21世纪以来，随着世界经济的激烈竞争和科技的迅猛发展，世界各国都在调整经济政策、科技政策和发展战略，对于科技创新，尤其是高科技领域的技术创新，均给予高度重视，创新能力的高低已成为衡量一个国家综合国力强弱的重要因素。

提高创新能力应该首先从教育抓起，大学生掌握一些创新设计方法和提高创新设计能力已经变得十分必要，这也应是目前高等院校创新教育和课程改革的重要内容。为此，高等学校应该在教学中开设一门先进、高效而且实用的创新方法课程。创新方法有很多种，但经过多年的研究和实践，人们发现起源于前苏联的TRIZ理论具有鲜明的优势，在发明创新中表现突出，近年来尤其受到人们的欢迎和重视，TRIZ理论在世界各国被广泛传播和使用，对促进科技创新效果显着。因此，学习TRIZ理论与创新设计方法越来越成为高校创新类课程教学的主体。

TRIZ（发明问题解决理论）是前苏联发明家根里奇·阿奇舒勒及其带领的一批科研人员在研究了大量高水平专利的基础上，提出的一套具有完整理论体系的创新方法。TRIZ理论曾是前苏联的国家机密，在军事、工业、航空航天等领域均发挥了巨大作用，成为创新的“点金术”，让西方已开发国家一直望尘莫及。直到前苏联解体，大批TRIZ专家移居其他已开发国家，TRIZ理论才被传播到美国、欧洲、日本、韩国等地，为世人所知。近几年，TRIZ理论在我国开始获得广泛关注和重视，为我国科技创新提供了方法上的强有力的帮助。

创新思维是创新设计的前提和基础，和其他任何创新方法一样，TRIZ理论也是基于创新思维的理论方法，因此，本书在介绍TRIZ理论之前，首先介绍了一些创新思维与技法，这些是进行创新必不可少的基础。另外，TRIZ理论与工业方面联繫密切，而机械创新设计是工业创新的重要组成部分，可以说只要是有实体结构的地方就有机械。为能更好地进行创新并提高TRIZ理论与专业知识连线的紧密性，本书后半部分阐述了机械创新设计的基本方法，对机械类专业的创新教学能提供更多的帮助。

为提高学习效果，书中给出了一些套用TRIZ理论进行创新设计的实例，便于学生进行自学，更快、更好地掌握TRIZ理论，培养出套用TRIZ理论等创新方法进行创新设计的能力。最后，还介绍了专利申请的有关知识。专利是发明创新成果的最好体现，同时也是对智慧财产权的保护，对于有志于创新的广大学者和创新爱好者也是一个很好的启示。

参加本书编写的有：潘承怡（第0章，第2章的2.5节、2.8～2.10节，第3章，附录）、姜金刚（第1章，第2章的2.1节、2.2节、2.6节、2.7节，第4章）、张简一（第2章的2.3节、 2.4节）、张永德（第5章）。本书由潘承怡、姜金刚担任主编，张简一、张永德担任副主编。全书由潘承怡统稿。

本书为哈尔滨理工大学新编教材立项项目，得到了哈尔滨理工大学教务处的大力支持，在编写过程中还得到了段铁群教授的热情指导和帮助，在此一併表示衷心的感谢！

限于编者水平，书中难免有错误和不足之处，欢迎读者批评指正。

编者2015年1月

第0章绪论1

0.1创新设计概述1

0.1.1创新的概念1

0.1.2创新设计3

0.2创新教育与创新人才的培养5

0.2.1创新教育的重要性5

0.2.2创新人才的特点5

0.2.3创新人才的培养6

习题9

第1章创新思维与技法10

1.1创新思维10

1.1.1创新思维的特点和类型10

1.1.2创新思维形成的过程和方式12

1.1.3创新思维训练14

1.2几种传统创新技法15

1.2.1头脑风暴法15

1.2.2设问法20

1.2.3焦点客体法26

习题27

第2章TRIZ理论及其套用28

2.1TRIZ理论概述28

2.1.1TRIZ理论的产生和发展28

2.1.2推广TRIZ理论的意义31

2.1.3TRIZ理论的基本内容32

2.1.4创新的等级33

2.2TRIZ理论的思维方法35

2.2.1打破思维惯性35

2.2.2最终理想解39

2.2.3九萤幕法42

2.2.4其他方法简介45

2.3技术系统进化法则48

2.3.1技术系统进化法则48

2.3.2技术系统进化法则的套用64

2.4TRIZ理论的40个发明原理66

2.4.1发明的原理66

2.4.240个发明原理详解68

2.4.340个发明原理的分类88

2.4.440个发明原理的套用实例89

2.5技术矛盾与阿奇舒勒矛盾矩阵91

2.5.1技术矛盾的定义91

2.5.239个通用工程参数92

2.5.3阿奇舒勒矛盾矩阵99

2.5.4阿奇舒勒矛盾矩阵的套用100

2.6物理矛盾与分离原理102

2.6.1物理矛盾的意义102

2.6.2分离原理103

2.6.3分离原理与40个发明原理的关係109

2.7物场模型分析111

2.7.1物场模型的类型111

2.7.2物场模型分析的一般解法113

2.8科学效应和现象115

2.8.1TRIZ理论中的科学效应116

2.8.2科学效应和现象的套用118

2.9发明问题的标準解法120

2.9.1标準解法的构成121

2.9.2标準解法的套用127

2.10ARIZ算法简介128

2.10.1ARIZ算法的主导思想128

2.10.2ARIZ算法的套用129

习题130

第3章机械创新设计基本方法132

3.1机构创新设计132

3.1.1常见机构的运动及性能特点132

3.1.2机构的变异、演化与创新设计133

3.1.3机构的组合与创新设计140

3.1.4机械创新中几种常用的实用机构147

3.2机械结构创新设计152

3.2.1机械结构设计的概念与步骤152

3.2.2结构元素的变异与演化153

3.2.3机械结构创新设计的基本方法158

3.2.4机械结构创新设计的发展方向169

习题173

第4章创新设计实例176

4.1脚踏车的创新设计176

4.2多功能异形架椅的创新设计177

4.3中国象棋对弈机器人的创新设计179

4.4概念手机的创新设计181

4.5多功能直尺的创新设计182

4.6钥匙引导器的创新设计187

习题190

第5章专利申请的有关知识191

5.1专利申请的时机与条件191

5.2专利申请的类型与所需档案192

5.2.1专利申请类型192

5.2.2专利申请所需档案及要求193

5.3专利申请实例194

习题198

附录A阿奇舒勒矛盾矩阵插页

附录B模拟试题199

附录C模拟试题答案202

参考文献205

2-6