应用TRIZ理论方法分析眼镜的发展历程和问题解决,社会科学论文

应用TRIZ理论方法分析眼镜的发展历程和问题解决,社会科学论文1前言创新是推进企业和行业发展最具活力的源动力。TRIZ理论作为一种行之有效的创新方式方法，近年来引起了广泛的学习和应用，成为实现高质、高效创新实践活动的有力保证。美国的福特公司、韩国的三星公司等应用TRIZ方式方法获得了宏大的成功。近视成为近年来一种社会现象，在我们国家，近视人口占总人口的30%，城市近视人口达33%，华而不实在校小学生佩带眼镜比率为30%、中学生为50%、大学生达75%，我们国家近视人数达3.6亿，居世界之首。其引起了一系列的佩戴近视眼镜问题，直接影响到个人的舒适与健康，本文应用TRIZ理论方式方法，分析近视眼镜问题，提出解决方案，指引创新，为眼镜工业的发展提供指导。2TRIZ理论与方式方法1946年，前苏联阿奇舒勒(G．S．Altshuller)等人从250万件发明专利中归纳提炼出的一套体系化的、实用性的发明创新理论TRIZ理论，也称为发明问题解决理论或者萃智理论。TRIZ理论主要包括突破惯性思维的创新方式方法、技术系统进化论、40个发明原理、39个通用技术参数及矛盾矩阵、物理矛盾的分离原理、物场分析模型、发明问题标准解、发明问题解决算法(ARIZ)、科学效应和现象知识库等内容。TRIZ理论可理解为：〔1〕为发明类问题提供分析方式方法、解决方式方法和理论，属于创新和创造层次；〔2〕为发生类问题提供分析方式方法、解决方式方法和理论，属于改善和提升层次。在实际应用中，两种理解应用经过分别为高端层次应用直接开展理解〔1〕的创新研究，和解决问题层次应用基于理解〔2〕开展问题分析研究，在解决问题的基础上能够引出理解〔1〕的创新研究。TRIZ理论体系构造包括概念层、问题分析方式方法层、问题解决方式方法层、系统化方式方法层+CAI系统。基于提供的问题解决方式方法能够减少试错法的盲目性，基于问题分析方式方法能够减少惯性思维的影响性，基于知识库所组成的概念层能够消除个人本身的知识和能力方面的局限性。通过运用TRIZ创新方式方法，能够提高创新和解决问题的时机、效率和质量。3近视眼镜问题与分析近视眼镜构造组成如此图1所示。眼镜的构造和组成直接导致的问题有：镜腿、镜圈的金属锈蚀或者高分子材料过敏而致皮肤腐蚀等；玻璃镜片易碎、易挂尘等；镜腿和镜托受水后摩擦系数减小而易滑脱；镜腿宽度过窄而压脸颊、镜托突兀挤压鼻梁等，这些问题描绘叙述如表1所示。在以上问题中，Q5问题具有普遍性。本文以其进行分析，研究应用TRIZ理论方式方法分析眼镜的发展历程、解决问题和指明眼镜发展方向。4基于冲突分析的问题解决基于冲突分析的TRIZ方式方法解决问题流程如此图2所示：从特定问题中分析出矛盾和冲突，将冲突用39个通用工程参数中的2个表示出来，基于这2个改善和恶化的工程参数分析，查询冲突矩阵，从40条发明原理中找出可借鉴和根据的发明原理通解，将其类比应用于详细问题中。4.1特定问题的描绘叙述Q5问题：眼镜沉重，压制鼻梁、耳朵导致痕迹和疼痛。施加物：眼镜；承受物：脸部支撑点、鼻梁、耳朵；力：眼镜重量产生的压力；后果：压出痕迹，导致红肿、疼痛。冲突分析如下：矛盾：眼睛近视须戴眼镜，但其压迫鼻梁和耳朵。冲突：眼镜压迫鼻梁和耳朵而导致红肿、疼痛。技术冲突问题：近视眼镜解决了近视问题，但因存在重量而对头部的鼻梁和耳朵支撑产生压迫伤害。物理冲突问题：眼镜要有一定的强度和构造稳定性因此具有一定重量，有重量就会产生压力，因而重量是物理冲突因素，如此图2所示。4.2冲突问题一般化基于技术冲突分析，选择改善的参数和恶化参数，以及隐含华而不实的物理冲突如下：1.改善的参数A：静止物体的重量，对应着39个通用工程参数中的No.2。改善的目的是减小重量。2.恶化的参数B：构造稳定性或强度，对应着39个通用工程参数中的No.13和No.14。恶化的结果是稳定性或强度下降。3.物理冲突参数C：眼镜的重量，解决冲突的目的是既希望重量小改善舒适性又要保持一定的稳定性或强度。将以上冲突定义为一般化向量〔A2，B13〕或〔A2，B14〕。4.3基于发明原理的冲突问题解决分析基于(A2，B13)查询冲突矩阵，获得发明原理：复制〔26〕、惰性环境〔39〕、分割〔1〕、复合材料〔40〕。基于〔A2，B14〕查询冲突矩阵，获得发明原理：机械系统的替代〔28〕、分离〔2〕、预操作〔10〕、低成本不耐用物质的应用〔27〕。4.4从通解中得到启发并获得特定解从通解中给出的定义和提供的案例参考，应用于眼镜问题解决上，得到提示方案如下：基于分割原理〔1〕的提示方案：去掉镜框减少重量，采用镜腿和镜片直接连接。如无框眼镜，镜腿直接通过铰链和桩头连接在镜片上。其它可参考方案有吸盘式保健眼镜架〔CN93222878.X〕。1.基于分离原理〔2〕的提示方案：只留有镜片，承托部分全部去掉，减轻重量。如配戴博士伦眼镜。2.采用低成本不耐用物质的应用原理〔27〕的提示方案：一次性眼镜，采用轻便低成本骨架如纸质镜框，短时间不变形，镜片可重复使用，使用几天后可丢弃纸质镜框。3.基于机械系统的替代原理〔28〕的提示方案：采用柔性替代，将重的镜片材质更换成轻的材质。如采用树脂眼镜代替玻璃镜片。4.基于复合材料原理〔40〕的提示方案：采用轻质而不易碎的高分子材料代替金属架和玻璃片，减轻重量。如采用树脂材料做镜片，采用板材做镜架。5.基于物理冲突的提示方案能够采用空间分离原理和整体与部分分离原理，华而不实发明原理〔1〕和〔2〕与空间分离原理相对应，〔28〕与〔40〕和整体与部分分离原理相对应，〔27〕与条件分离原理相对应。4.5基于功能分析与裁剪的问题解决Q5问题的功能分析如此图3所示，眼镜分解为鼻托、镜圈、桩头铰链、镜腿和镜片5个基本元件，超系统为鼻梁、脸颊、耳朵和眼睛。制品是调焦后的图像，未在图中画出。从功能分析上能够看出，压迫是有害作用，其它都是标准作用，如此图3所示。运用裁剪和功能替换，能够得到提示方案如下：1.只保存镜片，裁剪掉其它４种元件，提示方案为：博士伦眼镜。2.裁剪掉镜腿和桩头铰链，提示方案为：鼻托眼镜，需增加一种粘胶直接将鼻托粘在人的鼻子上。3.裁剪掉镜圈，提示方案为：无框眼镜。4.裁剪掉镜腿、桩头铰链和鼻托，增加头部支架，提示方案为：头盔眼镜。4.6基于技术进化问题分析的问题解决。4.6.1产品进化的四个阶段1〕为系统选择零部件；2〕改良零部件；3〕系统动态化；4〕系统的自动控制。近十年来，眼镜的发展以材料的更新和外观、颜色变化为主，降低重量和增加美观，属于弥补缺陷阶段；当前在第3〕阶段发展和第4〕阶段结合中。Altshuller指出，技术进化经历着由低级向高级进化发展，并提供了技术预测的功能。技术系统进化共有9条定律，每个定律中又有不同的进化道路。华而不实动态化增长定律中的向流体或场传递道路对眼镜问题的分析和解决具有较好的指导性。4.6.2基于动态化增长定律的问题解决增加柔性化的经过通常包含固定或刚性部件被活动或柔性部件代替的经过。眼镜发展的进化道路如此图4所示，从进化的道路能够看出眼镜的发展确实是向着构造愈加柔性化的方向发展着。基于流体的系统和基于场的系统的眼镜发展还存在未知性，因而能够基于此作出预测提示方案。预测提示方案如下：1.基于流体的系统的提示方案：设计基于气体和流体的构造和形状可调整的鼻托、镜片，以及度数可调整的眼镜。如气垫式眼镜鼻托〔专利号CN90217563.7〕，无级变度眼镜〔专利号CN91226398.9〕。2.基于场的提示方案：设计磁场可控的磁流变液体的人工睫状体植入式系统，代替已经失效的人体睫状肌调节晶状体，恢复视力调节作用。4.7基于理想解的问题解决理想解有如下四个特点：1〕消除了原系统的缺乏；2〕保持原系统的优点；3〕没有使系统更复杂；4〕没有引入新的缺陷。眼镜的发展理想情况是能够取消眼镜，提示方案：手术消除近视、药物消除近视。最终理想解，根本性的不发生近视，提示方案：从DNA控制上抑制近视的发生，即抑制睫状体和晶状体的衰老和失去活性。5结论与讨论在解决Q5问题分析经过中，TRIZ理论提供了一系列的问题分析方式方法和问题解决方式方法，这些分析方式方法能够从不同的角度分析眼镜压迫鼻梁等问题的症结点，并给出可参考的问题解决方式方法，基于这些方式方法引导能够发现解决问题症结的提示性方案。在问题解决经过中，可以以发现眼镜的发展经过确实遵循着技术进化规律，因而可以以预测眼镜将来的发展趋势。基于理想解问题分析，能够帮助我们跳出就问题解决问题的短视，能够直接从引起问题的根本源头上找到解决