導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇triz理論論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

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對于企業來說，創新涉及到工程領域與企業生產經營管理。triz理論作為工程領域解決創新問題的最有力的方法，目前已擴展非工程領域創新研究中，本文主要針對生產經營管理領域的應用進行研究。

一、TRIZ理論方法

在TRIZ之父Altshuller的領導下，TRIZ研究團體分析了近250萬件高水平的發明專利，并綜合多學科領域的原理和法則后，建立起由解決技術問題和實現創新開發的各種方法、算法組成的TRIZ理論體系。

1.TRIZ體系結構

TRIZ提供了發現、解決問題的工具和技術，可以幫助設計人員避免解決問題過程中繁瑣的試湊工作。TRIZ方法論包含分析工具和基于知識的工具。

(1)TRIZ分析工具。分析工具包含物質－場分析、ARIZ算法、需求功能分析等，這些工具用于問題模型的建立、分析和轉換。①物質-場分析：TRIZ將所有的功能都分解為兩種物質及一種場，產品是功能的一種實現，可用物質-場分析產品的功能。物質S1可以是被控粒子、材料、物體或過程，物質S2是控制S1的工具或物體，場F是用于S1與S2之間相互作用的能量，如機械能、液壓能、電磁能等。②ARIZ算法：ARIZ稱為發明問題解決算法，是發明問題解決的完整算法，該算法采用一套邏輯過程逐步將初始問題程式化。③功能分析：從完成功能的角度分析系統、子系統、部件，設計中的重要突破、成本或復雜程度的降低往往是功能分析的結果。

（2)基于知識的工具?；谥R的工具包含40條發明原理、76個標準解和效應數據庫。①40條發明原理：用于找出創新的解決方案。每一種解決方案都是一個建議，應用該建議可以使系統產生特定的變化以消除技術沖突。②76個標準解：用于解決基于技術系統進化模式的標準問題。按照目標這些標準解被分為五類，分類中解的順序反映出技術系統的進化方向。③效應知識庫：庫是TRIZ中最容易使用的一種工具。運用庫中的各種物理、化學和幾何效應可以使解決方案更理想和簡單地實現。

2.TRIZ解決問題流程

應用TRIZ解決問題的第一步是對給定的問題進行分析；如果發現存在沖突則應用原理去解決；如果問題明確但不知道如何解決，則應用效應去解決；第三種選擇是對待創新的技術系統進行進化過程的預測；最后是評價，確定是否滿足求。如果滿足要求，則進行后序的設計工作；反之，要對問題進行重新分析。

二、TRIZ的應用

在歐美等發達國家，基于TRIZ理論的應用非常廣泛，從工程領域到政治、生產管理、組織結構、教育等非工程領域，無不顯示出它的生命力。

1.TRIZ在企業生產管理領域創新中的應用

在參考工程領域的創新問題求解技術的基礎上，通過演繹推理的方法提出的在生產管理領域創新中應用TRIZ是完全可行的。近幾年來，有些學者通過對TRIZ方法及工具的局部修改后，應用在管理領域上。Mann&Domb把40個創新原理引入到商業活動中，就每個創新原理提出相應的商業原則，建議當企業面臨類似的問題時可以利用此40個創新原理作為解決的對策。Ruchti&Livotov利用TRIZ系統化的思考模式和解決問題過程，提出12條雙向原則作為解決商業與組織管理問題的參考。

2.TRIZ應用于企業生產管理創新中的不足

應用TRIZ理論解決企業生產管理創新問題時，完全挪用工程領域的理論框架并不可取，解題工具僅僅利用40個創新原理和沖突矩陣使用面太窄。TRIZ直接用于生產管理領域創新失敗的主要原因包括：結構失效、問題分析方法單一、解題工具不足、算法不能適應生產管理領域創新問題、操作性差等。

3.TRIZ在生產管理領域創新中的應用改進建議

(1)根據TRIZ的思想和基本哲理，結合生產管理領域創新的特點，構建面向生產管理領域創新的TRIZ理論體系；(2)針對生產經營管理的特點，在39個通用工程參數的基礎上進行增減，確定生產經營管理參數，進而構建一個新的生產經營管理沖突矩陣，并且修改40個創新原理，作為改善的策略。充分運用物質─場模型功能描述的特點和76個標準解，拓寬解題工具。(3)把質量功能布置（QFD）、六西格瑪設計（DFSS）、約束理論（TOC）、田口方法等方法與TRIZ進行結合，以改進TRIZ分析生產管理領域創新問題方法單一的缺陷。(4)進一步細化生產管理領域的問題描述，逐步做到以定量分析為主，提高可操作性。三、結論

本文介紹了TRIZ基本理論和主要工具，探討了在生產管理領域創新中的應用。針對其在解決生產管理領域創新中存在的一些問題，給出了應用改進建議。我們相信隨著TRIZ理論的發展，其在生產管理領域創新中的應用操作性會愈來愈強，應用范圍會越來越廣，成為解決生產管理領域創新的有效方法和手段。

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中圖分類號：C19 文獻標識碼：A 文章編號：1001-828X（2012）03-0-02

一、什么是TRIZ

TRIZ最初的意思來源于俄文，它的英文全稱是Theory of Inventive Problem Solving，即“發明問題解決理論”。1946年蘇聯著名發明家阿奇舒勒及其合作者通過分析大量專利，總結提煉出各種技術發展進化遵循的規律模式及解決各種工程矛盾的創新原理和法則，提出了發明問題解決理論――TRIZ。TRIZ有兩個基本的涵義，表面上強調解決實際問題，特別是解決發明問題；本質上是由解決發明問題而最終實現(技術和管理)創新，因為解決問題就是要實現發明的實用化。

二、TRIZ理論的核心

1.TRIZ理論的基本內容

TRIZ的理論體系龐大，包括了諸多內容，而且還在不斷發展完善中。從目前來看，TRIZ的主要內容有兩大部分：一是TRIZ的基本理論體系；二是TRIZ理論的解題工具體系。TRIZ理論體系主要可以分為以下6個主要方面：①創新的思考方法及問題分析手段。通過運用TRIZ理論可以系統的分析所需解決的創新問題。在解決復雜問題的分析時，包括科問題分析建模方法和物-場分析法，運用它可以迅速確認核心問題，發現問題潛在的根本矛盾。②技術系統的進化法則。在分析大量專利的基礎上，針對技術系統進化演變的一般規律， TRIZ理論歸納出8個基本進化法則。我們可以利用這些進化法則，分析和確認產品目前的技術狀態，預測產品技術在未來發展的趨勢，從而開發具有競爭力的新產品。③技術矛盾的解決原理。阿奇舒勒指出不同的發明創造通常遵循共通的規律。TRIZ理論體系把這些共通的規律總結為40個創新原理。面對具體的技術矛盾，可以運用這些創新原理、結合工程實際得到具體的解決方案。④創新問題的標準解法。具體問題的物-場模型擁有不同的特征，TRIZ理論中分別對應有標準的模型處理方法，其中包含模型的轉換、修正、物質與場的增添等。⑤發明問題的解決算法。算法重點針對情境復雜的問題和矛盾不明確的技術系統。算法的一般非計算性邏輯過程是對初始問題進行一系列變形及再定義，實現對問題進行逐步深入的分析，將問題轉化，直至問題得到解決。⑥以化學、物理、幾何學等工程學原理為基礎而構建的知識庫。

2.技術系統的進化論

阿奇舒勒技術系統進化論中認為技術系統的進化不是隨機的，而是遵循著一定的客觀進化模型，所有的系統都趨向“最終理想化”進化。阿奇舒勒的技術系統進化論包括主八個進化法則，運用這些法則可以解決技術難題，預測技術系統的發展，同時還可以產生并加強創造性問題的解決。技術系統法則包括：1)向微觀級和增加場應用的進化法則；2)增加集成度再進行簡化法則；3)減少人工介入的進化法則；4)動態性和可控性進化法則；5)提高理想度法則；6)子系統協調性進化法則；7)技術系統的S曲線進化法則；8)子系統的不均衡進化法則。

3.TRIZ解決發明技術問題的方法

如何應用TRIZ理論解決問題呢？首先，要對一個實際問題進行細致地分析和準確地定義；然后，依照TRIZ理論提供的方法，把需要解決的實際問題歸納為一個類似的TRIZ標準問題模型；接著，針對不同的標準問題模型，應用TRIZ理論已終結、歸納出的類似的標準解決方案，找到對應的TRIZ標準解決方案模型；最后，將這些類似的解決方案模型，應用到具體的問題中，演繹得到問題的最終解決方法。

TRIZ理論將能夠運行某個功能的事物定義成為技術系統。如果一個技術系統出現問題，其表現形式通常有許多，解決問題的方式也有很多，關鍵是要區分技術系統的問題屬性和產生問題的根源。根據問題所表現出來的參數屬性、結構屬性和資源屬性，TRIZ的問題模型共有4種形式：技術矛盾、物理矛盾、物-場模型、HOW TO模型。與之相對也，TRIZ的工具也有4中：矛盾矩陣、分離原理、知識庫與效應庫和標準解系統。

(1)創新原理和技術矛盾

在TRIZ理論中技術矛盾是技術系統的某個參數或特性得到改善的同時，導致另一個參數或特性發生惡化而產生的矛盾。TRIZ理論將導致技術矛盾的因素總結為39個通用工程參數，建立了矛盾矩陣表，提供了40個解決技術矛盾的創新原理。矛盾矩陣是40×40的矩陣，矩陣的第一行表示39個需要改進的技術參數，第一列表示39個引起惡化的技術參數，行與列的交叉處形成技術矛盾，并列有解決技術矛盾所推薦的創新原理序列號。

(2)物理矛盾和分離原理

物理矛盾是指對技術系統的同一個參數有相互排斥的、甚至截然相反的需求、解決物理矛盾的核心是實現矛盾雙方的分離。40個創新原理中的分離原理可以用來解決物理矛盾。分離原理的主要內容是將矛盾雙方分離，并將其分別構成不同的技術系統，以系統與系統之間的聯系代替內部聯系，從而將內部矛盾外部轉化。

(3)標準解與物-場模型

TRIZ理論中擁有最小機能、可控技術系統的圖形表現就被稱為物質-場模型。物質-場分析可以將許多非常復雜的問題構建成和已有的技術系統相關的物質-場模型，并從76個標準解中找到最為接近的解決方案，簡單有序的獲得最終理想解。

(4)HOW TO模型與知識庫和效應庫

HOW TO模型指通過構建系統的抽象功能模型，明確系統所處的生命周期階段、組成部分及相互作用，用功能模型全面的描述和理解系統。HOW TO模型的解法是查詢知識庫與科學原理效應庫。效應是各領域的定律，它涵蓋了多學科領域的原理。TRIZ通過對專利技術的研究分析，按照從技術到實現的原則，收集了1400多種效應。

(5)ARIZ――發明問題解決算法

ARIZ(Algorithm for Inventive Problem Solving)被稱為發明問題解決算法，它是解決發明問題的完整算法。在解決一些復雜問題時，由于不能分析出明顯的矛盾，無法直接依靠矛盾矩陣和物質-場分析解決。ARIZ提供了獨特的算法步驟，將復雜、模糊不清的問題情境轉化為明確的發明問題。運用ARIZ提供的步驟流程，初始問題最根本的沖突被清楚地顯示出來，是否能夠求解非常清晰。

三、傳統創新方法與TRIZ的比較

傳統的創新方法例如頭腦風暴法，它們拋開了不同領域中的基本知識，具有形式化的傾向，這使得在實際運用中會受到使用者經驗、技巧和知識積累水平的限制。傳統的創新方法過分依賴于非邏輯思維，其實際效果存在很大波動，具有較大的培訓難度，這不利于在大范圍中進行推廣。由于這些限制使得運用傳統方法解決創新問題時效率較低，而在面對較高級別發明問題時，也往往也無法使用傳統的創新方法。

表2：傳統的創新方法與TRIZ理論方法的比較1

與傳統的創新方法相比，TRIZ理論具有鮮明的特點和優勢。它成功的為創新工作者揭示了創新發明的內在規律及原理，幫助我們快速的確認并解決系統中存在的矛盾。同時它是以技術發展進化規律為基礎來研究整個產品的發展過程，因此，運用TRIZ理論可大大的加快發明創造的速度，并提升產品的創新水平。TRIZ理論為解決創新性問題、創新性矛盾提供更好的創意和更合理的結局方案。它幫助我們打破思維定勢，激發創新思維，讓我們可以從更廣的視角看待問題。

四、總結

21世紀以來TRIZ被認為是可以幫助人們挖掘和開發自己創造潛能、全面系統地闡述了發明創造和實現技術創新的理論，它幫助我們對問題的情境進行系統分析，快速地發現問題的本質，準確的定義創新性問題和矛盾。TRIZ理論被歐美等地的專家認為是“超級發明術”，在國內也有許多企業及大學開始重視和應用TRIZ理論。

參考文獻：

[1]趙新軍.技術創新理論(TRIZ)及應用[M].北京:化學工業出版社,2004:5.

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中圖分類號：G304 文章編號：1009-2374（2017）01-0068-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.01.034

1 概述

創新是發展的動力，是世界發展的潮流。創新在國家的發展中起著非常重要的作用。傳統創新方法易于掌握、易于傳播、易于普及，能產生一些創新設想，但命中率低，速度慢，難以解決復雜的技術問題。創新能力都來自于人的潛能，并可以通過學習和訓練來激發和提升。創新是有規律可循的，這些規律潛藏于解決各種工程技術問題的過程中，通過長期實踐中的觀察、總結，可以發現這些規律。在這些理論方法中，TRIZ理論體現出其獨有的優勢，TRIZ的作用在各種實踐中發揮得越來越明顯。TRIZ可以幫助我們進行系統創新，深入了解問題并獲得解決方案，簡化系統以及克服心理慣性。

2 TRIZ的發展

TRIZ即發明問題解決理論，它是一套技術創新理論和方法，是一套解決各類工程技術問題的工具。它的核心在于提供一種有規律可循的非?？陀^的創新方法。它系統總結了人類以往在發明和創新方面的想法，從中提煉出一系列有效的法則，用以指導人們系統、高效地解決未來的問題。TRIZ創新方法源于前蘇聯，由一位偉大的工程師兼發明家阿奇舒勒和他的同事們創立的，他們分析歸納總結全世界250多萬份高水平專利成果后，在1946年總結出一套理論。根據創新程度的不同，將這些專利技術解決方法分為5個“創新等級”。

TRIZ自創立以來，經歷了三個發展階段：第一個階段為創立階段。這個時期主要創新和完善了TRIZ體系，并在蘇聯少量應用。但因為蘇聯封鎖這個理論，外界很少有人知道。這個時期形成的主要理論有40個發明原理、發明問題解決算法（ARIZ）、最終理想解、科學效應庫、物-場模型、標準解和進化法則等；第二個階段為傳播階段。蘇聯解體后，大量的科學家移民到了美國、歐洲、亞洲，創辦了一系列的公司，開發基于TRIZ理論的軟件系統，并為一些公司提供咨詢服務。這時，其他國家的工程師們才開始了解這個理論。少量公司在這個時候開始引入TRIZ理論，如1995年開始的寶潔公司和1998年開始的三星公司；第三個階段為應用階段。從2005年開始更多世界知名大公司開始引入TRIZ理論，并開始在內部推廣，如通用電氣公司、西門子公司、飛利浦公司、因特爾公司等。中國的企業，特別是一些國有大型企業也開始利用TRIZ來培訓員工，解決難題。

經過幾十年的發展，TRIZ已進入成熟期，TRIZ理論已經被全世界接受、應用。西方發歐國家在TRIZ領域的理論、技術和應用研究都處于世界領先水平。我國引入TRIZ理論比較晚，但最近幾年其理論受到了學術界的重視和政府的高度關注，現正被越來越深入地推廣和應用。

3 TRIZ理論思維方法

TRIZ理論創新思維方法有多屏幕法、STC算子法、RTC算子法、金魚法、小矮人法等。

多屏幕法從兩個維度進行發散思維：（1）從構成層面發散，考慮了當前系統、超系統及其子系y；（2）從時間層面發散，將其分為過去、現在和將來三種狀態。即按時間與構成兩種不同的維度對現有問題的技術系統進行全面思考與分析，從而找到解決的思路。

STC算子法即尺寸Size-時間Time-成本Cost分析法，它從三個不同維度對技術系統進行從零到無窮大的發散思維。RTC算子法即將STC中的尺寸換成資源（Resource）。

金魚法求解問題，首先將問題分解成現實部分和不現實部分，利用系統資源，找出可以將幻想變成現實的條件。它是一個反復迭代分解的過程。它的反復迭代區分現實和幻想兩部分，并集中求解幻想部分的問題，其中幻想部分方案求解可以結合多屏幕法獲得可利用資源。金魚法還有一個思路是針對問題產生的思路，將這些思路區分為現實方案和不現實方案，而后集中對不現實方案進行求解，從而獲得解決方案。

小矮人法是將系統功能、部件用不同的小矮人來替代，通過對小矮人群的重組、位置改變等實現創新的解決方案。

TRIZ中技術系統的理想化水平與有用功能之和成正比，與有害功能之和成反比。理想度可以對創新思維方案、技術系統解決方案進行評價，最后選擇理想度高的方案進行實施。要提高創新思維方案和技術系統解決方案的理想度可以增加有用功能或減少有害功能，也可對方案各個層面進行各層次分析，進而獲得理想解。

4 TRIZ解決問題的方法

TRIZ理論具有很強的實踐性，可廣泛地應用于各個領域，它可以擴展人的創新性思維，從而尋求解決問題的辦法，為不同行業的技術創新問題提供啟發和參考建議。用TRIZ解決問題，首先要把問題轉換為問題的模型，然后從TRIZ解決問題的工具中找到解決問題的模型。TRIZ理論在解決技術問題時主要用技術進化工具、矛盾矩陣工具、物-場分析工具和科學效應庫工具。

4.1 技術進化工具

技術進化工具是TRIZ理論核心內容之一，它表明技術處于進化過程中并且有規律可循，可預測。技術進化規律包括S曲線和進化法則。其中進化法則包括完備性法則、能量傳遞法則、協調性法則、提高理想度法則、動態性進化法則、子系統不均衡進化法則、向微觀級進化法則、向超系統躍遷法則。S曲線：技術系統進化過程分為嬰兒期、成長期、成熟期、衰退期，提高理想度法則貫穿技術系統的全生命周期。對于待解決技術系統，根據S形進化曲線原理分析技術系統所處階段，而后依次用進化法則，最后獲得建議方案，并結合實際技術系統，建立解決方案。技術進化工具應用過程體現了技術系統由量變到質變，技術進化工具有時只需根據實際情況應用一個或者幾個即可建立解決方案。

4.2 矛盾矩陣工具

TRIZ研究的沖突是技術沖突和物理沖突。技術沖突是指一個系統在某方面得到改善的同時，另一方面被削弱。運用矛盾矩陣中的標準參數找到對應的發明原理可以解決技術沖突。物理沖突是因為追求對立的結果而引發的。對此，物理矛盾一般是通過分離的方法，獲得兩個相反的解決方案。分離的方法很多，有空間分離、時間分離、系統級別分離、條件分離、范圍分離等。

TRIZ有助于我們思考方案，尋找和創建能夠滿足既定需要的系統。在這過程中，我們遇到的一切物理矛盾都可以從40個發明原理中找到答案。發明原理構成了一個簡單的清單，從中可以得到基于不同情形和時間的解決方案，幫助我們創建所需要的系統。

4.3 物場分析

阿奇舒勒創建了一套精準的體系歸納系統中存在的問題，并提出相應的解決方案稱為物場分析。物場分析原理認為，功能都由兩種物質和一種場這三元素組成。它用三角形模式來解讀每個問題的功能，在此模型中下面兩個元素代表兩種物質，用S表示；上面一個元素表示場，用F表示。場表示物質之間相互作用。復雜的系統經過分解，可運用多個組合三角形模型表示。

一種物質作用于另一種物質便可以提供某種功能。功能可能有利，也可能有害；可能是完美的，也可能有不足之處。物場模型聚焦于功能分析，把功能做正確，在解決問題時提升系統理想度。通過三角形功能建模，能以圖示的方式表明功能形成過程中存在的問題。

4.4 科學效應庫工具

效應指應用本領域，特別是其他領域的有關定律，解決設計中的問題。效應是特定條件下，在技術系統中實施自然規律的結果，是場與物質之間的互動結果。效應也能看作是一種功能，它是物質、場或兩種的組合，將輸入作用轉變為所需的輸出作用。通過選擇不同的效應、物質參數，可以控制效應的轉換效果。

科學效應庫是將物理效應、化學效應、生物效應和幾何效應等集合起來組成一個知識庫。利用科學效應庫有利于突破設計人員只是對其專業知識熟悉的局限性，發散思維從其他領域找問題的解?？茖W效應庫解決問題的流程為：第一，分析待解決的問題，確定解決此問題能實現的功能；第二，根據功能確定與此功能相對應的代碼；第三，確定與功能代碼相應的科學效應和現象；第四，查找優選出來的每個科學效應和現象的詳細解釋，并應用于此問題的求解，形成解決方案。

4.5 ARIZ算法

ARIZ是一個分步解決問題的過程，每個步驟都有相適應的工具。ARIZ由五個步驟構成，分別是：定義問題；揭示系統矛盾；分析系統矛盾并形成“最小問題”；獵取資源；發展概念性解決方案。從流程上看ARIZ的工作內容主要表現在了解問題和尋找資源方面，只是到了最后一步才轉到問題的解決方案上來。但在踐中，使用者隨時都可以發現解決問題的想法，尤其在了解問題階段，這些想法可以用來解決問題。

ARIZ適用于解決比較復雜的問題，它能夠幫助我們一步一步找到解決方案。這種方法涵蓋問題的面很廣，步驟多，比較有效，但是過程較長，不是一種快速解決問題的方法。ARIZ的作用主要體現在了解問題的性質，并找到最好的資源，解決遇到的問題。ARIZ是TRIZ解決問題的主導程序，是一種非常強大和精準的方法，能指引人們有序地工作，找到最佳的解決問題的方法。

5 結語

本文介紹了TRIZ理論發展及其理論體系，并對其解決問題的方法進行研究，為后續TRIZ理論在各領域的應用提供了參考。遇到問題時，可以用TRIZ理論去尋找具體的解決方案，TRIZ能使我們在遇到復雜問題時保持清晰的思路。隨著遇到的問題越來越多，TRIZ理論方法也在不斷完善與發展，它需要不斷與新技術、新理論進行結合才能夠適應現代的需求。隨著研究的深入，TRIZ還可應用于經濟管理等非技術領域。

參考文獻

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[4] 彭慧娟，成思源，李蘇洋，等.TRIZ的理論體系研

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篇4

引言

文化創意產業是一種在經濟全球化背景下產生的以創造力為核心的新興產業。在國外，文化創意產業已不再僅僅是一個理念，而是有著巨大經濟效益的直接現實。從國際創意創業的發展來看，英國、美國、澳大利亞、韓國、丹麥、荷蘭、新加坡等國都是創意產業的典范國家，他們都有自己的發展特色，并產生了巨大的經濟效益。本文通過對當前文化創意的研究，致力于發展文化創意的產業鏈條，將文化創意這一創新方案形成一定的規模效應。結合當前我國創意文化的發展趨勢和我國悠久的歷史，豐富的文化資源為背景，利用TRIZ理論設計一套適合我國當前現狀的文化創意發展方案。使其既能滿足國民對創意文化的基本要求，又能在設計自己的創意文化方案時提供幫助。

1 基于TRIZ理論的文化創意產業結合技術研究

1.1 研究概述

通過調研當代中國文化創意產業及相關領域，得知中國文化創新領域正處于劣勢，由于各種原因導致世界對中國文化仍存在認識上的偏差，現在的中國，政治經濟軍事上的強大是必然趨勢，但文化方面的發展著實令人擔憂。通過結合TRIZ理論的總結以及相關方法，使用九屏幕法（圖1）深入分析中國古代、近代以及當代的文化特點，剖析其存在的優勢。

由九屏幕圖分析是一個思維發散的過程，可以看出中國古代文化創意豐富多彩，例如包含漢字、四大發明、戲劇以及詩詞等，而近代現代中國文化創意有些匱乏，很少再有創新，這也說明中國的文化創意需要有所革新，以促進文化創意產業的發展。

使用生命曲線（如圖2），從九屏幕也可指當代中國文化創意產量基數小但又增長緩慢，可以得知當下中國文化創新領域正處于成長期，具有較大的發展前景，這也為后期的研究奠定了理論基礎。

每個國家都有自己的文化，最重要的是有自己文化的特色，可以將文化創新，加以更廣闊的傳播。類似于TRIZ方法解決工程問題一樣，將一種或幾種創新方法用于解決文化創新領域的相關問題。首次將文化創新領域和TRIZ創新方法結合起來，實現對我國文化創意產業的模板化設計。

在理論研究的基礎上，使用計算機Web技術實現模板的智能化使用，實現文化創意領域的智能化分析。

1.2 實現智能分析

實現中國文化創新領域的智能化分析平臺（CCAP），使用分離原理，分成三個層次，其體系結構如圖3所示

基礎層是CCAP的基礎，主要包含文化創意相關案例與TRIZ理論相關工具以及算法（如40個發明原理、技術矛盾和物理矛盾解決方法、物-場分析法以及ARIZ發明問題解決算法）等，該層為整個系統提供了理論依據，為后期軟件實現通過算法上的支持。

服務器層主要是App層的基礎層，為App層提供運行的硬件環境，除硬件服務器外，該層還提供了軟件服務器，如使用tomcat以及WebLogic等，實際才開發過程中，由于CCAP并發量并不會太大，因此采用了開源的tomcat進行實現。

篇5

0 引言

水是生命之本、萬物之源、生態之要。近年來，隨著工業化、城鎮化快速推進和全球氣候變化影響加劇，我國水安全呈現出新老問題交織的嚴峻形勢，水資源短缺、水災害頻發、水生態損害、水環境污染等問題愈加凸顯，“節約水資源、保障水安全”，事關“四個全面”戰略布局，事關民族永續發展，事關國家長治久安。生活供水管道是將生活飲用水輸送到千家萬戶的重要工具，保障生活供水管道的安全可靠是保障水質安全的重要環節，法蘭連接是管道連接的重要方式，通過技術創新實現法蘭或法蘭連接閥門的快速更換，可以大幅度提高工作效率和安全系數，有效保障供水安全。

1.法蘭連接供水管道拆卸更換問題

將符合國家標準《GB5749-2006生活飲用水衛生標準》的生活飲用水從水廠輸送到千家萬戶，需要經過生活供水管道，管道短則幾公里，長則上百、上千公里，其中輸送管道需要用法蘭連接，法蘭連接就是把兩個管道、管件或器材，先各自固定在一個法蘭盤上，然后在兩個法蘭盤之間加上法蘭墊，最后用螺栓將兩個法蘭盤拉緊使其緊密結合起來的一種可拆卸的接頭。

目前，在生活供水管道法蘭更換，特別是用法蘭連接的閥門檢修更換時，由于受到管道自重和工藝誤差，以及年久腐蝕結垢，使管道的法蘭發生位移、間隙減小，更換閥門時不易拆裝，操作員工只能用大榔頭、撬杠等工具拆卸，操作時間長、效率低下、容易傷人。

2.TRIZ體系

創新的關鍵是解決發明問題。而TRIZ就是創新方法進化到高級階段的產物，是專門解決發明問題的理論。TRIZ包含用于問題分析的分析工具、用于系統轉換的基于知識的工具和理論基礎。

TRIZ的理論基礎就是技術系統進化模式，這些模式包含用于工程系統進化的基本規律。

TRIZ分析工具包括：沖突分析、物質-場分析、功能分析和ARIZ算法。這些工具用于問題模型的建立、分析與轉換。

TRIZ基于知識的工具包括：40條發明原理、76個標準解和效應數據庫。基于知識的工具與分析工具的不同之處在于：基于知識的工具指出解決問題的過程系統轉換的方式，而分析工具用于改變問題的描述。

3. 應用TRIZ創新理論解決法蘭連接供水管道閥門拆卸更換的問題

3.1 問題分析

根據TRIZ創新理論中的分析工具問題進行深入分析，找到問題產生的根本原因，確定問題區域，根據實際情況運用分析工具進行分析，然后選擇合適的創新工具進行解題，得到建議方案，最后綜合分析得到最優方案。

3.1.1 首先結合實際問題進行功能分析，建立功能模型如下（見圖1）：

人是超系統，人操作工具，表現為不足作用；

工具是元件，工具拆卸螺母、螺栓，表現為不足作用；同時工具對螺母、螺栓進行敲擊，會造成螺母、螺栓的磨損或變形，是一種有害作用；

螺母、螺栓是元件，螺母螺栓連接法蘭，是一種有用作用；

環境是超系統，環境中存在空氣、水及各種物質會對法蘭、螺母、螺栓進行腐蝕，是一種有害作用。

3.1.2 沖突區域確定：依據根本原因和其相關問題元件及屬性，最終確定問題區域，即問題關鍵所在。

問題關鍵點1：工具對于法蘭拆卸的作用力不足。

問題關鍵點2：環境因素造成螺母、螺栓腐蝕生銹。

問題關鍵點3：平時拆裝磨損導致螺母、螺栓變形。

3.1.3 理想解分析：（理想解分為最終理想解和次理想解，可以分別來確定。）

理想解：螺母、螺栓永遠不生銹。

次理想解：螺母、螺栓即使生銹也能容易拆卸。

3.2 問題解決

應用TRIZ工具，得到所有創新解，并確立最終解。

3.2.1 沖突解決理論

物理沖突解決過程

①沖突描述：為了擰緊法蘭使密封性好希望作用力大，但又為了在拆卸更換時方便，

希望作用力要小，即，作用力既要大又要小。

②選用4條分離原理當中的時間分離原理，依據No.10預操作發明原理“在操作開始前，使物體局部或全部產生所需的變化”，得到如下解決方案： 在拆卸法蘭連接閥門過程中，加入一種法蘭脹開器，在雙螺紋螺母的帶動下使左、右螺柱向兩邊位移，帶動法蘭片向兩邊移動，解決了法蘭拆卸不易的問題，從而實現了法蘭或法蘭連接閥門的快速更換。

3.2.2 物質―場分析

① 建立問題的物質-場模型

② 根據所建問題的物質-場模型，應用標準解解決流程，確定問題的通解。

根據規則4：消除有害的、多余的、不需要的物質或場的最有效方法是引入第三種物質元件（S3）。

③ 依據選定的標準解，得到問題的解決方案；

方案一：依據1.1.2（No.2）標準解，得到問題的解如下： 組成合金，以改變鐵內部的組織結構.把鉻、鎳等金屬加入普通鋼里制成不銹鋼，就大大地增加了鋼鐵制品的抗生銹能力。

篇6

TRIZ理論成功地揭示了創造發明的內在規律和原理，著力于澄清和強調系統中存在的矛盾，其目標是完全解決矛盾，獲得最終的理想解。實踐證明，運用TRIZ理論，可加快人們創造發明的進程，而且能得到高質量的創新產品[1]。

如圖1所示，TRIZ工程問題解決的流程為將待解決的工程問題的分析過程，轉化為TRIZ的問題模型，然后應用TRIZ解決問題模型，提出解決方法，并將解決方案落實到實際問題中。本文以解決鑄型刮砂成型過程中型砂坍塌問題為例，討論TRIZ理論在解決工程問題中的應用。

1 問題描述

大型鑄鋼件表面缺陷通常采用磁粉濕法探傷，為保證噴灑至鑄件表面的磁懸液基底中磁粉粒子同時具有良好的流動性和顯像效果，配制及取用的磁懸液需要適宜的濃度。磁懸液攪拌設備采用機械攪拌的方式使磁粉能夠均勻分散在水基載體中，但由于磁粉粒子因自身重力而下沉，且液體中各處的攪拌強度不同，導致同一桶中不同深度處或是不同部位處抽取的磁懸液濃度差異較大，影響磁粉探傷檢測準確性。如何保證磁懸液濃度的均勻性，成為當務之急。

2 問題分析

2.1功能分析

為實現磁懸液的攪拌均勻，使用磁粉攪拌設備拌，該設備由攪拌機構（電機、傳動軸、葉片）、配液桶、水、磁粉、稱量桶等部件組成，如圖2所示。將磁粉和水按規定的比例分別加入攪拌桶中，通過攪拌機構將其充分攪拌后，使用梨形瓶采樣測定濃度，若在濃度范圍內即可使用，否則需要對磁粉或水基載體進行調整。

該磁懸液攪拌系統的作用對象是磁懸液，各組件之間的相互關系以及作用為：電動機驅動傳動軸，傳動軸驅動攪拌葉片，攪拌葉片攪拌磁懸液，液料桶容納磁懸液，液料桶支撐電動機，梨形瓶稱量磁粉。超系統組件與系統組件的相互關系與作用為：空氣（環境）改變磁懸液溫度，噴壺盛裝磁懸液，磁懸液噴灑在鑄件上，磁場磁化磁懸液，相互作用如圖3所示。在實際生產中，由于電機對傳動軸固定不穩定，導致傳動軸在旋轉的過程中擺動幅度大，葉片容易撞擊到桶壁，造成葉片的損壞。另外由于葉片對液料的攪拌強度不足，導致液料不均勻。

2.2因果分析

磁懸液攪拌過程中，磁懸液不均勻的原因可使用圖4所示的因果鏈分析，由于攪拌強度的不足，導致磁粉不均勻，究其根本原因有兩點：其一是電動機傳動軸太長，導致攪拌葉片水平擺動幅度大，降低攪拌葉片的速度，從而提供的攪拌力不足；其二是攪拌葉片數量太少。

3 問題解決

3.1技術矛盾

所謂技術矛盾是指用已知的原理和方法改進系統某部分或某些參數時，不可避免地出現系統的其它部分或參數變壞的現象[2]。例如：質量和強度、汽車的速度和燃料耗費等等。

A1tshuller 通過對大量發明專利的研究，抽象出39 項產生系統矛盾對立的典型技術特性，又在此基礎上給出了40 個發明創造原理[2]，提示設計者最有可能解決問題的方法，成為解決技術矛盾的關鍵。

在本文研究的問題中，針對根本原因“攪拌葉片數量少”，采取增加攪拌葉片的數量，如圖5，從而提出技術矛盾如下。

技術矛盾1：增加攪拌葉片數量，葉片攪拌磁懸液的力就會增加，磁粉濃度均勻性提升，但是攪拌葉片的擺動幅度就會更大，容易損壞攪拌葉片和液料桶；

技術矛盾2：不增加攪拌葉片數量，攪拌葉片的擺動幅度就會不變大，也不會更容易損壞攪拌葉片和液料桶，但是葉片攪拌磁懸液的力就不會增加，磁粉濃度均勻性差。

從以上技術矛盾中找到改善的技術參數是10“力”，惡化的技術參數是31“物體產生的有害因素”。為了解決這一矛盾，對照阿奇舒勒矛盾矩陣[1]，提供了4種發明原理，分別為3“局部質量原理”、13“反向作用原理”、24“借助中介物原理”、36“相變原理”。通過對這些原理的比較，從發明原理3中提出概念方案1：電動機轉動軸下方增加限位工裝，減少攪拌葉片水平方向的擺動，增加垂直方向的攪拌葉片；概念方案2：配料桶中不加磁粉，在配料桶出口處增加磁粉加入裝置，取樣的過程中，利用水的流動攪拌磁粉，達到均勻的目的；從發明原理13中提出概念方案3：電動機安裝在配料桶下方，在液料桶底部增加攪拌葉片數量；概念方案4：電動機帶動配料桶旋轉，攪拌葉片不旋轉，增加攪拌葉片數量；從發明原理24中提出概念方案5：電動機轉動軸下方增加限位工裝，減少攪拌葉片水平方向的擺動，并且增加攪拌葉片數量。

3.2物理矛盾

在一個系統中，任何問題均可以嘗試運用物理矛盾進行分析和解決，基于物理矛盾和技術矛盾的密切關系，可以從技術矛盾中提煉物理矛盾，從另外角度思考解決方案。本文研究的問題中，針對根本原因“攪拌葉片數量少”，提出物理矛盾如下：

物理矛盾1：為了滿足磁懸液攪拌充分，攪拌葉片的數量要多；

物理矛盾2：為了滿足攪拌系統的水平擺動小，攪拌葉片的數量要少。

本文針對攪拌葉片的數量，提出了相反要求的物理矛盾，基于“空間分離原理”提出概念方案6：電動機轉動軸下方攪拌葉片尺寸大，上部攪拌葉片尺寸小；概念方案7：電動機轉動軸下方攪拌葉片密度大，上部攪拌葉片密度小。

3.3剪裁

剪裁是一種現代TRIZ理論分析問題的工具，是指將一個或一個以上的組件去掉，而將其所執行的有用功能利用系統或超系統中的剩余組件來替代的方法[3]。

在本文研究的問題中，功能模型如圖3，電機對傳動軸固定不穩定，葉片對液料的攪拌強度不足，導致磁懸液濃度不均勻。利用剪裁的思路，提出概念方案8：剪裁掉攪拌葉片、傳動軸、電動機等，改用氣動攪拌的方式攪拌磁懸液；概念方案9：剪裁掉攪拌葉片、傳動軸、電動機等，液料桶旋轉90°，使其自己轉動實現攪拌均勻；概念方案10：剪裁掉攪拌葉片、傳動軸、電動機、液料桶等，使用小噴壺替代電動機攪拌系統，每次使用前，小壺加入定量的磁粉和水，使用手動搖晃促使磁懸液均勻。

3.4物場模型

物場模型是TRIZ對與現有技術系統相關問題建立模型的工具，是技術系統中最小的單元，由兩個元素以及兩個元素間傳遞的能量組成，執行一個功能。Altshuller把功能定義為兩個物質（元素）與作用于它們中的場（能量）之間的交互作用，也就是物質S2 通過能量F 作用于物質S1產生的輸出（功能）[4]，如圖6 所示。

物場模型在解決效應不足的問題時，提供的一般解法有3種：1）增加另外一個場F2（或者F2和S3一起）替代原來的場F1（或者F1及S2）；2）增加另外一個場F2來強化有用的效應；3）一個物質S3并加上另一個場F2來提高有用效應[1]。

在本文研究的問題中，針對攪拌葉片S2對磁懸液S1的攪拌作用不充分，導致磁粉在液料中濃度不均勻、刮板對樹脂砂的作用不充分，利用物場模型進行分析，建立物場模型如圖7所示，攪拌葉片通過機械場對磁懸液有攪拌的作用，但是此作用不充分，屬于效應不足的完成模型，應用物場模型-標準解2.2.5構造場，利用異質的或可調的有組織結構的場代替同質的或非組織結構的場來增強物場模型，提出概念方案11：用壓縮空氣通入的方法，增強磁懸液的攪拌效果，將壓縮空氣管從液料桶底部接入，并且通過葉輪的攪動促進磁懸液的混合；概念方法12：選取一種可控性好的攪拌裝置，例如磁場攪拌代替機械攪拌的方法，能更加充分的使磁粉和液料混合均勻。

3.5方案評價

從消除矛盾、產生新的危害、投入成本、復雜性以及可行性5個方面，按照0/1/2三個等級，分值越大代表越有利于消除矛盾，產生的新危害越小，投入的成本越低，系統越簡單，可行性越高，對以上解決方案進行評價，并對5種解決方案進行優先級排序。如表1所示，得分最高的方案8為優選方案，其次是方案11、方案5、方案1、方案9。

采用概念方案5，設置如圖8氣動攪拌裝置，包括電機1、鼓風機2、氣壓表3、進氣軟管4、P旋型進氣管5、攪拌桶6、蓄水池7、抽水泵8、進水閥門9、進水管10、出水閥門11、出水管12、進料口13、水位刻度表14，對磁懸液配料系統設備進行改進，實現氣動攪拌替代目前電動攪拌系統，解決了磁懸液濃度不均勻的問題。

4 結論

本文通過應用TRIZ基本理論，結合磁懸液配料系統攪拌不均勻的問題，探討了如何利用TRIZ分析工具分析實際問題，并且轉化成TRIZ問題模型，然后利用TRIZ工具解決問題，對此問題提出解決方案，最后通過各方案的評價篩選出最優的解決方案。

責編/劉紅偉

參考文獻

[1] 曹福全.創新思維與方法概論――TRIZ理論與應用 [M]. 黑龍江教育出版社.2009.

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近年來，高職院校在教學方法、教學內容以及教學保障上力求提高學生的創新思維和創新能力，但總體狀況還是不能盡如人意，畢業生的創新能力與用人單位的要求還存在一定的差距。對高職院校學生而言，主要存在兩點不足：一是創新意識差。高職學生習慣于在教師指導下按部就班地完成學習任務，缺少獨立思考和自主學習的過程，創新欲望和創新勇氣都很缺乏。二是創新能力弱。造成這種結果的原因有很多，關鍵有三點：（1）教學模式落后。傳統的教學過程只注重知識傳授，對學生技能的培養和創新思維的訓練遠遠不夠。目前，我院倡導的以工作過程系統化為主的項目化教學法，既強化學生的技能訓練水平，又訓練學生的自主學習能力及創新能力。但學生的創新思維及創新能力還有很大的提升和發展空間。（2）創新型教學隊伍不成熟。教師大部分是從學科體系下培養出來的，在培養學生創新能力方面經驗不足。盡管一些碩士、博士具備創新實踐的經驗，但將創新實踐內化為教學實踐訓練學生的創新思維，還是有一定的難度。具有企業工程背景的教師實踐經驗豐富，教學能力卻不足。（3）對創新教育重視程度不夠。院系各級領導及教師對創新教育還僅停留在理念的理解上，還沒有真正落實到人才培養方案和相關配套政策和制度中。

培養學生創新能力的有效途徑

為了提高學生的創新能力，我們可以從許多途徑開展工作。而且，課堂教學創新永遠是培養學生創新能力的主要渠道。在教學過程中，教師應多啟迪學生，引導學生獨立發現問題并解決問題，注重培養創新意識。但是，這種層面上的教育過程，并不能讓學生深層次理解創新的技法及創新的規律。triz理論在科技界盛行，為創新教育領域注入了新鮮的活力，提供了有力的工具和系統的方法。

前蘇聯發明家阿奇舒勒創立了“發明問題解決理論”—— triz（theory of inventive problem solving）理論。此理論是從250萬份專利中仔細研究、尋找規律、總結分析而得出。許多技術問題可以利用其他領域或相似問題的原理和方法得到解決，也就是發明創造是有規律可尋和有法可依的。

triz的經典理論體系主要包括有8個技術系統進化法則、最終理想解、39個通用工程參數與矛盾矩陣、40個發明原理、物理矛盾與分離原理、物場模型分析、發明問題的76個標準解、ariz創新問題解決算法、科學與技術效應庫等等。其中，8大技術系統進化法則揭示了一項技術或某一產品如何遵循規律在歷史中發展和演變的，為技術創新指明了努力方向。最終理想解則通過拋棄客觀條件，以理想化定義問題的最終理想解，保證在解決問題的過程中不偏離目標。最終理想解應該是有用功能最大化，有害功能最小化，而不是用傳統的折中法去解決問題。40個發明原理則是阿奇舒勒總結專利的精華部分，也是triz理論應用最普遍的部分。發明創造的過程在某種意義上說就是解決矛盾的過程。物理矛盾是指系統中某一參數既要求向正方向運動，又要向反方向發展。如飛機的體積既要大，保證容納旅客數增加；同時飛機的體積又不希望大，會有成本問題和動力問題等。這就是很簡單的物理矛盾。物理矛盾的解決通常采用四大分離原理，即空間分離、時間分離、條件分離、整體與部分分離。39個通用工程參數一般是物理、幾何和技術性能的參數。技術矛盾就是由系統中兩個因素相互制約和相互促進。阿奇舒勒將工程參數作了橫向—縱向排列，橫向表示惡化參數，縱向表示改善參數，縱橫交錯的方格表示建議使用發明原理的序號。其他的理論，不再作逐一分析和解釋。理論體系之間密切聯系，環環相扣，共同構成了一個完整細致的理論體系，并成為技術人員解決創新問題的重要方法論。

triz理論的核心思想主要包括三個方面：第一，無論是一個簡單的產品還是復雜的技術系統，其核心技術的發展都是遵循客觀規律發展演變的，即具有客觀的進化規律和模式；第二，各種技術難題和矛盾的不斷解決是推動這種進化過程的動力；第三，技術系統發展的理想狀態是用最少的資源實現最大效益的功能。這樣的思想指導了許多發明創造的誕生，推動了人類社會的飛速發展和社會的不斷進步。

triz理論與高職院校創新型人才培養相結合的實踐

筆者認為，triz理論與高等職業教育的結合點主要在“教”和“學”兩個方面。

“教”具有雙層含義，既是指“教師”，又是指“教學過程”。教師作為施教者，需要培養自身的創新能力，深入學習理解triz理論，掌握創新技法；教學過程是培養學生創新意識和創新能力的第一陣地，直接決定了學生獨立思考、創新實踐的程度。triz理論在高職院校中怎樣成為一個重要課題。目前，一般以專業課滲透triz理念，選修課和社團課系統學習triz方法論。

“學”同樣也有兩個意思，既指“學生”又指“學習過程”。學生作為受教者，接受各項專業知識、技能的同時，需要發散思維，甚至需要“異想天開”。同時，系統學習triz理論時，更應耐心品味，尋找現實生活中的事例。學習過程不僅僅局限在課堂中，更包括課外學生的“自主學習”及“自主實踐”。唯有如此，學生才能既在創新思維上得到訓練，又在創新方法上得到提高。

下面以我院的高職創新型人才培養工作為例，談談具體的實踐經驗。

篇8

二十一世紀全世界范圍內機械產品激烈競爭，各個國家都很重視如何提高產品的設計水平，增強其競爭實力。而產品設計最主要的目標就是對產品進行創新，滿足消費者的需要并且占據市場更重要的位置，所以，要想增強機械產品自身的競爭實力，最根本的途徑就是重視創新設計。創新設計理論又叫做TRIZ理論，是設計的核心理論，目前已經在機械產品創新設計中被廣泛應用，可以提現企業的核心競爭力。1946年，前蘇聯G.S.Altshuller創立了TRIZ理論，指的是發明問題的解決理論。以這個理論為基礎，軍事工業得到了很大的發展。二十世紀九十年代開始流入美歐，在某些企業當中開始應用并且推廣，取得了很多發明專利，隨之也產生了經濟效益，當很多國家興起了TRIZ理論研究和推廣的熱潮。1998年之后，TRIZ理論開始在中國出現，不少科研機構把TRIZ理論作為技術創新的首選，積極的進行探索。這篇論文主要是探討TRIZ理論主要內容以及在機械產品創新設計中的應用。

1.TRIZ理論基本內容概述

TRIZ理論的觀點是，發明問題的關鍵是解決沖突，而解決沖突需要遵守相關的原則：對系統的某個零部件或者性能進行改進時，不可以影響到系統或者相鄰的其他零部件以及性能。沖突主要包括技術沖突和物理沖突，物理沖突指的是如果對一子系統出現相反的要求時所出現的沖突，系統的某個部分同一時間出現兩種相反的狀態，主要是由一個參數造成的。技術沖突的含義是系統的某個部分性能增強造成了有害以及有用兩種結果，也可以理解為有益作用被引入或者有害作用被消除，造成其他的一個或者幾個子系統性能降低，這種問題主要是由兩個參數造成的。

G.S.Altshuller在理論當中提出了四十條沖突解決原理，也就是發明原理以及沖突解決矩陣的含義，各種領域的相互沖突的特性通過高度的概括，抽象成為三十九個技術特性參數（也叫做通用工程參數），矩陣中的行代表沖突惡化的參數，列代表沖突改善的參數。針對技術沖突，可以以沖突矩陣為基礎，找到對應的發明原理，從而找到解決問題的辦法；針對物理沖突，通常利用分離原理了可以找到解決辦法，發明原理和分離原理之間具有一定的關系，一條分離原理，可以對應很多條發明原理。

2.TRIZ理論在機械產品創新設計中應用

2.1.TRIZ理論在機械創新設計中應用的步驟程序

將TRIZ理論應用到機械創新設計當中，主要的步驟是：對機械系統問題進行分析，明確關鍵的技術功能，找到造成系統中問題的參數，對沖突的類型進行判斷。如果系統中的問題主要是由一個參數造成的，屬于物理沖突；如果是由兩個參數造成的，屬于技術沖突?？梢酝ㄟ^分離原理解決物理沖突，對分離方法進行確定，包括時間分離、空間分離、整體和部分的分離、基于條件的分離，根據實際的分離原理和解決沖突的發明原理的對應關系，找到解決問題的辦法。技術沖突，第一步要確定惡化技術特性參數和改善技術特性參數，再以沖突矩陣為基礎，找出對應的發明原理，從而找出解決問題的辦法。最后，把推薦的對應的發明原理應用的具體的問題上，對每一個原理在具體問題上的實現和應用進行探討。

2.2.呆扳手的創新設計案例

設計初期的呆扳手在松開或者擰緊六角螺母或者螺栓時，因為螺母或者螺栓受力點在兩條棱邊，很容易變形，因此無論是松開還是擰緊都比較困難。而新的設計需要避免原來設計當中的缺陷。后來美國一項以沖突矩陣為基礎的專利解決了這個問題。這個專利是從三十九個通用工程參數當中選擇一對特性參數：1）提高質量的參數：物體所產生的有害因素，可以對螺母或者螺栓減少磨損。2）可以造成負面影響的參數：制造精度，全新的改進有可能造成制造的困難。然后把上面的兩個參數代進沖突矩陣，可以得到下面四條發明理論，即是：維數變化、小對稱、拋棄與復制、修復。通過分析維數變化以及小對稱這兩條發明原理可知，經過創新的呆扳手工作面的某些點可以和螺母或者螺栓的側面相接觸，而不僅僅是接觸棱邊，因此解決了這個問題。

通過這個實例可以說明，機械產品的某些參數或者特性進行改進之后會造成其他參數和特性的惡化，可以通過沖突矩陣來解決這種技術沖突，這說明在機械產品設計當中應用TRIZ理論時具有價值的。

2.3.某飛機的航空發動機引擎罩的創新設計案例

某飛機的航空發動機引擎罩在設計時，表現出來的技術沖突是：一方面希望發動機可以吸入較多的空氣，另一方面又希望發動機罩和地面之間的距離可以不減少。把它轉化為物理沖突：應該將發動機罩的直徑加大，這樣有利于吸入空氣，但是直徑又不宜過大，避免機罩和路面的距離減少。

這個物理沖突可以用空間分離原理進行解決?？臻g分離所對應的發明原理當中有No.4不對稱原理。根據這個原理，可以把原來的對稱設計變更為不對稱的設計。如下圖所示。

圖1：發動機罩改進設計方案示意圖

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.179

1 TRIZ概述

TRIZ是俄文中發明問題解決理論的詞頭，該理論是前蘇聯科學家Altshuller及其領導的一批研究人員，自1946年開始，在分析研究世界各國250多萬件專利的基礎上提出的發明問題解決理論。經過多年的發展，TRIZ已成為技術問題或發明問題解決的強有力方法學和一種較完善的創新設計理論。TRIZ的來源及主要技術工具如下圖1所示。

2 發明等級

TRIZ將世界上各個技術領域的發明創新劃分出了五個等級，各等級描述如表1所示[1]。TRIZ理論認為，絕大多數專利屬于第1-3級，而真正推動技術文明進步的發明是屬于目前國外有少數學者提出將TRIZ理論中的發明等級理論應用于創造性的判斷，如Steve Hickman直接將TRIZ發明等級理論與現有的KSR、USPTO、EPO和JPO的審查標準進行了對比，認為USPTO和JPO的審查標準大體承認第3-5級發明的創造性，而第1-2級的發明則被認為無創造性[2]。

國內有專利人提出利用發明等級理論來指導專利申請的策略。王秀奎[3]認為，TRIZ理論對發明創新的等級劃分實際上反映了該發明創新的難易程度，該等級劃分體現在專利的新穎性和創造性的高低區別，隨著發明等級的上升，專利的新穎性和創造性由較低層次逐步上升為最高層次。具體地，在大概確發明等級之后，人可以根據其等級采取不同的撰寫策略，如當等級為第4級或第5級時，可選擇“功能性限定”的方式來限定較寬的保護范圍，并盡量多地列舉實施例來支持；若為第1級時，該文認為此類創新難以獲得發明專利授權，可采用主動放棄申請或者防御型公開技術內容方式；而對于第2級，考慮對核心技術進行專利部署，第3級則重點部署核心專利，同時根據需要向其他產品/領域擴展。筆者認為，從審查員的角度來看，發明等級在實質審查過程中可以起到以下作用。（1）指導檢索。針對等級較低的發明，預期能夠檢索到比較合適的對比文件來評述該發明的三性問題，但如果經過一段時間的檢索仍未檢索到合適的對比文件，則此時需要仔細考慮分類號的擴展及采用其他關鍵詞，及時調整檢索策略。（2）針對等級較高的發明，由于該發明的技術方案本身復雜，運用了多個領域或學科的知識，若是采用兩篇或者兩篇以上的文獻來評述該技術方案的創造性，此時應當仔細考慮該多篇文獻是否存在跨領域、跨學科的問題，并進一步考慮該結合啟示的問題；如果沒能檢索到合適的對比文件，此時則需要重點考慮該權利要求，尤其是獨立權利要求的技術方案是否符合較高等級發明的內涵，判斷該授權范圍是否恰當。

3 技術矛盾與發明原理

唯物辯證法中，矛盾是對立統一的。TRIZ理論認為，矛盾是指內在要素、作用或主張彼此不一致或相反的情境。TRIZ將工程問題中常見的矛盾分為兩種：技術矛盾和物理矛盾。當想要改善系統中某一特性、參數時，常常會引起系統中另一特征參數或特性的惡化，此時技術矛盾出現。如下圖所示，當研發人員面對特定的技術問題時，通過39個工程參數來表征該技術問題里需要改善的因素與被惡化的因素，進而將特定的問題轉化為一般性問題，然后針對這一般性問題中的工程參數查找矛盾矩陣，找到推薦的發明原理來指導研發創新工作。

上文介紹了利用技術矛盾與發明原理來解決特定技術問題的一般思路，這屬于發明的正向思維模式。在發明的實質審查過程中，由于查員是在了解了發明內容之后才做出判斷，因而容易對發明的創造性估計偏低，從而犯“事后諸葛亮”的錯誤[4]。當采用評判創造性最基本的方法――三步法時，為了保證創造性評判的客觀性，應當需要不斷的還原發明創造，不僅要考慮研發人員從研發原點是如何做出改進來解決該技術問題，也要考慮與衡量該技術手段對現有技術做出的貢獻，即應當同時從“正向思維模式”和“逆向思維模式”來反復實踐。

參考文獻：

[1]創新方法研究會.創新方法教程[M].北京：高等教育出版社，2012.

篇10

ZHANG Kaixiao， ZHANG Jiani， LIU Mingyi， ZHENG Hesong， ZHU Weihua

（College OF Science， Hohai University， Nanjing， Jiangsu 210098）

Abstract "Led characteristics and its application" for the innovation of experimental teaching cases to help students understand and grasp the led the basic principle and characteristics， combined with TRIZ innovation， guide the student to carry on the research on application and innovation， to master the basic methods and skills of application technology， a new spirit and technical application ability and the cultivation of students.

Key words TRIZ； innovative methods； LED； experimental teaching

0 引言

開放式實驗經過多年應用實踐，已經成為目前高校實驗教學的新常態，但目前大多數實驗內容還是沿用經典實驗教學內容，實驗課堂教學模式也很難有新的突破，開放式實驗中的開放通常只能在選課模式、上課時間、上課地點等形式上做文章。當前教育形勢下，創新在某種程度上已經成為我們教學的理念與方向，如何在理論課堂和實驗課堂上課堂上引導與營造創新之氛圍是教學改革方向之一，其中，應用創新實驗教學對激發學生興趣、實現創新想法到創新成果的轉變至關重要，必將成為創新教學的有力工具。為進一步推行開放式實驗教學改革，提供一條可供普通高校實行的開放式創新實驗教學模式，我們針對“LED特性及其應用”實驗，給出了創新性實驗教學詳細案例。“LED特性及其應用”實驗項目結合目前第三代LED照明應用革命的時代背景，主要致力于LED的原理及其應用相關內容的研究，通過設立與實驗內容相關的多個開放性研究課題（如LED發光特性、配光特性、光電轉換效率、發光角度、應用產品開發等研究），在實驗過程中加強學生對應用創新能力的培養，開展研究型教學實踐，形成一個真正開放、自由的實驗教學課堂，為學生提供創新、創業實踐和成果轉化提供助力。

1 TRIZ創新方法

TRIZ（發明問題解決理論）創新方法是近年來剛發展起來的創新方法，與其它創新方法相比，具有理論體系結構完整、指導性強、實用性強等顯著優點，已經成為目前世界上最熱門的創新方法之一。TRIZ創新方法應用目前存在兩種模式：一是在企業中推廣應用，主要是通過TRIZ創新方法來尋找企業產品或生產過程中技術難題的解決方案；二是在通過學校先行普及TRIZ創新方法， 廣大學習者掌握了TRIZ創新方法后，在將來的生產中自覺或不自覺地應用TRIZ創新方法指導實踐。這兩種方法各有利弊，企業中的應用需要有資深TRIZ創新方法專家指導應用，學校普及TRIZ創新方法的教學成本很高，因為并不是每個人都需要掌握創新方法。

2 LED特性及其應用

發光二極管（LED，Light Emitting Diode）是一種PN結構的半導體器件，當LED兩端加上一定的正向電壓后，N區一側導帶上的電子躍遷到P區一側，與P區的空穴復合并產生一定頻率的光子。不同材料的LED可以輻射不同頻率的光，即產生從紫外到紅外波段的不同單色光，理論上，紅、黃、藍三種顏色的LED可以配比成任意顏色的光源。而目前照明用的白光LED通常是通過短波長的藍色LED激發熒光，形成寬譜的復合光源，光的強弱與電流有關。與白熾燈泡和氖燈相比，LED具有工作電壓低、電流小、節能、環保、抗沖擊和抗震性好、可靠性高、壽命長等優點，在許多電子設備中用作信號顯示器。近年來，由于藍光LED的發現，使得LED已經成為第三代照明光源。研究LED光通量、發光效率、發光強度、光強分布、波長等參數性能及其應用，已經成為技術發展的方向與要求。LED發光效率是指光通量與電功率之比，單位為lm/W，代表了光源的節能特性，是衡量現代光源性能的一個重要指標；LED發光強度是表征LED在某個方向上的發光強弱，因此研究LED的光強分布特性具有現實意義，比如顯示器的照明，如果LED在各個方向上的發光強度分布不均勻，必然會導致屏幕顯示的視角受到影響；LED的光譜特性在某些應用場合特別重要，例如在消毒及醫療領域，不同波長及強度的LED具有不同作用，常用的場所消毒需要波長在260nm以下，而治療牛皮癬等皮膚病需要的波長通常在360nm附近；此外，自半導體器件發明以來，半導體二級管在電路整形、檢波、開關控制等方面得到廣泛應用，發光二極管（LED）、半導體激光器（LD）的發明，促進了光通訊在信息傳遞領域的飛速發展，與傳統照明方式相比，以大功率發光二極管為核心的固態照明方式，在能耗、發光效率、體積、壽命等方面有著顯著的優越性。對于理工科的學生而言，認識、了解LED的基本電學特性和光學特性，可以開闊思路、激發靈感，在將來的工作生活實踐中，能夠更好地掌握、科學地應用。

3 創新性實驗教學案例

“LED特性及其應用”創新性實驗項目的設計目標是在指導學生了解、熟悉、掌握LED原理及特性的基礎上，結合學生專業實際，引導學生進行應用創新研究，掌握技術應用的基本方法與技能，從而培養學生的創新精神與技術應用及獨立工作能力。

“LED特性及其應用”創新性實驗項目的實驗內容包括3學時的課內實驗與3個學時的課外獨立創新應用研究，課內實驗的主要內容為教師講解LED的基本原理并圍繞主要實驗內容進行TRIZ創新方法教學，“LED特性及其應用”實驗的主要內容包含半導體PN結的伏安特性及其應用、發光二極管的伏安特性及其應用、LED光強特性研究及其應用、LED光譜特性及其應用等幾個方面；課外創新應用研究是學生在老師給出的選題方向上自主選題（或自行選擇與LED相關的選題），以課程論文或專利申請書的形式提交一份完整的課程報告，“LED特性及其應用”實驗包含LED的應用范圍研究、利用LED制作微型手電、LED交通信號燈、LED的壽命研究與分析、LED顯示屏研究、LED燈具檢測研究、LED 燈光譜對人體的影響研究、白光LED光譜分析、LED發光角度的調整方法等20多個選題方向，課外創新應用研究教學模式是以學生為主體、教師起啟發和引導作用為原則，是教師提出問題或目標，學生自行設計方案，自行完成實驗過程，實驗結果存在不確定性，目的在于培養學生的自主實驗能力、創新實驗能力和科學研究能力。具體的教學組織形式為20人為一班，每3人一組，分成7個以下小組，提前一周進行3學時的課內實驗教學；第二周安排兩天進行分組循環，分7個時間段：第一天8：00～11：00、第一天12：00～15：00、第一天15：00～18：00、第一天18：00～21：00、第二天8：00～11：00、第二天12：00～15：00、第二天15：00～18：00，分組循環期間學生根據自己的選題，自行設計并進行相關實驗測量，教師負責提供相關實驗配套。