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1、№.2陕西科技大学学报Apr.2003Vol.21JOURNALOFSHAANXIUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY·63·X文章编号:1000-5811(2003)02-0063-05高层次产品创新方法———TRIZ理论112任工昌,黄勋,李耀宗(1.陕西科技大学机电工程学院,陕西咸阳712081;2.咸阳师范学院物理系,陕西咸阳712000)摘要:在用难度对各类工程技术问题进行定义的基础上,讨论了解决创新问题的各种理论和方法,其中绝大多数属于试错修正法或是对该法的改进。这一类方法虽然可以激发创造性,但对
2、于解决非常规性问题和高难度技术问题仍存在不足。本文进一步提出解决创新问题应满足的条件及产品创新的4个层次,论证得出只有TRIZ方法可以有效解决1～3层次的创新问题,TRIZ是从事产品创新强有力的工具。关键词:问题;难度;创造性;TRIZ中图分类号:TH12文献标识码:A0引言加入WTO以后,在激烈的国际市场竞争中只有高性能的产品才能立于不败之地。然而,我国的制造〔1〕业相对比较落后,其根本原因是没有好的产品设计,因此现代设计是制造业的“灵魂”。产品设计的目的是要创新产品,满足市场需求。当前,对产品创新方面的研究主要集中在两个方面:一
3、是创造性思维方〔2〕〔3〕法和创造技法的研究;二是计算机支持的产品创新方法的研究。从方法学的观点来看,以上解决创新问题都是依赖于某领域狭窄的有局限性的知识,受专业知识和思维惯性的限制,创新性不强。另外,某〔4〕专业内的创新95%在其他领域内已经实现。为此,创新需要打破思维定势、跨领域综合运用各学科知识解决问题,需要为工程师从事产品创新提供可操作性的方法,给出解决问题的原理和方向。1设计问题定义产品设计与创新实际上就是解决问题。问题就是初始状态和期望状态之间的差距。解决问题就是将初始状态转变成期望状态或者接近于期望状态的方法。在技术领
4、域中,如果解决问题的关键步骤全部是已知的,属于常规问题。如果解决问题至少有一个关键步骤是未知的,则为非常规问题。创新问题是解决不明确的问题。用难度(difficulty)来定义包含在问题中的各种因素。简单问题仅包含少数几个因素并可单独解决。复杂问题包含许多因素且需要通过团队解决。以问题的初始状态和问题原因已知及未知的范围来定义问题空间。问题的已知原因包含了目的、约束、变量和假设等所有信息。因此,对原因已知的问题易解决。如果原因未知,说明问题包含的信息太多或太少。我们用问题的可能解来定义解的空间。如果满足需求的解是有限的,则解的空间是
5、封闭的。一般情况,对一个问题可接受许多可能解,则问题解的空间是开放的。由于解的空间的开放性,使传统的优化程序不能应用于这一类问题。将问题的难度用下式表示:nmD=∑Vi/∑Sj(m≤n)i=1j=1式中:Vi(i=1,2,⋯,n)表示解决问题的各种试探方法;Sj(j=1,2,⋯,m)表示产生可行解的各种X收稿日期:2002-12-12作者简介:任工昌(1962-),男,陕西户县人,副教授,博士生。研究方向:产品创新、概念设计、CAD、机械学基金项目:国家自然科学基金委员会资助项目(项目编号:59990472);陕西科技大学基金资助项
6、目©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net·64·陕西科技大学学报第21卷试探方法。式中的比值越大,说明待解决的问题越难,而且需要的时间越长,这里假设所有的试探方法是等量的。基于这一观点,可将工程技术问题表达成如图1的形式。在技术领域中,工程技术人员的工作就是解决图中的某一区域或几个区域的问题。2思维惯性和试错修正法(trail2and2errormethod)解决问题解决一项工程技术问题
7、所花费的时间反映出待解决问题可能原因的复杂性和解决过程的复杂性。对于难度D很高的问题,解决者几乎不知道所有可能的试探方法且不能完成所有可能的试探方法。思维惯性在很大程度上影响解决问题所需的时间。应该清楚,在解决常规性问题时,思维惯性是有益的。但是,在解决非常规性问题及产品创新时,思维惯性通常都是起负作用,因为这一思维定势、先入之见会导致人们远离问题的解(如图2所示),阻碍对问题的认知和阐明,在搜索解的过程中制造障碍,使决策复杂化。〔5,6〕研究表明:不管哪类问题,目前解决问题的绝大部分方法统归为试错修正法(如图2所示)。该方法通常是
8、无规律地搜索问题解的空间,在检验各种试探方法后(如图中箭头所示)才得到解。工程领域中的许多设计方法(过程)属于此范畴。图1问题分类图2具有高度思维惯性的试错修正法解决问题试错修正法适合于简单常规性的封闭问题。对于试探方法数目少的问题非
