triz理論論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇triz理論論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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1.1triz自服務原理多用性原理

為避免閉合過程中出現劇烈的碰撞而造成門體破壞,閉門裝置還應當具有控速功能。在進行創新方案設計時,將這樣的功能也整合到閉門裝置中,以增加閉門裝置的實用性。設計開發的這款關門裝置將開門時的能量收集在能量收集模塊中,待關門時能將存儲能量轉換得到的加速度轉變為勻速,從而完成自動平穩關門動作。它能夠幫助用戶快速自動關門,在門自動回彈的過程中達到勻速效果,減小對門體及門邊框之間的沖擊力,同時也避免因為忘記關門而造成的安全隱患或能源浪費,應用領域十分廣泛。

1.2TRIZ發明創新理論最終理想解

為確立安全節能閉門裝置的最佳設計方案,對TRIZ閉門裝置的理想解進行了整理,得出了最終理想解分析表。每一個關門過程都必然先有一個開門過程,為利用開門這部分的能量來實現關門目的,將其開門時的能量儲存起來,在沒有額外能量消耗的情況下,利用其自身存儲能量實現自動閉門的目的,做到低碳節能。

2TRIZ解決方案

閉門裝置的減速模塊是保證實現自動關門的核心構件,對其進行改良和優化有助于提升閉門裝置的整體性能。在前期的TRIZ分析基礎上,提出了三種閉門裝置設計解決方案。

2.1方案一

將門板與門框之間用彈簧連接,開門時彈簧被拉伸產生的彈性勢能存儲,松手后彈簧收縮門閉合。利用離心原理在減速模塊中的使用重錘,利用其甩出與外壁產生的摩擦力達到減速的目的,以達到控制關門速度的預期設計目標。即使用傳動機構帶動摩擦盤高速旋轉,使重錘依靠重力甩出與外壁摩擦產生制動力從而控制速度。

2.2方案二

為了獲得勻速關門效果,在方案一的設計基礎上進行了改進。將開門過程中剩余能量儲蓄在閉門裝置中的彈簧內,手離開門后彈簧開始釋放能量,彈簧伸長帶動齒條移動,移動的齒條撥動主齒輪讓主齒輪轉動,經過高傳動比的齒輪組帶動摩擦盤高速旋轉,最后高速轉動的摩擦盤將內部的重錘甩出,并與外壁相互摩擦產生制動力從而控制門閉合的速度。3.3方案三方案二中提到的摩擦盤和其轉軸是完全固定的,因而不論開門還是關門都會帶動摩擦盤轉動,這樣會導致開門比較費力,浪費能量,為解決這一弊端添加棘輪機構,將摩擦盤和棘輪機構外圈固定在一起,轉軸與棘輪內圈相對固定,因棘輪具有單向轉動特性,所以開門時棘輪外圈不轉動,只有關門時棘輪機構才鎖死帶動摩擦盤高速轉動,借助產生的摩擦制動力達到減速效果。運用TRIZ創新理論,研究分析得到三種閉門裝置設計方案,最終確定方案三為閉門裝置的最佳創新設計方案。

3TRIZ創新設計總結

3.1方案技術評價

該方案采用成熟穩定的齒輪機構,使用富有創意的機械摩擦減速模塊代替易損耗的橡膠密封圈,提升了該閉門裝置的安全技術指標,延長了整個閉門裝置的使用年限,并且所用材料均為現代工業大量使用的材料,采購便捷,現有加工工藝完全可以滿足技術要求,本設計方案不失為現有閉門裝置的一個良好的代替方案。

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1. 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。

2. TRIZ理論的核心

2.1. 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。

2.2. 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。

2.3. 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40x40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。

3. 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。

    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。

4. 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。

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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常客觀的創新方法。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。科學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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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。

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中圖分類號：G76 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2015）21-0039-03

1 TRIZ理論

TRIZ意譯為發明問題的解決理論（theory of inventive

problem solving）。該理論是由蘇聯發明家Altshuller和他的同事們在研究了大量的發明專利后，于1946年提出的。它針對現有問題系統，運用TRIZ理論體系中的工具――IFR（Ideal Final Result，最終理想解）、39個通用參數和阿奇舒勒矛盾矩陣、40個發明原理與物場模型及76個標準解等方法，使新產品從開發過程到上市時間縮短50%；提升60%～70%的新產品開發效率；增加80%～100%的專利數量并提高專利的質量。目前，隨著TRIZ理論的不斷推廣，其應用的范圍從科技型小微企業管理創新、農業科技創新到機械制造業和產品專利規避等方方面面都得全面使用，證明TRIZ理論的可靠性、可實施性。

本次研究設計對象屬于一種書架，尤其是指一種適合殘疾人使用的書架。本次設計完全基于TRIZ理論的創新思維方法，為特殊人群提供方便。現有大多數書架不能滿足殘疾人取書便利快捷的要求，沒有針對殘疾人這類特殊群體而設計的書架。本實用新型提供一種旋轉式殘疾人書架，以解決目前書架不適合殘疾人使用的問題。

2 將TRIZ理論應用于書架的整個設計流程

待解決的問題 對現有的殘疾人書架進行進一步的優化處理，列舉出當前書架存在的問題：

問題一：書架耗能量是否很大？

問題二：如遇突況，書架如何工作？

問題三：書架無法準確轉到指定位置怎么辦？

三軸分析法 通過TRIZ中的三軸分析法分析出當前系統存在問題的原因，如圖1所示。

最后確定解決問題的入手點：

入手點一：書架由電動機提供旋轉動力后，雖然完成了自動化的流程，但是在無人時也自轉而消耗能量，如何實現有人時書架轉，無人時書架停止轉動呢？

入手點二：在電動機的帶動下，書架可以正常運轉，但是當供電設施不可用時，即當沒有電源時，書架無法運作怎么辦？

入手點三：書架無法準確轉到指定位置怎么辦？

入手點四：每次書架轉的時候都是兩側書架同時轉動，能否做到當書架的哪一側有人時，哪一側轉動，無人那一側不轉動？

對系統提出的新要求 按照解決問題的思路，對當前系統提出一個新的改進方向，即對系統提出新要求：

1）方便殘疾人取書放書的同時，考慮突況發生時，系統也能滿足殘疾人的需求；

2）提高系統自動化程度，盡量少些人工參與的環節；

3）盡量節省能源和成本，系統不宜太過復雜。

該系統的IFR：以最小的改動和成本使書架可自適應殘疾人取放書。

該系統的次級IFR：系統可自主控制開關裝置，適用性強，節省能源和成本，且對于停電問題的出現，可以有替代的裝置出現。

3 基于TRIZ理論的殘疾人旋轉書架改進方案

針對入手點一 書架由電動機提供旋轉動力后，雖然完成了自動化的流程，但是在無人時也自轉消耗能量，如何在有人時書架轉，無人時書架停止轉動呢？提取一對技術矛盾：改善參數為自動化程度，惡化參數為能量損失。通過查找矛盾矩陣，對應的發明原理為：

23.反饋原理：在系統中引入反饋；

28.機械系統替代原理：用聲學系統替代機械系統。

利用反饋原理形成方案一，如圖2所示；利用機械系統替代原理形成方案二。

方案一：應用反饋原理，將紅外感應開關和電動書架旋轉開關相結合。

方案二：安裝聲控裝置，有聲音時就接通（電阻變小），沒有聲音時就斷開（電阻變的很大）；再通過電路和芯片做個延時，就可以使有聲音時，電路接通一段時間。

針對入手點二 在電動機的帶動作用下，書架可以正常運轉，但是當供電設施不可用時，即當沒有電源時，書架無法運作怎么辦？

提取一對物理矛盾：改善參數為操作方便性，惡化參數也為參座方便性。

運用條件分離―時間分離：

10.預先作用原理：預先對物體施加必要的改變；

11.事先防范原理：采用事先準備好的應急措施，補償物體相對較低的可靠性。

當有電時，電機帶動減速齒輪組進行系統運轉；當停電時，利用腳踏板/手搖桿通過連桿帶動曲軸轉動，從而帶動整個系統的運作，最終形成方案三和方案四。

針對入手點三 書架無法準確轉到指定位置怎么辦？

建立物場模型，如圖3所示。

不充分作用：控制力不足，書架沒有轉到指定位置或轉過指定位置。

通過查找得知解決此模型應用第2類增強物場模型中“S 2.1.1 鏈式物場模型”，間歇性傳動裝置如圖4所示。

針對入手點四 每次書架轉的時候，都是兩側書架同時轉動，能否做到當書架的哪一側有人時，哪一側轉動，無人那一側不轉動？

提取一對技術矛盾：改善參數為適用性通用性，惡化參數為系統復雜性。

通過查找矛盾矩陣找到其對應的發明原理為：

15.動態特性原理：如果一個物體整體是靜止的，使之移動或可動；

28.機械系統替代原理；

29.氣壓和液壓結構原理；

37.熱膨脹原理。

運用動態特性原理形成方案六，如圖5所示。

綜合以上方案，得到一個全新的旋轉式殘疾人書架，如圖6所示。其工作原理：電機通過減速齒輪組帶動鏈條運動，鏈條帶動大齒輪二轉動，小齒輪二再通過另一根鏈條帶動大齒輪一轉動，齒輪一帶動槽輪運作；這時根據取書者所面對的書架某側，通過電磁鐵將槽輪吸到此面，然后槽輪帶動花鍵軸一或花鍵軸二轉動，從而帶動書框一或書框二轉動；當所需書夾轉動到面前時，取下書夾，再取出其中的書，并放回書夾。當停電時，需通過腳踏板的上下踩動，帶動連桿和曲軸運動，由于曲軸上的圓盤通過軸連接在兩個書架外框之間，所以圓盤只能轉動，從而通過曲軸上的圓盤外側的外齒輪帶動齒輪二轉動。

4 設計小結

本書架的優點是針對殘疾人的人性化設計點與書架自身屬性所需提高的因素，通過機械結構的設計巧妙地融合，不僅僅是單純地為殘疾人的取書方便提供了條件，也滿足了書架自身性能的提高。且結構新穎，通過間歇性自鎖裝置，解決了旋轉書架的旋轉弊端，通過旋轉式取書的新穎結構，實現方便于殘疾人的取書模式，更好地優化了殘疾人看書取書的過程，服務于殘疾人等特殊群體。

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.

篇（7）

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）

TRIZ是什么？它是俄文縮寫轉換為拉丁文字，其意義為“發明問題解決理論”，也有中國專家給它取了一個中國化的名字叫“萃智”理論。

“舉個例子，要讓干果、種子的外殼和果實分開不是一件容易的事，但是專家對許多物理現象和發明專利進行研究后發現，通過緩慢加壓（大氣壓）然后瞬間減壓，就可以使緊貼在一起的物理性狀不同的物質分離開。掌握了這個規律，許多問題就觸類旁通了。TRIZ就是這樣一門研究發明創造背后的規律、培養創新思維的理論。”創造學專家張武城教授說。

據介紹，TRIZ理論是前蘇聯學者阿奇舒勒歷經50多年，對數以百萬計的專利文獻加以整理、歸納、提煉和重組，建立起的一整套實用的理論方法體系。

在前蘇聯，以TRIZ為核心的創新方法學的教育非常普及，TRIZ是理工科本科生和研究生的必修課。

目前美國、韓國、日本和北歐及西歐一些國家，不僅在高校開設TRIZ相關課程，還面向不同年齡青少年開展相關創新教育。

在我國，以TRIZ理論為基礎的創新教育剛剛起步。高校開展的TRIZ理論教育培訓，都選擇了與目前市場上唯一的專業咨詢服務機構---億維訊科技有限公司合作。該公司創新產品業務部總經理林岳，就是中國第一位專門研究TRIZ理論的博士。

創新理論應用成效明顯

“TRIZ是解決發明創新問題最有力的理論工具，而CAI（計算機輔助創新）是解決發明創新問題最有力的信息化工具，二者的結合解決了無數的工程難題，也為高校創新教育提供了現實路徑。”林岳說。

目前國內已經有北京理工大學、北京化工大學、北京工業大學、天津大學、東北林業大學、西南交通大學等30多所高校與安世亞太公司合作，引人TRIZ和CAI開展創新教育。目前，我國高校中開展的TRIZ理論相關教育，主要有兩種形式：一是開設選修課或與高校開設的設計類課程相結合，選修課一般32個學時，學生修完可獲得2-3個學分；另一種形式是以TRIZ理論為指導，結合CAI，輔助學生進行畢業設計，或輔助有課題的在校師生進行創新設計。

TRIZ作為一種舶來品，能否與中國教育順利嫁接？林岳介紹說，前蘇聯國家的TRIZ教育重在數理分析，而中國高校在開展TRIZ培訓時，弱化推理而強調興趣引導，注重生活案例和工業案例分析。

在開設TRIZ課程或進行畢業設計時，教師要求學生提交具體問題，在學習期間運用TRIZ理論獲得解決方案。在此過程中，學生的創新思維被激發，一大批成果脫穎而出。2007年4月，北京聯合大學在畢業設計中引入CAI高校解決方案，學生全部順利完成畢業論文撰寫和答辯，其中機械工程及自動化專業學生劉峰完成的“手機電池彈片塑料熱熔焊接機設計”目前正在申請專利；天津工業大學2004年下半年開始在創造學課程中開展創新能力拓展培訓，20余名大學生在校期間就申請了專利；東北林業大學31名博士、教授在TRIZ師資培訓的過程中，申請了兩項專利。

與此同時，一大批接受TRIZ培訓的學生在全國創新設計大賽中獲獎。

創新教育需進一步拓展范圍

創新理論教育要想在高校中產生更大影響，尚需進一步拓展范圍。在日前舉辦的一場創新教育論壇上，與會專家認為，TRIZ理論培訓的核心是培養學生的創造性思維，它是一種思想武器和“方法論”，不僅僅適合理工科學生，而是具有一定的普適性。據了解，復旦大學正計劃將TRIZ理論引入藝術人才的培養領域。

篇（9）

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）

分析化學是一門集分析方法和理論為一體的科學學科，它研究物質的組成、結構、形態以及組成成分的含量。因此分析化學在科學技術問題的解決、決策中起著眼睛一樣重要的作用，人們現在已經越來越認識到它的重要性［1］。在大學課堂的教學中，分析化學教學不僅要使學生掌握分析方法同時還要讓學生掌握分析化學的基本原理。既要培養學生踏實的實驗操作技巧又要培養學生從事科學研究的嚴謹態度和能力;而更重要的是把現代分析化學方法和以前的經典分析化學方法相結合，提高學生的學習熱情，讓學生認識到分析化學的重要性，以極大的學習熱情參與到教學活動中來［2］。通過學習分析化學，不僅要讓學生有較強的儀器操作能力，還要有扎實的理論基礎。并且要掌握分析處理數據的能力和理論計算的能力。為了進一步推進教育方面的創新，加強人才的培養，提升教學水平，根據我院的情況，將應用問題的解決理論應用到實際教學中，以此來進一步深化教學改革。在將解決理論(TRIZ)應用到教學中的過程中，我院對此進行了一些初步的探索，把TRIZ理論運用到教學中，可以使學生思維、能力、和素質等全方面得到協調發展，甚至可以改變學生的思維方式，能夠更好的培養學生的創新思維和創新能力，使得學生的學習能力得到提高，教師的教學能力和水平也同時得到提高。

1TRIZ理論

1．1TRIZ理論的產生及其重要內容TRIZ是俄文縮略詞的英譯，它的中文意思是“發明問題解決理論”。它是由阿爾特蘇列爾博士(G．S．Altshulle)于1946年創立的。從1946年開始，阿爾特蘇列爾博士及其領導的研究人員，在分析研究世界各國250萬件專利的基礎上，從中抽樣的20萬件專利中選出4萬件作為解決發明問題的代表性樣本，然后提出一套進行發明即產品創新的方法理論TRIZ。此理論(TRIZ)是隨著蘇聯的解體，才逐漸的流傳到世界各國。它的出現，為現代社會創新元素帶來了革命。TRIZ不僅僅是一種純粹的創新理論，它還是一種能夠幫助人們形成一種比較系統的、流程化的創新設計思考模式，有助于人們在自己從事的事情中找到創新的方法。TRIZ認為考慮問題要從九個層面來考慮問題，尋找解決問題的辦法。不僅要考慮當前系統的過去和未來，還要考慮當前系統子系統和超系統的過去和未來，系統沖突是TRIZ的另一個核心概念，指隱藏在問題背后的固有矛盾。對于沖突問題，TRIZ則強調運用創造性的思維把沖突徹底消除。阿爾特蘇列爾整理歸納出引起系統沖突和矛盾的39個重要參數。并且從幾百萬個專利中進行篩選，來尋找發明性問題以及它們是如何解決的，從具有發明性的專利中提煉出了解決沖突或矛盾的40條發明原理，利用這些發明原理來尋找解決問題的可能方案［3］。1．2TRIZ理論的核心思想現代TRIZ理論的核心思想主要體現在三個方面。①首先，具有客觀的進化規律和進化模式，無論它是一個簡單的產品還是一個復雜的技術系統，它們發展都是遵循著客觀規律發展演而來的，是一個學習規律、掌握規律、應用規律的過程。②在進化過程中遇到的各種技術難題、沖突和各種矛盾在得到解決的過程是不斷推動這種進化過程的動力。③技術系統最理想的發展狀態應該是用最少的資源去實現盡量多的功能。1．3TRIZ理論的解題模式第一就是將整個系統中存在的所有問題最小化，基本原則是在整個系統能夠實現它本身其必要功能的前提下，盡最大可能的不改變或減少改變系統本身;第二是定義整個系統本身所具有的技術矛盾，并為這些矛盾建立一個"問題模型";然后再進一步的分析該問題模型，而定義問題模型所包含的時間和空間，等系統中所包含的資源;在最后，定義系統的最終理想解決辦法。

2TRIZ理論在分析化學教學中的應用

2．1運用TRIZ理論更新教學內容，培養學生的創新意識和創新思維為了適應當今社會的發展和需要，學院設計教學內容時，應當緊密地與自身專業相結合并且通過實際的例子讓學生能夠更深刻地理解分析化學的重要意義。而TRIZ理論，卻將社會發展需求、學科前沿和傳統的基礎課程教學進行了有機的結合，更能適應新時期對人才培養的新要求。例如:在教學內容中增加與地方經濟發展需求相關的分析測試方法，能夠為當地培養適應地方經濟建設發展的復合型人才。例如百色地區鋁礦資源比較豐富，可在分析化學教學課程中增加鋁礦分析的相關內容;還應該及時將分析化學領域的新方法、新技術和最新研究進展等內容引入到相應的課程教學中。2．2運用TRIZ理論改革教學方法，調動學生學習的主動性和積極性在分析化學課程教學中，通過TRIZ理論改革教學方法和教學手段，通過調動學生學習的主動性和積極性，進一步培養學生的創新能力。例如在多媒體教學中以其直觀的效果特征以及邊演示邊講解的啟發式教學方法，同時結合與學生之間的互動，就可以很大程度上提高學生上課的趣味性與啟發性，使教學內容更加的直觀化、動態化，而且以上各種方法相結合，給分析化學教學環節提供了豐富的視聽環境、互動參與，同時使學生在有限的課堂時間內獲得大量的信息，縮短了教學時間，擴大了教學規模［4］。另外采用現代化的多媒體教學設備(如教學音頻和錄像)與傳統的板書相結合進行教學，不僅使學生學習了儀器原理，更使學生可以直觀的了解儀器內部結構等信息，能夠極大地調動學生的學習興趣，提高學習效率［5］。當前社會形勢下，教學中通過網絡學習也是是信息傳播的重要途徑之一，如果能夠將網絡技術和網絡資源融入到教學過程中，則可以在很大程度上提升教學的質量。學院可以利用網絡媒體這一形式，設立教學網站，并將與分析化學課程相關有關的知識展示在網站上，從而構建成一個學習的平臺，這樣創新網絡平臺的構建便又是是學生獲取知識的另一重要渠道。能夠讓學生通過網絡來學習、來進一步的完善鞏固學習到的分析化學知識，并鼓勵學生在網絡中展開討論，讓教師也參與其中與學生進行交流和互動，為學生提供及時、便捷的交流和指導，使之成為一個全面多元的學習平臺。2．3運用TRIZ理論構建全新成績評價方式，培養學生的創造性思維目前在學院的分析化學考試中普遍存在著考試形式單一，客觀性試題比例大的現象，考試內容大多局限于教材中的基本知識和基本技能，相對缺乏對學生知識應用、學習能力與科學素質的綜合考察，不利于學生整體綜合分析學習能力的培養和改革創新精神的形成。應運用TRIZ理論，進一步的改變分析化學課程成績的評價方式，構建全新的成績評價方式就成了學院當前的重點研究對象［6］。因此，我們應采取"課堂作業、課程論文、課堂討論和閉卷考試(基礎理論方法、綜合能力考察閉卷)"相結合的方法來綜合評價學生的成績，同時應關注學生分析和解決問題的能力，力求學習效果的評價更合理，更有利于學生將學習的重點放在培養創造性思維上。

3結論

綜上所述，我們將TRIZ理論應用在分析化學課程教學中。從分析化學的教學內容、教學方法、成績評價方式等方面，全方位的論述了分析化學教學改革的思路，有助于打破原有的教學模式，系統分析和解決問題，并且能在很大程度上提升學生的創新意識。基于TRIZ理論的課題教學改革，能使學生在課程學習中發揮主導作用，培養學生的創新意識和創新思維，調動學生學習的主動性和積極性，培養學生的創造性思維。

作者:張金磊 謝瑞剛 隆金橋 單位:百色學院

參考文獻

［1］武漢大學．分析化學［M］．北京:高等教育出版社，2007．

［2］黃昊文．分析化學課程教學改革與實踐探析［J］．當代教育理論與實踐，2011，3(3):42－44．

［3］張錦榮，黃健求．淺談TRIZ理論在高校教學中的應用［J］．創新，2009(7):43－44．