第10章 TRIZ理论与创新设计(具体内容要看书)

TRIZ理论的产品创新设计(全文)本文在对TRIZ理论的研究基础上，论证其在产品创新设计中发挥作用的可能性。

在构建产品创新设计过程及步骤方面做出了初步的尝试，将TRIZ理论工具应用于产品创新设计过程中。

以订书机为实例，说明了基于TRIZ理论产品创新设计的应用过程，同时验证了这种方法的有效性。

最终使订书机产品创新设计由理论走向现实。

TRIZ,产品创新设计，订书机TRIZ是基于逻辑和专利数据统计的创新问题解决理论，成功地揭示了创造发明的内在规律和原理，可以普遍适用于各种工程技术创新问题。

它具有逻辑结构严密，可重复性等特点，受到诸多国际知名企业的青睐，已经成为帮助企业解决生产技术问题、提升企业核心竞争力的战略“法宝”[1]。

TRIZ理论传入我国以来，日益受到学界的重视，取得了一定的科研成果：河北工业大学谭润华教授利用TRIZ中的技术进化法则建立了一种产品过程的设计模型，并将其用于解决企业中遇到的实际技术问题[2]。

陕西科技大学任工昌博士分析了TRIZ理论是以深度技术知识为基础，建立了从专利中获取启发式原理和技术效应的方法[3]。

我国社会经济高速发展，正处于“中国制造”到“中国创造”的转型期，结合“中国制造2025”发展战略，大力开展TRIZ理论应用研究具有重要现实意义。

本文着眼于工业产品的创新设计，探讨TRIZ在产品创新设计实践中的应用模式与支持作用，为更好地设计开发工业产品和TRIZ理论应用提高借鉴。

1.TIRZ理论为产品设计提供理论依据产品设计的核心特点是创新，从本质上说就是创造性地发现问题和解决问题的过程，TRIZ理论的强大作用正在于它为创新过程提供系统的理论和方法工具。

因此，近年来在产品设计的研究和应用领域很多应用。

TRIZ理论实现产品由初始状态通过单步或多步变换，最终实现或接近理想状态，完成产品创新设计的过程，已经成功地解决了产品设计中的许多难题。

[4]将TRIZ 的理论成果应用于产品设计是现代产品设计方法及理论发展的需要。

TRIZ理论的主要内容（一）冲突解决理论1、技术冲突解决原理TRIZ提出描述技术冲突的39个通用工程参数：运动物体质量、静止物体质量、运动物体长度、静止物体长度等。

为了解决技术冲突，TRIZ理论提出了40 项发明原理，如分割、分离、局部质量、不对称等。

通过研究，Altshuller提出了冲突矩阵，该矩阵将描述技术冲突的39个工程参数与40条发明原理建立了对应关系，解决了设计过程中选择发明原理的难题。

2、物理冲突解决原理Terninko于1998年提出的物理冲突描述方法为：(1)为实现关键功能，子系统要具有一有用功能，但为了避免出现一有害功能,子系统又不能具有上述有用功能。

(2)关键子系统的特性必须是一大值以能取得有用功能，但又必须是一小值以避免出现有害功能。

(3)关键子系统必须出现以取得一有用功能，但又不能出现以避免出现有害功能。

TRIZ提出采用分离原理解决物理冲突的方法，包括空间分离和时间分离、基于条件的分离、整体与部分的分离。

英国Bath大学的Mann提出，解决物理冲突的分离原理与解决技术冲突的发明原理之间存在关系，一条分离原理可以与多条发明原理存在对应关系。

（二）物—场模型分析方法物—场分析是用符号表达技术系统变换的建模技术。

物—场模型分析方法产生于1947—1977年，每一次的改进都增加了新的可用的知识，现在已经有了76 种标准解。

这些标准解是最初解决问题方案的精华，因此，物—场分析为我们提供了一种方便快捷的方法，利用这种方法，可以在汲取基本知识的基础上产生不同想法。

TRIZ理论认为，技术系统构成要素S1、作用体S2、场 F三者缺一就会造成系统不完整。

而当系统中某一物质的特定机能没有实现时，系统就会产生问题。

为了控制这一物质产生的问题，有必要引入另外的物质。

由此产生这些物质之间的相互作用并伴随能量（场）的产生、变换、吸收等，物—场模型也从一种形式变换为另一种形式。

因此各种技术系统及其变换都可用物质和场的相互作用形式表述。

TRIZ创新理论与应用原理教学大纲一、课程简介TRIZ创新理论是俄罗斯一位工程师阿尔图尔·萨维奇·阿尔图斯塔（Altshuller）在二十世纪五十年代初提出的一种创新思维方法和理论体系。

TRIZ即俄语“Теория решения изобретательских задач”的缩写，意为“创新问题的解决理论”。

本课程将介绍TRIZ的七个基本发明原则及九个创新图形，以及如何运用这些工具解决实际问题。

二、教学目标1.理解和掌握TRIZ创新理论的基本概念和思想，了解其相关原理和工具；2.能够识别问题的难点和矛盾，运用TRIZ工具解决实际问题；3.培养创新思维能力和敏锐观察力，提高解决问题的能力；4.激发学生的创新思维和学习兴趣，增强学生的学习动力。

三、教学内容课时安排课程内容时间第一课TRIZ简介1学时第二课TRIZ基本原则3学时第三课九个创新图形2学时第四课TRIZ应用例子2学时课程内容时间第五课课程总结1学时详细内容第一课 TRIZ简介1.TRIZ的定义与发展历程；2.TRIZ思想的基本概念及其应用场景；3.TRIZ在工程创新中的重要性。

第二课 TRIZ基本原则1.系统分析方法；2.矛盾分析法；3.TRIZ的基本原则：少量化、综合、分离、局部贡献、统一、消耗、复合等；4.三原则、十七种类对应的工程应用。

第三课九个创新图形1.九个创新图形的概念；2.九个创新图形与问题解决之间的联系；3.九个创新图形在实践中的应用。

第四课 TRIZ应用例子1.TRIZ的工程应用例子；2.学生的TRIZ应用作业。

第五课课程总结1.学生的使用体验；2.学生对TRIZ的理解和掌握程度；3.学生对TRIZ的反馈和建议；4.课程评估和总结。

四、教学方法1.线上线下兼备的方式开展课程；2.以问题为导向的教学方法，强调实践操作；3.独立思考与团队合作相结合；4.开放交流，多维度反馈。

五、教学评价1.课堂表现（占30%）：包括学习态度、思维质量、课堂互动、作业完成情况等；2.大作业（占30%）：以实际的问题或需求为背景，运用TRIZ思想和工具解决并撰写分析报告；3.期末考试（占40%）：参照TRIZ基本原则和九个创新图形进行题目设计，考查学生对课程知识的掌握情况。

[精选]第十章 TRIZ理论与创新设计TRIZ理论是由美国宾夕法尼亚大学的 Dr. Nick Le Zeiss教授提出的，他是 TRIZ理论的主要奠基人。

在设计活动中，设计者都认为设计已经不存在了，或者还在继续。

在 TRIZ理论的指导下，设计工作者把一个简单而又复杂的问题简单化。

人们为了得到最佳的产品效果、最大限度地降低成本，提高产品质量，于是提出了一个简单而又复杂的问题：用户究竟需要什么样的产品？这就是创新设计了。

然而这个复杂繁琐、没有现成答案的问题到底该如何解决呢？Dr. Nick Le Zeiss教授提出了一个很好地解决这个问题的方法：用 TRIZ理论设计一个新型产品。

他认为：把有缺陷的部件进行重新排列、修复、重新设计等创新动作，都是在创造新产品以达到用户要求这个过程中发挥作用。

TRIZ理论在汽车领域同样也有其应用空间。

1.改善零部件的质量和可靠性为了保证汽车零件的质量，开发人员首先要对产品进行性能分析。

然后根据分析结果进行改进和设计。

设计中需要考虑最小零部件质量的问题；在满足性能要求前，尽可能地保证最小零部件的质量；在保证性能要求后，尽可能地保证最低质量。

而这又与 TRIZ模型非常相似：零部件供应商首先根据 TRIZ理论，对零部件进行适当的强度、刚度分析，并通过改进设计优化来提高零部件的质量和可靠性。

此外，设计人员还需要根据 TRIZ理论对零部件的质量进行改进。

比如：在 TRIZ模型中可以看出，设计人员首先需要进行质量分析和确定零部件的质量等级：然后根据不同的等级分别采用不同的工艺方法和采用不同的技术来保证它们的质量和可靠性。

在 TRIZ模型中还需要考虑最大限度地减少设计中存在的缺陷、缩短装配时间和修理时间、缩短零部件的修理周期等指标之间的关系以及提高零件的整体性能等因素来保证部件具有良好的质量和可靠性。

在保证设计性能的前提下，通过改善生产工艺来改善结构质量和结构可靠性也是必不可少的（见图2)。

TRIZ理论的基本内容TRIZ理论是一种用于解决工程问题和发明创新的方法论。

由苏联工程师阿尔图尔·冈察洛夫于20世纪50年代创立，在过去几十年中被不断发展和完善。

TRIZ的核心思想是通过发现和应用科技发展的固有规律，解决技术矛盾和推动技术进步。

1. 发明原理TRIZ理论认为，发明创新的过程中，存在着一些基本的技术规律或方法。

这些规律或方法可以被称为发明原理，它们描述了一些已经被发明和应用的技术解决方案，以及它们的工作原理和优缺点。

发明原理一共有40个，它们被分为四个层次，分别是系统层、过程层、产品层和领域层。

2. 矛盾分析TRIZ理论强调解决技术矛盾的关键在于准确地识别和描述矛盾。

TRIZ提出了矛盾分析方法，通过对矛盾的分析和理解，找到解决矛盾的创新方法。

矛盾可以分为两种类型：矛盾对和矛盾三元组。

矛盾对是指存在两个相互矛盾的要求，例如可靠性和成本之间的矛盾；矛盾三元组是指存在三个要求，其中两个相互矛盾，例如速度、精度和成本之间的矛盾。

3. 创新原理TRIZ理论提出了许多创新原理，用于帮助工程师生成新的创新想法。

这些原理是基于一些已经成功应用于实践中的发明原理，进一步发展而来的。

创新原理可以帮助工程师针对不同的技术矛盾，提出具有创新性、可行性和经济性的解决方案。

4. 工具和方法TRIZ理论提供了许多具体的工具和方法，帮助工程师在实践中应用发明原理和创新原理。

例如，ARIZ方法用于解决复杂问题，TIP方法用于应对技术矛盾，标准解法库提供了许多已经成功应用的解决方案。

此外，TRIZ还提供了一些有用的工具，例如功能分析、资源分析和技术演化曲线等。

总之，TRIZ理论是一种强大而系统化的工程方法论，它的基本内容包括发明原理、矛盾分析、创新原理和工具和方法等。

TRIZ理论已经被广泛应用于许多领域，如制造业、航空航天、汽车工业、电子电器等。

通过应用TRIZ理论，工程师可以更加快速、高效地解决技术问题，推动技术创新和提升企业竞争力。