系统设计创新点-如何创新电脑系统设计思路

1.设计考试系统，那么系统的创新点在哪里呢？

2.如何用TRIZ的思路和方法，进行产品创新？

设计考试系统，那么系统的创新点在哪里呢？

作品分为网页控制端、服务器控制端及硬件层控制端3个部分，三端信息互通，均可读取和设置硬件状态。控制的内容有设备当前状态，预设开启时间和关闭时间，也可以根据不同设备的需要进行个别的功能设定。1、网页控制端 (附录图1.1)通过上网登入网页控制端，即可看到电器设备的当前状态及操作控制选项。通过简单的操作就可以轻松地设置设备的当前状态。网页用精简界面和精简通信协议，使手机能快速登入。2、服务器控制端 (附录图1.2)服务器控制端实时读取网页上的预处理命令和硬件层当前的状态数据并做处理，使得网页上的命令能实时传达给硬件控制端，硬件的状态信息能也够实时地反应到网页上去，起到一个信息桥梁的作用。其操作界面界面及功能和网页控制端对应，可以自主地控制硬件层，反应硬件状态。3、硬件层控制端 (附录图1.3) 硬件层主控芯片为STC89C54RD+，通过无线模块FC-201VB与电脑及电器相连，使受控设备脱离了与服务器有线连接的束缚。控制端上配备有12864液晶、键盘，人可以通过键盘和友好的菜单界面直接设置和读取设备的当前状态。此外，我们还使用了DS1302时钟芯片，来实现时钟显示和设备定时的功能。创新点:1、 通过手机WEB来实现远程控制2、 对控制的器件无需进行改造或微小改造，在原先的基础上加上此系统即可实现远程控制的目的技术关键:1、三端数据同步及实时传输2、网页控制端的命令设置3、服务器控制端对硬件层单片机与网络服务器的通信协议问题4、通过无线模块进行双向数据的精确传输5、硬件层任务调度实时性的分配技术指标:·在手机信号覆盖的范围内都可以通过此平台对设备进行查看操作。·网页、电脑，硬件层同步实时显示设备当前的状态，并都具有控制能力。技术特点及先进性:基于手机WEB的远程智能控制系统不同于其他远程控制系统，它是通过手机WEB来进行控制的，而现在的手机基本上都可以上网，我们并不需要在手机上安装任何软件就可以在任何时间任何地点实现设备的远程查看和操控，此控制系统不需要和特定设备相配套使用，只需将此系统与需要控制的设备进行简单的连接就可实现控制。相比较LG公司研发的智能家居，用手机短信来控制家中的电器，但他们那的控制系统需要与其家中的电器相配套，也就是说其只能用于此一套家用电器上。较使用的普及性来讲，这套系统成本较低，且不需要在设备的使用环境上进行大改造。而且在我们用价格少于200的元器件实现了远程控制的功能。

如何用TRIZ的思路和方法，进行产品创新？

编辑导语：产品在进行开发设计时，需要在市场中找准自身定位，了解用户需求，降低开发设计成本，其中，产品在开发设计时需要找到矛盾所在。本文作者就如何利用项目TRIZ矛盾定义方法解决产品开发问题做了总结，一起来看一下。

一、前言

新产品在开发设计期间，主要解决的问题有以下三点：

确认顾客真正的需求，要能被市场接受，以提高销售量。

要比其他的竞争者企业，更快将新产品导入市场。

减少开发设计时间产生的问题，降低设计变更和客户市场抱怨，从而避免开发周期延长和开发成本提高。

利用（Theory of Inventive Problem Solving；简称TRIZ [取俄文的缩写]）从40发明原理、物场分析方法、76标准解、科学效应知识库，以及技术系统进化法则等相关等工具，推导出具备创新的想法，从而产生专利并产生独特且可以实现的概念，藉以解决开发设计的技术问题，已在国内众多产业及公司被实际广泛应用证明是可落地。

二、如何利用40发明原理？

在实际研发项目解题中，如何在40发明原理中选取出与问题相对应的原理，从而产生想法，是学员们首先要面临到的考验。

以下笔者将提出常用的四种做法：

① 面对较模糊问题、冲突不明显的问题或在问题分析的初始阶段，常使用“浏览法”选用发明原理。

②技术矛盾可使用39个通用工程参数、TRIZ 2003年新版矛盾矩阵48个工程参数、软件24个工程参数进行描述，即转化为TRIZ的标准冲突。然后到矛盾矩阵中查找相应的发明原理来解决，发明原理即为问题的标准解法。

③ 2003年新版矛盾矩阵表，将解决物理矛盾的发明原理单独列举出来，可以制作出一张“发明问题解决引导表”，能够更高效、有序地解决系统对同一个参数存在相反的要求而产生的物理矛盾，如表所示。

④ 对于物理矛盾，也可直接用分离原理求解，也常常将分离原理与发明原理联合起来求解，分离原理与发明原理的关系，如表所示。

三、如何定义矛盾？

因此如何找到问题模型中的核心矛盾是非常关键的，常用方法有通过系统功能模型分析、物场模型分析、因果分析来确定，也可以结合其他创新方法，如QFD、AD、TOC等理论来确定，举例如图所示。

1. QFD

相关矩阵分析要点：

若一设计需求与多个其它设计需求有正相关，且不存在负相关——表示该设计需求存在很大潜在效率，可以被优先考虑。

存在负相关——不可因优化某一功能而导致另一功能恶化，设计考虑时须特别注意该设计需求。

负相关表示需进一步研究和调整——TRIZ技术矛盾！乃研发项目常招致延后、预算追加、客户满意度偏低失败的重要原因。

来源: s://.cyut.edu.tw/~lschen/om/om5.pdf

2. 因果分析

案例讨论：为了遏止超高速风扇的叶轮爆裂会产生碎片，该系统是由下列组件所组成：风扇、风扇护盖（用来控制气流的方向），以及装甲钢板防护环。

亟待解决的问题就是防护环过重，因此必须减少 50% 的重量。防护环必须遏止飞散的碎片——基于这个理由，所以防护环又厚又重。

叶轮爆裂的原因如下：因风扇旋转导致会「拉扯」叶轮零件的离心力。材料的瑕疵和疲乏都会损害叶轮材料的强度。因此，叶轮可能会爆裂，进而导致叶轮碎片飞走。由于风扇的运转速度很快，飞散的碎片具有很大的能量，因而可能会伤害到人员和飞行器的其他零件。

来源: IWB软件

在此例中，有下列四个矛盾（三个技术矛盾与一个物理矛盾）：

若飞机需要加速飞行；推进器风扇愈需要快速旋转，但愈容易产生风扇叶片微小碎片（恶化）。

若飞机需要加速飞行；推进器风扇愈需要快速旋转，但风扇叶片愈容易变形往外（恶化）。

金属外包环愈坚固厚实；飞机愈不容易受风扇叶片微小碎片与推进器碎片威胁，但愈不易于保养测试（恶化）。

希望金属外包环在飞机飞行时愈坚固厚实，但在保养测试时愈轻巧。

3. 功能模型分析

案例讨论：通过改善风道和风叶系统来改善吸尘器噪音问题，使用Problem Formulator 模式（在 IWB 软件中称为 Diagram ）建立问题模型，图形是由两个重要的元素所组成：功能（Functions）与连结（Links）。

功能总计分为两大类，在方框上用颜色与形状来表示：

Useful functions：以绿色的方框与直角呈现；

Harmful functions：以红色的方框与圆角呈现。

矛盾的根源会以**的方框呈现。

关联结果是有用的：箭头绿色，关联结果是有害的：箭头红色。

根据Directions for Innovation分析出来的结果，会产生三种颜色让您选择：

红色：代表有害功能要消除；

绿色：代表有用功能要提升；

**：代表物理矛盾；

**同时连接的红色与绿色：代表技术矛盾。

如此可清晰表达问题，明确定义矛盾，更方便利用矛盾矩阵中查找相应的发明原理来解决。功能模型建置分析是TRIZ理论中的一种重要的问题描述和分析工具，用以建立与已存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模型。

四、结论

对的问题才会有对的答案，将问题做精确的分析才能够明确的对应到相应的矛盾参数，所找到的发明原理才能够更接近问题真实的答案，即应用这些原理使问题的解迅速收敛到正确的方向上，再结合专业知识与领域经验，才能得到真正可落地的技术方案。

作者：郑大兴；编辑：illa

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题图来自Unsplash，基于 CC0 协