TRIZ理论9847_原创文档.pdf

TRIZ理论及其在机械产品设计中的应用

随着市场竞争日益激烈，产品的设计水平越来越受到人们的重视，如何增强产品竞争力成

为世界各国争相研究的课题，而创新是增强产品竞争力的根本途径。我国正力争在2020年

建设成为创新型国家。那么如何成为创新型国家，仅仅靠引进资金、设备和人才是不够的，

还必须引进先进的创新思想、理论方法和工具。先进的创新方法是提升国家自主创新能力的

重要武器。TRIZ就是这样一种创新方法学，它起源于前苏联，流行并发展于欧美，被西方国

家誉为“神奇的点金术”;它使得创新走上了方法学的道路，克服了传统创新方法随机性、

无序性等缺点，使创新走出了盲目的、高成本的试错和灵光一现式的偶然;它可以帮助设计

人员在方案设计阶段快速地产生具有创造性的概念方案，大大加快创造发明的进程，并且能

得到高质量的创新产品。

1TRIZ理论简介

TRIZ是由前苏联著名发明家G.S.Altshuller领导的研究机构，通过深入分析和研究世界数

十万件高水平发明专利的基础上建立起来的发明问题解决理论(TheoryofInventiveProblem

Solving)。其两大革命性的成果包括：(1)总结出了技术系统的进化趋势。技术系统的进化和

发展并不是随机的，而是遵循着一定的客观规律。(2)提供了一系列分析、解决问题的具体

流程、方法和原理。

图1给出了TRIZ的理论体系。TRIZ理论以辩证法、系统论和认识论为哲学指导，以自

然科学、系统科学与思维科学的分析及研究成果为根基和支柱;以技术系统进化法则为理论

基础和核心思想;以技术系统或工艺流程、矛盾、资源及最终理想解为4大基本概念;同时包

括了解决矛盾问题所需的各种分析方法、解题工具和算法流程。

图lTRIZ理论体系

TRIZ解题的一般流程如图2所示。当工程中出现具体的工程问题，即待解决的问题，通

过功能分析、物场模型、矛盾分析等可将其转化成为标准的TRIZ问题模型。TRIZ理论中针

对不同的问题模型有不同的解题工具，通过解题工具得到初始的解决方案模型，即一般通用

解，然后结合问题的工况将其工程化，成为最终的解决方案。由此可见，TRIZ理论的工作主

要集中在问题模型到解决方案模型这一部分，这是一个思维发散的过程，有助于拓展设计人

员的思路，快速获得创新概念。

图2TRIZ解题流程

2矛盾及其解决方法

创新的最终极目标是消除矛盾。TRIZ理论中最主要的矛盾为技术矛盾和物理矛盾。技术

矛盾针对一个技术系统的2个不同参数，改善其中一个参数，会导致另一个参数恶化;而物

理矛盾是针对一个技术系统的同一个参数有相反的需求。用符号表示，A，B分别代表技术

系统中的参数，则技术矛盾为A+，B-或B+，A-;而物理矛盾为A+，A-。

2.1技术矛盾及其解题工具

定义技术矛盾时，需要先对问题进行因果分析，从因果关系链中寻找问题入手点，针对

问题的突破口，想想目前最直接的解决方法是什么，该方法可改善哪些参数，与此同时导致

哪些参数恶化(恶化的参数可能不止一个)，这样就找到了一对或几对技术矛盾。

为了解决技术矛盾，TRIZ理论提供了矛盾矩阵(如图3所示)及40条创新原理，应用矛

盾矩阵可以得到推荐的创新原理，每条创新原理都有不同的应用方向，并可按其作用不同分

为4大类：提高系统效率、消除有害作用、易于操作和控制、提高系统协调性。此外TRIZ

理论还规定了39个通用工程技术参数，这样可以将一般的工程技术矛盾转化为TRIZ标准的

技术矛盾，更有利于应用矛盾矩阵解题，为工程技术问题转化为TRIZ标准问题建造了桥梁。

图3矛盾矩阵

2.2物理矛盾及其解题工具

技术矛盾和物理矛盾在一定条件下可以相互转化，因此定义物理矛盾时首先需要定义一

对技术矛盾，然后在这对技术矛盾中找到1个参数及其相反的2个需求。

那么TRIZ理论提供了怎样的工具来解决物理矛盾呢?分离方法和创新原理。TRIZ理论包

括4种分离方法：空间分离、时间分离、条件分离以及系统分离。对于出现的物理矛盾，我

们需要考虑对同一个参数的相反需求是否是在不同的空间或时间内实现的，如果空间或时间

上不交叉，就可以应用空间分离或时间分离去解决;否则需要应用条件分离或系统分离来解

决，即考虑同一个参数的相反需求是否可以在不同的条件下实现，或者其中一个需求是否可

以分离到系统的超系统或子系统中。另外不同的分离方法，有不同的创新原理相对应，见表

1。

表1