TRIZ理论的简介及其应用
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专利权作为一种重要的知识产权,随着国家知识产权战略的稳步推进,企业专利战略也越来越受到重视。
TRIZ 理论作为一种技术创新理论,可直接为企业技术创新服务。
本文着重从专利战略的角度探讨了TRIZ 理论的应用。
TRIZ理论简介TRIZ 理论是1946年前苏联以根里奇·阿奇舒勒(G ·S ·Altshuller )为首的数百名专家经过近50年的系统性研究,从250万件高水平发明专利中归纳提炼出的一整套体系化的、实用的发明创新理论。
TRIZ 是俄文首字母的缩写,英文全称是“Theory of Innovative Problem Solving ”,在中国一般称为“TRIZ 理论”或“发明问题解决理论”,也音译为“萃智理论”。
1.主要内容TRIZ 理论的基本思想是,所有技术系统的发展遵循着客观规律;技术系统中出现的各种技术问题、矛盾或冲突的不断解决是推动技术系统发展的动力;技术系统的理想状态是利用尽量少的资源实现尽量多的功能。
TRIZ 理论主要包括突破惯性思维的创新方法、技术系统进化论、40个发明原理、39个通用技术参数及矛盾矩阵、物理矛盾的分离原理、物-场分析模型、发明问题标准解、发明问题解决算法(ARIZ )、科学效应和现象知识库等九个方面的内容。
TRIZ 理论除了直接指导技术创新外,在优化专利运用和增强专利保护方面也有重要作用TRIZ 理论在专利战略中的应用在九方面内容中技术系统进化论是TRIZ 理论的理论基础。
它共包含八大技术进化法则,分别是S 系统进化法则、提高理想度法则、子系统不均衡进化法则、动态性和可控性法则、增加集成度再进行简化法则、子系统协调进化法则、减少人工介入进化法则、向微观级和增加场应用的进化法则。
其中S 系统进化法则最为成熟,它可用于产品技术成熟度预测。
S 系统进化法则认为产品进化与生物的进化一样,同样需要经历婴儿期、成长期、成熟期和衰退期,每个时期均呈现不同的特点。
TRIZ理论与组合原理的应用1. 什么是TRIZ理论与组合原理TRIZ(Theory of Inventive Problem Solving)理论是由苏联工程师阿尔图尔·戈尔丹·阿尔察别利发展而来的一种创新方法论。
TRIZ理论与组合原理是TRIZ理论中的一个重要概念,它强调通过寻找问题与解决方案的共性及通用规律,以解决创新难题。
2. TRIZ理论与组合原理的应用场景•产品设计与改进:TRIZ理论与组合原理可以帮助设计师找到创造性的解决方案,提高产品设计的创新性和可行性。
•工业制造与流程优化:通过应用TRIZ理论与组合原理,可以改进传统的制造过程,提高效率和质量。
•技术创新与问题解决:TRIZ理论与组合原理可以用于解决各种创新难题,提供新颖的视角和方法。
•系统优化与效能提升:TRIZ理论与组合原理可以帮助改善现有的系统、流程和方法,提高效能和效率。
3. TRIZ理论与组合原理的基本原则TRIZ理论与组合原理基于以下几个基本原则:3.1 多样性原则•创新思路:通过引入新颖、新领域的思想和方法,打破传统思维定势,产生创新解决方案。
•实施方法:通过借鉴其他领域的思想和方法,结合现有的知识和资源。
3.2 资源利用原则•创新思路:通过充分利用已有资源,减少资源浪费,实现创造性的设计和改进。
•实施方法:通过分析和评估现有的资源,寻找优化利用的机会。
3.3 矛盾解决原则•创新思路:通过寻找矛盾点和矛盾解决思路,找到创新的解决方案。
•实施方法:通过分析问题的矛盾点,提出不同的解决方案,评估并选择最优解。
3.4 演化原则•创新思路:通过分析事物的演化历程,寻找创新的方向。
•实施方法:通过研究和分析类似问题的演化过程,发现可能的改进和创新点。
4. TRIZ理论与组合原理的应用步骤4.1 定义问题与目标•清晰地定义问题和目标,明确需要解决的痛点和期望的改进效果。
4.2 分析矛盾•识别问题中的矛盾点,深入理解矛盾的本质和影响。
个创新原理作为解决的对策。
Ruchfi&Livotov利用TRIZ系统化的思考模式和解决问题过程,提出12条双向原则作为解决商业与组织管理问题的参考。
TRIZ理论直接用于生产管理领域创新失败的主要原因包括:结构失效、问题分析方法单一,解题工具不足、算法不能适应生产管理领域创新问题、操作性差等。
根据TRIZ的思想和基本哲理,结合生产管理领域创新的特点,构建面向生产管理领域创新的TRIZ理论体系。
针对生产经营管理的特点,在39个通用工程参数的基础上进行增减,确定生产经营管理参数,进而构建一个新的生产经营管理冲突矩阵,同时增强40个创新原理的理解。
应用TRIZ理论解决企业生产管理创新问题时,还面临着一系列的不足。
完全挪用工程领域的理论框架并不可取,解题工具仅仅利用40个创新原理和冲突矩阵使用面太窄。
2.3应用实例目前,交通领域应用TRIZ理论的成果并不多见。
交通领域的研究体现在:问题描述:公交调度是一种涉及车辆、人员,线路、道路的管理系统,在实现过程中非常复杂,对于实时动态调度的实现显得异常复杂。
大型公交调度系统运营成本极高,实用之处并不多。
应用原理:对于公交调度的管理问题,由于问题的复杂性,本文应用40个发明原理中的移植原理。
应用思路:(1)将公交调度室的调度系统移至现场调度,即仅使用便携式计算机完成线路的调度功能。
(2)将全球定位系统的管理模式移植到公交车辆的管理上。
(3)将调度信息的存储由后台存储移植到车载系统存储。
应用的具体过程:首先,提出对公交线路和道路管理的优化,利用GPS 信息推断公交状态,GPS信息中除了包含X、Y,Z坐标信息外,还包含速度、时间等信息,利用速度、时间推断公交车是否处于拥堵的路段。
其次,通过便携式计算机实现调度算法。
最后,开发基于3G的无线通讯平台,实现公交调度便携式计算机与公交车的通讯,可以实时、准确地实现调度。
这里的便携式计算机将实现数据的存储和记录,由于便携式计算机的硬盘容量不是非常大,因此这里提出的公交车辆管理后台并不保留调度的历史记录,仅是对当前的调度信息进行处理。
TRIZ理论在新能源汽车创新中的应用与展望随着全球对环境保护和可持续发展的日益关注,新能源汽车已成为未来汽车产业发展的必然趋势。
在这一领域,TRIZ理论作为一种创新方法,正发挥着越来越重要的作用。
本文,天行健六西格玛咨询公司将探讨TRIZ理论在新能源汽车领域的应用,以及它如何推动新能源汽车技术的创新与发展。
一、TRIZ理论简介TRIZ(Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch,发明问题解决理论)是由前苏联发明家根里奇·阿奇舒勒在20世纪40年代创立的一种创新方法论。
它通过对大量专利和发明的研究,总结出了一套解决发明问题的规律和方法,帮助人们快速找到解决问题的创新方案。
TRIZ理论强调对问题的深入分析和系统化思考,通过一系列创新工具和算法,指导人们打破思维定势,实现创造性思维的突破。
二、TRIZ理论在新能源汽车领域的应用电池技术创新新能源汽车的核心技术之一是电池技术。
TRIZ理论在电池技术创新中发挥了重要作用。
例如,通过应用TRIZ的冲突解决原理,研究人员可以针对电池能量密度、充电速度、寿命等方面的矛盾进行优化设计,提出创新的解决方案。
此外,TRIZ还可以帮助研究人员发现电池技术的潜在问题,并提出相应的改进措施,从而提高电池的整体性能。
电机与驱动技术创新电机和驱动系统是新能源汽车的关键部件。
TRIZ理论的应用有助于提升电机效率和驱动系统的可靠性。
例如,通过运用TRIZ的矛盾矩阵和创新算法,研究人员可以针对电机效率与噪音、振动之间的矛盾进行优化设计,提出新型电机结构或材料选择方案。
同时,TRIZ还可以帮助解决驱动系统中的复杂问题,如提高传动效率、降低能耗等。
整车设计与优化TRIZ理论在新能源汽车整车设计与优化方面也发挥了重要作用。
通过应用TRIZ的创新工具和算法,设计师可以在整车设计中实现更好的系统集成和性能优化。
例如,在车身结构设计中,TRIZ可以帮助解决结构强度与轻量化之间的矛盾,提出新型材料和结构设计方案。
什么是TRIZ理论? TRIZ理论的应用上个世纪90年代,韩国三星集团曾因美国公司垄断IT业上游专利而陷入困境,1997年亚洲金融危机之时,三星集团身处险境,面临企业何去何从之选择,该公司适时引入了TRIZ理论开展企业技术创新工作,有效地解决了各种技术难题、对产品进行未来预测、建立企业专利开发和保护战略,4年创新项目上百个,一跃发展成为行业的“领跑者”。
三星集团所取得成功经验,耐人深思。
一、什么是TRIZ理论TRIZ是发明问题解决理论俄语单词首字母的缩写,它是由前苏联发明家根里奇.阿奇舒勒(G.S.Altshuller)在1946年创立的。
当时阿奇舒勒在前苏联里海海军专利局工作,在处理世界各国的发明专利过程中,他总是考虑这样一个问题:当人们进行发明创造、解决技术难题时,是否有可以遵循的科学方法和法则,从而能迅速地实现新的发明创造或解决技术难题呢?答案是肯定的!阿奇舒勒发现任何领域的产品改进、技术的变革,创新和生物系统一样,都存在产生、生长、成熟、衰老、灭亡的过程,是有规律可以遵循的。
人们如果掌握了这些规律,就会能动地进行产品设计并能预测产品未来的发展趋势。
以后数十年中,阿奇舒勒穷其毕生的精力致力于TRIZ理论的研究和完善,在他的领导下,前苏联数十家研究机构、大学、企业组成了TRIZ研究团体,分析了世界近250万份高水平的发明专利,总结出各种技术发展进化遵循的规律模式,以及解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则,建立了一个由解决技术问题,实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系,这个理论体系就是TRIZ理论。
TRIZ理论是被世界各国公认为可以帮助人们挖掘和开发自己创造潜能,最全面系统地论述发明创造和实现技术创新的理论,被欧美国家的专家们认为是“超级发明术”,是目前国际上360余种创新方法中比较系统,容易学会使用,应用效果较好的方法学之一。
TRIZ理论无论是在分析过程中还是求解过程中,总是通过它的理念和方法带领人们去突破习惯性思维定势,去否定自我,刺激人们的发明愿望,激发人们的创造思维,进而从一个新的角度去思考问题。
TRIZ 理论的简介及其简单应用【摘要】人类进入工业化社会以来产生了无数的发明创造,设计制造了各种各类的机械设备,制造创新过程中人们采用的具体方法(创新技法)据不完全统计有数百种之多。
仔细研究这些方法可以发现,这些方法从理论上讲均源于一定的创造原理。
本文就给大家简单介绍前苏联发明家根里奇·阿奇舒勒创立的TRIZ 理论。
【关键字】TRIZ 理论 简介 应用1 引言TRIZ 法是一种基于知识法是的方法:它解决发明问题启发式的知识,它采用自然科学及工程技术中的效应知识,它是技术问题领域的知识;TRIZ 法是面向人的方法,而不是面向机器;TRIZ 系统化的方法;TRIZ 法是发明问题解决理论;TRIZ 具有普遍性,其解决方案为创造性解决问题提供了积极和准确的参考,与通常的头脑风暴相比较法,TRIZ 更加易于操作、系统化、流程化,不过多的依赖于设计者的灵感、个人及经验的创新。
它使创造不在是一个随机的过程。
2 TRIZ 理论的简介TRIZ 理论的核心思想主要体现在3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,各种技术难题和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力;第三,技术系统发展的理想状态是用最少的资源实现最大效益的功能。
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,快速确认和解决系统中存在的矛盾,而且它是在技术的发展进化规律及整个产品发展过程的基础上运行的。
因此,运用TRIZ 理论可大大加快发明创造的进程,提高产品创新速度。
具体来说它可以帮助我们:对问题情境进行系统的分析,快速发现问题本TRIZ理论体系结构质,准确定义创新性问题和矛盾;对创新性问题或者矛盾提供更合理的解决方案和更好的创意;打破思维定势,激发创新思维,从更广的视角看待问题;基于技术系统进化规律准确确定探索方向,预测未来发展趋势,开发新产品;打破知识领域界限,实现技术突破。
TRIZ理论及其在产品创新中的应用一、TRIZ概述TRIZ(Theory of Inventive Problem Solving)是苏联工程师根据揭示与发明创造相关的普遍规律所创立的一种创新方法,它强调创新的目标是解决矛盾。
TRIZ方法包括多种工具和技术,例如创新原则、実体模型、矛盾矩阵等。
二、TRIZ的基本原理1. 矛盾理论:一个系统或产品有一个或多个目标,同时也有一个或多个矛盾。
如果通过解决矛盾来达到目标,就可以实现创新。
2. 创新原则:TRIZ提供了40条创新原则,可以在解决矛盾的过程中帮助寻找解决方案。
例如,利用资源的多功能性(原则4)、实现局部负反馈(原则15)、在微小的变化中寻找解决方案(原则17)等。
3. 実体模型:TRIZ将各种物体抽象出来,形成基本的物理实体模型,例如突出重点、局部移位模型等。
将问题抽象到实体模型,可以更深入地了解问题的本质。
三、TRIZ在产品创新中的应用1. 产品设计:TRIZ可以帮助产品设计师在解决矛盾时快速寻找最佳解决方案。
通过使用创新原则、実体模型等工具,可以找到创新的理念,开拓设计思路。
2. 产品改进:TRIZ可以帮助企业解决产品中存在的矛盾。
例如,针对能源消耗大的问题,可以利用资源多功能原则,将一部分能源转移到其他地方使用,降低能源使用成本。
3. 产品优化:TRIZ可以帮助企业优化产品的功能和性能。
例如,通过利用局部移位原则,可以使产品更加灵活、更具可定制性。
4. 产品创新:TRIZ可以帮助企业创新并巩固自己在市场上的竞争地位。
通过应用创新原则,可以提高产品的独特性和竞争优势。
例如,应用“从矛盾中诞生”原则,可以发现一些市场需求中存在的矛盾,为创新提供更好的思路。
四、TRIZ在企业中的应用案例1. 惠普公司:惠普公司应用TRIZ中的基本原则,通过创新设计不同的产品,使其在市场中具有更强的竞争力。
惠普手机的外观设计采用“弯曲”的方式,得到了消费者的好评。
Triz理论的基本原理及应用1. 什么是TrizTriz,即理论和发明解决问题的方法,是由俄罗斯工程师基飞尔·苏留科夫在二十世纪五六十年代提出的一种创新方法论。
通过对全球数千个专利和创新思维过程的研究,苏留科夫总结出了一套科学的发明创新规律,即Triz理论。
2. Triz的基本原理Triz基于创新思维的基本原理,其中包括以下几个核心概念:2.1 矛盾理论矛盾理论是Triz的核心思想之一。
矛盾指的是在实现一定目标时,相互矛盾的诉求或条件。
在Triz中,通过解决矛盾来寻找创新的解决方案。
常见的矛盾包括时间与空间、稳定性与灵活性等。
2.2 创新原则Triz中有许多被称为创新原则的基本思维模式,这些原则可以帮助人们找到创新的思路。
一些常见的创新原则包括逆向思维、局部改变、资源转化等。
这些原则是根据苏留科夫对创新案例的分析总结而来。
2.3 理想终局理想终局是指对于一种系统或产品,通过不断改进和演化,最终实现的完美状态。
理想终局是一个目标,可以帮助人们理清问题的本质,从而找到更有效的解决方案。
2.4 引用与引导创新Triz提供了一系列的工具和方法,可以帮助人们引导和激发创新思维。
这些工具包括问题分析、功能分析、物质与场域的变化等。
这些工具可以帮助人们更清晰地定义问题,并提供了系统性的思考路径。
3. Triz的应用领域Triz作为一种创新思维方法,可以在多个领域中应用。
以下是Triz在不同领域的应用案例:3.1 工程设计Triz在工程设计中有广泛的应用。
通过运用Triz的原理和工具,工程师可以发现并解决产品设计中的矛盾点,达到更好的设计效果。
同时,Triz可以提供新的思路和方法,帮助工程师克服技术难题。
3.2 制造业在制造业领域,Triz可以用来改进生产过程,提高生产效率。
通过分析生产过程中的矛盾和问题,运用Triz原则找到解决方案,可以降低成本、提高质量和效率。
3.3 服务行业Triz可以用来优化服务流程,提升服务质量。
TRIZ发明原理的应用途径简介TRIZ(Theory of Inventive Problem Solving,发明问题理论)是由苏联工程师阿尔图尔·盖伯尔创立的一种创新方法论,以系统性的方式解决工程和技术问题。
TRIZ提供了一套用于发现和解决技术矛盾的原则和方法,并被广泛应用于各个领域,包括工业、制造、产品设计等。
在TRIZ中,发明原理是指一套基于对大量专利技术的分析总结得出的一系列创新原则。
这些原理可以帮助创新者发现并解决技术矛盾,推动技术的进步。
本文将介绍TRIZ发明原理的应用途径,帮助读者理解如何运用这些原理解决工程和技术问题。
TRIZ发明原理的应用途径以下是TRIZ发明原理的应用途径,列举了几个常见的原理及其应用范围。
1. 分离原理•原理描述:将一个对象或组织的一部分与其余部分分离,将其独立出来处理。
•应用范围:适用于解决系统中的矛盾问题,可以通过将矛盾的对象或影响因素分离出来,从而降低或消除矛盾。
2. 组合原理•原理描述:将两个或多个对象、概念或作用因素组合在一起,创造出新的作用效果。
•应用范围:适用于解决需要创新组合的问题,通过将不同的元素组合在一起,实现新的功能或效果。
3. 转化原理•原理描述:改变物体的状态、属性或性质,以达到新的目的。
•应用范围:适用于解决需要改变物体特性的问题,通过改变物体的状态或属性,实现新的功能或效果。
4. 动力原理•原理描述:利用外界的动力或能量,完成某项任务。
•应用范围:适用于解决需要外部动力或能量的问题,通过利用外界的动力或能量,实现工作或运动。
5. 自动化原理•原理描述:通过自动控制、传感和反馈,实现系统的自动化运行。
•应用范围:适用于解决需要自动化运行的问题,通过应用自动控制、传感和反馈技术,实现系统的自动化操作。
6. 替代原理•原理描述:用一种具有相同或类似功能的对象替代另一种对象。
•应用范围:适用于解决需要替代某种对象的问题,通过使用替代物或技术,实现相同或类似的功能。
TRIZ 理论的简介及其简单应用【摘要】人类进入工业化社会以来产生了无数的发明创造,设计制造了各种各类的机械设备,制造创新过程中人们采用的具体方法(创新技法)据不完全统计有数百种之多。
仔细研究这些方法可以发现,这些方法从理论上讲均源于一定的创造原理。
本文就给大家简单介绍前苏联发明家根里奇·阿奇舒勒创立的TRIZ 理论。
【关键字】TRIZ 理论 简介 应用1 引言TRIZ 法是一种基于知识法是的方法:它解决发明问题启发式的知识,它采用自然科学及工程技术中的效应知识,它是技术问题领域的知识;TRIZ 法是面向人的方法,而不是面向机器;TRIZ 系统化的方法;TRIZ 法是发明问题解决理论;TRIZ 具有普遍性,其解决方案为创造性解决问题提供了积极和准确的参考,与通常的头脑风暴相比较法,TRIZ 更加易于操作、系统化、流程化,不过多的依赖于设计者的灵感、个人及经验的创新。
它使创造不在是一个随机的过程。
2 TRIZ 理论的简介TRIZ 理论的核心思想主要体现在3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,各种技术难题和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力;第三,技术系统发展的理想状态是用最少的资源实现最大效益的功能。
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TRIZ理论体系结构内在规律和原理,快速确认和解决系统中存在的矛盾,而且它是在技术的发展进化规律及整个产品发展过程的基础上运行的。
因此,运用TRIZ理论可大大加快发明创造的进程,提高产品创新速度。
具体来说它可以帮助我们:对问题情境进行系统的分析,快速发现问题本质,准确定义创新性问题和矛盾;对创新性问题或者矛盾提供更合理的解决方案和更好的创意;打破思维定势,激发创新思维,从更广的视角看待问题;基于技术系统进化规律准确确定探索方向,预测未来发展趋势,开发新产品;打破知识领域界限,实现技术突破。
TRIZ理论将所面临的不同问题根据所要创新的级别加以分类,然后从TRIZ理论中找出适合的工具和模型来系统化地解决问题。
用一整套的方法来处理创新问题也是TRIZ的精髓所在。
TRIZ理论的发展方向从TRIZ近50年的发展历史看,TRIZ的发展是建立在工程而不是心理学的基础上以可以和大多数其他发明题目的解决方法结合使用。
目前TRIZ的研究重点是加强TRIZ的基础研究,以及如何开发和集成各种有关TRIZ的软件工具。
1)TRIZ 理论是前人知识的总结,如何进一步把它完善,使其逐步从“婴儿期”向“成长期”、“成熟期”进化成为各界关注的焦点和研究的主要内容之一。
例如,提出‘物质-场’模型新的适应性更强的符号系统,以便实现多功能产品的创新设计;进一步完善解决技术冲突的39个标准参数、40条解决原理和冲突矩阵,以实现更广范围内的复杂产品创新设计。
2)如何公道有效地推广应用TRIZ理论解决技术冲突和矛盾,使其受益面更广。
例如,建立面向功能部件的创新设计技术集等,以推动我国功能部件快速发展。
3)TRIZ理论的进一步软件化,并且开发出有针对性的、适合特殊领域、满足特殊用途的系列化软件系统。
例如面向汽车开发领域,开发出有利于进步我国汽车产品自主创新能力的软件系统。
4)进一步拓展TRIZ理论的内涵,尤其是把信息技术、生命科学、社会科学等方面的原理和方法纳进TRIZ 理论中。
5)将TRIZ理论与其他一些新技术有机集成,从而发挥更大的作用。
TRIZ理论今后的发展趋势主要集中在TRI理论本身的完善和进一步拓展新的研究分支两个方面。
自身的完善:TRIZ有4个发展方向:(1)技术起源和技术演化理论;(2)克服心理惯性的技术;(3)分析、明确描述和解决发明问题的技术;(4)指导建立技术功能和特定设计方法、技术和自然知识之间的关系。
b. TRIZ与其他方法的集成。
TRIZ主要是解决设计中如何做的题目,对设计中做什么的题目未能给出合适的工具。
大量的实例表明,TRIZ的出发点是借助于经验发现设计中的冲突,冲突发现的过程也是通过对题目的定性描述来实现的。
因此,如何将TRIZ与其他设计方法相结合,以弥TRIZ的不足,已经成为设计领域的重要研究方向。
TRIZ理论主要是解决设计中如何做的题目How,对设计中做什么的题目What未能给出合适的工具。
大量的工程实例表明,TRIZ的出发点是借助于经验发现设计中的冲突,冲突发现的过程也是通过对题目的定性描述来完成的。
其他的设计理论,特别是QFD(Quality Function Deployment 质量功能布置)恰恰能解决做什么的题目。
所以,将两者有机地结合,发挥各自的上风,将更有助于产品创新。
TRIZ与QFD都未给出具体的参数设计方法,稳健设计则特别适合于具体设计阶段的参数设计。
将TRIZ、QFD和稳健设计集成,能形成从产品定义、概念设计到具体设计的强有力支持工具。
因此三者的有机集成已经成为设计领域的重要研究方向。
3 TRIZ理论的应用实例TRIZ理论的39个工程参量与40个技法见附录。
基于TRIZ理论的自行车进化及创新设计自行车的进化过程自行车的进化史遵循一定的客观规律和模式在不断向前发展的。
技术系统进化的八大法则与模式(如表1 )指导产品的创新发展。
依照模式3与模式6,自行车系统不均衡发展导致矛盾冲突的出现及部件的匹配与不匹配交替出现,均会引发自行车创新形式的出现,矛盾冲突的合理解决推动自行车的进化发展。
自行车的最初原型设计如图1(a)所示,呈现的矛盾是速度太慢。
为解决冲突,出现如图1(b)所示,前轮大于后轮,速度与前轮直径成正比,为提高速度不断增大前轮直径,矛盾再次出现即自行车的稳定性变差,就出现如图1(c)所示的链条传动系统自行车,这种自行车提高了稳定性,提高了速度。
但这种自行车的链条系统是松散的配合状态,容易出现脱链现象,为了进一步解决冲突,新型无链自行车研制成功,如图1(d)所示,采用齿轮传动,不会出现松脱现象,而且机械传动效率很高。
依照模式8,向自动化方向发展,是电动自行车及电动折叠自行车的研发显示更强的优势,如图1(e)所示。
图1 自行车的演化发展传统自行车的创新设计随着科技的进步与发展,自行车的功能已不再是简单的代步工具,向着便携化,健身化,娱乐化,轻质化形式发展,呈现出多用化的功能与形式,如图(a),(b),(c),(d)所示。
自行车车架的材质选用也趋于轻质化。
镁合金材料是制造高档轻便自行车及电动自行车的理想材料。
折叠电动自行车的创新设计依据自行车进化过程分析,未来自行车设计应重点趋于便携及宜人的特点。
根据此设计理念,进行一款折叠电动自行车的设计,如图2所示。
通过合理的折叠结构及轻质材料的应用,实现自行车体量的最小化,以电池为动力能源,增强爬坡能力,为乘骑者创造宜人的使用方式。
图2 折叠电动自行车的创新设计破冰船冬季通过水路运输货物时,常用破冰船(图8—14)穿过冰层封闭的航道。
破冰船用尖而硬的船头,或使船头翘起、落下,船身左右摇摆,压破冰层,破冰船只能以较低的速度前进。
现希望其速度增加。
增加破冰船前进速度通常的方法是增加其发动机功率,但发动机功率增加会带来一系列的负面影响,如传动系统体积增加、船的质量增加等。
因此,存在技术冲突。
为了提高船速,必须克服技术冲突。
技术冲突为:速度与功率之间的冲突;生产率(生产能力)与功率之间的冲突。
1.No.19周期性作用1)用周期性运动或脉动代替连续运动。
2)对周期性的运动改变其运动频率。
3)在两个无脉动的运动之间增加脉动。
目前的破冰船用尖而硬的船头,或使船头翘起、落下,船身左右摇摆,压破冰层。
应用该原理可知,改变船头翘起与落下的频率、船身左右摇摆的频率或增加船头与冰之间的脉动性等,都有可能提高船的运行速度。
2.No.35参数变化1)改变物体的物理状态,即使物体在气态、液态和固态之间变化。
2)改变物体的浓度或粘度。
3)改变物体的柔性。
4)改变温度。
该原理建议改变船头与冰接触处的物理状态或密度等参数。
3.No.2分离(分开)1)将一个物体中的“干扰”部分分离出去。
2)将物体中的关键部分挑选或分离出来。
该原理建议分离船头与冰接触的部分。
4.No.10预操作1)在操作开始前,使物体局部或全部产生所需的变化。
2)预先对物体进行特殊安排,使其在时间上有准备,或已处于容易的位置。
该原理建议在破冰之前能对冰有一定的预处理。
对这几条原理详细分析表明:必须改变船与冰接触的部分。
如果将与冰接触的部分全部移走,速度会提高,但船体冰层以下的部分将沉人大海。
为了避免这种情况,将船体上下两部分用一垂直放置的刀片连接,在冰层以下的船仓放货物,冰层上部可以容纳乘客或货物刀片在行进中的破冰阻力减小,能使速度提高。
改进后的破冰船原理图如图3所示。
改进后的破冰船4 结束语创新理论和创新实践都证明,创新能力是人的一种潜能,是人人都具有的一种能力,而且这种能力可以经过一定的学习和训练得到激发和提升。
现实生活中人们将发明创造更多地归结为发明家的任务,其实这是对创新活动存在的一个认识上的误区。
事实证明创新和其他活动一样,也具有自身内在的规律和方法。
熟知和掌握这些创新规律与原理知识对于提升我们的创新水平和效率都具有重要的价值。
创新知识一旦被人们所掌握,就会为其受体带来极大的创新能力,获得运用创新思维和创新方法打开通往其他知识大门的钥匙。
学习、研究、应用、推广TRIZ理论可以大大缩短发明创造的进程,提升产品的创新水平。
参考文献【1】张春林等.机械创新设计.北京:机械工业出版社,1999【2】檀润华.《创新设计:TRIZ-发明问题解决理论》.机械工业出版社2002【3】黄玉霖,范怡红译.《创新40法:TRIZ创造性解决技术问题的诀窍》.西南交通大学出版社.2004【4】崔万安.电动自行车[m].北京:机械工业出版社,2005【5】吕仲文.《机械创新设计》.机械工业出版社.。