创新方法与创新设计-第二章
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创新设计
该方法强调以成熟的技术为基础， 目前常规机械设计方法仍然是机械工 程中的主要设计方法。
各高等工科学校的机械设计教科书 主要讲授这种方法。
例如：轴的结构设计过程
• 按功率计算出轴的 最小直径
• 根据轴上零件的周 向固定和轴向固定
• 查阅设计手册 • 结构设计
2、现代设计方法
现代设计方法强调以计算机为工具，以工程软 件为基础，运用现代设计理念进行的机械设计。
第一节 机器的组成分析
一、机器的组成
原动机
传动机构
工作执行机构
控制系统
机械创新设计的内容主要涉及到机械运动系统
(从机构学的角度看，传动机构和工作执行机构是相同的，二者统称 机械运动系统)
二、原动机
电动机
内燃机
交流电动机（三相，单相） 直流电动机 伺服电动机
汽油机 柴油机
液压马达
一次能源动力机：水力机、风力机
注意与摆动导杆的区别：都是曲柄导杆机构， LBC> LBA,则是转动导杆，否则是摆动导杆机构
同步带传动机构
带传动机构
摩擦轮传动机构 液力传动机构
绳索传动机构
钢丝软轴
特点：
主、从动件的位置具有随意性
专利： 软轴传 动潜水 泵
汽车 传动 软轴
2、连续转动到步进转动的运动变换与实现机构
5.间歇运动机构
第二节 机构及其运动形态分析
要求：明白如果需要某种形式的运动，有 哪些实现方式。为什么采用这种方式？
第二节 机构及其运动形态分析
1、连续转动到连续转动的运动变换与实现机构 2、连续转动到步进转动的运动变换与实现机构 3、连续转动到往复摆动的运动变换与实现机构 4、连续转动到往复直线移动的运动变换与实现机构 5、连续转动到平面运动的变换与实现机构 6、直线移动到直线移动的运动变换与实现机构 7、直线移动到定轴转动或摆动的运动变换与实现机构
技术创新方法与TRIZ理论第二部分
五、技术系统进化的八大法则
20世纪 年代美国 世纪90年代美国Ideation公司将阿奇舒勒系统 个演化阶 公司将阿奇舒勒系统 世纪 年代美国 公司将阿奇舒勒系统4个演化阶 段和8条进化法则加以融合 完善定义为技术系统进化的8 条进化法则加以融合、 段和 条进化法则加以融合、完善定义为技术系统进化的 种法则 1、技术系统的 曲线进化法则； 曲线进化法则； 、技术系统的S曲线进化法则 2、提高理想化水平法则； 2、提高理想化水平法则； 3、子系统不均衡进化导致冲突法则； 、子系统不均衡进化导致冲突法则； 4、增加动态性与可控性法则； 、增加动态性与可控性法则； 5、通过集成以增加系统功能法则； 、通过集成以增加系统功能法则； 6、部件的匹配与不匹配交替出现法则； 、部件的匹配与不匹配交替出现法则； 7、由宏观系统向微观系统进化法则； 、由宏观系统向微观系统进化法则； 8、增加自动化程度减少人的介入法则。 、增加自动化程度减少人的介入法则。
水 银
3
应用原理及解决方案
13、 13、反向作用原理 03、 03、局部质量原理 24、 24、借助中介物原理
4
太空中的锤子
• 结果
太空中的锤子
提出新的2003矛盾矩阵 矛盾矩阵 提出新的
• Darrell Mann从1985年到 年到2002年，对超过 万件 超过15万件 从 年到 年 专利分析、研究和提炼后， 专利分析、研究和提炼后，提出新的矛盾矩阵 Matrix 2003，新增加了 个通用将通用工程参数 ，新增加了9个通用将通用工程参数 由39个至48个。 个 个 • 新增加的 个通用工程参数是： 新增加的9个通用工程参数是 个通用工程参数是： 信息的数量 有害的副作用 易受伤性 兼容性/可连通性 兼容性 可连通性 运行效率 美观 噪音 测量难度 安全性
第二章 2.1 第一课时 不等关系与不等式
24设计》
【训练3】 在例3的方案中，哪种方案用书籍最少？共用多少本？ 解 比较3种方案可知当x＝18时用书籍最少.共用书籍130×18＋90×12＝3 420(本).
25
课前预习
课堂互动
核心素养
@《创新设计》
一、素养落地 1.通过用不等式(组)表示实际问题的不等关系，提升数学抽象素养，通过作差法比
核心素养
@《创新设计》
题型一 用不等式(组) 表示不等关系 提取有效数字，寻找不等关系
【例1】 某钢铁厂要把长度为4 000 mm的钢管截成500 mm和600 mm两种.按照 生产的要求600 mm钢管的数量不能超过500 mm钢管数量的3倍，写出满足所有 上述不等关系的不等式(组). 解 设截得500 mm的钢管x根，截得600 mm的钢管y根. 500x＋600y≤4 000， 根据题意得：3x≥x≥0y且，x∈N， y≥0且y∈N.
@《创新设计》
22
课前预习
课堂互动
核心素养
@《创新设计》
故有三种组建方案：方案一，组建中型图书角18个，小型图书角12个；方案二， 组建中型图书角19个，小型图书角11个；方案三，组建中型图书角20个，小型 图书角10个.
23
课前预习
课堂互动
核心素养
@《创新设计》
规律方法 1.根据实际问题列不等式(组)的关键是通过分析找出问题中的不等关系， 并确定不等号，然后写出不等号两边的代数式. 2.根据实际问题列出不等式(组)，应从是否符合实际意义出发，而不能拘于某一种 形式.
文字语言
过
于
少，不低于
不超过
符号语言
>
<
≥
≤
15
创新方法论智慧树知到课后章节答案2023年下西安理工大学
创新方法论智慧树知到课后章节答案2023年下西安理工大学西安理工大学第一章测试1.福特在设计捷豹牌汽车时，拆看了50多种品牌的汽车，这个例子恰好说明应向（）学习。
A:竞争对手B:科研机构C:销售商D:供应商答案:竞争对手2.华为提倡的“狼”性特征的创新型专业技术人员不应该具有以下什么特征？（）A:凶猛好斗B:不屈不挠、奋不顾身的进攻精神C:群体奋斗D:敏锐的嗅觉答案:凶猛好斗3.创造力对组织而言至关重要的原因是（）。
A:它能提高资源的整合B:它能打开变革和创新之门C:它能有效解决组织问题D:它能促进社会环境条件答案:它能打开变革和创新之门4.创新能力是个别人才拥有的能力。
（）A:错 B:对答案:错5.创新人格不需要进行自我培养。
（）A:对 B:错答案:错第二章测试1.（）是国家创新系统变化和发展的根本动力。
A:经济发展B:创新C:社会文化变化D:政策变化答案:创新2.（）是指首次提出新的概念、方法、理论、工具、解决方案、实施方案等的能力。
A:批判能力B:实践能力C:创造能力D:想象能力答案:创造能力3.杂交水稻这种突破性创新，是（）的结果。
A:袁隆平及创新团队努力B:理论指导C:对理论完全颠覆D:袁隆平个人创新答案:袁隆平及创新团队努力4.如果一个人创新性很强，但知识量不够，其创造力也会很强。
（）A:错 B:对答案:错5.发明创造是智者的专利，是灵感爆发的结果。
（）A:对 B:错答案:错第三章测试1.在创造性解决问题的系统模型中，确定手段这一阶段的目的是确定使解题者基本满意的解决问题的最佳手段。
（）A:错 B:对答案:对2.通过创新来解决实际问题可能是一个漫长的过程。
（）A:错 B:对答案:对3.发现问题比解决问题更重要。
（）A:错 B:对答案:对4.创意的验证过程就是把灵感中产生的思维结果付诸实施，用新的技术方案去固化顿悟引发的创意思维成果。
（）A:错 B:对答案:对5.从心理学角度的创新过程来思考，发现问题并收集资料是哪一阶段的工作？（）A:准备阶段B:验证阶段C:酝酿阶段D:顿悟阶段答案:准备阶段第四章测试1.过于从众会失去独立思考，牺牲人的个性，阻碍人的独创精神。
第二章 2.1.2 一元二次方程的解集及其根与系数的关系2019(秋)数学 必修 第一册 人教B版(新教材)
26
2.1.2 一元二次方程的解集及其根与系数的关系
@《创新设计》
课标要求
素养要求
1.理解判别式的作用，掌握一元二次方
程的解法：因式分解法(包括“十字相乘 通过求一元二次方程的解集及根与系数
法”)，配方法和求根公式法(重点).
关系的应用，提升逻辑推理和数学运算
2.掌握一元二次方程根与系数的关系(韦 素养.
19
课前预习
课堂互动
核心素养
@《创新设计》
一、素养落地 1.通过学习求一元二次方程的解集提升运算素养；通过学习根与系数的关系提升逻
辑推理和数学运算素养. 2.求一元二次方程解集时，先用判别式判定解的情况再求解集. 3.运用根与系数关系时，注意恒等变形和整体代入.
20
课前预习
课堂互动
核心素养
二、素养训练 1.用配方法解下列方程时，配方有错误的是( )
(1)x4－3x2＋2＝0；(2)x＋2 x－1＝0；(3)(x2－x)2－(x2－x)－2＝0. 解 (1)令y＝x2≥0，得y2－3y＋2＝0，∴y＝1或y＝2，即x2＝1或x2＝2，
∴x＝±1 或 x＝± 2. ∴原方程的解集为{－ 2，－1，1， 2}.
(2)令 y＝ x≥0，得 y2＋2y－1＝0， ∴y＝－1＋ 2或 y＝－1－ 2(舍). 从而 x＝－1＋ 2，即 x＝3－2 2， ∴原方程的解集为{3－2 2}. (3)令x2－x＝t，得t2－t－2＝0，∴t1＝－1或t2＝2， 即x2－x＋1＝0 ①或x2－x－2＝0 ② 对①，Δ＝－3＜0，无实数解；对②，易得x＝－1或x＝2，故原方程的解集为{－1，
解 (1)由 Δ＝[－2(k－1)]2－4k2＝4(1－2k)≥0，得 k≤12，即 k 的取值范围是
2.1.2 一元二次方程的解集及其根与系数的关系
@《创新设计》
课标要求
素养要求
1.理解判别式的作用，掌握一元二次方
程的解法：因式分解法(包括“十字相乘 通过求一元二次方程的解集及根与系数
法”)，配方法和求根公式法(重点).
关系的应用，提升逻辑推理和数学运算
2.掌握一元二次方程根与系数的关系(韦 素养.
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课前预习
课堂互动
核心素养
@《创新设计》
一、素养落地 1.通过学习求一元二次方程的解集提升运算素养；通过学习根与系数的关系提升逻
辑推理和数学运算素养. 2.求一元二次方程解集时，先用判别式判定解的情况再求解集. 3.运用根与系数关系时，注意恒等变形和整体代入.
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课前预习
课堂互动
核心素养
二、素养训练 1.用配方法解下列方程时，配方有错误的是( )
(1)x4－3x2＋2＝0；(2)x＋2 x－1＝0；(3)(x2－x)2－(x2－x)－2＝0. 解 (1)令y＝x2≥0，得y2－3y＋2＝0，∴y＝1或y＝2，即x2＝1或x2＝2，
∴x＝±1 或 x＝± 2. ∴原方程的解集为{－ 2，－1，1， 2}.
(2)令 y＝ x≥0，得 y2＋2y－1＝0， ∴y＝－1＋ 2或 y＝－1－ 2(舍). 从而 x＝－1＋ 2，即 x＝3－2 2， ∴原方程的解集为{3－2 2}. (3)令x2－x＝t，得t2－t－2＝0，∴t1＝－1或t2＝2， 即x2－x＋1＝0 ①或x2－x－2＝0 ② 对①，Δ＝－3＜0，无实数解；对②，易得x＝－1或x＝2，故原方程的解集为{－1，
解 (1)由 Δ＝[－2(k－1)]2－4k2＝4(1－2k)≥0，得 k≤12，即 k 的取值范围是
创新创业基础 第二章 创新的源泉及方法
---“创新理论”鼻祖约瑟夫·熊彼特
第一节 创新的源泉
❖ 一、创新的信息来源 ❖ （一）创新的主导源泉
（一）技术创新
（五）组织创新 （四）资源配置创新
主导源泉
（二）产品创新 （三）市场创新
统称技术创新和非技术创新，本章主要讲技术创新
第一节 创新的源泉
❖ （二）技术创新的信息来源
❖ 总结起来，常见的创新来源主要有： ❖ 1.科学技术的新突破（如石墨烯、页岩气技术等）； ❖ 2.现实生活中的矛盾或痛点（如方便打车需求催生了Uber
第一节 创新的源泉
❖ 二、用户、领先用户参与创新
（一）用户创新的概念 用户创新（user innovation）是指用户对其所使用的产品或工艺的创新， 包括为自己的使用目的而提出的新创意、新设想和实施首创的设备、工具 材料、工艺等，以及对制造商提供的产品或工艺的改进。
第一节 创新的源泉
❖ （一）用户创新的概念
； ❖ 8.新知识、新认知（如新零售、数字货币等）； ❖ 9.反常、意外事件（如洛可可创始人贾伟2岁的女儿，一次因开水
太烫而导致烫伤。这个意外启发了贾伟创新的灵感，于是做了一款 快速变温水的杯子——55度杯。再如袁隆平早年在海南发现的一株 野生杂交稻，成为后来他发明人工杂交水稻的关键）；
第一节 创新的源泉
10.竞争对手（如三星率先推出折叠屏手机，引来竞争对手跟 进推出创新产品）； ❖ 11.高校、科研机构科技成果、专利等（如北大方正的激光
照排技术）； ❖ 12.灵感、顿悟（如牛顿因苹果从树上坠落而产生有关万有
引力的灵感等）； ❖ 13.跨界新用途（如3M受兽医和好莱坞化妆师启发发明了低
成本抗感染手术膜）。
商创造竞争优势。
传统方法和基于“用户创新工具箱”方法的比较
第一节 创新的源泉
❖ 一、创新的信息来源 ❖ （一）创新的主导源泉
（一）技术创新
（五）组织创新 （四）资源配置创新
主导源泉
（二）产品创新 （三）市场创新
统称技术创新和非技术创新，本章主要讲技术创新
第一节 创新的源泉
❖ （二）技术创新的信息来源
❖ 总结起来，常见的创新来源主要有： ❖ 1.科学技术的新突破（如石墨烯、页岩气技术等）； ❖ 2.现实生活中的矛盾或痛点（如方便打车需求催生了Uber
第一节 创新的源泉
❖ 二、用户、领先用户参与创新
（一）用户创新的概念 用户创新（user innovation）是指用户对其所使用的产品或工艺的创新， 包括为自己的使用目的而提出的新创意、新设想和实施首创的设备、工具 材料、工艺等，以及对制造商提供的产品或工艺的改进。
第一节 创新的源泉
❖ （一）用户创新的概念
； ❖ 8.新知识、新认知（如新零售、数字货币等）； ❖ 9.反常、意外事件（如洛可可创始人贾伟2岁的女儿，一次因开水
太烫而导致烫伤。这个意外启发了贾伟创新的灵感，于是做了一款 快速变温水的杯子——55度杯。再如袁隆平早年在海南发现的一株 野生杂交稻，成为后来他发明人工杂交水稻的关键）；
第一节 创新的源泉
10.竞争对手（如三星率先推出折叠屏手机，引来竞争对手跟 进推出创新产品）； ❖ 11.高校、科研机构科技成果、专利等（如北大方正的激光
照排技术）； ❖ 12.灵感、顿悟（如牛顿因苹果从树上坠落而产生有关万有
引力的灵感等）； ❖ 13.跨界新用途（如3M受兽医和好莱坞化妆师启发发明了低
成本抗感染手术膜）。
商创造竞争优势。
传统方法和基于“用户创新工具箱”方法的比较
创新与设计第二讲F
经验积累才迸发出来的。”
?⊙在长期积累前提下的偶然得之；
? “人性中皆有悟，必功夫不断，悟头始出 ”
?
—明清学者陆桴亭
?⊙在有意追求过程中的无意得之；
?⊙在寻常思索基础上的反常得之；
?
? 灵感的出现：往往是在对某个问题，搜 ? 索枯肠、百思而不得其解的思考过程中， ? 瞬时出现的。它认识上质的飞跃，是在 ? 大量人脑思维基础上的结晶。因此要求 ? 人们“带着问题、专心思索、培育灵感、 ? 抓住闪念” ? 要抓住灵感：由于灵感思维具有突然性 ? 和瞬间性，因此一旦灵感出现必须马上 ? 抓住，否则，也许以后再也不会得到。
“П”字型：对两个（以上）领域深知， 对其他领域知识也很了解。。
多学科知识的交叉，相互嫁接， 有利创新。
具有“T”字型知识结构的人 有利于创新，具有“ П”字型知识 结构当然更好。
（二）创新思维过程
英国心理学家瓦拉斯研究认为， 创造思维的过程一般都要经过以下四 个阶段：
1、准备期 2、酝酿期 3 、豁朗期 （灵感期） 4、验证期
? “正是发散思维，使我们看到了创新思维
? 的最明显的标志”。
?
——吉尔福特
? 爱迪生在发明和
? 改进灯泡过程中，
? 试验了1600多种材料
? 做灯丝，甚至连头发
? 和朋友的胡子都想
? 到了。
④收敛思维
又叫集中思维、聚合思维、 辐合思维、求同思维。
它是根据已知的信息， 利用已 有的知识、经验 和规则 ，寻求解 决问题的唯一正确答案。它是一 种有方向、有范围、有条理 的思 维方式。包括演绎思维和归纳思 维。
?何谓“思维”呢？ ? 从字面上而言，“思”就是思考 ?“维”就是方向或次序。 “思维”
?⊙在长期积累前提下的偶然得之；
? “人性中皆有悟，必功夫不断，悟头始出 ”
?
—明清学者陆桴亭
?⊙在有意追求过程中的无意得之；
?⊙在寻常思索基础上的反常得之；
?
? 灵感的出现：往往是在对某个问题，搜 ? 索枯肠、百思而不得其解的思考过程中， ? 瞬时出现的。它认识上质的飞跃，是在 ? 大量人脑思维基础上的结晶。因此要求 ? 人们“带着问题、专心思索、培育灵感、 ? 抓住闪念” ? 要抓住灵感：由于灵感思维具有突然性 ? 和瞬间性，因此一旦灵感出现必须马上 ? 抓住，否则，也许以后再也不会得到。
“П”字型：对两个（以上）领域深知， 对其他领域知识也很了解。。
多学科知识的交叉，相互嫁接， 有利创新。
具有“T”字型知识结构的人 有利于创新，具有“ П”字型知识 结构当然更好。
（二）创新思维过程
英国心理学家瓦拉斯研究认为， 创造思维的过程一般都要经过以下四 个阶段：
1、准备期 2、酝酿期 3 、豁朗期 （灵感期） 4、验证期
? “正是发散思维，使我们看到了创新思维
? 的最明显的标志”。
?
——吉尔福特
? 爱迪生在发明和
? 改进灯泡过程中，
? 试验了1600多种材料
? 做灯丝，甚至连头发
? 和朋友的胡子都想
? 到了。
④收敛思维
又叫集中思维、聚合思维、 辐合思维、求同思维。
它是根据已知的信息， 利用已 有的知识、经验 和规则 ，寻求解 决问题的唯一正确答案。它是一 种有方向、有范围、有条理 的思 维方式。包括演绎思维和归纳思 维。
?何谓“思维”呢？ ? 从字面上而言，“思”就是思考 ?“维”就是方向或次序。 “思维”
文创产品设计 第二章 文创产品设计与创新
文
种层面上的设计主要是针对工业产品设计而言，“优秀的行为水平的文创产品设计
创
产
应该是以人为中心的，把重点放在理解和满足使用产品的人的需要上。”当然，行
品 设
为水平的文创产品设计主要是针对在操作过程中的产品的功效性，即操作的功能和
计
操作效率。文创设计师应该清楚怎样才能达到预期目的。就行为满足而言，安全性
品
设
计
新奇性是流行三大特征的首要特征，也是最显著、最核心的特征。文创产品设
计师通过创造反映时代特色的新奇来满足人们的求异心理。如图，追求新奇的产品
设计。
文 创 产 品 设 计
文 创 产 品 设 计
文创产品设计往往具有独特的情趣和审美倾向，有时甚至是诙谐的、幽默的。
也许这就是文创设计存在风格的本质条件，它深深地打上了文创设计师、设计环境、
文 创
产
计进入全新时代，并行的设计系统结构应运而生，文创产品设计、价值工程分析与
品
设
制造的三位一体化，使文创设计师的道德意识、团队意识及知识结构都面临新的挑
计
战。技术进步必然牵动产品设计的创新，并大致分为以下三种类型：
文 创 产 品 设 计
文 创 产 品 设 计
纯美风潮，逼真质感的次生型设计
文 创 产 品 设 计
创造离不开思维，离不开思维主体——人。创造与人的独立性息息相关，人的性格、 文
创
智力、意志等都将深刻影响着人的创造机制。心理学的文化因素是人性特质形成和
产
品
创造行为的决定因素之一。
设 计
文 创 产 品 设 计
文 创 产 品 设 计
文 创 产 品 设 计
a
b
三、潜意识与创新
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湖南远大可建公司采取模块 化建造技术建造的57层高楼
1.5.1 金鱼法
实例2：会飞的毯子
毯子为什么不会飞？ 因为地球有引力，毯子有重量，毯子比空气重
什么条件下毯子会飞？ 施加向上的力，或让毯子的重量比空气重量小，或
希望来自地球的重力不存在。
可利用的资源： 空气中的微子流、空气流、地球磁场、地球重力场、
有人提出了一种简便的方法：
将接点排布在圆筒中，用一
-
个球连接接点。但是当球滑
过或者当球卡住后，接点就
-
不能正常地连接，导致不能
发生爆炸。怎么办?
-
自动接通
+
接点
+
+
1.5.2 小矮人法
（1）建立小矮人模型
-
接通球小人 接点小人
+
1.5.2 小矮人法
（2）改进小矮人模型
-
接通球小人 接点小人
+
+ +
子系统的将来 液体铅笔芯
1.4.1多屏幕法
实例4
无连接的系 统
能否是一个整体？
整个连接的 系统
从整个连接的系统找易 松的原因和解决方法
焊接、胶合 等
是否能更换为不可拆连 接
螺栓易松
从螺栓系统本身连接找 易松的原因和解决方法
自结合、自 防松
具有自结合、自防松的 智能模块组件
防松系统
在螺栓连接的基础上加 防松系统来防松
1.5 如何变换思维
改变思考的角度，将不可行变为可行，获得 理想解决方案。
TRIZ理论采用金鱼法、小矮人法对思维进 行变换。
1.5.1 金鱼法
金鱼法把解决方案分为现实部分和幻想部分，主要 研究如何把幻想部分变为现实部分。
1、对于幻想部分，首先回答：为什么它是不现实？ 2、接着回答：在什么情况和条件下它可以转变为现实？ 3、再根据这些情况和条件来确定系统、超系统和子系统 可用的资源。 4、根据资源提出可能的解决方案。 5、最后验证方案的可行性。
创新思维工具各自的特点:
多屏幕法：从时间和构成两个维度出发，发散思维； STC算子法：放大特征，寻找特性，有规律，多维度发散 思维； 金鱼法：先幻想，找方法克服幻想，使幻想成真； 小矮人法：拟人设计，多向思维，形象建模，转化方案 ； IFR：明确解题方向，双向思考问题，利于方案的产生。
1.7 创新方法如何选用
原材料
使用摩擦系数大的材料
螺母、螺栓 、垫片
改变螺母、螺栓、垫片接触 面的结构，增大摩擦
复合结构的 螺栓等
采用复合结构（或材料） 的螺栓，能够自动粘合
练习
1，以荔枝采摘技术为例进行多屏幕法练习。 2，以提醒坐姿装置为例进行多屏幕法练习。
1.4.2 STC算子法
对一个系统通过对其自身不同特性单独考虑，来进行创 新思维的方法。
当前系统的过去 早期内燃机
当前系统 汽车
当前系统的未来 混合动力汽车
子系统的过去 内⁄外胎轮胎
子系统 无内胎低压轮胎
子系统的未来 无充气轮辐型轮胎
实例2
1.4.1 多屏幕法
应用多屏幕法对树进行发散思维。
实例2
1.4.1 多屏幕法
实例3
超反系统的过去 单体橡皮
超系统的过去 单体铅笔
反系统的过去 面包屑
实例1
尺 寸
收获时间少
成本
时间 自然成熟掉落
实例2
1.4.2 STC算子法
尺 寸
成本 时间
普通台式计算机机箱长度约 0.5M，计算速度约2G HZ。
实例3
蒸汽火车
1.4.2 STC算子法
星际列车
尺 寸
豪华包厢列车
成本
火车
时间
磁悬浮列车
简单硬座列车
微型管道列车
练习
1，以水杯为例进行STC算子法练习。 2，或以手机为例进行STC算子法练习。
无穷小（ T 0）； – 想象成本（允许的支出）无穷大（ C ），
无穷小（C 0）；
• Tips：
– 每个想象试验要分步递增、递减，直到研究对象出现新的特性； – 不能在没有完成所有想象试验的情况下，担心系统变得复杂而提前
中止； – 本方法的使用效果取决于主观想象力、问题特点等情况； – 不要在试验的过程中尝试猜测问题最终的答案。
1.6 什么是最终理想解
TRIZ理论在解决问题之初，首先抛开各种客观限
制条件，设立各种理想模型（即最优模型结构）来分
析问题解决的可能方向和位置，并以取得最终理想解
（ideal final result，IFR）作为终极追求目标，从
而避免了传统创新设计方法中缺乏目标的弊端，提升
了创新设计的效率。
最终理想解(IFR)有四个特点：1、保持了原系统
1.5.2 小矮人法
（3）改进方案
1.5.2 小矮人法
实例2
• 水计量计
–当水量到达计量值时，由于重力作用，左端下 沉，排出计量水量
–问题：排出一部分后，计量水槽重心右移，右 端下沉，水无法完全排出
1.5.2 小矮人法
开始排水 结束排水
1.5.2 小矮人法
排水过程 结束排水
1.5.2 小矮人法
基本概念
什么是系统？什么是超系统？什么是子系统？ 根据系统论的观点，系统由多个子系统组成，并通 过子系统间的相互作用实现一定的功能，简称为系 统。 体统之外的高层次系统称之为超系统。 系统之内的低层次系统称之为子系统。
基本概念
1.4.1多屏幕法
子系统
系统
超系统
1.4.1多屏幕法
本质：填写九宫格 多屏幕法的分析过程为：
–建造50层的高楼模型 –每层已经建造好，只需叠加组装
1.5.1 金鱼法
• 4. 列出所有可利用资源 –超系统
• 建筑工地 • 建筑设备，建筑供应商
–子系统
• 墙壁 • 楼层 • 支柱 • 窗户等
1.5.1 金鱼法
• 5.利用已有资源，基于之前的构想（第三步）， 考虑可能的方案： –将楼房的各个部分预先在工厂做好 –在施工现场，直接将楼房的各个部分进行组装
阳光等。 毯子本身的纤维材料、形状、质量
1.5.1 金鱼法
使毯子飞起来的方法
毯子的纤维与中微子流相互作用 在毯子上安装提供反向作用力的发动机 毯子由于下面的压力增加而悬在空中（气垫毯） 利用磁悬浮原理 毯子用比空气轻的材料制作
思考题
1.5.1 金鱼法
如何求解下面的问题？ 想改善城市主干道的拥堵交通，即想在现
S指的是size尺寸； T指的是time时间； C指的是cost 成本。 单独考虑尺寸、时间、成本的一个因素，而不考虑其他 的两个因素。引申的意思就是一个产品有诸多因素组成， 单一考虑相应因素，而不是统一考虑。
1.4.2 STC算子法
• STC算子的分析过程
– 明确研究对象现有的尺寸、时间和成本； – 想象对象的尺寸无穷大（S ），无穷小（S 0）； – 想象过程的时间或对象运动的速度无穷大（ T ），
TRIZ与创新设计
第二章 创新思维方法
主讲：江帆
广州大学机械与电气工程学院
创新思维方法
内容提要： 1、多屏幕法 2、STC算子法 3、金鱼法 4、小矮人法 5、最终理想解
2.1 如何拓展思维
沿着特定的路径进行思考，或者指明思考的 方向。
TRIZ理论采用多屏幕法、STC算子法对思维 进行拓展。
1.4.1 多屏幕法
子系统的过去
子系统
子系统的未来 时间
多屏幕法的作用
• 帮助我们多角度的看待问题，突破原有思维局限。 • 多个方面和层次寻找可利用的资源，更好的解决问
题。
实例1
1.4.1多屏幕法
应用多屏幕法对汽车系统进行发散思维。
实例1
超系统的过去 柏油路
1.4.1多屏幕法
超系统 交通系统
超系统的未来 智能化交通系统
• 第一步：从技术系统本身出发，考虑可用资源； • 第二步：考虑技术系统的子系统、超系统中的资源； • 第三步：考虑系统的过去和未来，从中寻找可利用的资源
； • 第四步：考虑子系统和超系统的过去和未来。
839 415 627
1.4.1 多屏幕法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
构
成
超系统的过去
超系统
超系统的未来
当前系统的过去
当前系统 当前系统的未来
练习
1，以不伤叶片的无人机为例进行小矮人法练习。 2，或以行李箱为例进行小矮人法练习。
练习
利用小矮人法解决水杯喝茶，茶叶不会进入口中的 问题
1.6 什么是理想度
理想度的提出源于技术进化过程中存在的机制， 反映了技术系统在进化过程中对于社会需求的适应程 度。理想度计算方法：
I
Fu C
FH
有用功能—>无穷大；有害功能和成本为零
实例1
1.5.1 金鱼法
• 问题：如何在一个月的时间内建造好一栋50多层的大楼？
1.5.1 金鱼法
• 1. 将问题分为现实和幻想两部分
–现实部分：高楼可以建造出来 –幻想部分：在短时间内建造50多层的高楼
• 2. 幻想部分为什么不现实？
–传统的建造高楼方法需要较长的时间
• 3. 在什么情况下，幻想部分可变为现实?
管壁想像成一群小矮人
小矮人的形状变化
1.5.2 小矮人法
实例1
采矿作业时，需要进行一系列 的爆炸工序，2分钟内要爆炸10 包炸药。操作者通常是手工连 接电雷管，但是作业时需要接 通20个接点（每个炸药包2个接 点），且接点间连接最小间隔 时间为0.6-1秒钟。
-
+
-
+
-
+
-+
1.5.1 金鱼法
实例2：会飞的毯子
毯子为什么不会飞？ 因为地球有引力，毯子有重量，毯子比空气重
什么条件下毯子会飞？ 施加向上的力，或让毯子的重量比空气重量小，或
希望来自地球的重力不存在。
可利用的资源： 空气中的微子流、空气流、地球磁场、地球重力场、
有人提出了一种简便的方法：
将接点排布在圆筒中，用一
-
个球连接接点。但是当球滑
过或者当球卡住后，接点就
-
不能正常地连接，导致不能
发生爆炸。怎么办?
-
自动接通
+
接点
+
+
1.5.2 小矮人法
（1）建立小矮人模型
-
接通球小人 接点小人
+
1.5.2 小矮人法
（2）改进小矮人模型
-
接通球小人 接点小人
+
+ +
子系统的将来 液体铅笔芯
1.4.1多屏幕法
实例4
无连接的系 统
能否是一个整体？
整个连接的 系统
从整个连接的系统找易 松的原因和解决方法
焊接、胶合 等
是否能更换为不可拆连 接
螺栓易松
从螺栓系统本身连接找 易松的原因和解决方法
自结合、自 防松
具有自结合、自防松的 智能模块组件
防松系统
在螺栓连接的基础上加 防松系统来防松
1.5 如何变换思维
改变思考的角度，将不可行变为可行，获得 理想解决方案。
TRIZ理论采用金鱼法、小矮人法对思维进 行变换。
1.5.1 金鱼法
金鱼法把解决方案分为现实部分和幻想部分，主要 研究如何把幻想部分变为现实部分。
1、对于幻想部分，首先回答：为什么它是不现实？ 2、接着回答：在什么情况和条件下它可以转变为现实？ 3、再根据这些情况和条件来确定系统、超系统和子系统 可用的资源。 4、根据资源提出可能的解决方案。 5、最后验证方案的可行性。
创新思维工具各自的特点:
多屏幕法：从时间和构成两个维度出发，发散思维； STC算子法：放大特征，寻找特性，有规律，多维度发散 思维； 金鱼法：先幻想，找方法克服幻想，使幻想成真； 小矮人法：拟人设计，多向思维，形象建模，转化方案 ； IFR：明确解题方向，双向思考问题，利于方案的产生。
1.7 创新方法如何选用
原材料
使用摩擦系数大的材料
螺母、螺栓 、垫片
改变螺母、螺栓、垫片接触 面的结构，增大摩擦
复合结构的 螺栓等
采用复合结构（或材料） 的螺栓，能够自动粘合
练习
1，以荔枝采摘技术为例进行多屏幕法练习。 2，以提醒坐姿装置为例进行多屏幕法练习。
1.4.2 STC算子法
对一个系统通过对其自身不同特性单独考虑，来进行创 新思维的方法。
当前系统的过去 早期内燃机
当前系统 汽车
当前系统的未来 混合动力汽车
子系统的过去 内⁄外胎轮胎
子系统 无内胎低压轮胎
子系统的未来 无充气轮辐型轮胎
实例2
1.4.1 多屏幕法
应用多屏幕法对树进行发散思维。
实例2
1.4.1 多屏幕法
实例3
超反系统的过去 单体橡皮
超系统的过去 单体铅笔
反系统的过去 面包屑
实例1
尺 寸
收获时间少
成本
时间 自然成熟掉落
实例2
1.4.2 STC算子法
尺 寸
成本 时间
普通台式计算机机箱长度约 0.5M，计算速度约2G HZ。
实例3
蒸汽火车
1.4.2 STC算子法
星际列车
尺 寸
豪华包厢列车
成本
火车
时间
磁悬浮列车
简单硬座列车
微型管道列车
练习
1，以水杯为例进行STC算子法练习。 2，或以手机为例进行STC算子法练习。
无穷小（ T 0）； – 想象成本（允许的支出）无穷大（ C ），
无穷小（C 0）；
• Tips：
– 每个想象试验要分步递增、递减，直到研究对象出现新的特性； – 不能在没有完成所有想象试验的情况下，担心系统变得复杂而提前
中止； – 本方法的使用效果取决于主观想象力、问题特点等情况； – 不要在试验的过程中尝试猜测问题最终的答案。
1.6 什么是最终理想解
TRIZ理论在解决问题之初，首先抛开各种客观限
制条件，设立各种理想模型（即最优模型结构）来分
析问题解决的可能方向和位置，并以取得最终理想解
（ideal final result，IFR）作为终极追求目标，从
而避免了传统创新设计方法中缺乏目标的弊端，提升
了创新设计的效率。
最终理想解(IFR)有四个特点：1、保持了原系统
1.5.2 小矮人法
（3）改进方案
1.5.2 小矮人法
实例2
• 水计量计
–当水量到达计量值时，由于重力作用，左端下 沉，排出计量水量
–问题：排出一部分后，计量水槽重心右移，右 端下沉，水无法完全排出
1.5.2 小矮人法
开始排水 结束排水
1.5.2 小矮人法
排水过程 结束排水
1.5.2 小矮人法
基本概念
什么是系统？什么是超系统？什么是子系统？ 根据系统论的观点，系统由多个子系统组成，并通 过子系统间的相互作用实现一定的功能，简称为系 统。 体统之外的高层次系统称之为超系统。 系统之内的低层次系统称之为子系统。
基本概念
1.4.1多屏幕法
子系统
系统
超系统
1.4.1多屏幕法
本质：填写九宫格 多屏幕法的分析过程为：
–建造50层的高楼模型 –每层已经建造好，只需叠加组装
1.5.1 金鱼法
• 4. 列出所有可利用资源 –超系统
• 建筑工地 • 建筑设备，建筑供应商
–子系统
• 墙壁 • 楼层 • 支柱 • 窗户等
1.5.1 金鱼法
• 5.利用已有资源，基于之前的构想（第三步）， 考虑可能的方案： –将楼房的各个部分预先在工厂做好 –在施工现场，直接将楼房的各个部分进行组装
阳光等。 毯子本身的纤维材料、形状、质量
1.5.1 金鱼法
使毯子飞起来的方法
毯子的纤维与中微子流相互作用 在毯子上安装提供反向作用力的发动机 毯子由于下面的压力增加而悬在空中（气垫毯） 利用磁悬浮原理 毯子用比空气轻的材料制作
思考题
1.5.1 金鱼法
如何求解下面的问题？ 想改善城市主干道的拥堵交通，即想在现
S指的是size尺寸； T指的是time时间； C指的是cost 成本。 单独考虑尺寸、时间、成本的一个因素，而不考虑其他 的两个因素。引申的意思就是一个产品有诸多因素组成， 单一考虑相应因素，而不是统一考虑。
1.4.2 STC算子法
• STC算子的分析过程
– 明确研究对象现有的尺寸、时间和成本； – 想象对象的尺寸无穷大（S ），无穷小（S 0）； – 想象过程的时间或对象运动的速度无穷大（ T ），
TRIZ与创新设计
第二章 创新思维方法
主讲：江帆
广州大学机械与电气工程学院
创新思维方法
内容提要： 1、多屏幕法 2、STC算子法 3、金鱼法 4、小矮人法 5、最终理想解
2.1 如何拓展思维
沿着特定的路径进行思考，或者指明思考的 方向。
TRIZ理论采用多屏幕法、STC算子法对思维 进行拓展。
1.4.1 多屏幕法
子系统的过去
子系统
子系统的未来 时间
多屏幕法的作用
• 帮助我们多角度的看待问题，突破原有思维局限。 • 多个方面和层次寻找可利用的资源，更好的解决问
题。
实例1
1.4.1多屏幕法
应用多屏幕法对汽车系统进行发散思维。
实例1
超系统的过去 柏油路
1.4.1多屏幕法
超系统 交通系统
超系统的未来 智能化交通系统
• 第一步：从技术系统本身出发，考虑可用资源； • 第二步：考虑技术系统的子系统、超系统中的资源； • 第三步：考虑系统的过去和未来，从中寻找可利用的资源
； • 第四步：考虑子系统和超系统的过去和未来。
839 415 627
1.4.1 多屏幕法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
构
成
超系统的过去
超系统
超系统的未来
当前系统的过去
当前系统 当前系统的未来
练习
1，以不伤叶片的无人机为例进行小矮人法练习。 2，或以行李箱为例进行小矮人法练习。
练习
利用小矮人法解决水杯喝茶，茶叶不会进入口中的 问题
1.6 什么是理想度
理想度的提出源于技术进化过程中存在的机制， 反映了技术系统在进化过程中对于社会需求的适应程 度。理想度计算方法：
I
Fu C
FH
有用功能—>无穷大；有害功能和成本为零
实例1
1.5.1 金鱼法
• 问题：如何在一个月的时间内建造好一栋50多层的大楼？
1.5.1 金鱼法
• 1. 将问题分为现实和幻想两部分
–现实部分：高楼可以建造出来 –幻想部分：在短时间内建造50多层的高楼
• 2. 幻想部分为什么不现实？
–传统的建造高楼方法需要较长的时间
• 3. 在什么情况下，幻想部分可变为现实?
管壁想像成一群小矮人
小矮人的形状变化
1.5.2 小矮人法
实例1
采矿作业时，需要进行一系列 的爆炸工序，2分钟内要爆炸10 包炸药。操作者通常是手工连 接电雷管，但是作业时需要接 通20个接点（每个炸药包2个接 点），且接点间连接最小间隔 时间为0.6-1秒钟。
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