創(chuàng)新設(shè)計(jì)是解決發(fā)明問(wèn)題的創(chuàng)新方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程相結(jié)合，形成的以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新為基本要求的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)過(guò)程。本書以發(fā)明問(wèn)題解決理論－TRIZ為基本核心內(nèi)容，面向產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)階段，系統(tǒng)講授產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和創(chuàng)造性解決問(wèn)題的系統(tǒng)化方法。本書以經(jīng)典TRIZ為基礎(chǔ)，結(jié)合作者及所在團(tuán)隊(duì)部分研究成果，按照解決問(wèn)題的流程系統(tǒng)介紹發(fā)明問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)、分析和求解工具和方法。全書內(nèi)容共19章，分為六篇：創(chuàng)新設(shè)計(jì)概論；分析問(wèn)題工具；發(fā)明問(wèn)題解決工具；目標(biāo)導(dǎo)向工具；設(shè)計(jì)流程與軟件工具；創(chuàng)新設(shè)計(jì)知識(shí)拓展。本書結(jié)合了作者及所在團(tuán)隊(duì)多年從事TRIZ培訓(xùn)、教學(xué)和項(xiàng)目咨詢的經(jīng)驗(yàn)和心得，適合作為TRIZ初學(xué)者及國(guó)家創(chuàng)新工程師認(rèn)證（一級(jí)和二級(jí)）的技術(shù)創(chuàng)新方法部分的培訓(xùn)教材。
本書由河北工業(yè)大學(xué)國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心的人員編寫。河北工業(yè)大學(xué)國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心2013 年4 月被科技部批準(zhǔn)正式納入國(guó)家工程技術(shù)研究中心建設(shè)序列, 主要面向企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新需求, 從事技術(shù)創(chuàng)新方法理論研究、工程化關(guān)鍵技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新軟件開發(fā)及其推廣應(yīng)用工作。本中心是創(chuàng)新方法研究會(huì)技術(shù)創(chuàng)新方法專業(yè)委員會(huì)所在地, 在理論研究方面已形成TRIZ、破壞性創(chuàng)新使能技術(shù)、功能設(shè)計(jì)、復(fù)雜性理論、產(chǎn)品平臺(tái)設(shè)計(jì)、專利規(guī)避設(shè)計(jì)等富有特色且具有優(yōu)勢(shì)的研究方向,建立了一種面向我國(guó)企業(yè)創(chuàng)新需求的技術(shù)創(chuàng)新方法體系。中心曾承擔(dān)科技部、廣東省、河南省、河北省、天津市、青海省、內(nèi)蒙古自治區(qū)等省、市、自治區(qū)和中國(guó)化工集團(tuán)、中船重工、原北車集團(tuán)、三一重工、廣州無(wú)線電集團(tuán)、中鋼集團(tuán)、河北鋼鐵、長(zhǎng)城汽車、天冠集團(tuán)、新奧集團(tuán)等大型企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新方法培訓(xùn)工作, 參與制定了創(chuàng)新方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2011年以中心牽頭的技術(shù)創(chuàng)新方法推廣與應(yīng)用團(tuán)隊(duì)被科技部評(píng)為“十一五” 國(guó)家科技計(jì)劃執(zhí)行優(yōu)秀團(tuán)隊(duì), 2013 年獲得河北省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng), 2012 ~ 2013 年中心在技術(shù)創(chuàng)新方法理論研究、推廣應(yīng)用及創(chuàng)新人才培養(yǎng)等方面成果突出, 分別獲得中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果獎(jiǎng)和中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新獎(jiǎng)。
本書結(jié)合了中心在本校本科生和研究生創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程教學(xué)和對(duì)外技術(shù)創(chuàng)新方法培訓(xùn)的經(jīng)驗(yàn), 面向創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程, 以問(wèn)題形成、分析和求解過(guò)程為主線, 以發(fā)明問(wèn)題解決理論(TRIZ) 為核心內(nèi)容, 面向在校本科生和研究生, 講授創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論和TRIZ 的基本概念、過(guò)程和方法。
本書內(nèi)容按照40~56 學(xué)時(shí)編寫, 對(duì)于創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程學(xué)時(shí)數(shù)較少的院校, 采用本書可自行選擇課堂講授內(nèi)容。
本書共6 篇20 章, 分為創(chuàng)新設(shè)計(jì)概論篇、問(wèn)題分析工具篇、發(fā)明問(wèn)題求解工具篇、目標(biāo)導(dǎo)向工具篇、設(shè)計(jì)流程與軟件工具篇和創(chuàng)新設(shè)計(jì)知識(shí)拓展篇。編寫分工如下: 第1 章緒論、第2 章產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法學(xué)概述、第3 章TRIZ 概述、第5 章因果分析與沖突區(qū)域確定、第7 章資源分析、第15 章產(chǎn)品技術(shù)成熟度及其預(yù)測(cè)、第16 章技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化定律和進(jìn)化路線以及附錄由張換高編寫; 第14 章裁剪由張換高、張建輝編寫; 第10 章技術(shù)沖突解決理論、第11 章物理沖突解決理論由張換高、張鵬編寫; 第4 章功能分析由張鵬、張建輝編寫; 第18章發(fā)明問(wèn)題解決的流程由劉芳、張換高編寫; 第6 章理想解分析、第8 章TRIZ 中的思維工具由張鵬編寫; 第19 章計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新軟件———Invention Tool 系列軟件簡(jiǎn)介、第20 章專利申請(qǐng)與規(guī)避由張建輝編寫; 第9 章效應(yīng)知識(shí)庫(kù)、第17 章需求進(jìn)化由劉芳編寫; 第12 章物質(zhì)-場(chǎng)模型及其變換規(guī)則和第13 章標(biāo)準(zhǔn)解由楊伯軍編寫。
本書第5 章、第7 章、第14 章、第18 章結(jié)合了作者團(tuán)隊(duì)最新研究成果, 其余各章也融Ⅲ入了團(tuán)隊(duì)多年來(lái)的研究成果和心得。
感謝博士生劉力萌參與本書編寫過(guò)程中的大量資料整理和文字編輯工作。感謝碩士生邱旸、邱亮、趙磊、王炎、郝明星、林娜、陶濤、郭洪奎等為本書翻譯了大量資料和案例。
感謝中心曹國(guó)忠、孫建廣、陳子順、江屏、趙文燕等老師對(duì)本書內(nèi)容提供了大量資料和建議。
最后感謝我們的導(dǎo)師檀潤(rùn)華教授對(duì)我們成長(zhǎng)過(guò)程中的悉心指導(dǎo)和對(duì)本書的大力支持。
本書獲得國(guó)家自然科學(xué)基金“ 機(jī)遇驅(qū)動(dòng)的機(jī)械產(chǎn)品突破性創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法研究”
(51675159), 河北省社會(huì)科學(xué)項(xiàng)目“ 我省科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力培育對(duì)策研究”
(HB17GL035) 的支持。同時(shí)獲得河北省高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“提升工科類本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)模式研究”(2016GJJG030) 和“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系研究” (2012GJJG004) 的支持。
編 者Ⅳ
前言
第1 篇 創(chuàng)新設(shè)計(jì)概論篇
第1 章 緒論 3
1. 1 創(chuàng)新概述 3
1. 2 問(wèn)題及其解決原理 5
1. 3 設(shè)計(jì)與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 12
1. 4 本課程的性質(zhì)、任務(wù)和研究?jī)?nèi)容 14
1. 5 創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究展望 18
思考題 18
第2 章 產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法學(xué)概述 19
2. 1 概述 19
2. 2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程及理論簡(jiǎn)介 21
2. 3 典型創(chuàng)新思維簡(jiǎn)介 26
2. 4 常見(jiàn)的創(chuàng)新技法簡(jiǎn)介 30
思考題 38
第3 章 TRIZ 概述 40
3. 1 創(chuàng)新的規(guī)律性 40
3. 2 TRIZ 簡(jiǎn)史 41
3. 3 TRIZ 解決問(wèn)題的基本原理 42
3. 4 TRIZ 理論體系 43
3. 5 TRIZ 基本概念 44
思考題 48
第2 篇 問(wèn)題分析工具篇
第4 章 功能分析 51
4. 1 功能結(jié)構(gòu) 51
4. 2 物質(zhì)-場(chǎng)模型和功能表達(dá) 60
4. 3 功能模型分析 61
4. 4 案例分析: 快速切斷閥的功能模型 64
思考題 67
第5 章 因果分析與沖突區(qū)域確定 68
5. 1 因果分析與沖突區(qū)域概述 68
5. 2 常用因果分析工具 69
5. 3 基于根原因分析的最終沖突區(qū)域確定 72
思考題 78
第6 章 理想解分析 79
6. 1 理想化 79
6. 2 理想化水平 80
6. 3 理想解與最終理想解 80
6. 4 理想解分析的過(guò)程 82
思考題 84
第7 章 資源分析 85
7. 1 概述 85
7. 2 資源分類 86
7. 3 資源分析方法 93
7. 4 案例分析 96
思考題 98
第8 章 TRIZ 中的思維工具 99
8. 1 九窗口法 99
8. 2 空間-時(shí)間-成本算子 100
8. 3 聰明小人法 101
思考題 103
第3 篇 發(fā)明問(wèn)題求解工具篇
第9 章 效應(yīng)知識(shí)庫(kù) 106
9. 1 效應(yīng) 106
9. 2 效應(yīng)應(yīng)用范例 108
9. 3 效應(yīng)知識(shí)庫(kù)及應(yīng)用過(guò)程 110
Ⅴ
9. 4 案例分析: 快速切斷閥的改進(jìn)設(shè)計(jì) 111
思考題 113
第10 章 技術(shù)沖突解決理論 114
10. 1 沖突及其分類 114
10. 2 技術(shù)沖突的通用化 115
10. 3 發(fā)明原理 118
10. 4 沖突矩陣和技術(shù)沖突解決過(guò)程 162
10. 5 案例分析 164
思考題 166
第11 章 物理沖突解決理論 168
11. 1 物理沖突 168
11. 2 分離原理 169
11. 3 案例分析 173
思考題 175
第12 章 物質(zhì)-場(chǎng)模型及其變換規(guī)則 176
12. 1 物質(zhì)與場(chǎng) 176
12. 2 物質(zhì)-場(chǎng)模型的類型 178
12. 3 物質(zhì)-場(chǎng)變換規(guī)則 180
思考題 186
第13 章 標(biāo)準(zhǔn)解 187
13. 1 概述 187
13. 2 76 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解 187
13. 3 標(biāo)準(zhǔn)解應(yīng)用過(guò)程 196
13. 4 案例分析: 昆蟲危害糧食的問(wèn)題 198
思考題 200
第14 章 裁剪 201
14. 1 概述 201
14. 2 裁剪規(guī)則和啟發(fā)式裁剪問(wèn)句 202
14. 3 裁剪對(duì)象選擇 205
14. 4 裁剪過(guò)程 208
14. 5 案例分析 210
思考題 214
第4 篇 目標(biāo)導(dǎo)向工具篇
第15 章 產(chǎn)品技術(shù)成熟度及其預(yù)測(cè) 216
15. 1 產(chǎn)品技術(shù)成熟度 216
15. 2 產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測(cè)方法 219
15. 3 案例分析 224
思考題 225
第16 章 技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化定律和進(jìn)化
路線 226
16. 1 概述 226
16. 2 技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化定律與進(jìn)化路線 227
16. 3 技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的四個(gè)階段 237
16. 4 技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化理論的應(yīng)用 238
16. 5 案例分析 240
思考題 241
第17 章 需求進(jìn)化 242
17. 1 需求的定義 242
17. 2 需求工程 242
17. 3 需求演變模型 244
17. 4 需求進(jìn)化定律 247
思考題 248
第5 篇 設(shè)計(jì)流程與軟件工具篇
第18 章 發(fā)明問(wèn)題解決的流程 252
18. 1 概述 252
18. 2 TRIZ 解決發(fā)明問(wèn)題的流程 252
18. 3 ARIZ 算法 256
18. 4 案例分析: 織物印染系統(tǒng) 263
思考題 267
第19 章 計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新軟件———
InventionTool 系列軟件簡(jiǎn)介 269
19. 1 概述 269
19. 2 計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新原理 269
19. 3 基于CAI 的輔助創(chuàng)新原理 273
19. 4 InventionTool 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 275
19. 5 工程案例: 基于CAI 技術(shù)的蝶閥密封
結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì) 279
思考題 284
第6 篇 創(chuàng)新設(shè)計(jì)知識(shí)拓展篇
第20 章 專利申請(qǐng)與規(guī)避 286
Ⅵ
20. 2 專利申請(qǐng)書格式與內(nèi)容簡(jiǎn)介 286
20. 3 專利申請(qǐng)一般策略 287
20. 4 專利侵權(quán)的判定 288
20. 5 專利規(guī)避基本知識(shí) 291
20. 6 專利規(guī)避案例分析 293
思考題 296
附錄 297
附錄A TRIZ 名詞中英文對(duì)照及解釋 297
附錄B 常用物理效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng) 300
附錄C 發(fā)明專利請(qǐng)求書格式 303
附錄D 沖突矩陣(見(jiàn)文后插頁(yè))
參考文獻(xiàn) 305
書單推薦
