创新设计与triz理论

创新设计与triz理论（11篇）

1.创新设计与triz理论 篇一

《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。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。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。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。

2.创新设计与triz理论 篇二

关键词：TRIZ理论,创新教育,电子技术,课程融合

近年来, 信息技术中的智能硬件得到了飞速的发展, 在国家大力提倡“大众创业, 万众创新”的氛围下, 创新能力被推到了教育的风口浪尖, 如何在电子技术类课程中引入创新思维, 成为一个新的课题。

电子技术类课程是电子技术方面的基础课、专业课的总称, 该类课程既有自身的理论体系, 又有很强的实践性, 学习起来有一定的难度。TRIZ理论是发明问题解决理论, 总结了创新的规律和方法, 针对电子技术课程教学环节中的具体问题, 将创新教育理论与专业课程相融合, 将TRIZ理论与学生创新能力培养相结合是开展创新教育的一个重要途径, 能极大地提高学生的学习兴趣和创业创新的热情。

1 TRIZ理论的基本内容

TRIZ是“发明问题解决理论”的俄文简称。其核心思想认为:1、无论是一个简单产品还是复杂的技术系统, 其核心技术的发展都是遵循着客观的规律发展演变的, 即具有客观的进化规律和模式;2、各种技术难题和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力;3、以往不同领域的发明和创新中所用到的原理方法并不多, 类似的问题与解在不同的工业及科学领域交替出现, 不同行业中的问题, 采用了相同的解决方法 (创新原理、解决方案模型) 。

TRIZ理论总结了技术系统进化的法则, 在前苏联科学家根里奇·阿奇舒勒的带领下通过对世界近250 万份发明专利所做的长期分析、归纳和提炼, 发现了人类进行科学研究和发明创新的背后所遵循的客观规律, 类似于数学中的设未知数解方程的过程, 该理论通过将待解决的问题抽象为问题模型, 通过中间工具找到解决方案模型, 最后演绎为最终的解决方案。如表1 所示, 目前该理论在工业、建筑、微电子、教育等领域得到广泛地应用。

2 TRIZ理论与电子类课程融合的必要性

简单而言电子类课程是智能硬件的基本课程, 在信息技术飞速发展的今天, 很有学习的必要, 而创新是国家大力提倡的, 是一个民族进步和发展的有效动力。两者融合具有一定的必要性。

2.1 两者融合有利于激发课程的学习兴趣, 激发专业的创业热情;

电子技术的不断发展使得电子一个门类下产生了不同的方向, 如果没有强烈的兴趣和方向指引, 学生往往不知所措, 无从下手。通过TRIZ理论讲清产品的发展趋势, 以及在理论讲解过程中的智能硬件的创业案例, 将极大地促发同学的学习兴趣, 让他们意识到自己的学习是有用的, 将来可能能成就一番事业, 创业热情也被点燃, 这样的融合符合教育教学需要。

2.2 两者融合有利于帮助学生建立成长发展的思路

电子类学生在学习过程中迷茫时, 可以通过创新人才的成长之路建立自己的发展思路, 他们可以在积累基本硬件技术的基础上关注两个方向:首先在大的产业动向上进行关注并记得结合专业, 利用大破大立的思想在适当的时候创新技术, 引领发展, 成就自己;其次在小的方面, 时刻不忘记思考小技术小创新, 有时虽然是小打小闹也可能大作为, 如此两种帮助学生建立起成就自己的希望和方向。

2.3 两者融合符合国家大力提倡的创新教育的要求

创新教育是国策, 最早是在2014 年9 月的夏季达沃斯论坛上, 李克强总理在公开场合发出“大众创业、万众创新”的号召。此后, 他在首届世界互联网大会、国务院常务会议和各种场合中频频阐释这一关键词。2015 年李克强总理在政府工作报告又提出:“大众创业, 万众创新”。推动大众创业、万众创新, “既可以扩大就业、增加居民收入, 又有利于促进社会纵向流动和公平正义”。让人们在创造财富的过程中, 更好地实现精神追求和自身价值。将创新教育理论TRIZ引入电子类专业课程符合“大众创业、万众创新”的国策。

3 TRIZ理论与课程融合的基本思路

经过梳理, TRIZ理论可以归纳为1141 理论体系:分别是:“1”是一个技术系统进化法则;“1”是一个最终理想解;“4”是四种分析工具;“1”是一种万能ARIZ算法。电子类课程有自身的课程体系, 融合过程中以课程体系为纲, 对1141 体系进行简要介绍之后, 结合电子技术发展的实际情况以及技术产品研发设计生产的整个流程来进行创新原理应用的实例分析, 并将相关的问题解决小工具通过穿插、交叉呈现的方式融入课程的自身体系。

如图1, 呈现为triz理论与电子产品调试课程融合的研究路线图。

整体呈现:1、在电子类课程中选择在基础课程中设置一个章节重点简要阐述TRIZ理论的基本内容, 包括核心思想, 问题模型以及中间工具的基本构成、解决方案的具体内容等等;以附件形式将40 个发明原理、矛盾矩阵、通用技术参数的概念等予以呈现, 并附上典型实例;2、以TRIZ理论指引下的技术创新为主题, 介绍不同的技术创新实例, 展示triz理论在指导产品研发、助力产品创新方面的具体成就, 激励同学进行创业创新;3、针对电子产品的研发步骤, 举一个实例从产品定位、专利申报、产品设计、模拟仿真、样品设计、测试烧机、优化调整、量化生产等步骤中TRIZ理论的综合、单独应用的体现进行阐述, 让学生意识到创新可以贯穿在产品的整个生命中。

交叉呈现:1、在前言中讲述技术系统进化发展的根本原因, 将电子类产品的发展进化的过程和规律从TRIZ理论中的技术系统进化法则的角度进行阐述, 通过最终理想解的不断追求与实现, 引出下一代产品的展望和发展方向的构思;2、将40 个发明原理涉及的部分, 对应于电子类课程的不同方面进行表格化呈现, 并在不同的章节讲解时予以特别说明, 并对应于电子产品的发展的不同阶段;例如40 个发明原理中的“分割原理”与电子电路的pcb分层设计的对应关系;针对电子电路设计中模拟、数字电路的电源和地的设计要求进行“抽取”原理的应用;等势原理在电路的初始化中的应用等等;3、单个工具应用的交叉呈现:将金鱼法、9 幕法、小人法、STC算子、最终理想解、物理矛盾、技术矛盾等工具穿插到不同的章节予以呈现, 并加深学生对相关创新工具的理解。例如:对于具体章节中的例如共射极放大电路的演化, 各个器件的添加带来的变化, 从技术矛盾、物理矛盾等角度进行分析, 讲清楚这两类矛盾工具的特别应用。

例如针对产品智能化的进化规则的讲解:项目组成员了解到以往钓鱼时通过彩色鱼漂浮在水里面, 钓鱼者需要时刻盯着鱼漂, 有一群电子爱好者在思考鱼漂的发展时想出鱼漂如何智能化呢?如何解放使用者呢, 即考虑到可以通过电子的方式, 让鱼漂被鱼咬住一上一下时自动发蓝牙信息给手机的方式, 进行智能化创新, 并因此申报专利, 同时创业成功, 这个故事很好地展示了产品进化的趋势又为学生进行专业化的学习提供了动力, 受到了良好效果。

结束语

在介绍TRIZ理论的基础上, 分析了TRIZ理论与电子课程融合的好处, 并对融合的具体实施思路进行了的阐述, 针对两套体系 (triz理论体系、电子类课程自有体系、产品研发生产的流程体系) , 进行了整体嵌套和交叉呈现的不同形式, 既保全了TRIZ理论和电子类课程的完整体系性, 又完整地覆盖了两大体系的必要内容, 在不矛盾的情况下又对TRIZ理论的重点工具的应用进行了有重点的讲解, 为创新教育和专业教育的深度融合提出一种新的见解。

参考文献

[1]代冀阳, 殷林飞, 彭琛, 杨保建, 王村松.TRIZ理论在电子技术领域的应用与研究[J].信息通信, 2014 (6) :12-13.

[2]裴晓敏, 张军.基于TRIZ理论的电子技术创新教学研究[J].大众科技, 2011 (11) :182-183.

[3]杨清亮.发明是这样诞生的:TRIZ理论全接触[M].北京:机械工业出版社, 2006.

3.床的创意设计与TRIZ理论应用 篇三

1 床的起源与发展简史

约在4万年以前，原始人群体在劳动之余，为了人体自身功能恢复的需求，自觉或不自觉地产生了利用天然材料，来满足自己睡眠与休息功能的蒙胧意识，如躺在石板、茅草上枕着一块石头休息等。这是一种功能需要的条件反射，还没有在头脑中形成使用床的意识和反映。中国古代流传的“枕石寝绳”的记载，大概就是这一时期生活的写照。

床最早起源于我国的商代，也有传说是上古时代的神农氏发明了床。

原始社会，人们生活简陋，睡觉只是铺垫植物枝或兽皮等，掌握了编织技术后就铺垫席子。席子出现以后，床就随之出现。

商代甲骨文中，已有像床形的文字，说明商代已有床，只是不为睡觉专用。从实物来看，最早的床是在信阳长台关一座大型楚墓中发现的（图1），上刻绘着精致的花纹，周围有栏杆，下有6个矮足，高仅19厘米。

春秋以来，床往往兼作其他家具。人们写字、读书、饮食都在床上放置案几（图2）。晋代著名画家顾恺之的《女史箴图》中所画的床，高度已和今天的床差不多。另外还出现一种四足的高床。但床仍未成为睡卧的专用家具。

唐代出现桌椅后，人们生活饮食等都是坐椅就桌，不再在床上活动。床由一种多功能的家具，退而成为专供睡卧的用品。

中国古代家具中卧具形式有四种，它们是榻、罗汉床、架子床和拔步床（分别见图3～6）。前两种除睡眠外，还兼有坐之功能；后两种只作为卧具，供睡眠之用。

2 床的创意设计与TRIZ理论应用

2.1 床与空间利用

随着世界人口的增长和土地利用的紧张，人们住房压力越来越大，卧室所占的面积也呈缩小趋势。

以小户型14平米卧室（使用面积12平米左右）为例，一张双人床占去了3平米，加上床边、门口的行走通道，再放一个衣柜，几乎没有剩余空间。

如何充分地利用室内空间？也许可以从占地面积较大的床来入手。

2.1.1隐形床

“隐形床”（见图7～8）英文名“wallbed”，国外称之为“墨菲床”，国内习惯则称为“壁床”或“隐形床”（即能轻松收纳于壁柜中的床）。是在19世纪初由威廉·墨菲发明的。

“隐形床”主要运用了TRIZ理论中的原理7和原理15——嵌套和动态化原理，打破了床传统的存在形式，将其与壁柜结合，不仅给人们带来了更便捷的居家生活方式，也为美化空间节约空间提供了更多可能。

时至今天“隐形床”在欧美国家已普遍使用，广泛应用于公寓、酒店、医院、办公室、消防局，以及任何其他需要有效利用空间的建筑物中。

2.1.2多用床

为节约空间，床，除了置于墙壁之内，还可以和其他家具相结合。重新定义床。床，还有可能是一张沙发，也有可能是一张写字台，甚至是一套茶几。

由设计师Fanny Adam所设计的多功能沙发便是这么一款集沙发、床、桌子、工作台于一身的家具（见图9）。它既充当了床的角色，还可以作为沙发和工作台，绝对是小户型用户的福音。

作为沙发时，底下有两个收纳柜，背后平行的木板是用来当作桌子使用的，平常可在上面工作、读书、吃饭等。而将沙发的椅背部分往后摊平，就轻松成了一张双人床，并将原本的沙发把手部分移至床头，使床头有了可置物的地方。

在此处， TRIZ理论中的原理5、原理6、原理15——组合，多用性，以及动态化原理被巧妙综合运用。

此外，还有一款集沙发、床、茶几于一体的家具（图10）。它比上述的沙发床多运用了原理1分解原理。独特的分解与组合设计无疑为人们的生活开创了新视野，打破了人们对床的常规认知，带领人们进入了一个新的认知领域。

2.2趣味床

随着人们生活的日益丰富，床在造型和与人的互动上也需要多样化，才能给人们带来不一样的惊喜与体验。

设计师Mkloker Desig设计了一款叫做私有云模型1.2（Private Cloud Model 1.2）的摇床（见图11），可以让你摇回孩童岁月。它的设计完全符合人体工学设计。

这张床运用了原理14和原理15——曲面化和动态化原理，不仅可以摇动，还可以用支架把床固定静止不动。睡觉的时候摇着摇着，也许能摇进童年的梦乡；看电视或看书的时候，你可以根据自己的感受把床调到适合自己的角度。

此外，还有这款来自 Animi Causa 公司的分子床（见图12）。这张分子床灵感来源于分子结构，由120个shafa球和弹力面料组成，你可以尽情发挥你的想象力与创造力，将其组成任何让你喜欢和感觉舒适的各种造型，是继折叠式多功能沙发之后的又一创新。

这款产品巧妙地运用了原理5、原理14、原理15、原理17——组合、曲面化、动态化、维数变化原理，让人们随心所欲地对床进行改造，可谓趣味十足。

此外还有运用了曲面化原理的云朵床（图13）和针织床（图14）等，都特别吸引人的目光。

2.3 床的多功能性与新技术的应用

随着高新技术的不断发展，为了让床更加舒适，更加具有享受价值，越来越多的新技术被融入到了床里。

2008年，由列支敦士登的著名设计品牌Cycle 13在100% Design London中推出的Lomme 蛋形床（见图15）给人一种被保护的安宁感，它同时带有光疗设施，可以改善人们的睡眠质量。自带的特殊灯光和声音效果则能隔绝外界的嘈杂，令你舒舒服服地进入梦乡。

nlc202309090227

这里运用了组合原理，将几种不同的科技运用到床里，共同完成了“为提供更好的睡眠质量”这一使命。

2013年，这款由知名设计师Axel Enthoven设计的名为“Sleeping Tomorrow”（图16）的床在科隆家具展中展出。它的最大特点在于床垫的面料中织入了光纤和铜纱线，从而可以感知睡眠者是热还是冷。在这里原理40复合材料得到充分的展示。

2016年，国外的Balluga公司最近推出一款智能床，运用组合原理，兼具了按摩、控温、灯光、止鼾等多种功能（图17）。通过内部高弹性的充气的小球，可以让你享受到柔软、透气、有如云朵般的体验。

Balluga可以通过蓝牙与智能手机连接，用APP控制充气细胞小球的膨胀与收缩、调整不同部位的软硬度。

运用原理18机械振动，通过设置不同方式的震动，针对不同部位让床垫分区震动，达到刺激特定部位的用途。内置的空气调节系统，可以通过控制内部空气流动调整温度。

运用原理23反馈原理，通过床头的声音传感器，Balluga还可以智能判断用户是否有打鼾症状，并通过轻微的头部位置起伏调整来减轻这一状况，为用户创造更好的睡眠。

地震是一种可怕的灾害。尤其当地震来袭而你又在酣睡，难道就要错过逃生的希望吗？

为解决这个问题，在2010年，66岁的石家庄退休老人王文锡发明了“地震自动救灾救生床”（图18），获得了国家专利。

这是一款运用了多用性、机械振动和动态化原理的产品。

救生床平日是一套供睡眠和储物用的组合家具，一旦地震发生，它们会自动组成一个闭合的箱体，把熟睡中的人吸进去，让他们免受房屋倒塌带来的人身伤害。

床下设有空间可以存储基本的生活自救用品，例如饮用水、干粮、手电筒等，即使长时间被困都可以靠这些来维持生命；同时，床上随之掉落的被褥也能让被困的人用以保暖，耐心等待救援。

3 未来床的发展方向

本文整理并分析了家居床的创意设计与TRIZ理论的应用关系，发现动态化原理在创意床设计中应用最广 ，曲面化原理、组合原理、复合材料原理、嵌套原理应用频率相当。在40个TRIZ理论中，上述五个原理皆在床的创意设计中应用较广。

随着世界人口的不断发展，人们的住宅空间逐渐有了限制。因此，嵌套原理在未来床的设计中占有不可忽视的地位。而高新技术的日益发展，将促进复合材料在床上的应用，以改善人们的睡眠质量。动态化原理贯穿于床的各类创意设计中。只要床是可动的、可调的、可变的，就必定会应用到动态化原理。为了追求新意，曲面化原理、组合原理也将保持它们在床设计应用中的地位。随着人们对生活水平越来越高的追求，自服务原理应被考虑尝试应用。例如，床感受到人体较热时，吸收其热量作为储备；当感受到人冷时，将热量散发出来供暖，实现资源的充分利用。

人们的生活水平日益提高，床将不再局限于良好的睡眠功能，它将更进一步，更加具有人性化，越发有新意，从形态、颜色、材料、工艺、技术上不断创改进，给人们提供一种更高的精神享受。

责编/刘红伟

4.创新设计与triz理论 篇四

玻璃批量生产时，首先对玻璃先进行加热，然后再对玻璃进行加工，最后加工完成后的玻璃仍处于通红状态，需要将其输送到指定位置直至冷却下来。

现在的问题是，因为玻璃还处于高温，呈现柔软的状态，在滚轴传输线的输送过程中会因为重力下垂而造成变形，导致玻璃表面凹凸不平，后续需要大量的打磨工作来进行修正。

那么如何进行改进了？

减小传输线上的滚轴直径，增加滚轴的数量，进而减少玻璃悬空的面积，提高玻璃的平度。但随之而来的是传输线成本大幅上升。

利用TRIZ理论进行分析：

矛盾组成移动物体的面积（5）和装置复杂性（36）

查找TRIZ矛盾矩阵表，可以采用分割（1）、倒置（13）、球型化（14）、采用部分的或过分的行动（16）

一个基于分割原理（1）的解决方案展示了出来：

突破常规思维的限制，将滚轴直径无限缩小，小到1/10 毫米、1/100 毫米、1/1000 毫米、1/10000 毫米……一直分割下去，会是什么呢？物质呈现分子、原子状态。解决方案是：用熔化的锡来代替滚轴。传输线是一个长长的、盛满熔化锡的槽子。由于锡的熔点低而沸点高，正适合通红的玻璃板的冷却温度区间，熔化锡在重力作用下，会呈现出一个绝对平面，可以很好地满足此工序的要求。

5.如何学习TRIZ理论 篇五

2011-11-25 0:00:00 刘训涛

TRIZ理论自问世以来已经解决了无数的技术难题，越来越多的人开始学习它并将其运用于创新实践当中。对于技术创新，TRIZ理论提供了科学而强大的工具体系，但是应当注意的是，TRIZ理论决不仅仅是各种创新工具的简单集合，而是一套全面而综合的创新理论，且其本身仍处在不断发展完善之中。要想全面掌握TRIZ理论并在实践中灵活运用，需要经历一个较长的学习和实践过程，还要掌握正确的学习方法。

（1）坚定学习信心。许多刚刚接触TRIZ理论的人都会有这样的感受：这个理论太复杂了、太难了，它不适合我所从事的专业，我又不是搞发明创新的，学了也没用„„其实这些想法都是错误的。当今社会中，创新对于每个人来说都是重要的，TRIZ理论也不是只有少数人才能学懂。TRIZ理论创始人有一个著名的论断：发明问题的解决并不需要多少新知识，而是需要对现有知识进行良好的组织。无论你学识如何，无论你从事的是什么行业，你都会在TRIZ理论的学习中获得丰厚的收获，这些收获将使你受益一生。

（2）正确认识TRIZ理论。TRIZ理论源于技术系统的创新，对于解决技术领域的创新问题有强大的支持能力。TRIZ理论的许多工具都可以应用于非技术领域问题的解决，但还需要一个进一步完善的过程。应当注意以下几个问题。

①TRIZ理论不是数学的、定量的理论，而是定性的理论。

②TRIZ理论仅仅是思维的工具，它服务于思维，而不取代思维。

③TRIZ理论是同创新能力和专业知识结合在一起的。

④TRIZ理论本身还未达到S曲线的成熟期。

⑤TRIZ理论并不排除其他创新方法，许多优秀的创新思维方式和方法都可以和TRIZ理论有机结合。

（3）打破思维惯性，养成积极思维的良好习惯。创新的过程就是一个积极思维的过程，惯性思维是阻碍创新的枷锁。TRIZ理论为人们提供了一系列打破思维惯性，积极思维的方法，如最终理想解、九屏幕法、小人法等，在创新实践中要充分利用这些方法。

需要强调的是，要避免使用专业术语陈述问题，这是TRIZ理论的“黄金”规则。应该学会用非专业人员甚至学生都能理解，至少是高年级中学生都能看懂的“通俗”的书面方法描述任何问题。如果不能用通俗语言表达出问题所在，则证明问题解决者本身没有足够全面和准确地理解它。

（4）准确把握TRIZ理论的核心与精髓。TRIZ理论认为技术系统是动态的，不断进化的，有其自身的规律性。TRIZ理论在具体应用中的三大核心点是理想解、矛盾和资源，它们贯穿于解决问题的始终。在应用TRIZ理论解决问题时，头脑中应时刻地问：最终理想解是什么？矛盾是什么？有什么可利用的资源？

（5）形象思维与图解。在学习与应用TRIZ理论过程中要做到抽象思维与形象思维的有机结合。直观元素在创新实践中始终发挥着重要作用，在TRIZ理论的读物中，人们经

常可以看到一些极具创意的情景漫画。这些漫画通过生动的造型、夸张的表现手法和“超现实”的意境已经为学习者创造了广阔的遐想空间，对于激发创新思维具有很大的帮助作用。TRIZ理论非常重视“图解”在创新发明过程中的运用，每一个步骤都应尽量绘出图解，这对问题的解决会有很大帮助。

（6）再发明。TRIZ理论是一门经验科学，经验源于实践，人们从没有见过一个书法家只研究过一些书法理论和名帖，而从没有上千次地进行书写练习实践；从没有见过一个游泳冠军只读过基本训练教材，而没有经过多年的游泳训练。实践TRIZ的最好方法就是“再发明”。再发明是TRIZ理论学习与实践的基础手段。它是用TRIZ的理论、工具和模型对已知优秀专利技术进行分解和剖析，模拟发明过程的一种方法。

TRIZ理论在分析每一个现有发明时，就看作是建立在TRIZ理论基础上的。应用TRIZ的方法对其进行“重新发明”，以获得经验，这个过程就是再发明。

再发明是著名TRIZ理论专家米哈伊尔·奥尔洛夫提出的，他认为TRIZ理论教学和应用的概念原理可以简单地表达为一个三段式：再发明、标准化和创新引导。所有TRIZ理论的经验都来自于实践，源于对实际发明和高效率创新解法的分析。再发明正是研究和萃取这些创新解法中最主要的探索过程。再发明有4个基本阶段构成：趋势、简化、发明、延伸，它们共同构成了发明Meta-算法。

（7）原理提取。所谓原理提取就是在研究现有发明时，将其所应用的TRIZ理论原理（不管该发明是否用了TRIZ理论）逐一提取出来，并标出主次。这是积累解决问题经验的最好方法之一。而不是例子本身，因为所有方法的力量都在于它的原理中，在于阐述用于解决问题方法的能力。

6.TRIZ理论学习心得 篇六

道桥092

刘浩091426 在本学期的课堂中，我认识了一个新的工具“TRIZ理论”。我是土木工程学院的学生，我觉得土木行业里的每一项工程都是唯一的，她的唯一性体现在她所处的地质环境，她的外貌形势，建造她的技术条件管理组织形式等等。她的唯一性决定了她的不断变化，但是变化却不能是随机无序的，盲目的，每项工程都需要保证她的经济，质量，工期，安全，美观，环保等。作为一个不断变化的事物，在这个日新月异的现代社会中，对她的经济效益，质量保证，美学要求等越来越苛刻，所以，一个好的创新理论非常重要。而TRIZ理论就是这样一种专注于发明创新的比较系统的理论工具，她能消除盲目，减少资源浪费，节约时间，劳力，为城市建设，道路管理的设计提供捷径。“工欲善其事，必先利其器”，一个国家通过创新和改变传统模式使经济不断得到发展，一个企业通过创新和不断更新思维模式在商场中不断获取滚滚财源而立于不败之地。

对发明创造的理解：发明创造通常人们作为一个单词或作为一个词意来理解，其实不然：发明――是指通过思维或实验过程首先为一项科学或技术难题找到或发现了解决方案、解决方法；创造――是指第一次提出、造出的东西，是第一次产生崭新的物质成果或精神成果的行为。

遗憾的是我国的背景不佳，以往不重视创新方法的教育，也不重视创新方法的技能的培训，绝大多数的情况下，人们，包括我们许多的高级专家，也只能在简单选择方案的基础上，运用传统的方法，使用低效的试错法提出新的思想，发明出新的产品。

在TRIZ概述中，打破了创新的神秘感；明白了创新不是随机的灵光一现，也有章法；TRIZ是一种全世界都在实践高效的创新方法。

通过微笑曲线，使我们知道，生产制造利润低、资源消化高、环境污染严重。从而通过创新去占领微笑曲线的两端。

美国研发的“触摸式发声地球仪”案例，市场价88美元、美国40美元转嫁给香港一家公司生产，美国获利48美元，香港公司以20美元转嫁给广东外贸公司，香港公司获利20美元，广东外贸公司以15美元转嫁给另一制造商，制造成本12美元，制造商获利3美元。从以上的价值链可以看出，美国获取的利润48美元÷制造商3美元＝16倍，由此可见研发成果的专利权何等重要。

通过对TRIZ概述的学习，懂得了关于“创新”更深层次的理解，了解产品创新、工艺创新、市场创新、材料创新和组织管理创新的五种创新情况；明白“时时都是创新之时、处处都是创新之地、人人都是创新之人、创新是人人都有的一种能力”道理。

TRIZ解决问题的一般过程被划分为四个步骤：

（1）分析

分析是TRIZ的工具之一，是解决问题的一个重要阶段。功能分析的目的是从完成功能的角度而不是从技术的角度分析系统、子系统、部件。理想解是采用与技术及实现无关的语言对需要创新的原因进行描述，创新的重要进展往往在该阶段对问题深入的理解所取得。确认哪些使系统不能处于理想化的元件是使创新成功的关键。设计过程中从一起点向理想解过渡的过程称为理想化过程。可用资源分析是要确定可用物品、能源、信息、功能等。这些可用资源与系统中的某些元件组合将改善系统的性能。冲突区域的确定是要理解出现冲突的原因。区域既可指时间，又可指空间。假如在分析阶段问题的解已经找到，可以移到实现阶段。假如问题的解还没有找到，而该问题的解需要最大限度的创新，则基于知识的三种工具：原理、预测、效应等都可采用。

（2）原理

原理是获得冲突解的方法。有技术与物理两种冲突解决原理。TRIZ引导设计者挑选能解决特定冲突的原理，其前提是要按标准参数确定冲突。有40条原理。

（3）预测

预测又称为技术预报。TRIZ确定了8种技术系统进化的模式。当模式确定后，系统、子系统及部件的设计应向高一级的方向发展。

（4）效应

效应指应用本领域，特别是其他领域的有关定律解决设计中的问题。如采用数学、化学、生物等领域中的原理，解决设计中的创新问题。

（5）评价

该阶段将所求出的解与理想解进行比较,确信所作的改进不仅满足了技术需求而且推进了技术创新。TRIZ中的特性传递(feature transfer)法可用于将多个解进行组合以改进系统的品质。本课堂的学习中由于课时原因，虽然只学到了一些粗浅的东西，但我却认识到了创新设计对我们行业对国民经济对企业对一项工程的重大作用。桥梁道路就像国民经济的血脉，作用重大。但目前我国的桥梁道路还有很多待改进的问题，如桥梁防风，抗震，道路的维护，混凝土缩裂，钢筋锈蚀等等。作为一个多变的事物，工程中做会遇到这样那样的问题，小则关系到美观维修，大则关系到施工人员的安全，使用人员的安全，工程的竣工。一个好的设计理论，不仅能节省资金资源，也能使工程更加持久、美观、耐用。

7.创新设计与triz理论 篇七

目前脚踏车所采用的传动机构主要是简单的链传动机构和齿轮传动机构等, 这些传动机构自身的结构和性能限制了自行车使用性能和力的转换效率的进一步提高。针对脚踏车传动机构的创新问题, 检索结果表明, 在双人脚踏车传动机构的研究中, 多年未见重大的突破, 车体结构也多年来也没有重大创新[1]。

TRIZ是俄文中“发明问题解决理论”的缩写, 它是前苏联专家G.S.Altshuller (根里奇·阿奇舒勒) 从1946年开始带领一批研究人员, 在查看并研究分析全世界近250万件专利后, 提出的一套系统的产品创新设计问题解决理论[2]。该理论现已广泛应用于产品的创新设计中。所以将TRIZ理论应用于对双人脚踏车进行技术改造, 以提高能量转化率和娱乐性, 为我们的技术改造工作提供了新的思想和方法。

1 TRIZ理论解决问题模型

TRIZ理论作为一种创新原理, 它的核心是技术进化原理, 而发现和消除产品中的矛盾是产品进化和发展的主导力量, 解决问题的核心是解决矛盾[3]。在利用TRIZ理论解决问题的过程中, 首先用39个通用技术参数将实际遇到的问题表述为TRIZ问题描述的矛盾解决矩阵, 然后利用TRIZ工具, 如发明原理、标准解等, 求出问题的标准解。最后再根据实际经验把标准解转化为相关专业领域的特定的解, 即实际解决方案。图1为TRIZ解决问题的过程图。

在机械创新设计中, 创造性的思维只有在创新原理的约束和导向下才能得到有效的创造性结果[2]。类比移植是创造性思维的一种模式, 指依据两实物之间的相关性, 从已知一对象的某种性质推出另一对象具有某种相应的性质的推理过程。例如人造金刚石制做刀具时会存在一些肉眼看不见的裂缝, 这是由于传统的金刚石切割方法会导致裂缝的产生, 这些看不见的裂缝要到使用中才能被发现。那么需要解决的是沿着金刚石的自然裂缝进行切割, 而不产生新的破坏的方法。新的方法取自于一种在食品罐装行业中去除辣椒籽的方法, 辣椒首先被放在密封容器中, 加压至8个大气压, 辣椒皮在茎干处被压破, 接着急速减压, 辣椒籽就会从压破处喷出来。这种方法被用到金刚石上就是把它沿着自然裂缝处分割开。本文在脚踏车传动系统的创新中也将应用这种思想。

2 双人脚踏车的创新设计

2.1 问题的描述和分析

传统双人脚踏车车体结构可以分为2种, 一种是一前一后的线性连接结构, 如果驾驶的两个人配合不好, 常常会使脚蹬速度慢的一方有种踏空感, 行驶过程也是走走停停, 驾驶起来也比较费力, 能量利用率低, 配合性也较差。并且这种结构车身冗长, 不能为驾驶者提供并排交流的空间, 使驾驶者减少了驾驶的乐趣。

另一种是将两辆普通自行车通过刚性轴连接, 这种结构转向不够灵活, 同时运用的是传统自行车的原理, 两人间的相互配合性很差, 创新不够。因此运用TRIZ理论对双人脚踏车传动系统和车体结构所存在的问题进行分析, 是对双人脚踏车创新设计的基本思路。

2.2 传动系统的改进

2.2.1 工具的选择

针对传统双人脚踏车工作时, 驾驶者常常有“踏空感”以及能量转化率低的问题, 在优化系统能量损失的同时, 势必会影响到整个系统的传动力矩以及速度。将系统的技术参数抽象为39个通用参数中的参数, 得出问题的技术矛盾如下:改善的参数为22-能量损失;恶化的参数为10-力;查询矛盾矩阵表得到推荐的发明创新原理序号为14、15, 其中原理14为圆球化, 原理15为动态特性。经过分析上述两种发明原理的解释, 以及所需改善脚踏车传动系统的结构, 决定采用15号发明原理作为解决问题的工具, 它的解释如下:1) 在物体变化的每个阶段让物体或者环境自动调整到最优状态;2) 把物体分为几个元素, 使各元素间可以相互转换;3) 物体不动则让其动起来, 反之亦然。

2.2.2 解决方案

用15号发明原理的解释, 让驾驶者在驾驶过程中能量的转化率达到最高, 即2个驾驶者不管脚蹬的力大小差距很大, 都能让其转化为驱动力, 将能量都能有效利用, 传动系统自动调整到最优状态, 利用原理类比移植的方法, 将速度和力矩合成的装置———差速器, 应用到双人脚踏车的传动系统中, 通过左右半轴输入大小不同的动力, 合成后的合动力作为输出动力。这就解决了传统双人脚踏车因为两名驾驶者脚蹬速度大小不同产生踏空感的问题, 使其达到最优的工作状态。

如果在驾驶过程中, 其中一名驾驶者需要休息, 只需一名驾驶者驾驶, 运用单向轴承的自锁功能, 在左右半轴分别加上单向轴承, 实现一个驾驶者脚蹬时另一边锁死, 使单独输入速度合成装置速度时另一边不会造成干扰。这种设计利用差速器、超越离合器等机构的特性组成速度合成器, 使机构在各种状态下都能实现良好的工作效果, 从而实现速度合成, 提高能量的转化率, 也提高了双人脚踏车的休闲性和娱乐性。如图2所示为速度合成器装置Pro/E视图。

2.2.3 从原理上分析速度合成器

机构自由度的计算公式为F=3n- (2p1+ph) 。式中, n为活动构件, p1为低副, ph为高副。计算得F=2, 即速度合成器中的差动轮系有2个自由度, 故可以独立输入两个主动运动, 输出运动即为此两运动的合成。

, 齿轮1与齿轮3的齿数相等。

所以ω1-ωH=- (ω3-ωH) 得即ω1-ω3=2ωH即n1+n2=2nH, 速度合成器两端输入的速度合成, 左右半轴的转速可以在0~2ω0之间任意分配。

同时根据力矩守恒T1+T3=TH, 即两端输入转矩之和等于输出的行星架的转矩。

T1、T3分别为左右半轴上施加的转矩, F为壳体上承受的作用力, T1、T3为相应的作用力。

壳体输出力矩为半轴输出力矩之和, 即TH=T1+T3, 达到合成速度和合成力的目的[6]。

2.3 车体结构的改进

2.3.1 工具选择

针对分析中车体结构出现冲突需要改变的参数为外形, 可操作性, 配合性。但在改善的同时整个系统的可制造性肯定受到影响, 查冲突解决矩阵表, 得到矩阵表中优先推荐的2、5、13、16发明原理, 即抽取、组合、反向作用、过渡作用。其中组合原理描述为将相同的物体或者完全类似的操作的物体联合起来, 或将时间上相同或类似的操作联合起来。

2.3.2 解决方案

传统双人脚踏车都是前后线性组合或者刚性连接的结构, 操作性、配合性和休闲性都不高。我们已经设计出通过左右半轴输入的速度合成装置, 由于2名驾驶者驾驶过程具有一致性, 考虑到传统脚踏车结构上一前一后的缺陷, 我们采用这种并排结构, 最终方案得到一种双人并排柔性连接的整体结构, 大大提高了骑行者的配合性, 也提高了驾驶的娱乐性。速度合成双人脚踏车整体结构件如图4所示。速度合成双人休闲脚踏车, 符合“环保、休闲”的时代主题, 可作为大型观光景区及展会等的游览设备, 具有极高的市场开发潜力, 图5所示为速度合成双人脚踏车的实物图。

1, 变速器2, 6.轴3, 5, 8.链条4.车轮7.速度合成器9.踏板

3 结语

将TRIZ理论应用于双人脚踏车的机构创新设计中, 针对传统双人脚踏车在传动机构和车体上存在的问题, 通过TRIZ理论建立问题模型, 然后由TRIZ工具表找出符合的发明原理并得出解决问题的思路, 从而设计出具有速度合成功能、休闲性更高的双人脚踏车。所以将TRIZ理论应用于机械在产品开发过程中, 用系统的方法和工具来解决通常难以解决的问题, 打破传统的思维定势, 使工作更加快速高效, 为机械产品设计创新和优化设计提供一条新的方法。

参考文献

[1]鄢超, 孙巧雷.一种新型双人骑自行车的创新设计[J].科技资讯, 2012 (26) :189-192.

[2]唐志航.基于TRIZ的机械产品创新设计研究[D].天津:天津理工大学, 2011.

[3]熊高云, 刘国发, 赵潇, 等.基于TRIZ理论的烟叶除麻设备技术改进[J].机械制造与自动化, 2013, 42 (3) :82-85.

[4]张简一, 郭艳玲, 杨树财, 等.基于TRIZ理论的产品创新设计[J].机械设计, 2009, 26 (2) :35-37.

[5]杨琦.自行车创新设计的仿真研究及其实现[D].大连:大连理工大学, 2000.

[6]崔群.双人自行车基本结构设计[J].鞍山师范大学学报, 1996, 17 (4) :78-79.

8.创新设计与triz理论 篇八

关键词：钥匙；提示功能；TRIZ；创新设计

随着社会进步和发展，人们住房条件有了很大改善，现有住房普遍是铁质或不锈钢防盗门，住宅安上防盗门后大大提高了安全性。但是，防盗门通常要用钥匙进行反锁，其中钥匙就发挥着非常重要的作用。目前我国已经进入了老龄化社会，纯老人家庭很多，由于年龄大记忆力衰退，不少老人都有出门后往往会忘记自己是否将门反锁的问题。另外，年轻人因生活节奏快、工作压力大等原因，出门也会发生忘记是否将门锁上的问题，而不得不再回去重新检查确认，这样做既浪费时间又浪费精力，甚至会造成一定的财产损害。为避免因是否忘记反锁门而造成的诸多不便和损失，若能用最简单的方法，最低廉的成本，设计一种能提示是否将门反锁了的钥匙系统，将会极大地方便人们的日常生活。

1. 钥匙的技术系统分析

1.1九屏幕法

九屏幕法是TRIZ理论用于进行系统分析的重要工具，被阿奇舒勒称为天才发明的九屏幕法能够帮助我们从结构、时间以及因果关系等多维度对问题进行全面、系统的分析。九屏幕法以空间为纵轴，来考察“当前系统”及其“组成（子系统）”和“系统的环境与归属（超系统）”；以时间为横轴，来考察上述三种状态的“过去”、“现在”和“未来”。

通过绘制普通钥匙的九屏幕图，可以清晰地看到，钥匙是门锁整体功能的一部分，是与人们日常生活联系最为紧密的物品之一。从原始社会开始，锁具的发展经历了漫长而复杂的演进过程，主要由古代的木栓插锁阶段、到现代的机械锁阶段以及正在进入的智能锁时代。钥匙也伴随着门锁的演进从简单插杆式到镰刀式的木质钥匙，发展为现在普遍使用的一字形、锯齿形、十字形金属体钥匙。随着社会、科技、文化的进步，机械锁的安全性已经越来越不能满足百姓的需求，而且从某种程度上来说，安全措施的强度其实是与身份、地位相关的，电子智能锁（包括密码锁、卡锁、指纹锁、虹膜锁等）作为新一代识别技术的优势愈来愈明显，将会逐渐取代机械锁而成为锁具行业的新主角。

1.2 S生命曲线

自然界中任何事物都有一个生产、成长、成熟、衰亡的过程，技术系统也是如此，任何一种产品、工艺或技术也都会随着时间向着更高级的方向发展和进化，形成S形的生命周期。目前欧美地区和日本、韩国电子锁的普及率非常高，而我国电子锁的使用率还比较低，尤其是家庭住宅门锁仍以机械防盗锁为主，钥匙普遍采用一字形的凹槽结构，处于防盗门锁发展阶段的中后期，此阶段在生命曲线中是解决系统适应性问题的重要阶段。

1.3系统完备性法则

任何一个产品都可以被看作是以履行功能为目的的系统。系统的主要部分包括执行装置、传动装置、动力装置和控制装置等子系统，而子系统也应该是完备的，这就是产品系统完备性法则。如图3所示。

通过绘制钥匙及门锁的系统组成，可以剖解出钥匙在执行开锁这一动作过程中其部件钥匙柄、钥匙杆、钥匙杆连接件，与门锁部件锁孔、内置小弹子之间的作用关系，从而为新产品的研发提出了明确的设计任务。

1.4资源分析

在TRIZ理论中使用技术系统资源是提高理想度最重要的手段之一，只有具备并使用资源才能解决所有技术问题。为了便于寻找和利用资源，将可以利用的资源分为六类：

（1）物质资源：门、门锁、钥匙、外界工具

（2）能量资源：太阳能、机械能、电能、光能、太阳能、电磁能

（3）信息资源：芯片存储器、计算机系统软件

（4）空间资源：锁门后的活动空间

（5）时间资源：外出锁门的时间、进门开锁的时间

（6）系统资源：钥匙和门锁芯接触

2 基于TRIZ原理的钥匙新功能设计

2.1问题的提出及理想解的确定

虽然在宾馆、会议、办公等场所及轿车门锁已有使用电子钥匙、IC门卡、遥控钥匙等智能钥匙的事例，并有提醒警示功能，但居民住宅门锁使用智能钥匙尚未普及，通过上述对钥匙功能的技术系统进行分析，要解决的问题是在不改变钥匙、门锁原来功能的条件下，在离开房门后，能够知道是否用钥匙将门反锁。

TRIZ理论在解决问题之初，首先要抛开各种客观限制条件，通过理想化来定义问题的最终理想解，以明确理想解所在的方向和位置，保证在问题解决过程中沿着此目标进行，从而避免了传统创新设计方法中缺乏目标的弊端，最大限度地提升创新设计的效率。通过上述问题的提出，应用最终理想解的步骤，分析出本研究课题的最终理想解如下：

2.2运用TRIZ原理解决问题

第一步，运用技术矛盾解决方法找出原理解

通从上述对钥匙功能技术系统的分析及理想解的确定，不难看出亟待解决的问题是：如何能在不改变钥匙原有的功能、大小以及与原锁的匹配情况下，使钥匙具备提示是否将门锁好的功能，并且这种钥匙更换补配方便。对应到通用技术参数中选择“35适应性和多用性”作为被改善的参数，“13结构的稳定性”则是被恶化的参数。

通过矛盾矩阵表查找到解决技术矛盾的发明原理是：35，30，15

30柔化处理原理——使用软性外壳和薄膜替代传统的结构。

35性能转化原理——改变系统的物理状态、密度或浓度、灵活程度、温度和体积。

15动态化原理（动态法）——把物体分成彼此相对移动的几个部分。

nlc202309040958

综合以上3条发明原理的分析，对于本问题来说， 柔化处理原理和动态化原理是最具有价值的发明原理。因为钥匙都有一个手持的把柄，有的把柄还有塑料胶套，这部分是可重新塑造的，同时钥匙柄和金属体是可以分离的，为进一步解决问题提供了思路。

第二步，运用物理矛盾解决方法提出分离解

将待解决的问题技术矛盾转化成物理矛盾：既不能改变钥匙形状又要改变钥匙的形状。用物理矛盾分离法分析结果如下：

第三步，运用物—场模型分析提出解法

通过技术矛盾和物理矛盾的分析，进一步将待解决问题放入物—场模型中进行分析，可得出四组作用关系，即：钥匙和锁、手和钥匙、锁和门、手和锁，其中钥匙和锁之间的作用关系属于效应不足的完整模型。由于钥匙和锁作用可产生磁场，因此可在锁—钥匙的作用模型中引入一个新的场，或者引入一个新的物质，来完成功能的实现。

2.3钥匙提示功能的设计方案

结合以上技术矛盾、物理矛盾和物—场模型的分析，可以考虑设计两种解决方案。

方案一：利用空间分离和条件分离原理，以及钥匙与门锁接触产生场的作用，找到对应的发明原理色彩法，在钥匙把柄处粘贴一片可随钥匙与门锁发生作用而相应发生改变的变色贴，这种变色贴最好能在下一次发生作用时产生交替变化。

方案二：利用空间分离、条件分离和整体与部分分离原理，找到对应的发明原理分割法、组合法、性能转化法等原理，将钥匙把柄和金属体分离，并在把柄内装入提示功能的芯片和显示屏，就可以利用钥匙与锁孔接触产生磁场的作用，使芯片能够记录每次开、锁门的时间，并在电子显示屏上显示出来。时间显示屏通常情况下显示当前时间，而在反锁门旋转钥匙的过程中，钥匙杆转动接触触发键，时间存储装置存储当前锁门时间。通过按动时间切换按扭，时间显示屏上的时间显示可以在最近第一次锁门时间、最近第二次锁门时间、当前时间之间循环切换。改进后的钥匙不仅增加了时间显示功能，而且在出门后通过反锁门时间存储和显示，方便确认门是否已锁好，克服了人们出门后经常担心门没锁好的疑虑，从而达到设计要求的目标。

3.结束语

采用TRIZ理论，能够在钥匙附加功能的创新设计方面找到新的突破，通过在资源规划过程解决“矛盾”，获取最终理想解，并由“矛盾、资源和理想解”组成一个环路，经过多次循环往复开发新的设计方案，也可以为相关产品的设计提供好的思路和方法。

9.TRIZ理论悬挂式桌子 篇九

院系名称：

姓名:

学习报告学习创新技法突破创新障碍悬挂式桌子

2011-201学年第2学期训练创造性思维

一、设计的背景及意义

下有支柱。可以在上面放东西或做事情。有光滑平板、由腿或其它支

撑物固定起来的家具，用以吃饭、写字、工作

或玩牌。随着社会的不断进步，人们的生活

水平在不断的提高，桌子的种类不增加，有

家具桌、办公桌、学习桌、电脑桌等等。由

图片可知桌子的发展依然停留在地面上，而

未使它到另个空间。这明显看出

桌子占用空间比较大，为此再加

上现在的大学生学习比较轻松

都半躺在床上进行学习，折叠式的学习桌是可以满足大家的需

要，但是

就是不太人性化，桌子不可自由调节，时间久

了就会感到非常劳累，因此我便发明了悬挂式

桌子解决了日常需要。

二、确定待设计系统的主要功能

此悬挂式桌子功能比完善，主要完成以下几个功能：

1、悬挂式桌子能当作学习桌进行使用，在桌子上面可以完成课堂

作业，还有独特的一点在学习绘图时能更好的绘图。（选择最佳绘图角度）

2、可以进行娱乐活动在桌子背面添加了一些智力小游戏，进行放

松自己，也可以当作显示屏进行观看（待扩展），但是可放置显示屏，比如：手机 MP43、可当做病人护理桌，行动不便的病人在床上就能吃饭

三、最终理想的确定

第一步：设计的最终目的是什么？

悬挂式桌子可自进行学习日常需要

第二步：理想解是什么？

可以自由伸缩移动

第三步：达到理想解的障碍是什么？

悬挂杆长短不同，太费料，用导槽进行移动位置不能固定。第四步、它为什么成为障碍？

如果进行选取不同的悬挂杆，导致连接混乱，用槽滑动在进行作业时桌子不稳定，很难完成任务。

第五步：如何使障碍消失？

用一个悬挂杆在槽中移动进行固定

第六步：什么资源可以帮助你?

桌子 悬挂杆 导槽

第七步：在其它领域或者其它工具可以解决这个问题吗？

医疗方面病房护理所用桌子 雨伞

四、矛盾定义及确定创新原理

1、对技术系统中的问题进行描述

悬挂式桌子在使用时桌子比较大，不用时占用空间比较小

2、分析此问题属于技术矛盾还是物理矛盾

属于物理矛盾，使用的分离方法为时间分离，折叠式自行车，狂风超音速战机

3、推荐创新原理说明

折叠式

4、分析推荐创新原理的可行性，确定最终的创新原理。

运用折叠式方法，满足了时间上的需要，方案可行。最终创新原理为折叠式

五、根据创新原理给出可能的几种解决方案

桌子面进行折叠 悬挂杆折叠伸缩

六、确定最理想的解决方案，并说明理由

悬挂折叠与伸缩。

如图一所示改图为床板上的导

槽，它由五根槽组成，考虑到槽空

承载重量不行，因此床边比较宽获

得更大的支撑力。这五个槽可以很

好的控制方向，假如你在3槽那边

就可以把桌子移到3

这里，不用时

移到5那边，不妨碍睡觉，平常想在外面使用可以移到4槽。

如图二所示改图为悬挂图，悬挂杆的结构顶部为滚珠可以槽里自由移动，下面为螺母进行加紧，下面的伸缩杆结构似雨伞结构，只不过上粗下细 5螺母为旋转

螺母进行桌面的旋转，挡片嵌在桌子里面的，不用时悬挂杆伸缩

折叠扣在5槽里

如图三所示桌面反面可进

10.学习triz理论的心得体会 篇十

一、思想认识的提高

通过学习，使我们明白TRIZ是科技创新的重要手段和提高创新能力的重要工具。为创新型企业的建设和专利的设计和发明提供有力的支持。

提到本次培训班的学习，使我认识到用TRIZ的工具，可以有目标的解决在科技创新和专利设计中无法解决的问题，以系统内资源的充分利用，减少了资源浪费，节省了宝贵的时间，同时还预言了技术和产品的发展趋势，为科技研发创新择取了捷径，并为专利的发明和设计提供了捷径。

二、对“TRIZ”理论中概述部分的认识

TRIZ:“发明问题解决理论”，TRIZ的创始人阿奇疏勒在通过多年的专利整理，得出了如下两个革命性的发现：a、很多的方法和原理在发明的过程中是在重复使用的。b、技术系统的进化和发展并不是随机的，而是遵循着一定的客观规律。此方法是对发明创造的理解：发明创造通常人们作为一个单词或作为一个词意来理解，其实不然：发明――是指通过思维或实验过程首先为一项科学或技术难题找到或发现了解决方案、解决方法;创造――是指第一次提出、造出的东西，是第一次产生崭新的物质成果或精神成果的行为。 在TRIZ概述中，打破了创新的神秘感;创新不是随机的灵光一现，而是有章可循的;TRIZ是一种全世界都在普及的一种高效的创新方法。

通过对TRIZ概述的学习，懂得了关于“创新”更深层次的理解，了解产品创新、工艺创新、市场创新、材料创新和组织管理创新的五种创新情况;明白“时时都是创新之时、处处都是创新之地、人人都是创新之人、创新是人人都有的一种能力”道理。

11.创新设计与triz理论 篇十一

关键词：TRIZ理论；高速机床导轨防护罩；技术矛盾；物理矛盾

引言

机床号称工业之母，目前的数控机床技术逐步向精密、高效、柔性、集成的方向发展。而机床导轨防护罩作为机床的关键附件，主要目的在防护加工时所产生之切屑掉入机械内部和加工所用切屑液喷溅或渗入机械内部，而造成导轨、电机、光栅尺、感应器、丝杠等精密组件的损坏。目前国内中低档数控机床的导轨防护市场，基本由国内产品占领，而高档机床的导轨防护罩，一直依赖进口。

发明问题解决原理（TRIZ）已经成为目前技术创新领域的研究热点，本文针对现有导轨防护罩存在的问题，运用TRIZ理论对其进行分析，建立其矛盾，并结合TRIZ矛盾矩阵对其进行创新求解。更重要的是本文探索了TRIZ理论在提高机床导轨防护罩运行速度方面的应用，丰富了机床防护罩速度提升的方法，为大陆机床导轨防护罩行业集体迈向高端，挑战国外和台湾同行做出相应的思考。

1 初始问题描述

1.1 工作原理

现有防护罩本身由相似的几个单元嵌套而成，单元由立板、防护板、减震垫、刮屑条、滚轮所组成。护罩一端连接工作台，一端连接机床导轨尾部，工作台移动带动护罩进行运动，拉伸压缩比可达5：1。在机床工作台的带动下上一单元的刮屑条和下一单元立板接触以后可以进行拉伸，一节拖拽一节实现最大拉伸量。当机床工作台反向运动，这一单元的立板和下一单元的减震垫接触以后进行压缩。一节压缩一节实现最小压缩量。

1.2 主要问题

护罩采用机械式拖拽和压缩，其运行过程中的动力来源于工作台。当工作台运行速度低于30m/min时，护罩运行良好，但当工作台运行速度高于30m/min时，由于受到较大的冲击，护罩的刮屑条和立板相互拉裂，脱节损坏。

1.3 限制条件：

国外的产品可以模仿，但不能全抄，否则属于侵权行为；而如果防护罩造价高于现价的30%，虽然还低于国外进口护罩的价格，但竞争力缺失；为能得到可行方案，还要考虑现有生产设备的生产能力。基于以上三条，提出限制条件。

①规避国外产品设计的结构；

②成本增加不能超过30%；

③防护罩的结构不能变复杂。

2 目前解决方案、存在问题

目前台湾引兴公司的高速导轨防护罩在国内占据70%以上的份额，但是该技术（内置铰链机构）已经在大陆申请专利。

大陆很多厂商都模仿其铰链结构，然而采用其技术制作的高速导轨防护罩成本比现有上升50%以上。

3 TRIZ解题流程

3.1 系统分析

3.1.1 九屏图分析

利用九屏图分析问题，结果如图4所示。

由图4可知，可以利用子系统的未来资源，利用高性能塑料刚替代现有钢板，轻量化设计，防护罩轻则冲击力会变小，可以适应更高速度。也可以进行柔性设计，利用柔性但耐冲击的材料，弥补现有的柔性风琴护罩没法防止高速冲击铁屑的缺点。还可以利用当前系统的未来资源，预测出未来机床和护罩的发展方向。

3.1.2因果链分析

图5为造成护罩脱节损坏的因果链，从图中可以明显得出，造成护罩脱节损坏的主要原因是：静动护板接触时冲击力较大。

通过因果链分析，造成护罩脱节损坏的关键是静动护板接触时冲击力较大，而冲击力较大的原因又有三个：当聚焦到静动护板接触时间过短，可以想办法延长其接触时间，例如接触部位增加海绵（见图6）；聚焦到静动板相对速度较高，可以使静止护板动起来（原理见图7），相对速度高往下到一单元运动，一单元静止，可以使单元同时动作（铰链机构见图3）；聚焦到接触面积小，可以使接触面积变大（见图8）。

3.1.3功能分析

图9为现有导轨防护罩功能结构图，从图中可以明显看出，运动单元的刮屑条拖拽静止单元的立板，问题发生于此处。而滚轮对导轨的磨损在此解题中不作为重点关注的问题。

由于系统比较简单、各部件已经精简，此处不进行裁剪，功能结构图为了更好地了解问题发生部位和时间点。

3.2资源分析

把物质资源，能量资源，信息资源，空间资源，时间资源，功能资源和九屏图对应，充分找出可利用的资源，以便于后期TRIZ工具的时候运用。见表1

3.3 TRIZ工具

3.3.1 技术矛盾

根据因果链分析，找出相应的技术矛盾，此处聚焦于拖拉结构不可靠上。

①定义技术矛盾：

TC1：如果对护罩结构进行修改，不采用拖拉结构，那么护罩高速运行的可靠性增强，但是护罩系统也就变得复杂。

TC2：如果不对护罩结构进行修改，采用拖拉结构，那么护罩系统不会变得复杂，但是护罩高速运行的可靠性下降。

②查询矛盾矩阵，得出发明原理：

改善参数：可靠性（27）；

恶化参数：系统的复杂性（36）；

矛盾矩阵表：反向作用原理（13）、物理或化学参数改变原理（35）、分割原理（1）。

③根据发明原理得出解决方案：

根据反向作用原理（13）中让物体或环境可动部分不动，不动部分可动的提示，得出解决方案，内置弹簧的护罩，见图10。此护罩内置弹簧（已申请专利），解决了高速下的冲击问题，改变了伸缩式防护罩的工作方式，理论上可以满足所有速度的机床。相比铰链式护罩，结构简单，成本有效较低。

nlc202309090458

3.3.2 物理矛盾

根据技术矛盾，提取出相应的物理矛盾。

①定义物理矛盾：

导轨防护罩的速度要低，满足可靠性要求；防护罩的速度要高，满足机床运行要求。

速度既要快，又要慢。

②确定物理矛盾分离法：

撞击部位需要速度慢以保证可靠性，其余部分需要速度快以满足机床高速运行要求，采用空间分析。

撞击时需要速度慢，以保证可靠性，非撞击时需要速度快以适应机床高速运行要求，采用时间分离。

③选择对应的发明原理。

④根据发明原理的启示得出解决方案

参照空间分离原理中对应的第3号发明原理局部质量法，采用局部质量加强，对容易出问题的部位进行加固。得出方案：立板加强筋护罩（已申请专利），见图11；

参照时间分离原理中对应的第11号发明原理预置防范法，结合资源分析中的超系统资源工作台，得出创新方案：程序控制。在不需要更改护罩的情况下设置程序，使工作台间歇运动，了解单元的长度，让工作台移动一开始速度较快，当二者快接触上的时候放慢速度，依次类推（此方案已应用于重型机床上）。

4.结语

通过TRIZ的解题，本项目取得了二十多个创新方案，出于对专有技术保密等因素，只选取部分公开专利进行发表示例，而在高速导轨防护罩的设计上，从此多了很多的思路，不再局限于国外以及台湾先进的技术。与此同时，对于机床导轨的防护，充分挖掘了相关技术，对自身进行了专利战略部署。在高速导轨防护罩领域内，占据了一席之地。

TRIZ理论的矛盾解决方法是指导机械创新的有效工具，它能帮助设计人员迅速发现主要问题并提供解决相应问题的创新原理。该过程采用标准化的方法，当设计人员掌握该方法后，就会加快产品创新的速度，提高创新设计的质量，对工程实际问题的解决有十分重要的指导意义。

责编/刘红伟

参考文献

[1]张简一，郭艳玲，杨树财，等.基于TRIZ理论的产品创新设计[J].机械科学与技术， 2009， 26（2）：35-38.

[2]冷崇杰，项辉宇，闫晓玲.基于TRIZ理论的产品结构创新设计[J].制造业自动化， 2010， 32（8）：27-30.

[3] 徐起贺，吴昌林.基于TRIZ理论的机械产品创新设计研究[J].机床与液压， 2004， 18（7）：32-33.

[4]王庆华.高速导轨防护罩之研究与发展[C]//数控机床主要功能部件创新发展国际论坛论文集（二）. 2004.

[5]程焰.机床导轨防护罩的设计[J].齐齐哈尔大学学报：自然科学版， 2008， 24（6）：52-52.

[6]韩博.现代TRIZ理论中因果链分析应用研究[J].科技创新与品牌，2016， 03：47-49.

[7]韩博. TRIZ理论中技术矛盾的应用研究[J].科技创新与品牌，2014， 08：61-64.

[8]韩博. TRIZ理论中资源分析的应用研究[J].科技创新与品牌，2015， 07：73-75.