创新方法研究会创新工程师认证考试试题

一、 单项选择题（30分，每题2分）

1. 您认为电视机处于哪个时期是（ C ）

A 婴儿期 B 成长期 C 成熟期 D 衰退期 2. 对最理想的技术系统描述不正确的是（ B ）

A 可以实现所有必要的功能 B 不消耗任何资源

C 作为实体并不存在 D 消耗少量资源实现必要功能 3. 对因果轴分析的步骤是（ A ）

A 原因轴分析，结果轴分析，因果轴的规范化图示，选择解题的入手点 B原因轴分析，因果轴的规范化图示，结果轴分析，选择解题的入手点 C选择解题的入手点，原因轴分析，因果轴的规范化图示，结果轴分析 D选择解题的入手点，原因轴分析，结果轴分析，因果轴的规范化图示 4. 下列表述错误的是（ B ）

A 物理矛盾是在一个技术系统当中对同一个参数的正反两种不同要求 B 大多数物理矛盾都可以用时间分离和空间分离解决 C 系统包含的系统叫子系统，系统之外的叫超系统

D 条件分离就是利用不同的条件来满足同一个参数的两种不同要求 5. 系统功能分析的步骤（ C ）

A 建立组件模型，建立功能模型，建立结构模型 B建立结构模型，建立组件模型，建立功能模型 C建立组件模型，建立结构模型，建立功能模型 D建立结构模型，建立功能模型，建立组件模型 6. 最基本的物场模型（Su-F model）包含（ C ）

A 一个物质，一个场 B 一个物质，两个场 C 两个物质，一个场 D 两个物质，两个场 7. 在所有的法则都围绕着哪个进化法则进行的（ D ）

A 完备性进化法则 B 向超系统进化法则 C 向微观级进化法则 D 提高理想度法则 8. 您裁剪方式的优先顺序为（ B ）

（1） 若没有组件B，因此组件B也就不需要组件A的作用 （2） 技术系统或超系统中其它的组件可以完成组件A的功能 （3） 技术系统的新添组件可以完成组件A的功能 （4） 组件B能自我完成组件A的功能

A 4-1-3-2 B 1-4-2-3 C 2-3-4-1 D 1-4-3-2

9. 具有平均熟练程度的操作者，在标准作业条件和环境下，以正常的作业速度和标准的程序和方法完成某项作业所需要的总时间为（ D ）

A 作业时间 B 宽放时间 C 定额时间 D 标准时间 10. 以下情景中，不能构成技术矛盾的是（ D ）

A 自行车拐弯减速时，刹车闸摩擦车轮，致使车轮停止转动，结果车毁人亡 B 为了室内照明的蜡烛，产生了大量的浓烟，污染了室内的空气 C 汽车过桥时，如果车辆超载就会对桥产生破坏 D 由于电池供电电压过低，灯泡无法发光 11. 以下对凳子描述正确的是（ D ）

A 凳子处在衰退期 B 凳子不是完备的技术系统 C 凳子处在成长期 D 以上都不对

12. 泰勒是科学管理的创始人，他创立了（ A ），通过改进操作方法，科学地制定劳动定额；采用标准化，极大地提高了效率，降低了成本。

A 时间研究 B 动作研究 C 甘特图 D 工序图

13. 工业工程师的作用就是把人员、机器、资源和信息等联系在一起，以求得有效的运行。他们主要从事（ C ），要处理人与物、技术与管理、局部与整体的关系。

A 工作研究 B 设施规划 C 生产系统的设计和改善（即再改善） D 工艺程序分析

14. 对产品生产过程中搬运、储存、等待等隐藏成本进行分析时，通常选用（ C ）

A 布置和经路分析 B 作业分析 C 流程程序分析 D 工艺程序分析 15. DMAIC的具体含义是（ B ）

A 设计、测量、分析、改善、控制 B 定义、测量、分析、改善、控制 C 定义、方法、分析、改善、控制 D 设计、方法、分析、改善、控制

二、 多项选择题（20分，每题4分。少选得2分，不选、多选、错选不得分）

1. 协调性法则的进化路线包含（ A B C ）

A 形状协调进化路线 B 频率协调进化路线 C 材料协调进化路线 D 子系统协调进化路线 2. 以下描述正确的是（ A C D E ）

A TRIZ是可以发展的

B 当遇到某一问题时，可以直接采用创新原理得到方案 C 通过总结某一种产品的发展路径，从而可以得到新的进化路线 D 技术系统必定是在不断进化的

E 进行功能分析时，应罗列出系统、超系统和子系统中的所有组件及它们之间的功能 3. 对系统作用对象描述正确的是（A B D ）

A 系统作用对象是系统功能的承受体 B 执行一定的功能 C 可以等同为系统的子系统 D 属于特殊的超系统组件 4. CAI软件描述正确的是（A B C D ）

A 计算机铺助创新软件

B 把多个TRIZ方法流程化，提高工程师使用TRIZ解题模式的一致性 C 体现软件设计者在应用TRIZ解题的经验

D 利用计算机和网络技术及时地提供学习和应用TRIZ的参考消息 5. 标准解法包含以下几类（A B C D ）

A 物场模型的构建和毁坏 B 增强物场模型 C 向超系统或微级系统跃进 D 检测和测量问题

三、 简答题（40分）

1. 描述S-曲线的各阶段特征，并在每个阶段举例说明。（5分）

婴儿期

效率低，可靠性差，缺乏人、物力的投入，系统发展缓慢； 成长期

价值和潜力显现，大量的人物、财力的投入，效率和性能得到提高，吸引更多的投资，系统高速发展 成熟期

系统日趋完善，性能水平达到最佳，利润最大并有下降趋势，研究成果水平较低

衰退期

技术达到极限，很难有新突破，将被新的技术系统所替代，新的S-曲线开始

2. 设施布置有哪几种形式？并分析各种布置形式的优缺点。（5分） 设施布置的类型

工艺导向布置(Process layouts)

也称车间或功能布置，是指一种将相似的设备或功能放在一起的生产布局方式，例如将所有的车床放在一处，将冲压机床放在另一处。被加工的零件，根据预先设定好的流程顺序从一个地方转移到另一个地方，每项操作都由适宜的机器来完成。医院是采用工艺导向布局的典型。

产品导向布置(Product layouts)

也称装配线布局，是指一种根据产品制造的步骤来安排设备或工作过程的布局方式。鞋、化工设备和汽车清洗剂的生产都是按产品导向原则设计的。 混合布置(Hybrid layouts)

混合布置是一种常用的设施布置方法，指将两种布局方式结合起来的布局方式。比如，一些工厂总体上是按产品导向布局（包括加工、部装和总装三阶段）在加工阶段采用工艺导向布局，在部装和总装阶段采用产品导向布局。这种布置方法的主要目的是：

在产品产量不足以大到使用生产线的情况下，也尽量根据产品的一定批量、工艺相似性来使产品生产有一定顺序，物流流向有一定秩序，以达到减少中间在制品库存、缩短生产周期的目的。混合布置的方法又包括：一人多机、成组技术等具体应用方法。 定位布置(Fixed-Position layouts)

固定位置布局是指产品由于体积或重量庞大停留在一个地方，从而需要生产设备

移到要加工的产品处，而不是将产品移到设备处的布局方式。造船厂、建筑工地和电影外景制片场往往都采用这种布局方式。 设施布局方式的比较

工艺导向布局适合于处理小批量、顾客化程度高的生产与服务，其优点是：设备和人员安排具有灵活性；其缺点是：设备使用的通用性要求较高的劳动力熟练程度和创新，在制品较多。

产品导向布局适合于大批量的、高标准化的产品的生产，其优点是：单位产品的可变成本低，物料处理成本低，存货少，对劳动力标准要求低；其缺点是：投资巨大，不具产品弹性，一

处停产影响整条生产线。其实，工艺导向布局与产品导向布局之间的区别就是工作流程的路线不同。工艺导向布局中的物流路线是高度变化的，因为用于既定任务的物流在其生产周期 中要多次送往同一加工车间。产品导向布局中，设备或车间服务于专门的产品线，采用相同的设备能避免物料迂回，实现物料的直线运动。只有当给定产品或零件的批量远大于所生产的产品或零件种类时，采用产品导向布局原则才有意义。

成组技术布局则是将不同的机器分成单元来生产具有相似形状和工艺要求的产品。其优点是：改善人际关系，增强参与意识；减少在制品和物料搬运及生产过程中的存货；提高机器设备利用率；减少机器设备投资与缩短生产准备时间等。

办公室布局与制造业布局强调的重点不同。制造业布局强调的是物料的流动，而办公室布局则强调的是信息的传递。零售/服务布局追求的是使单位面积的利润最大。

3. 试述“推动式”生产和“拉动式”生产在哪些方面存在不同。（6分）

推式和拉式的主要不同点是一个是用实时事件驱动信号来控制价值流；一个是用非实时的计划运行来控制价值流。

在传统的环境下，一个车间任务的布局是相似的机器成为一组，所有库存点都分布在不同的工作中心，通过MRP计划产生相应的生产订单。这些生产订单穿过重重工作中心和成批排队。调度员将用最有效的方法，如最小化换装时间决定每一个工作中心能用的生产能力。

在推式制度中，供应者和顾客之间并未对供给数量和时间制定明确协议。供给者以自己的速度，根据自己的工作日程来完成工作。双方没有明确规定专门的放置地点。即无明确的、协议，没有制定的项目又无法了解控制什么或由谁控制。 推式生产常源于按计划表生产，而计划表只是预计下道工序需要什么。不幸的是， 生产过程中有各种不同的变化，而且生产很少能与计划精密地吻合。因此，当每道工序专注于自己的计划表时，它们就像一个个\"孤岛\"，与下游工序分割开来。每道工序都根据自身的特点，制定自己的批量，按自己觉得合理的节拍生产，而不是从整个价值流的角度去制定生产计划。这种情况下，就会堆积库存，这种\"批量和推动\"使得连续流动几乎无法实现。

精益生产环境是指流水线生产环境，其思想概念是通过按产品来优化生产过程。由于采取了流水线生产，就可以小批量甚至单件流，因此，无中间库存或缓冲且所有不必要的

移动都消灭了。这种产品通过生产过程的流动的方法可以被优化。其优化的结果是库存被消灭了。在生产环境中典型的高成本因素物料成本可以被减少。

拉式生产主要是按TAKT需求节拍时间生产，尽可能开发连续流程，在连续流程无法向上游扩展时，使用超市控制生产；将客户订单指下达到一个定拍工序；在定拍工序均衡分配多品种产品的生产时间；调整最小包装量，在定拍工序下达一定的工作量来拉动均衡生产。

拉动式制度是把支持拉动式流程的几种工具结合起来。看板是拉动式制度中的一种工具。看板分为补充看板，一次性看板和临时看板。补充看板应用于重复生产环境。一次看板用于MTO按单生产环境，临时看板用于应急情况。看板回路（loop）是指看板类型和拉动路径，生产看板是在客户和生产线之间信号，其状态为：\"空-下达-在制-完成\"；补货看板是生产线的线边库和仓库之间的信号；采购看板是仓库和供应商之间或生产线的线边库和供应商之间的信号，其状态为：\"空-下达-在制-发运-可用\"。看板的需求数量是每天的需求*（1+补充时间）+安全库存；看板张数是看板的需求数量除以每个看板的数量。

4. 简要描述组件分析的流程是什么。（8分）

步骤1：建立组件列表

描述技术系统的组成和各系统组件的层次，探索技术系统是由哪些组件组成的，包括系统作用对象、技术系统组件、子系统组件，以及和系统组件发生相互作用的超系统组件。 步骤2：建立结构关系

结构关系基于组件列表，描述组件列表中各组件之间的相互作用关系，结构关系的建立模板包括结构矩阵和结构表格，矩阵是检查每对组件之间是否存在关系（定性），表格是详细描述这对组件之间的相互作用关系（定量）。

基于组件列表画出系统组件之间、组件与超系统组件之间的相互关系，进而建立结构关系。

机构关系用矩阵和表格依次建立，基于组件列表标明组件之间的相互关系。

填写结构关系表时，需对组件之间的相互作用做出评价：有用作用？有害作用？中性作用？

结构关系中组件之间的作用可以有多个。 步骤3：建立组件模型

组件模型基于结构关系，采用规范化的功能描述方式表述组件之间的相互作用关系。 用以下图示表示各功能的类型： 箭头表示方向

直线表示充分（或用黑色） 虚线表示不足（或用绿色） +号线表示过度（或用蓝色） 波浪线表示有害（或用红色）

将各组件之间的所有功能关系全部展示，形成系统组件模型图

针对特定条件下的具体技术系统进行功能陈述，只有在作用中才能体现功能，所以在功能描述中必须有动词/动词词组反映该功能，不能采用不体现作用的动词，也不能采用否定动词。

功能存在的条件是作用改变了功能受体的参数

功能陈述包括作用与功能受体，体现作用的动词，能表明功能载体要做什么。 在陈述功能时可以增添补充部分，指明功能的作用区域、作用时间、作用方向等等。

5. “过度”的有用作用与“有害”两种原因描述方式的共性与区别是什么。（8分）

“过度”的有用作用是指系统中某些功能或参数超过了值，产生了非预期的、有害的作用；

“有害”是指系统在运行中出现了非预期功能，产生了有害的作用。

共性是都产生了非预期的、有害的后果，区别是“过度”的有用作用是功能或参数超过了值后才会产生，如机器运转过程中会产生热量导致温度上升，如果温度上升的幅度在可接受范围内，此时是正常状态，但温度超过了许可范围，这时就产生了过度作用；而“有害”则一直会伴随系统出现，如汽车行驶过程中会一直产生有害的排放气体。 6. 对眼镜的功能模型进行裁剪分析，至少给出2种裁剪的应用模型和结果。（8分）

四、 论述题（10分）

中国地处欧亚板块东南部，位于两大地震带的交汇处，是世界上地震多发国之一。中国城市公共空间应急避难设施建设及相关设施设计的研究对于中国城市地震期间受害群体有效避难，保证人民群众生命安全，以及对于我国社会经济等诸方面的全面可持续发展、资源的合理利用等都具有极为重要的实际应用价值。

篮球架是人们平时休闲娱乐、锻炼身体的重要固定设施，但避震期间几乎无用且占用空间；避震期间临时救灾帐篷紧急需要，地震平息后，大量救灾帐篷无法储存，请利用矛盾的解题流程解决问题并提出解决方案。（10分） 问题描述:

(1)篮球架是人们平时休闲娱乐、锻炼身体的重要固定设施,但避震期间几乎无用且占用空间;

(2)避震期间临时救灾帐篷紧急需要,地震平息后,大量救灾帐篷无法储存. 问题分析:

(1)问题一指出:篮球架平时是静止固定设施,占用一定的空间;避震期间若能改变其形状,就可减少占用空间,使场地放置更多的帐篷.

(2)问题二指出:临时救灾帐篷的使用和存储在不同时间段发生了矛盾.避震期间帐篷体积要大、要方便使用.平时帐篷体积要小、要方便存储. 解决思路: 问题一:篮球架

希望改善的参数 恶化的参数

静止物体的体积 形状

这两个参数之间产生冲突,其分别是TRIZ理论中39个通用工程参数的第8和第12个参数.通过查询Altshuller冲突矩阵表,从40个发明原理中得到了3个发明原理,分别为: 02抽取原理(Extraction)、07嵌套原理(Nesting)以及35物理或化学参数改变原理(Transform the Physical/Chemical State). 问题二:临时救灾帐篷

体积，参数的冲突属于物理冲突,可采用时间分离原理来解决该问题. 即震时与平时相分离,不同的时间段处于不同的状态,发挥不同的功能.

采取嵌套原理和抽取原理,平时篮球架仍旧是固定的设施,震时将嵌入篮球架内部的帐篷抽出.

进一步通过时间分离原理,采取40个发明原理中的15动态特性原理,可将帐篷设计为动态可折叠形式. 解决方案:

根据上述分析,设计出了符合GB21734 2008标准的一种可转变为帐篷的篮球架). 震时,以篮球架为支撑体,并将嵌套于篮球架中的帐篷展开,根据需要作为应急指挥或医疗救助临时帐篷.通过采用TRIZ理论中的相关原理和方法,实现了可用于地震应急的信息发布 及通讯系统以及具有应急功能的公共直饮水系统等创新性产品的概念设计并申请了专利.其共同特点是实现了平震结合的应急避难设施设计理念,并充分利用了太阳能、雨水等超系统资源。

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