内容简介
产品创新需要方法,苏联的TRIZ(发明问题解决理论)是世界级的产品创新方法。《TRIZ及应用:技术创新过程与方法》从介绍TRIZ的基本概念出发,系统论述了需求进化、产品技术成熟度预测、技术进化、冲突发现及解决、标准解与效应、ARIZ(发明问题解决算法)、失效预测、TRIZ与其他方法的集成过程与方法、计算机辅助创新设计、系统化创新过程与方法,并提供了很多工程实例,从而构成了完整的TRIZ知识体系。《TRIZ及应用:技术创新过程与方法》给出了发现问题的方法,并为产品创新过程中出现的困难问题提供解决方案,支持企业技术与产品创新。《TRIZ及应用:技术创新过程与方法》特别适合于企业创新工程培训、创新团队建立,也适合于企业研发人员、管理人员、工科研究生、本科高年级学生、MBA学生参考。
作者简介
檀润华,男,1958年生,博士,教授、博士生导师。现任河北工业大学副校长、河北省制造业创新方法工程技术研究中心主任、IFIP(国际信息处理联合会)WG5.4(计算机辅助创新组织)副主席(亚洲)、中国机械工程学会理事、机械设计分会设计理论与方法专委会理事长、TRIZ研究会理事长、河北省机械工程学会理事长、河北省CAD研究会理事长。
内页插图
目录
第1章 绪论
1.1 概述
1.2 问题及分类
1.2.1 问题的提出
1.2.2 问题的定义
1.2.3 问题的分类
1.2.4 通常问题与发明问题
1.3 问题解决
1.3.1 问题解决的定义
1.3.2 问题解决的过程
1.3.3 创新技法
1.3.4 创新技法的进化
1.4 发明问题解决理论
1.4.1 TRIZ的发展简史
1.4.2 TRIZ的体系结构
1.4.3 TRIZ的研究现状
1.4.4 TRIZ的发展方向
1.5 本章小结
本章主要参考文献
第2章 基本概念
2.1 概述
2.2 功能
2.2.1 功能的概念
2.2.2 功能模型的建立
2.2.3 功能分类
2.3 理想解
2.3.1 理想化
2.3.2 理想化水平
2.3.3 理想解与最终理想解
2.3.4 理想解的确定及应用
2.4 创新分级
2.4.1 试验纠错法
2.4.2 新概念分级
2.5 可用资源
2.5.1 发明资源
2.5.2 进化资源
2.5.3 资源利用
2.6 物质-场模型
2.6.1 物质-场概念与符号
2.6.2 物质-场特性
2.7 克服思维惯性
2.7.1 窗口方法
2.7.2 尺寸-时间-成本(DTC)方法
2.7.3 聪明小人方法
2.8 本章小结
本章主要参考文献
第3章 需求进化定律
3.1 概述
3.2 需求定义及其分类
3.3 需求进化定律系统
3.3.1 用户需求实现系统
3.3.2 需求进化五定律
3.4 需求预测
3.4.1 新需求预测原理
3.4.2 已有产品需求预测
3.4.3 面向未来产品的需求预测
3.5 用户需求表达
3.5.1 产品指标及其定义
3.5.2 目标指标的建立
3.6 本章小结
本章主要参考文献
第4章 产品技术成熟度预测技术
4.1 概述
4.2 生命周期
4.2.1 产业生命周期理论
4.2.2 产品生命周期
4.2.3 技术生命周期
4.2.4 技术与产品生命周期
4.2.5 S-曲线
4.3 TRIZ中的S-曲线及技术成熟度预测
4.3.1 分段S-曲线
4.3.2 技术成熟度预测
4.3.3 基于专利分析的技术成熟度预测
4.3.4 TMMS的预测模型
4.4 多流束机械式热量表的技术成熟度预测
4.4.1 基于专利分析的技术成熟度预测的步骤
4.4.2 机械式热量表专利分析
4.4.3 热量表技术成熟度预测
4.5 蝶阀的技术成熟度预测
4.6 本章小结
本章主要参考文献
第5章 技术进化定律
5.1 概述
5.2 技术进化阶段
5.2.1 技术系统的诞生及进化
5.2.2 产品进化的四个阶段
5.3 技术进化系统
5.3.1 技术进化系统的组成
5.3.2 技术进化定律与进化路线
5.4 技术进化潜力
5.5 产品概念形成顺序过程模型
5.6 技术进化实例
5.6.1 蝶阀的技术进化
5.6.2 带式输送机的技术进化
5.6.3 场控镜头
5.7 本章小结
本章主要参考文献
第6章 产品设计中的冲突及发现方法
6.1 概述
6.2 冲突及其分类
6.2.1 技术发展过程中的冲突
6.2.2 TRIZ中的冲突分类
6.2.3 产品设计中的冲突实例
6.3 技术冲突的通用化
6.3.1 通用工程参数
6.3.2 技术冲突一般化实例
6.4 物理冲突
6.5 技术冲突与物理冲突
6.6 发现冲突的方法
6.6.1 基于物质一场分析的冲突确定
6.6.2 基于QFD的冲突确定
6.6.3 基于公理设计(AD)的冲突确定
6.6.4 约束理论(TOC法)
6.7 本章小结
本章主要参考文献
第7章 冲突解决理论
7.1 概述
7.2 技术冲突解决理论
7.2.1 发明原理
7.2.2 冲突矩阵
7.2.3 技术冲突问题解决过程
7.2.4 技术冲突解决工程应用
7.3 物理冲突解决理论
……
第8章 76个标准解
第9章 基于效应的功能设计
第10章 ARIZ算法
第11章 失效预测原理
第12章 集成型概念设计过程模型
第13章 计算机辅助创新设计
第14章 系统化创新过程模型
附录
精彩书摘
(1)定义问题解决问题的第一步首先应定义感兴趣的待解决问题。设计者或企业有关人员,要决定希望取得什么结果并记录下来。人们头脑中经常会产生一些问题的设想,如果没有显然的解决方案,很快就忘记了,因此应该记录下希望解决的问题以及希望得到多少结果。不仅要记录问题,还要检查问题是否正确或有意义。通过检查回答主流问题,而不是问题的一个侧面,也不是一个具有显然答案的问题。
(2)分析问题问题解决的第二步是检查现在的位置、问题情境、问题所包含的内容等。如什么是当前产品、服务、过程的效益,如何与目前的发展相匹配,实施问题的答案是否特别重要。还应制订一系列限制条件评估可能的解,以确定解能否正常发挥作用。该步骤的主要作用是确定目前的情景及需要改变的内容。
完成分析问题之后,要返回第一步,确认问题的定义仍然是有效的,有时会发现人们最初提出的问题不是要解决的根本问题。
(3)产生可能的解采用头脑风暴法等创新技法,帮助问题解决团队发现尽可能多的问题解决设想。该阶段不应对任何设想进行评价,而将所产生的每个设想都作为新设想。
(4)分析解研究潜在解的各种影响因素,记录与每个解有关系的要点。该阶段不进行解的评价,主要是发现解的优点,特别是独一无二的优点。这些优点对未来发展设想具有重要作用。
……
前言/序言
全世界的企业都在参与市场竞争,每年开发出的能成功进入市场的新产品是企业在竞争中取胜的关键。新产品是创新的结果。产品创新包含模糊前端、新产品开发及商品化三个阶段,每个阶段都存在很多问题需要解决。依据经验能够解决其中的一些问题,但不能解决困难问题或发明问题,这些问题形成了产品或过程创新的障碍。TRIZ被称为发明问题解决理论,能帮助企业研发人员解决困难问题,从而排除产品或过程创新中的障碍。在我国的企业中推广应用TRIZ,对提高自主创新能力与市场竞争力意义重大。
近年来,为配合科技部科研条件与财务司所推进的创新方法工作,我应约参加过多次各级政府、企业、研究院所举办的以.FRIZ为核心的技术创新方法讲座,包括由中国科学院联想学院、航天五院、移动通信中央研究院、海尔集团中央研究院、一汽轿车公司、中国科协、广东省、黑龙江省、陕西省、内蒙古自治区、天津市、河北省、厦门市等举办的讲座。同时,我还承担了国家创新方法师资班,黑龙江省、天津市及河北省的创新工程培训班的培训工作。
好的,这是一本关于复杂系统优化与高级决策理论的图书简介,完全不涉及TRIZ方法论及其相关内容。 --- 《系统涌现与非线性规划:面向复杂工程挑战的决策框架》 图书简介 一、 核心主题与理论基石 本书深入探讨了在高度耦合、信息不完全和动态变化的复杂工程与管理系统中,如何实现最优化的资源配置、风险最小化及目标趋近。不同于传统的线性规划和纯粹的统计建模,本书将焦点置于系统涌现特性(System Emergence)的捕获与驾驭上,尤其关注那些源自组件间复杂交互而产生的、不可简化为个体行为之和的宏观现象。 本书的理论基石建立在随机过程理论、信息论的深度应用,以及对复杂适应系统(CAS)的数学描述之上。我们摒弃了对“完美信息”的假设,转而构建了能在噪声和不确定性中识别潜在最优解的框架。重点研究的领域包括:动态系统中的相变点预测、多模态反馈回路对系统稳定性的影响,以及如何利用贝叶斯更新机制应对环境的突变。 二、 关键内容模块详解 模块一:复杂性度量与结构分解 本模块首先界定了“复杂性”的定量含义,超越了简单的变量数量。我们引入了有效信息量(Effective Information Content, EIC)和结构熵(Structural Entropy)的概念,用以衡量系统内部信息流的密度与冗余度。随后,详细阐述了如何运用网络拓扑分析(Network Topology Analysis),特别关注小世界效应(Small-World)和无标度网络(Scale-Free)结构在工程系统中的隐式构建。这部分内容提供了识别系统中关键“枢纽节点”(Critical Hubs)和“弱连接”(Fragile Links)的数学工具,这些节点和连接是系统韧性(Resilience)的关键所在。 模块二:动态系统中的非线性优化 在模块二中,我们转向了实际的优化难题。面对的优化目标不再是单一的最小值或最大值,而是多目标冲突下的帕累托前沿(Pareto Frontier)的动态演化。本书详尽介绍了多智能体系统(Multi-Agent Systems, MAS)中的去中心化优化策略,例如基于共识算法(Consensus Algorithms)的协同决策方法,以及如何利用强化学习(Reinforcement Learning)的先驱模型——例如基于价值迭代的动态规划——来训练代理者在实时反馈中逐步收敛至次优稳定状态。特别强调了约束满足优化(Constraint Satisfaction Optimization, CSO)在高维、非凸搜索空间中的应用。 模块三:信息不完全性与鲁棒决策 现实世界的决策几乎总是在信息缺失或延迟的情况下进行的。本模块的核心是不确定性下的决策理论(Decision Making Under Uncertainty, DMU)。我们深入探讨了鲁棒优化(Robust Optimization, RO)与随机鲁棒优化(Stochastic Robust Optimization)的区别与联系。不同于仅仅考虑最坏情况的传统鲁棒方法,本书更侧重于利用区间不确定性集(Interval Uncertainty Sets)对输入参数进行建模,并建立在保守性与效率之间取得平衡的决策指标。此外,还引入了决策树的概率剪枝技术,用于高效处理大规模概率事件树的计算瓶颈。 模块四:系统演化与控制的涌现视角 收尾部分,本书将视角拉高至系统整体的演化路径。重点分析了自组织临界性(Self-Organized Criticality, SOC)在基础设施故障模式中的体现,即系统倾向于在不经意间演化到临界状态,从而极易受到微小扰动引发的级联效应。最后,我们提出了基于模式识别的控制策略(Pattern-Recognition Based Control),这类策略不依赖于精确的系统微分方程,而是通过识别系统状态空间中的特定吸引子(Attractors)和循环路径,实施定性的、高层级的干预,以引导系统脱离不良的涌现状态。 三、 适用读者与贡献 本书旨在为从事航空航天、大规模能源网络、复杂制造流程管理、金融市场建模及高级运筹学研究的研究人员、高级工程师和决策分析师提供一套严谨、前沿的理论工具箱。它要求读者具备扎实的微积分、线性代数以及概率论基础。 本书的独特贡献在于,它提供了一种从“组件”思维转向“连接与涌现”思维的范式转变,使读者能够设计出不仅在正常运行条件下表现良好,更能在面对突发、非线性冲击时展现出内在韧性的复杂系统。它提供的是一套应对未知挑战的结构化思维框架,而非针对特定问题的即插即用算法。 ---