。良好的激励自主创新的机制体制不仅能为自主创新提供体制保障, 而且能极大地激发企业、科研院所等技术人员和科研人员的创新热情和内在动力。因此, 良好的激励自主创新的机制体制为技术创新方法不断深入推进和应用提供不竭动力。

(3) 其他省市的试点先行。

国内的黑龙江省、四川省作为技术创新方法试点省份已经先行引入和推广应用TRIZ理论, 并取得了一定成效。安徽省较其他试点省份相比起步晚, 推广经验、师资力量和中介服务体系等方面较其他省市均处于相对落后地位。

2.3 机遇

(1) 国家级自主创新综合配套改革试验区的设立。

2008年, 安徽省委、省政府在合肥、芜湖、蚌埠启动建设合芜蚌自主创新综合试验区。经过三年多的努力, 试验区建设取得显著成效, 涌现出一批产业、科技、人才和改革成果, 成为全国三大自主创新试验示范区之一。国家级自主创新综合配套改革试验区的设立为提高安徽省自主创新能力, 全面建设创新型安徽提供了主抓手, 也为技术创新方法在安徽的推广应用提供了试验平台。

(2) 产业承接与自主创新的融合。

2010年国务院正式批复《皖江城市带承接产业转移示范区规划》。作为首个获批复的国家级承接产业转移示范区, 皖江城市带承接产业转移示范区是国家实施区域协调发展战略的又一重大举措, 对于探索中西部地区承接产业转移新途径和新模式、深入实施促进中部地区崛起战略具有重要意义。皖江城市带承接产业转移示范区能有效地加强与国内外特别是长三角地区的技术、人才、资金等创新要素的对接, 丰富安徽省的创新资源, 积极促进产业承接与自主创新的有机融合, 为技术创新方法的创新、产业升级、自主创新能力的提高创造了机遇。

(3) 安徽省成为国家技术创新工程试点省份。

随着2009年安徽省列入首批国家技术创新工程试点省份, 在国家政策的支持下, 安徽省不仅能加快建设以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系, 而且能将先进的技术方法创新能力转化成企业的自主创新能力, 从而增强产业核心竞争力, 实现建设创新型安徽的目标。

2.4 挑战

(1) 区域竞争激烈。

安徽省位于我国的中部地区, 中部地区各省份竞相争先崛起, 新一轮的区域竞争的显著特点是以科技创新为先导。安徽省也提出建设创新型安徽的目标, 在具有区位优势的同时面临着区域省份在人才、技术、市场和资源等方面的激烈竞争, 因此安徽省只有推广运用好技术创新方法, 拥有强大的自主创新核心竞争力, 才能抓住发展主动权, 在中部地区率先崛起。

(2) 人才流失严重。

安徽是人口大省, 也是人才大省, 但随着我国改革开放的不断深入发展, 安徽人才流失严重。人才流失尤其是优秀人才的流失不仅是企业贵重资源的流失, 而且对自主创新能力的提高和安徽省的可持续发展构成威胁。人才流失的原因是多方面的, 有来自经济大环境的原因、社会的原因、企业的原因和个人的原因。在分析人才流失的原因的基础上, 安徽省应采取诸如政策引导、制度保障和提高待遇等方式为安徽省的可持续发展留住人才, 为人才在提高安徽省自主创新能力的舞台上施展才干, 为全面建设创新型安徽提供可持续发展的动力。

3 安徽省推广应用TRIZ理论的SWOT矩阵

通过对安徽省TRIZ理论推广应用的优势与劣势, 机遇与威胁的分析, 归纳出安徽省TRIZ理论推广应用的SWOT矩阵, 如表1所示。

4 结论

由上可知, 结合优势和劣势, 安徽省在TRIZ理论推广应用上机遇与挑战并存。因此, 安徽省应扬长避短, 抓住机遇, 规避风险, 利用自身丰富的科教资源, 借鉴其他试点省份的先进经验, 完善自主创新的机制体制, 提高企业的自主创新意识。安徽省应抓好企业、高等院校和科研院所这三层面的TRIZ理论推广应用工作, 通过三个层面的研究分析, 逐步形成具有安徽特色的TRIZ理论推广应用模式, 全面建设创新型安徽。

参考文献

[1]安徽省“十二五”科技发展规划纲要 (2011-2015) [R].http://www.most.gov.cn/dfkj/ah/zxdt/201109/t20110920_89705.htm.

triz理论体系 篇5

TRIZ理论是由前苏联发明家阿利赫舒列尔在1946年创立的，他也被尊称为TRIZ之父。现代TRIZ理论的核心思想主要体现在三个方面。

首先，无论是一个简单产品还是复杂的技术系统，其核心技术的发展都是遵循着客观的规律发展演变的，即具有客观的进化规律和模式。其次，各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力。再就是技术系统发展的理想状态是用尽量少的资源实现尽量多的功能。

TRIZ理论包含着许多系统、科学而又富有可操作性的创造性思维方法和发明问题的分析方法。经过半个多世纪的发展，TRIZ理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的九大经典理论体系。

（一）TRIZ的技术系统八大进化法则。阿奇舒勒的技术系统进化论可以与自然科学中的达尔文生物进化论和斯宾塞的社会达尔文主义齐肩，被称为“三大进化论”。TRIZ的技术系统八大进化法则分别是：

1、技术系统的S曲线进化法则；

2、提高理想度法则；

3、子系统的不均衡进化法则；

4、动态性和可控性进化法则；

5、增加集成度再进行简化法则；

6、子系统协调性进化法则；

7、向微观级和场的应用进化法则；

8、减少人工进入的进化法则。技术系统的这八大进化法则可以应用于产生市场需求、定性技术预测、产生新技术、专利布局和选择企业战略制定的时机等。它可以用来解决难题，预测技术系统，产生并加强创造性问题的解决工具。

（二）最终理想解(IFR)。TRIZ理论在解决问题之初，首先抛开各种客观限制条件，通过理想化来定义问题的最终理想解（ideal final result，IFR），以明确理想解所在的方向和位置，保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解，从而避免了传统创新涉及方法中缺乏目标的弊端，提升了创新设计的效率。如果将创造性解决问题的方法比作通向胜利的桥梁，那么最终理想解(IFR)就是这座桥梁的桥墩。最终理想解(IFR)有四个特点：

1、保持了原系统的优点；

2、消除了原系统的不足；

3、没有使系统变得更复杂；

4、没有引入新的缺陷等。

（三）40个发明原理。阿奇舒勒对大量的专利进行了研究、分析和总结，提炼出了TRIZ中最重要的、具有普遍用途的这40个发明原理，分别是：

1、分割；

2、抽取；

3、局部质量；

4、非对称；

5、合并；

6、普遍性；

7、嵌套；

8、配重；

9、预先反作用；

10、预先作用；

11、预先应急措施；

12、等势原则；

13、逆向思维；

14、曲面化；

15、动态化；

16、不足或超额行动；

17、一维变多维；

18、机械振动；

19、周期性动作；20、有效作用的连续性；

21、紧急行

动；

22、变害为利；

23、反馈；

24、中介物；

25、自服务；

26、复制；

27、一次性用品；

28、机械系统的替代；

29、气体与液压结构；30、柔性外壳和薄膜；

31、多孔材料；

32、改变颜色；

33、同质性；

34、抛弃与再生；

35、物理/化学状态变化；

36、相变；

37、热膨胀；

38、加速氧化；

39、惰性环境；40、复合材料等。

（四）39个工程参数及阿奇舒勒矛盾矩阵。在对专利研究中，阿奇舒勒发现，仅有39项工程参数在彼此相对改善和恶化，而这些专利都是在不同的领域上解决这些工程参数的冲突与矛盾。这些矛盾不断地出现，又不断地被解决。由此他总结出了解决冲突和矛盾的40个创新原理。之后，将这些冲突与冲突解决原理组成一个山39个改善参数与39个恶化参数构成的矩阵，矩阵的横轴表示希望得到改善的参数，纵轴表示某技术特性改善引起恶化的参数，横纵轴各参数交叉处的数字表示用来解决系统矛盾时所使用创新原理的编号。这就是，著名的技术矛盾矩阵。阿奇舒勒矛盾矩阵为问题解决者提供了一个可以根据系统中产生矛盾的两个工程参数，从矩阵表中直接查找化解该矛盾的发明原理来解决问题。

（五）物理矛盾和四大分离原理。当一个技术系统的工程参数具有相反的需求，就出现了物理矛盾。比如说，要求系统的某个参数既要出现又不存在，或既要高又要低，或既要大又要小等等。相对于技术矛盾，物理矛盾是一种更尖锐的矛盾，创新中需要加以解决。物理矛盾所存在的子系统就是系统的关键子系统，系统或关键子系统应该具有为满足某个需求的参数特性，但另一个需求要求系统或关键子系统又不能具有这样的参数特性。分离原理是阿奇舒勒针对物理矛盾的解决而提出的，分离方法共有11种，归纳概括为四大分离原理，分别是空间分离、时间分离、居于条件的分离和系统级别分离等。

（六）物一场模型分析。阿奇舒勒认为，每一个技术系统都可由许多功能不同的子系统所组成，因此，每一个系统都有它的子系统，而每个子系统都可以再进一步地细分，直到分子、原子、质子与电子等微观层次。无论大系统、子系统、还是微观层次，都具有功能，所有的功能都可分解为2种物质和1种场(即二元素组成)。在物质-场模型的定义中，物质是指某种物体或过程，可以是整个系统，也可以是系统内的子系统或单个的物体，甚至可以是环境，取决于实际情况。场是指完成某种功能所需的手法或手段，通常是一些能量形式，如:磁场、重力场、电能、热能、化学能、机械能、声能、光能等等。物一场分析是TRIZ理论中的一种分析工具，用于建立与已存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模型。

（七）发明问题的标准解法。标准解法阿奇舒勒于1985年创立的，共有76个，分成5级，各级中解法的先后顺序也反映了技术系统必然的进化过程和进化方向，标准解法可以将标准问

题在一两步中快速进行解决，标准解法是阿奇舒勒后期进行TRIZ理论研究的最重要的课题，同时也是TRIZ高级理论的精华。标准解法也是解决非标准问题的基础，非标准问题主要应用ARIZ来进行解决，而ARIZ的主要思路是将非标准问题通过各种方法进行变化，转化为标准问题，然后应用标准解法来获得解决方案。

（八）发明问题解决算法(ARIZ)。ARIZ是发明问题解决过程中应遵循的理论方法和步骤，ARIZ是基于技术系统进化法则的一套完整问题解决的程序，是针对非标准问题而提出的一套解决算法。ARIZ的理论基础由以下3条原则构成：

1、ARIZ是通过确定和解决引起问题的技术矛盾；

2、问题解决者一旦采用了ARIZ来解决问题，其惯性思维因素必须被加以控制；

3、ARIZ也不断地获得广泛的、最新的知识基础的支持。ARIZ最初由阿奇舒勒于1977年提出，随后经过多次完善才形成比较完善的理论体系, ARIZ－85包括九大步骤：

1、分析问题；

2、分析问题模型；

3、陈述IFR和物理矛盾；

4、动用物－场资源；

5、应用知识库；

6、转化或替代问题；

7、分析解决物理矛盾的方法；

8、利用解法概念；

9、分析问题解决的过程等等。

（九）科学效应和现象知识库。科学原理，尤其是科学效应效应和现象的应用，对发明问题的解决具有超乎想象的、强有力的帮助。应用科学效应和现象应遵循5个步骤，解决发明问题时会经常遇到需要实现的30种功能，这些功能的实现经常要用到100个科学有和现象

相对于传统的创新方法，比如试错法，头脑风暴法等，TRIZ理论具有鲜明的特点和优势。它成功地揭示了创造发明的内在规律和原理，着力于澄清和强调系统中 存在的矛盾，而不是逃避矛盾，其目标是完全解决矛盾，获得最终的理想解，而不是采取折衷或者妥协的做法，而且它是基于技术的发展演化规律研究整个设计与开 发过程，而不再是随机的行为。实践证明，运用TRIZ理论，可大大加快人们创造发明的进程而且能得到高质量的创新产品。它能够帮助我们系统的分析问题情 境，快速发现问题本质或者矛盾，它能够准确确定问题探索方向，不会错过各种可能，而且它能够帮助我们突破思维障碍，打破思维定势，以新的视觉分析问题，进 行逻辑性和非逻辑性的系统思维，还能根据技术进化规律预测未来发展趋势，帮助我们开发富有竞争力的新产品。

TRIZ理论以其良好的可操作性、系统性和实用性在全球的创新和创造学研究领域占据着独特的地位。在经历了理论创建与理论体系的内部集成后，TRIZ理论正处于其自身的进一步完善与发展，以及与其它先进创新理论方法的集成阶段，尤其是已成为最有效的计算机辅助创新技术和创新问题求解的理论与方法基础。

经过半个多世纪的发展，TRIZ理论已经发展成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的理论和方法体系，它实用性强，并经过实践检验，应用领域也从工程技术领域扩展到管理、社会等方面。现在TRIZ理论在西方工业国家受到极大重视，TRIZ的研究与实践得以迅速普及和发展。如今它已为众多知名企业取得了重大的效益。

实践证明，运用TRIZ理论，可大大加快人们创造发明的进程，而且能得到高质量的创新产品。它能够帮助我们系统的分析问题情境，快速发现问题本质或者矛 盾，它能够准确确定问题探索方向，不会错过各种可能，而且它能够帮助我们突破思维障碍，打破思维定势，以新的视觉分析问题，进行逻辑性和非逻辑性的系统思 维，还能根据技术进化规律预测未来发展趋势，帮助我们开发富有竞争力的新产品。

思维惯性

机械097鲍政伟2009071342

指人习惯性地因循以前的思路思考问题，仿佛物体运动的惯性。惯性思维常会造成思考事情时有些盲点，且缺少创新或改变的可能性。

简单解释 当人的思想在一种环境下进入精力集中的状态，环境突然的变化，不会使思想意识一下子进入新的环境状态。就好比短跑运动员冲过终点后，仍然会向前冲一样。而是保持在上一个环境中，心理素质低的人思维惯性会很大。

小到刚刚发生的事情，比如1分钟前出了车祸，过了几分钟或者进入安全的环境中，思想中还处于刚刚的危险之中。俗语“后怕”

TRIZ理论：让创新变得更简单 篇6

我们看到水壶沸腾只是想到水开了,瓦特却发明了蒸汽机。

是不是我们的智商很低?答案是否定的。之所以什么也没有发现是因为我们对眼前的事物缺乏创新的思维和方法。

谈到创新方法我们往往能想到很多,比如头脑风暴法、灵感法、借用其它物想法、因素变化法、试错法等等。这些方法诞生过很多改变世界的发明,但这些方法也有缺陷,它们强调个人的灵感和顿悟,很难培养更多的人来开展同样的创新活动。而且,这些创新方法效率过于低下,已经无法满足当前科技突飞猛进、创新日新月异的需求。

那么,有没有一种模式或方法能提高创新效率,使发明变得简单快捷呢?

答案是有的。

1946年,前苏联天才发明家和创新学家根里奇•阿奇舒勒(1926-1998)创立了TRIZ(萃智)理论体系,揭开了人类发明创新的新篇章。

TRIZ理论是俄语“发明问题解决理论”的缩写。根里奇•阿奇舒勒领导的研究机构分析了世界近250万件高水平的发明专利,并综合多学科领域的原理和法则后,建立起TRIZ理论体系。其目的是研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则。

TRIZ理论是一门科学的创新方法学。其原理是基于技术系统演变的内在客观规律,对问题进行逻辑分析和方案综合。它提供了一系列的工具,包括解决技术矛盾的40个原理和矛盾矩阵、发明问题解决算法(ARIZ)等。使人们可以按照解决问题的不同方法、针对不同问题、在不同阶段和不同时间去操作和执行。因此,发明是可以被量化进行的,也可以被控制,不再是仅凭灵感和悟性来创造。

列举一个用TRIZ理论进行洗衣机创新设计的例子。如果要设计一款既省水又省电还省洗涤剂的洗衣机该如何进行设计创新呢?这时便可以用TRIZ理论的矛盾矩阵来解决这个问题。一款既省水、省电、省洗涤剂又能强化洗净能力、保护衣物质地、使衣物寿命延长的洗衣机,其理想化结果的实现和现有的技术之间是有矛盾的,利用TRIZ理论可以先查矛盾矩阵表横向改善参数25与纵向恶化参数18交叉处得到的创新原则:28,18,38,25,13,3,27。这些数字就是解决技术矛盾的40个原理。具体分析见表1。

通过以上方案既可以避免衣物的缠绕,也可以降低甚至免用洗涤剂,同时,洗衣水还可以重复利用,达到环保与节能的功效,满足了市场的需要。

TRIZ理论中的这些创造性思维方法一方面能够有效地打破我们的思维定势,扩展我们的创新思维能力;同时又提供了科学的问题分析方法,保证我们按照合理的途径寻求问题的创新性解决办法。

1997年,三星电子引入TRIZ理论,在研发部门实施技术创新理论培训;1998年至2002年,三星电子共获得美国工业设计协会颁发的17项工业设计奖,并且连续5年成为获奖最多的公司。2003年,三星电子又在67个研究开发项目中使用了TRIZ理论,为三星电子节约1.5亿美元,并产生了52项专利技术。2004年,三星电子以1604项发明专利超过Intel公司名列第六,领先于日本竞争对手日立、索尼、东芝和富士通。

目前,我国也有很多企业开展了TRIZ理论培训。可以肯定,未来的中国制造将会更多地变为中国创造。

但是,TRIZ理论并不是解决发明创新问题的最终途径,也不意味着运用TRIZ理论马上就可以得到问题的答案。若想真正地解决问题尚需人们依据TRIZ理论所提供的问题解决指针,根据问题的特定条件,利用特定的知识和经验去探索。

本文参考资料:

1.《发明创造的科学方法论——TRIZ》: 牛占文 徐燕申林岳郭建强李立

TRIZ理论方法 篇7

一、关于TRIZ理论

1946年, 前苏联学者里奇·阿奇舒勒 (G.S.Altshuller) 在综合研究世界近250万份高水平发明专利基础上, 分析了各种技术发展进化遵循的规律模式、各种解决技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则, 构建了TRIZ理论体系[1]。TRIZ理论认为发明创造大多遵循共同的规律或法则, 并将这些规律和法则归纳为实现创新的40条创新原理、4个基本分离原理和物场模型, 针对具体的问题, 可用相应的解题模型得到最佳的解决方案[2]。TRIZ理论具有三个主要的特点: (1) 广泛的适用性; (2) 通用、统一的求解参数; (3) 规范、科学的创新步骤[3]。TRIZ理论强调创新能力的培养, 创新的关键在于非逻辑思维, 即逆向思维[4]。TRIZ理论认为创新是有规律可循的, 并不是灵感的闪现和随机的探索。这些规律可以指导人们按照什么样的方法和过程进行创新, 并且创新结果具有一定的预测性和可控性。如果掌握了这些规律, 就能够主动地进行创新并对创新加以预测[5]。创新思维能冲破传统的条框, 大胆地质疑, 敢于发表与众不同的意见和建议。创新思维, 是在普通思维方式方法的基础上发展并建立起来的, 后天培养和锻炼可以使人们形成创新思维, TRIZ理论则可以加速这一培养过程, 尽快地养成创新思维的习惯[6]。

将TRIZ理论应用到《复合材料学》教学中, 创新性教学得以开展, 学生的创新思维得以激发, 让学生更系统地分析问题情境, 更快速地发现问题本质 (矛盾) , 更准确地确定问题解决方法, 帮助他们突破传统的思维模式和定式, 打破传统思维的条框和约束。运用TRIZ理论, 探索教学方法, 构建创新平台, 实现无机非金属材料工程专业本科生的“研究型学习”。

二、教学方法探索

1. 立体化的教学手段。

《复合材料学》课程承载的知识量较大、课程的理解性和直观性较强, 传统的教学手段只会使学生得到一些感知性的知识内容, 直接的体验则无法感受, 这样会加大对本门课程学习和理解的难度[7]。虽然TRIZ理论能够提供一种有效的创新工具, 但是, 创新的前提仍然建立在坚实的专业基础和厚实的知识积累基础之上。为了解决创新能力的培养, 必须强调本科生对本学科基础理论、专业知识和先进技术的系统深入的掌握, 形成宽广的知识面[5]。因此, 课题教学仍然不容忽视。对于《复合材料学》的课堂教学, 可以采用多媒体、CAI课件等现代教学方法和手段, 在有限的课堂教学时间内向学生提供最多的知识量, 实现理论教学与实践教学“无缝对接”, 培养学生的研究型学习能力。

2. 互动式的教学方式。

传统教学多数遵循“以教师为主体、以课堂为中心”的规则, 这种教学方法严重束缚了学生的学习思维和创新, 更忽视了创新能力的培养, 同时, 课堂气氛呆板沉闷, 难以激发学生的学习兴趣[7]。在《复合材料学》课堂教学中积极尝试师生互动式的新型教学方式, 培养学生独立学习能力, 学生为主, 教师为辅, 引导学生自主学习、独立思考。利用现代教学手段, 让老师走下讲台, 和学生近距离互动, 调动学生参与课堂教学的积极性和主动性, 感受参与的快乐和思考的愉悦。另一方面, 也让学生大胆地走上讲台, 讲出自己的想法和创新, 培养科学的思维方式。教学中注意发现并积极开发学生的创新潜能, 善于捕捉学生创新思维的亮点, 多层面、多维度地培养和开发学生的创新能力与创新个性。同时, 在《复合材料学》课堂教学中积极倡导并推行“研究教学”、“项目教学”、“案例教学”的实施, 在课堂教学中多提出一些与工程实践密切相关的创新问题, 进一步强化基础理论与工程实际问题的结合。

3. 多层次的教学模式。

根据创新培养的普遍需求, 紧密跟踪复合材料国际研究前沿, 用最新的科研成果充实教学内容, 使之与不同创新型人才的培养有机地结合起来, 构建“多层次”、“菜单式”、“模块化”的《复合材料学》创新教学模式[8]。综合应用多种教学模式, 更具针对性和实效性地培养不同创新型人才, 主要模式包括: (1) 问题解决模式; (2) 自主研究模式; (3) 课题参与模式[6]。在问题解决模式中, 教师根据具体的教学内容提设相关的问题情境, 并积极引导学生主动思考, 提出相关问题, 正确地指导学生搜集文献资料, 探究事实条件, 运用所学的知识理论, 寻求问题的解决方法, 最终得出科学合理的结论;在自主研究模式中, 鼓励学生在理论学习中发现新问题、在社会实践中发现新问题, 所涉及的问题范围比较宽广, 然后教师正确地指导学生搜集相关资料, 制定研究计划, 实施研究方案, 最后根据所提问题的研究结果撰写研究报告;在课题参与模式中, 鼓励学生参与教师的科研课题, 在课题研究中将科学探索与科学实践有机地结合起来, 让学生在协助教师科研的过程中接触相关领域的研究前沿, 了解先进技术的前沿发展动态, 增强求知欲望与探索乐趣, 增添课题组的新生力量, 培训学生的动手创新能力。

4. 科学性的教学评价。

科学的教学评价包括两个层面:学生成绩评价、教师绩效评价。在高校教学实践中, 很多教师采用传统的观念和方式评价一个学生的学业情况, 主要评价标准和依据就是学生在课堂教学中是否听话、考试成绩是否合格或者优秀[9], 这种评价方式单一、死板, 缺乏评价的综合性。在TRIZ理论导向下, 教师对学生学业的科学评价应该更看重学生的创新能力和创新思维[10]。教师评价与学生自主评价有机结合构成学生学业的综合评价, 然后采用TRIZ理论获得合适的权重, 科学全面地评价学生的学习效果。教师评价应包括两部分:一部分是学生平时参与研究性学习的表现, 采用计分的形式, 详细记载学生参与互动的积极性和综合表现;另一部分是考试, 建立专家系统试题库, 考试时随机抽取命题, 全面考察学生对该课程基础理论知识的掌握程度和运用能力, 特别强调创新能力的考察, 最后通过适宜的权重综合给出学生的学业评价。学生自主评价主要是其他同学对某一学生的学业和创新能力的评价, 一般是在创新成果汇报交流的时候, 请听众学生对主讲学生进行综合评价[6]。教师绩效评价应采用学生评价、同行评价、专家评价相结合的形式, 用TRIZ理论求得合适的权重, 科学有效地评价教师的教学绩效, 并给出整改意见和相应措施, 以便进一步改进教学方法和模式。这种双约束的评价机制, 更有利于学生和教师全身心地投入到创新型学习和教学中。

三、创新平台构建

1. 以课程设计为先导。

课程设计一般由教师提出设计题目和设计目标, 学生利用自己所学知识和设计技巧进行设计。它不仅考查学生掌握本专业知识能力, 更能考查学生运用知识的能力和创造能力[9]。对于《复合材料学》的课程设计, 可以教师出题目, 学生抽签决定题目。根据所抽到的题目 (如复合材料层合板设计、基体材料选择设计、增强材料选择设计、复合材料使用安全系数设计、复合材料的结构设计等) , 依据所学基础知识, 就相关题目进行资料的收集和整理并将其做成课件的形式进行汇报。判定课程设计的优劣关键在于设计方案是否新颖、合理, 理论运用是否正确, 科学分析是否严密, 数值计算是否准确, 等等。因此, 课程设计能够较好地检查学生的创造能力[9], 是构建《复合材料学》课程创新平台的重要组成部分。

2. 以生产实习为纽带。

生产实习与课堂教学的有机融合可以让学生把生产实践和理论知识紧密地结合起来, 实现理论与实践的有机统一, 这样能够更好地激发学生的创新潜能。在生产实习中往往会遇到一些技术性难题或者有新的发现和感受, 这时就可以让学生运用所学知识积极主动地去寻求解决问题的最佳方案, 既让他们参与到教学活动中, 又促使他们产生探索知识的强烈欲望, 进一步提高他们解决实际问题的能力, 从而大大激发学生学习的能动性。在生产实习中获取实践经验和对理论知识的感性认识, 进而逐渐培养出各自的创造才能[11]。例如聚合物基复合材料的手糊成型工艺, 它具有产品尺寸和产量不受限制, 操作简单, 投资少, 成本低, 能合理使用增强材料, 可在任意部位增厚补强等优点, 而被广泛使用。学生在实习现场发现工人的劳动强度太大, 就提出了能否采用机械自动化工艺, 看到操作现场条件恶劣, 挥发性聚合物的气味较大, 就提出降低挥发性聚合物使用量的工艺方案, 等等。实践证明, 生产实习可以大大激发学生发现问题、分析问题、解决问题的潜能, 从而提高他们的创新能力。同时, 还要积极地鼓励教师的研究工作室与生产实习企业建立联合研发中心, 提高教师团队的整体业务能力, 尤其是科研能力和创新素质[12]。

3. 以创新实验为提升。

TRIZ理论方法 篇8

1 影响农业科研院所科技贡献率的因素 分析

当前,由于土地、水和能源等要素越来越稀缺,依靠在稀缺的土地上追加更多的要素投入,最终会导致要素的边际报酬递减。因此,农业经济增长的根本出路就只能依赖于农业科研所产生的技术进步[2]。本文将从广义角度对农业科技进步贡献率进行考量。广义的农业科技进步贡献率指的是广义的农业科技进步对农业经济增长的贡献份额,反映的实质内容是通过农业科技进步提高了生产要素的生产效率,并降低生产成本[3]。本文利用C-D生产函数模型和索洛余值模型表达农业科技进步贡献率:

C-D生产函数模型的一般形式是:

其中,Y是农业总产值,K、L、M分别为与Y相应的投入要素即物质费用、劳动力及耕地面积, A为常数项,t为时间变量,α物质费用产出弹性, β农业劳动力产出弹性,γ耕地产出弹性

对C-D生产函数模型两边取对数,并对t求导,得出索洛余值模型:

δ=△Y/Y-(α△K/K+β△L/L+γ△M/M) (2)

其中,△Y/Y、△K/K、△L/L、△M/M分别是农业总产值增长率、物质消耗增长率、劳动力增长率和耕地面积增长率。

最终得出农业科技进步贡献率公式:

通过对公式(1)、(2)、(3)的综合分析,得知影响农业科技进步贡献率的主要因素有农业总产值增长率、物质消耗增长率、劳动力增长率和耕地面积增长率。农业科研院所在推进农业科技进步方 面占据重要的指导地位,现已逐步成为农村经济社会发展的主要动力。农业科研院所可通过开展提高生产效益、降低生产成本,提升劳动效率、降低劳动强度,提高土地利用率和降低土地闲置率等的科学研究,从而达到降低物质消耗增长率、劳动力增长率和耕地面积增长率的目的。

2 TRIZ理想化方法

2.1 理想化内涵

在TRIZ理论中,利用理想化和理想解理论解决创新问题是一种最为关键和重要的方法,它一方面可以帮助确定解决问题的方向以及过滤无用信息,另一方面 可以减少 创新工作 中的无用 功[4]。理想化是一个技术系统从某一起点向最终目标进化,评价理想化程度一般用理想度(理想化水平)表示,基本公式:

式中:I为理想度;∑UF为有用功能之和; ∑HF为有害功能之和;∑CF为成本之和。

技术系统要向着理想度无限大的方向改进, 要求有用功能不断增加,有害功能不断减少,成本逐渐降低。为了保证系统向理想化进展,理想解必须具有原有系统的优点,而且必须保持,原有系统的不足必须消除,新系统不应比旧系统复杂,新系统没有引入新的缺陷的特点。该特点是用来衡量新的理想解是否正确的重要指标。

2.2 理想化法则

常用的理想化法则有6条,依次是去除辅助功能、去除一些元件、识别自服务、替换零部件、改变操作原理、利用资源。

2.3 实现理想化的通用步骤

第一步:描述需要优化的技术系统的现有性能或指标;第二步:描述并评价某个理想性能的理想化设想;第三步:根据个人经验和理想化设想从上述已抽象出来的六条理想化法则中选定几条法则,具体化到专门具体的技术系统,进行深入分析并得出一种或几种优化方案。

3 将 TRIZ 理论 引 入 到 提 高 科 技 贡 献 率 理想化分析

根据理想度公式(4)得知,I值越大,则创新问题解决方案的理想化水平越高。将公式具体化到需解决的问题,研究的目的是最大程度地提高农业科技贡献率,即得到提高农业科技贡献率的最终理想解(解决方案),要求投入和有害功能越小越好,假定为0,而有用功能越大越好,假定为无穷大。

3.1 土地因素分析

3.1.1描述土地利用方面需要优化的现有性能或指标我国耕地总面积约为1.2亿hm2,仅次于美国和印度,但由于人口众多,人均耕地面积仅0.09hm2,还不到世界人均耕地面积的一半。目前我国已经有多个市县的人均耕地在联合国确定的人均耕地0.05hm2的警戒线以下,是一个人多地少、耕地资源相对不足的国家。此外,由于工业三废的污染以及农药化肥的滥施滥用,导致耕地存在不同程度的沙化、盐碱化,使得耕地资源更加紧张。为此,在现有有限的土地上如何进一步对其合理利用、提高土地利用率成为土地利用亟需解决的问题。

3.1.2对土地利用的理想化设想土地资源稀缺,最理想化土地利用应该是不占用土地就能生产出理想的农产品或在有限的土地上能生产出无限的理想的农产品。

3.1.3选定法则优化理论方案农业土地利用主要包括种养用地、农田水利设施用地、田间道路和晒谷场等。土地利用要秉承“集约、高效、持续、 安全”的原则。在保证理想解4个特点的前提下, 将理想化法则具体化到农业生产中,特提出优化方案。1选定“去除辅助功能”法则优 化解决方案;在农业用地中,利用法则一,可考虑去除或减少设施用地,即在农业土地面积不变的情况下,尽量缩小设施用地面积,达到节约、扩大种养土地面积的目的,以此提高土地利用率。2选定“改变操作原理”法则优化解决方案;正视土壤修复与农业发展的关系,保护现有耕地不受污染,实现可持续发展是提高土地长远利用率的一项重要举措。农业科研院所在开展抗病育种的基础上,要致力于开发无残留、无毒、可降解农药,同时,研发提高农药使用效果的配套技术,减少农药使用量,提高利用率。3选定“利用资源”法则优化解决方案;充分利用农业科研院所的科技资源,抓住林下经济发展契机,深入开展无土栽培、立体栽培研究,根据不同作物的生理特点,灵活应用不同作物生长所需的时间、空间,开展间作、套作和混作等研究, 合理开发利用现有空间,提高单位面积物质产量。为政府做好区域林下经济发展规划出谋划策,有效利用林下土地资源,在坚持“生态优先,绿色发展”的原则下扩大农用耕地种植面积。

3.2 人力因素分析

3.2.1描述劳动力使用方面需要优化的现有性能或指标随着经济社会 的发展以及农业机械化、产业化、现代化的推进,农村劳动力呈现出新的特点,从事农业生产的劳动力规模庞大,但劳动适龄人口中中老年比重和女性比重呈逐年上升的趋势,劳动者受教育程度不断提高,但总体素质依然较低。如何根据劳动力新的特点,扬长避短,科学合理地开发利用这一资源,使劳动力由数量优势转变为资源优势,对于确保农业和农村的持续、健康发展以及农民增收意义重大。

3.2.2对劳动力使用的理想化设想最大程度地解放和发展劳动力是劳动力使用的理想解,目前,我国已通过提高劳动力素质、改进物质技术装备、合理利用和逐步改善自然条件、提高科学技术水平和劳动熟练程度、提高组织化程度等措施的实行开展了不同程度的研究和应用,均取得了较好的效果。

3.2.3选定法则优化理论方案1选定“去除辅助功能”法则优化解决方案;农业劳动力使用一般是采取家庭式经营方式,从整地环节开始到播种、除草、施肥、收获和外销等各环节都完全由家庭经营,劳动力使用效率偏低,为进一步提高效率,促进产业化经营,要在合作式经营上下足功夫,播种的专攻播种技术,除草的专攻除草技术,“术业有专攻”,进一步提高专业技能水平,把农业生产分项技术攻精、攻细。2选定“识别自服务”法则优化解决方案;根据此法则,政府部门大力加强人才平台建设和劳动力服务平台建设,整合专家、技术、劳动力等各项人力、技术资源,及时更新发布专家信息、农业生产新技术、农业产品生产规模、剩余劳动力特长及联系方式,有效利用人力资源, 进一步提高工作效率。

3.3 物质投入因素分析

3.3.1描述物质投入方面需要优化的现有性能或指标农业物质投入主要包括种子种苗、化肥农药、农机农膜等的投入使用。近些年农业物质 投入的持续增加对农业生产的发展起到了重要的作用,然而却也增加了农民的负担,农药、化肥、农膜等农业生产资料的不合理或过量使用,使农业生产生活环境遭到了破坏,给农业可持续发展带来了不利影响。合理确定农业物质投入的内容和水平是提高农业科技贡献率的又一条有效途径。3.3.2对物质投入的理想化设想新技术的发展,农业物质的零投入,对环境零污染,实现农业可持续发展是对物质投入的理想解。

3.3.3选定法则优化理论方案1选定“去除一些元件”法则优化解决方案;农业生产中农膜的使用虽然起到了提高地表温度、保持地表湿度的作用,但是同时也带来了“白色污染”,加重了环境的负担。根据该法则,在不影响种子发芽和幼苗生长的条件下,减少农膜的使用量,甚至不使用农膜或找到农膜廉价替代物,是降低物质投入的一个新思路,这可以通过提高农膜重复利用率,开展抗低温、抗旱育种以及找到一种可降解生物农膜来实现。2选定“识别自服务”法则优化解决方案; 大田播种一般使用机械播种,与人工播种相比,虽然节约了大量的人力物力,但也同时存在种子浪费现象,利用此原则,可进一步探讨研究农机精播技术,在农机上安装自查反馈系统,保证每一个地穴播定量种子,每一粒种子达到要求的深度,对播种质量不合格的进行警示复播。3选定“改变操作原理”法则优化解决方案;深入研究作物习性、土壤状况、气候条件,通过实施设施农业,推广喷灌、滴灌技术,改进作物栽培模式,实现节约农业用水,通过实施生物防治,对作物病虫害综合治理,实现节约农药,通过生物肥、有机肥的研究和测土配方施肥技术推广,缓控释肥高效低毒农药提高化肥农药利用率,降低环境污染和土壤负担, 实现节约用肥。

4 结论与讨论

综合分析以上优化理论方案,结合科研生产实际,对提高农业科研院所科技贡献率,总结出其工作方向。

4.1 找准育种方向,加强作物育种

农业科研院所要在开展高产、优质育种的基础上,兼顾开展抗病、抗寒、抗旱育种研究。从种子种苗抓起,为节水、节肥、节药以及节约农膜等生产资料打好基础。

4.2 改进栽培模式,提升栽培技术

农业科研院所要在完善作物常规配套栽培技术的基础上,开展无土栽培、立体种植研究,合理利用空间,提高土地利用率,开展林下经济模式研究,推广应用具有林下种植特色的配套栽培技术, 合理利用林下土地,提升土地利用增量,配合农机部门,开展机械精确播种配套技术研究,降低种子投入成本。

4.3 加强环保意识,助推长远发展

农业科研院所要牢固树立环保意识,研究、推广环保种植新技术、生物防虫技术,科学施肥、合理施肥,开发生物肥、缓释肥,提高肥料利用率,研究开发危害小、无残留的肥料。

TRIZ是用来解决发明 问题理论的,主要应用于工程领域,将TRIZ应用于提高农业科研院所科技贡献率的研究,是一种新的尝试,如何利用该理论开展更加深入的有效的研究,如何进一步提高研究的可行性和可操作性,将在下一步的研究中逐步探讨和完善。

摘要：为了进一步拓展提高农业科研院所科技贡献率的途径,更好地服务区域农业发展,基于C-D生产函数和索洛模型,分析了影响农业科研院所科技贡献率的因素,主要有农业总产值增长率、物质消耗增长率、劳动力增长率和耕地面积增长率。应用理想化法则,按照实现理想化的通用步骤,对影响科技贡献率的土地因素、人力因素、物质投入因素进行理想化分析,提出了通过缩小设施用地面积、开展抗病育种、改进栽培模式、开展合作式经营、整合现有资源、找到农膜替代物、研发精播技术等提高农业科研院所科技贡献率的优化理论方案。

关键词：TRIZ,理想化方法,农业科研院所,科技贡献率,理论研究

参考文献

[1]张百忍,刘继瑞.关于对地市级农业科研单位发展战略的思考[EB/OL].[2014-08-27].http://nks.ankang.gov.cn,2014-04-23.

[2]秦朝钧,张朝华.广东省农业科技进步贡献率和要素贡献率的测算与经济增长分析[J].农业现代化研究,2011,32(5):556-564.

[3]朱希刚,刘延风.我国农业科技进步贡献率测算方法的意见[J].农业技术经济,1997(1):17-18.

利用TRIZ理论解决液压技术问题 篇9

TRIZ理论是由苏联工程师、发明家阿奇舒勒提出的一套体系相对完整的系统化的技术创新方法论和发明问题求解理论。经典TRIZ规律包括:S曲线、进化法则、40个创新原理、76个标准解、11种分离方法、科学效应库。

1.1 TRIZ的核心思想与理论体系

TRIZ的核心思想:技术系统进化过程是有客观规律可以遵循, 且这些规律在不同领域里可反复出现。它是以辩证法、系统论和认识论为哲学指导, 以自然科学、系统科学和思维科学的分析、研究成果为根基和支柱, 以技术系统进化法则为理论基础, 以技术系统、技术过程、矛盾、资源、理想化为四大基本概念, 包括了解决工程矛盾问题和复杂发明问题所需的各种分析方法、解题工具和算法流程。

1.2 TRIZ中的解题工具

当一个技术系统出现问题时, 虽然其表现形式可以多种多样, 但均可归类到TRIZ理论中的四种问题模型之中, 即:技术矛盾、物理矛盾、HOW TO模型、物场模型。与此相对应, TRIZ的解题工具也有四种, 即:矛盾矩阵、分离方法、知识库和标准解法系统。

使用TRIZ理论解决发明问题, 其流程大致分为三步:首先将一个待解决的实际问题抽象转化为问题模型, 然后针对不同的问题模型, 应用不同的TRIZ解题工具, 得到解决方案模型, 最后通过类比应用, 得到问题的最终解决方案。

在该文中, 主要应用了“技术矛盾分析”、“物理矛盾分析”与“物场模型分析”解题工具。

1.2.1 技术矛盾

指技术系统中两个参数之间存在着相互制约, 简单地说, 是两个参数之间的问题, 是在提高技术系统中的某一个参数 (特性、子系统) 时, 而导致了另一个参数 (特性、子系统) 的恶化而产生的技术矛盾。

矛盾矩阵是TRIZ理论中为了提高解决技术矛盾的效率, 搞清楚在什么情况下使用哪些创新原理, 创建的矛盾矩阵表, 并将描述技术矛盾的39个通用技术参数与40个创新原理建立起的对应关系, 很好地解决了创新过程中人们选择发明原理的困惑。

1.2.2 物理矛盾

阿奇舒勒定义了物理矛盾:对同一个对象的某个特性提出了互斥的要求。常见的物理矛盾可以是针对几何参数、物理参数的, 也可以针对功能参数。

为了解决物理矛盾, 阿奇舒勒总结了11个分离原理, 这11个分离原理可以概括为4种分离方法:时间分离、空间分离、条件分离、系统级别上的分离。利用分离方法解决物理矛盾, 大致可以分为以下三个步骤: (1) 分析技术系统; (2) 定义物理矛盾; (3) 解决物理矛盾。

1.2.3 物场模型

阿奇疏勒将技术系统简化为以下形式:技术系统是由物质和场这两种元所构成的集合体。物场模型就是从功能的角度对技术系统进行抽象和建模, 利用物质和场的概念对技术系统进行分析, 不仅可以找出技术系统中所包含的所有实体性对象, 而且可以找出存在于这些实体性对象之间的作用关系, 从而揭示出技术系统的作用机制。这种以技术系统为分析对象, 以物质和场为基本分析要素, 以揭示技术系统的作用机制为目的的分析方法, 称为物-场分析方法。

物质:指工程系统中包含的任意复杂级别的具体对象, 可以是任何实质性的东西, 例如:基本粒子, 铅笔, 汽车等。场:在物理学中, 人们把实现物质微粒之间相互作用的物质形式叫做场。按照可控性由低到高的顺序, 可以将场依次排列为:重力场--机械场--声场--热场--化学场--电场--磁场--辐射场。

物场模型至少应该包含以下三个元素。

第一种物质 (S1) --作用的承受者 (或称为产品)

第二种物质 (S2) --作用的施加者 (或称为工具)

场 (F) --存在于作用施加者与作用承受者之间的作用。

最基本的完整的物场模型应该是一个三角形结构, 见图1。

2 工程案例

液压系统具有结构紧凑、惯性小、重量轻、传动平稳、易于实现过载保护和无级变速、标准化程度高等优点, 而在冶金行业中得到广泛应用。随之而来的是出现大量的液压工程技术问题需要解决。实际工作中, 采用TRIZ理论解决了很多液压技术问题, 现介绍几个典型的案例。

2.1 利用技术矛盾原理解决多级油缸活塞杆安装问题

案例:三级油缸中, 一级活塞杆与儿级活塞杆、二级活塞杆与三级活塞杆之间采用橡胶密封圈密封。为保证密封可靠性, 密封圈材质较硬, 且外径大于下一级油缸缸筒内壁约3-4mm, 导致活塞安装困难。

(1) 确定技术矛盾。

工作目的:快速的安装油缸。目前使用的方法:锤击或用压力机将活塞压入油缸缸筒。

目前方法的优点:用简单的方法完成安装任务。目前方法的缺点:费时费力, 且易损坏密封和活塞杆。

(2) 表达技术矛盾 (表1) 。

(3) 解决技术矛盾。

查70版矛盾矩阵表, 得表2。

分析TRIZ通解得领域解 (表3) 。

答案:做一个导向钢套, 钢套内壁呈锥形, 大口内径和密封圈外径相近, 小口内径与下一级活塞杆筒内径相同。钢套套上活塞及密封圈, 小口对准缸筒安装, 既不损坏密封和活塞杆, 又省时省力。

2.2 利用物理矛盾原理解决密封安装问题

案例:安装液压缸V型密封时, 密封需先经过活塞外壁然后嵌入活塞槽内, 活塞外壁直径大于活塞槽。V型密封硬度高、内径小, 导致安装困难。

(1) 分析技术系统。

确定技术系统组成元素:V型密封、活塞。

问题根源:为了保证油缸密封性能良好, 就要使V型密封具有足够的硬度和较小的内径, 这导致安装困难。关键参数:密封硬度、密封内径。

(2) 定义物理矛盾。

油缸工作时, 密封应该硬、内径小, 以保证良好的密封性能。密封安装时, 密封应该软, 内径大, 以保证安装方便且不损伤密封。

(3) 解决物理矛盾。

相反特性的时间分离:在不同的时间实现对同一个参数的不同要求, 见图2。

答案:事先将密封加热, 受热后, 密封膨胀内径变大, 硬度降低, 便于安装。工作时, 温度降低, 内径和硬度恢复正常, 确保油缸密封良好。

2.3 利用物质-场标准解法处理步进梁升降不同步问题

案例:步进梁升降由液压系统控制的入口、出口油缸完成, 油缸的速度通过伺服阀调节。有时, 入、出口油缸不同步, 造成步进梁倾斜, 见图3。

模型属于“完整但存在有害作用”类型, 对应标准解1.2.1、1.2.2、1.2.4、1.2.5分析物质——场, 得标准解1.2.1, 引入外部物质, 消除有害作用。

答案:在步进梁的入口和出口处安装编码器, 监控步进梁位置, 并将信号传至液压控制系统。如果步进梁发生倾斜, 则调整伺服阀的开口大小, 进而控制入、出口步进梁的速度, 使步进梁平衡。

通过以上实例可知:应用TRIZ理论, 将待解决的问题转化为问题模型, 且通过查询矛盾矩阵和建立物场模型, 运用“物理矛盾”和“技术矛盾”、“物场模型分析”等, 有效地解决了液压技术问题。

通过应用TR IZ理论解决液压技术问题, 可以深深地体会到, 技术创新不仅有方法、有规律可循, 而且有原理、有工具。可以借助TRIZ的这些方法、规律、原理和工具, 达到解决问题的目的。我们相信, 随着时间的推移和社会的发展, TRIZ理论在液压技术上的应用将会具有非常广阔的前景。

摘要：简要介绍了TRIZ理论的起源、发展和思想与理论体系, 以及TRIZ解题工具, 包括技术矛盾、物理矛盾、物场模型等。提出了利用TRIZ理论解决液压技术问题的思路, 并对TRIZ在液压工程中的应用进行了研究, 针对现实中出现的液压技术问题分别采用“技术矛盾分析”、“物理矛盾分析”与“物场模型分析”给出了相应的解决方法。通过现场实践, 证明了TRIZ理论在解决液压技术问题时简便可行, 并且取得了明显效果, 指出了将来TRIZ理论在液压技术上的应用具有广阔的前景。

关键词：TRIZ理论,发展,TRIZ解题工具,工程案例,液压技术

参考文献

[1]成大先.机械设计手册[M].北京:化学工业出版社, 2010.

[2]张磊, 陈榕林.实用液压技术[M].北京:机械工业出版社, 1988.

彩绘陶瓷刀TRIZ理论创新设计 篇10

陶瓷刀是一种主要材质是氧化锆,原料是纳米级的产品,硬度仅次于金钢石,所以陶瓷刀比钢刀更锋利,而且耐磨性是钢刀的60倍,寿命会更长。陶瓷刀在国外号称“贵族刀”,在日本等发达国家市场上已日趋成熟,但国内市场上相关产品并未普及。另外这种刀不含镍、铬等重金属元素,化学性稳定,耐酸碱,永不生锈变色。但随着社会的不断发展,陶瓷刀设计需要满足不同层次消费者的需求。设计理念需要不断更新,更加适合人类生理和心理习惯。在激烈的市场竞争面前,设计师需要推出更加吸引人的陶瓷刀具设计款式。

1 TRIZ理论简介

Solving(TIPS))是前苏联著名G.S.Altshuller提出的创新理论—解决发明创造问题的理论。该理论在分析了世界范围内的250多万件专利的基础上,总结出技术进化应遵循的规律及解决各种工程矛盾的发明创新理论,其理论体系目前主要包括以下几个方面的内容:(1)发明创造问题的情景分析与描述方法;(2)技术系统进化法则;(3)发明创造问题的40条解决原理;(4)物质一场分析模型与发明问题标准解法;(5)理想化及理想设计;(6)发明问题解决算法TRIZ。

TRIZ理论的核心是技术系统进化原理,技术系统一直处于进化之中,而解决冲突是其进化的推动力,通过冲突的解决可以实现产品技术系统的创新优化。冲突解决原理是TRIZ理论中最重要的创新工具。TRIZ中将冲突分为技术冲突和物理冲突两类,通过冲突矩阵以及其中的40条发明原理来解决技术冲突(如表1),G.S.Altshuller从专利中总结了14种解决方法来解决技术系统中可能出现的物理冲突,通过冲突的解决实现技术系统的创新[1]。

2 TRIZ理论在彩绘陶瓷刀设计中的应用

相对于传统的创新方法,TRIZ理论具有鲜明的特点和优势。它成功地揭示了创造发明的内在规律和原理,快速地确认并解决了系统中存在的矛盾,而且它是基于技术的发展进化规律来研究整个产品的发展过程。因此,运用TRIZ理论可大大地加快发明创造的进程,提升产品的创新水平。

在彩绘陶瓷刀设计方面,形象的创造,形象与形象之间的联系及美的形式规律,可运用TRIZ原理中的40条发明原理来进行陶瓷刀的设计。根据排列组合原理,40条原理可以组合为多种方案。各类中的原理可以相互组合,类间的原理也可以相互组合,可以是单条原理或多条原理结合使用。组合形成不同的设计方案,使设计作品具有丰富的表达语言。通过运用40条发明原理,设计方案有更多的创造灵感及创意的规律性。以下是彩绘陶瓷刀设计中各种组合的应用实例:

2.1 文化意义的陶瓷刀具设计

一个成熟的文化体系从形上的观念、价值,到形下的生活方式、生活环境,可以看作一个完整的体系。陶瓷刀设计作为生活艺术的一种形式,显然是与人们的传统观念及文化物质密不可分的,而且在一定条件下,传统观念对陶瓷刀设计的发展和演变有着决定性的意义[2]。

如图1所示,采用40条发明原理中的不对称原理和套装原则原理组合。在图形的中间用中线划开,我们可以看到牡丹花图形左右不均等,采用的是非对称设计。把牡丹花的设计烧制在系列刀具上,组合成套装是40条发明原理中套装原理的明显体现。不对称的争艳牡丹花设计和用系列套装的设计形式,产生一种充满了文化意义的艺术形式。综合了自然、历史、社会、文化等多种因素,其形象深深地传达了民族文化的内涵,并成为文化意义的媒介物。

2.2 媲美厨房气氛的陶瓷刀具设计

自然界草地、树木、花草、水池、石头等是装饰点缀室内装饰色彩的一个重要内容,这些自然物极为丰富,它们可给人一种轻松愉快的联想,并将人带入一种轻松自然的空间之中,同时也可让内外空间相融。陶瓷刀具中的图案设计若能与厨房气氛互相媲美,会得到一种和谐的美。反之会影响装饰效果,因此氛围的营造也是不可忽略的部分[3]。

如图2所示,将分割原理和复制原理运用到草莓水果系列陶瓷刀具设计中。其中,个别草莓中间破开,对整个草莓画面的局部草莓作分割处理,相互形成虚实对比。同时整个画面的草莓不断采用重复的形式,使草莓图形区别且统一。整体感强烈。能给人一种自然、亲切、和谐之感。

2.3 回归自然的陶瓷刀具设计

大自然给了人类一个绚丽多彩的自然空间,人类也喜爱向往大自然,自然界的色彩。将自然的色彩引进厨房、在厨房空间内创造自然色彩的气氛,可有效的加深人与自然的亲密关系。陶瓷刀具设计中充分考虑自然色彩来创造厨房空间的自然气氛是人类所向往的,同时让人类回归自然也是厨房设计的一个主题[4]。

如图3所示,为了使葡萄有飞跃、动态的感觉,把2个葡萄做了分离大窜葡萄的处理。另一个设计特点是把真实的自然葡萄和叶子的颜色进行艺术化的改变。经过处理的葡萄和葡萄叶的颜色让人感觉更协调、典雅,获得一种安静的空间气氛,与人的审美情趣产生共鸣。此项设计分别对应的是40条发明原理中的运动性质特征的动态化原理和改变颜色原理。

2.4 色彩感情规律的陶瓷刀具设计

不同的色彩会给人心理带来不同的感觉,所以在设计陶瓷刀具的色彩时,要考虑人们的感情色彩。比如,黑色一般只用来作点缀色,试想,如果陶瓷刀设计时大面积运用黑色,人们在感情上恐怕难以接受,对于刀具的设计来说安全也得不到保障。再如老年人适合具有稳定感的色系,沉稳的色彩也有利于老年人身心健康;青年人适合对比度较大的色系,让人感觉到时代的气息与生活节奏的快捷[5]。

如图4所示,梅花系列陶瓷刀具设计采用的是不对称原则和具有结构变动特征的曲面化原理相组合。以梅花枝为中轴线看,画面设计产生梅花的不对称感。而梅花枝的设计没有依据刀柄的直线形式设计,而是采用了有弧度的曲面化设计形式,形式更生动。不对称的梅花点面设计及有弧度的曲面化梅枝设计相对来说更受中老年人的欢迎。大红色的梅花颜色相对稳定,清雅俊逸的梅花风度也颇受中老年人的喜爱。

3 结语

TRIZ理论以其良好的可操作性、系统性和实用性在全球的创新和创造学研究领域占据着独特的地位[6]。本文通过TRIZ的40条发明原理和陶瓷刀具的设计理论结合,提出了运用TRIZ理论针对陶瓷刀具设计和创新的方法和思路。在陶瓷刀设计中有着很好的参考作用,可以使陶瓷刀设计创新趋于程序化,理论化,可以根据设计最终所要求达到的效果(例如动态性效果)选用适当的组合。

陶瓷刀的设计主要强调运用TRIZ理论对文化的延续、氛围的营造、心理感情进行激活、重组和整合,运用TRIZ创新工具对陶瓷刀具的设计思路进行挖掘创新,把整理后的设计方法运用到陶瓷刀的设计中,便于发现隐藏在陶瓷刀设计中的新概念,从而提高陶瓷刀的设计竞争力。

参考文献

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[4]鲍小龙,刘月蕊.图案设计艺术.[M]东华大学出版社,2006.1

[5](日)小林重顺.色彩心理探析.[M]人民美术出版社,2006.12