TRIZ创新设计复习题.doc

一、创新思维的定义：是运用原有的知识和经验进行创造性的重新组合，在头脑中产生新的思想和形象的思维活动。创新思维必须是新颖的、独特的。二、创新思维的基本特征：新颖性、独特性、多样性、开放性、潜在性、顿悟性。三、创新思维的主要形式：常见的思维方法有：逻辑思维、发散思维、逆向思维、侧向思维、直觉思维、灵感思维、联想思维、幻想思维等。1. 逻辑思维：形式逻辑思维、辨证逻辑思维。2. 发散思维：功能扩散、结构扩散、形态扩散、组合扩散、方法扩散、因果扩散、关系扩散。3. 逆向思维：过程逆向、条件逆向、方式逆向、作用逆向、结果逆向。4. 灵感思维：自发灵感、诱发与触发灵感、逼发灵感。5. 联想思维：相似联想、对比联想、接近联想。四、创新思维技法：创新技法是以思维规律为基础，通过对广泛创新活动的实践经验进行概括、总结和提炼而得出来的创新的一些技巧和方法。常用创新技法有：1. 试错法2. 奥斯本智力激励法（即头脑风暴法、智暴法、BS法）头脑风暴法的原则：（1）自由思考原则、（2）延迟评判原则、（3）以量求质原则、（4）综合改善原则。3. 设问法 4. 焦点客体法： 步骤：（1）选择需要完善的客体；（2）制定完善客体目标；（3）借助于任何书籍、字典或其它工具来选择偶然词（客体）；（4）分出所选偶然客体的特征；（5）将选特征（性质）转向被研究客体；（6）记下研究客体与偶然客体特征结合后得到的想法；（7）分析得到的结合点，选择最合适的想法；例：提高锅的使用性能：解：焦点客体：锅； 完善目标：提高使用性能； 偶然词：树、灯、烟。表1 焦点客体法资料汇总表焦点客体：锅完善目标：增加新品种偶然客体偶然客体特征焦点客体及特征得到的想法树木高、裸露、软木、带根高壁锅、软木锅、带根的锅底部有支架的锅、有高保温壁的锅灯有电、有裂痕、发光电锅、有裂痕的锅、发光的锅电子加热锅、有辅助照明的锅、分成几部分的锅香烟冒烟的、带过滤嘴的、放盒里的冒烟的锅、带过滤网的锅、双壁锅有气味显示器的锅，有笊篱的锅、有绝缘盖的锅5. 卡片激智法6. 联想创新法7. 组合创新法8. 列举法9. 逆向发明法10. 模仿创新法11. 仿生创新法12. 六顶思考帽法五、TRIZ理论的思维方法：1. 最终理想解（IFR）；2. STC算子；3. 九屏幕法；4. 小人法；5. 金鱼法一、什么是TRIZ：TRIZ是俄文缩写的英文音译，中文意思为发明问题解决理论。它是由前苏联发明家、发明家协会主席根里奇阿奇舒勒及其领导的一批研究人员，于1946年开始，在研究了世界各国250万份专利的基础上，提出的一套具有完整体系的发明问题解决理论和方法。二、TRIZ理论的核心思想：主要体现在三个方面：（1）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规律发展演化的，即有客观的进化规律和模式；（2）各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力；（3）技术系统发展的理想状态是用最少的资源实现最大数目的功能。图1 TRIZ解决问题的过程三、TRIZ解决问题的过程：在利用TRIZ解决问题的过程中，设计者首先将待设计的产品表达成为TRIZ问题，然后利用TRIZ中的工具，如40个发明原理、矛盾矩阵等，求出TRIZ问题的标准解，最后再把该问题转化为领域的解或特解。如图示四、技术系统进化法则：TRIZ理论的核心是技术系统进化法则。人们把TRIZ理论的技术系统进化法则与达尔文的生物进化论、斯宾塞的社会达尔文主义并称为“三大进化论”。八大进化法则：1. 技术系统的S曲线进化法则2. 提高理想度法则3. 子系统的不均衡进化法则4. 动态性和可控性进化法，5. 增加集成度再进行简化法则6. 子系统协调性进化法则7. 向微观级和场的应用进化法则8. 减少人工介入的进化法则一个技术系统的进化过程经历4个阶段：婴儿期、成长期、成熟期、衰退期。当一个技术系统的进化完成4个阶段以后，必然会出现一个新的技术系统来替代它。见图2、图3。经典TRIZ理论还有完备性法则、能量传递法则、矛盾产生及克服法则、向超系统进化法则。系统完备性分析图见图4、图5。缝纫机的系统完备性分析如下，请仿照图4、图5画出缝纫机分析框图：能源：生物能 动力装置：踏板 传动装置：皮带、齿轮 控制装置：手轮、踏板 执行装置：针 产品：衣服、布料 外部控制：人 图4 系统组成的基本要素 图5 白炽灯泡的系统完备性分析五、系统的操作（1）向子系统和超系统转换；（2）向过去和未来的系统转换；（图6、图7、图8）（3）系统与反系统。（表2） 图6 系统进化九屏图 图7 系统“树”的九屏图 表2 系统与反系统系 统反 系 统相竞争的相矛盾的飞机航天飞机高射炮电话机手机电磁干扰系统书电子图书火图8 白炽灯的九屏分析图 六、最终理想解：理想化是科学研究中创造性思维的基本方法之一。理想化方法最关键部分是思想实验（理想实验）。从一定原理出发，在观念中按实验的模型展开思维，模型的运转完全在思维中进行，运用推理得出符合逻辑的实验结论。理想系统的特点：1、理想系统只工作在需要的地方、在需要的时候、做需要的事；2、理想系统不会浪费时间（系统可在瞬间做一切），物资、能源等。在解决问题发明理论（TRIZ中）建议使用特殊的方法最终结果理想法。：产品处于理想状态的解称为最终理想解。最终理想解有4个特点：1）保持了原系统的优点；2）消除了原系统的不足；3）没有使系统变得更复杂；4）没有引入新的缺陷。八、发明原理1、分离法；2、提取法 3、局部质量改善法4、非对称法5、组合法6、一物多用法7、套叠法8、巧提重物法9、预先反作用法10、预先作用法11、预置防范法12、等势法13、逆向思维法14、曲线.曲面化法15、动态法 16、部分超越法17、多维运作法18、机械振动法19、离散法20、有效运作持续法21、快速法 22、变害为利法23、反馈法 24、中介法25、自服务法 26、复制法27、替代法28、系统替代法29、压力法 30、柔化法31、孔化法32、色彩法 33、同化法 34、自生自弃法 35、性能转化法 36、相变法37、热膨胀法38、逐级氧化法 39、惰性环境法40、复合材料法例：塑料可乐饮料瓶利用了以下原理：1#分割原理：瓶身分成几部分；2#提取原理：中间部分提出来贴瓶标；3#局部质量改善原理：瓶嘴的部分比瓶身强度大、 瓶身下部肌理效果，放便拿取；7#嵌套原理：瓶盖与瓶标；10#预先做用原理：瓶盖上的肌理；14#曲面化原理：瓶身形态、瓶底；30#柔化原理：用塑料替代玻璃做瓶子；32#色彩原理：瓶身透明。矛盾的类型：技术矛盾：如果改善系统的一个参数，就得恶化另一个参数，系统就存在着技术矛盾。物理矛盾：对系统中的一个元件提出互为相反的要求的时候，存在物理矛盾。管理矛盾：问题的产品已经存在着矛盾需要什么，改善什么，怎么做等等。管理矛盾必需要转移到技术矛盾来解决。十、物理矛盾和分离原理当一个技术系统的工程参数具有相反的需求时就出现了物理矛盾。如：既需要刀刃足够锋利，又不易折断；既需要座位多容量大，又希望体积小；既希望灯具亮度高，又希望瓦数小。解决物理矛盾的4大分离原理：4大分离原理：空间分离;时间分离;基于条件的分离;系统级别的分离十一、物场模型分析每个系统的出现都是为了实现某个确定的功能。所有功能都可以分解为3个基本元素（S1，S2，F）把功能用三角形来模型化称为物场分析模型：物质物体；作用或效应场。（图9）例：吸尘器清洁地毯：S1地毯（工件）； S2吸尘器（工具）；F清洁（机械场）人用油漆刷墙：S1墙（工件）； S2人（工具）；F刷油漆（机械场）物场模型的类型有4类：1）有效完整模型:功能的3个元素都存在，且都有效，是设计者追求的效应。2）不完整模型:组成功能的元素不全，可能缺少场，也可能缺少物质。3）效应不足的完整模型:3个元素齐全，但效应未能有效实现，或实现的不足够。4）有害效应的完整模型:3个元素齐全，但产生了与设计者追求的相反的有害的效应，需要消除这些有害效应。1、创新设计的特点：涉及多学科的复合性工作设计中相当一部分工作是非数据性、非计算性，需要依靠对各科知识的综合理解不只是为解决问题，更为提出问题，设计问题多层次的，注重新颖、独创、及时最终目的在于应用2、创新常用方法：功能设计：利用连杆死点位置设计夹紧装置移置技术：军用激光技术到民用仿生：海底机器人类比求优：本田摩托反求：山寨6,TRIZ理论创新设计法3、创新思维的类型：发散思维收敛思维变通思维辩证逻辑思维4、和田12法：加，减，扩，缩，变，改，联，学，代，搬，反，定5、TRIZ的基本内容：进化法则最终理想解40个发明原理39个工程参数和矛盾矩阵物理矛盾的分离原理6物-场模型7标准解法8发明问题解决算法9知识效应库6、物场模型分析: 有效完整模型：盾构掘进机不完整模型：防电脑辐射效应不足的完整模型：冰面行走有害效应的完整模型：隐形眼镜7、物理矛盾分离原理：空间分离，时间分离，基于条件分离，整体与部分分离。8、常用机构的组合方法：串联组合并联组合叠加组合9、增力机构：杠杆机构肘杆机构螺旋机构二次增力机构10、增程机构：增加位移：连杆齿轮机构，连杆机构，杠杠增程机构增加转角百分表增程机构，齿轮连杆机构11、夹紧机构：利用连杆死点夹紧，利用凸轮机构夹紧，12、自锁机构：自锁螺旋机构自锁连杆机构13、技术矛盾：如果改善系统的一个参数，就得恶化另一个参数，系统就存在着技术矛盾。14、物理矛盾：对系统中的一个元件提出互为相反的要求的时候，存在物理矛盾。15、技术矛盾用矛盾矩阵解决，物理矛盾用分离原理解决。16、TRIZ解决问题的过程：设计者首先将待设计的产品表达成TRIZ问题，然后利用TRIZ中的工具，发明原理，矛盾矩阵等，求出TRIZ问题的标准解，最后再把该问题转化为领域的解或特解。17、分离原理与40个发明原理的关系：1. 空间分离原理的相关发明原理（10个）发明原理1：分割；2：抽取；3：局部质量；4：非对称；7：嵌套；13：逆向思维；17：一维变多维；24：中介物；26：复制；30：柔性外壳或薄膜。2. 时间分离原理的相关发明原理（12个）发明原理9：预先反作用；10：预先作用；11：预先应急措施；15：动态化；16：不足或超额行动；18：机械振动；19：周期性动作；20：有效作用的连续性；21：紧急行动；29：气动与液压结构；34：抛弃与再生；37：热膨胀。3. 基于条件的分离原理的相关发明原理（13个）发明原理1：分割；5：合并；6：普遍性；7：嵌套；8：配重；13：逆向思维；14：曲面化；22：变害为利；23：反馈；25：自服务；27：一次性用品；33：同质性；35：物理/化学状态变化。4.系统级别的分离原理的相关发明原理（9个）发明原理12：等势原则；28：机械系统的替代；31：多孔材料；32：改变颜色；3