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工程技术创新导论 引言 自主创新 方法先行1 国家 企业 高校与自主创新2 创新的等级 创新是国家的意志 企业的需求 高校的责任 DVD的故事 一台DVD出口售价 32美元 成本 13美元 交专利费 18美元 问企业利润是多少 1美元中国处于世界产业链的下游 以牺牲环境为代价 靠市场换技术 国家的危机由于没有核心技术 我国企业不得不将每部国产手机售价的20 计算机售价的30 数控机床售价的20 40 支付给国外专利持有者 我国技术对外依赖度超过50 一半以上的技术要靠引进 只有万分之三的国内企业真正具有自主知识产权 一个国家没有技术独立 就没有经济 政治的独立 国家的意志海 航母 陆 高速列车 空 大飞机 天 探月工程 企业的需求企业内部人 管理创新 资料 技术创新 企业重点是技术创新高校的责任学生的优势 殷瑞钰院士在 工程哲学 一书中提出如下观点 三元论 认为 科学 技术与工程是三类既有密切联系又有本质区别的活动 科学活动是以探索发现为核心的活动 技术活动是以发明革新为核心的活动 工程活动是以集成构建为核心的活动 从知识层面看 工程位于 科学 技术 工程 产业 经济 社会 的知识链和知识网络中的重要位置 工程是直接生产力 工程创新是创新活动的主战场 工程人才和科学人才是两种不同类型的人才 各有其特点和成长规律 绝不能简单地按照培养以自然科学中基础研究为目标的科学人才的思路和方法去培养工程人才 自主创新 方法先行 知识中最有价值的部分是思想和方法 从校园里接触到最新的创新方法 往往比知识本身更要重要 TRIZ是俄语 发明问题解决理论 的缩写 其研究始于1946年 前苏联著名发明家阿奇舒勒领导的研究机构分析了全球近250万件高水平的发明专利 总结各种技术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 建立起的创新方法理论体系 利用TRIZ创新教育来推动自动化专业创新性工程教育1 TRIZ创新理论及国内外教学情况2 自动化专业开展TRIZ创新教育的几种形式 1 课程创新 工程技术创新导论 2 在毕业设计中指导学生运用TRIZ创新方法解决问题 3 在大学生科技竞赛中指导学生运用TRIZ创新方法出成果 4 营造校园创新环境与创新氛围 激发学生创新意识 发明的五个等级最小型发明 优化参数 小型发明 少量提高 折中方案96 中型发明 提升 解决大型发明 升级 全新概念特大发明 全新系统 科技进步4 教学要求 32学时 平时成绩50 注重过程管理 以学生的参与程度 出勤 课程作业 小组贡献 作为评价指标 考核是采用小组答辩和成果展示的形式 学生通过课外查阅文献课程作业 开卷考试50 参考书怎样成为发明家 50小时学创造 俄罗斯 萨拉马托夫著 王子羲等译 北京理工大学出版社 2006年11月 创新的方法 赵敏 胡钰编著 当代中国出版社 2008年1月 网站1 亿维讯2 中国创新方法网3 TRIZ专题网站 研讨专题任选其一 不少于2000汉字 1 未来工程师应具备的基本能力和品质 2 发明创造与创业的关系 第一章传统的创新方法1 1常用的创新方法1 2各种方法的特点比较 第二章TRIZ概述2 1发展历程与现状2 2TRIZ核心思想2 3TRIZ应用 第三章技术矛盾分析3 1技术矛盾定义 问题模型 3 2创新原理 40个解决方案模型 3 3矛盾矩阵 工具 3 4应用实例 TRIZ解题模式定义技术矛盾39个技术参数三步法40个创新原理 矛盾矩阵 3 1定义技术矛盾的步骤Step1 问题是什么 在因果分析链中找到问题入手点Step2 现在有什么解决办法 目前的解决方法 改进了什么参数Step3 上述的方法有什么缺点 此方法导致什么参数恶化 例1 2003年底 日本曾利用H2A火箭6号机发射一颗多功能卫星 但遭到失败 高温 30000C 高压导致了喷嘴变形严重Step1 问题是什么 火箭需要的上升力Step2 现在有什么解决办法 采用高温高压空气提供上升力Step3 上述的方法有什么缺点 使喷嘴变形改善 力 恶化 形状 练习1 关于制造平板玻璃的问题过去廉价的窗户玻璃都是有波纹的 这与制作玻璃的工艺有关 玻璃板是把融化的玻璃拉长制成的 当融化的玻璃还在摄氏700 800度时 它们是非常软的 玻璃在轨道上移动并逐渐变凉 轨道是由很多平行的细轴组成 玻璃在轨道上移动变凉的同时也在变形 因为这些轴距太大了 为了减少这些轴距就必须缩小轴的直径 但是又不允许降低轴的强度 所以轴的直径不能无限度的减小 Step1 问题是什么 需要减少玻璃的波纹度Step2 现在有什么解决办法 为了减少这些轴距就必须缩小轴的直径Step3 上述的方法有什么缺点 不允许降低轨道的强度改善 轴距 恶化 强度 练习2 地球上的汽车越来越多 它们排放的废气也越来越多 地球的生态化竟也越来越差 在汽车的发动机上安放一种专门降低排放气体毒性的装置 但是一定会提高汽车成本 Step1 问题是什么 汽车越来越多 废气也越来越多Step2 现在有什么解决办法 在汽车的发动机上安放一种装置Step3 上述的方法有什么缺点 提高生产汽车的成本改善 汽车有害气体排放 恶化 提高生产汽车的成本 练习3 电击器用作防止攻击者的自卫武器 电击器有一个小盒 在其一端有两个电极 电极之间有感应高压电 当电击器触及攻击者时 产生的高压放电则电击攻击者 电击器的缺点是 它只在一只手臂的距离内有效 在离未经过训练的受害者近的距离上 攻击者可以很容易地躲避电击器 更长的电击器 例如达到5米 难于躲避 但用起来很不方便 Step1 问题是什么 它只在一只手臂的距离内有效Step2 现在有什么解决办法 更长的电击器 难于躲避Step3 上述的方法有什么缺点 用起来很不方便改善 使用者的安全性 恶化 使用的方便性 练习4 每分钟都有几十块陨石撞击到地球上 由于对陨石成分和结构的分析能提供更多关于太阳系的信息 所以科学家需要获得更多的陨石 但区分陨石和普通岩石是很困难的 必须耗费大量的时间在地球表面上将陨石挑拣出来 但往往又仅能得到约百万分之一 改善 为了获得大量陨石 必须对地面上所有的石块进行分析 恶化 时间损失 练习5 在射击运动员的训练中需要有飞行中的靶标 当运动员击中靶标破裂成大量的碎片落到地面上 难以打扫 改善 希望增大靶标体积 恶化 靶标碎片对地面有害 练习6 希望一只手能倒出饮料塑料瓶中的饮料 改善 减小塑料瓶的直径 恶化 降低塑料瓶的稳定性 练习7 为了在有限的地皮上充分地利用空间 很多城市不得不启动大量高层楼房建设项目 1 改善 增加了楼层高度 恶化 抗震性能下降 2 改善 楼层高其影子面积大 恶化 影响周边建筑的采光效果 3 改善 楼房集中占地面积大 恶化 会造成局部交通堵塞 浪费人们出行时间 3 2创新原理创新原理分解 40个 3 3矛盾矩阵 工具 矛盾矩阵由39个通用工程参数和40个创新原理构成 39 39的工程参数从行 列2个维度构成矩阵 方格共1521个 涵盖约1250多种工程技术矛盾 几点说明 1 对角线方格中无数字 黑色带 的方格 表示物理矛盾 2 行和列