基于triz和可拓学技术创新理论与方法的研究

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1、西南交通大学博士研究生学位论文第1页摘要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

2、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

3、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，建立了一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

4、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第1I页西南交通大学博士研究生学位论文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

5、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；发明问题解决理论；矛盾系统；发明原理；理想化水平；形式化；可拓变换西南交通大学博士研究生学位论文第lIf页AbstractTRIZisas乜uctlu．edtechnologicalinnovationmethodbasedonknowledge，anditconsidersresolvingcontradict

6、ionasthefundamentalcharacteroftheinventionandinnovation．Itisnotveryeasytousethismethodinpractice，duetoitsabstractionandvagueness．ManyTRIZexpertshavemadeanefforttoimproveTRIZ，inthehopeofincreasingitsoperatability．OTSMandUSITarethemosttwopopularmodeminnovationmethodsinthe

7、worldatpresent，bothofwhichproposingaformalizedanalyticalframeworkandtheprocedureandmethodologyofinventiveproblemsolving．Thesemodeminnovationmethods，however,havesomeobviousdefects．Oneofthemlackstheclearproblemsolvingapproaches，andtheother,dealingwithonlyonesmallportionof

8、inventiveproblemtypes，couldnotprovideauniformproblemmodelbasedontheformalizedanalyticalframework．Extenics，whic