文章编号：！””!#$%&，（$””!）”（#”””（#”）发明问题解决理论：*+,・------*+,・过程、工具及发展趋势I■檀润华I■,王庆禹$,苑彩云I,段国林I（!.河北工业大学/012/03及+43研究所，天津%””!％”；$.天津市机电工业科技信息研究所，天津%”””5!）摘耍：介绍糾，■解决发明问题的过程及物质#场分析、标准解、冲突及其描述、冲突解决原理、0+,・算法等主耍工具。提出建立物质#场分析的新型符号系统、完善冲突及解决理论、更新0+,・算法及*+,.与671、稳健设计等集成是其发展趋势。关键词：*+,・；过程；工具；趋势中图分类号：*8!））文献标识码：0!刖肓反葱率侵圃煲翟谑谐【赫腥墓、H?果把产品设计分为产品定义、概念设计、技术设计及详细设计儿个阶段，概念设计是与创新（,99:;:9）紧密相关的一个设计阶段。所谓创新是指新的可行解或概念，该解或概念与已有的解或概念相比具有明显的竞争优势。创新是发明工程（,9;?9=>;??9@>9??A>9@）的核心，而发明工程又是设计工程（1?B>@9?9@>9??A>9@）的前沿研究领域。如何在概念设计阶段快速地产生一个有竞争力的新概念，实现产品的快速创新（799:;:9）是当今设计领域的前沿课题，乂是工业界希望尽快运用的成果。文献[!]列出了！％种可用丁概念设计的方法，如671（质量工程布置）、功能方法树、设计冃录、形态学矩阵等。这些方法大都起源于欧、美、日等国。最近的研究表明，起源于前苏联的（发明问题解决理论）不论对学术界还是对丁业界都应是指导创新的重耍理论z—[$,%]*+,・是俄文中发明问题解决理论的词头。该理论是前苏联CDOE=BFGE?A及其领导的一批研究人员，自!5J年开始，花费！&"个人年的时间，在分析研究世界各国$&”万件专利的基础上，所提出的发明问题解决理论[?,&]□H”年代中期前，该理论对其它国家保密，H”年代中期，随一批科学家移居美国等西方国家，逐渐把该理论介绍给世界产品开发领域，对该领域已产生了重要的影响。CDOE=BFGE?A开始就坚信发明问题的基木原理是客观存在的，这些原理不仅能被确认，也能被整理而形成一种理论，掌握该理论的人不仅提高发明的成功率、缩短发明的周期，也使发明问题具有可预见性。*+厂理论在我国已开始得到学术界的重视[)IH]O文献[)]介绍了基丁糾,・的计算机辅助设计软件*?JKFLM=>N>O?A；文献[(]利用*+,・中的0+,・算法，分析了产品设计中创新过程；文献[H]将*+,・中的物质#场分析法，用于解决我国企业中的一个实际问题。*+,・由一系列方法或工具有机组成。为了增加对*+，■的了解，并有可能在国内推广应用该理论，本文对具解决问题的一般过程、主要方法或工具作一介绍，并对其发展趋势作一预测。$一般过程有多种方法可用于宜+,•工具及方法的播述，流程图是可用方法如图！所示。该图不仅描述了各种工具之间的关系，也描述了产品创新中的问题。应用*+，■的第一步是对给定的问题进行分析；如果发现存在冲突，则丿应用原理去解决；如果问题明确，但不知道如何解决，则应用效应去解决；第三种选择是对待创新的技术系统进行进化过程的预测。Z后是评价。最后是实现。该过程可采用传统手工方法实现，也可采用计算机软件辅助实现。$.!分析分析是*+，■的工具包括产品的功能分析、理想解(,7+,>P?9?条原理可供应用[@]:;效应赢应指应用本领域，特别是其它领域的有关定律解决设计中的问题。如采用数学、化学、生物及电子等领域中的原理，解决机械设计中的创新问题。:;@评价该阶段将所求岀的解与理想解进行比较，确信所作的改进不仅满足了用户需求，而且推进了产品创新。67?8中的特性传递(B)*!C”)6”*%0/)”)法可用于将多个解进行组合，以改进系统的品质。@H的解属于该范围。级(F)G)+>):采用全新的原理完成已有系统基本功能的新解。解的发现主要是从科学的角度，而不是从工程的角度。大约有>H的解属于该类。@级(F)G)+@):罕见的科学原理导致一种新系统的发明。大约有9H属于该类。D+!()EC++)”同时注意到产品从低级向高级进化过程中，高级别解的产生需要更多的知识及更多的可选解。表9是他的发现的一个总结。表！解的级别A设计理论与方法专题论文《机械设计》:??9年I月WHHHIIIIItHHIIII9M9HIIItVIW...