基于TRIZ和可拓学的技术创新理论与方法研究

发布时间：2017-03-23 14:12

  本文关键词：基于TRIZ和可拓学的技术创新理论与方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：TRIZ理论是一种基于知识的结构化技术创新方法,它认为发明创新的根本特征就是消除矛盾。然而,由于TRIZ理论具有高度的抽象性和模糊性,实际应用该理论并非易事。为此,许多TRIZ专家对经典TRIZ理论进行了完善与改进,使其更具可操作性。其中,OTSM理论和USIT理论是目前国际上最为流行的两种现代技术创新方法。这些理论都构建了专门的发明创新问题形式化分析框架,并提出了相关的发明创新问题解决流程与方法。但是,这些现代技术创新方法或者缺乏清晰的问题解决工具,或者缺乏统一的形式化问题模型,而且仅仅针对一小部分发明创新问题。可拓学是中国的原创科学,它是一门以形式化方式专门研究矛盾问题解决一般方法的新理论,但目前该理论很少应用于技术创新领域。为解决经典TRIZ理论存在的抽象性和模糊性问题,并弥补当前现代技术创新方法的不足之处,本研究尝试建立一种基于可拓学和TRIZ理论的技术创新理论与方法。 首先,应用OTSM理论ENV分析框架与可拓学OCV分析框架之间的对应关系,将OTSM理论中的矛盾系统转换成为一种特殊的可拓学对立问题蕴含系。在此基础上通过对若干经典创新案例的剖析,提出了一种基于可拓学和TRIZ理论的矛盾系统消除机理。该机理包括应用转换桥方法直接解决对立问题,取定某个控制参数量值将问题变换成为约束条件下的不相容问题,以及对目标进行变换采用迂回的方法解决某个上位不相容问题等路径,并应用某保险公司保险费率自动计算器开发问题详细说明了这一机理的应用方法。 其次,根据功能属性分析法的功能定义,结合TRIZ理论的物场分析法,建立了种基于可拓学与物场分析法的功能实现模型。应用该模型可以明确分析实现某项功能涉及到的关键特征与量值,并可结合可拓变换和76个标准解法为功能问题提供可行解决方案。同时,运用可拓学的物元分析模型,对TRIZ创造性解决方案中经常涉及的资源概念进行了区分,并在此基础上初步构建了一种TRIZ资源应用的新方法。此外,为了降低TRIZ理论40条发明原理的抽象性和模糊性,明确揭示各条发明原理涉及的核心变换及其操作元素,提出了一种基于可拓变换的TRIZ发明原理表述方式。应用该方式不仅有助于提高40条发明原理的可操作性,而且可以挖掘某些发明原理之间深层次的相似性。 最后,针对当前TRIZ理论商式理想化水平表述方式同发明创新矛盾消除过程及技术系统进化理论等工具互相脱节,且无法处理不同量纲的缺陷,综合运用可拓学的物元分析模型和格序理论,提出了一种基于格论和海塞图的理想化水平表述方式,该表述方式不仅可以消除现有商式公式的缺陷,而且可以与技术系统进化理论有机结合起来,从而在一定程度上构建了TRIZ理论矛盾解决、技术进化与理想化水平等核心工具之间的内在逻辑关联关系。
【关键词】：技术创新方法 可拓学 发明向题解决理论 矛盾系统 发明原理 理想化水平 形式化 可拓变换
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：F062.4;F224
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 绪论13-33
• 1.1 研究的背景和意义13-17
• 1.1.1 研究背景13-14
• 1.1.2 研究动机14-17
• 1.1.3 研究意义17
• 1.2 国内外研究现状17-28
• 1.2.1 经典TRIZ理论的应用研究17-18
• 1.2.2 关于技术领域矛盾本质及其解决方式的研究18-20
• 1.2.3 关于理想度水平的形式化研究20-21
• 1.2.4 关于经典TRIZ论的改进研究21-23
• 1.2.5 关于包含复杂矛盾情形问题的研究23-25
• 1.2.6 关于TRIZ理论与需求导向设计理论的集成研究25-26
• 1.2.7 关于TRIZ物场分析法及资源应用的研究26-27
• 1.2.8 关于可拓学与TRIZ理论关系的研究27
• 1.2.9 简要评价27-28
• 1.3 课题研究目标、研究内容、拟解决的关键问题28-30
• 1.3.1 研究目标28-29
• 1.3.2 研究的主要内容29
• 1.3.3 拟解决的关键问题29-30
• 1.4 拟采取的研究方法与技术路线30-31
• 1.4.1 拟采取的研究方法30-31
• 1.4.2 技术路线31
• 1.5 课题的创新性31-33
• 第2章 基于TRIZ的三种技术创新方法比较分析33-45
• 2.1 国际主流技术创新方法的比较分析及其启示33-43
• 2.1.1 国际主流技术创新方法产生背景及其理论基础比较分析34-36
• 2.1.2 主流技术创新方法分析框架和主要工具36-40
• 2.1.3 主流技术创新方法操作流程比较分析40-42
• 2.1.4 主流技术创新方法综合比较分析及其启示42-43
• 2.2 OTSM与USIT两种新型技术创新方法的缺陷43-44
• 2.3 本章小结44-45
• 第3章 基于可拓学的TRIZ矛盾系统模型与解决机制研究45-90
• 3.1 可拓学理论解决矛盾系统问题的必要性与适应性46-51
• 3.1.1 最优化方法对于OTSM-TRIZ矛盾系统的非适用性分析46-47
• 3.1.2 约束满足问题(CSP)分析方法对于解决矛盾系统的非适用性分析47-49
• 3.1.3 TRIZ矛盾解决工具的缺陷49-51
• 3.2 基于可拓学的TRIZ矛盾系统基本模型51-56
• 3.2.1 应用可拓学分析和解决TRIZ矛盾系统的可行性51-53
• 3.2.2 基于可拓学的矛盾系统模型53-56
• 3.3 基于TRIZ和可拓学的矛盾系统解决机制分析—以若干经典创新案例为例56-72
• 3.3.1 基于现有可拓学方法的矛盾系统解决思路56-58
• 3.3.2 经典创新案例矛盾系统解决方法剖析58-72
• 3.4 基于可拓学和TRIZ理论的矛盾系统消除一般机理与操作流程72-74
• 3.5 个人抵押贷款保险费用自动计算程序开发案例74-88
• 3.6 本章小结88-90
• 第4章 TRIZ40条发明原理的可拓变换表述形式研究90-106
• 4.1 可拓变换、基本变换和传导变换的内涵91-93
• 4.2 TRIZ40条发明原理的可拓变换表述形式93-105
• 4.2.1 相关符号说明93-94
• 4.2.2 40条发明原理的可拓变换形式94-104
• 4.2.3 讨论104-105
• 4.3 本章小结105-106
• 第5章 基于可拓学的物场分析功能模型和资源模型106-123
• 5.1 基于可拓学的TRIZ物场分析模型106-112
• 5.1.1 基于可拓学与TRIZ物场分析的功能模型106-107
• 5.1.2 基于可拓学与TRIZ物场分析的功能模型应用107-111
• 5.1.3 基于可拓学功能模型与铁磁效应的现代科学效应应用机理111-112
• 5.2 基于可拓学与TRIZ理论的资源分析方法112-122
• 5.2.1 基于可拓学基元分析的资源定义114-115
• 5.2.2 基于可拓学的资源搜索算法与应用方式115-117
• 5.2.3 资源与其他解题工具的综合应用方式117
• 5.2.4 资源应用案例分析117-122
• 5.3 本章小结122-123
• 第6章 基于格论和TRIZ技术进化理论的理想化水平表述方式123-133
• 6.1 问题的提出123-125
• 6.2 基于格论的理想化水平表述方式125-129
• 6.2.1 格论概念简介125-126
• 6.2.2 基于格论的技术系统理想化水平表述方式126-129
• 6.3 基于格论的理想化水平表述方式的应用129-131
• 6.3.1 理想化水平的提升方法129-130
• 6.3.2 “反常案例”的直观解释130
• 6.3.3 技术进化S曲线-理想化水平变化关系分析130-131
• 6.4 本章小结131-133
• 结论133-136
• 1.研究的主要结论133-134
• 2.研究的主要创新点134-135
• 3.研究的不足之处及进一步研究方向135-136
• 致谢136-137
• 参考文献137-148
• 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果148

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 刘训涛;曹贺;徐鹏;李海燕;;TRIZ理论实验与实践教学改革探索[J];实验室研究与探索;2013年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 胡修鑫;TRIZ理论在注塑模具创新设计中的应用[D];内蒙古科技大学;2013年

2 翟章宇;论破解矛盾的辩证方法[D];长安大学;2013年

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本文编号：263897