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TRIZ——发明问题解决理论

作者：高常青

出版社：科学出版社出版时间：2021-12-01

开本： B5 页数： 136

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版权信息
内容简介
目录
节选

TRIZ——发明问题解决理论版权信息

ISBN：9787030306296
条形码：9787030306296 ; 978-7-03-030629-6
装帧：一般胶版纸
册数：暂无
重量：暂无
所属分类：
社会科学
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TRIZ——发明问题解决理论内容简介

本书的编写即考虑到学术领域问题的论述，又结合企业研发人员学习的实际需要，注重理论分析与实例分析相结合。从机械设计理论的研究入手，引入发明问题解决理论的全面介绍，宏观论述与具体内容介绍相结合。重点介绍了TRIZ（发明问题解决理论）的核心内容及主要概念，并结合概念设计理论中的功能分析、价值优化等方法，讲解TRIZ理论的具体应用。

TRIZ——发明问题解决理论目录

目录
前言
**章绪论 1
**节创新的内涵 1
第二节技术创新的重要性 2
第三节创新方法的发展 2
第四节面向制造业的技术创新方法 4
第五节经典的设计理论 4
第六节发明问题解决理论 7
思考题 12
第二章产品的概念设计 13
**节产品的设计流程 13
第二节概念设计原理方案的确定 14
第三节案例 15
第四节 TRIZ应解决的问题 17
思考题 18
第三章创新思维 19
**节九屏幕法 19
第二节 STC算子 20
第三节金鱼法 21
第四节小人法 21
第五节理想解 23
思考题 24
第四章资源分析 25
**节实例分析与思考 25
第二节可用资源的分类 26
第三节资源分析 27
第四节资源评估原则 29
思考题 31
第五章系统功能分析 32
**节系统功能分析概述 32
第二节技术系统及其级别 33
第三节功能的定义及其分类 34
第四节功能分析及功能元求解 38
第五节技术系统的价值优化 41
第六节技术系统裁剪法 44
思考题 47
第六章冲突及其解决原理 48
**节冲突的含义及其类别 48
第二节技术冲突解决原理 48
第三节物理冲突解决原理 60
第四节分离原理与发明原理的关系 61
第五节冲突解决原理的应用 61
思考题 64
第七章物质一场分析法与标准解 65
**节物质一场分析法 65
第二节标准解 66
第三节标准解法应用步骤 89
思考题 90
第八章效应 91
**节科学效应 91
第二节科学效应与功能实现 91
第三节科学效应及其应用 100
第四节基于效应的功能原理设计 110
思考题 111
第九章技术系统进化理论 112
**节基本概念 112
第二节技术成熟度预测 114
第三节技术系统进化模式 115
第四节系统特征及其零部件的不均衡进化 115
第五节向宏观层次进化 116
第六节向微观层次进化 117
第七节增强相互作用 118
第八节技术系统的扩充与简化 120
第九节技术系统进化模式的应用 121
思考题 123
参考文献 124
附录1 常用科学效应和现象列表 125
附录2 Altshuller’s Matrix 插页

展开全部

TRIZ——发明问题解决理论节选

**章绪论　　创新是一项系统的工程，随着知识经济时代的到来，社会的进步与经济的发展更加依赖于创新的实践，同时创新的实践需要创新设计方法的指导。　　**节创新的内涵　　美籍奥裔经济学家熊彼特（JosephA.Schumpeter）于1912年在其著作《经济发展理论》中将“创新”作为一个经济学概念首次提出。熊彼特认为创新是发明的**次商品化，也就是说，把发明引入生产体系并为商业化生产服务的过程就是创新，它意味着建立新的生产函数或供应函数，是在生产体系中引进一种生产要素和生产条件的新的组合。　　从上述论述中可以看出，“创新”是一个系统化的过程，一般来说，商业上的成功产品创新是在一定的社会政治、经济环境下，科学发明、工程开发、企业文化、市场需求等各种因素综合作用的产物，如图1-1所示。因此，可以将创新看做在科学发明与工程开发的基础上使之实用化与商业化的连续社会技术实践过程。创新的范围广泛，包括科技创新，但又不仅限于科技范畴之内。　　图1-1 成功创新的要素　　全面的研究创新过程，涉及的领域与学科十分宽泛。但从成功创新的组成要素上看，尽管创新不简单地等同于科学发明与工程开发，但是很明显，发明创造活动是创新活动的重要基础，没有发明创造，创新的过程也无法完成。由于本书的主要内容是针对产品开发与生产制造中技术问题的解决，故书中后续部分提及的“创新”侧重于科学发明的含义。　　发明创造实际上就是一个产品创新设计的过程，其关键是设计的创新。创新设计是一种创造性的智力活动，是参与者充分发挥自己的创造力，利用人类已有的科学技术成果，进行创新构思，进行产品分析和设计的过程。　　第二节技术创新的重要性　　在过去的20年里，中国的制造业企业经历了十分迅速的发展阶段。但是由于我们缺乏自主创新能力，没有自己的知识产权，导致我们国家的机械行业长期处于国际化产业链的下游，高额的利润大多数被西方国家获得，我国的制造业企业长期处于国际竞争的不利地位。　　尽管我们的制造业靠“本土优势”成为“世界工厂”，但是我们必须清醒地意识到，没有核心技术支持的制造无法取得高额利润，也无法长期保持自身的低成本优势，越来越多的国家，如印度、泰国、越南、罗马尼亚等国，正积极的挑战中国的低成本优势。　　时代的特征是我们每个人无法左右的。“技术创新”是我们所处历史阶段的时代特征。经济是人类文明与社会进步的基础。从人类经济发展宏观与共性的角度看，经济和生产力经历了三个时代，如表1-1所示。　　表1-1 经济和生产力发展的阶段　　联合国世界经济合作与发展组织提出：“知识经济指的是以知识（智力）资源的占有、配置、生产和使用（消费）为*重要因素的经济”。知识经济的出现是经济与科技发展的必然产物。从宏观的经济角度讲，知识经济首先出现在20世纪90年代高度发达的国家中，如美国、日本和西欧某些经济发达国家和地区。知识经济的形成判据有三个：①知识和信息对经济增长的贡献率过半；②知识和信息产业在国民生产总值过半；③对知识和信息产业的投资占总投资50%以上。　　知识经济的到来，对各国经济的发展有以下积极的影响：①有利于可持续发展，知识作为资源，它是一种可以再生的、无限的、反复使用的、无污染的、可持续发展的资源；②促进实现世界经济全球化发展，知识及其信息通过网络突破国界向各方“辐射”传播，实现全球相互促进的理想境界；③发展中国家和地区可加速发展，如果把握好机遇，可以利用信息化技术带动和促进农业现代化和工业化进程。　　第三节创新方法的发展　　创新是一个极其复杂的过程，人类对创新本质的认识与研究还远远达不到科学的层次。但是众多创新学者，经数十年的研究发现，科学技术的发明创造有一定的规律可循，他们大多是以原则、诀窍、思路形式指导人们克服心理和思维的障碍，改善思维的灵活性的过程。自20世纪30年代？80年代，世界上出现了300多种创新技法，10多种创造原理。这些创新技法，各自从不同的角度，在一定程度上突破了制约创新的相关因素的限制。所谓创新技法，就是在创造心理、创造性思维方法和认识规律基础上的技巧。这些创新技法不存在科学的逻辑关系，大多数目前在理论上处于“初生期”还远远未达到纯粹的科学水平。从思维的角度，创新是人类驾驭形象思维与逻辑思维、发散思维与收敛思维的过程。　　经过数十年的发展，在掌握已有创新技法的基础上，结合认知科学、人工智能、设计方法学、科学技术哲学等前沿学科，创新设计方法已成为一门独立且有待于开发的新的设计技术和方法。创新设计方法的发展历程如图1-2所示。*初的创新研究侧重于人的创造性思维，总结出一些具有指导意义的规律，形成各种创新技法，如头脑风暴法、联想法、类比法、侧向思考、仿生法等。后来，创新方法的研究开始注重以知识（专利）为基础，通过对专利的分析与研究，总结创造活动所遵循的创新原理，该阶段的典型创新方法是丁RIZ 理论。随着计算机技术的发展，创新方法的研究也出现新的趋势。现阶段，各种成熟的创新设计方法开始集成化研究与应用，并与计算机（包括网络）技术相结合，形成计算机辅助创新（Computer Aided Innovation，CAI）技术，如 QFD、可靠性设计、网络协同创新技术、有限元分析等各种成熟的技术和方法开始融入到创新设计过程中。　　图1-2 创新设计方法的发展　　第四节面向制造业的技术创新方法　　试凑法是解决问题的传统方法之一。查尔斯固特异（Charles Goodyear）发明硫化橡胶（即制造橡胶）的方法是试凑法的典型案例。查尔斯固特异的一生只解决了一个难题，对于他而言，要获得“发明的技巧”他一次生命的时间远远不够。实际上，甚至在解决这一个问题的时候他也是非常幸运的，大多数研究者在解决类似的难题时，往往用了一生的时间也没有任何结果。传统的方法的路径长，不容易找到理想的解，如图1-3所示。　　图1-3 问题解决的三条路径　　图1-3中有二条路径，分别是传统方法、天才方法、高级方法所获得解得路径。天才方法是指设计者是天才，无论什么问题，总能找到解决这个问题的捷径，不走弯路，获得问题的答案。另一条路径是采用高级方法所获得解的过程，该类方法路径虽然存在曲折，但在一定范围之内，是制造业企业研发人员应该掌握的方法。发明问题解决理论（丁RIZ）是目前应用效果较好的一种高级方法。　　技术创新方法处于进化状态，今天研发人员经常采用的方法不能代表未来还经常被采用，为了适应复杂产品创新的需要，新的技术创新方法不断诞生。新方法的诞生与不合时宜的方法的淘汰都是不可避免的。　　第五节经典的设计理论　　设计是人类的基本实践活动，进入20世纪60年代后，产品设计理论的研究得到了极大的发展。产品设计方法学是研究产品设计的过程、规律，以及设计中思维和工作方法的一门综合性学科。　　设计方法学的研究结果包括设计理论与设计方法。设计理论是研究产品设计包括635法、陈列法、戈登法等。传统的方法从“问题”到“解易找到理想的解，如图1-3所示。　　过程的系统行为和基本规律，设计方法是产品设计的具体手段。　　目前的产品设计问题一般表述为以经验为基础的演绎、归纳的设计过程。设计是从需求出发寻求设计出的产品解的过程，研究设计理论的目的在于发展新一代用计算机可帮助产品设计人员高效率与高质量地寻求设计解的技术。　　通过对有关设计方面的文献资料的综合与分析，现代产品设计理论与方法的研究主要集中在以下三个方面：设计本质的研究、设计过程的研究、设计技术的研究，如表1-2所示。通常一种设计理论涉及多个研究主题。　　表1-2 现代设计理论与方法的研究　　目前有代表性的设计理论方法主要有如下几种。　　1.质量功能配置（Quality Function Deployment，QFD）　　为了缩短产品设计周期，设计者应十分清楚用户对待设计产品的要求，根据用户要求明确设计要求，以此作为设计的出发点。QFD通过质量屋（Houseof Quality，HOQ）建立用户要求与设计要求之间的关系，并可以支持设计及制造全过程。它是一种将用户需求整机特性、零部件特性、工艺要求、制造要求的多层次演绎的分析方法。QFD的核心思想是从产品开发的可行性分析研究到产品的生产都是以用户的需求为驱动，强调用户需求明确的转化为产品开发管理者、设计者、制造工艺部门，以及生产计划部门等有关人员均能理解的各种具体信息，从而保证企业*终生产出符合用户需要的产品。　　QFD是日本的Akao于1966年提出的，经过不断完善，成为全面质量管理中的设计工具。在概念设计阶段中，HOQ给出了待设计产品明确的设计要求，但是并没有给出实现这些要求的具体方法与规则。　　2.公理化设计（Axiomatic Design，AD）　　美国麻省理工学院机械工程系Nam P.Suh等学者自1990年来对设计理论进行了系统的研究，提出了设计公理体系。AD的出发点是将传统上以经验为主的设计，建立成以科学公理、法则为基础的公理体系。设计的问题域看做顾客需求域[CAs]、功能域[FRs]、物理域[DPs]、过程域[PVs]四个依次通过映射机制相联系的问题域概念模型。应当提及的是，此通过映射机制如从功能域映射至物理域的定义为　　式中，A为设计矩阵，表示产品设计的特征。　　在公理化设计体系中，其主要贡献在于提出公理抽象本身推进了设计研究的深化。AD提出了两个基本公理，其余的公理、法则均由两个公理衍生而得，此两个公理为：　　①独立性公理。保持功能需求的独立性，功能需求是满足设计目标的独立性功能需求的*小数目。　　②信息公理。使设计信息内容*小化，信息内容定义为满足给定FR的可能性。　　在满足独立性公理的设计中，具有*大的成功可能性的设计为*佳的设计。在AD体系中对于如何确定每个域的特征参量，确定设计矩阵[A]和减少信息量以建立健壮的设计过程，Nam P. Suh给出了实现设计流程的概念系统结构图。目前该原理系统结构仅能实现综合与控制，满足独立性公理的设计过程。这个概念结构图中包括三类基本单元结构：综合器、控制器及反馈器。AD基本上是一种概念上的表达，距离完善的理论体系和实用尚有很大的距离，但AD表明了一种关于设计的考虑。　　3.通用设计理论（General Design Theory，GDT）与泛设计理论（Universal Design Theory， UDT）　　日本东京大学人造物工程研究中心吉川弘之等自20世纪70年代起研究提出GDT，主要通过用数学形式来表达设计过程，处理人类思维活动领域内设计表示为知识处理的概念模型。他们认为GDT不仅是设计的理论，还是关于设计知识的抽象的理论。　　基于GDT，1998年5月Karslruhe会上又提出了一个精细设计过程模型，以改进GDT原先对实际设计过程描述的不足。在这个模型中，“设计”定义为完成技术规格书的过程。设计过程的开始，根据功能、行为状态、属性以确定设计目标的技术规格书，随着设计过程的发展，技术规格书不断精确化，成为稳定

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