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P-TRIZ产品创新模式及其在矿山水灾害救援装备开发中的应用研究

作　者: 刘振锋
导　师: 冯立杰
学　校: 郑州大学
专　业: 管理科学与工程
关键词: 产品创新模式专利发明问题解决理论救援装备矿山水灾害
分类号: TD774
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

创新方法研究是实现自主创新的核心内容。当前,产品的更新速度加快、市场竞争日趋激烈,迫切需要高效实用的产品创新方法。专利是十分丰富的技术信息库,分析和利用专利信息已成为企业在竞争中争取优势的重要途径之一；进一步地,根据海量专利总结出来的TRIZ理论,为产品设计中存在的技术问题提供了非常实用的解决方法。因此,将TRIZ和专利结合并应用到产品开发设计中,对企业吸收先进成果、加快创新速度、节约资源成本具有重要意义。本文在研究TRIZ理论和专利内容的基础上,首先运用结构方程模型证明了二者的耦合影响关系,其次借鉴现有成熟的创新设计流程,提出一种专利与TRIZ理论相结合的P-TRIZ产品创新模式,最后将所提方法应用于超大矿用潜水电机(功率3200kW)冷却系统的开发之中。本文主要研究内容及创新点如下：(1)分析了TRIZ理论和专利的内容,在构建TRIZ和专利的耦合关系概念模型的基础上,从已有企业专利水平和TRIZ水平的评价指标研究文献中搜集到大量第一手资料,并通过专家打分的方法确定了120家企业的专利和TRIZ指标得分情况,而后利用结构方程模型对TRIZ和专利耦合关系进行拟合分析和修正,从统计学角度验证了TRIZ和专利之间的相互作用与影响。(2)根据TRIZ和专利的影响对比关系,提出了一种P-TRIZ产品创新模式,并阐明了P-TRIZ形成的基本思想,该模式是一种面向跨领域设计人员、基于专利和TRIZ结合、多方位多角度、快速高效的系统化产品创新模式,具体分析了P-TRIZ模式的产品创新步骤,包括产品需求分析、专利检索、TRIZ和专利的对比借鉴分析、设计方案、专利申请、市场开发等。(3)分析了矿山水灾害抢险救灾技术及其装备开发现状,基于矿井采深超过千米迫切需要开发大功率潜水电泵的事实,利用P-TRIZ模式,提出了四种潜水电机冷却结构设计方案,包括潜水电机冷却方式外水循环和内水循环的组合方案、电机定转子“换位”旋转方案、潜水电机外部一维散热变为内外部二维散热方案、潜水泵出水加快潜水电机散热的自服务方案。理论与实证研究表明,首先,结构方程的统计分析结果显示,TRIZ和专利具有较强的耦合关系,具体来说,专利应用与创新管理水平、技术生命周期与研发能力的提升、创新的经济效益与企业对专利的感知之间存在共变关系,表明企业对TRIZ的重视所带来的创新效益强于专利；其次,所提出的P-TRIZ产品创新模式清晰合理,适合企业的产品研发设计,对企业产品开发以及专利扩展均具有较强的理论指导意义；该模式应用于矿山抢险救援装备的创新设计,可以有效地解决超深矿井运行条件下潜水电机的冷却问题,并实现产品的商业化和专利保护与围堵,具备较高的应用价值。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-13
1 引言  13-23
  1.1 研究背景和问题提出  13-15
  1.2 研究现状综述  15-20
    1.2.1 制造业产品创新模式的研究现状  15-17
    1.2.2 TRIZ应用于产品创新的研究现状  17-19
    1.2.3 TRIZ和专利结合的研究现状  19-20
  1.3 研究思路和研究方法  20
  1.4 研究内容和技术路线  20-22
  1.5 研究创新点  22-23
2 TRIZ与专利的耦合关系研究  23-38
  2.1 TRIZ理论  23-25
    2.1.1 TRIZ定义  23-24
    2.1.2 TRIZ中发明等级的界定  24-25
    2.1.3 TRIZ构成  25
  2.2 专利  25-27
    2.2.1 专利构成和专利文献  25-27
    2.2.2 专利的创新作用  27
  2.3 基于SEM的TRIZ与专利耦合关系分析  27-37
    2.3.1 结构方程模型简介  27-32
    2.3.2 TRIZ和专利的耦合关系结构方程模型构建  32-34
    2.3.3 TRIZ和专利的耦合关系结构方程模型计算  34-36
    2.3.4 结果与分析  36-37
  2.4 本章小结  37-38
3 基于TRIZ和专利的产品创新模式研究  38-49
  3.1 P-TRIZ产品创新模式提出  38-40
    3.1.1 P-TRIZ基本思想  38-40
    3.1.2 实现框图  40
  3.2 P-TRIZ产品创新模式分析  40-48
    3.2.1 产品需求分析  40-41
    3.2.2 专利检索及技术预测  41-44
    3.2.3 专利与TRIZ对比分析  44-45
    3.2.4 设计方案的确定  45-47
    3.2.5 专利申请和市场开发  47-48
  3.3 本章小结  48-49
4 P-TRIZ模式在矿山水灾害救援装备设计中的应用  49-61
  4.1 矿山水灾害救援技术及装备开发现状  49-50
  4.2 潜水电机冷却系统需求分析  50-52
    4.2.1 潜水电机简介  50-51
    4.2.2 潜水电机冷却系统分析  51-52
  4.3 潜水电机冷却系统设计  52-58
    4.3.1 专利及技术预测分析  52-53
    4.3.2 技术问题  53
    4.3.3 设计方案  53-58
  4.4 潜水电机冷却系统专利申请和产品生产  58-59
    4.4.1 专利申请情况  58-59
    4.4.2 产品生产情况  59
  4.5 结果讨论  59-60
  4.6 本章小结  60-61
5 结论与展望  61-62
参考文献  62-66
附录  66-73
致谢  73-74
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  74-75

P-TRIZ产品创新模式及其在矿山水灾害救援装备开发中的应用研究

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