導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇triz理論論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

對(duì)于企業(yè)來說，創(chuàng)新涉及到工程領(lǐng)域與企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理。triz理論作為工程領(lǐng)域解決創(chuàng)新問題的最有力的方法，目前已擴(kuò)展非工程領(lǐng)域創(chuàng)新研究中，本文主要針對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營管理領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行研究。

一、TRIZ理論方法

在TRIZ之父Altshuller的領(lǐng)導(dǎo)下，TRIZ研究團(tuán)體分析了近250萬件高水平的發(fā)明專利，并綜合多學(xué)科領(lǐng)域的原理和法則后，建立起由解決技術(shù)問題和實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新開發(fā)的各種方法、算法組成的TRIZ理論體系。

1.TRIZ體系結(jié)構(gòu)

TRIZ提供了發(fā)現(xiàn)、解決問題的工具和技術(shù)，可以幫助設(shè)計(jì)人員避免解決問題過程中繁瑣的試湊工作。TRIZ方法論包含分析工具和基于知識(shí)的工具。

(1)TRIZ分析工具。分析工具包含物質(zhì)－場(chǎng)分析、ARIZ算法、需求功能分析等，這些工具用于問題模型的建立、分析和轉(zhuǎn)換。①物質(zhì)-場(chǎng)分析：TRIZ將所有的功能都分解為兩種物質(zhì)及一種場(chǎng)，產(chǎn)品是功能的一種實(shí)現(xiàn)，可用物質(zhì)-場(chǎng)分析產(chǎn)品的功能。物質(zhì)S1可以是被控粒子、材料、物體或過程，物質(zhì)S2是控制S1的工具或物體，場(chǎng)F是用于S1與S2之間相互作用的能量，如機(jī)械能、液壓能、電磁能等。②ARIZ算法：ARIZ稱為發(fā)明問題解決算法，是發(fā)明問題解決的完整算法，該算法采用一套邏輯過程逐步將初始問題程式化。③功能分析：從完成功能的角度分析系統(tǒng)、子系統(tǒng)、部件，設(shè)計(jì)中的重要突破、成本或復(fù)雜程度的降低往往是功能分析的結(jié)果。

（2)基于知識(shí)的工具?；谥R(shí)的工具包含40條發(fā)明原理、76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解和效應(yīng)數(shù)據(jù)庫。①40條發(fā)明原理：用于找出創(chuàng)新的解決方案。每一種解決方案都是一個(gè)建議，應(yīng)用該建議可以使系統(tǒng)產(chǎn)生特定的變化以消除技術(shù)沖突。②76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解：用于解決基于技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化模式的標(biāo)準(zhǔn)問題。按照目標(biāo)這些標(biāo)準(zhǔn)解被分為五類，分類中解的順序反映出技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化方向。③效應(yīng)知識(shí)庫：庫是TRIZ中最容易使用的一種工具。運(yùn)用庫中的各種物理、化學(xué)和幾何效應(yīng)可以使解決方案更理想和簡單地實(shí)現(xiàn)。

2.TRIZ解決問題流程

應(yīng)用TRIZ解決問題的第一步是對(duì)給定的問題進(jìn)行分析；如果發(fā)現(xiàn)存在沖突則應(yīng)用原理去解決；如果問題明確但不知道如何解決，則應(yīng)用效應(yīng)去解決；第三種選擇是對(duì)待創(chuàng)新的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)化過程的預(yù)測(cè)；最后是評(píng)價(jià)，確定是否滿足求。如果滿足要求，則進(jìn)行后序的設(shè)計(jì)工作；反之，要對(duì)問題進(jìn)行重新分析。

二、TRIZ的應(yīng)用

在歐美等發(fā)達(dá)國家，基于TRIZ理論的應(yīng)用非常廣泛，從工程領(lǐng)域到政治、生產(chǎn)管理、組織結(jié)構(gòu)、教育等非工程領(lǐng)域，無不顯示出它的生命力。

1.TRIZ在企業(yè)生產(chǎn)管理領(lǐng)域創(chuàng)新中的應(yīng)用

在參考工程領(lǐng)域的創(chuàng)新問題求解技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過演繹推理的方法提出的在生產(chǎn)管理領(lǐng)域創(chuàng)新中應(yīng)用TRIZ是完全可行的。近幾年來，有些學(xué)者通過對(duì)TRIZ方法及工具的局部修改后，應(yīng)用在管理領(lǐng)域上。Mann&Domb把40個(gè)創(chuàng)新原理引入到商業(yè)活動(dòng)中，就每個(gè)創(chuàng)新原理提出相應(yīng)的商業(yè)原則，建議當(dāng)企業(yè)面臨類似的問題時(shí)可以利用此40個(gè)創(chuàng)新原理作為解決的對(duì)策。Ruchti&Livotov利用TRIZ系統(tǒng)化的思考模式和解決問題過程，提出12條雙向原則作為解決商業(yè)與組織管理問題的參考。

2.TRIZ應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)管理創(chuàng)新中的不足

應(yīng)用TRIZ理論解決企業(yè)生產(chǎn)管理創(chuàng)新問題時(shí)，完全挪用工程領(lǐng)域的理論框架并不可取，解題工具僅僅利用40個(gè)創(chuàng)新原理和沖突矩陣使用面太窄。TRIZ直接用于生產(chǎn)管理領(lǐng)域創(chuàng)新失敗的主要原因包括：結(jié)構(gòu)失效、問題分析方法單一、解題工具不足、算法不能適應(yīng)生產(chǎn)管理領(lǐng)域創(chuàng)新問題、操作性差等。

3.TRIZ在生產(chǎn)管理領(lǐng)域創(chuàng)新中的應(yīng)用改進(jìn)建議

(1)根據(jù)TRIZ的思想和基本哲理，結(jié)合生產(chǎn)管理領(lǐng)域創(chuàng)新的特點(diǎn)，構(gòu)建面向生產(chǎn)管理領(lǐng)域創(chuàng)新的TRIZ理論體系；(2)針對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營管理的特點(diǎn)，在39個(gè)通用工程參數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行增減，確定生產(chǎn)經(jīng)營管理參數(shù)，進(jìn)而構(gòu)建一個(gè)新的生產(chǎn)經(jīng)營管理沖突矩陣，并且修改40個(gè)創(chuàng)新原理，作為改善的策略。充分運(yùn)用物質(zhì)─場(chǎng)模型功能描述的特點(diǎn)和76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解，拓寬解題工具。(3)把質(zhì)量功能布置（QFD）、六西格瑪設(shè)計(jì)（DFSS）、約束理論（TOC）、田口方法等方法與TRIZ進(jìn)行結(jié)合，以改進(jìn)TRIZ分析生產(chǎn)管理領(lǐng)域創(chuàng)新問題方法單一的缺陷。(4)進(jìn)一步細(xì)化生產(chǎn)管理領(lǐng)域的問題描述，逐步做到以定量分析為主，提高可操作性。三、結(jié)論

本文介紹了TRIZ基本理論和主要工具，探討了在生產(chǎn)管理領(lǐng)域創(chuàng)新中的應(yīng)用。針對(duì)其在解決生產(chǎn)管理領(lǐng)域創(chuàng)新中存在的一些問題，給出了應(yīng)用改進(jìn)建議。我們相信隨著TRIZ理論的發(fā)展，其在生產(chǎn)管理領(lǐng)域創(chuàng)新中的應(yīng)用操作性會(huì)愈來愈強(qiáng)，應(yīng)用范圍會(huì)越來越廣，成為解決生產(chǎn)管理領(lǐng)域創(chuàng)新的有效方法和手段。

篇2

中圖分類號(hào)：C19 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2012）03-0-02

一、什么是TRIZ

TRIZ最初的意思來源于俄文，它的英文全稱是Theory of Inventive Problem Solving，即“發(fā)明問題解決理論”。1946年蘇聯(lián)著名發(fā)明家阿奇舒勒及其合作者通過分析大量專利，總結(jié)提煉出各種技術(shù)發(fā)展進(jìn)化遵循的規(guī)律模式及解決各種工程矛盾的創(chuàng)新原理和法則，提出了發(fā)明問題解決理論――TRIZ。TRIZ有兩個(gè)基本的涵義，表面上強(qiáng)調(diào)解決實(shí)際問題，特別是解決發(fā)明問題；本質(zhì)上是由解決發(fā)明問題而最終實(shí)現(xiàn)(技術(shù)和管理)創(chuàng)新，因?yàn)榻鉀Q問題就是要實(shí)現(xiàn)發(fā)明的實(shí)用化。

二、TRIZ理論的核心

1.TRIZ理論的基本內(nèi)容

TRIZ的理論體系龐大，包括了諸多內(nèi)容，而且還在不斷發(fā)展完善中。從目前來看，TRIZ的主要內(nèi)容有兩大部分：一是TRIZ的基本理論體系；二是TRIZ理論的解題工具體系。TRIZ理論體系主要可以分為以下6個(gè)主要方面：①創(chuàng)新的思考方法及問題分析手段。通過運(yùn)用TRIZ理論可以系統(tǒng)的分析所需解決的創(chuàng)新問題。在解決復(fù)雜問題的分析時(shí)，包括科問題分析建模方法和物-場(chǎng)分析法，運(yùn)用它可以迅速確認(rèn)核心問題，發(fā)現(xiàn)問題潛在的根本矛盾。②技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化法則。在分析大量專利的基礎(chǔ)上，針對(duì)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化演變的一般規(guī)律， TRIZ理論歸納出8個(gè)基本進(jìn)化法則。我們可以利用這些進(jìn)化法則，分析和確認(rèn)產(chǎn)品目前的技術(shù)狀態(tài)，預(yù)測(cè)產(chǎn)品技術(shù)在未來發(fā)展的趨勢(shì)，從而開發(fā)具有競(jìng)爭(zhēng)力的新產(chǎn)品。③技術(shù)矛盾的解決原理。阿奇舒勒指出不同的發(fā)明創(chuàng)造通常遵循共通的規(guī)律。TRIZ理論體系把這些共通的規(guī)律總結(jié)為40個(gè)創(chuàng)新原理。面對(duì)具體的技術(shù)矛盾，可以運(yùn)用這些創(chuàng)新原理、結(jié)合工程實(shí)際得到具體的解決方案。④創(chuàng)新問題的標(biāo)準(zhǔn)解法。具體問題的物-場(chǎng)模型擁有不同的特征，TRIZ理論中分別對(duì)應(yīng)有標(biāo)準(zhǔn)的模型處理方法，其中包含模型的轉(zhuǎn)換、修正、物質(zhì)與場(chǎng)的增添等。⑤發(fā)明問題的解決算法。算法重點(diǎn)針對(duì)情境復(fù)雜的問題和矛盾不明確的技術(shù)系統(tǒng)。算法的一般非計(jì)算性邏輯過程是對(duì)初始問題進(jìn)行一系列變形及再定義，實(shí)現(xiàn)對(duì)問題進(jìn)行逐步深入的分析，將問題轉(zhuǎn)化，直至問題得到解決。⑥以化學(xué)、物理、幾何學(xué)等工程學(xué)原理為基礎(chǔ)而構(gòu)建的知識(shí)庫。

2.技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化論

阿奇舒勒技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化論中認(rèn)為技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化不是隨機(jī)的，而是遵循著一定的客觀進(jìn)化模型，所有的系統(tǒng)都趨向“最終理想化”進(jìn)化。阿奇舒勒的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化論包括主八個(gè)進(jìn)化法則，運(yùn)用這些法則可以解決技術(shù)難題，預(yù)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展，同時(shí)還可以產(chǎn)生并加強(qiáng)創(chuàng)造性問題的解決。技術(shù)系統(tǒng)法則包括：1)向微觀級(jí)和增加場(chǎng)應(yīng)用的進(jìn)化法則；2)增加集成度再進(jìn)行簡化法則；3)減少人工介入的進(jìn)化法則；4)動(dòng)態(tài)性和可控性進(jìn)化法則；5)提高理想度法則；6)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性進(jìn)化法則；7)技術(shù)系統(tǒng)的S曲線進(jìn)化法則；8)子系統(tǒng)的不均衡進(jìn)化法則。

3.TRIZ解決發(fā)明技術(shù)問題的方法

如何應(yīng)用TRIZ理論解決問題呢？首先，要對(duì)一個(gè)實(shí)際問題進(jìn)行細(xì)致地分析和準(zhǔn)確地定義；然后，依照TRIZ理論提供的方法，把需要解決的實(shí)際問題歸納為一個(gè)類似的TRIZ標(biāo)準(zhǔn)問題模型；接著，針對(duì)不同的標(biāo)準(zhǔn)問題模型，應(yīng)用TRIZ理論已終結(jié)、歸納出的類似的標(biāo)準(zhǔn)解決方案，找到對(duì)應(yīng)的TRIZ標(biāo)準(zhǔn)解決方案模型；最后，將這些類似的解決方案模型，應(yīng)用到具體的問題中，演繹得到問題的最終解決方法。

TRIZ理論將能夠運(yùn)行某個(gè)功能的事物定義成為技術(shù)系統(tǒng)。如果一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，其表現(xiàn)形式通常有許多，解決問題的方式也有很多，關(guān)鍵是要區(qū)分技術(shù)系統(tǒng)的問題屬性和產(chǎn)生問題的根源。根據(jù)問題所表現(xiàn)出來的參數(shù)屬性、結(jié)構(gòu)屬性和資源屬性，TRIZ的問題模型共有4種形式：技術(shù)矛盾、物理矛盾、物-場(chǎng)模型、HOW TO模型。與之相對(duì)也，TRIZ的工具也有4中：矛盾矩陣、分離原理、知識(shí)庫與效應(yīng)庫和標(biāo)準(zhǔn)解系統(tǒng)。

(1)創(chuàng)新原理和技術(shù)矛盾

在TRIZ理論中技術(shù)矛盾是技術(shù)系統(tǒng)的某個(gè)參數(shù)或特性得到改善的同時(shí)，導(dǎo)致另一個(gè)參數(shù)或特性發(fā)生惡化而產(chǎn)生的矛盾。TRIZ理論將導(dǎo)致技術(shù)矛盾的因素總結(jié)為39個(gè)通用工程參數(shù)，建立了矛盾矩陣表，提供了40個(gè)解決技術(shù)矛盾的創(chuàng)新原理。矛盾矩陣是40×40的矩陣，矩陣的第一行表示39個(gè)需要改進(jìn)的技術(shù)參數(shù)，第一列表示39個(gè)引起惡化的技術(shù)參數(shù)，行與列的交叉處形成技術(shù)矛盾，并列有解決技術(shù)矛盾所推薦的創(chuàng)新原理序列號(hào)。

(2)物理矛盾和分離原理

物理矛盾是指對(duì)技術(shù)系統(tǒng)的同一個(gè)參數(shù)有相互排斥的、甚至截然相反的需求、解決物理矛盾的核心是實(shí)現(xiàn)矛盾雙方的分離。40個(gè)創(chuàng)新原理中的分離原理可以用來解決物理矛盾。分離原理的主要內(nèi)容是將矛盾雙方分離，并將其分別構(gòu)成不同的技術(shù)系統(tǒng)，以系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的聯(lián)系代替內(nèi)部聯(lián)系，從而將內(nèi)部矛盾外部轉(zhuǎn)化。

(3)標(biāo)準(zhǔn)解與物-場(chǎng)模型

TRIZ理論中擁有最小機(jī)能、可控技術(shù)系統(tǒng)的圖形表現(xiàn)就被稱為物質(zhì)-場(chǎng)模型。物質(zhì)-場(chǎng)分析可以將許多非常復(fù)雜的問題構(gòu)建成和已有的技術(shù)系統(tǒng)相關(guān)的物質(zhì)-場(chǎng)模型，并從76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解中找到最為接近的解決方案，簡單有序的獲得最終理想解。

(4)HOW TO模型與知識(shí)庫和效應(yīng)庫

HOW TO模型指通過構(gòu)建系統(tǒng)的抽象功能模型，明確系統(tǒng)所處的生命周期階段、組成部分及相互作用，用功能模型全面的描述和理解系統(tǒng)。HOW TO模型的解法是查詢知識(shí)庫與科學(xué)原理效應(yīng)庫。效應(yīng)是各領(lǐng)域的定律，它涵蓋了多學(xué)科領(lǐng)域的原理。TRIZ通過對(duì)專利技術(shù)的研究分析，按照從技術(shù)到實(shí)現(xiàn)的原則，收集了1400多種效應(yīng)。

(5)ARIZ――發(fā)明問題解決算法

ARIZ(Algorithm for Inventive Problem Solving)被稱為發(fā)明問題解決算法，它是解決發(fā)明問題的完整算法。在解決一些復(fù)雜問題時(shí)，由于不能分析出明顯的矛盾，無法直接依靠矛盾矩陣和物質(zhì)-場(chǎng)分析解決。ARIZ提供了獨(dú)特的算法步驟，將復(fù)雜、模糊不清的問題情境轉(zhuǎn)化為明確的發(fā)明問題。運(yùn)用ARIZ提供的步驟流程，初始問題最根本的沖突被清楚地顯示出來，是否能夠求解非常清晰。

三、傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ的比較

傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法例如頭腦風(fēng)暴法，它們拋開了不同領(lǐng)域中的基本知識(shí)，具有形式化的傾向，這使得在實(shí)際運(yùn)用中會(huì)受到使用者經(jīng)驗(yàn)、技巧和知識(shí)積累水平的限制。傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法過分依賴于非邏輯思維，其實(shí)際效果存在很大波動(dòng)，具有較大的培訓(xùn)難度，這不利于在大范圍中進(jìn)行推廣。由于這些限制使得運(yùn)用傳統(tǒng)方法解決創(chuàng)新問題時(shí)效率較低，而在面對(duì)較高級(jí)別發(fā)明問題時(shí)，也往往也無法使用傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法。

表2：傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法與TRIZ理論方法的比較1

與傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法相比，TRIZ理論具有鮮明的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。它成功的為創(chuàng)新工作者揭示了創(chuàng)新發(fā)明的內(nèi)在規(guī)律及原理，幫助我們快速的確認(rèn)并解決系統(tǒng)中存在的矛盾。同時(shí)它是以技術(shù)發(fā)展進(jìn)化規(guī)律為基礎(chǔ)來研究整個(gè)產(chǎn)品的發(fā)展過程，因此，運(yùn)用TRIZ理論可大大的加快發(fā)明創(chuàng)造的速度，并提升產(chǎn)品的創(chuàng)新水平。TRIZ理論為解決創(chuàng)新性問題、創(chuàng)新性矛盾提供更好的創(chuàng)意和更合理的結(jié)局方案。它幫助我們打破思維定勢(shì)，激發(fā)創(chuàng)新思維，讓我們可以從更廣的視角看待問題。

四、總結(jié)

21世紀(jì)以來TRIZ被認(rèn)為是可以幫助人們挖掘和開發(fā)自己創(chuàng)造潛能、全面系統(tǒng)地闡述了發(fā)明創(chuàng)造和實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的理論，它幫助我們對(duì)問題的情境進(jìn)行系統(tǒng)分析，快速地發(fā)現(xiàn)問題的本質(zhì)，準(zhǔn)確的定義創(chuàng)新性問題和矛盾。TRIZ理論被歐美等地的專家認(rèn)為是“超級(jí)發(fā)明術(shù)”，在國內(nèi)也有許多企業(yè)及大學(xué)開始重視和應(yīng)用TRIZ理論。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙新軍.技術(shù)創(chuàng)新理論(TRIZ)及應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004:5.

篇3

中圖分類號(hào)：G304 文章編號(hào)：1009-2374（2017）01-0068-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.01.034

1 概述

創(chuàng)新是發(fā)展的動(dòng)力，是世界發(fā)展的潮流。創(chuàng)新在國家的發(fā)展中起著非常重要的作用。傳統(tǒng)創(chuàng)新方法易于掌握、易于傳播、易于普及，能產(chǎn)生一些創(chuàng)新設(shè)想，但命中率低，速度慢，難以解決復(fù)雜的技術(shù)問題。創(chuàng)新能力都來自于人的潛能，并可以通過學(xué)習(xí)和訓(xùn)練來激發(fā)和提升。創(chuàng)新是有規(guī)律可循的，這些規(guī)律潛藏于解決各種工程技術(shù)問題的過程中，通過長期實(shí)踐中的觀察、總結(jié)，可以發(fā)現(xiàn)這些規(guī)律。在這些理論方法中，TRIZ理論體現(xiàn)出其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，TRIZ的作用在各種實(shí)踐中發(fā)揮得越來越明顯。TRIZ可以幫助我們進(jìn)行系統(tǒng)創(chuàng)新，深入了解問題并獲得解決方案，簡化系統(tǒng)以及克服心理慣性。

2 TRIZ的發(fā)展

TRIZ即發(fā)明問題解決理論，它是一套技術(shù)創(chuàng)新理論和方法，是一套解決各類工程技術(shù)問題的工具。它的核心在于提供一種有規(guī)律可循的非?？陀^的創(chuàng)新方法。它系統(tǒng)總結(jié)了人類以往在發(fā)明和創(chuàng)新方面的想法，從中提煉出一系列有效的法則，用以指導(dǎo)人們系統(tǒng)、高效地解決未來的問題。TRIZ創(chuàng)新方法源于前蘇聯(lián)，由一位偉大的工程師兼發(fā)明家阿奇舒勒和他的同事們創(chuàng)立的，他們分析歸納總結(jié)全世界250多萬份高水平專利成果后，在1946年總結(jié)出一套理論。根據(jù)創(chuàng)新程度的不同，將這些專利技術(shù)解決方法分為5個(gè)“創(chuàng)新等級(jí)”。

TRIZ自創(chuàng)立以來，經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：第一個(gè)階段為創(chuàng)立階段。這個(gè)時(shí)期主要?jiǎng)?chuàng)新和完善了TRIZ體系，并在蘇聯(lián)少量應(yīng)用。但因?yàn)樘K聯(lián)封鎖這個(gè)理論，外界很少有人知道。這個(gè)時(shí)期形成的主要理論有40個(gè)發(fā)明原理、發(fā)明問題解決算法（ARIZ）、最終理想解、科學(xué)效應(yīng)庫、物-場(chǎng)模型、標(biāo)準(zhǔn)解和進(jìn)化法則等；第二個(gè)階段為傳播階段。蘇聯(lián)解體后，大量的科學(xué)家移民到了美國、歐洲、亞洲，創(chuàng)辦了一系列的公司，開發(fā)基于TRIZ理論的軟件系統(tǒng)，并為一些公司提供咨詢服務(wù)。這時(shí)，其他國家的工程師們才開始了解這個(gè)理論。少量公司在這個(gè)時(shí)候開始引入TRIZ理論，如1995年開始的寶潔公司和1998年開始的三星公司；第三個(gè)階段為應(yīng)用階段。從2005年開始更多世界知名大公司開始引入TRIZ理論，并開始在內(nèi)部推廣，如通用電氣公司、西門子公司、飛利浦公司、因特爾公司等。中國的企業(yè)，特別是一些國有大型企業(yè)也開始利用TRIZ來培訓(xùn)員工，解決難題。

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，TRIZ已進(jìn)入成熟期，TRIZ理論已經(jīng)被全世界接受、應(yīng)用。西方發(fā)歐國家在TRIZ領(lǐng)域的理論、技術(shù)和應(yīng)用研究都處于世界領(lǐng)先水平。我國引入TRIZ理論比較晚，但最近幾年其理論受到了學(xué)術(shù)界的重視和政府的高度關(guān)注，現(xiàn)正被越來越深入地推廣和應(yīng)用。

3 TRIZ理論思維方法

TRIZ理論創(chuàng)新思維方法有多屏幕法、STC算子法、RTC算子法、金魚法、小矮人法等。

多屏幕法從兩個(gè)維度進(jìn)行發(fā)散思維：（1）從構(gòu)成層面發(fā)散，考慮了當(dāng)前系統(tǒng)、超系統(tǒng)及其子系y；（2）從時(shí)間層面發(fā)散，將其分為過去、現(xiàn)在和將來三種狀態(tài)。即按時(shí)間與構(gòu)成兩種不同的維度對(duì)現(xiàn)有問題的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行全面思考與分析，從而找到解決的思路。

STC算子法即尺寸Size-時(shí)間Time-成本Cost分析法，它從三個(gè)不同維度對(duì)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行從零到無窮大的發(fā)散思維。RTC算子法即將STC中的尺寸換成資源（Resource）。

金魚法求解問題，首先將問題分解成現(xiàn)實(shí)部分和不現(xiàn)實(shí)部分，利用系統(tǒng)資源，找出可以將幻想變成現(xiàn)實(shí)的條件。它是一個(gè)反復(fù)迭代分解的過程。它的反復(fù)迭代區(qū)分現(xiàn)實(shí)和幻想兩部分，并集中求解幻想部分的問題，其中幻想部分方案求解可以結(jié)合多屏幕法獲得可利用資源。金魚法還有一個(gè)思路是針對(duì)問題產(chǎn)生的思路，將這些思路區(qū)分為現(xiàn)實(shí)方案和不現(xiàn)實(shí)方案，而后集中對(duì)不現(xiàn)實(shí)方案進(jìn)行求解，從而獲得解決方案。

小矮人法是將系統(tǒng)功能、部件用不同的小矮人來替代，通過對(duì)小矮人群的重組、位置改變等實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的解決方案。

TRIZ中技術(shù)系統(tǒng)的理想化水平與有用功能之和成正比，與有害功能之和成反比。理想度可以對(duì)創(chuàng)新思維方案、技術(shù)系統(tǒng)解決方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后選擇理想度高的方案進(jìn)行實(shí)施。要提高創(chuàng)新思維方案和技術(shù)系統(tǒng)解決方案的理想度可以增加有用功能或減少有害功能，也可對(duì)方案各個(gè)層面進(jìn)行各層次分析，進(jìn)而獲得理想解。

4 TRIZ解決問題的方法

TRIZ理論具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，可廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，它可以擴(kuò)展人的創(chuàng)新性思維，從而尋求解決問題的辦法，為不同行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新問題提供啟發(fā)和參考建議。用TRIZ解決問題，首先要把問題轉(zhuǎn)換為問題的模型，然后從TRIZ解決問題的工具中找到解決問題的模型。TRIZ理論在解決技術(shù)問題時(shí)主要用技術(shù)進(jìn)化工具、矛盾矩陣工具、物-場(chǎng)分析工具和科學(xué)效應(yīng)庫工具。

4.1 技術(shù)進(jìn)化工具

技術(shù)進(jìn)化工具是TRIZ理論核心內(nèi)容之一，它表明技術(shù)處于進(jìn)化過程中并且有規(guī)律可循，可預(yù)測(cè)。技術(shù)進(jìn)化規(guī)律包括S曲線和進(jìn)化法則。其中進(jìn)化法則包括完備性法則、能量傳遞法則、協(xié)調(diào)性法則、提高理想度法則、動(dòng)態(tài)性進(jìn)化法則、子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化法則、向微觀級(jí)進(jìn)化法則、向超系統(tǒng)躍遷法則。S曲線：技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化過程分為嬰兒期、成長期、成熟期、衰退期，提高理想度法則貫穿技術(shù)系統(tǒng)的全生命周期。對(duì)于待解決技術(shù)系統(tǒng)，根據(jù)S形進(jìn)化曲線原理分析技術(shù)系統(tǒng)所處階段，而后依次用進(jìn)化法則，最后獲得建議方案，并結(jié)合實(shí)際技術(shù)系統(tǒng)，建立解決方案。技術(shù)進(jìn)化工具應(yīng)用過程體現(xiàn)了技術(shù)系統(tǒng)由量變到質(zhì)變，技術(shù)進(jìn)化工具有時(shí)只需根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)用一個(gè)或者幾個(gè)即可建立解決方案。

4.2 矛盾矩陣工具

TRIZ研究的沖突是技術(shù)沖突和物理沖突。技術(shù)沖突是指一個(gè)系統(tǒng)在某方面得到改善的同時(shí)，另一方面被削弱。運(yùn)用矛盾矩陣中的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)找到對(duì)應(yīng)的發(fā)明原理可以解決技術(shù)沖突。物理沖突是因?yàn)樽非髮?duì)立的結(jié)果而引發(fā)的。對(duì)此，物理矛盾一般是通過分離的方法，獲得兩個(gè)相反的解決方案。分離的方法很多，有空間分離、時(shí)間分離、系統(tǒng)級(jí)別分離、條件分離、范圍分離等。

TRIZ有助于我們思考方案，尋找和創(chuàng)建能夠滿足既定需要的系統(tǒng)。在這過程中，我們遇到的一切物理矛盾都可以從40個(gè)發(fā)明原理中找到答案。發(fā)明原理構(gòu)成了一個(gè)簡單的清單，從中可以得到基于不同情形和時(shí)間的解決方案，幫助我們創(chuàng)建所需要的系統(tǒng)。

4.3 物場(chǎng)分析

阿奇舒勒創(chuàng)建了一套精準(zhǔn)的體系歸納系統(tǒng)中存在的問題，并提出相應(yīng)的解決方案稱為物場(chǎng)分析。物場(chǎng)分析原理認(rèn)為，功能都由兩種物質(zhì)和一種場(chǎng)這三元素組成。它用三角形模式來解讀每個(gè)問題的功能，在此模型中下面兩個(gè)元素代表兩種物質(zhì)，用S表示；上面一個(gè)元素表示場(chǎng)，用F表示。場(chǎng)表示物質(zhì)之間相互作用。復(fù)雜的系統(tǒng)經(jīng)過分解，可運(yùn)用多個(gè)組合三角形模型表示。

一種物質(zhì)作用于另一種物質(zhì)便可以提供某種功能。功能可能有利，也可能有害；可能是完美的，也可能有不足之處。物場(chǎng)模型聚焦于功能分析，把功能做正確，在解決問題時(shí)提升系統(tǒng)理想度。通過三角形功能建模，能以圖示的方式表明功能形成過程中存在的問題。

4.4 科學(xué)效應(yīng)庫工具

效應(yīng)指應(yīng)用本領(lǐng)域，特別是其他領(lǐng)域的有關(guān)定律，解決設(shè)計(jì)中的問題。效應(yīng)是特定條件下，在技術(shù)系統(tǒng)中實(shí)施自然規(guī)律的結(jié)果，是場(chǎng)與物質(zhì)之間的互動(dòng)結(jié)果。效應(yīng)也能看作是一種功能，它是物質(zhì)、場(chǎng)或兩種的組合，將輸入作用轉(zhuǎn)變?yōu)樗璧妮敵鲎饔谩Ｍㄟ^選擇不同的效應(yīng)、物質(zhì)參數(shù)，可以控制效應(yīng)的轉(zhuǎn)換效果。

科學(xué)效應(yīng)庫是將物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、生物效應(yīng)和幾何效應(yīng)等集合起來組成一個(gè)知識(shí)庫。利用科學(xué)效應(yīng)庫有利于突破設(shè)計(jì)人員只是對(duì)其專業(yè)知識(shí)熟悉的局限性，發(fā)散思維從其他領(lǐng)域找問題的解?？茖W(xué)效應(yīng)庫解決問題的流程為：第一，分析待解決的問題，確定解決此問題能實(shí)現(xiàn)的功能；第二，根據(jù)功能確定與此功能相對(duì)應(yīng)的代碼；第三，確定與功能代碼相應(yīng)的科學(xué)效應(yīng)和現(xiàn)象；第四，查找優(yōu)選出來的每個(gè)科學(xué)效應(yīng)和現(xiàn)象的詳細(xì)解釋，并應(yīng)用于此問題的求解，形成解決方案。

4.5 ARIZ算法

ARIZ是一個(gè)分步解決問題的過程，每個(gè)步驟都有相適應(yīng)的工具。ARIZ由五個(gè)步驟構(gòu)成，分別是：定義問題；揭示系統(tǒng)矛盾；分析系統(tǒng)矛盾并形成“最小問題”；獵取資源；發(fā)展概念性解決方案。從流程上看ARIZ的工作內(nèi)容主要表現(xiàn)在了解問題和尋找資源方面，只是到了最后一步才轉(zhuǎn)到問題的解決方案上來。但在踐中，使用者隨時(shí)都可以發(fā)現(xiàn)解決問題的想法，尤其在了解問題階段，這些想法可以用來解決問題。

ARIZ適用于解決比較復(fù)雜的問題，它能夠幫助我們一步一步找到解決方案。這種方法涵蓋問題的面很廣，步驟多，比較有效，但是過程較長，不是一種快速解決問題的方法。ARIZ的作用主要體現(xiàn)在了解問題的性質(zhì)，并找到最好的資源，解決遇到的問題。ARIZ是TRIZ解決問題的主導(dǎo)程序，是一種非常強(qiáng)大和精準(zhǔn)的方法，能指引人們有序地工作，找到最佳的解決問題的方法。

5 結(jié)語

本文介紹了TRIZ理論發(fā)展及其理論體系，并對(duì)其解決問題的方法進(jìn)行研究，為后續(xù)TRIZ理論在各領(lǐng)域的應(yīng)用提供了參考。遇到問題時(shí)，可以用TRIZ理論去尋找具體的解決方案，TRIZ能使我們?cè)谟龅綇?fù)雜問題時(shí)保持清晰的思路。隨著遇到的問題越來越多，TRIZ理論方法也在不斷完善與發(fā)展，它需要不斷與新技術(shù)、新理論進(jìn)行結(jié)合才能夠適應(yīng)現(xiàn)代的需求。隨著研究的深入，TRIZ還可應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)管理等非技術(shù)領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

[1] 周勝生，丁雷，李超凡，等.基于TRIZ理論的創(chuàng)造

性輔助判斷法――“矛盾法”探析[J].科技管理研

究，2012，（9）.

[2] 檀潤華，王慶禹，苑彩云，等.發(fā)明問題解決理論：

TRIZ[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2001，（7）.

[3] 孫永偉.TRIZ：打開創(chuàng)新之門的金鑰匙[M].北京：

科學(xué)出版社，2015.

[4] 彭慧娟，成思源，李蘇洋，等.TRIZ的理論體系研

究綜述[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2013，（10）.

篇4

引言

文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)是一種在經(jīng)濟(jì)全球化背景下產(chǎn)生的以創(chuàng)造力為核心的新興產(chǎn)業(yè)。在國外，文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)已不再僅僅是一個(gè)理念，而是有著巨大經(jīng)濟(jì)效益的直接現(xiàn)實(shí)。從國際創(chuàng)意創(chuàng)業(yè)的發(fā)展來看，英國、美國、澳大利亞、韓國、丹麥、荷蘭、新加坡等國都是創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的典范國家，他們都有自己的發(fā)展特色，并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。本文通過對(duì)當(dāng)前文化創(chuàng)意的研究，致力于發(fā)展文化創(chuàng)意的產(chǎn)業(yè)鏈條，將文化創(chuàng)意這一創(chuàng)新方案形成一定的規(guī)模效應(yīng)。結(jié)合當(dāng)前我國創(chuàng)意文化的發(fā)展趨勢(shì)和我國悠久的歷史，豐富的文化資源為背景，利用TRIZ理論設(shè)計(jì)一套適合我國當(dāng)前現(xiàn)狀的文化創(chuàng)意發(fā)展方案。使其既能滿足國民對(duì)創(chuàng)意文化的基本要求，又能在設(shè)計(jì)自己的創(chuàng)意文化方案時(shí)提供幫助。

1 基于TRIZ理論的文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)結(jié)合技術(shù)研究

1.1 研究概述

通過調(diào)研當(dāng)代中國文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域，得知中國文化創(chuàng)新領(lǐng)域正處于劣勢(shì)，由于各種原因?qū)е率澜鐚?duì)中國文化仍存在認(rèn)識(shí)上的偏差，現(xiàn)在的中國，政治經(jīng)濟(jì)軍事上的強(qiáng)大是必然趨勢(shì)，但文化方面的發(fā)展著實(shí)令人擔(dān)憂。通過結(jié)合TRIZ理論的總結(jié)以及相關(guān)方法，使用九屏幕法（圖1）深入分析中國古代、近代以及當(dāng)代的文化特點(diǎn)，剖析其存在的優(yōu)勢(shì)。

由九屏幕圖分析是一個(gè)思維發(fā)散的過程，可以看出中國古代文化創(chuàng)意豐富多彩，例如包含漢字、四大發(fā)明、戲劇以及詩詞等，而近代現(xiàn)代中國文化創(chuàng)意有些匱乏，很少再有創(chuàng)新，這也說明中國的文化創(chuàng)意需要有所革新，以促進(jìn)文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

使用生命曲線（如圖2），從九屏幕也可指當(dāng)代中國文化創(chuàng)意產(chǎn)量基數(shù)小但又增長緩慢，可以得知當(dāng)下中國文化創(chuàng)新領(lǐng)域正處于成長期，具有較大的發(fā)展前景，這也為后期的研究奠定了理論基礎(chǔ)。

每個(gè)國家都有自己的文化，最重要的是有自己文化的特色，可以將文化創(chuàng)新，加以更廣闊的傳播。類似于TRIZ方法解決工程問題一樣，將一種或幾種創(chuàng)新方法用于解決文化創(chuàng)新領(lǐng)域的相關(guān)問題。首次將文化創(chuàng)新領(lǐng)域和TRIZ創(chuàng)新方法結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)對(duì)我國文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的模板化設(shè)計(jì)。

在理論研究的基礎(chǔ)上，使用計(jì)算機(jī)Web技術(shù)實(shí)現(xiàn)模板的智能化使用，實(shí)現(xiàn)文化創(chuàng)意領(lǐng)域的智能化分析。

1.2 實(shí)現(xiàn)智能分析

實(shí)現(xiàn)中國文化創(chuàng)新領(lǐng)域的智能化分析平臺(tái)（CCAP），使用分離原理，分成三個(gè)層次，其體系結(jié)構(gòu)如圖3所示

基礎(chǔ)層是CCAP的基礎(chǔ)，主要包含文化創(chuàng)意相關(guān)案例與TRIZ理論相關(guān)工具以及算法（如40個(gè)發(fā)明原理、技術(shù)矛盾和物理矛盾解決方法、物-場(chǎng)分析法以及ARIZ發(fā)明問題解決算法）等，該層為整個(gè)系統(tǒng)提供了理論依據(jù)，為后期軟件實(shí)現(xiàn)通過算法上的支持。

服務(wù)器層主要是App層的基礎(chǔ)層，為App層提供運(yùn)行的硬件環(huán)境，除硬件服務(wù)器外，該層還提供了軟件服務(wù)器，如使用tomcat以及WebLogic等，實(shí)際才開發(fā)過程中，由于CCAP并發(fā)量并不會(huì)太大，因此采用了開源的tomcat進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

篇5

0 引言

水是生命之本、萬物之源、生態(tài)之要。近年來，隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速推進(jìn)和全球氣候變化影響加劇，我國水安全呈現(xiàn)出新老問題交織的嚴(yán)峻形勢(shì)，水資源短缺、水災(zāi)害頻發(fā)、水生態(tài)損害、水環(huán)境污染等問題愈加凸顯，“節(jié)約水資源、保障水安全”，事關(guān)“四個(gè)全面”戰(zhàn)略布局，事關(guān)民族永續(xù)發(fā)展，事關(guān)國家長治久安。生活供水管道是將生活飲用水輸送到千家萬戶的重要工具，保障生活供水管道的安全可靠是保障水質(zhì)安全的重要環(huán)節(jié)，法蘭連接是管道連接的重要方式，通過技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)法蘭或法蘭連接閥門的快速更換，可以大幅度提高工作效率和安全系數(shù)，有效保障供水安全。

1.法蘭連接供水管道拆卸更換問題

將符合國家標(biāo)準(zhǔn)《GB5749-2006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的生活飲用水從水廠輸送到千家萬戶，需要經(jīng)過生活供水管道，管道短則幾公里，長則上百、上千公里，其中輸送管道需要用法蘭連接，法蘭連接就是把兩個(gè)管道、管件或器材，先各自固定在一個(gè)法蘭盤上，然后在兩個(gè)法蘭盤之間加上法蘭墊，最后用螺栓將兩個(gè)法蘭盤拉緊使其緊密結(jié)合起來的一種可拆卸的接頭。

目前，在生活供水管道法蘭更換，特別是用法蘭連接的閥門檢修更換時(shí)，由于受到管道自重和工藝誤差，以及年久腐蝕結(jié)垢，使管道的法蘭發(fā)生位移、間隙減小，更換閥門時(shí)不易拆裝，操作員工只能用大榔頭、撬杠等工具拆卸，操作時(shí)間長、效率低下、容易傷人。

2.TRIZ體系

創(chuàng)新的關(guān)鍵是解決發(fā)明問題。而TRIZ就是創(chuàng)新方法進(jìn)化到高級(jí)階段的產(chǎn)物，是專門解決發(fā)明問題的理論。TRIZ包含用于問題分析的分析工具、用于系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的基于知識(shí)的工具和理論基礎(chǔ)。

TRIZ的理論基礎(chǔ)就是技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化模式，這些模式包含用于工程系統(tǒng)進(jìn)化的基本規(guī)律。

TRIZ分析工具包括：沖突分析、物質(zhì)-場(chǎng)分析、功能分析和ARIZ算法。這些工具用于問題模型的建立、分析與轉(zhuǎn)換。

TRIZ基于知識(shí)的工具包括：40條發(fā)明原理、76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解和效應(yīng)數(shù)據(jù)庫?；谥R(shí)的工具與分析工具的不同之處在于：基于知識(shí)的工具指出解決問題的過程系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的方式，而分析工具用于改變問題的描述。

3. 應(yīng)用TRIZ創(chuàng)新理論解決法蘭連接供水管道閥門拆卸更換的問題

3.1 問題分析

根據(jù)TRIZ創(chuàng)新理論中的分析工具問題進(jìn)行深入分析，找到問題產(chǎn)生的根本原因，確定問題區(qū)域，根據(jù)實(shí)際情況運(yùn)用分析工具進(jìn)行分析，然后選擇合適的創(chuàng)新工具進(jìn)行解題，得到建議方案，最后綜合分析得到最優(yōu)方案。

3.1.1 首先結(jié)合實(shí)際問題進(jìn)行功能分析，建立功能模型如下（見圖1）：

人是超系統(tǒng)，人操作工具，表現(xiàn)為不足作用；

工具是元件，工具拆卸螺母、螺栓，表現(xiàn)為不足作用；同時(shí)工具對(duì)螺母、螺栓進(jìn)行敲擊，會(huì)造成螺母、螺栓的磨損或變形，是一種有害作用；

螺母、螺栓是元件，螺母螺栓連接法蘭，是一種有用作用；

環(huán)境是超系統(tǒng)，環(huán)境中存在空氣、水及各種物質(zhì)會(huì)對(duì)法蘭、螺母、螺栓進(jìn)行腐蝕，是一種有害作用。

3.1.2 沖突區(qū)域確定：依據(jù)根本原因和其相關(guān)問題元件及屬性，最終確定問題區(qū)域，即問題關(guān)鍵所在。

問題關(guān)鍵點(diǎn)1：工具對(duì)于法蘭拆卸的作用力不足。

問題關(guān)鍵點(diǎn)2：環(huán)境因素造成螺母、螺栓腐蝕生銹。

問題關(guān)鍵點(diǎn)3：平時(shí)拆裝磨損導(dǎo)致螺母、螺栓變形。

3.1.3 理想解分析：（理想解分為最終理想解和次理想解，可以分別來確定。）

理想解：螺母、螺栓永遠(yuǎn)不生銹。

次理想解：螺母、螺栓即使生銹也能容易拆卸。

3.2 問題解決

應(yīng)用TRIZ工具，得到所有創(chuàng)新解，并確立最終解。

3.2.1 沖突解決理論

物理沖突解決過程

①?zèng)_突描述：為了擰緊法蘭使密封性好希望作用力大，但又為了在拆卸更換時(shí)方便，

希望作用力要小，即，作用力既要大又要小。

②選用4條分離原理當(dāng)中的時(shí)間分離原理，依據(jù)No.10預(yù)操作發(fā)明原理“在操作開始前，使物體局部或全部產(chǎn)生所需的變化”，得到如下解決方案： 在拆卸法蘭連接閥門過程中，加入一種法蘭脹開器，在雙螺紋螺母的帶動(dòng)下使左、右螺柱向兩邊位移，帶動(dòng)法蘭片向兩邊移動(dòng)，解決了法蘭拆卸不易的問題，從而實(shí)現(xiàn)了法蘭或法蘭連接閥門的快速更換。

3.2.2 物質(zhì)―場(chǎng)分析

① 建立問題的物質(zhì)-場(chǎng)模型

② 根據(jù)所建問題的物質(zhì)-場(chǎng)模型，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)解解決流程，確定問題的通解。

根據(jù)規(guī)則4：消除有害的、多余的、不需要的物質(zhì)或場(chǎng)的最有效方法是引入第三種物質(zhì)元件（S3）。

③ 依據(jù)選定的標(biāo)準(zhǔn)解，得到問題的解決方案；

方案一：依據(jù)1.1.2（No.2）標(biāo)準(zhǔn)解，得到問題的解如下： 組成合金，以改變鐵內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu).把鉻、鎳等金屬加入普通鋼里制成不銹鋼，就大大地增加了鋼鐵制品的抗生銹能力。

篇6

TRIZ理論成功地揭示了創(chuàng)造發(fā)明的內(nèi)在規(guī)律和原理，著力于澄清和強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)中存在的矛盾，其目標(biāo)是完全解決矛盾，獲得最終的理想解。實(shí)踐證明，運(yùn)用TRIZ理論，可加快人們創(chuàng)造發(fā)明的進(jìn)程，而且能得到高質(zhì)量的創(chuàng)新產(chǎn)品[1]。

如圖1所示，TRIZ工程問題解決的流程為將待解決的工程問題的分析過程，轉(zhuǎn)化為TRIZ的問題模型，然后應(yīng)用TRIZ解決問題模型，提出解決方法，并將解決方案落實(shí)到實(shí)際問題中。本文以解決鑄型刮砂成型過程中型砂坍塌問題為例，討論TRIZ理論在解決工程問題中的應(yīng)用。

1 問題描述

大型鑄鋼件表面缺陷通常采用磁粉濕法探傷，為保證噴灑至鑄件表面的磁懸液基底中磁粉粒子同時(shí)具有良好的流動(dòng)性和顯像效果，配制及取用的磁懸液需要適宜的濃度。磁懸液攪拌設(shè)備采用機(jī)械攪拌的方式使磁粉能夠均勻分散在水基載體中，但由于磁粉粒子因自身重力而下沉，且液體中各處的攪拌強(qiáng)度不同，導(dǎo)致同一桶中不同深度處或是不同部位處抽取的磁懸液濃度差異較大，影響磁粉探傷檢測(cè)準(zhǔn)確性。如何保證磁懸液濃度的均勻性，成為當(dāng)務(wù)之急。

2 問題分析

2.1功能分析

為實(shí)現(xiàn)磁懸液的攪拌均勻，使用磁粉攪拌設(shè)備拌，該設(shè)備由攪拌機(jī)構(gòu)（電機(jī)、傳動(dòng)軸、葉片）、配液桶、水、磁粉、稱量桶等部件組成，如圖2所示。將磁粉和水按規(guī)定的比例分別加入攪拌桶中，通過攪拌機(jī)構(gòu)將其充分?jǐn)嚢韬?，使用梨形瓶采樣測(cè)定濃度，若在濃度范圍內(nèi)即可使用，否則需要對(duì)磁粉或水基載體進(jìn)行調(diào)整。

該磁懸液攪拌系統(tǒng)的作用對(duì)象是磁懸液，各組件之間的相互關(guān)系以及作用為：電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)攪拌葉片，攪拌葉片攪拌磁懸液，液料桶容納磁懸液，液料桶支撐電動(dòng)機(jī)，梨形瓶稱量磁粉。超系統(tǒng)組件與系統(tǒng)組件的相互關(guān)系與作用為：空氣（環(huán)境）改變磁懸液溫度，噴壺盛裝磁懸液，磁懸液噴灑在鑄件上，磁場(chǎng)磁化磁懸液，相互作用如圖3所示。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于電機(jī)對(duì)傳動(dòng)軸固定不穩(wěn)定，導(dǎo)致傳動(dòng)軸在旋轉(zhuǎn)的過程中擺動(dòng)幅度大，葉片容易撞擊到桶壁，造成葉片的損壞。另外由于葉片對(duì)液料的攪拌強(qiáng)度不足，導(dǎo)致液料不均勻。

2.2因果分析

磁懸液攪拌過程中，磁懸液不均勻的原因可使用圖4所示的因果鏈分析，由于攪拌強(qiáng)度的不足，導(dǎo)致磁粉不均勻，究其根本原因有兩點(diǎn)：其一是電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸太長，導(dǎo)致攪拌葉片水平擺動(dòng)幅度大，降低攪拌葉片的速度，從而提供的攪拌力不足；其二是攪拌葉片數(shù)量太少。

3 問題解決

3.1技術(shù)矛盾

所謂技術(shù)矛盾是指用已知的原理和方法改進(jìn)系統(tǒng)某部分或某些參數(shù)時(shí)，不可避免地出現(xiàn)系統(tǒng)的其它部分或參數(shù)變壞的現(xiàn)象[2]。例如：質(zhì)量和強(qiáng)度、汽車的速度和燃料耗費(fèi)等等。

A1tshuller 通過對(duì)大量發(fā)明專利的研究，抽象出39 項(xiàng)產(chǎn)生系統(tǒng)矛盾對(duì)立的典型技術(shù)特性，又在此基礎(chǔ)上給出了40 個(gè)發(fā)明創(chuàng)造原理[2]，提示設(shè)計(jì)者最有可能解決問題的方法，成為解決技術(shù)矛盾的關(guān)鍵。

在本文研究的問題中，針對(duì)根本原因“攪拌葉片數(shù)量少”，采取增加攪拌葉片的數(shù)量，如圖5，從而提出技術(shù)矛盾如下。

技術(shù)矛盾1：增加攪拌葉片數(shù)量，葉片攪拌磁懸液的力就會(huì)增加，磁粉濃度均勻性提升，但是攪拌葉片的擺動(dòng)幅度就會(huì)更大，容易損壞攪拌葉片和液料桶；

技術(shù)矛盾2：不增加攪拌葉片數(shù)量，攪拌葉片的擺動(dòng)幅度就會(huì)不變大，也不會(huì)更容易損壞攪拌葉片和液料桶，但是葉片攪拌磁懸液的力就不會(huì)增加，磁粉濃度均勻性差。

從以上技術(shù)矛盾中找到改善的技術(shù)參數(shù)是10“力”，惡化的技術(shù)參數(shù)是31“物體產(chǎn)生的有害因素”。為了解決這一矛盾，對(duì)照阿奇舒勒矛盾矩陣[1]，提供了4種發(fā)明原理，分別為3“局部質(zhì)量原理”、13“反向作用原理”、24“借助中介物原理”、36“相變?cè)怼?。通過對(duì)這些原理的比較，從發(fā)明原理3中提出概念方案1：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸下方增加限位工裝，減少攪拌葉片水平方向的擺動(dòng)，增加垂直方向的攪拌葉片；概念方案2：配料桶中不加磁粉，在配料桶出口處增加磁粉加入裝置，取樣的過程中，利用水的流動(dòng)攪拌磁粉，達(dá)到均勻的目的；從發(fā)明原理13中提出概念方案3：電動(dòng)機(jī)安裝在配料桶下方，在液料桶底部增加攪拌葉片數(shù)量；概念方案4：電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)配料桶旋轉(zhuǎn)，攪拌葉片不旋轉(zhuǎn)，增加攪拌葉片數(shù)量；從發(fā)明原理24中提出概念方案5：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸下方增加限位工裝，減少攪拌葉片水平方向的擺動(dòng)，并且增加攪拌葉片數(shù)量。

3.2物理矛盾

在一個(gè)系統(tǒng)中，任何問題均可以嘗試運(yùn)用物理矛盾進(jìn)行分析和解決，基于物理矛盾和技術(shù)矛盾的密切關(guān)系，可以從技術(shù)矛盾中提煉物理矛盾，從另外角度思考解決方案。本文研究的問題中，針對(duì)根本原因“攪拌葉片數(shù)量少”，提出物理矛盾如下：

物理矛盾1：為了滿足磁懸液攪拌充分，攪拌葉片的數(shù)量要多；

物理矛盾2：為了滿足攪拌系統(tǒng)的水平擺動(dòng)小，攪拌葉片的數(shù)量要少。

本文針對(duì)攪拌葉片的數(shù)量，提出了相反要求的物理矛盾，基于“空間分離原理”提出概念方案6：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸下方攪拌葉片尺寸大，上部攪拌葉片尺寸??；概念方案7：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸下方攪拌葉片密度大，上部攪拌葉片密度小。

3.3剪裁

剪裁是一種現(xiàn)代TRIZ理論分析問題的工具，是指將一個(gè)或一個(gè)以上的組件去掉，而將其所執(zhí)行的有用功能利用系統(tǒng)或超系統(tǒng)中的剩余組件來替代的方法[3]。

在本文研究的問題中，功能模型如圖3，電機(jī)對(duì)傳動(dòng)軸固定不穩(wěn)定，葉片對(duì)液料的攪拌強(qiáng)度不足，導(dǎo)致磁懸液濃度不均勻。利用剪裁的思路，提出概念方案8：剪裁掉攪拌葉片、傳動(dòng)軸、電動(dòng)機(jī)等，改用氣動(dòng)攪拌的方式攪拌磁懸液；概念方案9：剪裁掉攪拌葉片、傳動(dòng)軸、電動(dòng)機(jī)等，液料桶旋轉(zhuǎn)90°，使其自己轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)攪拌均勻；概念方案10：剪裁掉攪拌葉片、傳動(dòng)軸、電動(dòng)機(jī)、液料桶等，使用小噴壺替代電動(dòng)機(jī)攪拌系統(tǒng)，每次使用前，小壺加入定量的磁粉和水，使用手動(dòng)搖晃促使磁懸液均勻。

3.4物場(chǎng)模型

物場(chǎng)模型是TRIZ對(duì)與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相關(guān)問題建立模型的工具，是技術(shù)系統(tǒng)中最小的單元，由兩個(gè)元素以及兩個(gè)元素間傳遞的能量組成，執(zhí)行一個(gè)功能。Altshuller把功能定義為兩個(gè)物質(zhì)（元素）與作用于它們中的場(chǎng)（能量）之間的交互作用，也就是物質(zhì)S2 通過能量F 作用于物質(zhì)S1產(chǎn)生的輸出（功能）[4]，如圖6 所示。

物場(chǎng)模型在解決效應(yīng)不足的問題時(shí)，提供的一般解法有3種：1）增加另外一個(gè)場(chǎng)F2（或者F2和S3一起）替代原來的場(chǎng)F1（或者F1及S2）；2）增加另外一個(gè)場(chǎng)F2來強(qiáng)化有用的效應(yīng)；3）一個(gè)物質(zhì)S3并加上另一個(gè)場(chǎng)F2來提高有用效應(yīng)[1]。

在本文研究的問題中，針對(duì)攪拌葉片S2對(duì)磁懸液S1的攪拌作用不充分，導(dǎo)致磁粉在液料中濃度不均勻、刮板對(duì)樹脂砂的作用不充分，利用物場(chǎng)模型進(jìn)行分析，建立物場(chǎng)模型如圖7所示，攪拌葉片通過機(jī)械場(chǎng)對(duì)磁懸液有攪拌的作用，但是此作用不充分，屬于效應(yīng)不足的完成模型，應(yīng)用物場(chǎng)模型-標(biāo)準(zhǔn)解2.2.5構(gòu)造場(chǎng)，利用異質(zhì)的或可調(diào)的有組織結(jié)構(gòu)的場(chǎng)代替同質(zhì)的或非組織結(jié)構(gòu)的場(chǎng)來增強(qiáng)物場(chǎng)模型，提出概念方案11：用壓縮空氣通入的方法，增強(qiáng)磁懸液的攪拌效果，將壓縮空氣管從液料桶底部接入，并且通過葉輪的攪動(dòng)促進(jìn)磁懸液的混合；概念方法12：選取一種可控性好的攪拌裝置，例如磁場(chǎng)攪拌代替機(jī)械攪拌的方法，能更加充分的使磁粉和液料混合均勻。

3.5方案評(píng)價(jià)

從消除矛盾、產(chǎn)生新的危害、投入成本、復(fù)雜性以及可行性5個(gè)方面，按照0/1/2三個(gè)等級(jí)，分值越大代表越有利于消除矛盾，產(chǎn)生的新危害越小，投入的成本越低，系統(tǒng)越簡單，可行性越高，對(duì)以上解決方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)5種解決方案進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序。如表1所示，得分最高的方案8為優(yōu)選方案，其次是方案11、方案5、方案1、方案9。

采用概念方案5，設(shè)置如圖8氣動(dòng)攪拌裝置，包括電機(jī)1、鼓風(fēng)機(jī)2、氣壓表3、進(jìn)氣軟管4、P旋型進(jìn)氣管5、攪拌桶6、蓄水池7、抽水泵8、進(jìn)水閥門9、進(jìn)水管10、出水閥門11、出水管12、進(jìn)料口13、水位刻度表14，對(duì)磁懸液配料系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)攪拌替代目前電動(dòng)攪拌系統(tǒng)，解決了磁懸液濃度不均勻的問題。

4 結(jié)論

本文通過應(yīng)用TRIZ基本理論，結(jié)合磁懸液配料系統(tǒng)攪拌不均勻的問題，探討了如何利用TRIZ分析工具分析實(shí)際問題，并且轉(zhuǎn)化成TRIZ問題模型，然后利用TRIZ工具解決問題，對(duì)此問題提出解決方案，最后通過各方案的評(píng)價(jià)篩選出最優(yōu)的解決方案。

責(zé)編/劉紅偉

參考文獻(xiàn)

[1] 曹福全.創(chuàng)新思維與方法概論――TRIZ理論與應(yīng)用 [M]. 黑龍江教育出版社.2009.

篇7

近年來，高職院校在教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)保障上力求提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，但總體狀況還是不能盡如人意，畢業(yè)生的創(chuàng)新能力與用人單位的要求還存在一定的差距。對(duì)高職院校學(xué)生而言，主要存在兩點(diǎn)不足：一是創(chuàng)新意識(shí)差。高職學(xué)生習(xí)慣于在教師指導(dǎo)下按部就班地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，缺少獨(dú)立思考和自主學(xué)習(xí)的過程，創(chuàng)新欲望和創(chuàng)新勇氣都很缺乏。二是創(chuàng)新能力弱。造成這種結(jié)果的原因有很多，關(guān)鍵有三點(diǎn)：（1）教學(xué)模式落后。傳統(tǒng)的教學(xué)過程只注重知識(shí)傳授，對(duì)學(xué)生技能的培養(yǎng)和創(chuàng)新思維的訓(xùn)練遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前，我院倡導(dǎo)的以工作過程系統(tǒng)化為主的項(xiàng)目化教學(xué)法，既強(qiáng)化學(xué)生的技能訓(xùn)練水平，又訓(xùn)練學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力及創(chuàng)新能力。但學(xué)生的創(chuàng)新思維及創(chuàng)新能力還有很大的提升和發(fā)展空間。（2）創(chuàng)新型教學(xué)隊(duì)伍不成熟。教師大部分是從學(xué)科體系下培養(yǎng)出來的，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面經(jīng)驗(yàn)不足。盡管一些碩士、博士具備創(chuàng)新實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，但將創(chuàng)新實(shí)踐內(nèi)化為教學(xué)實(shí)踐訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維，還是有一定的難度。具有企業(yè)工程背景的教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，教學(xué)能力卻不足。（3）對(duì)創(chuàng)新教育重視程度不夠。院系各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及教師對(duì)創(chuàng)新教育還僅停留在理念的理解上，還沒有真正落實(shí)到人才培養(yǎng)方案和相關(guān)配套政策和制度中。

培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑

為了提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，我們可以從許多途徑開展工作。而且，課堂教學(xué)創(chuàng)新永遠(yuǎn)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的主要渠道。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)多啟迪學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，注重培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。但是，這種層面上的教育過程，并不能讓學(xué)生深層次理解創(chuàng)新的技法及創(chuàng)新的規(guī)律。triz理論在科技界盛行，為創(chuàng)新教育領(lǐng)域注入了新鮮的活力，提供了有力的工具和系統(tǒng)的方法。

前蘇聯(lián)發(fā)明家阿奇舒勒創(chuàng)立了“發(fā)明問題解決理論”—— triz（theory of inventive problem solving）理論。此理論是從250萬份專利中仔細(xì)研究、尋找規(guī)律、總結(jié)分析而得出。許多技術(shù)問題可以利用其他領(lǐng)域或相似問題的原理和方法得到解決，也就是發(fā)明創(chuàng)造是有規(guī)律可尋和有法可依的。

triz的經(jīng)典理論體系主要包括有8個(gè)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則、最終理想解、39個(gè)通用工程參數(shù)與矛盾矩陣、40個(gè)發(fā)明原理、物理矛盾與分離原理、物場(chǎng)模型分析、發(fā)明問題的76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解、ariz創(chuàng)新問題解決算法、科學(xué)與技術(shù)效應(yīng)庫等等。其中，8大技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則揭示了一項(xiàng)技術(shù)或某一產(chǎn)品如何遵循規(guī)律在歷史中發(fā)展和演變的，為技術(shù)創(chuàng)新指明了努力方向。最終理想解則通過拋棄客觀條件，以理想化定義問題的最終理想解，保證在解決問題的過程中不偏離目標(biāo)。最終理想解應(yīng)該是有用功能最大化，有害功能最小化，而不是用傳統(tǒng)的折中法去解決問題。40個(gè)發(fā)明原理則是阿奇舒勒總結(jié)專利的精華部分，也是triz理論應(yīng)用最普遍的部分。發(fā)明創(chuàng)造的過程在某種意義上說就是解決矛盾的過程。物理矛盾是指系統(tǒng)中某一參數(shù)既要求向正方向運(yùn)動(dòng)，又要向反方向發(fā)展。如飛機(jī)的體積既要大，保證容納旅客數(shù)增加；同時(shí)飛機(jī)的體積又不希望大，會(huì)有成本問題和動(dòng)力問題等。這就是很簡單的物理矛盾。物理矛盾的解決通常采用四大分離原理，即空間分離、時(shí)間分離、條件分離、整體與部分分離。39個(gè)通用工程參數(shù)一般是物理、幾何和技術(shù)性能的參數(shù)。技術(shù)矛盾就是由系統(tǒng)中兩個(gè)因素相互制約和相互促進(jìn)。阿奇舒勒將工程參數(shù)作了橫向—縱向排列，橫向表示惡化參數(shù)，縱向表示改善參數(shù)，縱橫交錯(cuò)的方格表示建議使用發(fā)明原理的序號(hào)。其他的理論，不再作逐一分析和解釋。理論體系之間密切聯(lián)系，環(huán)環(huán)相扣，共同構(gòu)成了一個(gè)完整細(xì)致的理論體系，并成為技術(shù)人員解決創(chuàng)新問題的重要方法論。

triz理論的核心思想主要包括三個(gè)方面：第一，無論是一個(gè)簡單的產(chǎn)品還是復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，其核心技術(shù)的發(fā)展都是遵循客觀規(guī)律發(fā)展演變的，即具有客觀的進(jìn)化規(guī)律和模式；第二，各種技術(shù)難題和矛盾的不斷解決是推動(dòng)這種進(jìn)化過程的動(dòng)力；第三，技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展的理想狀態(tài)是用最少的資源實(shí)現(xiàn)最大效益的功能。這樣的思想指導(dǎo)了許多發(fā)明創(chuàng)造的誕生，推動(dòng)了人類社會(huì)的飛速發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步。

triz理論與高職院校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)相結(jié)合的實(shí)踐

筆者認(rèn)為，triz理論與高等職業(yè)教育的結(jié)合點(diǎn)主要在“教”和“學(xué)”兩個(gè)方面。

“教”具有雙層含義，既是指“教師”，又是指“教學(xué)過程”。教師作為施教者，需要培養(yǎng)自身的創(chuàng)新能力，深入學(xué)習(xí)理解triz理論，掌握創(chuàng)新技法；教學(xué)過程是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的第一陣地，直接決定了學(xué)生獨(dú)立思考、創(chuàng)新實(shí)踐的程度。triz理論在高職院校中怎樣成為一個(gè)重要課題。目前，一般以專業(yè)課滲透triz理念，選修課和社團(tuán)課系統(tǒng)學(xué)習(xí)triz方法論。

“學(xué)”同樣也有兩個(gè)意思，既指“學(xué)生”又指“學(xué)習(xí)過程”。學(xué)生作為受教者，接受各項(xiàng)專業(yè)知識(shí)、技能的同時(shí)，需要發(fā)散思維，甚至需要“異想天開”。同時(shí)，系統(tǒng)學(xué)習(xí)triz理論時(shí)，更應(yīng)耐心品味，尋找現(xiàn)實(shí)生活中的事例。學(xué)習(xí)過程不僅僅局限在課堂中，更包括課外學(xué)生的“自主學(xué)習(xí)”及“自主實(shí)踐”。唯有如此，學(xué)生才能既在創(chuàng)新思維上得到訓(xùn)練，又在創(chuàng)新方法上得到提高。

下面以我院的高職創(chuàng)新型人才培養(yǎng)工作為例，談?wù)劸唧w的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

篇8

二十一世紀(jì)全世界范圍內(nèi)機(jī)械產(chǎn)品激烈競(jìng)爭(zhēng)，各個(gè)國家都很重視如何提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平，增強(qiáng)其競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。而產(chǎn)品設(shè)計(jì)最主要的目標(biāo)就是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新，滿足消費(fèi)者的需要并且占據(jù)市場(chǎng)更重要的位置，所以，要想增強(qiáng)機(jī)械產(chǎn)品自身的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，最根本的途徑就是重視創(chuàng)新設(shè)計(jì)。創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論又叫做TRIZ理論，是設(shè)計(jì)的核心理論，目前已經(jīng)在機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用，可以提現(xiàn)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。1946年，前蘇聯(lián)G.S.Altshuller創(chuàng)立了TRIZ理論，指的是發(fā)明問題的解決理論。以這個(gè)理論為基礎(chǔ)，軍事工業(yè)得到了很大的發(fā)展。二十世紀(jì)九十年代開始流入美歐，在某些企業(yè)當(dāng)中開始應(yīng)用并且推廣，取得了很多發(fā)明專利，隨之也產(chǎn)生了經(jīng)濟(jì)效益，當(dāng)很多國家興起了TRIZ理論研究和推廣的熱潮。1998年之后，TRIZ理論開始在中國出現(xiàn)，不少科研機(jī)構(gòu)把TRIZ理論作為技術(shù)創(chuàng)新的首選，積極的進(jìn)行探索。這篇論文主要是探討TRIZ理論主要內(nèi)容以及在機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

1.TRIZ理論基本內(nèi)容概述

TRIZ理論的觀點(diǎn)是，發(fā)明問題的關(guān)鍵是解決沖突，而解決沖突需要遵守相關(guān)的原則：對(duì)系統(tǒng)的某個(gè)零部件或者性能進(jìn)行改進(jìn)時(shí)，不可以影響到系統(tǒng)或者相鄰的其他零部件以及性能。沖突主要包括技術(shù)沖突和物理沖突，物理沖突指的是如果對(duì)一子系統(tǒng)出現(xiàn)相反的要求時(shí)所出現(xiàn)的沖突，系統(tǒng)的某個(gè)部分同一時(shí)間出現(xiàn)兩種相反的狀態(tài)，主要是由一個(gè)參數(shù)造成的。技術(shù)沖突的含義是系統(tǒng)的某個(gè)部分性能增強(qiáng)造成了有害以及有用兩種結(jié)果，也可以理解為有益作用被引入或者有害作用被消除，造成其他的一個(gè)或者幾個(gè)子系統(tǒng)性能降低，這種問題主要是由兩個(gè)參數(shù)造成的。

G.S.Altshuller在理論當(dāng)中提出了四十條沖突解決原理，也就是發(fā)明原理以及沖突解決矩陣的含義，各種領(lǐng)域的相互沖突的特性通過高度的概括，抽象成為三十九個(gè)技術(shù)特性參數(shù)（也叫做通用工程參數(shù)），矩陣中的行代表沖突惡化的參數(shù)，列代表沖突改善的參數(shù)。針對(duì)技術(shù)沖突，可以以沖突矩陣為基礎(chǔ)，找到對(duì)應(yīng)的發(fā)明原理，從而找到解決問題的辦法；針對(duì)物理沖突，通常利用分離原理了可以找到解決辦法，發(fā)明原理和分離原理之間具有一定的關(guān)系，一條分離原理，可以對(duì)應(yīng)很多條發(fā)明原理。

2.TRIZ理論在機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中應(yīng)用

2.1.TRIZ理論在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)中應(yīng)用的步驟程序

將TRIZ理論應(yīng)用到機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)當(dāng)中，主要的步驟是：對(duì)機(jī)械系統(tǒng)問題進(jìn)行分析，明確關(guān)鍵的技術(shù)功能，找到造成系統(tǒng)中問題的參數(shù)，對(duì)沖突的類型進(jìn)行判斷。如果系統(tǒng)中的問題主要是由一個(gè)參數(shù)造成的，屬于物理沖突；如果是由兩個(gè)參數(shù)造成的，屬于技術(shù)沖突。可以通過分離原理解決物理沖突，對(duì)分離方法進(jìn)行確定，包括時(shí)間分離、空間分離、整體和部分的分離、基于條件的分離，根據(jù)實(shí)際的分離原理和解決沖突的發(fā)明原理的對(duì)應(yīng)關(guān)系，找到解決問題的辦法。技術(shù)沖突，第一步要確定惡化技術(shù)特性參數(shù)和改善技術(shù)特性參數(shù)，再以沖突矩陣為基礎(chǔ)，找出對(duì)應(yīng)的發(fā)明原理，從而找出解決問題的辦法。最后，把推薦的對(duì)應(yīng)的發(fā)明原理應(yīng)用的具體的問題上，對(duì)每一個(gè)原理在具體問題上的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用進(jìn)行探討。

2.2.呆扳手的創(chuàng)新設(shè)計(jì)案例

設(shè)計(jì)初期的呆扳手在松開或者擰緊六角螺母或者螺栓時(shí)，因?yàn)槁菽富蛘呗菟ㄊ芰c(diǎn)在兩條棱邊，很容易變形，因此無論是松開還是擰緊都比較困難。而新的設(shè)計(jì)需要避免原來設(shè)計(jì)當(dāng)中的缺陷。后來美國一項(xiàng)以沖突矩陣為基礎(chǔ)的專利解決了這個(gè)問題。這個(gè)專利是從三十九個(gè)通用工程參數(shù)當(dāng)中選擇一對(duì)特性參數(shù)：1）提高質(zhì)量的參數(shù)：物體所產(chǎn)生的有害因素，可以對(duì)螺母或者螺栓減少磨損。2）可以造成負(fù)面影響的參數(shù)：制造精度，全新的改進(jìn)有可能造成制造的困難。然后把上面的兩個(gè)參數(shù)代進(jìn)沖突矩陣，可以得到下面四條發(fā)明理論，即是：維數(shù)變化、小對(duì)稱、拋棄與復(fù)制、修復(fù)。通過分析維數(shù)變化以及小對(duì)稱這兩條發(fā)明原理可知，經(jīng)過創(chuàng)新的呆扳手工作面的某些點(diǎn)可以和螺母或者螺栓的側(cè)面相接觸，而不僅僅是接觸棱邊，因此解決了這個(gè)問題。

通過這個(gè)實(shí)例可以說明，機(jī)械產(chǎn)品的某些參數(shù)或者特性進(jìn)行改進(jìn)之后會(huì)造成其他參數(shù)和特性的惡化，可以通過沖突矩陣來解決這種技術(shù)沖突，這說明在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)用TRIZ理論時(shí)具有價(jià)值的。

2.3.某飛機(jī)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)引擎罩的創(chuàng)新設(shè)計(jì)案例

某飛機(jī)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)引擎罩在設(shè)計(jì)時(shí)，表現(xiàn)出來的技術(shù)沖突是：一方面希望發(fā)動(dòng)機(jī)可以吸入較多的空氣，另一方面又希望發(fā)動(dòng)機(jī)罩和地面之間的距離可以不減少。把它轉(zhuǎn)化為物理沖突：應(yīng)該將發(fā)動(dòng)機(jī)罩的直徑加大，這樣有利于吸入空氣，但是直徑又不宜過大，避免機(jī)罩和路面的距離減少。

這個(gè)物理沖突可以用空間分離原理進(jìn)行解決?？臻g分離所對(duì)應(yīng)的發(fā)明原理當(dāng)中有No.4不對(duì)稱原理。根據(jù)這個(gè)原理，可以把原來的對(duì)稱設(shè)計(jì)變更為不對(duì)稱的設(shè)計(jì)。如下圖所示。

圖1：發(fā)動(dòng)機(jī)罩改進(jìn)設(shè)計(jì)方案示意圖

篇9

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.179

1 TRIZ概述

TRIZ是俄文中發(fā)明問題解決理論的詞頭，該理論是前蘇聯(lián)科學(xué)家Altshuller及其領(lǐng)導(dǎo)的一批研究人員，自1946年開始，在分析研究世界各國250多萬件專利的基礎(chǔ)上提出的發(fā)明問題解決理論。經(jīng)過多年的發(fā)展，TRIZ已成為技術(shù)問題或發(fā)明問題解決的強(qiáng)有力方法學(xué)和一種較完善的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論。TRIZ的來源及主要技術(shù)工具如下圖1所示。

2 發(fā)明等級(jí)

TRIZ將世界上各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)明創(chuàng)新劃分出了五個(gè)等級(jí)，各等級(jí)描述如表1所示[1]。TRIZ理論認(rèn)為，絕大多數(shù)專利屬于第1-3級(jí)，而真正推動(dòng)技術(shù)文明進(jìn)步的發(fā)明是屬于目前國外有少數(shù)學(xué)者提出將TRIZ理論中的發(fā)明等級(jí)理論應(yīng)用于創(chuàng)造性的判斷，如Steve Hickman直接將TRIZ發(fā)明等級(jí)理論與現(xiàn)有的KSR、USPTO、EPO和JPO的審查標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對(duì)比，認(rèn)為USPTO和JPO的審查標(biāo)準(zhǔn)大體承認(rèn)第3-5級(jí)發(fā)明的創(chuàng)造性，而第1-2級(jí)的發(fā)明則被認(rèn)為無創(chuàng)造性[2]。

國內(nèi)有專利人提出利用發(fā)明等級(jí)理論來指導(dǎo)專利申請(qǐng)的策略。王秀奎[3]認(rèn)為，TRIZ理論對(duì)發(fā)明創(chuàng)新的等級(jí)劃分實(shí)際上反映了該發(fā)明創(chuàng)新的難易程度，該等級(jí)劃分體現(xiàn)在專利的新穎性和創(chuàng)造性的高低區(qū)別，隨著發(fā)明等級(jí)的上升，專利的新穎性和創(chuàng)造性由較低層次逐步上升為最高層次。具體地，在大概確發(fā)明等級(jí)之后，人可以根據(jù)其等級(jí)采取不同的撰寫策略，如當(dāng)?shù)燃?jí)為第4級(jí)或第5級(jí)時(shí)，可選擇“功能性限定”的方式來限定較寬的保護(hù)范圍，并盡量多地列舉實(shí)施例來支持；若為第1級(jí)時(shí)，該文認(rèn)為此類創(chuàng)新難以獲得發(fā)明專利授權(quán)，可采用主動(dòng)放棄申請(qǐng)或者防御型公開技術(shù)內(nèi)容方式；而對(duì)于第2級(jí)，考慮對(duì)核心技術(shù)進(jìn)行專利部署，第3級(jí)則重點(diǎn)部署核心專利，同時(shí)根據(jù)需要向其他產(chǎn)品/領(lǐng)域擴(kuò)展。筆者認(rèn)為，從審查員的角度來看，發(fā)明等級(jí)在實(shí)質(zhì)審查過程中可以起到以下作用。（1）指導(dǎo)檢索。針對(duì)等級(jí)較低的發(fā)明，預(yù)期能夠檢索到比較合適的對(duì)比文件來評(píng)述該發(fā)明的三性問題，但如果經(jīng)過一段時(shí)間的檢索仍未檢索到合適的對(duì)比文件，則此時(shí)需要仔細(xì)考慮分類號(hào)的擴(kuò)展及采用其他關(guān)鍵詞，及時(shí)調(diào)整檢索策略。（2）針對(duì)等級(jí)較高的發(fā)明，由于該發(fā)明的技術(shù)方案本身復(fù)雜，運(yùn)用了多個(gè)領(lǐng)域或?qū)W科的知識(shí)，若是采用兩篇或者兩篇以上的文獻(xiàn)來評(píng)述該技術(shù)方案的創(chuàng)造性，此時(shí)應(yīng)當(dāng)仔細(xì)考慮該多篇文獻(xiàn)是否存在跨領(lǐng)域、跨學(xué)科的問題，并進(jìn)一步考慮該結(jié)合啟示的問題；如果沒能檢索到合適的對(duì)比文件，此時(shí)則需要重點(diǎn)考慮該權(quán)利要求，尤其是獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)方案是否符合較高等級(jí)發(fā)明的內(nèi)涵，判斷該授權(quán)范圍是否恰當(dāng)。

3 技術(shù)矛盾與發(fā)明原理

唯物辯證法中，矛盾是對(duì)立統(tǒng)一的。TRIZ理論認(rèn)為，矛盾是指內(nèi)在要素、作用或主張彼此不一致或相反的情境。TRIZ將工程問題中常見的矛盾分為兩種：技術(shù)矛盾和物理矛盾。當(dāng)想要改善系統(tǒng)中某一特性、參數(shù)時(shí)，常常會(huì)引起系統(tǒng)中另一特征參數(shù)或特性的惡化，此時(shí)技術(shù)矛盾出現(xiàn)。如下圖所示，當(dāng)研發(fā)人員面對(duì)特定的技術(shù)問題時(shí)，通過39個(gè)工程參數(shù)來表征該技術(shù)問題里需要改善的因素與被惡化的因素，進(jìn)而將特定的問題轉(zhuǎn)化為一般性問題，然后針對(duì)這一般性問題中的工程參數(shù)查找矛盾矩陣，找到推薦的發(fā)明原理來指導(dǎo)研發(fā)創(chuàng)新工作。

上文介紹了利用技術(shù)矛盾與發(fā)明原理來解決特定技術(shù)問題的一般思路，這屬于發(fā)明的正向思維模式。在發(fā)明的實(shí)質(zhì)審查過程中，由于查員是在了解了發(fā)明內(nèi)容之后才做出判斷，因而容易對(duì)發(fā)明的創(chuàng)造性估計(jì)偏低，從而犯“事后諸葛亮”的錯(cuò)誤[4]。當(dāng)采用評(píng)判創(chuàng)造性最基本的方法――三步法時(shí)，為了保證創(chuàng)造性評(píng)判的客觀性，應(yīng)當(dāng)需要不斷的還原發(fā)明創(chuàng)造，不僅要考慮研發(fā)人員從研發(fā)原點(diǎn)是如何做出改進(jìn)來解決該技術(shù)問題，也要考慮與衡量該技術(shù)手段對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出的貢獻(xiàn)，即應(yīng)當(dāng)同時(shí)從“正向思維模式”和“逆向思維模式”來反復(fù)實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)：

[1]創(chuàng)新方法研究會(huì).創(chuàng)新方法教程[M].北京：高等教育出版社，2012.

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ZHANG Kaixiao， ZHANG Jiani， LIU Mingyi， ZHENG Hesong， ZHU Weihua

（College OF Science， Hohai University， Nanjing， Jiangsu 210098）

Abstract "Led characteristics and its application" for the innovation of experimental teaching cases to help students understand and grasp the led the basic principle and characteristics， combined with TRIZ innovation， guide the student to carry on the research on application and innovation， to master the basic methods and skills of application technology， a new spirit and technical application ability and the cultivation of students.

Key words TRIZ； innovative methods； LED； experimental teaching

0 引言

開放式實(shí)驗(yàn)經(jīng)過多年應(yīng)用實(shí)踐，已經(jīng)成為目前高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新常態(tài)，但目前大多數(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容還是沿用經(jīng)典實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)模式也很難有新的突破，開放式實(shí)驗(yàn)中的開放通常只能在選課模式、上課時(shí)間、上課地點(diǎn)等形式上做文章。當(dāng)前教育形勢(shì)下，創(chuàng)新在某種程度上已經(jīng)成為我們教學(xué)的理念與方向，如何在理論課堂和實(shí)驗(yàn)課堂上課堂上引導(dǎo)與營造創(chuàng)新之氛圍是教學(xué)改革方向之一，其中，應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)激發(fā)學(xué)生興趣、實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新想法到創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)變至關(guān)重要，必將成為創(chuàng)新教學(xué)的有力工具。為進(jìn)一步推行開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，提供一條可供普通高校實(shí)行的開放式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，我們針對(duì)“LED特性及其應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)，給出了創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)詳細(xì)案例。“LED特性及其應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)合目前第三代LED照明應(yīng)用革命的時(shí)代背景，主要致力于LED的原理及其應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容的研究，通過設(shè)立與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的多個(gè)開放性研究課題（如LED發(fā)光特性、配光特性、光電轉(zhuǎn)換效率、發(fā)光角度、應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)等研究），在實(shí)驗(yàn)過程中加強(qiáng)學(xué)生對(duì)應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，開展研究型教學(xué)實(shí)踐，形成一個(gè)真正開放、自由的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂，為學(xué)生提供創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)實(shí)踐和成果轉(zhuǎn)化提供助力。

1 TRIZ創(chuàng)新方法

TRIZ（發(fā)明問題解決理論）創(chuàng)新方法是近年來剛發(fā)展起來的創(chuàng)新方法，與其它創(chuàng)新方法相比，具有理論體系結(jié)構(gòu)完整、指導(dǎo)性強(qiáng)、實(shí)用性強(qiáng)等顯著優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為目前世界上最熱門的創(chuàng)新方法之一。TRIZ創(chuàng)新方法應(yīng)用目前存在兩種模式：一是在企業(yè)中推廣應(yīng)用，主要是通過TRIZ創(chuàng)新方法來尋找企業(yè)產(chǎn)品或生產(chǎn)過程中技術(shù)難題的解決方案；二是在通過學(xué)校先行普及TRIZ創(chuàng)新方法， 廣大學(xué)習(xí)者掌握了TRIZ創(chuàng)新方法后，在將來的生產(chǎn)中自覺或不自覺地應(yīng)用TRIZ創(chuàng)新方法指導(dǎo)實(shí)踐。這兩種方法各有利弊，企業(yè)中的應(yīng)用需要有資深TRIZ創(chuàng)新方法專家指導(dǎo)應(yīng)用，學(xué)校普及TRIZ創(chuàng)新方法的教學(xué)成本很高，因?yàn)椴⒉皇敲總€(gè)人都需要掌握創(chuàng)新方法。

2 LED特性及其應(yīng)用

發(fā)光二極管（LED，Light Emitting Diode）是一種PN結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，當(dāng)LED兩端加上一定的正向電壓后，N區(qū)一側(cè)導(dǎo)帶上的電子躍遷到P區(qū)一側(cè)，與P區(qū)的空穴復(fù)合并產(chǎn)生一定頻率的光子。不同材料的LED可以輻射不同頻率的光，即產(chǎn)生從紫外到紅外波段的不同單色光，理論上，紅、黃、藍(lán)三種顏色的LED可以配比成任意顏色的光源。而目前照明用的白光LED通常是通過短波長的藍(lán)色LED激發(fā)熒光，形成寬譜的復(fù)合光源，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。與白熾燈泡和氖燈相比，LED具有工作電壓低、電流小、節(jié)能、環(huán)保、抗沖擊和抗震性好、可靠性高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，在許多電子設(shè)備中用作信號(hào)顯示器。近年來，由于藍(lán)光LED的發(fā)現(xiàn)，使得LED已經(jīng)成為第三代照明光源。研究LED光通量、發(fā)光效率、發(fā)光強(qiáng)度、光強(qiáng)分布、波長等參數(shù)性能及其應(yīng)用，已經(jīng)成為技術(shù)發(fā)展的方向與要求。LED發(fā)光效率是指光通量與電功率之比，單位為lm/W，代表了光源的節(jié)能特性，是衡量現(xiàn)代光源性能的一個(gè)重要指標(biāo)；LED發(fā)光強(qiáng)度是表征LED在某個(gè)方向上的發(fā)光強(qiáng)弱，因此研究LED的光強(qiáng)分布特性具有現(xiàn)實(shí)意義，比如顯示器的照明，如果LED在各個(gè)方向上的發(fā)光強(qiáng)度分布不均勻，必然會(huì)導(dǎo)致屏幕顯示的視角受到影響；LED的光譜特性在某些應(yīng)用場(chǎng)合特別重要，例如在消毒及醫(yī)療領(lǐng)域，不同波長及強(qiáng)度的LED具有不同作用，常用的場(chǎng)所消毒需要波長在260nm以下，而治療牛皮癬等皮膚病需要的波長通常在360nm附近；此外，自半導(dǎo)體器件發(fā)明以來，半導(dǎo)體二級(jí)管在電路整形、檢波、開關(guān)控制等方面得到廣泛應(yīng)用，發(fā)光二極管（LED）、半導(dǎo)體激光器（LD）的發(fā)明，促進(jìn)了光通訊在信息傳遞領(lǐng)域的飛速發(fā)展，與傳統(tǒng)照明方式相比，以大功率發(fā)光二極管為核心的固態(tài)照明方式，在能耗、發(fā)光效率、體積、壽命等方面有著顯著的優(yōu)越性。對(duì)于理工科的學(xué)生而言，認(rèn)識(shí)、了解LED的基本電學(xué)特性和光學(xué)特性，可以開闊思路、激發(fā)靈感，在將來的工作生活實(shí)踐中，能夠更好地掌握、科學(xué)地應(yīng)用。

3 創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例

“LED特性及其應(yīng)用”創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在指導(dǎo)學(xué)生了解、熟悉、掌握LED原理及特性的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)生專業(yè)實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行應(yīng)用創(chuàng)新研究，掌握技術(shù)應(yīng)用的基本方法與技能，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與技術(shù)應(yīng)用及獨(dú)立工作能力。

“LED特性及其應(yīng)用”創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括3學(xué)時(shí)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)與3個(gè)學(xué)時(shí)的課外獨(dú)立創(chuàng)新應(yīng)用研究，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容為教師講解LED的基本原理并圍繞主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行TRIZ創(chuàng)新方法教學(xué)，“LED特性及其應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容包含半導(dǎo)體PN結(jié)的伏安特性及其應(yīng)用、發(fā)光二極管的伏安特性及其應(yīng)用、LED光強(qiáng)特性研究及其應(yīng)用、LED光譜特性及其應(yīng)用等幾個(gè)方面；課外創(chuàng)新應(yīng)用研究是學(xué)生在老師給出的選題方向上自主選題（或自行選擇與LED相關(guān)的選題），以課程論文或?qū)＠暾?qǐng)書的形式提交一份完整的課程報(bào)告，“LED特性及其應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)包含LED的應(yīng)用范圍研究、利用LED制作微型手電、LED交通信號(hào)燈、LED的壽命研究與分析、LED顯示屏研究、LED燈具檢測(cè)研究、LED 燈光譜對(duì)人體的影響研究、白光LED光譜分析、LED發(fā)光角度的調(diào)整方法等20多個(gè)選題方向，課外創(chuàng)新應(yīng)用研究教學(xué)模式是以學(xué)生為主體、教師起啟發(fā)和引導(dǎo)作用為原則，是教師提出問題或目標(biāo)，學(xué)生自行設(shè)計(jì)方案，自行完成實(shí)驗(yàn)過程，實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在不確定性，目的在于培養(yǎng)學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)研究能力。具體的教學(xué)組織形式為20人為一班，每3人一組，分成7個(gè)以下小組，提前一周進(jìn)行3學(xué)時(shí)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；第二周安排兩天進(jìn)行分組循環(huán)，分7個(gè)時(shí)間段：第一天8：00～11：00、第一天12：00～15：00、第一天15：00～18：00、第一天18：00～21：00、第二天8：00～11：00、第二天12：00～15：00、第二天15：00～18：00，分組循環(huán)期間學(xué)生根據(jù)自己的選題，自行設(shè)計(jì)并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)量，教師負(fù)責(zé)提供相關(guān)實(shí)驗(yàn)配套。