淺談TRIZ理論在大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽中的應(yīng)用

田川 董歡歡

摘 要：機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽對大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)意義重大。針對當(dāng)前參賽過程中暴露出的主要問題，綜合高水平創(chuàng)新理論TRIZ，對TRIZ理論融入備賽實施過程進(jìn)行了探索研究，以我院第八屆大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽參賽作品為案例進(jìn)行了應(yīng)用分析。明確了TRIZ理論的應(yīng)用對參賽學(xué)生創(chuàng)新能力的提高、指導(dǎo)創(chuàng)新活動的開展具有重要作用。

關(guān)鍵詞：TRIZ理論；大學(xué)生；機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.206

1 引言

全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽自2004年開始，每兩年舉辦一屆，至今已舉辦到第八屆。該項賽事是踐行和發(fā)展“中國制造2025”戰(zhàn)略提出的“創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”基本方針的重要體現(xiàn)，是實現(xiàn)我國由制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的重要抓手，是培養(yǎng)制造業(yè)創(chuàng)新型人才的重要平臺，中國科學(xué)院院士楊叔子教授曾四論機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽的重要性[1]。

當(dāng)前新技術(shù)、新材料、新方法、新手段、新媒體、新業(yè)態(tài)等不斷涌現(xiàn)，同時，大賽程序、要求更加規(guī)范具體，這使得參賽學(xué)生團(tuán)隊必須接受更大、更激烈的挑戰(zhàn)。在此背景下，參賽學(xué)生，尤其是高職學(xué)生，暴露出了如選題不當(dāng)、能力不足、理念不新、信心不高、協(xié)作不暢等問題[2]。“自主創(chuàng)新，方法先行”，為了切實發(fā)揮“以賽促學(xué)、以賽促教”的目的，提高大學(xué)生創(chuàng)新能力、培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新意識、鍛煉大學(xué)生創(chuàng)新實踐，有必要將先進(jìn)的創(chuàng)新方法和現(xiàn)代設(shè)計理論應(yīng)用于備賽作品的實施過程中，以期更好地指導(dǎo)大學(xué)生開展創(chuàng)新活動。

2 TRIZ理論

TRIZ是俄文“發(fā)明問題解決理論”的縮寫，被喻為打開智慧之門的“金鑰匙”[3]。該方法最早由前蘇聯(lián)科學(xué)家阿奇舒勒于1946年提出。TRIZ理論總體有三大特點：一是基于知識的，即TRIZ理論是在對數(shù)以百萬計的高水平專利文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行的收集整理和歸納提煉，是人類在發(fā)展過程中對創(chuàng)新規(guī)律認(rèn)識的知識結(jié)晶；二是面向人的，即TRIZ理論是特定的創(chuàng)新方法學(xué)，其應(yīng)用主體是受過專門學(xué)習(xí)的人；三是解決發(fā)明問題的系統(tǒng)化方法學(xué)，即TRIZ理論包含了成套的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的工具和方法，各種工具方法互為補(bǔ)充，形成體系。

TRIZ理論常用的方法和工具主要包括：技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則，沖突分析、物場分析、功能分析、ARIZ算法、發(fā)明原理、分離原理、矛盾矩陣、標(biāo)準(zhǔn)解、科學(xué)效應(yīng)庫等。

3 TRIZ理論應(yīng)用于大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽

按時間過程，可將機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽備賽過程分為三個階段：即前期、中期和后期。前期主要進(jìn)行的任務(wù)包括選題、調(diào)研及分析，中期主要進(jìn)行作品的構(gòu)思、設(shè)計、制造、裝配、調(diào)試和改進(jìn)，后期主要是完成作品說明書、申請專利和成果轉(zhuǎn)化。TRIZ理論作為高水平的創(chuàng)新理論體系，重點解決“如何做”的問題。因此筆者認(rèn)為TRIZ理論可應(yīng)用于大賽各個階段，重點可用于第二階段。下面以我院獲第八屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽陜西賽區(qū)三等獎作品“便攜式蘋果采摘器”為例展開論述。

3.1 TRIZ理論應(yīng)用于大賽前期

TRIZ理論應(yīng)用于大賽前期主要是利用TRIZ所提供的系統(tǒng)分析工具，包括技術(shù)進(jìn)化八大法則、技術(shù)進(jìn)化理論S曲線、九屏幕法、STC算子法、最終理想解法等，結(jié)合調(diào)研搜集的資料對擬定的參賽項目進(jìn)行深入分析，研判項目發(fā)展方向，充分考慮現(xiàn)有可用資源，提出切實可行的總體設(shè)計目標(biāo)。針對第八屆大賽主題之一輔助人工采摘機(jī)械，我院參賽團(tuán)隊利用技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則，確定了“輕巧、便攜、自動化或柔性化”為設(shè)計作品的基本目標(biāo)。

3.2 TRIZ理論應(yīng)用于大賽中期

TRIZ理論應(yīng)用于大賽中期主要是利用TRIZ所提供的問題解決工具，包括沖突矩陣、發(fā)明原理、分離原理、效應(yīng)庫、物場模型、標(biāo)準(zhǔn)解、ARIZ算法等對參賽項目實施過程中的具體問題進(jìn)行創(chuàng)新解決。在便攜式蘋果采摘器設(shè)計過程中，遇到諸多沖突問題，如為了提高裝置的可操作性，增加便捷程度，但同時裝置的復(fù)雜程度無形中會因此提高，為此參賽團(tuán)隊利用TRIZ技術(shù)沖突解決原理，查詢沖突矩陣，在維數(shù)變化等原理的支持啟發(fā)下，設(shè)計出了一款整體自動控制、傳遞機(jī)構(gòu)可伸縮、執(zhí)行機(jī)構(gòu)可張和的采摘器，有效解決了相關(guān)矛盾。

3.3 TRIZ理論應(yīng)用于大賽后期

TRIZ理論應(yīng)用于大賽后期主要是指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行專利規(guī)避設(shè)計，在確保不侵權(quán)的前提下，吸收現(xiàn)有專利技術(shù)優(yōu)點，在短時間內(nèi)快速改進(jìn)作品，提高專利申請質(zhì)量，占領(lǐng)技術(shù)產(chǎn)權(quán)高地，為后期成果轉(zhuǎn)化奠定基礎(chǔ)。

4 總結(jié)

沒有機(jī)械就無所謂工業(yè)，沒有創(chuàng)新就無所謂發(fā)展，沒有設(shè)計就無所謂功能。大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽為創(chuàng)新人才的發(fā)掘和培養(yǎng)提供了有力保障。TRIZ理論作為最有效的發(fā)明問題解決方法之一，對創(chuàng)新過程提供了基于邏輯思維的解決模式，使創(chuàng)新過程更加科學(xué)可行。因此，將TRIZ理論等高水平創(chuàng)新設(shè)計方法應(yīng)用于大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽的培訓(xùn)、實踐等是可行的且必要的。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊叔子，彭文生，吳波，吳昌林.四論機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽很重要──紀(jì)念胡錦濤同志在清華大學(xué)建校一百周年慶祝大會上重要講話一周年[J].高等工程教育研究，2013（01）：8-13+65.

[2]劉莉莉.基于TRIZ理論的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力研究[J].學(xué)校黨建與思想教育，2017（14）：73-75.

[3]任工昌，田川，王晨，王宏衛(wèi).基于TRIZ的可重構(gòu)夾具創(chuàng)新設(shè)計研究[J].組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)，2016（03）：131-134.

作者簡介：田川（1990-），男，陜西寶雞人，碩士，助教，主要研究方向：機(jī)械設(shè)計及理論。