机械创新TRIZ理论的推广路径和要求.doc

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1、机械创新TRIZ理论的推广路径和要求一、引言创新能力的培养，是创新理论教学与实践教学相结合的过程［1］。对实际操作能力要求极强的机械类专业学生来说，引入系统的创新理论教学，构建特色鲜明的实践教学模式，应用创新型实践教学策略，成为当前高校教学改革的重要内容。我校作为一所“应用型”本科院校［2］，以培养为地方和行业服务的高级应用型专门人才为教育目标。为促进机械类应用型本科人才实践创新能力培养，我校在机械创新教学体系的课程体系的整体优化、教学模块的设计与教学内容的制定、教学策略与实践环节的设计等方面进行了一系列的改革，取得初步

2、成效。TRIZ理论被西方国家誉为“神奇的点金术”，它使得创新走上了方法学的道路，克服了传统创新方法随机性、无序性等缺点［3－4］。为此，我校在机械创新教学体系中引入了TRIZ理论的教学与实践环节。学生通过TRIZ理论的系统学习与实践应用，使机械创新设计从无序的试错，走向了发明原理的类比应用，提高了学生创新思维和实践设计能力。本文以TRIZ理论教学过程中的学生的课程作业为例，介绍TRIZ理论的教学过程及学生对TRIZ理论与计算机辅助创新(CAI)软件的运用成果，并研究TRIZ理论教学推广的路径和要求。二、TRIZ理论教学案

3、例5我院在原机械创新课程体系中，针对大学四年级的机电专业学生增设了《TRIZ理论与应用》课程。该门课程紧紧围绕学院实践教学体系建设，在14个学时理论教学的基础上，开设了22个学时的实践教学。使学生通过理论学习，结合实际的课题，运用TRIZ理论和CAI软件(PRO/I)，学会了对实际的课题进行分析和分解，掌握了提出问题、解决问题的基本方法。在理论教学部分中，通过贴近生活实际例子类比机电专业领域的工程问题，启发引导学生积极思考，营造活跃的课堂气氛。同时，在活跃的课堂氛围下，因势利导地开展分组讨论交流，进一步激发学生创造思维，

4、进而产生概念性的解决方案。在实践教学环节中，设计了若干个工程问题，每位学生(研究个体)通过查阅文献了解各个工程问题、并结合自己的专业知识特长，选择其中一个问题作为自己的研究课题。在研究阶段，首先对问题进行详细的描述、系统分析及分解，找到问题的着手点，随后通过方案查询、矛盾分析和发明原理应用，获得概念方案。下面是一位学生的课程作业介绍，可以了解学生对TRIZ理论应用过程。作业名称:移动机器人越障能力改进研究。(一)系统分析应用PRO/I软件的系统分析模块建立功能模型，即按照组件之间的相互作用及其作用性质建立参数化、模板化的

5、移动机器人系统模型。如图1所示。该系统模型展现了实现功能的工作原理;表达了各组件间的作用关系;软件自动对不同类别的作用提出“Howto……?”句式的建议。(二)问题分解与三轴分析利用PRO/I软件提供的RCA(根本原因分析)分析工具，从原因链和结果链两个方向将系统分析得到的问题进行根本原因层层剖析，通过不断地深究，将问题转变到我们目前可以较为容易解决或者控制的程度。如图2中所示的灰底方块图部分就是根本原因分解图。三轴分析是在进行根本原因分析基础上，充分利用在操作顺序轴和系统资源轴上可以利用的物质、能源、时间等，发现可以对

6、问题解决有帮助的可利用资源。如图2中所示的白色底框的超系统资源部分。总之，问题分解与三轴分析就是寻找矛盾链条并充分发掘解决矛盾可以利用的资源。(三)解决方案经过上述问题分解和三轴分析之后，生成一系列具有因果或者其它逻辑关系的问题(howto问题)，实现了问题转化链条，针对每一个问题链条，都可以进行相应思考和操作(如搜寻相关解决方案和专利)，从而发掘多个解决问题的努力方向，并从中选择难度、技术和工艺较为现实的方向作可行性的研讨，利用TRIZ理论实现对已经简化或者转化问题的各个击破，最终得到用户方案。某位学生经过了问题分析、

7、建模、分解和相应求解之后，形成的移动机器人越障机构的一个创新方案，如图3所示。该双驱动履带结构采用2个动力源，且两动力源均安装在车体内部，分别实现驱动和履带与轮转换的功能，从而可提高机器人的越障能力。在整个TRIZ理论应用的实践环节中，还适时地组织讨论交流，对学生分析问题、解决问题的过程及方案进行评价，并将评价结果反馈给学生，从而有利于方案的完善和提高。在这个过程中的研究型教学的步骤大概包括:学生接触各类工程资料;提出问题;教师指导;应用知识;解决问题。是一个探求过程，将教、学、做融于一体，以提高学生创造力。5三、TRI

8、Z理论的实用性和有效性TRIZ理论为技术创新提供了一整套系统化的解决问题理论、方法和解决方案模型;TRIZ的理论教学实例以再发明的方式展现，用TRIZ路线“再现”发明的方法和过程。因而TRIZ理论为创新教育奠定了方法论的基础。TRIZ理论是当代科技创新理论发展的重要成果，也是体系较为成熟，应用极为广泛的创新思维方法之