发明问题解决理论

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1、发明问题解决理论：TRIZ———TRIZ过程、工具及发展趋势檀润华王庆禹苑彩云段国林【摘要】：介绍TRIZ解决发明问题的过程及物质-场分析、标准解、冲突及其描述、冲突解决原理、ARIZ算法等主要工具。提出建立物质-场分析的新型符号系统、完善冲突及解决理论、更新ARIZ算法及TRIZ与QFD、稳健设计等集成是其发展趋势【作者单位】：河北工业大学CAD/CAM及RPM研究所!天津300130天津市机电工业科技信息研究所!天津300091河北工业大学CAD/CAM及RPM研究所!天津300130河北工业大学CAD/CAM及RPM研究所!天津300130【关键词】：TRIZ过

2、程工具趋势【基金】：天津市自然基金重大资助项目河北省自然基金资助项目(003804611)【分类号】：TB472【DOI】：CNKI:SUN:JXSJ.0.2001-07-0021前言产品创新是制造业在市场竞争中取胜的关键。如果把产品设计分为产品定义、概念设计、技术设计及详细设计几个阶段，概念设计是与创新(Innovation)紧密相关的一个设计阶段。所谓创新是指新的可行解或概念，该解或概念与已有的解或概念相比具有明显的竞争优势。创新是发明工程(Inventiveengineering)的核心，而发明工程又是设计工程(Designengineering)的前沿研究领域

3、。如何在概念设计阶段快速地产生一个有竞争力的新概念，实现产品的快速创新(Fastinnovation)是当今设计领域的前沿课题，又是工业界希望尽快运用的成果。文献[1]列出了13种可用于概念设计的方法，如QFD(质量工程布置)、功能方法树、设计目录、形态学矩阵等。这些方法大都起源于欧、美、日等国。最近的研究表明，起源于前苏联的TRIZ(发明问题解决理论)不论对学术界还是对工业界都应是指导创新的重要理论之一[2，3]。TRIZ是俄文中发明问题解决理论的词头。该理论是前苏联GSAltshuler及其领导的一批研究人员，自1946年开始，花费1500个人年的时间，在分析研究

4、世界各国250万件专利的基础上，所提出的发明问题解决理论[4，5]。80年代中期前，该理论对其它国家保密，80年代中期，随一批科学家移居美国等西方国家，逐渐把该理论介绍给世界产品开发领域，对该领域已产生了重要的影响。G.SAltshuler开始就坚信发明问题的基本原理是客观存在的，这些原理不仅能被确认，也能被整理而形成一种理论，掌握该理论的人不仅提高发明的成功率、缩短发明的周期，也使发明问题具有可预见性。TRIZ理论在我国已开始得到学术界的重视[6~8]。文献[6]介绍了基于TRIZ的计算机辅助设计软件Te-chOptimizer；文献[7]利用TRIZ中的ARIZ算

5、法，分析了产品设计中创新过程；文献[8]将TRIZ中的物质-场分析法，用于解决我国企业中的一个实际问题。TRIZ由一系列方法或工具有机组成。为了增加对TRIZ的了解，并有可能在国内推广应用该理论，本文对其解决问题的一般过程、主要方法或工具作一介绍，并对其发展趋势作一预测。2TRIZ一般过程有多种方法可用于TRIZ工具及方法的描述，流程图是可用方法之一，如图1所示。该图不仅描述了各种工具之间的关系，也描述了产品创新中的问题。应用TRIZ的第一步是对给定的问题进行分析；如果发现存在冲突，则应用原理去解决；如果问题明确，但不知道如何解决，则应用效应去解决；第三种选择是对待创

6、新的技术系统进行进化过程的预测。之后是评价。最后是实现。该过程可采用传统手工方法实现，也可采用计算机软件辅助实现。2.1分析分析是TRIZ的工具之一，包括产品的功能分析、理想解(IFR，idealfinalresult)的确定、可用资源分析和CAM、RP/RT、液压等。冲突区域的确定。分析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。该过程包括裁剪(trimming)，即研究每一个功能是否必需，如果必需，系统中的其它元件是否可完成其功能。设计中的重要突破、成本或复杂程度的显著降低，往往是功能分析及裁剪的结果。理想解

7、是采用与技术及实现无关的语言对需要创新的原因进行描述，创新的重要进展往往在该阶段对问题深入的理解所取得。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。该过程由如下方程描述。Ideality=∑Benefits/(∑Costs+∑Harm)式中：Ideality———理想化水平；Benefits———利益；Costs———成本；Harm———危害。公式可解释为：技术系统进化的理想化水平与利益成正比，与成本及危害之和成反比，即利益大，成本及危害之和小，理想化水平高。可用资源分析是要确定可用物品、