基于公理化設(shè)計和triz理論集成的研究生培養(yǎng)創(chuàng)新環(huán)境

1、<p>　　基于公理化設(shè)計和TRIZ理論集成的研究生培養(yǎng)創(chuàng)新環(huán)境</p><p>　　【摘 要】將公理化設(shè)計和TRIZ理論集成運用到研究生培養(yǎng)環(huán)境中，彌補兩者在單獨應(yīng)用時存在的局限性，將創(chuàng)新設(shè)計模型應(yīng)用到研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)中和應(yīng)用該理論解決問題的能力培養(yǎng)。將不同設(shè)計理論或其中的部分集成以形成新的設(shè)計模型是設(shè)計方法學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢之一。通過集成，不同設(shè)計理論中的優(yōu)點得到增強、不足得以克服，以期能夠產(chǎn)生通

2、用的、統(tǒng)一的設(shè)計理論，對研究生創(chuàng)新能力有一定的推進(jìn)作用。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】研究生 創(chuàng)新 TRIZ 公理化設(shè)計 </p><p>　　【中圖分類號】G643 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）05-0006-02 </p><p><b>　　一 引言 </b></p><p>　

3、　創(chuàng)新能力的重要性不言而喻，當(dāng)今社會的競爭，與其說是人才的競爭，不如說是人的創(chuàng)造力的競爭。國家突出強調(diào)創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)新性人才已成為國家和民族生存發(fā)展的基礎(chǔ)。研究生教育是高等教育的重要組成部分，是培養(yǎng)高層次專業(yè)人才的主要途徑。全日制研究生培養(yǎng)包括學(xué)術(shù)型研究生和專業(yè)型研究生，在創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上包括學(xué)術(shù)理論創(chuàng)新和應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新，但是兩者又無法完全獨立區(qū)分，因此研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，作為高等學(xué)歷教育的最高層次，研究生教育應(yīng)當(dāng)責(zé)無

4、旁貸地?fù)?dān)負(fù)著培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重任。眾所周知，社會一致認(rèn)為創(chuàng)新能力的重要，那么什么是創(chuàng)新，怎樣培養(yǎng)創(chuàng)新能力。創(chuàng)新是一種科學(xué)，是一種方法，而不是漫無目的的猜想。隨著我國研究生教育規(guī)模的不斷擴大，以及培養(yǎng)目的、培養(yǎng)模式的改革，培養(yǎng)具備創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的研究生是研究生教育的核心。 </p><p>　　創(chuàng)新能力是體現(xiàn)研究生培養(yǎng)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，也是研究生完善知識結(jié)構(gòu)和獨立科研的體現(xiàn)?！吨腥A人民共和國學(xué)位條例》明確規(guī)定：博士學(xué)

5、位獲得者應(yīng)具有獨立從事科學(xué)研究工作的能力，在科學(xué)或?qū)ｉT技術(shù)上做出創(chuàng)造性成果；碩士學(xué)位獲得者應(yīng)具有從事科學(xué)研究工作或獨立擔(dān)負(fù)專門技術(shù)工作的能力；研究生學(xué)位論文的質(zhì)量必須以有無創(chuàng)新見解或創(chuàng)造性成果作為標(biāo)準(zhǔn)，研究生教育質(zhì)量的評估也應(yīng)以學(xué)生的整體創(chuàng)新能力作為根本標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　　二 TRIZ的起源 </p><p>　　TRIZ理論是俄語（Theoria Resheneyva Isob

6、retatelskehuh Zadach，創(chuàng)意問題解決理論）首字母的縮寫。在1946年，年輕的TRIZ創(chuàng)始人Genrich Altshuller任職于前蘇聯(lián)海軍專利局擔(dān)任專利審核員，在專利的審核過程中，他發(fā)現(xiàn)了發(fā)明創(chuàng)造的一些共性問題，隨即他從20萬件專利中著手進(jìn)行研究，挑出其中4萬件被視為最具代表性的專利，來探索其解決之道與運用方法，企圖從中歸納出基本原則與形態(tài)。他發(fā)現(xiàn)每一個有創(chuàng)意的專利基本上都是在解決“創(chuàng)意性”的問題。所謂“創(chuàng)意性”的

7、問題，其中包含著“需求沖突”的問題，也就是他所謂的“矛盾”。此外，他也發(fā)現(xiàn)解決這些沖突的基本解被一再地使用，而且通常是在隔了數(shù)年之后。他據(jù)此推論，如果后來的發(fā)明家能夠擁有早期解決方案的知識，那么他們創(chuàng)新發(fā)明的工作將會更容易。 </p><p>　　創(chuàng)新方法是一門科學(xué)，是有規(guī)可循的，是可操作的。設(shè)計理論與方法的研究是將設(shè)計的理論或設(shè)計實踐變?yōu)槟苤笇?dǎo)應(yīng)用的具有良好可操作性的設(shè)計過程。在創(chuàng)新方法的研究過程中有很多成熟理

8、論，普適設(shè)計方法學(xué)（B&P）、公理化設(shè)計（AD）、質(zhì)量功能布置（QFD）、TRIZ等都是該領(lǐng)域著名的研究成果。其中公理設(shè)計（AD）和發(fā)明問題解決理論（TRIZ）是其中兩種重要的創(chuàng)新理論設(shè)計方法。公理化設(shè)計為產(chǎn)品設(shè)計提供了一個較完整的設(shè)計模式。在此模式下設(shè)計者無論是對新產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)還是對原有產(chǎn)品進(jìn)行升級改造，都能分析產(chǎn)品中所存在的相關(guān)問題，并能通過創(chuàng)新理論工具對其進(jìn)行評判設(shè)計結(jié)果的好壞。但是公理化設(shè)計沒有提供解決耦合問題的方法，

9、所以在具體應(yīng)用上存在一定的局限性。TRIZ理論是在分析了大量已授權(quán)專利的基礎(chǔ)上，總結(jié)出的一套具有很強操作性的理論和方法。可以幫助設(shè)計者將該理論很好地應(yīng)用在產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計中。但是TRIZ不能分析問題，所以在應(yīng)用時還需要其他方法的協(xié)助。 </p><p>　　本文利用兩種方法的互補性，彌補兩者在單獨應(yīng)用時存在的局限性，將創(chuàng)新設(shè)計模型應(yīng)用到研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)中和應(yīng)用該理論解決問題的能力培養(yǎng)。 </p>

10、<p>　　三 公理化設(shè)計和TRIZ理論集成模型的建立 </p><p>　　經(jīng)過不斷地研究和完善，AD和TRIZ理論的應(yīng)用范圍都超出了最初的目標(biāo)，逐步從簡單產(chǎn)品向復(fù)雜產(chǎn)品、從技術(shù)領(lǐng)域向非技術(shù)領(lǐng)域擴大，其理論體系更加完善。如AD從最初的起瓶器擴大到汽車、半導(dǎo)體等方面；TRIZ也從機械、電子、建筑等技術(shù)領(lǐng)域逐漸向管理、教育、經(jīng)濟和軟件工程等非技術(shù)領(lǐng)域擴展。尤其是將兩者運用到研究生培養(yǎng)體系中，屬于非技術(shù)領(lǐng)域

11、的應(yīng)用，不僅能夠知道研究生管理的創(chuàng)新，也能提高研究生本人的創(chuàng)新能力。從在產(chǎn)品設(shè)計過程中的作用來看，公理化設(shè)計主要應(yīng)用于新產(chǎn)品的初步設(shè)計階段，而TRIZ理論則可以同時應(yīng)用于產(chǎn)品生命周期的其他階段，如工藝設(shè)計、加工裝配、故障診斷和回收等階段。 </p><p>　　從以上比較來看，AD和TRIZ的很多思想和理論體系具有一定的共性問題也有差異性，兩者可以互相補充和借鑒?？傮w而言，公理化設(shè)計理論側(cè)重于為整體設(shè)計過程構(gòu)造一

12、個完整的實用性框架，獨立公理和信息公理為設(shè)計的合理性以及各種方案的擇優(yōu)選擇提供了有效的判斷標(biāo)準(zhǔn)，使設(shè)計師可以擺脫傳統(tǒng)的設(shè)計方法（設(shè)計、試制、測試、修改、再循環(huán)回去的過程），從而提高效率。TRIZ以技術(shù)系統(tǒng)的演化規(guī)律為綱，側(cè)重于應(yīng)用具體的工具算法解決設(shè)計中的矛盾，使創(chuàng)新設(shè)計變得有規(guī)律可循，兩種理論具有很強的優(yōu)勢互補性。 </p><p>　　將不同設(shè)計理論或其中的部分集成以形成新的設(shè)計模型是設(shè)計方法學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢

13、之一。通過集成，不同設(shè)計理論中的優(yōu)點得到增強、不足得以克服，以期能夠產(chǎn)生通用的、統(tǒng)一的設(shè)計理論，圖1為公理化設(shè)計和TRIZ理論集成基礎(chǔ)模型。 </p><p>　　四 該創(chuàng)新模型在研究生論文前期指導(dǎo)創(chuàng)新教育和選題 </p><p>　　思維慣性和有限的知識領(lǐng)域，是在科研工作中思考問題時存在的思維障礙，由于這些障礙，導(dǎo)致研究生無法選出合適的題目，提不出需要解決的問題，想不到解決問題的關(guān)鍵技術(shù)

14、以及具體的實施方案，找不到創(chuàng)新的突破口。我國目前在創(chuàng)新教育、創(chuàng)新方法、科學(xué)思維以及科學(xué)方法的訓(xùn)練不足，如何對學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思維的培養(yǎng)有所欠缺，創(chuàng)新思維的培養(yǎng)是重點，而不僅僅是在論文中提煉幾處創(chuàng)新點。有了創(chuàng)新思維，創(chuàng)新點也會隨之而來，而非生硬地提煉。創(chuàng)新思維的培養(yǎng)至關(guān)重要。 　　該創(chuàng)新模型強調(diào)的創(chuàng)新思維方法和問題分析方法是，遇到一個問題先要考慮清楚問題的所在，層層剖析，找出要解決問題的核心矛盾點，對該矛盾點利用創(chuàng)新理論、工具加以解決。不僅

15、要學(xué)習(xí)創(chuàng)新理論，更重要的是創(chuàng)新理論的應(yīng)用。TRIZ理論認(rèn)為，一個創(chuàng)新問題解決的困難程度取決于對該問題的描述和標(biāo)準(zhǔn)化程度，問題或者矛盾點描述得越清楚就越容易解決。通過對該創(chuàng)新模型的運用，創(chuàng)新問題求解的過程是對問題和矛盾點不斷地完善、不斷地描述、不斷地標(biāo)準(zhǔn)化，最終將問題收斂的過程。在這一過程中，需要解決問題的核心矛盾點就會逐漸清晰地顯露出來，有利于選題。使得研究生在選題時就可以提出問題，是自己的選題具有創(chuàng)</p><p&

16、gt;　　五 該創(chuàng)新模型在研究生論文進(jìn)行中研究思維、研究方法的啟發(fā)實施 </p><p>　　該創(chuàng)新模型可以幫助研究生在科研活動中打破思維定勢、拓寬思路，能夠準(zhǔn)確的定位問題，從而找出可行的方案，但由于受到知識結(jié)構(gòu)的限制，該方案不一定是最好的設(shè)計方案但卻是可以解決問題的方案。TRIZ理論研究認(rèn)為，95%的問題是可以依靠已有的知識進(jìn)行組合和整理，并可以解決的，創(chuàng)新不是胡亂猜想，解決創(chuàng)新問題過程中所運用的知識是客觀存在

17、的。所以，重要的是遵循創(chuàng)新規(guī)律，因為這是一門科學(xué)，并且基于知識進(jìn)行創(chuàng)新。科技界認(rèn)為創(chuàng)新有五個層次。第一層次的問題，利用自己熟知的常識方法解決；第二層次的問題，利用經(jīng)驗方法解決，經(jīng)驗的豐富性至關(guān)重要；第三層次的問題，利用專業(yè)知識，通過對矛盾沖突分析、妥協(xié)，可帶來系統(tǒng)特定功能的提高；第四層次的問題，利用交叉學(xué)科解決問題，跨學(xué)科解決，需要較寬的知識結(jié)構(gòu)；第五層次的問題，需要有全新的理論，這部分占有量很少，難度大。TRIZ理論提供了如何系統(tǒng)分析

18、復(fù)雜問題的科學(xué)方法，包含了科學(xué)的問題分析建模方法，如多屏幕法、物場分析法等，幫助快速確認(rèn)核心問題，發(fā)現(xiàn)其根本矛盾所在。發(fā)現(xiàn)矛盾即需要解決的問題，利用創(chuàng)新設(shè)計提供的解決工具求解這些問題，創(chuàng)新設(shè)計問題解決工具包含發(fā)明問題標(biāo)準(zhǔn)解法、矛盾沖突矩陣</p><p>　　在研究生課題進(jìn)行中和實際解決問題的過程中，需要實際運用創(chuàng)新理論對自己的課題進(jìn)行指導(dǎo)，把創(chuàng)新理論作為一種工具應(yīng)用到自己的課題中。 </p>&l

19、t;p><b>　　六 結(jié)束語 </b></p><p>　　發(fā)明創(chuàng)新理論是一門科學(xué)，它成功地揭示了創(chuàng)新的內(nèi)在規(guī)律和原理，使創(chuàng)新變得有規(guī)律可循。在更多強調(diào)創(chuàng)新重要性的同時，研究生們更需要的是創(chuàng)新的方法，以及通過這種方法指導(dǎo)自己的研究生課題的進(jìn)行。該方法給研究生提供了一種創(chuàng)新工具，可以看得見摸得著的創(chuàng)新工具，可以用這種工具來指導(dǎo)自己的課題。同時，在研究生應(yīng)用創(chuàng)新理論的同時，可以搜集研究生

20、的反饋信息，不斷地改進(jìn)該創(chuàng)新模型使之不斷地完善。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]高常青、黃克正、張勇.TRIZ理論在產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計中的應(yīng)用[J].機械科學(xué)與技術(shù)，2006（4） </p><p>　　[2]張淑林等.我國研究生教育發(fā)展現(xiàn)狀與問題研究[J].學(xué)位與研究生教育，2005（6） </p

21、><p>　　[3]唐敦兵、李東波、張世琪.基于“之”字形映射的并行設(shè)計研究[J].工程設(shè)計，1999（2） </p><p>　　[4]朱龍英、朱如鵬.基于公理化設(shè)計理論的并行設(shè)計研究[J].機械設(shè)計，2003（4） </p><p>　　[5]檀潤華.創(chuàng)新設(shè)計――TRIZ：發(fā)明問題解決理論[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002 </p><p&g