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[摘 要]本文针对汽车减振与降噪方面的研究特点，着重分析在汽车发电机减振与降噪方面研究中吸收TRIZ理论的重要性。以案例的形式分析应用TRIZ理论开展研究创新的理念，提出了突破思维定势和传统观念，通过引入以TRIZ理论为基础的研究方法，建立以TRIZ理论为基础的研究创新，为系统的开展研究开辟新的有效途径。
[关键词]TRIZ 汽车电机 噪声与振动 研究应用
中图分类号：F127 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）20-0181-01
针对汽车减振与降噪方面的研究特点，我国在执行汽车噪声的法规力度和降噪研究工作的动力不够[2]。创造性的关键技术研究不够，仅满足于跟踪和达标的治理。研究队伍和研究条件薄弱，研究机构缺乏相应的资金、项目支持[2]。由此，造成了我国轻型汽车及相关零部件在噪声和振动研究手段落后、成果转化率低的局面[2]。因此，除了加大政策、资金支持以外，科研人员应突破思维定势和传统观念的影响，建立以TRIZ理论为基础的研究创新，为深入和系统的开展研究开辟新的有效途径。
一、TRIZ创新方法的内涵与启示
（一）TRIZ的内涵
1、基本概念
TRIZ是发明问题解决理论，它的哲学本质是将带来的知识与经验锤炼成五大基本概念，分别是矛盾、功能、理想度、资源和时间/空间/界面（系统），这是TRIZ创新方法的重要的理论基础。
2、TRIZ的创新工具
TRIZ理论提供一整套可供选择的解决创新问题的工具，它是利用创新工具解决课程创新问题的系统的创新方法。TRIZ理论中最重要的是具有普遍用途的40个创新原理，开启了一道解决创新问题的天窗，使原来认为不可能解决的问题获得了突破性的解决。
（二）TRIZ的启示
TRIZ理论是经过不断验证的系统化的创新方法，TRIZ创新工具解决问题的一般模式是：将研究过程中遇到的待解决的研发问题，经过抽象转化为问题模型（技术矛盾或物理矛盾），利用 TRIZ工具（矛盾矩阵、创新原理、分离原理等），找到多个解决方案模型，通过类比演绎，最终确定解决方案。
TRIZ理论不同于传统创新方法，传统方式的缺点过分依赖个体的心智水平和主观经验，随意性大，可复制性差，且混乱、无序，效率低，这些方法往往会对创新过程造成事倍功半的不利影响。通过TRIZ创新工具解决问题的一般模式可知，打破思维惯性，训练创新思维，解决问题（矛盾），实施研究创新，准确预测专业的发展方向，先进的方法是推进各项创新的动力。
二、TRIZ创新原理在汽车发电机噪声与振动研究中的应用
（一）问题
机械噪聲是任何运动物体都无法避免的噪声，在汽车发电机中它是与电磁噪声紧密相关的。因为一旦有结构振动，就会影响电磁场的变化，同时由于电磁力的存在也会改变结构件的振动频率和幅值特性[4]。机械噪声一般随转速和负载电流增大而增大，在高速情况下成为电机噪声的主要部分[4]。
（二）建立问题模型
1、步骤（1）分析问题
矛盾是大量的，但矛盾的类型只有两种：技术矛盾和物理矛盾。汽车发电机机械噪声问题归结为矛盾，汽车发电机结构稳定性好，其噪声相对就小；汽车电机转速高，其噪声相对就大；汽车发电机的“结构稳定性”和“转速”是影响汽车发电机噪声的两个重要参数，改善其中一个参数必然导致另一个参数恶化。
2、步骤（2）指出技术矛盾
技术矛盾指由两个相反的和相互对立的工程参数构成的矛盾，综上分析此问题属于技术矛盾。
3、步骤（3）解决技术矛盾
发明专家阿奇舒勒1971年首先创建的矛盾矩阵又称“经典矛盾矩阵”，他将39个通用工程参数与40个创新原理有机地联系起来，整理成39×39的矛盾矩阵表。表的第1列为改善的39个参数和编码，第1行为恶化的39个参数和编码，从行、列的两个维度上，构成了39×39个矩阵的方格，共1521个方格，在其中的1263个方格中，均列有几个数字，这几个数字代表着40个创新原理的编码。使用者根据表中所提供的编码，对照40个创新原理，查找出这些编码的确切含义，也就是找到了化解技术矛盾的创新问题。
根据通用工程参数编码，“结构稳定性”编码为13，“转速”编码为9。降低汽车电机噪声，在转速一定的情况下，必须提高其结构稳定性。因此，转速是改善的参数，其结构稳定性是恶化的参数，然后通过查找矛盾矩阵表得出适合的创新原理分别是编号为28、33、01和18。
（三）适用创新原理分析
通过矛盾矩阵表得出推荐的创新原理：
1、原理28“替换机械系统原理”（以改善功能配置），这个原理建议：用高级场替代机械场，让场的作用变得更易控制，获得解题资源。
2、原理33“同质性原理”，这个原理建议：用同质的物质的相互作用来代替异质物质的相互作用，让物质的相互作用提高效率、减少损耗、降低成本，获得解题资源。
3、原理01“分割原理”，这个原理建议：分割的要点不是分开了事，而是通过分割，既要发现分割后单个部分和整体部分的静态新属性，又要发现分割后的各个部分之间彼此相互作用而产生的动态新属性，其实质是既由分割找到解决问题的资源，属于物体多元。
4、原理18“振动原理”（以改善功能配置），这个原理建议：让物质在时/空域中振动起来，由改变频率和振幅来改善物质之间的相互作用效果，获得解题资源。
（四）解决方案
根据推荐的创新原理分析可知：原理28和原理18同属于改善研究物质功能配置，原理33和原理1表明物体通过多元处理，将相互作用的物体采用同质材料。因此，降低汽车发电机噪声，保持高转速情况下，提高其结构稳定性的 “最佳”选择是采用滑动轴承，减小产生振动的环节，附加纳米材料涂层提高效率、减少磨损。同理易磨损的电刷也采用纳米材料，减小磨损，以提高功能配置，增加结构稳定性。
三、结束语
如上所述，传统的创新方法比较简单，多为跟随头脑风暴进行试错。TRIZ创新方法包含着空间、时间和界面多元化地审视问题，多方面的分析问题和多种工具提供多种有效的解决问题机会。根据TRIZ创新理论解决问题的工具使系统向着适应性、 可动性和可操作性增加的方向发展，以达到研究效果的实现。
参考文献
[1] 李海军、丁雪燕编著.《经典TRIZ通俗读本》[M].北京：中国科学技术出版社，2009.12.
[2] 汪建忠、黄海波、王建昕.《车用汽油发动机减振降噪改进开发》[J].西华大学学报：自然科学版，2007年.
[3] 陈芬森.《发明问题解决理论述评》[J].科技成果管理与研究，2010（08）：52-54、75.
[4] 伍先俊、李志明.《汽车电机噪声机理和降噪方法》[J].微特电机，2003（01）：14-16.
[关键词]TRIZ 汽车电机 噪声与振动 研究应用
中图分类号：F127 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）20-0181-01
针对汽车减振与降噪方面的研究特点，我国在执行汽车噪声的法规力度和降噪研究工作的动力不够[2]。创造性的关键技术研究不够，仅满足于跟踪和达标的治理。研究队伍和研究条件薄弱，研究机构缺乏相应的资金、项目支持[2]。由此，造成了我国轻型汽车及相关零部件在噪声和振动研究手段落后、成果转化率低的局面[2]。因此，除了加大政策、资金支持以外，科研人员应突破思维定势和传统观念的影响，建立以TRIZ理论为基础的研究创新，为深入和系统的开展研究开辟新的有效途径。
一、TRIZ创新方法的内涵与启示
（一）TRIZ的内涵
1、基本概念
TRIZ是发明问题解决理论，它的哲学本质是将带来的知识与经验锤炼成五大基本概念，分别是矛盾、功能、理想度、资源和时间/空间/界面（系统），这是TRIZ创新方法的重要的理论基础。
2、TRIZ的创新工具
TRIZ理论提供一整套可供选择的解决创新问题的工具，它是利用创新工具解决课程创新问题的系统的创新方法。TRIZ理论中最重要的是具有普遍用途的40个创新原理，开启了一道解决创新问题的天窗，使原来认为不可能解决的问题获得了突破性的解决。
（二）TRIZ的启示
TRIZ理论是经过不断验证的系统化的创新方法，TRIZ创新工具解决问题的一般模式是：将研究过程中遇到的待解决的研发问题，经过抽象转化为问题模型（技术矛盾或物理矛盾），利用 TRIZ工具（矛盾矩阵、创新原理、分离原理等），找到多个解决方案模型，通过类比演绎，最终确定解决方案。
TRIZ理论不同于传统创新方法，传统方式的缺点过分依赖个体的心智水平和主观经验，随意性大，可复制性差，且混乱、无序，效率低，这些方法往往会对创新过程造成事倍功半的不利影响。通过TRIZ创新工具解决问题的一般模式可知，打破思维惯性，训练创新思维，解决问题（矛盾），实施研究创新，准确预测专业的发展方向，先进的方法是推进各项创新的动力。
二、TRIZ创新原理在汽车发电机噪声与振动研究中的应用
（一）问题
机械噪聲是任何运动物体都无法避免的噪声，在汽车发电机中它是与电磁噪声紧密相关的。因为一旦有结构振动，就会影响电磁场的变化，同时由于电磁力的存在也会改变结构件的振动频率和幅值特性[4]。机械噪声一般随转速和负载电流增大而增大，在高速情况下成为电机噪声的主要部分[4]。
（二）建立问题模型
1、步骤（1）分析问题
矛盾是大量的，但矛盾的类型只有两种：技术矛盾和物理矛盾。汽车发电机机械噪声问题归结为矛盾，汽车发电机结构稳定性好，其噪声相对就小；汽车电机转速高，其噪声相对就大；汽车发电机的“结构稳定性”和“转速”是影响汽车发电机噪声的两个重要参数，改善其中一个参数必然导致另一个参数恶化。
2、步骤（2）指出技术矛盾
技术矛盾指由两个相反的和相互对立的工程参数构成的矛盾，综上分析此问题属于技术矛盾。
3、步骤（3）解决技术矛盾
发明专家阿奇舒勒1971年首先创建的矛盾矩阵又称“经典矛盾矩阵”，他将39个通用工程参数与40个创新原理有机地联系起来，整理成39×39的矛盾矩阵表。表的第1列为改善的39个参数和编码，第1行为恶化的39个参数和编码，从行、列的两个维度上，构成了39×39个矩阵的方格，共1521个方格，在其中的1263个方格中，均列有几个数字，这几个数字代表着40个创新原理的编码。使用者根据表中所提供的编码，对照40个创新原理，查找出这些编码的确切含义，也就是找到了化解技术矛盾的创新问题。
根据通用工程参数编码，“结构稳定性”编码为13，“转速”编码为9。降低汽车电机噪声，在转速一定的情况下，必须提高其结构稳定性。因此，转速是改善的参数，其结构稳定性是恶化的参数，然后通过查找矛盾矩阵表得出适合的创新原理分别是编号为28、33、01和18。
（三）适用创新原理分析
通过矛盾矩阵表得出推荐的创新原理：
1、原理28“替换机械系统原理”（以改善功能配置），这个原理建议：用高级场替代机械场，让场的作用变得更易控制，获得解题资源。
2、原理33“同质性原理”，这个原理建议：用同质的物质的相互作用来代替异质物质的相互作用，让物质的相互作用提高效率、减少损耗、降低成本，获得解题资源。
3、原理01“分割原理”，这个原理建议：分割的要点不是分开了事，而是通过分割，既要发现分割后单个部分和整体部分的静态新属性，又要发现分割后的各个部分之间彼此相互作用而产生的动态新属性，其实质是既由分割找到解决问题的资源，属于物体多元。
4、原理18“振动原理”（以改善功能配置），这个原理建议：让物质在时/空域中振动起来，由改变频率和振幅来改善物质之间的相互作用效果，获得解题资源。
（四）解决方案
根据推荐的创新原理分析可知：原理28和原理18同属于改善研究物质功能配置，原理33和原理1表明物体通过多元处理，将相互作用的物体采用同质材料。因此，降低汽车发电机噪声，保持高转速情况下，提高其结构稳定性的 “最佳”选择是采用滑动轴承，减小产生振动的环节，附加纳米材料涂层提高效率、减少磨损。同理易磨损的电刷也采用纳米材料，减小磨损，以提高功能配置，增加结构稳定性。
三、结束语
如上所述，传统的创新方法比较简单，多为跟随头脑风暴进行试错。TRIZ创新方法包含着空间、时间和界面多元化地审视问题，多方面的分析问题和多种工具提供多种有效的解决问题机会。根据TRIZ创新理论解决问题的工具使系统向着适应性、 可动性和可操作性增加的方向发展，以达到研究效果的实现。
参考文献
[1] 李海军、丁雪燕编著.《经典TRIZ通俗读本》[M].北京：中国科学技术出版社，2009.12.
[2] 汪建忠、黄海波、王建昕.《车用汽油发动机减振降噪改进开发》[J].西华大学学报：自然科学版，2007年.
[3] 陈芬森.《发明问题解决理论述评》[J].科技成果管理与研究，2010（08）：52-54、75.
[4] 伍先俊、李志明.《汽车电机噪声机理和降噪方法》[J].微特电机，2003（01）：14-16.