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triz理论论文3000字

时间:2016-11-11 09:20:16 来源:免费论文网

篇一:TRIZ理论论文3000字(湖北工业大学赵俊峰)

TRIZ理论简介

冷战时期,以美国为首西方国家的特工与前苏联的克格勃曾经进行过无数次惊心动魄的间谍战,其中一次就是围绕被称为神奇的“点金术”展开的。因为美国、德国等西方国家惊异于前苏联在军事、工业等方面的创造能力,他们把创造这种奇迹的神秘武器称为“点金术”,可结果强大的克格勃使欧美国家只能望“术”兴叹。那么这种神奇的“点金术”到底是什么呢?它为什么有这么大的威力?这个“点金术”就是当前世界上著名的发明问题解决理论,被简称为TRIZ理论,TRIZ就是“发明问题解决理论”的俄语缩写,是由前苏联发明家阿奇舒勒在1946年创立的,因而阿奇舒勒也被尊称为TRIZ理论之父。TRIZ理论被公认为是使人聪明的理论。

1946年,阿奇舒勒开始了发明问题解决理论的研究工作。当时阿奇舒勒在前苏联里海海军专利局工作,在处理世界各国著名的发明专利过程中,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,前苏联的数十家研究机构、大学、企业组成了TRIZ的研究团体,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,并综合多学科领域的原理和法则,建立起TRIZ理论体系。

TRIZ的核心是技术进化原理。按这一原理,技术系统一直处于进化之中,解决矛盾是其进化的推动力。它们大致可以分为3类:TRIZ的理论基础、分析工具和知识数据库。其中,TRIZ的理论基础对于产品的创新具有重要的指导作用;分析工具是TRIZ用来解决矛盾的具体方法或模式,它们使TRIZ理论能够得以在实际中应用,其中包括矛盾矩阵、物-场分析、ARIZ发明问题解决算法等;而知识数据库则是TRIZ理论解决矛盾的精髓,其中包括矛盾矩阵 (39个工程参数和40条发明原理)、76个标准解决方法??

TRIZ理论的基本内容

矛盾。TRIZ理论认为,创造性问题是指包含至少一个矛盾的问题。当技术系统某个特性或参数得到改善时,常常会引起另外的特性或参数劣化,该矛盾称为“技术矛盾”。解决技术矛盾问题的传统方法是在多个要求间寻求“折中”,也就是“优化设计”,但每个参数都不能达到最佳值。而TRIZ则是努力寻求突破性方法消除冲突,即“无折中设计”。TRIZ的另一类矛盾是“物理矛盾”:系统同时具有矛盾或相反要求的状态。例如,软件应该容易使用,但同时需要许多复杂功能和选项。在TRIZ中,工程中所出现的种种矛盾可以归结为3类:一类是物理矛盾,一类是技术矛盾,一类是管理矛盾。通俗来讲,物理矛盾就是指系统(系统指的是机器、设备、材料、仪器等的统称)中的问题是由1个参数导致的。其中的矛盾是,系统一方面要求该参数正向发展,另一方面要求该参数负向发展;技术矛盾就是指系统中的问题是由2个参数导致的,2个参数相互促进、相互制约;管理矛盾是指子系统之间产生的相互影响。

物理矛盾。物理矛盾一般来说有2种表现:一是系统中有害性能降低的同时

导致该子系统中有用性能的降低。二是系统中有用性能增强的同时导致该子系统中有害性能的增强。

技术矛盾。所谓的技术矛盾就是由系统中2个因素导致的,这2个参数相互促进、相互制约。TRIZ将导致技术矛盾的因素总结成通用参数。

管理矛盾。所谓管理矛盾是指,在一个系统中,各个子系统已经处于良好的运行状态,但是子系统之间产生不利的相互作用、相互影响,使整个系统产生问题。比如:一个部门与另一个部门的矛盾,一个工艺与另一个工艺的矛盾,一个机器与另一个机器的矛盾,虽然各个部门、各个工艺、各个机器等都达到了自身系统的良好状态,但对其他系统产生副作用。

39个通用参数

TRIZ的发明者阿奇舒勒通过对大量发明专利的研究,总结出工程领域内常用的表述系统性能的39个通用参数,通用参数一般是物理、几何和技术性能的参数。尽管现在有很多对这些参数的补充研究,并将个数提高到了50多个,但在这里我们仍然只关心核心的这39个参数。39个工程参数中常用到运动物体(Moving objects)与静止物体(Stationary objects)2个术语,运动物体是指自身或借助于外力可在一定的空间内运动的物体;静止物体是指自身或借助于外力都不能使其在空间内运动的物体。

负向参数(Negative parameters)指这些参数变大时,使系统或子系统的性能变差。如子系统为完成特定的功能所消耗的能量越大,则设计越不合理。

正向参数(Positive parameters)指这些参数变大时,使系统或子系统的性能变好。如子系统可制造性指标越高,子系统制造成本就越低。

应用ARIZ包括以下9个步骤。

步骤1:识别并对问题公式化。

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。

40个创新原则

阿奇舒勒工作的结果是每个科学家不必研究所有的专利来寻找解决问题的方法。研究者只需看清矛盾,用相关内容找到解决问题的方法。为了解决矛盾矩阵中每个参数对应构成的矛盾,TRIZ提供了40个解决这些矛盾的创新原则,如分类、抽取、联合等。在附录中纵向参数10 和横向参数33 组成的矛盾有4个解决原则:1-分离;28-机械系统的替代;3-局部质量改善;25-自我服务。

解决物理矛盾的分离原则

对于物理矛盾的解决,TRIZ提供了4个分离原则:空间分离,时间分离,条件分离,整体与部分分离。分离原理简单说来可以归纳为4大分离原理和11种分离方法。

物理矛盾的11种分离方法:

(1)矛盾特性的空间分离。

(2)矛盾特性的时间分离。

(3)将同类或异类系统与超系统结合。

(4)将系统转换为反系统,或将系统与反系统相结合。

(5)系统具有一种特性,其子系统有其相反的特性。

(6)将系统转换到微观级系统。

(7)系统中的状态交替变化。

(8)系统由一种状态转换为另一种状态。

(9)利用系统状态变化所伴随的现象。

(10)以具有两种状态的物质代替具有一种状态的物质。

(11)通过物理和化学的转换使物质状态转换。

76个标准解决方法

在物-场模型分析的应用过程中,由于所面临的问题复杂又包含广泛,物-场模型的确立、使用有相当的困难,所以TRIZ理论为物-场模型提供了成模式的解法,称为标准解法,共76个,标准解法通常用来解决概念设计的开发问题。76个标准解决方法可分为5类:建立或破坏物质场;开发物质场;从基础系统向高级系统或微观等级转变;度量或检测技术系统内一切事物;描述如何在技术系统引入物质或场。发明者首先要根据物质场模型识别问题的类型,然后选择相应的标准方法解。

分离。分离原理是TRIZ针对物理矛盾的解决而提出的,主要内容就是将矛盾双方分离,分别构成不同的技术系统,以系统与系统之间的联系代替内部联系,将内部矛盾外部化。

创新等级。当阿奇舒勒对250万个专利进行研究时,发现可以根据创新程度的不同,将这些专利技术解决方法分为5个“创新等级”。第1级:技术系统的简单改进,所要求技术在系统相关的某行业范围内(32%);第2级:包括技术矛盾解决方法的发明,要求系统相关的不同行业知识(45%);第3级:包含物理矛盾解决方法的发明,要求系统相关行业以外的知识(18%);第4级:包含突破性解决方法的新技术,要求不同科学领域知识(4 %);第5级:新现象的发现(1%)。(括号中的为占总专利比重。)

对于第1级阿奇舒勒认为不算是创新,而对于第5级,他认为“如果一个人在旧的系统还没有完全失去发展希望时,就选择一个完全新的技术系统,则成功之路和被社会接受的道路是艰难而又漫长的。因此发明几种在原来基础上的改进是更好的策略”。他建议将这两个等级排除在外,TRIZ工具对于其他3个等级创新作用更大。一般来说,等级2,3称为“革新(Innovative)”,等级4称为“创新(Inventive)”。

理想化发明创造是有级别的,级别越高,创新设计的过程越困难,则产品的市场竞争力越强。高级别产品的发明不仅需要设计人员自身的素质,更需要行业以外或全人类的已有研究成果。企业要不断地吸收不同行业的知识创新成果,并在自己的产品中应用,以永远保持企业的市场竞争力。发明创造的理想状态是理想解的实现,尽可能使企业的产品接近于其理想解是产品创新的指导思想。确定所设计产品的理想解是设计人员综合素质的体现。把所研究的对象理想化是自然科学的基本方法之一。理想化是对客观世界中所存在物体的一种抽象,这种抽象客观世界既不存在,又不能通过实验验证。理想化的物体是真实物体存在的一种极限状态,对于某些研究起着重要作用,如物理学中的理想气体、理想液体,几何学中的点与线等。在TRIZ中理想化是一种强有力的工具,在创新过程中起着重要作用。在解决问题之初,首先抛开各种客观限制条件,通过理想化来定义问题的最终理想解(ideal final result,IFR),以明确理想解所在的方向和位置,保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解,从而避免了传统创新涉及方法中缺乏目标的弊端,提升了创新设计的效率。如果将TRIZ创造性解决问题的方法比做通向胜利的桥,那么最终理想解就是这座桥的桥墩。理想化是科学研究中创造性思维的基本方法之一。它主要是在大脑之中设立理想的模型,通过思想实验的方法来研究客体运动的规律。一般的操作程序为:首先要对经验事实进行抽象,形成一个理想客体,然后通过想象,在观念中模拟其实验过程,把客体的现实运动过程简化和升华为一种理想化状态,使其更接近理想指标的要求。 TRIZ的一个基本观点是“系统是朝着不断增加的理想状态进化的”。技术系统理想状态包括3个方面内容:①系统的主要目的是提供一定功能。传统思想认为,为了实现系统的某种功能,必须建立相应的装置或设备;而TRIZ则认为,为了实现系统的某种功能不必引入新的装置和设备,而只需对实现该功能的方法和手段进行调整和优化。②任何系统都是朝着理想化方向发展的,也就是向着更可靠、简单有效的方向发展。系统的理想状态一般是不存在的,但当系统越接近理想状态,结构就越简单、成本就越低、效率就越高。③理想化意味着系统或子系统中现有资源的最优利用。技术系统的主要目的是提供一定功能。传统思想认为“为了得到这样和那样的功能,就必须建立这样和那样的装置或设备。”TRIZ则认为“为了得到这样和那样的功能,而不对系统引入新的装置和设备。”任何技术系统都是朝着理想化发展,也就是更为可靠、简单、有效。理想系统是不存在的,但当技术系统越接近理想状态时就越简单、成本越低效率也更高。理想化也意味着系统或子系统中现有资源的最大化利用。

篇二:TRIZ论文理论完整版

TRIZ理论论文

王春洋

(湖北工业大学,武汉430068;)

[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,这些发明创新的过程是否具有可以遵循的通用规律呢?如果存在这样的规律,我们又能如何运用这些规律呢?

在前苏联里海海军专利局工作的发明家G.S.Altshuller,在研究和整理世界各国著名的发明专利过程中,发现任何领域的发明创造和创新技术和生物系统一样,都存在产生,生长,成熟,衰老和消亡的过程。

G.S.Altshuller领导的研究机构,花费了1500人/年的时间,在研究很分析了世界上250多万件高水平发明的基础上,并综合多科学领域的原理和法则后得出结论:许多技术领域的难题可以利用解决其他领域中相似的问题的解决方法和原理轻而易举的得到解决。并提出了一套全新的创新设计理论体系——发明问题解决理论(TRIZ)。随后TRIZ理论在很多领域得到了成功运用,并取得了可观的创新成果和显著地经济效益。

为什么要创新,创新的意义何在?图1中的微笑曲线能够很好地解决这一问题。创新带来了低能耗,少污染的高效经济,适应和满足了绿色环保可持续发展的要求。

图1 微笑曲线

[关键词] 发明的级 ,产品进化,进化法则,TRIZ理论,40项发明原理及运用

[中图分类号] [文献标识码]: 文章编号:

1 引言

TRIZ法是一种基于知识的方法: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法是系统化的方法;TRIZ法是发明问题解决理论。

TRIZ拥有一套完整的体系结构,如 图2:

(1)、1级 常规设计问题,有专业领域已有的方法进行解决,无需发明。

(2)、2级 对现有系统进行改进,由工业领域已有的而方法加以解决。 (3)、3级 对现有系统进行根本性改造,有工业领域以外的 已有方法加以解决,主要解决冲突。

(4)、4级 利用新的方法对现有系统功能进行升级换代,这类方法往往更多的

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,与通常的头脑风暴法相比较,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、个人知识及经验的创新。

2 发明的级别:

表一:发明的级别 (5)、5级 以科学发现或独创的发明基础的全新系统。 3 产品的进化

3.1.1产品的进化曲线

TRIZ理论指出,产品的从诞生到推出市场这样的一个生命周期的基本发展过程可

图3

产品生命周期曲线

以分为婴儿期、成长期、成熟期和衰退期。产品生命周期曲线如图3:

3.1.2产品进化曲线的意义

掌握了产品的进化曲线就可以在此基础上确认产品所处的发展状态,发现产品的缺陷核问题,并且可以预测其未来的发展趋势,制定产品的开发战略和规划,开发下一代新产品。

通过分析S曲线族的走势,同时配合曲线族对应的市场反应,可以找准此技术的核心发展路线,同时也可以找到一定时期内消费者最认同的技术方向。

对于已经拥有技术实力的企业,可以通过对S曲线图的分析,预测未来技术的发展方向以及技术发展的扩展领域,从而不仅可以让自己的研发紧跟技术的发展方向,还能够分配余力进行扩展领域的研究。

为了消除人们对新事物新产品的接受的滞后时间差,达到最佳的经济效益,企业可以根据S曲线图,预测技术的发展方向,结合企业战略,在现阶段就开始设计将来某个时间段的产品。

3.2.1产品技术系统的进化法则

(1)、完备性法则 (2)、能量传递法则 (3)、动态进化法则 (4)、提高理想度法则 (5)、子系统不均衡进化法则 (6)、向超系统进化法则 (7)、向超系统进化法则 (8)、向微观进化法则

这些技术系统进化法则基本涵盖了各种产品核心技术的进化规律,每条法则又包含多种具体的进化路线和模式。 3.2.2产品技术性能参数进化曲线 性能参数进化曲线如图3:

3.2.3工程系统的进化趋势 (1)由单一趋向复数,如图5:

图5

(2)由整体趋向分割,如图6:

图6

(3)由刚性趋向柔性,如图7:

图7

(4)由单向趋向双向,如图8:

图4 性能参数进化曲线 图

8

(5)由一维趋向多维,如图9:

图9

(6)由单一用途趋向多用途,如图10:

图10

4.1.1TRIZ 40个基本原理:

冲突是创新设计过程中经常要遇到的问题,也是最难解决的问题,可以说创新就是在解决冲突中产生的。当产品的一个技术参数的改进对另一个技术参数产生负面影响时,就产生了冲突。

G.S.Altshuller认为创新是通过消除冲突来解决问题,而那些不存在冲突的问题,或者采用折中的方式解决的问题不是创新。

TEIZ理论认为,发明问题的核心是解决冲突,为克服冲突的设计不是创新设计。产品进化过程中就是不断解决产品所存在的冲突的过程。

G.S.Altshuller在对全世界专利进行分析的基础上,发现在以往的发明中所存在的规则并不多,不同时代的发明,不同领域的发明,这些规律被反复的使用。这些规律被归纳为TRIZ 40个基本原理,如表二:

表二:TRIZ 40个基本原理

技术冲突是指系统中一部分性能的增强导致有用及有害两种结果,也可指有益作用的引进或者有害效应的消除导致其他的一个子系统或者几个子系统性能的恶化。常见的物理冲突如下表三:

表三:常见物理冲突

4.1.3 39种技术特性参数: 在TRIZ理论中不同领域中相互冲突的特征经过高度的概括,被抽象为39个技术特性参数,他们可对不同的问题中包含的各种冲突进行统一、明确的描述。

表四:技术特性参数

TRIZ法解决问题流程大致分为四步: 1.对待解决的实际问题作详尽的分析并提取存在的矛盾,

2.将该矛盾转化为TRIZ法中的某种通用问题模型,

3.利用TRIZ法工具得到TRIZ法提供的通用形式的解,

4.把TRIZ解具体化为针对该实际问题的具体解。

4.2 .1冲突矩阵的运用实例:

实例1:

某欧洲鞋业公司生产一种知名品牌的运动靴。为了节约生产成本,该公司把生产地点转移到了东南亚某个国家。

刚开始时生产工艺和质量控制得非常严格,一切似乎都很顺利。但是没有过多久,问题出现了,管理者很快发现少数当地工人有偷靴子的行为。管理者曾多次公开警告,包括使用降薪、开除等管理手段,但始终难以奏效。

我们现在来分析一下这个欧洲鞋业公司遇到的问题。生产过程需要降低成本,因此需要让东南亚国家的当地人生产靴子,但是因为有当地工人偷靴子,所以又不能让当地工人生产靴子。在这里,“既要”又“不要”让当地工人生产靴子的矛盾出现了,这是一个典型的物理矛盾。

解决这个矛盾的资源,实际上就是在这双靴子的本身。

在咨询了TRIZ理论技术创新专家以后,这个欧洲鞋业公司选择了如下的生产方案。生产地点还是选择在东南亚,但是,在某个国家生产左靴子,在另外一个国家生产右靴子,在第三个国家生产靴带子。对于生产地点来说,应用的空间分离原理;对于靴子来说,应用的是整体与部分的分离原理。此后,工人偷靴子的现象基本上就杜绝了。 同理,在生产诸如枪械等军工产品的时候,也常常采用把枪栓、撞针等零部件异地生产的方法,以避免在某一地枪支零部件丢失以后被窃贼装成整枪的危险。

实例2:

如11图所示,家用燃气灶具和锅是一个小型技术系统, 在功能域层面:燃气燃烧产生热量,热量传导到锅和抵御外界干扰三项功能。在物理域层面,由被加热的锅,支锅的支架,燃烧火焰和燃烧器四部分组成。物理域的四大部分保证功能域的最优实现。

篇三:triz理论论文

河南机电高等专科学校

创新思维与方法-TRIZ理论

工程课题信息表

课 题 名 称 : 用TRIZ理论解决读书的问题 姓名 :吴泽东学号:101304301

系部 : 材料工程系 专业:模具设计与制造班级: MJ103填 表 日 期 : 2012.05 指 导 教 师 :

填表说明

本表填写内容分为两个阶段:选题阶段和答辩阶段。选题阶段是指完成两期培训课程后,学员选定要解决的工程课题,并对问题进行初步的分析,此阶段学员填写前三项内容,并交由指导教师进行初步评审,评审通过后方可进行解决问题的方法实训阶段,按期解决问题并进行答辩,答辩前填写第四项内容,第五项由答辩组根据学员答辩情况,对学员的学习效果进行客观的评价。

1. 摘要要求概括问题的背景、现象、产生的条件、根本原因、解决思路和拟解决的方案(答辩前将解

决方案修改为最终方案)。

2. 问题分析与描述包括以下几个方面的内容:

(1)问题背景(对所要研究的问题进行背景介绍,包括国内外现状以及当前的研究热点。) (2)问题描述(具体描述问题的现象、发生条件。)

(3)问题分析(应用创新方法中的分析工具对问题进行深入分析,找到问题产生的根本原因。) (4)发明问题确定(根据分析结果,确定要解决的关键点,并定义为发明问题。) 注:问题分析与描述过程中要求分析透彻、图文并茂,以便清晰阐述问题。

3. 拟采取的解决方案内容要求学员根据第二项内容,初步选择解决问题的工具,制定解决问题的流程,

并确定解决问题的初始方案,具体内容要求如下:

(1)拟采用的创新理论要求学员根据问题,初步选择合理的问题解决工具,按照一定的流程来

解决问题,得到拟解决问题的原理解。

(2)初步解决方案要求学员根据拟解决问题的原理解,结合领域知识,确定初始的问题解决方

案。

(3)指导教师意见由教师填写,对学员的分析过程和结果进行评判,确定选题是否符合要求,

并给出具体指导意见。

4. 最终问题解决方案内容要求学员应用创新方法解决问题并完成设计后,归纳解决问题的工具和流

程,详细论述问题解决方案,具体内容要求如下:

(1)采用的创新理论要求学员按照解决问题过程,分步骤、详细说明如何应用创新方法来解决

问题。

(2)最终解决方案要求学员详细论述如何根据解决问题的原理解,结合领域知识,确定问题解

决方案并完成设计。

(3)指导教师意见由教师填写,从创新设计的角度对学员的分析过程和结果进行评判,确定问

题解决过程是否规范以及对学员的创新成果给出具体客观的评价。

5. 答辩情况是对学员完成培训后,对应用创新方法解决问题的总体评价。答辩成绩包括个人陈述和答

辩委员会提问两部分,个人陈述要求叙述问题清晰,解决问题的方法合理,最终设计方案可行。答辩委员会根据其答辩情况作出评价。

免责声明

本课题作为创新方法培训实践环节考核使用,研究成果申报人可以申请专利或发表学术论文。为了保证课题的正常开展,课题申报者需作以下保证: 1.本课题内容不危害国家安全,符合国家法律,不存在任何违法内容。 2.本课题不涉及国家机密。

3. 本课题不涉及任何个人和企业团体的技术秘密。

4.在不以赢利为目的的前提下,学校可以适当使用本课题的内容用于学术活动。 5. 以上内容如有违反,由申报人本人负责。

申报人签字: 吴泽东

年月日


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