機械創(chuàng)新TRIZ理論

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1、4-4 理想解理想解v把所研究的對象理想化是自然科學(xué)的基本方法之一。把所研究的對象理想化是自然科學(xué)的基本方法之一。v理想化是對客觀世界中存在物體的一種抽象。這種抽象客理想化是對客觀世界中存在物體的一種抽象。這種抽象客觀世界既不存在，又不能通過實驗驗證。觀世界既不存在，又不能通過實驗驗證。v理想化的物體是真實物體存在的一種極限狀態(tài)，對于某些理想化的物體是真實物體存在的一種極限狀態(tài)，對于某些研究有重要作用，如物理學(xué)中的理想氣體、理想液體，幾研究有重要作用，如物理學(xué)中的理想氣體、理想液體，幾何學(xué)中的點、線等。何學(xué)中的點、線等。vTRIZ中理想化是一種強有力的工具，在創(chuàng)新過程中起著重中理想化是一種強有

2、力的工具，在創(chuàng)新過程中起著重要作用。要作用。 2021/5/28117世紀初伽利略運用抽象思維，先于牛頓世紀初伽利略運用抽象思維，先于牛頓發(fā)現(xiàn)了物體運動的慣性定律。發(fā)現(xiàn)了物體運動的慣性定律。v他進行了有名的斜面小球?qū)嶒?。他進行了有名的斜面小球?qū)嶒灐?實驗表明：小球下落高度與上升高度的差值取決實驗表明：小球下落高度與上升高度的差值取決于小球的圓度和它同斜面的摩擦力。小球滾上斜于小球的圓度和它同斜面的摩擦力。小球滾上斜面走過的距離和斜面的坡度有關(guān)，斜面坡度越小，面走過的距離和斜面的坡度有關(guān)，斜面坡度越小，小球滾上的距離越長。小球滾上的距離越長。2021/5/282伽利略的設(shè)想伽利略的設(shè)想 321

3、h2021/5/283伽利略運用抽象思維設(shè)想伽利略運用抽象思維設(shè)想如果小球作成絕對的圓；如果小球作成絕對的圓；小球下落之后不是滾上一個斜面，而是一個絕對水小球下落之后不是滾上一個斜面，而是一個絕對水平的平面；平的平面；小球同平面沒有任何摩擦力，也不受其它阻力的影小球同平面沒有任何摩擦力，也不受其它阻力的影響。響。由此，伽利略發(fā)現(xiàn)了慣性定律。由此，伽利略發(fā)現(xiàn)了慣性定律。小球?qū)⒁恢边\動下去小球?qū)⒁恢边\動下去2021/5/284 其實，伽利略的設(shè)想若作為實驗條件難以實現(xiàn)，其實，伽利略的設(shè)想若作為實驗條件難以實現(xiàn)，但運用抽象思維卻認識到事物的本質(zhì)。但運用抽象思維卻認識到事物的本質(zhì)。 理想化理想化202

4、1/5/285一、理想解一、理想解 在在TRIZ中，理想化的應(yīng)用包含：理想系統(tǒng)、理想過程、理中，理想化的應(yīng)用包含：理想系統(tǒng)、理想過程、理想資源、理想方法、理想機器和理想物質(zhì)等。想資源、理想方法、理想機器和理想物質(zhì)等。v理想過程理想過程：只有過程的結(jié)果，而無過程本身，突然就獲得了：只有過程的結(jié)果，而無過程本身，突然就獲得了結(jié)果。結(jié)果。v理想方法理想方法：不消耗能量及時間，但通過自身調(diào)節(jié)，能夠獲得：不消耗能量及時間，但通過自身調(diào)節(jié)，能夠獲得所需的效應(yīng)。所需的效應(yīng)。v理想機器理想機器：沒有質(zhì)量、沒有體積，但能完成所需要的工作。：沒有質(zhì)量、沒有體積，但能完成所需要的工作。v理想物質(zhì)理想物質(zhì)：沒有物質(zhì)，

5、功能得以實現(xiàn)。：沒有物質(zhì)，功能得以實現(xiàn)。2021/5/286理想化分理想化分局部理想化局部理想化與與全局理想化全局理想化兩類。兩類。局部理想化局部理想化是指對于選定的原理，通過不是指對于選定的原理，通過不同的實現(xiàn)方法使其理想化。同的實現(xiàn)方法使其理想化。全局理想化全局理想化是指對同一功能，通過選擇不是指對同一功能，通過選擇不同的原理使之理想化。同的原理使之理想化。 2021/5/287（一）局部理想化（一）局部理想化4種模式種模式v（1）加強加強：通過參數(shù)優(yōu)化、采用更高級的材料、引入附加調(diào)節(jié)裝置：通過參數(shù)優(yōu)化、采用更高級的材料、引入附加調(diào)節(jié)裝置等加強有用功能的作用。等加強有用功能的作用。v （2

6、）降低降低：通過對有害功能的補償，減少或消除損失或浪費，采用：通過對有害功能的補償，減少或消除損失或浪費，采用更便宜的材料、標(biāo)準(zhǔn)零部件等。更便宜的材料、標(biāo)準(zhǔn)零部件等。v （3）通用化通用化：采用多功能技術(shù)增加有用功能的個數(shù)。如現(xiàn)代多媒體：采用多功能技術(shù)增加有用功能的個數(shù)。如現(xiàn)代多媒體計算機具有電視機、電話、傳真機、音響等功能。計算機具有電視機、電話、傳真機、音響等功能。v（4）專用化專用化：突出功能的主次。如早期的汽車廠要生產(chǎn)零部件，最：突出功能的主次。如早期的汽車廠要生產(chǎn)零部件，最后將它們組裝成汽車，今天的汽車廠主要是組裝汽車，而零部件由很后將它們組裝成汽車，今天的汽車廠主要是組裝汽車，而零

7、部件由很多專業(yè)配套廠生產(chǎn)。多專業(yè)配套廠生產(chǎn)。 2021/5/288（二）全局理想化三種模式（二）全局理想化三種模式v（1）功能禁止功能禁止：在不影響主要功能的條件下，去掉：在不影響主要功能的條件下，去掉中性的及輔助的功能。中性的及輔助的功能。v（2）系統(tǒng)禁止系統(tǒng)禁止：如果采用某種可用資源后可省掉輔：如果采用某種可用資源后可省掉輔助子系統(tǒng)，一般可降低系統(tǒng)的成本。助子系統(tǒng)，一般可降低系統(tǒng)的成本。 v（3）原理改變原理改變：改變已有系統(tǒng)的工作原理，可簡化：改變已有系統(tǒng)的工作原理，可簡化系統(tǒng)或使過程更為方便。系統(tǒng)或使過程更為方便。 2021/5/289v設(shè)計人員在設(shè)計過程開始需要選擇目標(biāo)，即是將設(shè)計人

8、員在設(shè)計過程開始需要選擇目標(biāo)，即是將問題局部理想化還是將其全局理想化。（發(fā)現(xiàn)問問題局部理想化還是將其全局理想化。（發(fā)現(xiàn)問題，獲得創(chuàng)意）題，獲得創(chuàng)意）v通常首先考慮局部理想化通常首先考慮局部理想化：對于選定的原理，通：對于選定的原理，通過不同的實現(xiàn)方法使其理想化。過不同的實現(xiàn)方法使其理想化。v所有的嘗試都失敗后（無法解決沖突）才考慮全所有的嘗試都失敗后（無法解決沖突）才考慮全局理想化局理想化：對同一功能，通過選擇不同的原理使：對同一功能，通過選擇不同的原理使之理想化。之理想化。 2021/5/2810v9、 人的價值，在招收誘惑的一瞬間被決定。21.8.3021.8.30Monday, Augu

9、st 30, 2021v10、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。0:53:580:53:580:538/30/2021 12:53:58 AMv11、人總是珍惜為得到。21.8.300:53:580:53Aug-2130-Aug-21v12、人亂于心，不寬余請。0:53:580:53:580:53Monday, August 30, 2021v13、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。21.8.3021.8.300:53:580:53:58August 30, 2021v14、抱最大的希望，作最大的努力。2021年8月30日星期一上午12時53分58秒0:53:5821.8.30v15、一個人炫耀什么，

10、說明他內(nèi)心缺少什么。2021年8月上午12時53分21.8.300:53August 30, 2021v16、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2021年8月30日星期一0時53分58秒0:53:5830 August 2021v17、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。上午12時53分58秒上午12時53分0:53:5821.8.3011v9、 人的價值，在招收誘惑的一瞬間被決定。21.8.3021.8.30Monday, August 30, 2021v10、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。0:53:580:53:580:538/30/2021 12:53:58 AMv11、人總是珍惜為得到。21

11、.8.300:53:580:53Aug-2130-Aug-21v12、人亂于心，不寬余請。0:53:580:53:580:53Monday, August 30, 2021v13、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。21.8.3021.8.300:53:580:53:58August 30, 2021v14、抱最大的希望，作最大的努力。2021年8月30日星期一上午12時53分58秒0:53:5821.8.30v15、一個人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。2021年8月上午12時53分21.8.300:53August 30, 2021v16、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2021年8月30日星期一0

12、時53分58秒0:53:5830 August 2021v17、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。上午12時53分58秒上午12時53分0:53:5821.8.3012二、理想化水平二、理想化水平v技術(shù)系統(tǒng)是功能的實現(xiàn)，同一功能存在多種技術(shù)實現(xiàn)，任何系統(tǒng)在技術(shù)系統(tǒng)是功能的實現(xiàn)，同一功能存在多種技術(shù)實現(xiàn)，任何系統(tǒng)在完成人們所需的功能時，都有負面作用。完成人們所需的功能時，都有負面作用。v評價正反兩方面作用采用如下公式：評價正反兩方面作用采用如下公式：理想化水平理想化水平=有用功能之和有用功能之和/有害功能之和有害功能之和v增加理想化水平的四種方式：增加理想化水平的四種方式：（l）分子增加的速

13、率高于分母增加速率。）分子增加的速率高于分母增加速率。（2）分子增加，分母減少。）分子增加，分母減少。（3）分子不變，分母減少，即有害功能減少。）分子不變，分母減少，即有害功能減少。（4）分母不變，分子增加，即有用功能增加，有害功能不變。）分母不變，分子增加，即有用功能增加，有害功能不變。2021/5/2813v為便于分析，將有害功能分解為代價與危害，將有用為便于分析，將有害功能分解為代價與危害，將有用功能之和用效益之和來代替。功能之和用效益之和來代替。理想化水平理想化水平=效益效益/（代價之和（代價之和+危害之和）危害之和）v代價代價包括原料的成本、系統(tǒng)占用的空間、消耗的能量包括原料的成本、

14、系統(tǒng)占用的空間、消耗的能量及產(chǎn)生的噪聲等。及產(chǎn)生的噪聲等。v危害危害包括廢棄物及污染等。包括廢棄物及污染等。v產(chǎn)品或系統(tǒng)的理想化水平與其效益之和成正比，與所產(chǎn)品或系統(tǒng)的理想化水平與其效益之和成正比，與所有代價及危害之和成反比。有代價及危害之和成反比。不斷地增加產(chǎn)品理想化水平不斷地增加產(chǎn)品理想化水平是產(chǎn)品創(chuàng)新的目標(biāo)。是產(chǎn)品創(chuàng)新的目標(biāo)。2021/5/2814三、理想解的確定方法三、理想解的確定方法（一）理想解（一）理想解v產(chǎn)品處于進化之中，進化的過程就是產(chǎn)品由低級向高級產(chǎn)品處于進化之中，進化的過程就是產(chǎn)品由低級向高級演化的過程。演化的過程。v在進化的某一階段，不同產(chǎn)品進化的方向是不同的，如在進化的

15、某一階段，不同產(chǎn)品進化的方向是不同的，如降低成本、增加功能、提高可靠性、減少污染等都是產(chǎn)降低成本、增加功能、提高可靠性、減少污染等都是產(chǎn)品可能的進化方向。品可能的進化方向。v如果將所有產(chǎn)品作為一個整體，低成本、高功能、高可如果將所有產(chǎn)品作為一個整體，低成本、高功能、高可靠性、無污染等是產(chǎn)品的理想狀態(tài)?？啃?、無污染等是產(chǎn)品的理想狀態(tài)。v產(chǎn)品處于理想狀態(tài)的解稱為理想解。產(chǎn)品處于理想狀態(tài)的解稱為理想解。v每種產(chǎn)品都向著它的理想解進化。每種產(chǎn)品都向著它的理想解進化。 2021/5/2815v理想解可采用與技術(shù)及實現(xiàn)無關(guān)的語言，對需要創(chuàng)新理想解可采用與技術(shù)及實現(xiàn)無關(guān)的語言，對需要創(chuàng)新的原因進行描述。的原

16、因進行描述。v創(chuàng)新的重要進展往往通過對問題深入的理解取得。創(chuàng)新的重要進展往往通過對問題深入的理解取得。v確認使系統(tǒng)不能處于理想化的元件是創(chuàng)新成功的關(guān)鍵。確認使系統(tǒng)不能處于理想化的元件是創(chuàng)新成功的關(guān)鍵。v設(shè)計過程中從某一起點向理想解過渡的過程稱為理想設(shè)計過程中從某一起點向理想解過渡的過程稱為理想化過程?；^程。2021/5/2816理想解的四個特點理想解的四個特點 1）消除了原系統(tǒng)的不足之處。）消除了原系統(tǒng)的不足之處。 2）保持了原系統(tǒng)的優(yōu)點。）保持了原系統(tǒng)的優(yōu)點。 3）沒有使系統(tǒng)變得更復(fù)雜。）沒有使系統(tǒng)變得更復(fù)雜。 （采用無成本或可用資源）（采用無成本或可用資源） 4）沒有引入新的缺陷。）沒有

17、引入新的缺陷。2021/5/2817 例：考慮割草機作為工具，草坪上的草作為被割的目標(biāo)。例：考慮割草機作為工具，草坪上的草作為被割的目標(biāo)。v割草機在割草時發(fā)出噪聲、消耗燃料、產(chǎn)生空氣污染、割草機在割草時發(fā)出噪聲、消耗燃料、產(chǎn)生空氣污染、甩出的草片有時會傷害操作的工人。甩出的草片有時會傷害操作的工人。v如果設(shè)計任務(wù)是改進已有的割草機，設(shè)計者可能會很快如果設(shè)計任務(wù)是改進已有的割草機，設(shè)計者可能會很快想到減少噪聲、增加安全性、降低燃料消耗。想到減少噪聲、增加安全性、降低燃料消耗。v但如果確定理想解，就會勾畫出未來割草機及草坪維護但如果確定理想解，就會勾畫出未來割草機及草坪維護的藍圖。的藍圖。2021

18、/5/28182021/5/2819（二）理想解的確定（二）理想解的確定v理想解的正確描述會直接得出問題的解。理想解的正確描述會直接得出問題的解。v與技術(shù)無關(guān)的理想解使設(shè)計者的思維能跳出問題的傳統(tǒng)與技術(shù)無關(guān)的理想解使設(shè)計者的思維能跳出問題的傳統(tǒng)解決方法。解決方法。TRIZ確定理想解的步驟確定理想解的步驟 1）設(shè)計的最終目的是什么）設(shè)計的最終目的是什么? 2）理想解是什么）理想解是什么? 3）達到理想解的障礙是什么）達到理想解的障礙是什么? 4）出現(xiàn)這種障礙的結(jié)果是什么）出現(xiàn)這種障礙的結(jié)果是什么? 5）不出現(xiàn)這種障礙的條件是什么）不出現(xiàn)這種障礙的條件是什么? 創(chuàng)造這些條件存在的可用資源是什么創(chuàng)造

19、這些條件存在的可用資源是什么? 2021/5/2820農(nóng)場養(yǎng)兔子農(nóng)場養(yǎng)兔子v兔子需要新鮮草，農(nóng)場主既不希望兔子走得太遠而不易兔子需要新鮮草，農(nóng)場主既不希望兔子走得太遠而不易被發(fā)現(xiàn)，又不希望花很多時間把鮮草送到兔子旁邊。被發(fā)現(xiàn)，又不希望花很多時間把鮮草送到兔子旁邊。 1）問題的）問題的最終目的最終目的是什么是什么? 兔子能夠吃到新鮮的青草。兔子能夠吃到新鮮的青草。 2）理想解理想解是什么是什么? 兔子永遠自己吃到青草。兔子永遠自己吃到青草。 3）達到理想解的）達到理想解的障礙障礙是什么是什么? 放兔子的籠子不能移動。放兔子的籠子不能移動。2021/5/2821 4）出現(xiàn)這種障礙的結(jié)果出現(xiàn)這種障礙

20、的結(jié)果是什么是什么?由于籠子不能移動，可被兔子吃的草地面積不變，短時間由于籠子不能移動，可被兔子吃的草地面積不變，短時間內(nèi)青草就被吃光了。內(nèi)青草就被吃光了。 5）不出現(xiàn)這種障礙的條件不出現(xiàn)這種障礙的條件是什么是什么?當(dāng)兔子基本吃光籠子內(nèi)的鮮草時，籠子移動到另一塊有青當(dāng)兔子基本吃光籠子內(nèi)的鮮草時，籠子移動到另一塊有青草的地方。草的地方。 創(chuàng)造這些條件存在的創(chuàng)造這些條件存在的可用資源可用資源是什么是什么?籠子本身安上輪子，兔子自己可推動其運動到有青草的地籠子本身安上輪子，兔子自己可推動其運動到有青草的地方。即兔子本身就是可用資源。方。即兔子本身就是可用資源。2021/5/2822v發(fā)明創(chuàng)造是有級別

21、的，級別越高，創(chuàng)新設(shè)計的過程越發(fā)明創(chuàng)造是有級別的，級別越高，創(chuàng)新設(shè)計的過程越困難，則產(chǎn)品的市場競爭力越強。困難，則產(chǎn)品的市場競爭力越強。v高級別產(chǎn)品的發(fā)明不僅需要設(shè)計人員自身的素質(zhì)，更高級別產(chǎn)品的發(fā)明不僅需要設(shè)計人員自身的素質(zhì)，更需要行業(yè)以外或全人類的已有研究成果。需要行業(yè)以外或全人類的已有研究成果。v企業(yè)要不斷吸收不同行業(yè)的知識創(chuàng)新成果，并應(yīng)用于企業(yè)要不斷吸收不同行業(yè)的知識創(chuàng)新成果，并應(yīng)用于自己的產(chǎn)品設(shè)計，以保持企業(yè)的市場競爭力。自己的產(chǎn)品設(shè)計，以保持企業(yè)的市場競爭力。v發(fā)明創(chuàng)造的理想狀態(tài)是理想解的實現(xiàn)。發(fā)明創(chuàng)造的理想狀態(tài)是理想解的實現(xiàn)。v盡可能使產(chǎn)品接近于理想解是產(chǎn)品創(chuàng)新的指導(dǎo)思想。盡可能

22、使產(chǎn)品接近于理想解是產(chǎn)品創(chuàng)新的指導(dǎo)思想。v確定產(chǎn)品的理想解是設(shè)計人員綜合素質(zhì)的體現(xiàn)。確定產(chǎn)品的理想解是設(shè)計人員綜合素質(zhì)的體現(xiàn)。 2021/5/28234-5 設(shè)計中的沖突設(shè)計中的沖突 產(chǎn)品是功能的實現(xiàn)、載體。產(chǎn)品是功能的實現(xiàn)、載體。v任何產(chǎn)品都包含一個或多個功能。為實現(xiàn)功能，產(chǎn)品要任何產(chǎn)品都包含一個或多個功能。為實現(xiàn)功能，產(chǎn)品要由相互關(guān)聯(lián)的多個零部件組成。由相互關(guān)聯(lián)的多個零部件組成。v為提高產(chǎn)品的市場競爭力，需要不斷對產(chǎn)品改進設(shè)計。為提高產(chǎn)品的市場競爭力，需要不斷對產(chǎn)品改進設(shè)計。v當(dāng)改變某個零件、部件的設(shè)計，即提高產(chǎn)品某些方面的當(dāng)改變某個零件、部件的設(shè)計，即提高產(chǎn)品某些方面的性能時，可能會影響

23、到相關(guān)聯(lián)的零部件，結(jié)果可能使產(chǎn)性能時，可能會影響到相關(guān)聯(lián)的零部件，結(jié)果可能使產(chǎn)品或系統(tǒng)另一些方面的性能受到影響。品或系統(tǒng)另一些方面的性能受到影響。v如果這些影響是負面影響，則設(shè)計出現(xiàn)了沖突。如果這些影響是負面影響，則設(shè)計出現(xiàn)了沖突。2021/5/2824TRIZ理論認為理論認為v發(fā)明問題的核心是解決沖突，未克服沖突的設(shè)計不是發(fā)明問題的核心是解決沖突，未克服沖突的設(shè)計不是創(chuàng)新設(shè)計。創(chuàng)新設(shè)計。v產(chǎn)品進化過程就是不斷解決產(chǎn)品存在的沖突的過程。產(chǎn)品進化過程就是不斷解決產(chǎn)品存在的沖突的過程。一個沖突解決后，產(chǎn)品進化過程處于停頓狀態(tài)；之后一個沖突解決后，產(chǎn)品進化過程處于停頓狀態(tài)；之后的另一個沖突解決后，產(chǎn)

24、品移到一個新的狀態(tài)。的另一個沖突解決后，產(chǎn)品移到一個新的狀態(tài)。v設(shè)計人員在設(shè)計過程中不斷發(fā)現(xiàn)并解決沖突，是推動設(shè)計人員在設(shè)計過程中不斷發(fā)現(xiàn)并解決沖突，是推動產(chǎn)品向理想化方向進化的動力。產(chǎn)品向理想化方向進化的動力。介紹沖突及類型、技術(shù)沖突、物理沖突介紹沖突及類型、技術(shù)沖突、物理沖突的基本概念及確定沖突的方法。的基本概念及確定沖突的方法。2021/5/2825一、產(chǎn)品的外部及內(nèi)部特性一、產(chǎn)品的外部及內(nèi)部特性v產(chǎn)品的質(zhì)量取決于性能，產(chǎn)品的質(zhì)量取決于性能，性能又稱為特性或性能又稱為特性或?qū)傩?。屬性。v產(chǎn)品的性能有不同的分類方法。產(chǎn)品的性能有不同的分類方法。2021/5/28262021/5/2827v

25、 有些學(xué)者將產(chǎn)品性能分為有些學(xué)者將產(chǎn)品性能分為外部性能外部性能與與內(nèi)部性能內(nèi)部性能兩類。兩類。v外部性能外部性能指從產(chǎn)品外部可看到或判斷的性能，如功能、指從產(chǎn)品外部可看到或判斷的性能，如功能、操作、制造和運輸?shù)?。外部性能可能通過市場分析、操作、制造和運輸?shù)?。外部性能可能通過市場分析、競爭產(chǎn)品的分析及新技術(shù)的引入等確定。競爭產(chǎn)品的分析及新技術(shù)的引入等確定。v內(nèi)部性能內(nèi)部性能指產(chǎn)品設(shè)計人員可直接控制的性能，如產(chǎn)品指產(chǎn)品設(shè)計人員可直接控制的性能，如產(chǎn)品的尺寸、公差、強度、剛度及磨損等。內(nèi)部性能是設(shè)的尺寸、公差、強度、剛度及磨損等。內(nèi)部性能是設(shè)計人員在設(shè)計過程中為了滿足外部性能確定的。計人員在設(shè)計過程

26、中為了滿足外部性能確定的。產(chǎn)品設(shè)計的過程實際上是將產(chǎn)品外部產(chǎn)品設(shè)計的過程實際上是將產(chǎn)品外部性能通過內(nèi)部性能實現(xiàn)的過程。性能通過內(nèi)部性能實現(xiàn)的過程。2021/5/2828v從不同的觀點看產(chǎn)品的外部性能是不同的。從不同的觀點看產(chǎn)品的外部性能是不同的。v設(shè)計人員要綜合產(chǎn)品的外部性能，提出產(chǎn)品的設(shè)計人員要綜合產(chǎn)品的外部性能，提出產(chǎn)品的內(nèi)部性能。內(nèi)部性能。v這些內(nèi)部性能往往存在沖突，由于沖突的存在這些內(nèi)部性能往往存在沖突，由于沖突的存在就提出了創(chuàng)新設(shè)計的要求。就提出了創(chuàng)新設(shè)計的要求。2021/5/2829二、沖突及其分類二、沖突及其分類v（一）設(shè)計中的沖突（一）設(shè)計中的沖突v無論是新設(shè)計還是已有產(chǎn)品的改

27、進設(shè)計，在設(shè)計過程無論是新設(shè)計還是已有產(chǎn)品的改進設(shè)計，在設(shè)計過程中首先要保證或提高產(chǎn)品的某些內(nèi)部性能，但這種提中首先要保證或提高產(chǎn)品的某些內(nèi)部性能，但這種提高往往導(dǎo)致產(chǎn)品其它內(nèi)部性能的降低，即設(shè)計中往往高往往導(dǎo)致產(chǎn)品其它內(nèi)部性能的降低，即設(shè)計中往往存在沖突。存在沖突。 v例：飛機設(shè)計中如果使垂直穩(wěn)定器的面積加大一倍，例：飛機設(shè)計中如果使垂直穩(wěn)定器的面積加大一倍，將減少飛機振動幅值的將減少飛機振動幅值的50%，但這將導(dǎo)致飛機對陣風(fēng)，但這將導(dǎo)致飛機對陣風(fēng)或陣雨的敏感，同時增加了飛機的重量?；蜿囉甑拿舾?，同時增加了飛機的重量。2021/5/2830v沖突普遍存在于各種產(chǎn)品的設(shè)計中。傳統(tǒng)設(shè)計沖突普遍存

28、在于各種產(chǎn)品的設(shè)計中。傳統(tǒng)設(shè)計中的中的折衷法折衷法，沖突并沒有徹底解決，而是在沖，沖突并沒有徹底解決，而是在沖突雙方取得折衷方案，或只是降低了沖突的程突雙方取得折衷方案，或只是降低了沖突的程度。度。vTRIZ理論認為，產(chǎn)品創(chuàng)新的標(biāo)志是理論認為，產(chǎn)品創(chuàng)新的標(biāo)志是解決或移走解決或移走設(shè)計中的沖突設(shè)計中的沖突，進而產(chǎn)生新的有競爭力的解。，進而產(chǎn)生新的有競爭力的解。2021/5/2831（二）沖突的分類（二）沖突的分類1通常的分類通常的分類2021/5/2832第七講開始第七講開始2021/5/28332基于基于TRIZ的分類的分類 管理沖突、物理沖突及技術(shù)沖突。管理沖突、物理沖突及技術(shù)沖突。 v管理

29、沖突管理沖突：為了避免某些現(xiàn)象或希望取得某些結(jié)果，：為了避免某些現(xiàn)象或希望取得某些結(jié)果，需要做一些事情，但不知如何去做。如希望提高產(chǎn)需要做一些事情，但不知如何去做。如希望提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低原材料的成本，但不知方法。品質(zhì)量、降低原材料的成本，但不知方法。v管理沖突本身具有暫時性，無啟發(fā)價值，并不能表管理沖突本身具有暫時性，無啟發(fā)價值，并不能表現(xiàn)出問題的解的可能方向，不屬現(xiàn)出問題的解的可能方向，不屬TRIZ的研究內(nèi)容。的研究內(nèi)容。2021/5/2834v 物理沖突物理沖突：為了實現(xiàn)某種功能，一個子系統(tǒng)或：為了實現(xiàn)某種功能，一個子系統(tǒng)或元件應(yīng)具有一種特性，但同時出現(xiàn)了與該特性元件應(yīng)具有一種特性，但同

30、時出現(xiàn)了與該特性相反的特性。相反的特性。v物理沖突出現(xiàn)的幾種情況：物理沖突出現(xiàn)的幾種情況：1）一個子系統(tǒng)中有用功能加強的同時，導(dǎo)致該子）一個子系統(tǒng)中有用功能加強的同時，導(dǎo)致該子系統(tǒng)中有害功能的加強。系統(tǒng)中有害功能的加強。2）一個子系統(tǒng)中有害功能降低的同時，導(dǎo)致該子）一個子系統(tǒng)中有害功能降低的同時，導(dǎo)致該子系統(tǒng)中有用功能的降低。系統(tǒng)中有用功能的降低。2021/5/2835TechOptimizer案例下載案例下載v藥物包裝封存藥物包裝封存 PDF檔檔 (88.5K) Ampule（安甌）是裝一次用量的皮下注射液的密封小（安甌）是裝一次用量的皮下注射液的密封小玻璃瓶。在藥物包裝時，使用強大的火焰作

31、用在玻璃瓶。在藥物包裝時，使用強大的火焰作用在Ampule頸部以有效地密封。品管檢測中，化學(xué)家發(fā)現(xiàn)由於包裝頸部以有效地密封。品管檢測中，化學(xué)家發(fā)現(xiàn)由於包裝時火焰高溫，易使藥物分解。時火焰高溫，易使藥物分解。工程師怎樣維持藥物的品質(zhì)同時又能有效的封住瓶口？工程師怎樣維持藥物的品質(zhì)同時又能有效的封住瓶口？2021/5/2836v薄壁體的鑄造薄壁體的鑄造 PDF檔檔 (70.0K) 使用壓模鑄造法鑄造薄壁體時，造成薄壁鑄件品質(zhì)使用壓模鑄造法鑄造薄壁體時，造成薄壁鑄件品質(zhì)不夠高。當(dāng)熔化金屬擠入鑄模時，鑄模內(nèi)空氣會溶不夠高。當(dāng)熔化金屬擠入鑄模時，鑄模內(nèi)空氣會溶解在金屬中，空氣泡會在鑄件內(nèi)，同時空氣泡附在

32、解在金屬中，空氣泡會在鑄件內(nèi)，同時空氣泡附在鑄模壁上，也會導(dǎo)致鑄件品質(zhì)降低。鑄模壁上，也會導(dǎo)致鑄件品質(zhì)降低。這個問題可用一種已知技巧解決。這個問題可用一種已知技巧解決。震動或轉(zhuǎn)動鑄模，震動或轉(zhuǎn)動鑄模，可使移除氣泡的效能增加，但是模具設(shè)計變得很複可使移除氣泡的效能增加，但是模具設(shè)計變得很複雜，如何解決這個問題？雜，如何解決這個問題？2021/5/2837v飛機機翼飛機機翼 PDF檔檔 (84.7K) 飛機機翼為了增加有效面積，但從相對機翼飛機機翼為了增加有效面積，但從相對機翼重量變重，減少升力增加的效益。重量變重，減少升力增加的效益。工程師如何使翼面增加升力而重量沒有增加工程師如何使翼面增加升力

33、而重量沒有增加?2021/5/2838v技術(shù)沖突技術(shù)沖突：一個作用同時導(dǎo)致有用及有害兩種結(jié)：一個作用同時導(dǎo)致有用及有害兩種結(jié)果，也指有用作用的引入或有害效應(yīng)的消除導(dǎo)致果，也指有用作用的引入或有害效應(yīng)的消除導(dǎo)致一個或幾個子系統(tǒng)或系統(tǒng)變壞。一個或幾個子系統(tǒng)或系統(tǒng)變壞。v技術(shù)沖突常表現(xiàn)為一個系統(tǒng)中兩個子系統(tǒng)之間的技術(shù)沖突常表現(xiàn)為一個系統(tǒng)中兩個子系統(tǒng)之間的沖突。沖突。2021/5/2839技術(shù)沖突出現(xiàn)的幾種情況技術(shù)沖突出現(xiàn)的幾種情況1）在一個子系統(tǒng)中引入一種有用功能，導(dǎo)致另一個）在一個子系統(tǒng)中引入一種有用功能，導(dǎo)致另一個子系統(tǒng)產(chǎn)生一種有害功能，或加強了已存在的一種子系統(tǒng)產(chǎn)生一種有害功能，或加強了已存在

34、的一種有害功能。有害功能。2）消除一種有害功能，導(dǎo)致另一個子系統(tǒng)有用功能）消除一種有害功能，導(dǎo)致另一個子系統(tǒng)有用功能變壞。變壞。3）有用功能的加強或有害功能的減少，使另一個子）有用功能的加強或有害功能的減少，使另一個子系統(tǒng)或系統(tǒng)變得太復(fù)雜。系統(tǒng)或系統(tǒng)變得太復(fù)雜。2021/5/28403實例實例例例1：波音公司改進：波音公司改進737的設(shè)計時，需要將使用中的發(fā)動機的設(shè)計時，需要將使用中的發(fā)動機改為功率更大的發(fā)動機。改為功率更大的發(fā)動機。發(fā)動機功率越大，工作時需要的空氣越多，發(fā)動機罩的直發(fā)動機功率越大，工作時需要的空氣越多，發(fā)動機罩的直徑要增大。徑要增大。發(fā)動機罩增大，機罩離地面的距離減小。而距離

35、的減小是發(fā)動機罩增大，機罩離地面的距離減小。而距離的減小是不允許的。不允許的。v上述改進設(shè)計中出現(xiàn)了技術(shù)沖突，即希望發(fā)動機吸入更上述改進設(shè)計中出現(xiàn)了技術(shù)沖突，即希望發(fā)動機吸入更多的空氣，但又不希望發(fā)動機罩與地面的距離減少。多的空氣，但又不希望發(fā)動機罩與地面的距離減少。2021/5/2841例例22021/5/2842v對于不同的設(shè)計對象，根據(jù)內(nèi)部性能，對于不同的設(shè)計對象，根據(jù)內(nèi)部性能，找出技術(shù)沖突，并用語言描述。找出技術(shù)沖突，并用語言描述。vTRIZ理論對可能出現(xiàn)的沖突問題進行分理論對可能出現(xiàn)的沖突問題進行分類，以便設(shè)計者根據(jù)問題的類型進行深類，以便設(shè)計者根據(jù)問題的類型進行深入的研究并取得創(chuàng)新

36、解。入的研究并取得創(chuàng)新解。2021/5/2843三、技術(shù)沖突的一般化三、技術(shù)沖突的一般化v通過對通過對250萬件專利的詳細研究，萬件專利的詳細研究，TRIZ理論提理論提出用出用39個通用工程參數(shù)個通用工程參數(shù)描述沖突。描述沖突。v實際應(yīng)用中，首先把組成沖突的雙方內(nèi)部性能實際應(yīng)用中，首先把組成沖突的雙方內(nèi)部性能用用39個工程參數(shù)中的個工程參數(shù)中的2個來表示。個來表示。v目的是把實際工程設(shè)計中的沖突轉(zhuǎn)化為目的是把實際工程設(shè)計中的沖突轉(zhuǎn)化為一般的一般的或標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)沖突或標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)沖突。2021/5/28442021/5/2845v39個通用工程參數(shù)可分為三類：個通用工程參數(shù)可分為三類：1）通用物理及

37、幾何參數(shù)：）通用物理及幾何參數(shù)：No112， No1718，No21。2）通用技術(shù)負向參數(shù)：）通用技術(shù)負向參數(shù)：No1516， No1920，No2226，No3031。3）通用技術(shù)正向參數(shù)：）通用技術(shù)正向參數(shù)：No1314， No2729，No3239。v負向參數(shù)負向參數(shù)變大時，使系統(tǒng)或子系統(tǒng)的性能變差。變大時，使系統(tǒng)或子系統(tǒng)的性能變差。v正向參數(shù)正向參數(shù)變大時，使系統(tǒng)或子系統(tǒng)的性能變好。變大時，使系統(tǒng)或子系統(tǒng)的性能變好。2021/5/2846v例：很多鑄件或管狀結(jié)構(gòu)通過法蘭連接。維護時，法蘭連例：很多鑄件或管狀結(jié)構(gòu)通過法蘭連接。維護時，法蘭連接處常常要拆開。有些連接處還要承受高溫、高壓，并

38、要接處常常要拆開。有些連接處還要承受高溫、高壓，并要求密封良好。有的重要法蘭需要很多個螺栓連接。求密封良好。有的重要法蘭需要很多個螺栓連接。2021/5/2847v技術(shù)沖突：技術(shù)沖突：1）如果密封性良好，則操作時間變長，結(jié)構(gòu)的質(zhì)量增加。）如果密封性良好，則操作時間變長，結(jié)構(gòu)的質(zhì)量增加。2）如果質(zhì)量輕，則密封性變差。）如果質(zhì)量輕，則密封性變差。3）如果操作時間短，則密封性變差。）如果操作時間短，則密封性變差。v按按39個工程參數(shù)描述如下：個工程參數(shù)描述如下：v希望改進的特性：希望改進的特性：1）靜止物體的重量。（）靜止物體的重量。（No.2） 2）可操作性。（）可操作性。（No.33） 3）裝置

39、的復(fù)雜性。（）裝置的復(fù)雜性。（No.36） v上述三種特性改善將導(dǎo)致如下特性的降低：上述三種特性改善將導(dǎo)致如下特性的降低：1）結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。（）結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。（No.13） 2）可靠性。（）可靠性。（No.27）2021/5/2848四、技術(shù)沖突的確定四、技術(shù)沖突的確定vTRIZ理論中的物質(zhì)理論中的物質(zhì)-場分析方法已作為一種工具用于技場分析方法已作為一種工具用于技術(shù)沖突的確定。術(shù)沖突的確定。（一）物質(zhì)（一）物質(zhì)-場分析基本符號場分析基本符號v產(chǎn)品是功能的實現(xiàn)。產(chǎn)品是功能的實現(xiàn)。Pahl及及Baitz定義功能：定義功能：“系統(tǒng)的系統(tǒng)的輸入量和輸出量之間的一般的、希望有的關(guān)系輸入量和輸出量之間的一

40、般的、希望有的關(guān)系”。系。系統(tǒng)的總功能是總?cè)蝿?wù)的描述，可分解為分功能，分功統(tǒng)的總功能是總?cè)蝿?wù)的描述，可分解為分功能，分功能是分任務(wù)的描述。這種分解可進行下去，一直到被能是分任務(wù)的描述。這種分解可進行下去，一直到被稱為支持功能的最底層功能為止。支持功能是稱為支持功能的最底層功能為止。支持功能是“一種一種通用部件、過程或子系統(tǒng)的通用模型通用部件、過程或子系統(tǒng)的通用模型”。 2021/5/2849vAltshuller通過對功能的研究發(fā)現(xiàn)了通過對功能的研究發(fā)現(xiàn)了3條定律：條定律：1）所有的功能都可分解為三個基本元件。）所有的功能都可分解為三個基本元件。2）一個存在的功能必定由三個基本元件構(gòu)成。）一個

41、存在的功能必定由三個基本元件構(gòu)成。3）將相互作用的三個基本元件有機組合將產(chǎn)生一個功能。）將相互作用的三個基本元件有機組合將產(chǎn)生一個功能。v組成功能的三個基本元件分別為兩種物質(zhì)及一種場。組成功能的三個基本元件分別為兩種物質(zhì)及一種場。v物質(zhì)物質(zhì)可以是任何東西，如太陽、地球、輪船、飛機、計可以是任何東西，如太陽、地球、輪船、飛機、計算機、水、算機、水、X射線、齒輪和分子等。射線、齒輪和分子等。v場場是能量的總稱，可以是核能、電能、磁能、機械能和是能量的總稱，可以是核能、電能、磁能、機械能和熱能等。熱能等。2021/5/2850 TRIZ中功能的基本描述如圖，圖中中功能的基本描述如圖，圖中F為為場，場

42、，S1及及S2分別為物質(zhì)。分別為物質(zhì)。FS1S2功能的基本圖形表示功能的基本圖形表示2021/5/2851vS1為被動元件為被動元件，起作用、被操作及被改變的角色。，起作用、被操作及被改變的角色。vS2為主動元件為主動元件，起工具的作用，作用、操作或改變被，起工具的作用，作用、操作或改變被動元件動元件S1，S2又常被稱為工具。又常被稱為工具。vF為使能元件為使能元件，使，使S1與與S2相互作用。相互作用。v一個待設(shè)計的系統(tǒng)可能有多個功能。一個待設(shè)計的系統(tǒng)可能有多個功能。v在一個功能中作為被動元件的在一個功能中作為被動元件的S1可能是另一功能中的可能是另一功能中的主動元件主動元件S2。v這些功能

43、的總體構(gòu)成了待設(shè)計系統(tǒng)的總功能。這些功能的總體構(gòu)成了待設(shè)計系統(tǒng)的總功能。2021/5/2852（二）物質(zhì)（二）物質(zhì)-場分析的符號系統(tǒng)場分析的符號系統(tǒng)v物質(zhì)物質(zhì)-場分析的基礎(chǔ)是用圖形表示待設(shè)計系統(tǒng)。場分析的基礎(chǔ)是用圖形表示待設(shè)計系統(tǒng)。a）需要的效應(yīng)（有效完整功能）需要的效應(yīng)（有效完整功能）b）不足效應(yīng)（非有效完整功能）不足效應(yīng)（非有效完整功能） c）有害效應(yīng)（有害功能）有害效應(yīng)（有害功能） Ftype：場的類型。常用類型：場的類型。常用類型： Me一機械，一機械，Th一熱，一熱，Ch一化學(xué)，一化學(xué)，E一電，一電，M一磁，一磁，G一重力。一重力。2021/5/2853（三）功能分類及技術(shù)沖突模型（

44、三）功能分類及技術(shù)沖突模型v按物質(zhì)按物質(zhì)-場分析方法，首先建立待設(shè)計系統(tǒng)的模型。一個系統(tǒng)往往包含場分析方法，首先建立待設(shè)計系統(tǒng)的模型。一個系統(tǒng)往往包含多個功能，因而需建立每個功能的模型。多個功能，因而需建立每個功能的模型。vTRIZ中將功能分為中將功能分為4類。類。（1）有效完整功能：有效完整功能：功能的三個元件都存在，且都有效，是設(shè)計者追求功能的三個元件都存在，且都有效，是設(shè)計者追求的效應(yīng)。的效應(yīng)。（2）不完整功能：不完整功能：組成功能的三元件中部分元件不存在，需要增加元件組成功能的三元件中部分元件不存在，需要增加元件來實現(xiàn)有效完整功能，或用一種新功能代替。來實現(xiàn)有效完整功能，或用一種新功能

45、代替。（3）非有效完整功能：非有效完整功能：功能中的三元件都存在，但設(shè)計者所追求的效應(yīng)功能中的三元件都存在，但設(shè)計者所追求的效應(yīng)未能完全實現(xiàn)。未能完全實現(xiàn)。（4）有害功能：有害功能：功能中的三元件都存在，但產(chǎn)生與設(shè)計者所追求效應(yīng)相功能中的三元件都存在，但產(chǎn)生與設(shè)計者所追求效應(yīng)相沖突的效應(yīng)。創(chuàng)新的過程要消除有害功能。沖突的效應(yīng)。創(chuàng)新的過程要消除有害功能。2021/5/2854系統(tǒng)中的技術(shù)沖突系統(tǒng)中的技術(shù)沖突v圖圖a：系統(tǒng)中同時存在有效完整功能及有害功能，如果：系統(tǒng)中同時存在有效完整功能及有害功能，如果改善有效完整功能，則可能加劇有害功能的負面效應(yīng)。改善有效完整功能，則可能加劇有害功能的負面效應(yīng)。

46、存在技術(shù)沖突。存在技術(shù)沖突。v圖圖b：系統(tǒng)中同時存在非有效完整功能及有害功能，如：系統(tǒng)中同時存在非有效完整功能及有害功能，如果改善非有效完整功能，則可能加劇有害功能的負面果改善非有效完整功能，則可能加劇有害功能的負面效應(yīng)。存在技術(shù)沖突。效應(yīng)。存在技術(shù)沖突。2021/5/2855（四）實例（四）實例v 汽車正面碰撞是造成交通事故汽車正面碰撞是造成交通事故65%傷亡的原因。傷亡的原因。v很多的轎車安裝有很多的轎車安裝有安全氣囊安全氣囊，對交通事故的調(diào)查，對交通事故的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，安全氣囊每保護發(fā)現(xiàn)，安全氣囊每保護20人，就有人，就有1人不能受保護人不能受保護而死亡，而且死亡的人中一般身體較矮，如兒童而

47、死亡，而且死亡的人中一般身體較矮，如兒童與婦女。與婦女。2021/5/2856 分析：分析：v轎車是一個系統(tǒng)，該特定問題只涉及轎車的一個子系統(tǒng)：安全氣囊轎車是一個系統(tǒng)，該特定問題只涉及轎車的一個子系統(tǒng)：安全氣囊與司機及前排乘客。與司機及前排乘客。v該子系統(tǒng)所完成的一個功能是在汽車正面碰撞時保護司機與乘客，該子系統(tǒng)所完成的一個功能是在汽車正面碰撞時保護司機與乘客，但只保護了身體高的司機與乘客，而有可能傷害身體矮的司機與乘但只保護了身體高的司機與乘客，而有可能傷害身體矮的司機與乘客?？汀M：機械能。S1.1：身體較高的司機與乘客S1.2：身體較矮的司機與乘客S2 ：安全氣囊。2021/5/285

48、7v 如果要進行創(chuàng)新設(shè)計，應(yīng)徹底克服現(xiàn)有設(shè)計如果要進行創(chuàng)新設(shè)計，應(yīng)徹底克服現(xiàn)有設(shè)計中存在的沖突，即新的安全氣囊既要保護身體中存在的沖突，即新的安全氣囊既要保護身體較高的司機與乘客，又要保護身體較矮的司機較高的司機與乘客，又要保護身體較矮的司機與乘客。與乘客。S2S1（S1.1，S1.2）FM改進設(shè)計后的安全氣囊子系統(tǒng)改進設(shè)計后的安全氣囊子系統(tǒng)2021/5/2858產(chǎn)品分析模組產(chǎn)品分析模組 v產(chǎn)品分析模組提供許多工具，協(xié)助使用者定義產(chǎn)品的功能產(chǎn)品分析模組提供許多工具，協(xié)助使用者定義產(chǎn)品的功能模型。針對功能模型，此模組會提出許多增加產(chǎn)品價值的模型。針對功能模型，此模組會提出許多增加產(chǎn)品價值的方法。產(chǎn)品分析模組能協(xié)助使用者釐清系統(tǒng)的關(guān)鍵功能，方法。產(chǎn)品分析模組能協(xié)助使用者釐清系統(tǒng)的關(guān)鍵功能，並正確地陳述問題。只要將您的產(chǎn)品並正確地陳述問題。只要將您的產(chǎn)品/系統(tǒng)建構(gòu)成功能模型，系統(tǒng)建構(gòu)成功能模型，並設(shè)定有用功能及有害功能並設(shè)定有用功能及有害功能(圖一圖一) ，接下來，軟體便會幫，接下來，軟體便會幫您自動辨識出所有需要克服的問題您自動辨識出所有需要克服的問題 (圖二圖二)。 2021/5/2859圖圖一一 2021/5/2860圖圖二二2021/5/2861