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triz理論論文范文1
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。
參考文獻
triz理論論文范文2
關鍵詞 殘疾人；書架；TRIZ理論
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。
參考文獻
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何為“TRIZ”
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。
以培養應用型技能人才為宗旨的高職院校，已經意識到加強創新教育的重要性。在一次高職高專院校的會議上，70多所高職院校的領導表示希望引人TRIZ理論培訓。將創新理論教育與高職的實踐教學緊密結合起來，培養的人才不僅具有較強的動手能力，而且頭腦思維靈活，富有創意。
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【關鍵詞】TRIZ 液壓與氣壓 教學模式 創新教學
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2012）22-0008-02
液壓與氣壓傳動技術是機械設備中發展速度最快的技術之一，與機械傳動、電氣傳動并列為三種主要傳動方式。液壓與氣壓傳動課程是機械類專業必修的專業基礎課，是一門理論性和實踐性都很強的課程，其教學質量和學習效果直接影響學生的專業素質和專業能力的培養。
液壓與氣壓傳動課程教學中，主要存在學生重視程度不夠、理論性較強、理解困難、考核方式單一及作業枯燥等問題，使得學生學習興趣不高，疲于應付，學習效果不理想。為了提高教學質量，培養學生的學習興趣，提高學生分析問題和解決問題的能力，在液壓與氣壓傳動教學中引入創新理論和創新方法教學是一種有效的途徑。
TRIZ理論是一種發明問題的解決理論，其理論體系主要包括技術系統進化法則、40條創新原理、技術矛盾矩陣、物理矛盾的分離方法等。TRIZ理論已經廣泛應用于機械、電子、管理、教育教學等各個領域，并且取得了較好的效果。在液壓與氣壓傳動教學中融入TRIZ理論，有助于提高學生發現問題、解決問題的能力及創新能力。
一 構建基于TRIZ理論的課程教學模式
液壓與氣壓傳動的教學環節主要包含理論教學和實踐教學兩大教學環節，實際操作中又可以劃分為課堂教學、課后作業、實驗教學和課程設計四部分。課堂教學主要以傳授理論知識為主，注重學生對基礎知識的掌握程度；課后作業重在對課堂教學的復習和預習，以鞏固理論知識為主要目的；實驗教學往往以理論教學的輔助手段出現，對于多數學生來說，還是為了加深對理論知識的了解；課程設計主要是培養學生對知識的綜合運用能力。傳統的教學模式更注重于各教學環節之間的融合，側重學生學習能力和動手能力的培養，往往忽略了學生創新能力的培養。
創新能力是新世紀人才必須掌握的一種能力，創新人才的培養必須貫穿于高等教育全過程，在課程教學中融入創新能力的培養，在教學環節中增加創新教學環節是高校培養創新人才的重要組成部分。
創新教學環節以創新能力培養為主，重在培育學生的創新意識，提升開展研究性學習的創新素質。創新教學環節是理論教學與實踐教學的深化與提高，有利于培養學生的創新精神，提高學生的創新能力。基于理論教學、實踐教學和創新教學的課程教學模式，共同支撐起整個高校人才培養體系，貫穿于高校教育教學的全過程（見下圖）。
二 TRIZ理論在液壓與氣壓傳動教學中的應用
1.TRIZ理論在課堂教學中的應用
在課堂教學中引入TRIZ理論，將TRIZ理論融合在課堂教學的各個環節中，有利于改善課堂教學環境，活躍課堂氣氛，提高學生思考問題的能力。
技術系統進化論是TRIZ理論的重要理論之一，認為產品和生物系統一樣是按照一定的規律在發展和進化的，與生物進化論和社會進化理論并稱為三大進化理論。TRIZ理論總結處理了完備性法則、能量傳遞法則、動態性進化法則、提高理想度法則、子系統不均衡進化法則、向超系統進化法則、向微觀和場應用進化法則及協調性法則等技術系統進化法則。
在教學中引導學生應用技術系統進化法則分析問題，可以幫助學生更好地了解產品及其技術系統的進化規律，預測產品未來的法則趨勢。例如，在介紹液壓與氣壓傳動系統組成的時候引入完備性法則（一個完整系統必須由能源機構、執行機構、傳動部件和控制裝置組成，缺少一部分的系統是不完整系統，會被競爭者的產品所替代而不能長久地生存下去），進而提出“根據完備性法則，液壓與氣壓傳動系統能夠由哪幾部分組成”的問題，引導學生思考液壓系統的組成并確定各組成元件。
在介紹液壓與氣壓傳動優缺點的時候，先引入向微觀和場應用進化法則，講解機械傳動、流體傳動、電氣傳動三種傳動方式的進化發展，再引入能量傳遞法則（技術系統的進化應該沿著能量流動路徑縮短的方向發展，以減少能量損失），與機械傳動和電氣傳動相比較，引導學生分析液壓與氣壓傳動的優點。
2.TRIZ理論在課后作業中的應用
課后作業是課程教學中的重要組成部分，加深了學生對理論知識的掌握程度。但高校絕大部分學生對于課后作業有一種抵觸情緒，認為是課堂教學的翻版，枯燥無味。在課后作業中引入TRIZ理論，鼓勵學生結合創新方法開展課后作業，增加課后作業的多樣性、趣味性，有利于提高學生的積極性，獲得更豐富的知識。例如，在介紹液壓與氣動技術的發展過程中，要求學生完成“依據TRIZ理論八條技術系統進化法則，結合相關資料分析液壓與氣動技術未來的發展趨勢”的作業，注重學生資料查詢、理論應用等方面能力的培養。
在介紹液壓泵、液壓馬達和液壓控制閥過程中，引入基于技術系統進化法則的產品成熟度預測理論，要求學生分組以中國知識產權局專利庫為基礎進行產品技術成熟度預測，并且以論文的形式提交作業。既拓展了學生的知識面，又有助于學生培養檢索能力，同時在分析專利的過程中，幫助學生了解產品的結構原理和產品未來的發展趨勢。有效解決了傳統課后習題作業枯燥乏味的問題。
3.TRIZ理論在課程設計中的應用
課程設計作為液壓與氣壓傳動課程必不可少的組成部分，是課程教學過程最后階段采用的一種總結性的實踐教學環節，主要考查學生對理論知識的綜合分析和應用能力。在課程設計從選題、開題、結題到答辯的整個過程中，融入創新設計的理論方法有助于培養學生的創新能力和創新精神。
選題是整個課程設計過程中的首要環節，是做好課程設計的前提和基礎，對課程設計的質量有直接的影響。鼓勵學生應用創新方法參與選題，對提高學生的積極性有重要的幫助。如在選題中可以引導學生應用TRIZ理論的技術進化定律和需求進化定律，針對目前企業對液壓與氣壓傳動的要求進行選題，要求學生應用信息交合法拓展選題的多樣性等。
在學生確定課程設計題目之后，可以鼓勵學生應用TRIZ理論的功能模型分析系統所能實現的功能，研究系統中存在的諸如生產率和價格、物體產生的有害因素和裝置的復雜程度等矛盾問題，并且用TRIZ解決矛盾的解決方法研究此類問題，以實現創新設計，提高課程設計的整體質量。
4.TRIZ理論在實驗教學中的應用
實驗教學是實踐性教學環節中的重要組成部分，通過課程實驗，可加深學生對課本概念和理論的理解與掌握，更重要的是培養學生發現問題、分析問題和解決實際問題的能力。
液壓與氣壓傳動課程的實驗教學主要存在著實驗教學內容和教學模式陳舊等問題，在實驗教學中引入TRIZ理論有利于優化教學內容、改進教學方法。例如，在實驗設計過程中，結合TRIZ理論的需求原理、進化原理和創新原理，講解“組合式液壓與氣壓傳動綜合教學實驗臺”的研制原理，鼓勵學生在此基礎上，根據傳統的奧斯本檢核表法和TRIZ理論的組合創新原理進行實驗設計，并且用解決技術矛盾和物理矛盾的方法分析實驗過程中出現的矛盾問題，尋找解決問題的方案。在實驗教學中引入TRIZ理論，對培養學生的實踐和創新精神具有巨大的促進作用，從根本上改變了液壓實驗課的教學方式，為培養復合型、創新型人才打下了堅實基礎。
三 結論
TRIZ理論已經廣泛應用于高等教育的各個領域，在高校創新人才培養、課程改革中起到了巨大的推動作用。以TRIZ理論為基礎，把TRIZ理論的創新理論和創新方法引入到液壓與氣壓傳動課程教學的各個環節中，探索TRIZ理論在各教學環節中的應用，為學生提供思考的空間，讓學生真正參與到教學過程的設計中來，為創新人才的培養提供了一種有效途徑。構建的基于TRIZ理論將創新教學和理論教學、實踐教學相融合的課程教學模式，可以推廣到其他課程改革中，對整個機械類專業課程體系的改革具有重要的指導意義。
參考文獻
[1]許福玲、陳曉明.液壓與氣壓傳動[M].北京：機械工業出版社，2004
[2]韓彥良.基于TRIZ理論的創新人才培養模式研究[J].大眾科技，2011（11）
triz理論論文范文5
[關鍵詞]TRIZ理論；釜用機械密封；彈簧
Abstract： The good seal performance of mechanical seal is very important on the reaction kettle. But the seal parts were always failure due to wear. The study is to investigate spring modified options with TRIZ to improve the sealing performance and life time.
keywords： TRIZ， reaction kettle mechanical seal， spring
1、引言
機械密封是一種功耗小、泄漏率低、密封性能可靠、使用壽命長的旋轉軸密封，在泵、反應釜、壓縮機上已經大量使用[1]。反應釜是綜合反應容器，反應過程中產生的壓力對容器的密封要求極高。在一般中等壓力或抽真空情況都會使用機械密封，而機械密封的密封效果將直接影響反應釜的運行，嚴重的將造成停產、安全事故及環境污染等不可估量的損失[2]。
本文利用TRIZ理論分析問題和解決問題的方法對機械密封中的彈簧斷裂失效進行了分析及改進，旨在有效改善反應釜的密封性能，提高其可靠性和使用壽命。
2、TRIZ理論簡介
TRIZ理論是發明問題解決理論的俄文縮寫，是前蘇聯發明家根里奇?阿奇舒勒（G.S.Altshuler）及其領導的一批研究人員，自1946年開始，花費1500人/年的時間，在分析研究世界各國250萬件專利的基礎上所提出的一套發現問題解決問題的發明理論。在TRIZ中提出了用39個通用工程參數來描述技術矛盾，用40條發明創造原理來指導設計人員的創新設計，并且建立了對應關系，即矛盾矩陣。
應用矛盾矩陣解決實際問題時，須將設計中的特定問題預先處理，即用TRIZ的39個工程參數描述矛盾，并且要對使用矛盾矩陣得到的原理解進行后處理，即把原理解轉化為領域解，以得到需要的特定解。
3、基于TRIZ的設計過程
3.1問題描述
搪瓷釜由釜體和攪拌系統組成，釜體和攪拌系統之間由機械密封進行密封。機械密封由緊固螺絲在壓蓋作用下壓緊彈簧座，彈簧座固定彈簧，彈簧壓緊動環，動環壓緊靜環起到密封的作用[3]。由于搪瓷釜攪拌系統沒有固定支撐，在啟動和攪拌過程中壓蓋和彈簧座存在扭動，晃動大，容易造成彈簧斷裂，從而造成了泄漏。
3.2確定技術參數
存在的問題是：彈簧在工作中受到了額外大的扭轉力發生了斷裂損壞。如果在攪拌系統中增加固定支撐，使得攪拌軸晃動減少，從而可以改善彈簧的受力狀況，減少彈簧的斷裂幾率。可是增加固定支撐會增加系統的復雜性。故選擇“參數10-力”作為改善的參數，“參數36-系統的復雜性”作為惡化參數。
3.3查找矛盾矩陣
與發明原理序號對應的是：10預先作用原理，18機械振動原理，26復制原理，35物理或化學參數改變原理。
3.4發明原理分析
原理10為預先作用。此原理體現在二個方面：（1）預先對物體（全部或部分）施加必要的改變；（2）預先安置物體，使其在最方便的位置發揮作用而不浪費運送的時間。根據此原理，可能采用的方法有：在壓蓋和動環之間安裝定位銷，阻止壓蓋和動環之間發生扭動。
原理18為機械振動原理。此原理體現在五個方面：（1）使物體處于振動狀態；（2）如果已處于振動狀態，提高振動頻率；（3）利用共振現象；（4）用壓電振動代替機械振動；（5）使用超聲波和電磁場振動耦合。根據此原理，可能采用的方法有：采用磁力密封代替機械密封。
原理26為復制原理。此原理體現在三個方面：（1）用簡化的廉價復制品代替；（2）用光學復制品（圖像）代替實物或實物系統；（3）如果已使用可見光拷貝，用紅外線或紫外線代替。此原理對問題的解決貢獻有限。
原理35為物理或化學參數改變。此原理體現在改變物體的物理或化學狀態，如聚集態、濃度、密度、柔性和溫度等。根據此原理，可能采用的方法有：采用剛度更好的彈簧。
4、基于TRIZ的設計方案完善
綜合以上分析，形成了3個方案。
方案1：在壓蓋和動環之間預先安裝定位銷，使得連接的彈簧不易發生扭動。該方案簡單易行，單獨實施后，彈簧的壽命增加了近3倍。但是攪拌時物料除了作水平回轉流動，還產生上下方向的循環流動，使得攪拌軸有徑向擺動和軸向竄動，在這種工況的持續作用下還是不能保證彈簧的較長壽命。
方案2：采用磁力密封。該方案能進一步提升密封效果，免去彈簧斷裂的幾率，只是成本會稍微增加。
磁力密封技術是指初始閉合力來自磁性力，利用磁體能夠吸引鐵磁性物質的性質或者相同磁性之間的排斥力，通過軸向的補償，使密封端面緊密貼合，來達到密封目的。它延用機械密封的工作模式，采用全新的浮動式設計理念，使密封結構更簡單，功能更完善，有較好的密封效果，較長的使用壽命，基本不會損壞旋轉軸外表面。對旋轉軸在工作工程中產生的振動、偏擺、偏斜等不敏感，密封效果不會受到明顯的影響。節省能耗同時又能保證設備的安全運行，適用于多種工況條件[4]。
圖1所示為一種典型的磁力密封裝置結構圖，圖2是磁力密封的實物圖。其主要由靜環、動環和密封圈組成。其中，靜環為磁性材料，由高剩磁鋁鎳合金材料制成，其表面光滑，具有良好的熱穩定性，且耐磨性好；動環為石墨，耐磨性和性能好，鑲嵌在磁性金屬材料的動環座里；O型圈對徑向配合進行密封，防止泄漏[5]。
方案3：采用剛度更好的彈簧。可選的有蝶形彈簧，斜圈彈簧等。
蝶形彈簧簡稱碟簧，它是一種由鋼板沖壓成碟形的薄板彈簧，體積小、承載能力大、加壓均勻、緩沖和減震能力強。采用不同的組合（疊合或對合）可以得到不同剛度的變性特性曲線，最顯著的優點是能在很小的變形條件下，承受范圍變化很大的載荷，廣泛應用于鉆機、模具、液壓件、制動器及軍工中[6]。
此處可采用稍作改進的對合組合碟簧，見圖3，即在一對蝶形彈簧之間加一墊片，將一對蝶形彈簧隔開，蝶形彈簧的銳角作用在墊片的平面上，與墊片平面全部接觸，克服了蝶形彈簧失穩、扭曲變形的狀態，提高了蝶形彈簧的強度。
斜圈彈簧，該彈簧的橫截面為橢圓，受壓時斜圈彈簧短軸方向受壓。斜圈彈簧沿軸向繞制時上升和下降兩個過程交替進行，同時具有正圈彈簧的升角和漸變的傾角，這種結構類型使斜圈彈簧具有優良的連接特性和力學性能。在饒性偏差較大的情況下，斜圈彈簧仍能保持恒定的力，該特性能夠減小彈簧的變形量，并能最大程度的補償表面不平及公差的影響。此外，斜圈彈簧能夠承受一定的壓縮變形，能夠在震動、沖擊等惡劣工作環境下正常運作。目前主要用于電力連接件和高溫動密封件上[7]。
斜圈彈簧根據壓縮變形方向可分為徑向和軸向，此處作為密封件可以選用軸向斜圈彈簧，見圖4。斜圈彈簧在壓縮的過程中，每個線圈的受力和變形幾乎都是獨立的，可以很好地適應壓縮面間的平整度誤差，如圖5所示。
為了使斜圈彈簧機械獲得較好的密封性能和較長的使用壽命，要選擇合適的斜圈彈簧的壓縮量，保證斜圈彈簧始終處于 10%～35%的壓縮位置。由于受到軸向力平衡的影響，斜圈彈簧也在不斷變化，因此，在設計斜圈彈簧機械密封時，應高度重視介質壓力對端面比壓的影響。
5、結束語
TRIZ理論在解決實際工程問題上具有不可替代的優勢。它不但能夠幫助我們系統地分析問題的情境，快速地發現問題的本質和矛盾所在，而且它能夠幫助我們打破思維定勢，以一個全新的視角看待問題，促進產品的創新設計，提高產品在市場上的競爭力。
參考文獻
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triz理論論文范文6
關鍵詞 傳感器效應；量綱分析；創新設計
中圖分類號TP212 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）78-0194-02
產品的功能設計、原理設計和結構設計是概念設計的核心內容，創新設計的核心是要在概念設計階段產生有競爭力的工作原理。對于儀器的創新設計也不例外，儀器的創新設計的核心就是要通過功能—原理—結構的映射及相應的邏輯推理產生全新的工作原理。工作原理通常包含兩個方面的內容：物理效應和功能載體。物理效應泛指自然界一切現象經研究得出的普遍規律性的結果，包括各學科領域的定理、定律和法則；功能載體是指實現物理效應的物理實體。物理效應可將儀器工程問題與科學中的定理定律緊密的聯系起來。作為實現功能的原理，效應是原理設計的關鍵。可以運用本領域特別是其他領域的有關定律解決設計中的問題，物理效應可以通過將有關的量的互相聯系起來的定律來描述，即按照定律規定的原理將輸入量轉化成輸出量，實現相應的功能。
曹國忠根據事物的產生、成長、消亡的過程，將功能分解成產生、移動、結合、分離、變化、穩定、檢測、保持、存取、消除十類，并把輸入量輸出量分解成物質、能量與信息，通過效應及其關聯實現輸入量到輸出量的轉化。
本文針對儀器創新設計的核心過程，利用量綱分析技術，研究儀器中的物理量和典型物理效應間的映射關系和關聯，提出一種全新的利用量綱分析方法搜索物理效應的儀器原理創新設計方法。
1 量綱分析基礎
量綱分析是一種在物理領域中建立數學模型的方法。將儀器設計問題所涉及的物理量按屬性進行分類，找出不同類物理量間的相互關系，進而找出某些物理量與另外一些物理量間的因果關系。
1822年Fourier將量綱從幾何學推廣到物理學范疇；1883年O.Reynolds運用量綱分析研究層流與紊流判據，將多個影響因素綜合為一個無量綱的比值，提出了無量綱數雷諾數Re，以此作為判斷同一問題中出現不同現象的準則；L.Reyleigh在流體力學、聲學等領域中運用量綱分析，創立了瑞利法，做出了開創性的貢獻；二十世紀初E.Buckingham提出了П定理：每一個物理定律都可用幾個零量綱冪次的量表述，形成了模型試驗以及當今普遍應用的數值模擬所應遵循的原則，奠定了現代量綱分析理論基礎。目前，量綱分析法已發展為通過研究物理量的量綱關系進而揭示其內在規律的重要方法，在物理學、工程領域、經濟學和運籌學等方面得到了廣泛應用。
原理設計是儀器創新設計的重要環節，涉及大量的物理效應；通過量綱分析，利用物理定律的量綱齊次原則，可以正確分析確定各物理變量、效應之間的關聯關系，尋找全新物理作用原理的某些規律和線索。因而，量綱分析可以作為儀器中的效應一般化建模、創新的重要工具。
2 效應量綱圖表的建立及分析
效應是輸入、輸出之間的關系，是指采用物理、化學、生物、數學、電子等領域中的原理解決設計中的創新問題。人類目前已總結出大量的物理效應、化學效應、生物效應和數學效應，每一個效應都可能是一個創新設計的解決方案。對于儀器的創新設計，其原理主要涉及物理效應。用量綱分析的方法來分析各物理變量、效應，同時參照其測量對象的物理量及相應的傳感方式予以分類，可建立出基本傳感器效應的量綱圖表。
表1包含了儀器創新設計中常用的基本傳感器效應，這些效應按照其工作原理及輸入和輸出進行分類，并將其輸入和輸出用量綱表達。
儀器都有對應的效應原理，每一個新效應的產生都意味著可能會有新的應用。儀器的創新往往會使用新的效應，或者效應的新的應用。因此，怎樣去尋找新的效應對儀器的創新有重大意義。
表1所列基本傳感器效應的輸入輸出已由量綱表達。例如，壓電效應的輸入為LMT-2，輸出為L2MT-3I-1。由表中所列效應輸入輸出的量綱，可以找出各效應之間的關系，根據輸入輸出量綱可對效應進行全新組合，從而形成全新的效應。由各效應輸入輸出量綱的關系，可容易找出它們的關聯效應模式，連成新效應鏈。例如，壓電效應的輸入為LMT-2，輸出為L2MT-3I-1；電磁效應的輸入為L2MT-3I-1，輸出為MT-2I-1。可以看出壓電效應的輸出和電磁效應的輸入量綱相同，即LMT-2—壓電效應—L2MT-3I-1—電磁效應—MT-2I-1，則可以將兩個效應結合起來，形成新的效應鏈，應用此新效應鏈，有可能開發出新的儀器。
3 基于量綱分析的儀器創新設計過程模型
基于量綱分析的儀器創新設計模型應用的一般過程是在創新求解過程中建立的。當設計者得到設計要求后，進行功能分析，按照其功能確定輸入輸出量綱，進一步在傳感器效應量綱表中找出相應效應，進行結合形成新的效應鏈，開發出新的儀器。
基于量綱分析的儀器創新設計流程如圖1所示。
4 應用實例
輸液治療是現在醫療工作中常用的一種治療手段，當醫護人員不能及時換藥或拔掉針頭，則有可能出現醫療事故。針對此情況，開發輸液自動報警器。輸液自動報警器需要在藥液將近輸完時及時報警提醒護士或病人，進行換藥或拔針頭。首先，對輸液自動報警器進行功能分析，在藥液重量達到報警點時，需對此信號進行轉化，最終轉化為報警器的報警聲。其次，確定輸入輸出及其量綱。藥液重量可用應變片通過感受其重力的變化進行檢測，即輸入為力的變化LMT-2，輸出為電阻的變化L2MT-3I-2，效應選擇為壓阻效應。報警器即小喇叭的原理是電流的變化影響磁場變化產生聲音，效應為電磁效應，輸入為電阻變化L2MT-3I-2，輸出為磁場強度變化MT-2I-1。新效應鏈為LMT-2—壓阻效應—L2MT-3I-2—電磁效應—MT-2I-1。由此新效應鏈即可開發出儀器——輸液自動報警器。
5 結論
儀器的創新設計屬于多域系統設計問題，儀器原理設計過程不能僅囿于在某一特定領域知識空間的簡單搜索，本文針對現代儀器的特點，采用進化設計思想，研究儀器效應與物理參數量綱的映射關系，分析基于效應鏈的新效應產生方法和基于量綱分析的儀器新效應生成方法，建立了基于量綱分析和傳感器效應的儀器原理創新設計的系統化設計模型，為提高儀器產品的創新水平和效率提供理論和技術支撐，對儀器行業的創新發展具有參考價值。
參考文獻
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