TRIZ杯大賽創(chuàng)設(shè)于2010年，大賽是面向黑龍江省大學(xué)生的一次推廣普及TRIZ理論的重要賽事，也是以TRIZ命名的全國唯一賽事，旨在通過大賽培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。前兩屆大賽的成功舉辦得到了有關(guān)省市自治區(qū)高校大學(xué)生們的一致認(rèn)可，引起了科學(xué)技術(shù)部科研條件與財(cái)務(wù)司、中國21世紀(jì)議程管理中心和創(chuàng)新方法研究會(huì)的重視，經(jīng)過有關(guān)部門的研究協(xié)商，已經(jīng)決定將黑龍江省第三屆TRIZ杯大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽由省賽提升為國賽：即 2012年全國TRIZ杯大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽。
　　自2010年12月黑龍江省第一屆TRIZ大賽舉辦以來，大賽作品數(shù)量在逐年上升，作品質(zhì)量不斷提升，影響力逐步擴(kuò)大。
　　通過開展競賽活動(dòng)，吸引、鼓勵(lì)了全國大學(xué)生踴躍參加科技創(chuàng)新活動(dòng)，全面普及推廣TRIZ理論，提高了大學(xué)生的創(chuàng)新能力，更好地促進(jìn)了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，并為國家培育了創(chuàng)新型人才，大學(xué)生創(chuàng)新成果得到保護(hù)，推動(dòng)了成果轉(zhuǎn)化。
　　由于各個(gè)高校高度重視，據(jù)統(tǒng)計(jì)，黑龍江省內(nèi)有24所高校相繼在各個(gè)院系和全校開設(shè)了選修課或必修課。15所高校先后在學(xué)生中成立了TRIZ理論協(xié)會(huì)，以大賽為平臺(tái)推廣普及TRIZ理論已取得明顯效果，大量優(yōu)秀作品涌現(xiàn)。（省外未做統(tǒng)計(jì)。）
　　典型案例:
　　基于TRIZ理論的一種可以畫直線和角的筆。
　　一、項(xiàng)目概述
　　目前人們在繪圖線時(shí)，常常需要借助一種甚至多種尺類工具的配合使用。例如，使用繪制直線時(shí)，必須有一個(gè)直尺作為畫直線的基準(zhǔn)，而且所畫線段的長度與尺的長度有關(guān)。而繪制角度時(shí)，必須借助量角器和直尺兩種繪制工具，操作復(fù)雜，精度不高。
　　該項(xiàng)目從筆的使用角度和結(jié)構(gòu)出發(fā)，設(shè)計(jì)出一種可以脫離直尺畫出直線，而且所畫的長度還可以不受尺長的限制；脫離量角器畫角度，方便地畫出相應(yīng)角度的一種多功能筆，并且可以保證所畫直線的直線度、所畫角的精度。

圖1 使用直尺繪制的直線長度受限    

圖2 繪制固定角度直線時(shí)需要使用量角器

　　因此，為了解決上述問題，應(yīng)該設(shè)計(jì)一種新型繪圖工具，但其應(yīng)該滿足如下限制條件。
　?。?）該繪圖工具制造不應(yīng)太復(fù)雜，成本不應(yīng)超過現(xiàn)有繪圖工具組合；
　?。?）該繪圖工具至少可以替代原有繪圖工具組中的兩種；
　?。?）該繪圖工具不應(yīng)有過于嚴(yán)格的使用環(huán)境限制；
　?。?）該繪圖工具體積不能太大，要方便攜帶。
　　類似產(chǎn)品的解決方案為使用組合繪圖工具進(jìn)行繪圖。
　　二、矛盾分析
　　1.用一支筆來完成直線和角度的繪制，既需要知道其繪制的長度，也希望同時(shí)知道其繪制的角度。需要直尺和量角器這兩個(gè)工具，為使用及攜帶方便，筆不應(yīng)該太重，所以勢必要改變其形狀，構(gòu)成形狀與物體質(zhì)量之間的技術(shù)矛盾。
　　改善的參數(shù)為靜物質(zhì)量，惡化的參數(shù)為形狀。由矛盾矩陣表查得發(fā)明原理為（見表1）：
　　13：逆向運(yùn)作法—反其道而行之；
　　7：套疊法—將一個(gè)物體套在另一物體內(nèi)或通過另一個(gè)物體的空腔；
　　3：局部性制原則—使物體的不同部分應(yīng)當(dāng)具有不同的功能；
　　35：性能轉(zhuǎn)換法—改變物體的物理性能；
　　31：孔化法—給物體加孔或向孔中加物質(zhì)；
　　29：壓力法—用氣體結(jié)構(gòu)和液體結(jié)構(gòu)代替物體的固體的部分；
　　10：預(yù)先作用原則—預(yù)先完成要求的作用；
　　14：曲線曲面法—從直線部分過渡到曲線，平面過渡到球面。
　　我們采用發(fā)明原理7（套疊法）和14（曲線曲面法），設(shè)計(jì)類似量角器結(jié)構(gòu)的裝置套在筆桿上，用于角度測量。

　　2.為使用方便，筆不應(yīng)太大，必須減小筆占有的體積，同時(shí)引起筆結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度提高，構(gòu)成靜物的面積與裝置復(fù)雜性之間的矛盾。
　　改善的參數(shù)為物體的體積，惡化的參數(shù)為形狀。由矛盾矩陣表查得發(fā)明原理為（見表2）：
　　1：分離法—將物體分離成獨(dú)立的幾部分；
　　5：組合法—將時(shí)間空間上具有共性的物體和操作組合起來；
　　28：系統(tǒng)代替法—不同場、能之間的轉(zhuǎn)換；
　　31：孔化法—給物體加孔或向孔中加物質(zhì)；
　　3：局部性制原則—使物體的不同部分應(yīng)當(dāng)具有不同的功能；
　　35：性能轉(zhuǎn)換法—改變物體的物理性能。
　　我們采用發(fā)明原理5（組合法）和3（局部性制原則），在筆的不同位置，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)不同功能的裝置，并將其組合在一起，實(shí)現(xiàn)一筆多用。

　　3.為了增多工具的實(shí)用性及多用性，由上述知，筆要實(shí)現(xiàn)包括長度繪制、角度繪制和直線滾動(dòng)在內(nèi)的多種功能，為使結(jié)構(gòu)簡便，使一個(gè)工具具有多種功能或使某結(jié)構(gòu)有多種功能，構(gòu)成實(shí)用性及多用性與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性之間的矛盾。
改善的參數(shù)為實(shí)用性及多用性，惡化的參數(shù)為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。由矛盾矩陣表查得發(fā)明原理為（見表3）：
　　35：性能轉(zhuǎn)換法—改變物體的物理性能；
　　40：復(fù)合材料法—由同種材料轉(zhuǎn)為混合材料；
　　4：不對稱原則—物體的對稱形式轉(zhuǎn)為不對稱形式；
　　14：曲線曲面法—從直線部分過渡到曲線，平面過渡到球面；
　　30：柔化法—利用軟殼和薄膜代替一般的結(jié)構(gòu)或?qū)⑵渫獠拷橘|(zhì)隔離；
　　31：孔化法—給物體加孔或向孔中加物質(zhì)；
　　24：中介法—利用中間物體執(zhí)行動(dòng)作；
　　3：局部性制原則—使物體的不同部分應(yīng)當(dāng)具有不同的功能。
　　我們采用發(fā)明原理24（中介法），設(shè)計(jì)一個(gè)與直尺一樣功能的裝置，自動(dòng)找到直線基準(zhǔn)，再將其安裝在筆尖上，使筆能夠不依靠直尺而繪制出直線。
　　4.設(shè)計(jì)的繪圖裝置一方面需要提高直線及角度的繪制精度，另一方面由于筆屬于低消費(fèi)物品，其成本不可太高，為了控制成本，勢必影響其使用精度。這就構(gòu)成了物理矛盾。
　　應(yīng)用物理矛盾分離方法中的整體與部分分離。從分離原理與40個(gè)發(fā)明原理的關(guān)系。
　　應(yīng)用“原理40（復(fù)合材料法）”，在需要固定的刻度旋轉(zhuǎn)部分及直線裝置的固定部分使用具有一定的阻力的材料，以增加其繪圖精度。
　　三、資源分析
　　筆的內(nèi)部資源包括：地球磁場、地球重力場、筆芯、木材、空氣。其全部為現(xiàn)有資源。選擇資源的順序如下表：
　　選擇優(yōu)先使用機(jī)械場、地球重力場、筆和X元素，其中X元素為引入的理想化的位置資源。
　　四、物—場分析
　　由于本作品是利用一種帶刻度的環(huán)形指針套套在原始的筆桿上，以實(shí)現(xiàn)角度的測量。但僅靠筆桿上的刻度指示方向，會(huì)由于視線位置的不同而產(chǎn)生較大的誤差，所以這種類似量角器的指針套對于繪制準(zhǔn)確的角度的直線來說是不足的。這樣就構(gòu)成了如圖3的效應(yīng)不足的完整模型：

　　對于效應(yīng)不足的完整模型一般有如下三個(gè)解決方法：
　?。?）用另外一個(gè)場F2來代替原來的場F的作用；
　　（2）增加另外一個(gè)場F2來強(qiáng)化有用效應(yīng)；
　　（3）插入一個(gè)物質(zhì)并加上另一個(gè)場F2來提高有用效應(yīng)。
　　經(jīng)過考慮，我們認(rèn)為第3種方法的可行度更高，我們需要引入一個(gè)。借助組合原理（5），設(shè)計(jì)一個(gè)可以組合在原有的指針套上的折疊式指針，在不占用額外空間的基礎(chǔ)上，增加原有裝置的精度，如圖4所示：

　　五、方案分析
　　方案一：將筆上套一個(gè)帶有一定坡度的轉(zhuǎn)輪，如圖5所示。

         圖5 方案一圖

　　使用這種方案，可以畫出任意長度直線，但是隨著筆的轉(zhuǎn)動(dòng)并不能確定畫出的角度，不能代替量角器，在繪制兩相距較遠(yuǎn)的平行線時(shí)，仍需借助三角板。
　　方案二：套用類似圓規(guī)的結(jié)構(gòu)，如下圖所示。

 圖6 方案二圖

　　使用這種方案可以繪制特定角度的圓及圓弧，但是并不能完全代替量角器，借助兩側(cè)的支點(diǎn)，可以繪制特定的角度，但由于尺寸限制，精度有限，繪制直線時(shí)仍需借助直尺。
　　方案三：在可折彎的帶有筆尖的直尺上加上一個(gè)帶有度數(shù)的圓弧，如下圖所示：

 圖7 方案三圖

　　使用這種方案可以完成任意角度直線的繪制，但是由于該直尺對筆的利用不佳，還需要其他筆進(jìn)行輔助畫線，而且也不能完成任意長度直線的繪制，且使用不方便。
　　方案四：在筆上安裝一個(gè)指針套，通過折疊式指針以及指針套上的刻度來確定角度，并利用一組由軸套、轉(zhuǎn)軸組成的轉(zhuǎn)輪來完成直線的繪制。
六、最終方案選擇
　　經(jīng)過綜合考慮，我們決定采用方案四。利用TRIZ原理重新設(shè)計(jì)一個(gè)適用于日常使用的轉(zhuǎn)輪和測量角度的裝置，以方便任意角度直線的繪制。具體解決方案如下：
　　將筆桿垂直固定在筆套的中心位置上，并且垂直于畫線平面，如紙張等。筆桿的中上方刻有分度線。分度線下方有一套在筆桿上并可以繞筆桿旋轉(zhuǎn)的指針套，指針套與筆桿之間有足夠的摩擦力，保證使用時(shí)指示角度的準(zhǔn)確。指針套上的刻線刻在指針套上方，用來指示指針套繞著筆桿所轉(zhuǎn)過的角度。折疊式指針一端通過鉸鏈固定在指針套上，并且位于指針套上的刻線的正下方。折疊式指針由兩節(jié)組成，兩節(jié)之間可以轉(zhuǎn)動(dòng)折疊，在不用時(shí)可以折疊起來貼著筆桿放置，保證了使用方便。兩個(gè)直徑相同的轉(zhuǎn)輪固定在轉(zhuǎn)軸上，并且可隨轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)輪的表面使用與紙張摩擦系數(shù)很大的材料制成，如橡膠等。轉(zhuǎn)軸插入軸套中，并且軸套的長度與兩轉(zhuǎn)輪內(nèi)側(cè)之間的距離相同，使兩個(gè)轉(zhuǎn)輪可以在軸套上同步轉(zhuǎn)動(dòng)，但不能橫向移動(dòng)，確保所繪線為直線。
　　該作品可以脫離直尺畫出直線，所畫直線的長度可以不受尺長的限制，并且可以方便地畫出相應(yīng)角度的角，可以保證所畫直線的直線度、角的精度，使用方便，操作簡單，成本低廉，應(yīng)用廣泛。

圖8 最終方案圖

　　1.筆桿　2.分度線　3.指針套　4.指針套上的刻線　5.折疊式指針　6.筆套　7.轉(zhuǎn)輪　8.轉(zhuǎn)輪　9.軸套　10.轉(zhuǎn)軸
　　七、創(chuàng)新方案效果及成果
　　本作品開發(fā)的這種可以畫直線和角的筆的成本預(yù)算在2元左右，估計(jì)售價(jià)為4元，因?yàn)閮r(jià)格低廉，大部分學(xué)生都買得起，每支筆銷售后的利潤為：
（4-2）（1-17%（稅）-10%（銷售）-10%（管理）-5%（其他）=1.16元
如每年銷售1萬支，獲得利潤為1.16萬元。
　　申請專利及獲獎(jiǎng)：實(shí)用新型專利：201320210731.X
　　如今，TRIZ杯大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽已經(jīng)成為國內(nèi)賽事一張熠熠生輝的品牌。通過TRIZ大賽，為那些熱愛發(fā)明創(chuàng)新的大學(xué)生們提供了一個(gè)展示自我才華和夢想的舞臺(tái)，讓各路莘莘學(xué)子能夠同臺(tái)競技，彼此切磋，相互學(xué)習(xí)，在比賽中領(lǐng)悟TRIZ理論，增長個(gè)人見識(shí)，結(jié)交更多朋友。通過TRIZ大賽，大學(xué)生們深深地體會(huì)到：不是每個(gè)人都能成為發(fā)明家，但是人人都可以成為創(chuàng)新者。當(dāng)下，又迎來一個(gè)充滿激情與夢想，發(fā)明與創(chuàng)新、努力與收獲的大賽季。我們有理由相信在在各方的努力下，TRIZ創(chuàng)新大賽越辦越好！
　　備注：該案例為第二屆全國TRIZ杯大學(xué)生創(chuàng)新方法大賽參賽作品，現(xiàn)已申請專利，此案例引入經(jīng)過本人同意。        

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　責(zé)編/劉紅偉