发明创造方法论TRIZ和机辅创 新 技术.doc

目录
第一节概述 1
第二节 TRIZ的构成及产品进化法则 2
第三节物质—场分析 4
第四节发明问题解决算法——ARIZ 6
第五节 40条发明创造原理及示例 8
第六节系统矛盾对立的消除——矛盾矩阵 19
第七节计算机辅助创新软件(TechOptimizer) 26
第八节农业与TRIZ 31
发明创造方法论TRIZ和机辅创新技术
本章简要介绍发明创造的科学理论和规范方法——TRIZ以及计算机辅助创新软件。源于前苏联的TRIZ研究一直作为国家机密,国际上知之甚少。20世纪90年代扩散到各发达国家,受到极大重视,迅速形成研究热门领域。TRIZ的原理、算法并不局限在某些特定领域,它可以广泛地用来创造性地解决难题。基于TRIZ的一些计算机辅助创新软件,也陆续开发出来,形成商品。某些著名的公司如Ford、Motorola、GM、GE、IBM、HP等,都已开始使用机辅创新技术解决工程技术问题,显著增强了竞争力。设立TRIZ课程的高等院校日益增加。
第一节概述
一、TRIZ的产生与发展
在竞争日益激烈的国际市场环境下,产品设计、生产过程的不断创新是企业取得成功并求得生存的重要手段。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展创造或解决技术难题呢?回答是肯定的,那就是默默地发展了近50年,近几年在美国爆发,并正在迅速普及的被称为“超发明术”的TRIZ。
TRIZ的含义是发明问题的解决理论,其拼写是由发明问题解决理论俄语含义的单词置换成英语单词的字头组成的。
T:Теория(Theory,T=Т)
R: Решения(Solving,Р→R)
I:изобретательскиχ(Inventive,N→I)
Z:Задач(Problems,З→Z)
TRIZ的产生可追溯到第二次世界大战刚刚结束的1946年。在原苏联,。其主要目的是研究人类进行发明创造、解决技术问题过程中所遵循的科学原理和法则。为此,由原苏联的大学、研究所和企业所组成的数百人的研究组织近50年来查阅并研究了世界各国近250万件发明专利,从中总结出了TRIZ的基本原理。在东西方冷战时代,TRIZ的研究一直被作为原苏联的国家机密,西方国家知之甚少。苏联解体后,大批TRIZ研究者移居美国等西方国家,TRIZ的研究与实践得以迅速普及和发展。
二、计算辅助创新技术
正像CAD、CAM技术极大地推进了产品的设计和制造技术的发展一样,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。
计算机辅助创新技术以近年来在欧美国家迅速发展的发明创造方法学研究为基础,是将源于原苏联的发明创造方法学TRIZ和当今高度发达的计算机软件技术结合的产物。
在美国根据TRIZ理论方法的计算机软件也陆续开发出来,主要有Invention Machine公司的TechOptimizer和Ideation Intemational公司的Innovation Workbench(IWB)等。目前在欧美国家计算机辅助创新技术得到越来越广泛的研究和应用,一些著名的公司如Ford、Motorola、GM、GE、IBM、HP等都已开始使用计算机辅助创新技术解决工程技术问题,使之成为国外企业、尖端技术领域解决技术难题实现创新的有效工具。
第二节 TRIZ的构成及产品进化法则
一、TRIZ构成
图1 TRIZ理论体系的构成
“物质一场分析”是对具体问题下定义并将问题模型化的方法;“发明问题解决算法”根据物质一场分析定义的问题模型导出问题解决的具体方法;“系统对立问题克服的典型技法”则是利用40个发明原理指明解决问题的关键和解决对策的探索方向;“发明问题的标准解决方法”是将发明问题按其物质一场模型进行分类,将各类相似问题的解决方法标准化、体系化;探索具体问题的解决对策时,实现某些机能所需的物理、化学、几何学等具体原理则由“物理、化学、数学效应工程应用知识库”提供。
二、产品进化法则
,计算机行业的莫尔定律堪称典型。美国市场上按1997年不变价格换算,家用电器的进化情况如下:
年份
自动洗衣机
电视机
电冰箱
1947年价(美元)
1770
1620
1470
1997年价(美元)
380
270
700
注:①电视机,1947年为黑白12寸;1997年为彩色25