创新方法与triz理论
第一篇：创新方法与triz理论
技术创新的理论与方法—TRIZ方法入门-简答
技术创新的理论与方法—简答
15. 抛弃或再生原理的具体措施包括哪些内容? (简答 )
答：1.已完成自己的使命或已无用的物体部分应当被剔除(溶解、蒸发等)或在工作过秤中直接变化。
2.立即修复一个物体中损耗的部分。
15. 头脑风暴法定实施步骤包括哪些? (简答 )
答：
1、准备阶段
2、热身活动
3、正式开会
4、自由畅谈
5、会后收集
6、未达目的
7、最后评价
15. 应用空间分离原理解决物理矛盾的步骤是什么? (简答 )
答：1.定义物理矛盾时，首先确定矛盾的参数，在此基础上对矛盾的参数相反的要求进行描述。2.对在什么空间上需要满足什么要求进行确定。3.对以上两个空间段是否交叉进行判断，如果两个空间段不交叉，可以应用空间分离，否则不可以应用空间分离。
16.科学效应和现象的应用的步骤 是什么
首先根据所要解决的问题，定义并确定此问题所要实现的功能; 根据功能从《功能代码表》，确定此功能相对应的代码，此代码是F1~F30中的其中一个。 从《科学效应和现象清单》查找此功能代码下TRIZ所推荐的科学效应和现象，获得TRIZ的科学效应和现象的名称。
筛选所推荐的每个科学效应和现象，优选适合解决本问题的科学效应和现象。
查找优选出来的每个科学效应和现象的相关信息，并应用于问题的解决，形成解决方案。
17.颜色改变原理的具体措施包括哪些内容?172页 改变物体或环境的颜色;改变物体的透明度或改变某一过程的可视性;采用有颜色的添加物;通过辐射加热改变物体的加热辐射性。
15. 利用技术矛盾矩阵解决技术矛盾的基本流程是什么? (简答 )
答：(1)在通用工程参数表中选择与最应该改善的特征最为接近的标准特征。(2)在通用工程参数表中选择与在这一情况下变坏的特征最为接近的标准特征。(3)在技术矛盾矩阵中找到改善的标准特征的标号。(4)在技术矛盾矩阵中找到变坏的标准特征的标号。(5)行与列相交处的单元格内的数字是被推荐发明原理的标号。(6)在40个发明原理中查找这些原则并且利用它们去创造那些解决问题的创意。
15. 智慧小人法的应用步骤包括哪些? (简答 )
答：
1、找出矛盾。
2、建立小人问题模型。
3、寻找解决方案。
4、从解决方案模型过渡到实际方案。
15. 阿利赫舒列尔通过对功能的研究，发现并总结哪3条定律? (简答 )
答：(1)所有的功能都可以分解为3个基本元素(S
1、S2和F);(2)一个存在的功能必定由3个基本元素组成;(3)将相互作用的3个元素进行有机组合将形成一个功能。
15. 特性列举法的一般过程可以分成哪两步? (简答 )
答，第一步是选择一个明确的发明课题，这个课题一般讲不宜过大，对于较大的课题，应该分解成若干较小的课题来进行。 第二步是从列举的各方面特性出发，进行详细地分析并提出问题，然后通过自由联想，看看各种特性能否加以改善，诱发出创造发明的设想。
15. TRIZ理论解决问题的基本步骤是社么? (简答 ) 答：(1)先将我们遇到的具体问题或特殊问题进行分析，对这个问题进行非常清楚的定义; (2)利用因果分析和系统模拟问题具体化，找到问题出现的根源，然后将这个问题抽象成一个一般性的问题即TRIZ问题;
(3)根据已经归结出来的规律即TRIZ工具，如标准解、发明原理、科学效应库、技术发展趋势等赵处一般性问题的解决方案即通用解;
(4)将这些通用的解决方案引入到具体项目中，转化成我们自己的解决方案即特殊解。
15. 在一般的工程技术发明中，往往从哪几个方面进行逆向思维? (简答 )
答：(1)从事物自身的功能的反面进行探索，扩大技术的应用范围。 (2)从事物结构的空间位置的反面探索出路。 (3)从事物运动发展过程的逆过程进行研究。 (4)在探求方法上突破习惯性思维的束缚。
15. 物—场模型分析一般解法应用步骤包括什么? (简答 )
答，1，确定相关的元素。2，联系问题情形，确定并完成物-场模型的绘制。3，选择物-场模型的一般解法。4，开发设计概念。
15. 技术系统的理想状态包括哪三个方面的内容? (简答 )
答：(1)系统的主要目的是提供一定功能。
(2)任何系统都是朝着理想化方向发展的，也是朝着更可靠、更简单有效的方向发展。 (3)理想化意味着系统或子系统中现有资源的最优利用。
15. TRIZ理论的不足有哪些? (简答 ) 答：1，理论松散，结构复杂
(1)很多TRIZ工具没有集成为一个整体系统;
(2)不同的创新问题需要不同的处理方式，但是如何选择TRIZ特定工具来解决特定问题，并没有给出清晰的建议;
(3)TRIZ工具不支持创新问题解决的某些手段; (4)各种方法和工具之间存在大量重叠交叉现象等。
15. TRIZ的工具有哪四种? (简答 ) 答： TRIZ的工具有四种，分别为矛盾矩阵、 分离原理、知识与效应库 和标准解法系统1.TRIZ的问题模型共有哪四种形式?(简答 )P185 答：技术矛盾、物理矛盾、物质——场问题，知识使能问题。
1、 提高理想度的四个方向是什么?P122(简答)
答：增加系统的功能;传输尽可能的功能到工作元件上;将一些系统功能移转到超系统或外部环境中;利用内部或外部已存在的可利用资源。
15. 物理或化学参数改变原理的具体措施包括哪些内容? (简答 ) 答：1.改变物体的物理状态;2.改变物体的浓度或密度;3.改变物体的柔软性;4.改变温度。
第二篇：技术创新理论(TRIZ)与应用考试题
姓 名：成绩：
一、 名词解释(20分，每题4分)
技术系统技术矛盾物理矛盾理想度矛盾矩阵
二、 判读下列的叙述是否正确，并简述理由(20分，每题2分)
1、发明就是创新，创新就是发明。
2、解决发明问题是有规律可循。
3、TRIZ是来源是科学知识。
4、TRIZ理论认为，产品创新的标志是解决或移走设计中的矛盾，而产生新的有竞争力的解。
5、物-场模型中的完整系统能够实现设计者追求的效应。
6、技术进化过程有其自身的规律与模式，是可以预测的。
7、解决发明问题的程序是一种组织人们思维的有效程序。
8、TRIZ理论是针对技术系统的发明理论，完全不适用于社会科学和管理科学。
9、S-曲线只定性描述技术系统的进化过程，不能定量描述。
10、TRIZ理论可以解决所有发明问题。
三、 简答题(30分，每题6分)
1、简述理想化的涵义及提高理想化程度的途径。
2、简述技术冲突的解决原理。
3、简述物理冲突的解决原理。
4、简述物-场模型分析方法的涵义及其物-场模型的分类。
5、简述技术系统的具体进化模式。
四、 论述题(30分，每题10分)
1、阐述TRIZ的40个发明原理中的两个原理，并各举出2种应用实例。
2、阐述解决物理矛盾的分离原理，并针对四种类型的分离原理各举一个应用实例。
3、阐述解决技术矛盾的一般过程，并举出一个实例加以说明。
(★ 说明：答题时附A4纸书写答案，一周内交回试卷。)
第三篇：发明创新理论TRIZ
《发明创新理论TRIZ》课程结业论文
基于TRIZ理论的计算机辅助
创新设计方法探讨
基于TRIZ理论的计算机辅助创新设计方法探讨
1 引言
创新是企业得以生存和持续发展的内在动力，是当今之企业核心竞争力的重要标志。在知识经济时代，世界科技的发展将更加迅速，产品的技术含量不断提高，产品生命周期将更加缩短。一个新产品的设计过程，包括许多复杂推理及作出决定的过程。产品创新意味着需要更多的跨学科的知识结构、更复杂的技术支撑和更完善的创新理论。
目前，软件在产品的分析、计算、绘图以及制造等方面发挥了很大的作用，但在产品创新构思阶段，更多、更重要的是非数据计算的通过想象、推理和判断来解决的创新活动，现有CAD软件不能支持概念设计阶段的创新活动，更不可能支持创新设计，因此，一个能支持产品创新设计的模型、方法和相应的计算机软件系统，将有助于产品创新设计技术的发展。
2 创新设计和计算机辅助创新技术的概念
2.1 创新设计的定义
产品创新设计是指充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术成果(含理论、方法和技术原理)进行创新构思，设计出具有科学性、创造性、新颖性及实用性的产品的一种实践活动，是创造具有市场竞争优势商品的过程。
2.2 计算机辅助创新的定义
计算机辅助创新(Computer-Aided Innovanovation)简称(CAI)，该技术是近年来在欧美迅速发展起来的新技术。它集发明问题解决理论(TRIZ) ,现代设计方法学、本体论、语义处理技术以及计算机软件技术为一体，填补了CAX领域的技术空白，成功地把信息化技术应用到了产品生命周期的最前端。在产品研发过程的开始，尤其在概念或方案设计阶段，提供先进的创新理论、方法及多学科知识的支持，使研发人员能够有效地运用创新的科学规律，打破思维定势，全面地分析问题，从不同学科领域中借鉴有效的技术和方法，从而构建出科学的创新设计方案，优化研发进程，减少后期的重复开发和资源浪费。
正像CAD计算机辅助创新技术可以将多个领域的科学知识有机地综合起来，有助于设计者拓宽思考空间，打破思维定势，引导设计者综合应用各学科的知识，获得突破性的创新知识，为产品创新源源不断地提供富有创造性的设计方案，成为企业提高新产品开发能力和经济效益的重要手段。3 计算机辅助创新设计系统的实现
3.1 TRIZ理论
TRIZ(Theory of Inventive Problem Solving)是“发明问题解决理论”俄文的缩写，是研究创新的科学规律的理论。它是由前苏联发明家G.S.Altshuller在1946年创立的。TRIZ理论的基本原理是：①所有具有某种功能的技术系统都是按照相同的规律进行演化和发展的;②在一个技术系统的发展过程中，对系统中任何一部分进行改进，将会导致与系统中其他部分发生冲突。解决这一冲突，可使系统整体性能得到改善，重复这个过程，使系统更接近理想状态。
20世纪90年代开始，TRIZ理论研究与实践在美国、欧洲、日本和韩国迅速发展，应用也遍及许多领域。例如，将TRIZ工具应用到安全气袋设计，开发者通过应用TRIZ工具发现问题之后产生的突破性方案和处理其中的冲突，把TRIZ进化模式加到他们当前技术知识去发现新的可能解。
3.2 计算机辅助创新设计系统的实现
目前已有的CAD软件不能为设计者提供产品创新支持，开发CAI软件具有广泛应用前景。
基于TRIZ理论的CAI软件在发达国家的企业，特别是大企业应用效果较好，已成为
CAI软件开发的一个热点。美国Inventionmachine及Ideation International基于TRIZ理论分别开发了商品化软件Tech0ptimizer及Innovation WorkBench(IWB) ;德国的TriSolve：公司2001年推出了基于TRIZ理论的CAI软件TirSolver2.1;荷兰的Insytec B.V 公司开发了TRIZ Explorer(tm)软件;新的软件还不断出现。这些软件使TRIZ中的概念、原理、工具与知识库紧密结合，应用这些软件设计者能充分利用优秀的工程设计实例，为正在开发中的产品提供设计参考，使设计快速、有效、高质量地完成。
计算机辅助产品创新设计有三个基本条件：一是有一个方法论;二是有一个足够大的信息空间以充分获取适用的知识和激发创新灵感;三是有一个符合创新设计思维方法的辅助设计系统。
计算机辅助创新设计系统一般都包含以下几个模块：项目导航、技术系统分析、问题分解、解决方案、创新原理、专利查询、方案评价和报告生成、知识库扩充、专利申请等模块。计算机辅助创新设计系统的流程图如图1所示。
图1 计算机辅助创新设计系统流程图
3.2.1 项目导航
项目导航模块主要是研发人员对项目和问题初始情境进行描述，支持导人多幅图像方便对问题的理解和描述。在项目导航中管理整个的创新问题求解流程。
3.2.2 技术系统分析
技术系统分析模块主要是研发人员通过对技术系统进行分析，建立功能模型来理解一个系统;并通过系统分析找出当前系统的不足，定义系统存在的问题。
技术系统的功能模型主要描述四部分内容：零部件、(系统/产品)对象、超系统、有用或有害功能。各零部件部件在系统中具有不同的角色，包括能量源、能量传递(传导器)、能量转换(转换器)、能量放大(放大器)、工具、控制工具、传感器、信号比较器、编码/解码器、记忆单元、信号指示器、容器等。各模块之间通过某种连结完成特定功能，这种连结通过线条表示，主要分为主能量流(mainline)，控制流(control line)，结构流(case lines) ，和有害能量流(undesirable line)。
通过系统建模，便于研发人员全面系统了解技术系统的工作原理以及各组成部分的功能角色，为研发人员交流讨论提供了共同语言，它也是一种结构化的技术系统方案描述方式，有利于创新成果的知识表达和将来的知识重用。
技术系统的系统分析通过所建功能模型的分析和评价，可以有效地揭示并解决技术系统中存在的问题，从而进一步提升和改进技术系统功能。基于所建功能模型，自动生成一系列要解决的问题，帮助研发人员找出当前系统的不足，支持已有系统的改进和新系统的设计。
3.2.3 问题分解
运用三轴问题分析法、系统层次轴和因果关系轴等方法对初始问题进行分析与重定义，将复杂的工程问题分解成为多个子问题。帮助用户发现隐藏在表层问题背后的真正问题。
3.2.4 解决方案
实践证明 ，研发人员遇到的80%的问题其实在其它领域已经被解决。解决方案模块帮助用户及时发现已有的成功的解决方案，提供给用户在原有方案基础上快速寻求自己问题的合理解决办法。计算机辅助创新软件中的解决方案大部分是基于对欧美高水平发明专利的分析，形成涵盖众多领域的创新方案知识库。运用语义处理技术和本体论技术，构建起描述工程领域知识的本体论词典，提供包括语法扩展、语义扩展、本体论扩展和关键词在内的多种查询方式。基于本体论的直接问题求解，利用本体论对创新方案知识库进行搜索，提供给用户直接的可付诸实施的解决方案。
3.2.5 创新原理
在技术系统的改进和设计过程中，通常会出现改进某一特性导致其他特性恶化的情况，即出现矛盾。创新原理为研发人员解决技术系统中存在的矛盾提供了方向和思路。该模块提供研发人员基于TRIZ理论的启发式问题求解。创新原理是在大量专利分析研究基础上总结出来的、解决不同工程领域矛盾问题的有效工具。每个创新原理中均包含数个来自于专利的实例帮助用户理解和使用。
3.2.6 专利查询
基于专利知识解决实际问题是一种重要的创新方式。计算机辅助创新软件提供专利查询技术，即通过一种语义扩展方式，对一个具体问题，能够提供不同相关程度的专利信息，为创新问题解决提供更加全面的知识支持。专利查询支持在线对美国、欧洲和日本专利局数据库的自动查询。工程师可以根据自己需要，选择合适的专利，加人到自己的解决方案中，还可以在此基础上进行语义提取和整理，添加到系统的解决方案知识库中，使得系统知识库更加强大和专业。
3.2.7 方案评价
计算机辅助创新软件提供了两种解决方案评价模式：客观评价和主观评价。客观评价是基于每个解决方案来自的专利的引用次数来确定。如果一个专利被引用次数越多，就说明这个专利越基础、越适用、越重要。
解决方案的主观评价分为两种：基于参数评价模型的单专家评价和多专家评价。这两种评价方式首先要构建一个评价参数模型，评价参数包括正面参数和负面参数，正面参数就是
值越大越好的参数，例如噪声减小的程度;负面参数就是值越小越好的参数，例如解决方案实施的成本和时间。在参数模型中也可以按照每个参数的重要程度设置每个参数的权重。而多专家评价则需要在此基础上还要构建专家组模型，包括参与评价的专家信息，根据他们的评价意见对最终结果重要性分别设定其权重。
3.2.8 报告生成
计算机辅助创新软件根据用户的不同需求提供不同的报告生成模板。在生成的报告中可以包含整个问题的求解流程，如项目的管理信息，问题分解，找到的多个候选方案，方案评价等内容。
3.2.9 知识库扩充
一个企业的持续成功依赖于有效地利用和管理智力资产。计算机辅助创新软件提供创新方案库扩充功能。用户可以将自己经过长期的业务实践而掌握的专业知识、成功的经验甚至失败的教训按照一定的格式组织起来，并构建其中的本体关系，让宝贵的企业经验从个体的知识变成公有的、可以共享的、有组织的知识，让中、青年研发队伍有效地继承学习老专家的经验，为进一步的创新提供巨大的知识源泉，实现智力资产在企业内部的有效管理和传递。
3.2.10 专利申请
知识经济时代，智力资产已经成为企业最重要的资源。智力资产保护也成为企业最关心的问题。计算机辅助创新软件提供有专利生成模板，支持申请的辅助生成。针对用户最终形成的解决方案，提供了快速生成专利申请报告的模板，满足用户申请专利的需要。同时还提供新颖性检(Invention Originality Query)功能。可以根据专利分类号/索引，专利索引等进行查询，以查找与所要申请的专利相关的专利号和已有专利。
4 计算机辅助创新设计方法应用探讨
计算机辅助创新设计平台能够使研发人员者在短时间内了解并掌握最先进的创新理论和方法，以全新的思维方式分析问题。在此平台上，研发人员能打破思维定势，根据行业特点，为企业量身定制符合实际情况的创新能力拓展训练平台。但该平台能否使企业在短期内提高全员创新能力还取决于以下几个方面的因素：
4.1 完善的创新能力培训模式
计算机辅助创新设计平台是一种计算机支持的数字化学习与培训平台。要想使研发人员尽快用起来，必须加强TRIZ理论为代表的发明创造方法学及其他常用设计方法学的理论培训、案例讲解、练习巩固、实战演练和水平测试。采用循序渐进的学习方法，以帮助学员更好的理解创新原理，提高学习效果。
4.2 扩展知识库所须的人力和物力投入
计算机辅助创新软件的一个重要特点就是开放性，即它是一个可以扩展的知识平台。企业如能投人一定的人力和物力把自己行业领域知识中的成功经验和案例，甚至失败教训植人到知识库中，不仅可实现知识的积累、共享和重用，防止智力资产流失，而且将大大提高新产品研发速度，缩短研制周期。
4.3 健全企业技术创新的激励机制
为提高广大科技人员技术创新的积极性，企业要有健全的技术创新激励机制。在对研发人员技术创新绩效正确评价的基础上采取适当的激励措施。激励措施可分为三类：物质激励、精神激励和情感激励。物质激励是最重要的激励手段。物质激励也可根据实际情况采用资金、科技股份、出国培训等手段。但物质激励也有一些缺陷，美国管理学家皮特曾指出，重赏会使大家彼此孤立，影响工作的正常开展。而且大部分研发人员都非常重视企业的发展前景、团队工作气氛及领导的管理风格，因此精神激励和情感激励也是必不可少的。
5 结束语
本文简述了创新设计和计算机辅助创新设计的概念，阐述了计算机辅助创新设计系统的模型和模块功能，对计算机辅助创新系统的应用进行了探讨，为工程技术领域新产品的创新提供了新的设计方法，也为计算机辅助创新软件的推广和应用打下良好的基础，有利于设计人员在产品的概念设计、方案设计阶段高效率、高质量地提出创新设计方案，从而达到提高产品竞争力的目的。
第四篇：精编TRIZ理论的40个创新原理(讲稿)
TRIZ理论的40个创新原理详解
1946年阿齐舒勒进入苏联海军专利局工作，有机会接触了来自不同国家不同工程领域内的大量专利。在分析这些专利的过程中，他发现，这些专利虽然来自不同国家、不同领域，而且解决的也是不同的问题，实现的是对不同系统的改进，但是，这些专利是利用了某些相同的方法。也就是说，很多的原理和方法在发明的过程中是重复使用的。于是，他就想从大量的专利中找出那些基本的常用的方法。基于这样一种思想，他对于世界上不同领域的专利和方法进行了归纳和总结，提取出了在专利中最常用的方法和原理，共总结出40种，他称之为40个发明原理。
下面是对这40个创新原理的具体介绍，大部分创新原理包括几种具体的应用方法。 原理1. 分割 Segmentation
A、把一个物体分成相互独立的部分为;增加物体被分割的程度
//不同材料(如玻璃、纸、铁罐等)的再回收设置不同的回收箱 B、将物体分成容易组装和拆卸的部分//组合家具
C、提高物体的可分性活动//百叶窗替代整体窗帘 原理2.抽取 Extraction A、从物体中抽出产生负面影响的部分或属性，或者仅抽出物体中必要的部分或属性
//空气压缩机工作，将其产生噪音的部分即压缩机移到室外;用光纤或光波导分离主光源，以增加照明点
原理3.局部质量 Local quality
A、将物体、环境或外部作用的均匀结构变为不均匀的
//将系统的温度、密度、压力由恒定值改为按一定的斜率增长
B、让物体的不同部分各具不同功能//瑞士军刀(带多种常用工具，如螺丝刀、瓶起、剪刀等) C、让物体的各部分处于完成各自功能的最佳状态
//在餐盒中设置间隔，在不同的间隔内放置不同的食物，避免串味 原理4.增加不对称性 Asymmetry A、将物体的对称外形变为不对称的
//引入一个几何特性来防止元件不正确的使用(如电插头的接地棒)为改善密封性，将O型密封圈的截面由圆形改为椭圆形
B、增加不对称物体的不对称程度 //为增强防水保温性，建筑上采用多重坡屋顶
原理5.合并 Combining
A、在空间上将相同物体或相关操作加以组合
//集成电路板上的多个电子芯片;并行计算机的多个CPU B、在时间上将相同或相关操作进行合并 //冷热水混水器
原理6. 多用性 Universality A、使一个物体具备多项功能,消除了该功能在其它物体内存在的必要性(进而裁减其他物体)
//牙刷的把柄内装牙膏;可移动的儿童安全椅，既可放在汽车内，拿出汽车外也可单独作为儿童车;企业中的有多种才能的人才 原理7. 嵌套 Nesting A、把一个物体嵌入另一个物体，然后将这两个物体再嵌入第三个物体，依此类推
//俄罗斯套娃;可伸缩电视天线;汽车安全带
B、让某物体穿过另一物体//空腔伸缩式天线
原理8. 重量补偿 Counterweight A、将某一物体与另一能提供升力的物体组合，以补偿其重量//用氢气球悬挂广告牌
B、通过与环境(利用空气动力、流体动力或其他力等)的相互作用实现物体的重量补偿
//直升机的螺旋桨(利用空气动力学);轮船应用阿基米德定律产生可承重千吨的浮力;赛车安装上阻流板用来增加车身与地面的摩擦力则使用了空气动力学的特征
原理9. 预先反作用 Prior Counteraction A、事先施加机械应力，以抵消工作状态下不期望的过大应力//酸碱缓冲溶液
B、如果问题定义中需要某种相互作用，那么事先施加反作用
//在灌注混凝土之前，对钢筋预加应力 原理10. 预先作用 Preliminary Action
A、预先对物体(全部或至少部分)施加必要的改变
//不干胶粘贴(只需揭出透明纸，即可用来粘);手术前将手术器具按所用顺序排列整齐
B、预先安置物体，使其在最方便的位置开始发挥作用而不浪费运送时间
//在停车场安置的预付费系统;建筑内通道里安置的灭火器 原理11. 事先防范 Beforehand Cushioning A、采用事先准备好的应急措施，补偿物体相对较低的可靠性
//显影剂可依胶卷底片上的磁性条弥补曝光不足;降落伞备用伞包;航天飞机备用输氧装置 原理12. 等势 Equipotentiality A、改变操作条件，以减少物体提升或下降的需要
//工厂中与操作台同高的传送带;巴拿马运河的水闸 原理13. 反向作用 Inversion
A、用相反的动作代替问题定义中所规定的动作
//将两个套紧的物体分离，将内层物体冷(传统的方法是将外层物体升温)
B、让物体或环境可动部分不动，不动部分可动
//加工中心中变工具旋转为工件旋转;健身器材中的跑步机
C、将物体上下或内外颠倒//通过把杯子倒置从下边喷入水来进行清洗 原理14. 曲线与曲面化
A、将物体的直线、平面部分用曲线或球面代替
//变平行六面体或立方体结构为球形结构;两表面间引入圆倒角，减少应力集中
B、使用滚筒、球、螺旋结构 //千斤顶中螺旋机构可产生很大的升举力;圆珠笔和钢笔的球形笔尖，使书写流畅
C、改直线运动为旋转运动//应用离心力洗衣机中的离心甩干机
原理15. 动态性 A、调整物体或环境的性能，使其在工作的各阶段达到最优状态//飞机中的自动导航系统
B、分割物体，使其各部分可以改变相对位置
//装卸货物的铲车，通过铰链连接两个半圆形铲斗，可以自由开闭，装卸货物时张开，铲车移动时铲斗闭合;折叠椅;笔记本电脑;联轴器
C、如果一个物体整体是静止的，使之移动或可动
//可弯曲的饮用麦管;在医疗检查中，使用挠性肠镜
原理16. 未达到或过度的作用
A、如果所期望的效果难以百分百实现，稍微超过或稍微小于期望效果，会使问题大大简化
//印刷时，喷过多的油墨，然后再去掉多余的，使字迹更清晰;在孔中填充过多的石膏，然后打磨平滑;齿轮设计齿宽(一窄一宽)
原理17. 空间维数变化
A、将物体变为二维(如，平面)运动，以克服一维直线运动或定位的困难;或过渡到三维空间运动以消除物体在二维平面运动或定位的问题//螺旋梯可以减少占地面积
B、单层排列的物体变为多层排列//立交桥;印刷电路板的双层芯片
C、将物体倾斜或侧向放置//自动垃圾卸载车
D、利用给定表面的反面//双面的地毯两面穿的衣服
E、利用照射到邻近表面或物体背面的光线//苹果树下的反射镜 原理18. 机械振动
A、使物体处于振动状态//电动振动剃须刀
B、如果已处于振动状态，提高振动频率(直至超声振动)//超声波清洗
C、利用共振频率//超声波碎石机击碎胆结石
D、用压电振动代替机械振动//高精度时钟使用石英振动机芯
E、超声波振动和电磁场耦合//超声波振动和电磁场共用在电熔炉中混合金属，使混合均匀 原理19. 周期性作用
A、用周期性动作或脉冲代替连续动作//警车所用警笛改为周期性鸣叫，避免产生刺耳的声音 B、如果周期性动作正在进行，改变其运动频率//用频率调音代替摩尔电码;使用AM(调幅), FM(调频), PWM(脉宽调制)来传输信息
C、在脉冲周期中利用暂停来执行另一有用动作
//医用的呼吸机系统为：每五次胸廓运动，进行一次心肺呼吸 原理20. 有效作用的连续性
A、物体的各个部分同时满载持续工作，以提供持续可靠的性能
//汽车在路口停车时，飞轮储存能量，以便汽车随时启动
B、消除空闲和间歇性动作//后台打印，不耽误前台工作 原理21. 减少有害作用的时间
A、将危险或有害的流程或步骤在高速下进行//照相用闪光灯;激光焊接法 原理22. 变害为利
A、利用有害的因素(特别是环境中的有害效应)，得到有益的结果
//废热发电回收废物二次利用，如再生纸
B、将两个有害的因素相结合进而消除它们
//潜水中用氮氧混合气体，以避免单用造成昏迷或中毒
C、增大有害因素的幅度直至有害性消失//森林灭火时用逆火灭火(在森林灭火时，为熄灭或控制即将到来的野火蔓延，燃起另一堆火将即将到来的野火的通道区域烧光。)“以毒攻毒” 原理23. 反馈
A、在系统中引入反馈//声控喷泉;自动导航系统
B、如果已引入反馈，改变其大小或作用
//在5公里航程范围内，改变导航系数的敏感区域;自动调温器的负反馈装置 原理24. 借助中介物
A、使用中介物实现所需动作//用拨子弹月琴
B、把一物体与另一容易去除的物体暂时结合//饭店上菜的托盘 原理25. 自服务
A、物体通过执行辅助或维护功能为自身服务//自清洗烤箱;自补充饮水机
B、利用废弃的能量与物质 原理26. 复制
A、用简单、廉价的复制品代替复杂、昂贵、不方便、易损、不易获得的物体
//虚拟现实系统，如虚拟训练飞行员系统看电视直播，而不到现场
B、用光学复制品(图像)代替实物或实物系统
//可以按一定比例放大或缩小图像用卫星相片代替实地考察由图片测量实物尺寸
C、如果已使用了可见光复制品，用红外光或紫外光复制品代替//利用紫外光诱杀蚊蝇
原理27. 廉价替代品
A、用若干便宜的物体代替昂贵的物体，同时降低某些质量要求(例如，工作寿命)
//用一次性的物品，如一次性的餐具，清洁卫生;用再生材料——木材、农作物茎秆代替木材;做家具、建材;用铁芯包铜代替铜导线;用塑料模具代替金属模具;钢塑材料代替铝合金等稀有金属材料;用模型试验代替实物试验 原理28. 机械系统替代
A、用视觉系统、听觉系统、味觉系统或嗅觉系统代替机械系统
//用声音栅栏代替实物栅栏(如光电传感器控制小动物进出房间);在煤气中掺入难闻气体，警告使用者气体泄漏(替代机械或电子传感器) 用光、声传感器代替机械(位置)传感器
——用电动机调速代替机械变速 ——用声、光信号传递机器运行 B、使用与物体相互作用的电场、磁场、电磁场
//为混合两种粉末，用电磁场代替机械震动使粉末混合均匀
C、用运动场代替静止场，时变场代替恒定场，结构化场代替非结构化场
//早期的通讯系统用全方位检测，现在用特定发射方式的天线
D、利用带铁磁粒子的场作用
//用不同的磁场加热含磁粒子的物质，当温度达到一定程度时，物质变成顺磁，不再吸收热量，来达到恒温的目的
原理29. 气压和液压结构
A、将物体的固体部分用气体或流体代替//如充气结构、充液结构、气垫、液体静力结构和流体动力结构等气垫运动鞋，减少运动对足底的冲击;汽车减速时液压系统储存能量，在汽车加速时再释放能量;运输易损物品时，经常使用发泡材料保护
原理30. 柔性壳体或薄膜
A、使用柔性壳体或薄膜代替标准结构
//在网球场地上采用充气薄膜结构;作为冬季保护措施农业上使用塑料大棚种菜
B、使用柔性壳体或薄膜，将物体与环境隔离//用薄膜将水和油分别储藏 原理31. 多孔材料
A、使物体变为多孔或加入多孔物体(如多孔嵌入物或覆盖物)
//为减轻物体重量，在物体上钻孔，或使用多孔性材料
B、如果物体是多孔结构，在小孔中事先引入某种物质用//海绵储存液态氮 原理32. 颜色改变
A、改变物体或环境的颜色//在暗室中使用安全灯，做警戒色 B、改变物体或环境的透明度//感光玻璃，随光线改变其透明度 原理33. 同质性
A存在相互作用的物体用相同材料或特性相近的材料制成
//方便面的料包外包装用可食性材料制造用;金刚石切割钻石，切割产生的粉末可以回收 原理34. 抛弃或再生 Discarding and Recovering
A、采用溶解、蒸发等手段抛弃已完成功能的零部件，或在系统运行过程中直接修改它们
//可溶性的药物胶囊;火箭助推器在完成其作用后立即分离
B、在工作过程中迅速补充系统或物体中消耗的部分//草坪剪草机的自锐系统;自动铅笔 原理35. 物理或化学参数改变
Transformation of Properties A、改变聚集态(物态)
//酒心巧克力，先将酒心冷冻，然后将其在热巧克力中蘸一下;用液态石油气运输，不用气态运输以减少体积和成本
B、改变浓度或密度//用液态的肥皂水代替固体肥皂，可以定量控制使用，减少浪费
C、改变柔度//硫化橡胶改变了橡胶的柔性和耐用性
D、改变温度
//提高烹饪食品的温度(改变食品的色、香、味);降低医用标本保存温度，以备后期解剖 原理36. 相变 Phase Transitions
A、利用物质相变时产生的某种效应。如体积改变，吸热或放热
//水在固态时体积膨胀，可利用这一特性进行定向无声爆破 原理37. 热膨胀 Thermal Expansion
A、使用热膨胀或热收缩材料//装配钢双环时，可使内环冷却收缩，外环升温膨胀，再将两环装配，待恢复常温后，内外环就紧紧装配在一起了
B、组合使用不同热膨胀系数的几种材料//热敏开关(两条粘在一起的金属片，由于两片金属的热膨胀系数不同，对温度的敏感程度也不一样，可实现温度控制) 原理38. 强氧化剂 Strong Oxidants A、用富氧空气代替普通空气//为持久在水下呼吸，水中呼吸器中储存浓缩空气
B、用纯氧代替空气//用乙炔—氧代替乙炔—空气切割金属;用高压纯氧杀灭伤口厌氧细菌
C、将空气或氧气进行电离辐射;
D、使用离子化氧气;
E、用臭氧代替含臭氧氧气或离子化氧气 原理39. 惰性环境 Inert Atmosphere
A、用惰性环境代替通常环境//用氩气等惰性气体填充灯泡，做成霓虹灯
B、使用真空环境真空包装食品，延长储存期 原理40. 复合材料 Composite material
复合材料(Composite materials)，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。 A、用复合材料代替均质材料
//飞机外壳材料用复合材料代替。用玻璃纤维制成的冲浪板，更加易于控制运动方向，更加易于制成各种形状
第五篇： 基于TRIZ理论的洗衣机创新设计
杨明朗 杨忠强
(南昌大学，南昌 330031)
摘要: 以TRIZ冲突解决理论为指导，依据其应用的设计过程和技术冲突解决方法，针对现阶段传统滚筒式洗衣机所存在的缺点，提出切实可行的创新设计方案。从新的角度进行理想化分析，并用相关软件设计出新型滚筒式洗衣机，从而得出洗衣机创新设计的新方法。
关键词: 洗衣机，TRIZ，冲突解决，创新设计
Based on the theory of TRIZ in innovation design of the washing machine
YANG Ming-lang，YANG zhong-qiang
(Nanchang University，Nanchang 330031)
Abstract: As TRIZ conflict resolution theory as the guide, according to its application design process and technology conflict resolution methods, aimed at reverse-force cylinder washer which exists in the traditional shortcomings, and feasible design scheme of innovation. From a new Angle, and related software idealize analysis designed, so as to obtain new roller-type washing machine, a new method of design of innovation
Keywords: washing machine, TRIZ, conflict resolution, innovative design 1 引言 随着生活水平的提高和生活节奏的加快，洗衣机作为一种替代人们手工洗涤衣物的家用电器已成为我们生活中不可缺少物品。现代工业化的加速带动了世界各国也加快了洗衣机研制的步伐。伴随着科技的进一步发展，更多新型更适合人们使用的洗衣机给我们带来许多新的生活方式。
自洗衣机进入中国市场后，随着十几年的发展，国内的洗衣机市场向高端挺进之势愈演愈烈。源自欧美的滚筒概念随着洗衣清洁理念的逐渐普及，越来越得到中国消费者的欢迎。对于传统家电制造商来说，滚筒产品的推广和普及，预示着中、高端产品开始得到普通家庭用户的青睐。 而且近年来，随着人类与环境和资源问题的尖锐化，人们环保意识和节能意识的不断提高，环保和节能的洗衣机越来越受到人们的注目，成为洗衣机的发展趋势。运用TRIZ理论指导洗衣机的创新设计，能够设计出符合消费者需求具有市场竞争力的洗衣机产品。
2 利用冲突解决矩阵实现创新
在解决技术问题时，当改善系统的某个属性时，往往会使系统中其它属性恶化，这时便产生了系统矛盾对立。A1tshuller通过对矛盾的深入研究已发现了39个技术特性，任何一个技术矛盾都可用其中的一对特性来描述：同时还发现，由其中一对技术特性描述的任一技术矛盾都有创新解，求该创新解的过程即是在40条原理中
【1】
确定解决技术问题的原理的过程。
技术特性表所提供的原理往往并不能直接使问题得到解决，而是提示了最有可能解决问题的探索方向。解决问题时必须根据所提供的原理及所要解决问题的特定条件，提出解决问题的具体方法。当针对具体问题确认了一个技术矛盾后，要用该问题所处技术领域中的特定术语描述该矛盾。之后，要将矛盾的描述翻译成一般术语，由这些一般术语选择标准矛盾技术特性。技术特性决定的是一般问题，并可选择可用解决原理。一旦某一原理被选定后，作者简介：杨明朗(1949-)，男，江西南昌人，南昌大学教授、博士生导师，主要从事产品设计及理论、人机工程学研究。
杨忠强(1986-)，男，山东济宁人，南昌大学硕士研究生，主攻产品设计及理论研究。
必须根据特定的问题应用该原理以产生一个特定的解。对于复杂的问题，一条原理是不够的，原理的作用是使原系统向着改进的方向发展。在改进的过程中，对问题的深入思考、经验都是需要的[2]。
3 设计实例
对于市面上的滚筒洗衣机，对衣服的洗净度和洗衣时间与衣物的磨损度是第一评判标准[3]，随着科技的发展，洗衣机相应科技含量的增加使这些问题都会得到解决。滚筒洗衣机的多元化，智能化的发展也是其趋势之一，只有多方面全方位的软硬件升级，才能更好的迎合消费者的需求。现在滚筒洗衣机造型单一，功能单一，提供的服务也很有限，但是如果增加洗衣机的功能，则相应的洗衣机的复杂性重量成本等都会相应增加，而且增加洗衣机的功能又希望机器更多智能化，操作性方面的增删又与其有矛盾。绿色设计的口号在近几年的提出越来越响亮，绿色环保的设计趋势也是一个重要的设计走向，也是洗衣机多用性和智能化处理的一个方面[4]
。
现利用冲突解决矩阵来分析以上问题。首先在39个标准工程参数中选择并确定技术冲突的一对特定参数，如果适应性及多用性，则装置的复杂性变大，根据冲突矩阵表，解决的方法是：NO.15 动态化 NO.29 启动与液压结构 NO.37 热膨胀
NO.28 机械系统的替代。
如果自动化程度提高，那么可操作性降低，根据冲突矩阵表，解决的方法是：NO.1 分割 NO.12等势性 NO.34 抛弃与修复 NO.3 局部改变
由此可见，适应性及多用性和自动化程度提高，那么将导致装置的复杂性变大，可操作性降低，形状及结构稳定型也将受到影响。
经过分析，根据发明原理NO.1分割，NO.3 局部改变，NO.28 机械系统的替代， NO.34 抛弃与修复原理提出如下解决方法[5]：
分割原理：理想的一体化绿色环保洗衣机要达到投入产出环保且被有效利用就要用到分割原理，将洗衣机滤水系统，储
水系统，二次用水蓄水桶分割开来。环保洗衣机要达到投入产出的完全绿色化，就要结合集水器，水过滤器，储水装置，各装置相关相连但又互相分割独立，比如将废水处理后储水桶置于洗衣机外，经过过滤处理过的水还可以在储水桶中再次利用 。根据这样的构思，便画了如下的草图并做出渲染图来完成这样的构想。(见图1)
图1 外置型过滤储水桶 Fig.1 External type filtering water barrel
局部改变原理：产品的创新和技术上的突破需要局部的相应改变来配合，洗衣机的局部改变包括由功能所带来的内部构造，储水桶，仪表盘，承重轮等局部改变。根据构思，便在内外部建模后的渲染图上试图达到这样的效果：(如图2)仪表盘要显示各项自动化功能及储水等各相关环保设计按键，内置传送发动机和抽水泵位置的改变，绿色设计引发的排水装置和设计风格一致的洗衣机轮的改变。
图2 局部设计细节
Fig.2 Local design details
机械系统的替代原理：市面上的洗衣机没有完全定位洗衣机的环保功能，机械系统的替代将为环保洗衣机注入新的设计理念，做到极致的洗衣机环保功能不仅仅是资源利用的投入产出的绿色化，而且是合理有效的充分利用资源，目前英国利兹大学的研究人员发明了一种新型无水滚筒洗衣机，这种洗衣机不但洗衣效果出色，能够清除所有类型的污渍，而且节能效果十分惊人，只需不到平时用量的2%的水和电就能够完成清洗任务，它的工作原理是
使衣服在浸湿以后将与大量的塑料小球混合、搅拌在一起。在这个过程中，水溶解污渍并使其脱离衣物，塑料小球则负责对污渍进行吸收，从而完成对衣物的清洁。(如图3)
图3 无水洗衣机工作示意图
Fig.3 No water washing machine work flow diagram
抛弃与修复原理：洗手盆或者洗衣机产生的用水一般直接排出，若想使环保洗衣机将其水利用的各个环节都合理利用起来，经过剖析洗衣机内部构造以及水过滤循环装置的构造，达成水循环的抛弃修复的构想流程为：洗手盆的废水经过机械过滤-活性炭吸附管-阻垢系统-最后到达储水箱储存，将洗手的废水过滤为洗衣服的干净的再利用水，经过抽水泵抽入洗衣桶内使用，洗衣桶内的水使用后再次排出到小的机箱外的储水桶，最后排出的废水可以冲厕所，涮墩布等。根据构想所做的渲染图(如图4)，说明了整个水利用的抛弃修复流程的各个环节。
一体化环保洗衣机的设计理念即是多功能，经济，实用，环保。可以当做洗手池，环保滚筒洗衣机，二次水过滤储水机，最后排出的脏水也可涮墩布等。经过以上的机械系统的替代可以达到水的合理利用的净度标准。
该问题的最终解决方案便是设计出下面这款洗衣机，该洗衣机的渲染图 (如图
5)：将洗手盆，储水桶，机械过滤装置相结合进行综合设计，进行水循环的再利用，从而最大限度的通过水的处理和特性来达到节水用水的投入产出完全绿色的理念。因此这款洗衣机相比市面上的洗衣机更多的体现了绿色环保，智能操作，节能减排的特点，是一款实用的新型洗衣机，将给洗衣机市场带来一股绿色活力。
图4 绿色环保洗衣机工作流程示意图
Fig.4 Green washing machine work flow diagram
图5 绿色环保洗衣机渲染图
Fig.5 Green washing machine rendering picture
4 结语
在市场竞争日益激烈的今天，企业生存和发展的关键在于设计创新以不断提高自己的生产理念，生产出满足消费者需求的产品。洗衣机行业要想更稳固立足并开拓前进，应在充分掌握产品特点、把握今后市场动态走势的基础上，借鉴先进的创
新理论，实现创新设计，赢得市场以及未
参考文献
来。
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