创新设计

创新设计是解决发明问题的创新方法与传统设计过程相结合，形成的以实现产品创新为基本要求的系统化设计过程。本书以发明问题解决理论－TRIZ为基本核心内容，面向产品概念设计阶段，系统讲授产品创新设计中发现问题、分析问题和创造性解决问题的系统化方法。本书以经典TRIZ为基础，结合作者及所在团队部分研究成果，按照解决问题的流程系统介绍发明问题的发现、分析和求解工具和方法。全书内容共19章，分为六篇：创新设计概论；分析问题工具；发明问题解决工具；目标导向工具；设计流程与软件工具；创新设计知识拓展。本书结合了作者及所在团队多年从事TRIZ培训、教学和项目咨询的经验和心得，适合作为TRIZ初学者及国家创新工程师认证（一级和二级）的技术创新方法部分的培训教材。

张换高，河北省南宫市人，博士，河北工业大学机械工程学院教授，国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心创新设计研究所所长。长期从事技术创新方法研究与推广，主要研究方向：产品创新设计、产品平台设计、专利布局与规避设计。主持和参与国家863计划、国家创新方法工作专项、国家自然科学基金和省部级项目等十余项。曾获得河北省科技进步一等奖、二等奖各一项、天津市自然科学三等奖、河北省社科三等奖各一项．发表EI索引论文30余篇、授权发明专利8项、软件著作权3项。

前言
第1篇创新设计概论篇
第1章绪论3
1.1创新概述3
1.2问题及其解决原理5
1.3设计与创新设计12
1.4本课程的性质、任务和研究内容14
1.5创新设计研究展望18
思考题18
第2章产品设计方法学概述19
2.1概述19
2.2产品设计过程及理论简介21
2.3典型创新思维简介26
2.4常见的创新技法简介30
思考题38
第3章TRIZ概述40
3.1创新的规律性40
3.2TRIZ简史41
3.3TRIZ解决问题的基本原理42
3.4TRIZ理论体系43
3.5TRIZ基本概念44
思考题48
第2篇问题分析工具篇
第4章功能分析51
4.1功能结构51
4.2物质-场模型和功能表达60
4.3功能模型分析61
4.4案例分析:快速切断阀的功能模型64
思考题67
第5章因果分析与冲突区域确定68
5.1因果分析与冲突区域概述68
5.2常用因果分析工具69
5.3基于根原因分析的最终冲突区域确定72
思考题78
第6章理想解分析79
6.1理想化79
6.2理想化水平80
6.3理想解与最终理想解80
6.4理想解分析的过程82
思考题84
第7章资源分析85
7.1概述85
7.2资源分类86
7.3资源分析方法93
7.4案例分析96
思考题98
第8章TRIZ中的思维工具99
8.1九窗口法99
8.2空间-时间-成本算子100
8.3聪明小人法101
思考题103
第3篇发明问题求解工具篇
第9章效应知识库106
9.1效应106
9.2效应应用范例108
9.3效应知识库及应用过程110
9.4案例分析:快速切断阀的改进设计111
思考题113
第10章技术冲突解决理论114
10.1冲突及其分类114
10.2技术冲突的通用化115
10.3发明原理118
10.4冲突矩阵和技术冲突解决过程162
10.5案例分析164
思考题166
第11章物理冲突解决理论168
11.1物理冲突168
11.2分离原理169
11.3案例分析173
思考题175
第12章物质-场模型及其变换规则176
12.1物质与场176
12.2物质-场模型的类型178
12.3物质-场变换规则180
思考题186
第13章标准解187
13.1概述187
13.276个标准解187
13.3标准解应用过程196
13.4案例分析:昆虫危害粮食的问题198
思考题200
第14章裁剪201
14.1概述201
14.2裁剪规则和启发式裁剪问句202
14.3裁剪对象选择205
14.4裁剪过程208
14.5案例分析210
思考题214
第4篇目标导向工具篇
第15章产品技术成熟度及其预测216
15.1产品技术成熟度216
15.2产品技术成熟度预测方法219
15.3案例分析224
思考题225
第16章技术系统进化定律和进化
路线226
16.1概述226
16.2技术系统进化定律与进化路线227
16.3技术系统进化的四个阶段237
16.4技术系统进化理论的应用238
16.5案例分析240
思考题241
第17章需求进化242
17.1需求的定义242
17.2需求工程242
17.3需求演变模型244
17.4需求进化定律247
思考题248
第5篇设计流程与软件工具篇
第18章发明问题解决的流程252
18.1概述252
18.2TRIZ解决发明问题的流程252
18.3ARIZ算法256
18.4案例分析:织物印染系统263
思考题267
第19章计算机辅助创新软件———InventionTool系列软件简介269
19.1概述269
19.2计算机辅助创新原理269
19.3基于CAI的辅助创新原理273
19.4InventionTool系统简介275
19.5工程案例:基于CAI技术的蝶阀密封
结构创新设计279
思考题284
第6篇创新设计知识拓展篇
第20章专利申请与规避286
20.2专利申请书格式与内容简介286
20.3专利申请一般策略287
20.4专利侵权的判定288
20.5专利规避基本知识291
20.6专利规避案例分析293
思考题296
附录297
附录ATRIZ名词中英文对照及解释297
附录B常用物理效应和化学效应300
附录C发明专利请求书格式303
附录D冲突矩阵(见文后插页)
参考文献305