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基于TRIZ理论的产品创新设计

基于TRIZ理论的产品创新设计

1 引言
   
    产品创新是制造业在市场竞争中取胜的关键。如果把产品设计分为产品定义、概念设计、技术设计及详细设计几个阶段,而概念设计则是与创新紧密相关的一个阶段,是产品开发过程中最重要的环节之一,是制造业的灵魂。产品的功能、造型、结构、质量、成本以及可制造性、可维修性、报废后的处理以及人-机(产品)-环境关系等等,原则上都是在产品的设计阶段确定的。据统计,产品生命周期成本的80%~90%是由设计阶段最早的10%~20%环节决定的。产品创新设计的能力已成为决定企业乃至国家在全球化竞争中地位的首要因素。

    所谓创新是指新的可行解或概念,该解或概念与已有的解或概念相比应具有明显的竞争优势。为此,创新需要打破思维定势、跨领域综合运用各学科知识解决问题,需要为工程师从事产品创新提供可操作性的方法,给出解决问题的原理和方向。

2 TRIZ理论

    TRIZ理论是“创造性解决问题的方法”的俄文简称,英文简称“TIPS”。该理论是前苏联G.S.Altshuller等人从1946年开始在研究大量专利产品的基础上提出的。经过50多年的发展,TRIZ已经形成了一套较为完整的理论体系和工具。

    TRIZ理论认为创造性地解决的问题是指包含至少一个矛盾的问题。当技术系统某个特性或参数得到改善时,常常会引起另外的特性或参数劣化、该矛盾称为“技术矛盾”。

    为了解决由参数变化引起的技术矛盾,Altshuller从他所研究的4万个专利解决方法中发现只有39个参数改进或劣化,每个问题可以描述为39个参数中任意2个参数间的冲突,过去的许多专利从不同领域多次重复地解决了这些矛盾,Altshuller根据这些解决方法总结了40条创新原理(见表1)用于解决这些矛盾。他把39个参数作为改善参数和劣化参数并分别作为一张表的行和列,由此组成了一个39x39矛盾矩阵(见表2),并为行列交叉点形成的

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