创新发明原理triz

第一篇：创新发明原理triz

发明创新理论TRIZ

《发明创新理论TRIZ》课程结业论文

基于TRIZ理论的计算机辅助

创新设计方法探讨

基于TRIZ理论的计算机辅助创新设计方法探讨

1 引言

创新是企业得以生存和持续发展的内在动力，是当今之企业核心竞争力的重要标志。在知识经济时代，世界科技的发展将更加迅速，产品的技术含量不断提高，产品生命周期将更加缩短。一个新产品的设计过程，包括许多复杂推理及作出决定的过程。产品创新意味着需要更多的跨学科的知识结构、更复杂的技术支撑和更完善的创新理论。

目前，软件在产品的分析、计算、绘图以及制造等方面发挥了很大的作用，但在产品创新构思阶段，更多、更重要的是非数据计算的通过想象、推理和判断来解决的创新活动，现有CAD软件不能支持概念设计阶段的创新活动，更不可能支持创新设计，因此，一个能支持产品创新设计的模型、方法和相应的计算机软件系统，将有助于产品创新设计技术的发展。

2 创新设计和计算机辅助创新技术的概念

2.1 创新设计的定义

产品创新设计是指充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术成果(含理论、方法和技术原理)进行创新构思，设计出具有科学性、创造性、新颖性及实用性的产品的一种实践活动，是创造具有市场竞争优势商品的过程。

2.2 计算机辅助创新的定义

计算机辅助创新(Computer-Aided Innovanovation)简称(CAI)，该技术是近年来在欧美迅速发展起来的新技术。它集发明问题解决理论(TRIZ) ,现代设计方法学、本体论、语义处理技术以及计算机软件技术为一体，填补了CAX领域的技术空白，成功地把信息化技术应用到了产品生命周期的最前端。在产品研发过程的开始，尤其在概念或方案设计阶段，提供先进的创新理论、方法及多学科知识的支持，使研发人员能够有效地运用创新的科学规律，打破思维定势，全面地分析问题，从不同学科领域中借鉴有效的技术和方法，从而构建出科学的创新设计方案，优化研发进程，减少后期的重复开发和资源浪费。

正像CAD计算机辅助创新技术可以将多个领域的科学知识有机地综合起来，有助于设计者拓宽思考空间，打破思维定势，引导设计者综合应用各学科的知识，获得突破性的创新知识，为产品创新源源不断地提供富有创造性的设计方案，成为企业提高新产品开发能力和经济效益的重要手段。3 计算机辅助创新设计系统的实现

3.1 TRIZ理论

TRIZ(Theory of Inventive Problem Solving)是“发明问题解决理论”俄文的缩写，是研究创新的科学规律的理论。它是由前苏联发明家G.S.Altshuller在1946年创立的。TRIZ理论的基本原理是：①所有具有某种功能的技术系统都是按照相同的规律进行演化和发展的;②在一个技术系统的发展过程中，对系统中任何一部分进行改进，将会导致与系统中其他部分发生冲突。解决这一冲突，可使系统整体性能得到改善，重复这个过程，使系统更接近理想状态。

20世纪90年代开始，TRIZ理论研究与实践在美国、欧洲、日本和韩国迅速发展，应用也遍及许多领域。例如，将TRIZ工具应用到安全气袋设计，开发者通过应用TRIZ工具发现问题之后产生的突破性方案和处理其中的冲突，把TRIZ进化模式加到他们当前技术知识去发现新的可能解。

3.2 计算机辅助创新设计系统的实现

目前已有的CAD软件不能为设计者提供产品创新支持，开发CAI软件具有广泛应用前景。

基于TRIZ理论的CAI软件在发达国家的企业，特别是大企业应用效果较好，已成为

CAI软件开发的一个热点。美国Inventionmachine及Ideation International基于TRIZ理论分别开发了商品化软件Tech0ptimizer及Innovation WorkBench(IWB) ;德国的TriSolve：公司2001年推出了基于TRIZ理论的CAI软件TirSolver2.1;荷兰的Insytec B.V 公司开发了TRIZ Explorer(tm)软件;新的软件还不断出现。这些软件使TRIZ中的概念、原理、工具与知识库紧密结合，应用这些软件设计者能充分利用优秀的工程设计实例，为正在开发中的产品提供设计参考，使设计快速、有效、高质量地完成。

计算机辅助产品创新设计有三个基本条件：一是有一个方法论;二是有一个足够大的信息空间以充分获取适用的知识和激发创新灵感;三是有一个符合创新设计思维方法的辅助设计系统。

计算机辅助创新设计系统一般都包含以下几个模块：项目导航、技术系统分析、问题分解、解决方案、创新原理、专利查询、方案评价和报告生成、知识库扩充、专利申请等模块。计算机辅助创新设计系统的流程图如图1所示。

图1 计算机辅助创新设计系统流程图

3.2.1 项目导航

项目导航模块主要是研发人员对项目和问题初始情境进行描述，支持导人多幅图像方便对问题的理解和描述。在项目导航中管理整个的创新问题求解流程。

3.2.2 技术系统分析

技术系统分析模块主要是研发人员通过对技术系统进行分析，建立功能模型来理解一个系统;并通过系统分析找出当前系统的不足，定义系统存在的问题。

技术系统的功能模型主要描述四部分内容：零部件、(系统/产品)对象、超系统、有用或有害功能。各零部件部件在系统中具有不同的角色，包括能量源、能量传递(传导器)、能量转换(转换器)、能量放大(放大器)、工具、控制工具、传感器、信号比较器、编码/解码器、记忆单元、信号指示器、容器等。各模块之间通过某种连结完成特定功能，这种连结通过线条表示，主要分为主能量流(mainline)，控制流(control line)，结构流(case lines) ，和有害能量流(undesirable line)。

通过系统建模，便于研发人员全面系统了解技术系统的工作原理以及各组成部分的功能角色，为研发人员交流讨论提供了共同语言，它也是一种结构化的技术系统方案描述方式，有利于创新成果的知识表达和将来的知识重用。

技术系统的系统分析通过所建功能模型的分析和评价，可以有效地揭示并解决技术系统中存在的问题，从而进一步提升和改进技术系统功能。基于所建功能模型，自动生成一系列要解决的问题，帮助研发人员找出当前系统的不足，支持已有系统的改进和新系统的设计。

3.2.3 问题分解

运用三轴问题分析法、系统层次轴和因果关系轴等方法对初始问题进行分析与重定义，将复杂的工程问题分解成为多个子问题。帮助用户发现隐藏在表层问题背后的真正问题。

3.2.4 解决方案

实践证明 ，研发人员遇到的80%的问题其实在其它领域已经被解决。解决方案模块帮助用户及时发现已有的成功的解决方案，提供给用户在原有方案基础上快速寻求自己问题的合理解决办法。计算机辅助创新软件中的解决方案大部分是基于对欧美高水平发明专利的分析，形成涵盖众多领域的创新方案知识库。运用语义处理技术和本体论技术，构建起描述工程领域知识的本体论词典，提供包括语法扩展、语义扩展、本体论扩展和关键词在内的多种查询方式。基于本体论的直接问题求解，利用本体论对创新方案知识库进行搜索，提供给用户直接的可付诸实施的解决方案。

3.2.5 创新原理

在技术系统的改进和设计过程中，通常会出现改进某一特性导致其他特性恶化的情况，即出现矛盾。创新原理为研发人员解决技术系统中存在的矛盾提供了方向和思路。该模块提供研发人员基于TRIZ理论的启发式问题求解。创新原理是在大量专利分析研究基础上总结出来的、解决不同工程领域矛盾问题的有效工具。每个创新原理中均包含数个来自于专利的实例帮助用户理解和使用。

3.2.6 专利查询

基于专利知识解决实际问题是一种重要的创新方式。计算机辅助创新软件提供专利查询技术，即通过一种语义扩展方式，对一个具体问题，能够提供不同相关程度的专利信息，为创新问题解决提供更加全面的知识支持。专利查询支持在线对美国、欧洲和日本专利局数据库的自动查询。工程师可以根据自己需要，选择合适的专利，加人到自己的解决方案中，还可以在此基础上进行语义提取和整理，添加到系统的解决方案知识库中，使得系统知识库更加强大和专业。

3.2.7 方案评价

计算机辅助创新软件提供了两种解决方案评价模式：客观评价和主观评价。客观评价是基于每个解决方案来自的专利的引用次数来确定。如果一个专利被引用次数越多，就说明这个专利越基础、越适用、越重要。

解决方案的主观评价分为两种：基于参数评价模型的单专家评价和多专家评价。这两种评价方式首先要构建一个评价参数模型，评价参数包括正面参数和负面参数，正面参数就是

值越大越好的参数，例如噪声减小的程度;负面参数就是值越小越好的参数，例如解决方案实施的成本和时间。在参数模型中也可以按照每个参数的重要程度设置每个参数的权重。而多专家评价则需要在此基础上还要构建专家组模型，包括参与评价的专家信息，根据他们的评价意见对最终结果重要性分别设定其权重。

3.2.8 报告生成

计算机辅助创新软件根据用户的不同需求提供不同的报告生成模板。在生成的报告中可以包含整个问题的求解流程，如项目的管理信息，问题分解，找到的多个候选方案，方案评价等内容。

3.2.9 知识库扩充

一个企业的持续成功依赖于有效地利用和管理智力资产。计算机辅助创新软件提供创新方案库扩充功能。用户可以将自己经过长期的业务实践而掌握的专业知识、成功的经验甚至失败的教训按照一定的格式组织起来，并构建其中的本体关系，让宝贵的企业经验从个体的知识变成公有的、可以共享的、有组织的知识，让中、青年研发队伍有效地继承学习老专家的经验，为进一步的创新提供巨大的知识源泉，实现智力资产在企业内部的有效管理和传递。

3.2.10 专利申请

知识经济时代，智力资产已经成为企业最重要的资源。智力资产保护也成为企业最关心的问题。计算机辅助创新软件提供有专利生成模板，支持申请的辅助生成。针对用户最终形成的解决方案，提供了快速生成专利申请报告的模板，满足用户申请专利的需要。同时还提供新颖性检(Invention Originality Query)功能。可以根据专利分类号/索引，专利索引等进行查询，以查找与所要申请的专利相关的专利号和已有专利。

4 计算机辅助创新设计方法应用探讨

计算机辅助创新设计平台能够使研发人员者在短时间内了解并掌握最先进的创新理论和方法，以全新的思维方式分析问题。在此平台上，研发人员能打破思维定势，根据行业特点，为企业量身定制符合实际情况的创新能力拓展训练平台。但该平台能否使企业在短期内提高全员创新能力还取决于以下几个方面的因素：

4.1 完善的创新能力培训模式

计算机辅助创新设计平台是一种计算机支持的数字化学习与培训平台。要想使研发人员尽快用起来，必须加强TRIZ理论为代表的发明创造方法学及其他常用设计方法学的理论培训、案例讲解、练习巩固、实战演练和水平测试。采用循序渐进的学习方法，以帮助学员更好的理解创新原理，提高学习效果。

4.2 扩展知识库所须的人力和物力投入

计算机辅助创新软件的一个重要特点就是开放性，即它是一个可以扩展的知识平台。企业如能投人一定的人力和物力把自己行业领域知识中的成功经验和案例，甚至失败教训植人到知识库中，不仅可实现知识的积累、共享和重用，防止智力资产流失，而且将大大提高新产品研发速度，缩短研制周期。

4.3 健全企业技术创新的激励机制

为提高广大科技人员技术创新的积极性，企业要有健全的技术创新激励机制。在对研发人员技术创新绩效正确评价的基础上采取适当的激励措施。激励措施可分为三类：物质激励、精神激励和情感激励。物质激励是最重要的激励手段。物质激励也可根据实际情况采用资金、科技股份、出国培训等手段。但物质激励也有一些缺陷，美国管理学家皮特曾指出，重赏会使大家彼此孤立，影响工作的正常开展。而且大部分研发人员都非常重视企业的发展前景、团队工作气氛及领导的管理风格，因此精神激励和情感激励也是必不可少的。

5 结束语

本文简述了创新设计和计算机辅助创新设计的概念，阐述了计算机辅助创新设计系统的模型和模块功能，对计算机辅助创新系统的应用进行了探讨，为工程技术领域新产品的创新提供了新的设计方法，也为计算机辅助创新软件的推广和应用打下良好的基础，有利于设计人员在产品的概念设计、方案设计阶段高效率、高质量地提出创新设计方案，从而达到提高产品竞争力的目的。

第二篇：TRIZ理论发明分为五级

发布时间：2008-08-21

提到发明创造，我们首先想到那些著名的发明成果，如爱迪生发明的电报机、电灯等，可以说这些发明开创了一个新的时代。其它有大量各种形式的专利，包括发明专利、实用新型专利和外观设计专利等。其实现实生活中的发明与创造远非这些，它们形式各样，无处不在，其质量、层次也各不相同，小到一个椅子的简单改进，大到一个学科理论的创建，即使那些专利本身，在创新程度上也各不相同。那么在具体实现这些发明的过程中，基于它们各自的创新程度不同，对发明者在知识领域、经验、创新能力等方面的要求也各不相同。比如要改进一个牙刷的手柄，只要了解产品设计、材料、加工技术就可以了，而要发明一个电动牙刷，则还需要掌握专业的电机、控制技术等。

为了更好地组织和实施创新活动，一些专门从事发明研究的专家对不同形式的发明进行分类，并研究它们各自的特点，以及相应的创新方法和技巧，目的就是为了更有效地实施创新。其中最为科学有效的发明分类方法，要数著名的TRIZ理论(发明问题解决理论)，它将发明按照新颖程度分为五个等级，深入分析和研究不同等级发明的特点，并开发出面向不同等级的科学创新方法和工具。TRIZ理论定义的五个发明等级按照创新程度从低到高依次如下。

第1级是最小型发明。指那种在产品的单独组件中进行少量的变更，但这些变更不会影响产品系统的整体结构的情况。该类发明并不需要任何相邻领域的专门技术或知识。特定专业领域的任何专家，依靠个人专业知识基本都能做到该类创新。例如以厚度隔离减少热损失，以大卡车改善运输成本效率等。据统计大约有32%的发明专利属于第一级发明。

第2级是小型发明。此时产品系统中的某个组件发生部分变化，改变的参数约数十个，即以定性方式改善产品。创新过程中利用本行业知识，通过与同类系统的类比即可找到创新方案，如中空的斧头柄可以储藏钉子等。约45%的发明专利属于此等级。

第3级是中型发明。产品系统中的几个组件可能出现全面变化，其中大概要有上百个变量加以改善，它需利用领域外的知识，但不需要借鉴其它学科的知识。此类的发明如原子笔、登山自行车、计算机鼠标等。约有19%的发明专利属于第三等级。

第4级是大型发明。指创造新的事物，需要数千个甚至数万个变量加以改善的情境，它一般需引用新的科学知识而非利用科技信息，该类发明需要综合其它学科领域知识的启发方可找到解决方案。大约有4%的发明专利属于第四级发明，如内燃机、集成电路、个人电脑等。

最高级是特大型发明，即第5级。主要指那些科学发现，一般是先有新的发现，建立新的知识，然后才有广泛的运用。大约有0.3%的发明专利属于第五级发明。如蒸汽发动机，飞机、激光等。

平时我们遇到的绝大多数发明都属于第

一、二和三级。虽然高等级发明对于推动技术文明进步具有重大意义，但这一级的发明数量相当稀少。而较低等级的发明则起到不断完善技术的作用。

针对以上五类发明，TRIZ理论提供了相应的创新方法和工具支持。TRIZ理论主要包括40条创新原理、76种发明问题标准解法和发明问题解决算法等创新工具。如果是解决第一和第二等级的简单发明问题，可采用解决技术矛盾的创新原理和解决发明问题的标准解法。如果是解决第三和第四等级的发明问题，就要用解决发明问题的标准解法和发明问题解决算法。如果是解决非常复杂的第五级的发明问题，则可采用发明问题解决算法，它提供了特定的算法步骤，能够帮助我们实现由复杂模糊的问题情境向明确的发明问题的转变。

通过以上对发明的分类可以看出，发明和创新看起来很困难，似乎是很遥远的事情，但其实大部分发明都是那些较低层次的创新，只要我们充分发挥自己的创新潜能，掌握科学的创新原理和方法，那么每个人都可以拥有自己的发明创造，为我们的五彩生活增添活力。

第三篇：TRIZ创新理论与实践培训总结

中瑞环保科技有限公司

TRIZ培训总结

通过此次为期三天的TRIZ理论入门与实践的培训，使我对TRIZ理论有了初步的认识和了解。

刚开始我听到“TRIZ”的时候，我觉得很陌生，由此，我的第一个想法就是需要知道什么是“TRIZ”。它其实只是一个特殊的缩略语，通俗的来说就是发明问题解决理论，也就是说由解决发明问题而最终实现(技术和管理)创新，因为解决问题就是要实现发明的实用化，这符合创新的基本定义。当然，得到第一个问题的答案之后并不仅仅得到了满足，而是希望能够更深一层的了解和学习TRIZ的内涵。

阿奇舒勒和他的团队通过把全球发明专利和解决问题的过程进行分析，以及对自然科学知识的分析、总结、归纳形成了TRIZ的基本理论。其核心内容就是技术进化原理。根据这一原理，技术系统一直处于进化之中，解决矛盾是其进化的推动力。

TRIZ理论的主要内容包括：技术系统八大进化法则、40个发明原理、39个工程参数、四大分离原理、物质一场模型分析和76个标准解、科学效应和现象知识库。 TRIZ解决问题的基本步骤：

步骤1：识别并对问题公式化。 中瑞环保科技有限公司

步骤2：构造存在问题部分的物-场模式。

步骤3：定义理想状态。

步骤4：列出技术系统的可用资源。

步骤5：向效果数据库寻求类似的解决方法。

步骤6：根据创新原则或分隔原则解决技术或物理矛盾。

步骤7：从物-场模式出发，应用知识数据库(76个标准和效

果库)工具产生多个解决方法。

步骤8：选择只采用系统可用资源的方法。

步骤9：对修正完毕的系统进行分析防止出现新的缺陷。应用TRIZ的一般过程。

TRIZ解决问题的一般过程被划分为四个步骤：

(1)分析。分析是TRIZ的工具之一，是解决问题的一个重要阶段。功能分析的目的是从完成功能的角度而不是从技术的角度分析系统、子系统、部件。确认哪些使系统不能处于理想化的元件是使创新成功的关键。设计过程中从一起点向理想解过渡的过程称为理想化过程。可用资源分析是要确定可用物品、能源、信息、功能等。这些可用资源与系统中的某些元件组合将改善系统的性能。冲突区域的确定是要理解出现冲突的原因。区域既可指时间，又可指空间。假如在分析阶段问题的解已经找 到，可以移到实现阶段。假如问题的解还没有找到，而该问题的解需要最大限度的创新，则基于知识的三种工具：原理、预测、效应等都可采用。

(2)原理。原理是获得矛盾解的方法。有技术与物理两种矛盾解决 中瑞环保科技有限公司

原理。TRIZ引导设计者挑选能解决特定矛盾的原理，其前提是要按标准参数确定矛盾。有40条原理。

(3)预测。预测又称为技术预报。TRIZ确定了8种技术系统进化的模式。当模式确定后，系统、子系统及部件的设计应向高一级的方向发展。

(4)效应。效应指应用本领域，特别是其他领域的有关定律解决设计中的问题。如采用数学、化学、生物等领域中的原理，解决设计中的创新问题。

评价该阶段将所求出的解与理想解进行比较,确信所作的改进不仅仅满足了技术需求而且推进了技术创新。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理论可以大大加快发明创造进程，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。

很庆幸我能参加这次TRIZ理论的培训，使我了解到一门对我来说 中瑞环保科技有限公司

全新的理论，对我今后的工作和生活有了很大的帮助，在今后的工作创新和管理方面有了很大的启发。但我这次学到的只是一些基本的东西，还要进一步的加强学习。

第四篇：triz创新设计应用实例分析

TRIZ工具解决采煤机截割部方案设计 应用物理091——张明伟(090118)

应用TRIZ工具及原理提出创新问题：

在漫长的地球进化过程中，地球母亲为我们积累了丰富的矿产资源，煤炭就是其中的重要一种。我国煤炭资源丰富，是煤炭开采大国也是煤炭消耗大国，但是在我国煤炭开采技术并不成熟。例如在煤炭资源井工式机械化开采的工作面比较狭小，环境恶劣。在一定采高下，为了提高煤炭的生采率，操作工人希望滚筒式采煤机的截割功率越大越好，但是由于地质条件或技术条件的限制，又不能过度增大采煤机的高度，以安装更大功率的截割电机;而同时管理部门又希望开采能耗越低越好。

应用TRIZ理论定义该技术的理想解如下：

从提高理想解法则出发，应提高煤炭生产率的同时，降低采煤能耗、粉尘和截割刀具的耗损。从煤炭截割理论考虑，粉尘量往往与采落煤炭的块度负相关，即煤块度越大，粉尘量相对越小，这就要求尽可能提高煤的块度。但是煤块度增大，必须增大刀具的截割深度，这又受到截割刀具的强度、工作机构结构等限制。因此，开采下来的煤块不能太大又不能太小，体现出物理矛盾的存在。 当利用分离原理很难处理这一矛盾的情况下，可以通过技术矛盾的角度来解决这一问题。

通过对39条技术矛盾特性参数分析可以从改善No.19动物耗能和No.39生产量/生产率两个特性参数出发。对应改善特性参数，可能恶化参数如表

4、表5所示从改善动物耗能出发推荐的解决方法为：No.5组合法，No.13逆向作用法，No.18机械振动法，No.24中介法， No.35性能转变法。

从改善生产量/生产率出发推荐的解决方法为：No.2 提取法，No.10预先作用法，No.18机械振动法，No.20有效运作持续法，No.23反馈法，No.28系统替代法，No.35性能转变法。

经过分析，根据发明原理提出如下几个解决方案：

(1)利用No.5组合法，在不增加机身高度前提下，对每一个工作机构采用双电机联合驱动，增大截割功率。

(2)采用No.18机械振动法，利用附加机械振动装置，实现振动截割降低能耗，增大采煤机截煤效果。

(3)利用No.10预先作用法和No.24中介法，采用高压辅助水射流技术进行辅助截割，增大煤的裂隙降低煤的截割强度，从而达到提高理想解的目的。

(4)综合运用(1)～(3)。

。

学习TRIZ心得体会

通过一学期的TRIZ创新课程的学习，让我充分的体会到了TRIZ带给我的好处，并将直接影响我以后的事业的前进速度与解决问题的方法的简易性。TRIZ包含1.资源

2.矛盾

技术矛盾: 40个 发明原理

物理矛盾: 5个 分离原理

3.物场模型: 76 个标准解

4.功能: 科学效应库

5.技术系统进化法则

6.TRIZ

TRIZ主要分为6大块,

物场分析的开发是基于怎么灵活运用资源.通过物场分析导出了76个标准解.

技术系统进化法则是植根于76个标准解的.

TRIZ是整合了所有方法的创新流程,是把离散的东西变为线性的. 需要掌握了其他内容后学习.

TRIZ三大核心

TRIZ中有很多内容，但有三个核心。

理想解，矛盾，资源。

这三个核心贯穿于解决问题的始终。

脑子里不断的问：最终理想解是什么?矛盾是什么?有什么可利用的资源?

Contradiction的种类

行政/管理矛盾 (Administrative Contradiction)

现实和理想之间的矛盾

技术矛盾 (Engineering Contradiction)

几个Parameter间的矛盾

汽车加速性能和燃料费

物理矛盾 (Physical Contradiction)

一个Parameter 内值的矛盾

飞机的landing gear

技术矛盾和物理矛盾都是同时存在的。核心是物理矛盾。

问题在于怎么找到核心矛盾。一个核心矛盾“一点带面”的复杂了问题。 这需要严密的分析，找到核心矛盾。

真正的问题找到了，问题就好解决了。

功能描述

TRIZ里的物场分析，个人理解上就是功能的一种模型。

功能我们可以定义为，主体作用于客体，改变了客体的一个特性。

例子：钉钉子。但我们描述时应该用，“主体敲打钉子，改变钉子的空间位置”

主体可能是锤子，转头等等。

问题：想一下“安全帽的功能”

大多数人会说“保护脑袋”，这种分析是心理惯性带来的问题。

正确答案应该是“阻挡危险物”

用功能的描述方式的话就是，“安全帽(主体)阻挡(作用)危险物(客体)”

我们碰到问题后必然要回答3个问题“我们想得到什么样的结果?”，“问题的情况是什么样的?”，“我们可以用什么方法去解决?”

第一个问题的答案，在TRIZ就是最终理想解。

第二个问题的答案，在TRIZ就是矛盾。(包含系统分析，功能分析，矛盾分析，资源分析等方法)

第三个问题的答案，在TRIZ就是TRIZ的各种工具(发明原理，76个标准解，灵活运用资源等)

并且呢TRIZ给我们提供了许多创新思维方法。传统的创新思维比如试错法、头脑风暴法等，往往过于依赖人的直觉，从大量随机的想法中筛选出一个有效方案，效率很低，不适于解决复杂的技术问题。TRIZ提供的九屏幕法、IFR法、STC算子法等全新的创新思维方法，相对于传统的创新方法，具有鲜明的特点和优势。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。它着力于挖掘系统中存在的矛盾，以理想解作为方向，最终彻底解决矛盾，而不是采取折衷或者妥协的做法。

二、TRIZ理论与矿山机械

TRIZ来源于工程发明、机械设计等领域，它完全能够与现代机械相融合。一方面，矿山现代化离不开矿山机械现代化，，离不开矿山工程技术的现代化。可以说各种机械设备、工程技术已经渗透到现代矿山的各个领域。另一方面，现代矿山逐步机械化、精细化、集约化，采煤作业只是整个生产系统中的一个环节，相当于原料车间，前期还有掘进技术、安装工艺，中后期还有开采、运输、加工、储藏以及管理等环节，每一个环节都会面临许多技术问题，这都需要大量的技术投入和创新来支撑，从而为技术发明提供了一个广阔的舞台。因此，TRIZ理论在矿山工程中有着巨大的应用空间和潜力。尤其在各种科学技术处于快速发展时期，更应当抓住机遇，大力推进技术创新，在市场竞争中以质取胜。

比如在综采工作面，在井下需要适应复杂的现场环境，如何使各设备效率更高、更安全，工程技术人员通过各种仪器实时监测各机械设备的电压、电流、温度、等情况，最后把参数反馈到电脑进行终端控制。整个过程的目的就在于对各设备提供最佳运转环境，发挥出最大的作用。

除此之外，液压传动、变频技术、水下采煤工程等，都是在不同领域内的创新课题。比如解决了水下的问题，就可以开采以前废弃的煤层，这就需要从地质、采煤、运输等方面进行创新。。

由此可见，现代矿山的各个领域、各个环节都需要创新，创新的设备、创新的设施、创新的管理等，归根到底，就是需要技术创新。一句话：矿山需要创新，需要TRIZ!

这次学习所掌握的只是TRIZ理论的初级知识，在今后的工作和学习中还要继续加强自学，巩固现有知识，同时更深入的学习TRIZ理论的精华。今后还要结合实际运用创新理论指导工作，改进方法，提高素质，做好创新理论的推广普及工作

第五篇： 基于TRIZ理论的洗衣机创新设计

杨明朗 杨忠强

(南昌大学，南昌 330031)

摘要: 以TRIZ冲突解决理论为指导，依据其应用的设计过程和技术冲突解决方法，针对现阶段传统滚筒式洗衣机所存在的缺点，提出切实可行的创新设计方案。从新的角度进行理想化分析，并用相关软件设计出新型滚筒式洗衣机，从而得出洗衣机创新设计的新方法。

关键词: 洗衣机，TRIZ，冲突解决，创新设计

Based on the theory of TRIZ in innovation design of the washing machine

YANG Ming-lang，YANG zhong-qiang

(Nanchang University，Nanchang 330031)

Abstract: As TRIZ conflict resolution theory as the guide, according to its application design process and technology conflict resolution methods, aimed at reverse-force cylinder washer which exists in the traditional shortcomings, and feasible design scheme of innovation. From a new Angle, and related software idealize analysis designed, so as to obtain new roller-type washing machine, a new method of design of innovation

Keywords: washing machine, TRIZ, conflict resolution, innovative design 1 引言 随着生活水平的提高和生活节奏的加快，洗衣机作为一种替代人们手工洗涤衣物的家用电器已成为我们生活中不可缺少物品。现代工业化的加速带动了世界各国也加快了洗衣机研制的步伐。伴随着科技的进一步发展，更多新型更适合人们使用的洗衣机给我们带来许多新的生活方式。

自洗衣机进入中国市场后，随着十几年的发展，国内的洗衣机市场向高端挺进之势愈演愈烈。源自欧美的滚筒概念随着洗衣清洁理念的逐渐普及，越来越得到中国消费者的欢迎。对于传统家电制造商来说，滚筒产品的推广和普及，预示着中、高端产品开始得到普通家庭用户的青睐。 而且近年来，随着人类与环境和资源问题的尖锐化，人们环保意识和节能意识的不断提高，环保和节能的洗衣机越来越受到人们的注目，成为洗衣机的发展趋势。运用TRIZ理论指导洗衣机的创新设计，能够设计出符合消费者需求具有市场竞争力的洗衣机产品。

2 利用冲突解决矩阵实现创新

在解决技术问题时，当改善系统的某个属性时，往往会使系统中其它属性恶化，这时便产生了系统矛盾对立。A1tshuller通过对矛盾的深入研究已发现了39个技术特性，任何一个技术矛盾都可用其中的一对特性来描述：同时还发现，由其中一对技术特性描述的任一技术矛盾都有创新解，求该创新解的过程即是在40条原理中

【1】

确定解决技术问题的原理的过程。

技术特性表所提供的原理往往并不能直接使问题得到解决，而是提示了最有可能解决问题的探索方向。解决问题时必须根据所提供的原理及所要解决问题的特定条件，提出解决问题的具体方法。当针对具体问题确认了一个技术矛盾后，要用该问题所处技术领域中的特定术语描述该矛盾。之后，要将矛盾的描述翻译成一般术语，由这些一般术语选择标准矛盾技术特性。技术特性决定的是一般问题，并可选择可用解决原理。一旦某一原理被选定后，作者简介：杨明朗(1949-)，男，江西南昌人，南昌大学教授、博士生导师，主要从事产品设计及理论、人机工程学研究。

杨忠强(1986-)，男，山东济宁人，南昌大学硕士研究生，主攻产品设计及理论研究。

必须根据特定的问题应用该原理以产生一个特定的解。对于复杂的问题，一条原理是不够的，原理的作用是使原系统向着改进的方向发展。在改进的过程中，对问题的深入思考、经验都是需要的[2]。

3 设计实例

对于市面上的滚筒洗衣机，对衣服的洗净度和洗衣时间与衣物的磨损度是第一评判标准[3]，随着科技的发展，洗衣机相应科技含量的增加使这些问题都会得到解决。滚筒洗衣机的多元化，智能化的发展也是其趋势之一，只有多方面全方位的软硬件升级，才能更好的迎合消费者的需求。现在滚筒洗衣机造型单一，功能单一，提供的服务也很有限，但是如果增加洗衣机的功能，则相应的洗衣机的复杂性重量成本等都会相应增加，而且增加洗衣机的功能又希望机器更多智能化，操作性方面的增删又与其有矛盾。绿色设计的口号在近几年的提出越来越响亮，绿色环保的设计趋势也是一个重要的设计走向，也是洗衣机多用性和智能化处理的一个方面[4]

。

现利用冲突解决矩阵来分析以上问题。首先在39个标准工程参数中选择并确定技术冲突的一对特定参数，如果适应性及多用性，则装置的复杂性变大，根据冲突矩阵表，解决的方法是：NO.15 动态化 NO.29 启动与液压结构 NO.37 热膨胀

NO.28 机械系统的替代。

如果自动化程度提高，那么可操作性降低，根据冲突矩阵表，解决的方法是：NO.1 分割 NO.12等势性 NO.34 抛弃与修复 NO.3 局部改变

由此可见，适应性及多用性和自动化程度提高，那么将导致装置的复杂性变大，可操作性降低，形状及结构稳定型也将受到影响。

经过分析，根据发明原理NO.1分割，NO.3 局部改变，NO.28 机械系统的替代， NO.34 抛弃与修复原理提出如下解决方法[5]：

分割原理：理想的一体化绿色环保洗衣机要达到投入产出环保且被有效利用就要用到分割原理，将洗衣机滤水系统，储

水系统，二次用水蓄水桶分割开来。环保洗衣机要达到投入产出的完全绿色化，就要结合集水器，水过滤器，储水装置，各装置相关相连但又互相分割独立，比如将废水处理后储水桶置于洗衣机外，经过过滤处理过的水还可以在储水桶中再次利用 。根据这样的构思，便画了如下的草图并做出渲染图来完成这样的构想。(见图1)

图1 外置型过滤储水桶 Fig.1 External type filtering water barrel

局部改变原理：产品的创新和技术上的突破需要局部的相应改变来配合，洗衣机的局部改变包括由功能所带来的内部构造，储水桶，仪表盘，承重轮等局部改变。根据构思，便在内外部建模后的渲染图上试图达到这样的效果：(如图2)仪表盘要显示各项自动化功能及储水等各相关环保设计按键，内置传送发动机和抽水泵位置的改变，绿色设计引发的排水装置和设计风格一致的洗衣机轮的改变。

图2 局部设计细节

Fig.2 Local design details

机械系统的替代原理：市面上的洗衣机没有完全定位洗衣机的环保功能，机械系统的替代将为环保洗衣机注入新的设计理念，做到极致的洗衣机环保功能不仅仅是资源利用的投入产出的绿色化，而且是合理有效的充分利用资源，目前英国利兹大学的研究人员发明了一种新型无水滚筒洗衣机，这种洗衣机不但洗衣效果出色，能够清除所有类型的污渍，而且节能效果十分惊人，只需不到平时用量的2%的水和电就能够完成清洗任务，它的工作原理是

使衣服在浸湿以后将与大量的塑料小球混合、搅拌在一起。在这个过程中，水溶解污渍并使其脱离衣物，塑料小球则负责对污渍进行吸收，从而完成对衣物的清洁。(如图3)

图3 无水洗衣机工作示意图

Fig.3 No water washing machine work flow diagram

抛弃与修复原理：洗手盆或者洗衣机产生的用水一般直接排出，若想使环保洗衣机将其水利用的各个环节都合理利用起来，经过剖析洗衣机内部构造以及水过滤循环装置的构造，达成水循环的抛弃修复的构想流程为：洗手盆的废水经过机械过滤-活性炭吸附管-阻垢系统-最后到达储水箱储存，将洗手的废水过滤为洗衣服的干净的再利用水，经过抽水泵抽入洗衣桶内使用，洗衣桶内的水使用后再次排出到小的机箱外的储水桶，最后排出的废水可以冲厕所，涮墩布等。根据构想所做的渲染图(如图4)，说明了整个水利用的抛弃修复流程的各个环节。

一体化环保洗衣机的设计理念即是多功能，经济，实用，环保。可以当做洗手池，环保滚筒洗衣机，二次水过滤储水机，最后排出的脏水也可涮墩布等。经过以上的机械系统的替代可以达到水的合理利用的净度标准。

该问题的最终解决方案便是设计出下面这款洗衣机，该洗衣机的渲染图 (如图

5)：将洗手盆，储水桶，机械过滤装置相结合进行综合设计，进行水循环的再利用，从而最大限度的通过水的处理和特性来达到节水用水的投入产出完全绿色的理念。因此这款洗衣机相比市面上的洗衣机更多的体现了绿色环保，智能操作，节能减排的特点，是一款实用的新型洗衣机，将给洗衣机市场带来一股绿色活力。

图4 绿色环保洗衣机工作流程示意图

Fig.4 Green washing machine work flow diagram

图5 绿色环保洗衣机渲染图

Fig.5 Green washing machine rendering picture

4 结语

在市场竞争日益激烈的今天，企业生存和发展的关键在于设计创新以不断提高自己的生产理念，生产出满足消费者需求的产品。洗衣机行业要想更稳固立足并开拓前进，应在充分掌握产品特点、把握今后市场动态走势的基础上，借鉴先进的创

新理论，实现创新设计，赢得市场以及未

参考文献

来。

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