创新方法与实践

前言一、现代TRIZ理论体系主要包括以下几个方面的内容：1.创新思维方法与问题分析方法TRIZ理论中提供了如何系统分析问题的科学方法，如多屏幕法等；而对于复杂问题的分析，则包含了科学的问题分析建模方法——物-场分析法，它可以帮助快速确认核心问题，发现根本矛盾所在。2.技术系统进化法则针对技术系统进化演变规律，在大量专利分析的基础上TRIZ理论总结提炼出八个基本进化法则。利用这些进化法则，可以分析确认当前产品的技术状态，并预测未来发展趋势，开发富有竞争力的新产品。3.技术矛盾解决原理不同的发明创造往往遵循共同的规律。TRIZ理论将这些共同的规律归纳成40个创新原理，针对具体的技术矛盾，可以基于这些创新原理、结合工程实际寻求具体的解决方案。4.创新问题标准解法针对具体问题的物-场模型的不同特征，分别对应有标准的模型处理方法，包括模型的修整、转换、物质与场的添加等等。5.发明问题解决算法ARIZ主要针对问题情境复杂，矛盾及其相关部件不明确的技术系统。它是一个对初始问题进行一系列变形及再定义等非计算性的逻辑过程，实现对问题的逐步深入分析，问题转化，直至问题的解决。6.基于物理、化学、几何学等工程学原理而构建的知识库基于物理、化学、几何学等领域的数百万项发明专利的分析结果而构建的知识库可以为技术创新提供丰富的方案来源。二、TRIZ基本哲理：1、所有的工程系统服从相同的发展规则。这一规则可以用来研究创造发明问题的有效解，也可用来评价与预测如何求解一个工程系统的解决方案。2、像社会系统一样，工程系统可以通过解决冲突而得到发展。3、任何一个发明或创新的问题都可以表示为需求和不能满足这些需求的原型系统之间的冲突。所以，“求解发明问题”与“寻找发明问题的解决方案”就意味着在利用折衷与调和不能被采纳时对冲突的求解。4、为探索冲突问题的解决方案，有必要利用专业工程师尚不知道或不熟悉的物理或其它科学与工程的知识。技术功能和可能实现该功能的物理学、化学、生物学等效应对应的分类知识库可以成为探索冲突问题解的指针。5、存在评价每项发明创造的可靠判据。这些判据是：（1）该项发明创造是否是建立在大量专利信息基础上的？基于偶然发现的少数事例的发明项目不是严肃的研究成果。事实证明，一项重大或重要的发明项目通常是建立在不少于1万到2万项专利研究的基础上。（2）发明人或研究者是否考虑过发明问题的级别？大量低水平的发明不如一项或少量高水平的发明。因为，低水平的发明只能在简单的情况下运用。（3）该项发明是否是从大量高水平的试验中提炼出来的结论或建议？6、在大多数情况下，理论的寿命与机器的发展规律是一致的。因而，“试错”法很难产生两种或两种以上的系统解。课题背景有时候我们正在使用耳机听音乐的时候，会出现耳机有时候会从耳朵上脱落的情况，特别是在运动慢跑，反复坐起、转头时。脱落后我们必须还要把耳机再次塞到耳朵里，可是过一会儿还是会松动，脱落。烦人的耳机使我们听音乐都变得毫无兴致。我们既想用小巧的耳机不用头戴式耳机又想让耳机不容易脱落，且不影响正常取出。该如何做？问题描述耳机在耳道里是用一部分阻力和一部分耳朵最耳机的支撑而固定在耳朵上的。上述情况发生的原因是，没有足够的阻力，支撑力来保持耳机在耳朵里，我们可不可以提供一个吸力或者提高阻力和支撑力的作用来改善这个情况呢？组件模型工程系统主要功能组件超系统组件耳机将电能转换为机械能动铁发音单元耳朵阻尘网格外壳导线空气导线外皮金属插头功能模型分析功能等级性能水平功能等级性能水平发音单元导线支撑Ax正常传输Ax正常转化B正常导线外皮阻尘网格保护Ax正常分离Ax正常金属插头外壳保护Ax正常固定Ax不足功能模型技术系统：耳机主要功能：转化电能为机械能耳机超系统组件外壳空气耳朵外壳空气耳朵 分离阻尘网格发音单元 支撑阻尘网格发音单元 支撑 支撑相互作用分析发音单元阻尘网格外壳导线导线外皮金属插头耳朵空气发音单元－＋＋－－－＋阻尘网格－＋－－－－＋外壳＋＋－＋－＋＋导线＋－－＋＋－－导线外皮－－＋＋＋－＋金属插头－－－＋＋－＋耳朵－－＋－－－＋空气＋＋＋－＋＋＋支撑力不足外壳形状外壳因果分析支撑力不足外壳形状外壳外壳材料无法改变耳朵无法支撑外壳材料无法改变耳朵无法支撑关键问题总结问题1.人耳的不同形状导致无法支撑耳机。问题2.外壳的材料不足以产生足够的阻力使耳机固定在耳朵上。问题3.外壳的形状无法支撑自身重量或外力。结论：在耳机外壳做工作剪裁原系统内无法实现以下裁剪策略：若组件B不存在了，组件B也就不需要组件A的作用，那么组件A也就可以被裁剪掉。若组件B能够自我完成组件A的功能，那么组件A可以被裁剪掉。若该技术系统或超系统中其他的组件可以完成组件A的功能，那么组件A可以被裁剪掉。其功能由其他组件C完成。则利用剪裁规则4：若技术系统的新添组件可以完成组件A的功能，那么组件A可以被裁剪掉，其功能由新添组件C完成。功能导向搜索特定功能：使耳机固定在耳朵上必要的参数：一定的强度，一定的阻力概括：具有保护发音单元的功能并在耳朵上固定在相关产业中寻找执行类似功能的其他技术：隔音耳塞（记忆海绵）根据您的要求和约束，选择最适合执行期望功能的技术：用记忆海绵外套包裹硬塑料耳机壳，保护发音单元识别和解决适应和实施所选技术所要求的次级问题：记忆海绵与硬塑料外壳如何联接物理矛盾分离原理对应的发明原理发明原理描述具体的解决方案应力与强度组合原理组合材料软硬材料组合物理矛盾标准解关键问题相互作用组件物场模型标准解类别新物场模型解决方案固定外壳并保护发音单元硬外壳耳朵FS1S2引入新物质记忆海绵套FS1S2S3硬外壳保护发音单元，硬外壳外套上隔音耳塞材料记忆海绵潜在方案总结关键问题所用到的分析问题的工具所用到的解决问题的工具解决方案耳机固定在耳朵上功能分析、因果分析、剪裁、可用资源分析功能导向搜索、技术矛盾、通用工程参数、40TRIZ原理组合原理：使原有的硬材料与软材料记忆海绵结合结语通过这次TRIZ