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摘 要：创新设计理论也叫做TRIZ理论,是目前设计中的核心,在机械产品创新设计中被广泛应用,可以体现企业的竞争实力.这篇论文主要讲述了RTIZ理论起源以及发展、各种冲突的概念以及解决措施.以实例说明RTIZ理论在机械产品创新设计中的作用.最后,针对RTIZ理论如何在国内制造企业进行推广,提出了策略.
关 键 词：TRIZ理论,创新设计,机械产品,
二十一世纪全世界范围内机械产品激烈竞争,各个国家都很重视如何提高产品的设计水平,增强其竞争实力.而产品设计最主要的目标就是对产品进行创新,满足消费者的需要并且占据市场更重要的位置,所以,要想增强机械产品自身的竞争实力,最根本的途径就是重视创新设计.创新设计理论又叫做TRIZ理论,是设计的核心理论,目前已经在机械产品创新设计中被广泛应用,可以提现企业的核心竞争力.1946年,前苏联G.S.Altshuller创立了TRIZ理论,指的是发明问题的解决理论.以这个理论为基础,军事工业得到了很大的发展.二十世纪九十年代开始流入美欧,在某些企业当中开始应用并且推广,取得了很多发明专利,随之也产生了经济效益,当很多国家兴起了TRIZ理论研究和推广的热潮.1998年之后,TRIZ理论开始在中国出现,不少科研机构把TRIZ理论作为技术创新的首选,积极的进行探索.这篇论文主要是探讨TRIZ理论主要内容以及在机械产品创新设计中的应用.
1.TRIZ理论基本内容概述
TRIZ理论的观点是,发明问题的关键是解决冲突,而解决冲突需要遵守相关的原则：对系统的某个零部件或者性能进行改进时,不可以影响到系统或者相邻的其他零部件以及性能.冲突主要包括技术冲突和物理冲突,物理冲突指的是如果对一子系统出现相反的要求时所出现的冲突,系统的某个部分同一时间出现两种相反的状态,主要是由一个参数造成的.技术冲突的含义是系统的某个部分性能增强造成了有害以及有用两种结果,也可以理解为有益作用被引入或者有害作用被消除,造成其他的一个或者几个子系统性能降低,这种问题主要是由两个参数造成的.
G.S.Altshuller在理论当中提出了四十条冲突解决原理,也就是发明原理以及冲突解决矩阵的含义,各种领域的相互冲突的特性通过高度的概括,抽象成为三十九个技术特性参数（也叫做通用工程参数）,矩阵中的行代表冲突恶化的参数,列代表冲突改善的参数.针对技术冲突,可以以冲突矩阵为基础,找到对应的发明原理,从而找到解决问题的办法；针对物理冲突,通常利用分离原理了可以找到解决办法,发明原理和分离原理之间具有一定的关系,一条分离原理,可以对应很多条发明原理.
2.TRIZ理论在机械产品创新设计中应用
2.1.TRIZ理论在机械创新设计中应用的步骤程序
将TRIZ理论应用到机械创新设计当中,主要的步骤是：对机械系统问题进行分析,明确关键的技术功能,找到造成系统中问题的参数,对冲突的类型进行判断.如果系统中的问题主要是由一个参数造成的,属于物理冲突；如果是由两个参数造成的,属于技术冲突.可以通过分离原理解决物理冲突,对分离方法进行确定,包括时间分离、空间分离、整体和部分的分离、基于条件的分离,根据实际的分离原理和解决冲突的发明原理的对应关系,找到解决问题的办法.技术冲突,第一步要确定恶化技术特性参数和改善技术特性参数,再以冲突矩阵为基础,找出对应的发明原理,从而找出解决问题的办法.最后,把推荐的对应的发明原理应用的具体的问题上,对每一个原理在具体问题上的实现和应用进行探讨.
2.2.呆扳手的创新设计案例
设计初期的呆扳手在松开或者拧紧六角螺母或者螺栓时,因为螺母或者螺栓受力点在两条棱边,很容易变形,因此无论是松开还是拧紧都比较困难.而新的设计需要避免原来设计当中的缺陷.后来美国一项以冲突矩阵为基础的专利解决了这个问题.这个专利是从三十九个通用工程参数当中选择一对特性参数：1）提高质量的参数：物体所产生的有害因素,可以对螺母或者螺栓减少磨损.2）可以造成负面影响的参数：制造精度,全新的改进有可能造成制造的困难.然后把上面的两个参数代进冲突矩阵,可以&#
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通过这个实例可以说明,机械产品的某些参数或者特性进行改进之后会造成其他参数和特性的恶化,可以通过冲突矩阵来解决这种技术冲突,这说明在机械产品设计当中应用TRIZ理论时具有价值的.
2.3.某飞机的航空发动机引擎罩的创新设计案例
某飞机的航空发动机引擎罩在设计时,表现出来的技术冲突是：一方面希望发动机可以吸入较多的空气,另一方面又希望发动机罩和地面之间的距离可以不减少.把它转化为物理冲突：应该将发动机罩的直径加大,这样有利于吸入空气,但是直径又不宜过大,避免机罩和路面的距离减少.
这个物理冲突可以用空间分离原理进行解决.空间分离所对应的发明原理当中有No.4不对称原理.根据这个原理,可以把原来的对称设计变更为不对称的设计.如下图所示.
图1：发动机罩改进设计方案示意图
3.结束语
中国的机械产品比较落后、缺乏技术创新力量、市场比较低迷,主要是因为企业缺乏适应市场需要的新产品开发以及技术创新的能力和机制.尤其是国内很多中小型企业资金匮乏、开发新产品的能力比较差,亟需相关新产品开发技术的支持.而TRIZ理论可以推动技术创新在机械产品设计中的应用.
作者简介：董海明,男,1991年2月出生,本科,主要从事机械设计制造及其自动化方面工作.
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