设计与研究ＴＲＩＺ理论及其在机械产品创新设计中的应用刘尚明”刘东亮，刘恒义２１天津大学机械工程学院，天津３０００７２；２．本溪市化学工业学校，奉溪１１７０２２）摘要：介绍了ＴＲＩＺ理论的产生和发展、冲突的定义和相关的解决原理。并结合计算机辅助创新软件，通过实例说明了其在机械产品创新设计中的应盾。最后，提出了ＴＲＩＺ理论在我国制造企业的推广策略。关键词：机械产品ＴＲＩＺ理论创新设计２ｌ世纪产品竞争日益激烈，世界各国普遍重视提高ＴＲＩＺ理论认为，产品创新的标志是解决或移走设计中的冲突，而ｒ：生新的有竞争力的鳃，没有克服冲突的解并小是创新设计。冲突的种类很多，与产品创新相关的冲突分为３类，即物理冲突、技术冲突及管理冲突。本文主产品的设计水平，增强产品竞争力。产品设计的根本日的就是要创新，以品，满足市场需求和占领更大市场，因此，莺视创新没计是增加自【械产品竞争力的根本途径。传统的创新设计方法是利用头脑风暴法或试错法，仍这些方法可视为设计人员的艺术创作，创新的程度与成败主要取决于设计者的灵感和经验，当问题的懈决方案超出了一个人的经验和技术领域时，头脑风暴法和试错法往往要研究前两类ｊ申突发其解头原理。（２）技术冲突及其解决原理技术冲突是指传统设计中的折中，即由于系统本身某一部份的影响，所需的状态不能实现。，技术冲突常表现为一个系统中两个子系统之削的矛盾。例如斜拉桥，希望显得为力。起源于前苏联的发明问题解决理论——ＴＲｌＺ理沧是指导创新活动的重要理论之一，它可以帮助设计者在方案没计阶段迅速地产生个具有创造性的新概念，实现产品的快速创新。１提高桥的承重重量，但重量太大可能超过桥的强度范围，降低桥的安全性。Ａｌｔｓｈｕｌｌｅｒ通过肘２５０万件专利的详细研究，提出用３９个技术特性来描述冲突。在解决实际冲突时，把组成冲突的两个内部性能用３９个标准的技术特性进行表示，即ＴＲＩＺ理论ＴＲＩＺ是俄文“发明问题解决理论”的俄文简称。该理论是前苏联Ｇ．Ｓ．Ａｌｔｓｈｕｌｅｘ及其领导的一批研究人员，在分析研究世界各国２５０万件专利的基础上，提炼出的一套解决复杂技术问题的系统方法。主要目的是研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理把实际工程冲突转化为一般的或标准的技术冲突（具体技术特性见参考文献３）。在此基础上．Ａｈｓｈｕｌｌｅｒ义给出了柏个发明创造原理（具体发明原理见参考文献３，，实践证明这些原理对于指导设计人员的发明创造具自蕈要作用。通过多年的研究、分析和比较，Ａｌｔｓｈｕｌｌｅｒ将３９个标准和法则。ＴＲＩＺ理论是基于知识、面向人的发明问题解决系统化方法学，且适用于各行业。１１ＴＲＩＺ理论的主要内容的技术特性与４０条发明创造原理建立ｒ对应关系。提出了，合理选用发明原理的重要Ｔ具——冲突解决矩阵。如表１所示。表１冲突解决矩阵简表ＮｏＮｏｌ１Ｎｏ２ＴＲＩＺ理论是由解决技术问题和实现创新开发的各种方法、嚣法组成的综合理沧体系，其主要内容包括：技术系统进化法则、４０个发明创造原理、３９项技术特性、冲突矩阵、物质一场分析、７６个发明ｐｌ题标准解决方法、发明Ｎｏ．３８Ｎｏ３９问题解决算法（ＡＲＩＺ）以及工程效应知识库等。在产品设计过程中，卜述各内容都能从不同方而对设计人员提供创新方案的指导。应ＩＥ｜ｊＴＲＩＺ理论求解产品没计的创新解是一项系统的Ｔ程。南于篇幅戈系，本文仅以冲突解决原理为例，介绍ＴＲＩＺ理论在产品设计中的应用。１．２冲突解决原理（１）冲突的定义牵空空３５，３，２４，３７Ｎｏ，２Ｎｏ３８Ｎｏ３９李３５，２６，２４，３７空冲突解决矩阵为４０行４０州的一个矩阵，其中第ｌ行和第１列为顺序排州的３９个描述冲突的技术特性序号；无论是新产品设计还是已有产品的改进，设计人员在设计过程中首先要保证或提高产品的某些性能，但这种提高往往会影响到产品其它的内部性能。如果这些影响是负面的，则设计出现ｒ冲突；，其余３９行和３９列形成一个矩阵，其元素为数字或为空，这些数字表示柏条发明原理中推荐采用的愿理序号。矩阵中行描述的技术特性为冲突巾恶化的一方．列代表改善的一方。万方数据 现代制造技术与装备２００７第３期总第１７８期（３）物理冲突及其解决原理物理冲突是指系统同一部分或参数提出完垒相反的要求。即对一个系统同时提出相反的要求就出现了物理矛盾。例如钢笔的笔尖应很细以便匦出细线，但细笔尖易划破纸。物理冲突的解决方法＿一直是砌的研究重点，ＡＪｔｓｈｕｌｌｅｒ、Ｇｔａｚｕｎｏｖ、Ｓａｖｒａｎｓｋｙ曾提出了多种解决方法。现在’Ｉ＇ＲＩＺ理论在总结上述研究方法的基础上，提出４种分离原理来解决物理冲突，即：空间分离、时间分离、基于条件的分离、和整体和部分的分离。英圆Ｂａｔｈ大学的Ｍａｎｎ通过研究提出，解决物理冲突的分离原理和解决技术冲突的发明原理之间存在关系，对于一条分离原理，可以有多条发明原理与之对应。表２是其研究结果。表２分离原理和发明原理的关系分离原理发明原理空间分离１，２，３，４，７，１３，１７，２４，２６，３０时间分离９，１０，１１，１５，１６，１８，１９，２０，２１，２９，３４，３７整体与部分分离１２，２８，３１，３２，３５，３６，３８，３９，４０条件分离１７，２５，２７，５。２２２３，３３再，８，１４，２５，３５，１３只要能确定物理冲突及分离原理的类型，４０条发明原理及发明原理的工程实例可帮助设计人员尽快确定新的设计概念。（４）冲突分析和解决的一般过程Ａｌｔｓｈｕｎｅｒ所提出的ＴＲ／Ｚ理论采用科学的思维方式，即采用一系列的工具，先将特定的问题抽象成为标准的或一般的问题，然后采用标准的方法解决，最后得到特定的解。具体过程如图１所示：广鬲五番丽蟊丽＿卜—叫Ｉ！些！塑苎！璺Ｊ～—１——一：帅条发明原理卜—＿＇厅匠瓦爵碌疆群ｊｉ稠７６十标准解｝一嚆囊妻鬻“｝ｉ一搽瓤一ｉ｛一赫蠹磊１ｈ————ｒ——一＾Ｒ腥算法：其他相关的技术知识－：＝：竺坐：：！Ｌ！竺堡些堡壁！！墨』…羹蟊矗ｉ茁下……一…哇Ｊ墅塑业幽矍划：：：：：：：：＝［：：：：：：：：：囤１ＴＲＩＺ解决设计问题的一般过程２Ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ’Ｆｏｏｌ２．０技术创新软件ｔｎｖｅｎ６０ｎＴｏｏｌ２．０是河北工业大学在跟踪并采用ＴＲＩＺ理沦最新研究成果，自主研发的第一套计算机辅助创新（ＣＡＩ）设计软件系统。能帮助不同工程领域的设计人员在产品概念设计阶段解决产品开发中的关键问题和产品发展战略同题，高质高效的提出口ｒ行的创新设计方案，产生有竞争力的工作原理，大大加速企业产品创新的进程。该软件包括发明原理、效应、技术进化３个模块和３个知识库，可以将ＴＲＩＺ理论中的概念、原理、工具与知识库紧密结合。该软件的主要特点是：帮助用户预测技术进化规律，设计未来的产品；解决设计中存在的冲突，避免折中万 方数据设计；扩展用户的知识领域，提供各种功能解奂方案；Ｓ曲线引导操作，方便快捷；自动生成分析报告等。３机械产品创新设计实例机械产品的某一特性或参数的改进会不可避免的弓Ｉ越其他特性和参数的恶化，运用技术创新软件可以解决此类技术冲突。下面以２个具体实例来阐述这个问题：实例１：开口扳手的创新设计开口扳手在拧紧或松开一一个六角螺钉或螺母时，由于螺钉或螺母的受力集中在两条棱边，容易产生变形，导致其拧紧或松开困难。新的设计必须克服目前设计中的该缺点（如图２）。现利用技术创新软件来解决该问题。首先从３９个标准技：术特性中选择并确定技术冲突的一对技术特性：（１）质量提高的特性：物体产生的有害因素（ＮＯ．３１）。（２）带来负面影响的特性：可制造性（Ｎ０３２）。使用软件进行搜索，］ｈｌｖｅｎｔｉｏｎＴｃｏｌ２．０确定了４种可用的发明原理：Ｎｏ．４不对称；Ｎｏ１７维数变化；Ｎｏ３２抛弃或修复；Ｎｏ．３２复制。对Ｎｏ．１７和Ｎｏ．４两条原理的分析表明，扳手工作面的一些点要与螺母，螺钉的侧面接触，而不仅是与其棱边接触就可以解决该冲突（该倒是美国的一项发明专利）。如图２圈２改进前以及改进后的扳手实例２：波音７３７发动机引擎罩的创新设计波音公司改进７３７设计过程中，出现的技术冲突为：即希望发动机吸人更多的空气，但又不希望发动机罩与地面的距离减少。将其转变为物理冲突：发动机罩的直径应该加大，以吸人更多的空气，但机罩直径叉不能太大，防止路面和机罩的间距减少。现利用空间分离原理来解决该物理冲突。空间分离对应的发明原理中有Ｎｏ．４不对称原理。按该原理，可以将对称设计改为不对称设计，如图３所示。原固３发动机罩改进设计方案示意图（下转第８４页）现代制造技术与装备在火力发电过程中，粉尘、二氧化硫、二氧化碳等是其污染物的卞要成分。最近几年，燃油、燃煤电厂的加速发展，是我国“卜五”期间环保指标中二氧化硫“不降反升”的主要原因。作为空气污染的重要源头，■氧化硫与汽车尾气污染“精诚合作”，台谋毁坏城市的空气质量。二氧化硫是酸性的，它过量排放到大气中．会形成“酸沉降”，遇水可形成酸雨和酸雾；不遇上水电会以“干沉降”的形式聚集在植物和土壤，与土壤中的水会合后，能形成２００７第３期总第１７８期［１］柴．戚敬化Ｔ原理【Ｍ１北京：高等教育出版社，２００５【２］赵鹏高．火电厂烟气脱硫关键往术与设备国产化规划【Ｊ］．电力环境保护，２０００，１６（２）：２８—３２ｆ３］曾庭华，杨华，马斌，王力湿法熵气脱硫系统的蜜争性及优化ｆＭｌ北京：中国电力出版社．２００４．【４】晏玉清，范安祥烟气脱硫技术及办案选择原则（叫）一电子柬氨法（ＥＢＡ法）烟气脱硫技术川四川电力技术，２０１Ｒ），（５）：４１～４３浓度更大的硫酸。“酸沉降”导致上壤、河流酸化，腐蚀金属，损害土地健康，破坏动植物的生比，严重伤害生态环境。因此，继除尘之后，炯气脱硫已成为火电厂所必经的ｆ５］关多娇．徐有宁适台我国围情的烟气脱硫技术探讨［ＪＪ】：程与技术，２００５，８～１０．『６１王小明，薛建明，等火电』娴气脱硫工艺的选择［Ｊ］电力设备．２００５．６（５）：６～９环保“门槛”，而几乎所有的火电企业都认定这道“门槛”成本过高，难以逾越。其中一个重要的原因，就是环保设备的国产化率偏低。脱硫技术在国外已经有多年的发展历史，技术成熟，脱硫效率高，但其设备投资昂贵，运行费用高。近年来，我国对烟气脱硫技术卜分重视，在引进国外脱硫技术的同时，应该进一步开发高效、低投资、符合我国国情的工艺技术。ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎＦｌｕｅＧａｓＤｅｓｕｌｆｕＨｚａｆｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＰｏｗ—ｅｒｍｎｔＤＡＩＣｈａｏｈｔｆｉ。．ＳＵＮｌ，ｉｐｌｎｇ（１．ＳｈａｎｄｏｎｇＹａｎｋｕａｉｌｇＪｉｓａｎＰｏｗｅｒｌｊｍｉｔｅｄＣｏｍｐａｎｙ，Ｊｉｎｉｎｇ２７３１６９：２．ＳｈａｎｄｏｎｇＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｄｌｅｇｎｏｆＩｎｄｕｓｔｒｙ＆ＴｒａｄｅＺｏｕｃｈｅｍ９２７３５１５ｊＡｋ☆谢：‰ｅｄｏｍｉⅡａｔｉｖｅ㈣ｒｅｖｉｅｗｅｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｐｒｏｂｌｅｍｓｐ“＇ｅｓｓｅｓｉｎｏｆｔｌｕｅｙｅａｍｇａｓｄｅｓｕｌｆｉａｒｌｚａｌｉｏｎａｎｄｈｏｍｅ，ａｎｄａｂｒｏａｄｓｅｖｅｌａｌＴｈｅｐ６ｎｃｉｐｌｅｓｏｆｐｍｃｅｓｓｅｓｏｆｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｉｓｅｓｓｅｎｔｉａｌｍｒｅｍａｉｎｅｄａｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎｇａｓｓｔｕｄｙｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｅｅｎｄ参考文献Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｌｕｅｆｕ—ｚａｔｉｏｄｅｓｕｌｆｎｒｉｚａｌｉｏｎ，ｗｅｔｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｌｉｏｎ，ｄｒｙｄｅｓｕｌ—（上接第４４贾）４ＴＲＩｚ理论的推广应用策略应了我国制造业发展的技术需求，具有广阔的应用前景．ＴＲＩＺ理论引入我国只不过是近几年的事，我国对ＴＲＩＺ理论的研究和教学工作还处于起步阶段，对其应月ｊ还需进一步推广。在如何将ＴＲＩＺ理论引入制造企业的方法上，日本的中川提出了·套“慢而稳”的ＴＲＩＺ企业引进策略。（ｉ）培养企业ＴＲＩＺ带头人。（２）充分应用企业外部ＴＲＩＺ资源。（３）方法学的选择与学习。（４）软件工具的尝试使用。（５）ＴＲＩＺ知识的传播与实践。ＴＲＩＺａｎｄＩｔｓｌ参考文献ｌ张卫国．张国伞，何海等运用ＴＲＩＺ理论解决复杂机电产晶的创新设计问题【Ｊ】机械设计与研究．２００５，２１．ｆ３ｊ１５—１８２１巾占文、徐燕申、林岳等基于ＣＡＩ的产品创新关键技术及应用研究…天津大学学撤，２１ｘ／３，３６（６】：６６３—６６７３］檀润华创新设计一ＴＲＩｚ：发明问题解决珲论【ＭＪ北京：机械工业出版社．２００２Ｃ６）建立更广、更健全的ＴＲＩＺ实施环境这套在口本行之有救的方法．笔者认为同样也适台十我国的机械制造业。５结束语我目机械制造业普遍存在产品落后、技术创新能力不足、市场低迷等情况，关键在于企、№缺乏快速响应市场的新产品开发及制造技术创新的机制和能力。特别是我国广大的中小型企业新产品更新开发能力差、资金匮乏，ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＣｒｅａｔｉｖｅＤｅｓｉｇｎｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｄｕｃｔＩ．１ＩＪＳｈａｏｇｍｉｎｇ”，Ｌ１ＵＤｏｎｇｌｉ“９２．ＬＩＵＨｅｎ画２（１ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈ衄ｉｅａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｉａｎｊｉｎ１１７０２２）ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＢａｓｅｄ３０００７２；２．ＢｅｍｖｆｉＣｈｅｒｎｉｅａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ．Ｓｃｈｏｏｌ，ＢｅｒｙｌＡｌ∞ａｒａｃｔ：。ｌ＇ｈｉｓ［ｒｏｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｄｔｈｅｈｉｓｔｏｒｙａｎｄｎｓＴＲｌＺ．ｔｈｅｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｏｆｃ．ｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｓｏｌｖｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆｃｏｍｐｕｔｅｒａｉｄｅｄｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ．ｔｗｏｅｘａｍｐｌｅｓｗｍｉｎｔｗＶｌｕｃｅｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｄｕｃｔｓｔｒａｔｅｇｙｃｒｅａｔｉｖｅｄｅｓｉｇｎＡｔｌ∞ｔ．ｔｈｅａｕｔｈａｒｃｏｍｐａｎｙ迫切需要获得新产品具体开发技术的支持。而ＴＲｌＺ理论和基于ＴＲＩＺ理论的计算机辅助创新技术的研究和应用顺ｐｒｅｓｅｎｔｅｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＴＰＪＺｉｎｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＫ目＿岫：Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｄｕｃｔ，ＴＲＩＺ，Ｃｒｅａｆｉｖｅｄｅｓｉ目万方数据 TRIZ理论及其在机械产品创新设计中的应用
作者：作者单位：
刘尚明， 刘东亮， 刘恒义， LIU Shangming， LIU Dongliang， LIU Hengyi
刘尚明,LIU Shangming(天津大学机械工程学院,天津,300072;本溪市化学工业学校,本溪,117022)， 刘东亮,LIU Dongliang(天津大学机械工程学院,天津,300072)， 刘恒义,LIUHengyi(本溪市化学工业学校,本溪,117022)现代制造技术与装备
MODERN MANUFACTURING TECHNOLOGY AND EQUIPMENT2007，(3)7次
刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：
1.张卫国.张国全.何海.钟毅芳 运用TRIZ理论解决复杂机电产品的创新设计问题[期刊论文]-机械设计与研究2005(3)
2.牛占文.徐燕申.林岳.肖学福 基于CAI的产品创新关键技术及应用研究[期刊论文]-天津大学学报 2003(6)3.檀润华 创新设计-TRIZ:发明问题解决理论 2002
1.期刊论文 郭克希.谭佩莲.杨俊.GUO Ke-xi.TAN Pei-lian.YANG Jun 一种基于TRIZ理论的协同设计系统 -东华大学学报（自然科学版）2008,34(3)
介绍了TRIZ(\"解决发明创造问题理论\"的俄文简称)理论的主要内容、一般方法及应用情况.基于目前的一种常见的协同设计方法,将TRIZ理论应用于机械产品的协同设计,提出一种基于TRIZ理论的协同设计系统,通过数控机床的设计为例说明该设计过程,指出该系统在机械产品的设计中的可行性.
2.期刊论文 徐起贺.吴昌林 基于TRIZ理论的机械产品创新设计研究 -机床与液压2004(7)
分析了TRIZ理论与方法的主要内容,研究了TRIZ的基本思想和方法体系.并通过实例说明了其在机械产品创新设计中的应用.
3.期刊论文 杨虎.杨晓峰.YANG Hu.YANG Xiao-feng TRIZ理论在纺织电子产品设计中的应用 -纺织器材2009,36(3)
为了寻找一种合理的创新方法来解决企业中具体的产品创新问题,在介绍TRlZ概念的基础上,详细分析了TRIZ物场分析法的基本概念及原理,通过TRIZ中的物质一场理论在机械产品设计中的有关应用,说明TRIZ理论在机械产品的创新设计中是一种很好的理论分析方法.
4.学位论文 赵存有 基于TRIZ理论的电牵引采煤机概念设计 2008
电牵引采煤机复合型裂纹的目的就是提出电牵引采煤机创新设计方案，提高产品的理想化水平。 本文首先对概念设计的内涵、特点及作用和TRIZ概况、运用及主要内容作了简要的介绍，然后根据机械产品概念设计流程和TRIZ理论创新设计流程提出了改进型机械产品概念设计框架及其创新设计流程，并应用它形成电牵引采煤机改进设计创新方案。 该方法为改进型机械产品创新概念方案的形成提供有效的手段，有利于提高机械产品的理想化水平。 针对电牵引采煤机开发和制造的现状，本文进行了以下方面的工作： 1．根据概念设计流程和TRIZ理论创新流程，提出改进型机械产品概念设计框架和创新设计流程； 2．建立了电牵引采煤机功能结构模型。在分析了采煤机械截割煤岩的特点的基础上，克服了截割运动和牵引运动控制相互隔离状态，建立起他们之间的联系。为实现工程问题的需求功能定位，找到机械产品对应的工程问题技术系统奠定了基础。
3．针对客户需求及电牵引采煤机的功能结构实现工程问题的功能定位，完成了基于TRIZ理论的电牵引采煤机组件的功能关联分析和根本原因分析，为进一步用TRIZ理论解决问题作了前期准备。 4．由根本原因分析结果定义技术冲突和物理冲突，应用创新原理和物—场分析方法，以TRIZ理论中理想度法则为出发点提出了电牵引采煤机的概念设计方案。通过二级模糊综合评价模型的评价结果知到创新方案优于原始方案。
5.学位论文 张彦军 基于QFD与TRIZ的机械产品概念设计研究 2004
作为该文的理论基础，文章首先对QFD和TRIZ理论作了简要的介绍，讲座了TRIZ理论的几个不完善的地方，指出了TRIZ理论以后发展的几个方向，并对TRIZ理论中的工具、概念、方法应用于QFD中作了分析和说明.其次在介绍凯诺模型的基础上，结合用户需求的两种模型：市场拉动模式和技术驱动模式，分析并指出了QFD和TRIZ理论在确定用户需求过程中各自的作用，并以此为基础，提出了获取用户需求的一种新方法，给出了一个应用实例.然后具体分析了QFD理论在工程实际应用中的优点和不足，并针对QFD理论在概念设计阶段的不足，融合TRIZ理论的优势，提出了基于QFD与TRIZ的产品概念设计模型.论论了其中的一些关键技术，以一个工程应用实例的创新设计为例，证明了核模型的可行性.最后对概念设计的发展趋势作了适当的推测.
6.期刊论文 杜鑫.DU Xin TRIZ理论在创新设计中的研究 -平原大学学报2007,24(4)
TRIZ理论是创新设计中一种新兴的设计方法.它的产生将传统创新设计难度大大降低,并为机械产品创新设计提供了理论指导.文章介绍了TRIZ的涵义,并结合TRIZ设计一般过程,通过自行车刹车系统的创新改造,说明TRIZ在机械产品创新设计中的应用.
7.学位论文 高常青 机械产品快速创新设计及其关键技术的研究 2006
概念设计自动化技术是实现机械产品快速创新设计的基础。原理方案创新与结构创新设计的快速实现与有机衔接技术是概念设计自动化的关键。本文以TRIZ理论与功能表面分解重构理论为基础，深入研究了支持产品快速创新的概念设计产品信息建模技术，“功能一结构”自动映射技术以及支持设计方案决策与建模的基于实例的原理结构创新设计技术等。开发了概念设计自动化软件系统INNO-DARFAD。本文的研究有助于创新设计自动化理论的发展，对企业提高自主创新能力及开发CAI设计系统有重要的实用价值。 本文系统综述了国内外概念设计、创新设计以及TRIZ理论的研究现状，详细分析了相关领域的设计方法和理论。提出了深入研究概念设计的内在规律、实现概念创新过程集成化和自动化的概念设计研究目标，并把产品原理方案创新和结构创新的快速设计及其有机衔接作为实现产品快速创新设计的关键技术加以研究。本文的主要研究内容和进展如下： 在设计理论的研究方面，提出了统一创新设计理论模型的研究任务，以提高原理方案创新与结构创新设计过程的有机衔接和集成。本文在功能表面分解重构理论及广义定位原理的基础上，针对以能量转换为主的产品设计，提出了“能量链原理”，为此类产品的原理方案创新与结构创新设计过程提供了统一的理论基础。“能量链原理”从设计本质的层面上指出，能量转换类机械产品概念创新设计求解的本质过程即是选择合适的能量转换原理及确定支持相应能量转换的结构方案的过程。 在概念产品信息建模方面，提出能量传输表面的概念，其作为一种综合物质单元具有功能与结构的二元属性，支持功能的明确定义与几何信息的表达。基于“能量链原理”与功能表面，构建产品信息模型，有助于在概念模型、装配模型、零件模型之间的设计信息转化与集成及概念设计阶段抽象思维的逻辑化、形象化表达。针对概念产品信息建模的技术实现，从能量转换的角度划分并定义功能表面类型，提出了功能表面限位编码与功能表面能量转换编码规则。采用面向对象的技术针对概念设计过程的实现定义了功能表面、功能零件、概念产品及壳体零件类。 为了支
持概念方案的快速表达，提出了功能模式的概念，提高了概念设计过程的功能描述与结构表达能力，定义了应用于能量转换类产品的六种具体功能模式，并针对流体的广义定位，提出了容器模式的概念。结合上述理论研究，建立了概念零件表达的编码规则及概念设计自动化流程，使产品的原理方案的创新设计与结构创新设计集成到统一的设计过程中。 作为推理技术的研究，将CBR技术应用于产品的概念设计过程。本文提出了基于实例的原理结构创新设计方法及支持原理结构创新推理的实例表达方法，实现了创新方案的跨领域搜索，支持设计人员对设计创新的决策过程，建立了基于TRIZ理论问题解决规则的原理创新实例检索机制与基于能量链原理的结构创新实例检索机制，实现了原理创新规则的重用与结构零件的重用，构建了基于实例的原理结构集成化创新设计流程。 最后，在系统研发方面，介绍了INNO-DARFAD软件的设计流程、系统结构、系统实施及系统运行环境。以焊装夹具为例，重点验证了基于实例的原理结构创新集成化设计流程的可行性，说明了基于统一的实例模型进行原理创新与结构件重用推理的有效性。以太阳能热水器为例，验证了以功能表面与能量链原理为基础的产品信息建模技术与概念设计自动化技术在原理创新功能推理的实现以及基于概念产品的结构创新快速创成的有效性。
8.期刊论文 谢爱国.王辉.Xie Aiguo.Wang Hui 基于TRIZ的农业机械产品创新途径 -农机化研究2009,31(8)
为促进我国农业机械产品的创新水平,应用TRIZ理论对农业机械产品的创新途径进行了研究.在产品创新规划阶段,面向农业需求与发展趋势确定产品的创新方向,利用产品技术生命周期理论规划技术创新,并给出了不同产品生命周期阶段的创新策略;在产品创新实施阶段,进行产品创新问题分析,并选择相应的TRIZ创新工具,采用矛盾解决原理、技术进化模式和效应知识库进行问题解决;得到创新问题的解之后,进行创新评价与实施,提出的创新途径可供农业机械企业借鉴.
9.学位论文 邓杰 基于TRIZ的机械产品创新设计 2008
本文分析了TRIZ理论与方法的主要内容，研究了TRIZ的基本思想和方法体系，通过实例说明TRIZ在机械产品创新设计中的应用。 首先，介绍了TRIZ理论的内容。创新从最根本的意义上讲就是创造性地发现问题并解决问题的过程，而TRIZ理论的强大作用正在于它为此提供了系统的理论和方法工具。TRIZ认为发明问题的核心就是解决冲突，而冲突主要分为技术冲突和物理冲突。TRIZ解决冲突的重要工具就是冲突矩阵。 其次，用TRIZ理论指导机械产品创新设计。采用冲突矩阵中的分离原理将人和打捞船体分离，设计制造了水上清洁机器人。对其结构设计时，充分利用了离合器的分离和接合作用，将其工作状态分为三种情况：一种为前进模式，只驱动船体快速前进；一种为打捞模式，驱动船体慢速行进的同时，驱动链轮带动打捞机构工作；最后一种为清理模式，船体靠岸后，驱动垃圾箱底部的传送带，将垃圾清理出去。由于采用人船分离，对水上清洁机器人进行电子控制系统设计时，选用了PWM控制系统来控制电机，12通道工业级遥控器来进行远程控制，最远距离可达500米。
10.期刊论文 戴义贵.潘凤章.景秀并 基于TRIZ的计算机辅助机械产品创新设计 -机械设计与制造2004(3)
目前将TRIZ理论与计算机辅助创新相结合进行技术创新和产品创新已成为国内外的研究热点.应用TRIZ工具,如技术矛盾解决矩阵、ARIZ算法等,结合TechOptimizer技术创新软件,设计人员能设计出具有创造性的方案,并提出如何选择评价创新方案设计.
1.刘克.谭蓉.蔺琎.楚文姬 基于QFD/TRIZ/FCE技术的板式链设计研究[期刊论文]-传动技术 2009(1)2.黄向明.周志雄.黄绍波 TRIZ在产品质量改进中的应用[期刊论文]-工业工程 2009(1)
3.付敏.王述洋 基于TRIZ(发明问题解决理论)的林木生物质粉碎机安全设计[期刊论文]-中全科学学报2008(11)
4.刘克.谭蓉.蔺琏.储文姬 基于QFD/TRIZ/FCE技术的板式链设计[期刊论文]-郑州轻工业学院学报(自然科学版)2008(5)
5.潘承怡.张简一.向敬忠.宋伟峰.苏大明 基于TRIZ理论的多功能异形架椅创新设计[期刊论文]-林业机械与木工设备 2008(10)
6.郭克希.谭佩莲.杨俊 一种基于TRIZ理论的协同设计系统[期刊论文]-东华大学学报（自然科学版） 2008(3)7.王菁 关于数字化创新设计的几点思考[期刊论文]-山西冶金 2008(02)
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