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摘要：创造思维能力是创新能力的核心，是人类思维的—种高级形态，是为解决某种问题产生新设想并获得成功实施的思维系统。产品创新主要取决于概念设计，它的核心是产生新的、有竞争力的工作原理。由前苏联发明家Genrich s.Alfshuller等人提出的TRIZ理论，起源于对全世界专利的深入研究与分析，既实用，可操作性又强。运用基于TRIZ理论体系上的创新方法到产品设计实际中去，不仅易于帮助我们发现问题解决问题，而且它的效果更易于预测，方法亦能重复使用，更为科学化。从而可以提升设计人员发明新产品的机会和生产力。
关键词：创新思维 TRIZ理论 产品创新设计
一、创新设计思维与方法
1.1 创新思维的含义和意义
创新思维能力是创新能力的核心。刘培育在《创新思维导论》一书中说：“创新思维是人类思维的一种高级形态，是人在一定知识、经验、和智力的基础上，为解决某种问题，运用逻辑思维和非逻辑思维，突破旧的思维模式，通过选择重组，以新的思考方式，产生新的设想并获得成功实时的思维系统。”
当前，我国在工业化方面、知识和技术创新方面与发达国家都还有较大的差距。因此，消除中国与发达国家的差距要靠创新，振兴中华民族需要开发人民群众的创新能力。中华民族是富有创新精神的民族，我们古代、近代都有对创造、创新的探索，我国党和国家领导人非常重视创造与创新。因此，我们作为青年学生一代更要开发、训练创造力、创新能力。
1.2 创新思维在设计中的作用
设计活动即是一种创造性活动，创造性活动需要创新思维。
恩格斯曾经指出：“一个民族想要站在科学的最高峰，就一刻也不能没有理论思维。”同时又指出：“如果人的脑不随着手，不和手一起，不部分地借助相应地发展起来的话，那么单靠手是永远造不出蒸汽机来的。”这里，恩格斯强调了理论思维的重要作用，强调了脑的主导作用。由于脑的功能就是进行思维活动，因此，也就是强调了设计中技术的成功取决于科学的思维。
英国剑桥大学的教授W.I.B贝弗里奇在其所著《科学研究的艺术》一书的序言中，一开头就说：“精密仪器在现代科学中有重要作用。但我有时怀疑，人们是否容易忘记科学研究中最重要的工具必须始终是人们的头脑。”这里，贝弗里奇所强调的也是人的头脑，也就是强调科学思维在科学发现与发明创造活动中的主导性、关键性作用。有了对飞翔的渴望和大胆创造性设想，人类发明了飞机，也可以同鸟儿一样自由飞翔；有了对虚拟技术的研究和设想，人们设计了计算机、MP3、CD机等高科技电子产品。因此，认真研究思维活动的规律，特别是创造思维的规律，用科学的思维方法来指导具体的发明设计工作，可以提高发明创造的效率。
1.3 创新技法
创新技法是创造学家根据创造性思维发展规律总结出的一些原理、技巧和方法。在创新实践中，创新技法能提高人们的创造、创新思维能力，促进创新成果的实现率。
在诸多创造技法中，头脑风暴法是最早应用和最常用的。它是1938年由美国人奥斯本发明的世界上第一种创造技法，也叫智力激发法，是一种群体创新技法。这一技法广泛流传于世界各国，经过各国创造学家的开发与创新，得到进一步的丰富和完善。在设计程序的前期方案设计中，运用头脑风暴法可以产生多种设计方案，在讨论和设想过程中也会发现存在的问题。它与随后文章讨论的TRIZ发明问题解决理论这种创新设计方法部分相似。
二、TRIZ：发明问题、解决问题理论
设计理论和方法在产品创新中起着重要作用，各国的理论工作者一直从事研究，并提出了多种设计方法理论。发现问题解决理论的核心是技术系统进化原理。按这一原理，技术系统一直处于进化之中，解决冲突是其进化的推动力。进化速度随技术系统一般冲突的解决而降低，使其产生突变的唯—方法是解决阻碍其进化的深层次冲突。
111 TRIZ概述、定义
TRIZ英文说法：Theory of Inventive Problem Solving，也称TIPS，可理解为发明问题的解决理论。它是由前苏联发明家Genrich.s.Altshuller等人通过对世界近250万件高水平发明专利的分析研究，总结出人类进行发明创造解决技术问题过程所遵循的40个原理和法则。建立一个由解决技术问题，实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系，简称TRIZ。
国际著名的TRIZ专家，Savransky博士给出了TRIZ的如下定义：TRIZ是基于知识的、面向人的发明问题解决系统方法学。具体说明如下：
1、TRIZ是基于知识的方法
（1）TRIZ是发明问题解决启发式方法的知识。
（2）TRIZ大量采用自然科学及工程中的效应知识。
（1）TRIZ利用出现问题领域的知识。
2、TRIZ是面向人的方法
TRIZ中的启发式方法是面向设计者的，不是面向机器的。TRIZ理论本身是基于将系统分解为子系统，区分有益及有害功能的实践，这些分解取决于问题及环境，本身就有随机性。它可以很快速容易地被设计者应用到具体的设计中去。
3、TRIZ是系统化的方法
（1）在TRIZ中，问题的分析采用了通用及详细的模型，该模型中问题的系统化知识是重要的。
（2）解决问题的过程是一个系统化的能方便应用已有知识的过程。
4、TRIZ是发明问题解决理论
（1）为了取得创新解，需要解决设计中的冲突，但解决冲突的某些步骤是不知道的。
（2）未知所需要的情况往往可以被虚构的理解代替。
（3）通常理想解可通过环境或系统本身的资源获得。
（4）通常理想解可通过已知的系统进化趋势推断。 1.2 TRIZ的研究内容
作为一种方法学，TRIZ对新设计、改进设计，再设计阶段为设计者提供了过程模型、工具与方法。如图1：
1.3 TRIZ的发展趋势
TRIZ目前及今后的发展趋势为：TRIZ本身的完善及新的研究分支两个方面。如图2：
新的研究分支
1.4 发明问题解决理论
TRIZ采用科学的思维方式，采用一系列工具，首先将特定的问题抽象成为标准的或一般的问题，然后采用标准的方法解决，最后得出特定的解。如图3：
三、实际设计案例应用一一关于自行车刹车装置的设计
用于阻止或者减慢自行车速度的刹车装置有很多种。从经济或者方便的因素考虑，卡钳式或者杠杆式的刹车是最常见的，操作者压下手柄，刹车就卡住自行车轮缘。这样的刹车装置通常包括由安装在刹车构架里面的两块刹皮，相对地安装在轮缘的两侧，刹车皮跟轮缘接触，靠摩擦力刹车。如图4；
自行车都是要么以干燥要么以潮湿地面为标准设计的。因而，有必要设计一种适用任意天气，保障安全行驶的刹车。发展适用任何气候条件的自行车刹车问题可以从两个观点角度来考评T。第一个观点是刹车由适用一种气候条件的材料构成，干或者湿，使用者要在不同天气换不同的刹车；第二，轮缘被水膜或者沙砾覆盖的时候，它又会在干或者湿的条件下有不同的性能。所以，在核心问题找到以前，不容易解决这个问题。这样，就需要TRIZ来解决系统矛盾。
通常的解决含有矛盾问题的方法可以简单陈述如下：
1.通过置换或者调整刹车，可靠性在干或者潮湿条件下都有提高。但是使用不方便；
2.通过调整技术参数，比如刹车、轮缘改善任意条件下的稳定性。
由此分析可以得出一个概念设计。考虑到系统要求，尝试同时使用“复合材料”“媒介”是可行的。“复合材料”原理是：“用复合的材料代替均匀的材料”；“媒介”原理是：“使用中间物体来转移或者执行功能”；“短期将物体同另外一个容易移除的物体相联”。
由此设计出一种分离式的刹车结构是上面“复合材料”原理的应用。它是一种方便地克服“可靠性/方便性”矛盾的方法。组合“复合材料”和“媒介”，可以得到一个理想的设计。如下图示，一个可以移动的软橡胶安装在刹车前端，用弹簧调节倾斜。移动橡胶的面跟轮缘预设一些距离。刹车的时候，移动橡胶先接触轮缘，抹去水膜，沙砾，尘土。刹车皮接触轮缘的时候，任意天气条件下都能有同样的效果。这样，TRIZ就成功解决了这个系统矛盾的问题。
四、小结
创造思维能力是创新能力的核心，产品创新的核心阶段是产品的概念设计。概念设计的核心是产生新的、有竞争力的工作原理。通过对国际上著名设计理论有缺点的分析与比较，提出的TRIZ理论起源于全世界专利的深入研究与分析，既实用，可操作性又强。工业设计的理论工作者应加快TRIZ的学习与掌握步伐，并尽快在我国企业推广应用，使之在我国企业的产品技术创新中发挥作用。
关键词：创新思维 TRIZ理论 产品创新设计
一、创新设计思维与方法
1.1 创新思维的含义和意义
创新思维能力是创新能力的核心。刘培育在《创新思维导论》一书中说：“创新思维是人类思维的一种高级形态，是人在一定知识、经验、和智力的基础上，为解决某种问题，运用逻辑思维和非逻辑思维，突破旧的思维模式，通过选择重组，以新的思考方式，产生新的设想并获得成功实时的思维系统。”
当前，我国在工业化方面、知识和技术创新方面与发达国家都还有较大的差距。因此，消除中国与发达国家的差距要靠创新，振兴中华民族需要开发人民群众的创新能力。中华民族是富有创新精神的民族，我们古代、近代都有对创造、创新的探索，我国党和国家领导人非常重视创造与创新。因此，我们作为青年学生一代更要开发、训练创造力、创新能力。
1.2 创新思维在设计中的作用
设计活动即是一种创造性活动，创造性活动需要创新思维。
恩格斯曾经指出：“一个民族想要站在科学的最高峰，就一刻也不能没有理论思维。”同时又指出：“如果人的脑不随着手，不和手一起，不部分地借助相应地发展起来的话，那么单靠手是永远造不出蒸汽机来的。”这里，恩格斯强调了理论思维的重要作用，强调了脑的主导作用。由于脑的功能就是进行思维活动，因此，也就是强调了设计中技术的成功取决于科学的思维。
英国剑桥大学的教授W.I.B贝弗里奇在其所著《科学研究的艺术》一书的序言中，一开头就说：“精密仪器在现代科学中有重要作用。但我有时怀疑，人们是否容易忘记科学研究中最重要的工具必须始终是人们的头脑。”这里，贝弗里奇所强调的也是人的头脑，也就是强调科学思维在科学发现与发明创造活动中的主导性、关键性作用。有了对飞翔的渴望和大胆创造性设想，人类发明了飞机，也可以同鸟儿一样自由飞翔；有了对虚拟技术的研究和设想，人们设计了计算机、MP3、CD机等高科技电子产品。因此，认真研究思维活动的规律，特别是创造思维的规律，用科学的思维方法来指导具体的发明设计工作，可以提高发明创造的效率。
1.3 创新技法
创新技法是创造学家根据创造性思维发展规律总结出的一些原理、技巧和方法。在创新实践中，创新技法能提高人们的创造、创新思维能力，促进创新成果的实现率。
在诸多创造技法中，头脑风暴法是最早应用和最常用的。它是1938年由美国人奥斯本发明的世界上第一种创造技法，也叫智力激发法，是一种群体创新技法。这一技法广泛流传于世界各国，经过各国创造学家的开发与创新，得到进一步的丰富和完善。在设计程序的前期方案设计中，运用头脑风暴法可以产生多种设计方案，在讨论和设想过程中也会发现存在的问题。它与随后文章讨论的TRIZ发明问题解决理论这种创新设计方法部分相似。
二、TRIZ：发明问题、解决问题理论
设计理论和方法在产品创新中起着重要作用，各国的理论工作者一直从事研究，并提出了多种设计方法理论。发现问题解决理论的核心是技术系统进化原理。按这一原理，技术系统一直处于进化之中，解决冲突是其进化的推动力。进化速度随技术系统一般冲突的解决而降低，使其产生突变的唯—方法是解决阻碍其进化的深层次冲突。
111 TRIZ概述、定义
TRIZ英文说法：Theory of Inventive Problem Solving，也称TIPS，可理解为发明问题的解决理论。它是由前苏联发明家Genrich.s.Altshuller等人通过对世界近250万件高水平发明专利的分析研究，总结出人类进行发明创造解决技术问题过程所遵循的40个原理和法则。建立一个由解决技术问题，实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系，简称TRIZ。
国际著名的TRIZ专家，Savransky博士给出了TRIZ的如下定义：TRIZ是基于知识的、面向人的发明问题解决系统方法学。具体说明如下：
1、TRIZ是基于知识的方法
（1）TRIZ是发明问题解决启发式方法的知识。
（2）TRIZ大量采用自然科学及工程中的效应知识。
（1）TRIZ利用出现问题领域的知识。
2、TRIZ是面向人的方法
TRIZ中的启发式方法是面向设计者的，不是面向机器的。TRIZ理论本身是基于将系统分解为子系统，区分有益及有害功能的实践，这些分解取决于问题及环境，本身就有随机性。它可以很快速容易地被设计者应用到具体的设计中去。
3、TRIZ是系统化的方法
（1）在TRIZ中，问题的分析采用了通用及详细的模型，该模型中问题的系统化知识是重要的。
（2）解决问题的过程是一个系统化的能方便应用已有知识的过程。
4、TRIZ是发明问题解决理论
（1）为了取得创新解，需要解决设计中的冲突，但解决冲突的某些步骤是不知道的。
（2）未知所需要的情况往往可以被虚构的理解代替。
（3）通常理想解可通过环境或系统本身的资源获得。
（4）通常理想解可通过已知的系统进化趋势推断。 1.2 TRIZ的研究内容
作为一种方法学，TRIZ对新设计、改进设计，再设计阶段为设计者提供了过程模型、工具与方法。如图1：
1.3 TRIZ的发展趋势
TRIZ目前及今后的发展趋势为：TRIZ本身的完善及新的研究分支两个方面。如图2：
新的研究分支
1.4 发明问题解决理论
TRIZ采用科学的思维方式，采用一系列工具，首先将特定的问题抽象成为标准的或一般的问题，然后采用标准的方法解决，最后得出特定的解。如图3：
三、实际设计案例应用一一关于自行车刹车装置的设计
用于阻止或者减慢自行车速度的刹车装置有很多种。从经济或者方便的因素考虑，卡钳式或者杠杆式的刹车是最常见的，操作者压下手柄，刹车就卡住自行车轮缘。这样的刹车装置通常包括由安装在刹车构架里面的两块刹皮，相对地安装在轮缘的两侧，刹车皮跟轮缘接触，靠摩擦力刹车。如图4；
自行车都是要么以干燥要么以潮湿地面为标准设计的。因而，有必要设计一种适用任意天气，保障安全行驶的刹车。发展适用任何气候条件的自行车刹车问题可以从两个观点角度来考评T。第一个观点是刹车由适用一种气候条件的材料构成，干或者湿，使用者要在不同天气换不同的刹车；第二，轮缘被水膜或者沙砾覆盖的时候，它又会在干或者湿的条件下有不同的性能。所以，在核心问题找到以前，不容易解决这个问题。这样，就需要TRIZ来解决系统矛盾。
通常的解决含有矛盾问题的方法可以简单陈述如下：
1.通过置换或者调整刹车，可靠性在干或者潮湿条件下都有提高。但是使用不方便；
2.通过调整技术参数，比如刹车、轮缘改善任意条件下的稳定性。
由此分析可以得出一个概念设计。考虑到系统要求，尝试同时使用“复合材料”“媒介”是可行的。“复合材料”原理是：“用复合的材料代替均匀的材料”；“媒介”原理是：“使用中间物体来转移或者执行功能”；“短期将物体同另外一个容易移除的物体相联”。
由此设计出一种分离式的刹车结构是上面“复合材料”原理的应用。它是一种方便地克服“可靠性/方便性”矛盾的方法。组合“复合材料”和“媒介”，可以得到一个理想的设计。如下图示，一个可以移动的软橡胶安装在刹车前端，用弹簧调节倾斜。移动橡胶的面跟轮缘预设一些距离。刹车的时候，移动橡胶先接触轮缘，抹去水膜，沙砾，尘土。刹车皮接触轮缘的时候，任意天气条件下都能有同样的效果。这样，TRIZ就成功解决了这个系统矛盾的问题。
四、小结
创造思维能力是创新能力的核心，产品创新的核心阶段是产品的概念设计。概念设计的核心是产生新的、有竞争力的工作原理。通过对国际上著名设计理论有缺点的分析与比较，提出的TRIZ理论起源于全世界专利的深入研究与分析，既实用，可操作性又强。工业设计的理论工作者应加快TRIZ的学习与掌握步伐，并尽快在我国企业推广应用，使之在我国企业的产品技术创新中发挥作用。