創(chuàng)新設(shè)計(jì)是解決發(fā)明問題的創(chuàng)新方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程相結(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)過程。本書以發(fā)明問題解決理論－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)問題、分析問題和創(chuàng)造性解決問題的系統(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，按照解決問題的流程系統(tǒng)介紹發(fā)明問題的發(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；分析問題工具；發(fā)明問題解決工具；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)過程, 以問題形成、分析和求解過程為主線, 以發(fā)明問題解決理論(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、問題分析工具篇、發(fā)明問題求解工具篇、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)多年來的研究成果和心得。
感謝博士生劉力萌參與本書編寫過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)用過程 196
13. 4 案例分析: 昆蟲危害糧食的問題 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)式裁剪問句 202
14. 3 裁剪對(duì)象選擇 205
14. 4 裁剪過程 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)明問題解決的流程 252
18. 1 概述 252
18. 2 TRIZ 解決發(fā)明問題的流程 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(見文后插頁)
參考文獻(xiàn) 305
書單推薦
