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TRIZ理论及其在产品创新设计中的应用 —(原创类，产品设计创新方法) 李勇 （重庆智能水表集团有限公司 400052） 摘 要：本文介绍了TRIZ理论的基本原理和方法，以及如何运用矛盾冲突矩阵解决问题，并针对户用计量仪表通讯系统广泛使用的M-BUS总线电流解调电路存在的问题进行了分析，结合TRIZ理论的技术矛盾、物理矛盾分析的基础上，提出了基于分割原理的M-BUS总线电流解调电路的解决方案。 关键词：TRIZ理论 矛盾分析 产品创新 M-BUS总线 引言 创新是企业发展的原动力，产品创新是企业制胜的法宝，是在竞争激烈的市场上立足的关键要素。搞好产品创新首先必须要有明确的产品创新战略，结合企业的特点，确定产品创新的目标。其次，要运用科学的创新方法，科学的创新方法可以提升企业的创新能力，使企业在市场的竞争中立于不败之地。因此研究科学的创新方法理论，并将其应用到产品设计过程中，是企业技术研发工作的重要内容。 TRIZ简介 TRIZ是俄文Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch的缩写，英文译为Theory of Inventive Problem Solving(TIPS)，其意义为发明问题解决理论。是前苏联发明家、工程师Genrish.Altshuller（ HYPERLINK /wiki/%E6%A0%B9%E9%87%8C%E5%A5%87%C2%B7%E9%98%BF%E5%A5%87%E8%88%92%E5%8B%92 \o 根里奇·阿奇舒勒 根里奇·阿奇舒勒）与他的团队从公元1946年开始从事专利文件分析所发展而来的。 多年来Altshuller与他的TRIZ团队，通过对250万份专利文件的分析，把专利依据发明的难度划分为5个等级，并获得三个发现： 类似的原理和解决方案在不同的行业和学科不断重复。 技术进化的形式在不同的行业和学科不断重复。 创新用到了在其他领域开发出来的研究成果。 同时提出了很多发明创新的问题分析工具与解题工具，称之为TRIZ工具，例如：8大进化法则，40个创新原理，39个通用技术参数与矛盾矩阵，物理矛盾的分离原理，物场模型分析，72个标准解，发明问题标准算法（ARIZ），科学效应知识库等。 TRIZ是系统化的设计流程及问题解决方法，针对系统存在的问题点加以分析，并找出矛盾，如图1，其将矛盾分为物理矛盾与技术矛盾，进而采取不同的解决方式， 所谓物理矛盾是当一个技术系统的工程参数具有相反的需求，就出现了物理矛盾；而技术矛盾是当一个技术系统中某一参数的改善会导致另一参数的恶化。　 问题 问题 矛盾 物理矛盾 技术矛盾 TRIZ方法 解决方案 图1：TRIZ概念流程 在物理矛盾方面，将需解决问题的物理矛盾应用时间分离、空间分离、条件分离以及系统分离的方法进行问题分离，并找出问题的解决方案，如图2。例如，飞机的起落架，当飞机在起飞或降落时它是必须存在的，但在空中飞行时，它却成为了阻力，矛盾可以在时间上分离，故可以应用时间分离原理来解决矛盾的所在，就是当飞机起飞或降落时，才将起落架放下，而在飞行时将其收入机腹。 物理矛盾 物理矛盾 时间分离原理 空间分离原理 条件分离原理 条件分离原理 解决方案 图2：物理矛盾解决流程 在技术矛盾方面，将问题的矛盾参数转化为Altshuller所提出的39个通用技术参数，并利用矛盾矩阵从40个创新原理中找到解决矛盾的方案，如图3。 技术矛盾 技术矛盾 因果图 解决方法的寻求 方法冲突 矛盾矩阵 解决方案 没有矛盾 图3：解决技术矛盾流程图 TRIZ是一套系统化的问题解决方法，把待解决的问题转化为标准化的问题后，可以很方便的求得其一系列的解决方案，再将此方案转化成为我们需要的设计，因此在经费上、时间上、人力与物力上可以大大的降低，进而提升设计开发的效率。 TRIZ的解题方法 如何应用TRIZ工具中的40个创新原理来进行解题，是本文重点讨论的问题，TRIZ解题的一般流程如图4，利用问题的定义、分析后，列出问题的重要矛盾参数，再由Altshuller从专利文件中归纳出的，技术系统常见的39个通用技术参数，如表5，所组成的矛盾矩阵，来寻找解决问题的创新原理，进行解题工作。 问题分析 问题分析 1.功能分析 2.最终理想解 3.资源分析 4.原因分析 选择TRIZ工具 矛盾分析 工具 系统进化原则 工具 科学效应 工具 解决方案 评估 实施 图4：TRIZ解题架构 表5：TRIZ 39个工程参数 序号 名称 序号 名称 1 运动物体的重量 21 功率 2 静止物体的重量 22 能量损失 3 运动物体的长度 23 物质损失 4 静止物体的长度 24 信息损失 5 运动物体的面积 25 时间损失 6 静止物体的面积 26 物质或事物的数量 7