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1、,,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,二.創(chuàng)造問題解決理論－TRIZ,1.TRIZ概論,,1.1 TRIZ的定義,,TRIZ(The Theory of Innovation Problem Solving)是俄語“創(chuàng)造問題解決理論〞的首字母英語置換詞。,,Savransky博士給出的定義：,,TRIZ是一種基于知識的、面向人的、系統(tǒng)化的解決創(chuàng)造問題的方法 。,,A TRIZ是解決創(chuàng)造問題啟發(fā)式方法的知識，這些知識是從全世界范圍內的專利中抽象出來的。,,TRIZ大量采用自然科學及工程中的效應知識。,,TRIZ 利用出現(xiàn)問題領域

2、的知識。,,B,,TRIZ中的啟發(fā)式方法是面向設計者的，而不是面向機器的。TRIZ理論本身是基于將系統(tǒng)分解為子系統(tǒng)、區(qū)分有益及有害功能的實踐，這些分解取決于問題和環(huán)境，本身就具有隨機性。計算機軟件僅起支持作用，不是完全代替設計者。,,C TRIZ分析問題采用了通用以及詳細的模型，其解決問題的過程是一個系統(tǒng)化的過程，能方便地應用已有知識的過程。,,D 為了取得創(chuàng)新解需要解決設計中的沖突，但是解決沖突的某些過程是不知道的。,,通過環(huán)境或系統(tǒng)本身的資源，以及系統(tǒng)進化的趨勢可以獲得虛擬的理想解。,,TRIZ是由前蘇聯(lián)創(chuàng)造家、科學家G.S Altshuller領導的研究人員經歷了五十年的時間，對世界上近

3、250萬件專利進行了搜集整理、歸納提煉，發(fā)現(xiàn)技術系統(tǒng)的開發(fā)創(chuàng)新是有規(guī)律可循的。在此根底上綜合了多學科領域的原理和法那么后，建立起一套體系化的、實用的解決創(chuàng)造創(chuàng)造問題的方法。,,冷戰(zhàn)時期，TRIZ的研究和應用對外界是保密的。前蘇聯(lián)解體后，TRIZ理論傳入西方，引起了領域界的高度重視，并迅速在歐美、日本的企業(yè)和研發(fā)機構中推廣和應用，理論上也得到進一步開展和完善。,,TRIZ的提出源于以下的認識：,,大量創(chuàng)造面臨的根本問題和矛盾是相同的，只是技術領域不同而已。同樣的技術創(chuàng)造和相應的解決方案一次次地在后來的創(chuàng)造中被重復使用。將這些有關的知識進行提煉和重新組織，形成一種系統(tǒng)化的理論知識就可以指導后來者的

4、創(chuàng)造、創(chuàng)新和開發(fā)。,1.2 TRIZ的產生,,TRIZ是由解決技術問題和實現(xiàn)創(chuàng)新開發(fā)的各種方法、算法組成的綜合理論體系。,,,,它的根本原理是：,,技術系統(tǒng)的進化遵循客觀的法那么群。,,從這一根本原理出發(fā)，形成了以下觀點：,,1) 任何領域、范圍的產品都遵循普遍的法那么而進 步，并可預測其未來的開展方向；,,2) 任何產品面臨的問題是過時產品與市場需求之間的矛盾，創(chuàng)造并創(chuàng)造性地解決沖突就要徹底消除產品內在矛盾，而不是用妥協(xié)方式解決問題；,,3) 解決產品內在矛盾或沖突所使用原理的數(shù)量是有限的，但這些原理有其普遍性；,,1.3 TRIZ的主要內容,產品進化理論；,,TRIZ將產品的進化過程分

5、為四個階段：嬰兒期、成長期、成熟期和退出期，根據不同的進化階段，企業(yè)可以進行科學的產品規(guī)劃；產品進化理論還研究產品進化模式、進化定律與進化路線等。,,2) 問題的分析；,,包括產品的功能分析、理想解〔IFR〕確實定、可用資源分析和沖突區(qū)域確定。分析是解決問題的一個重要階段。,,3) 沖突解決原理；,,主要研究技術沖突與物理沖突；解決技術沖突用40條創(chuàng)造原理，解決物理沖突用別離原理。,,4) 物－場分析；,,所有的功能都可以分解成兩種物質和一種場，基于物－場模型的變換，提供了76種標準解。,,5) 效應；,,指應用本領域特別是其他領域的有關定律解決設計中的問題，如采用數(shù)學、化學、生物和電子等領域

6、中的原理解決機械設計中的創(chuàng)新問題。,,6) 創(chuàng)造問題解決算法(ARIZ)；,,采用一套邏輯過程逐步將初始問題程式化，使得初始問題中最根本的沖突被清楚地暴露出來，便于問題的求解。,,,隨著TRIZ的不斷開展，又增添了新的研究內容，例如預期失效分析(AFD),直接進化理論(DE)等；,,另外還出現(xiàn)了基于TRIZ的計算機輔助創(chuàng)新設計軟件，例如美國Invention Machine公司的GoldFire，Ideation International公司的IWB等 。,,國產軟件：北京億維訊公司的Pro/Innovator,,1.4 TRIZ的重要發(fā)現(xiàn),,Altshuller 的研究發(fā)現(xiàn)：,,1。以往不

7、同領域的創(chuàng)造中所用的原理并不多，不同時代的創(chuàng)造、不同領域的創(chuàng)造，應用的原理被反復利用；,,2。每條創(chuàng)造原理并不限定應用于某一特殊領域，而是融合了物理、化學的和各項工程領域的原理，這些原理適用于不同領域的創(chuàng)造創(chuàng)造和創(chuàng)新；,,3。類似的沖突或問題的解決原理在不同的工業(yè)及科學領域交替出現(xiàn)；,,4。技術系統(tǒng)進化的模式在不同的工程及科學領域交替出現(xiàn)；,,5。創(chuàng)新設計所依據的科學原理往往屬于其他領域。,,1.5 解決創(chuàng)造創(chuàng)造問題的一般方法,最早的創(chuàng)造創(chuàng)造方法——試誤法,,即不斷選擇各種可能的解決方案來解決問題。,,選擇解決方案長期以來是單憑猜測的。但也逐漸出現(xiàn)了一些定型的方法，例如：仿制自然界中的原形物、

8、放大 物體、增加數(shù)量、把不同的物體聯(lián)成一個系統(tǒng)。,,在這段漫長的歲月里，人們積累了大量創(chuàng)造創(chuàng)造經驗與有關物質特性的知識，提高了探求的方向性，使解決創(chuàng)造問題課題的過程有序化。直至今天，要想找到一個需要的解決方案也要作大量的無效嘗試。,,試誤法無法從根本上減少無效嘗試的次數(shù)。,,現(xiàn)代經濟技術的開展需要有一套有科學依據并行之有效的解決創(chuàng)造課題的理論。,,TRIZ解決創(chuàng)造問題的一般方法,,首先將要解決的特殊問題加以定義、明確；然后根據TRIZ理論提供的方法將需要解決的特殊問題轉化為類似的標準問題，而針對類似的標準問題已總結、歸納出類似的標準解決方法；最后依據類似的標準解決方法就可以解決用戶需要的特殊問

9、題。,TRIZ,工具,,圖,1,,TRIZ,解決發(fā)明問題的模式,特 定 問 題,,,標 準 問 題,,,標 準 解,,,特 定 解,,,抽象化,,具體化,,,1.6 創(chuàng)造創(chuàng)造的等級劃分,,TRIZ把創(chuàng)造專利依據其對科學的奉獻程度、技術的應用范圍及為社會帶來的經濟效益等情況，劃分為五個等級：,,第一級 通常的設計問題，或對已有系統(tǒng)的簡單改進；,,第二級 通過解決一個技術沖突對已有系統(tǒng)進行少量改進；,,第三級 對已有系統(tǒng)的根本性改進；,,第四級 采用全新的原理完成對已有系統(tǒng)根本功能的創(chuàng)新；,,第五級 罕見到科學原理導致一種新系統(tǒng)的創(chuàng)造、發(fā)現(xiàn)。,,創(chuàng)造創(chuàng)造的級別越高，獲得該創(chuàng)造專利時所需的知識就越多

10、，這些知識所處的領域就越寬，搜索有用知識的時間就越長。同時，隨著社會的開展、科技水平的提高，創(chuàng)造創(chuàng)造的等級隨時間的變化而不斷降低。,,1.7 TRIZ的應用及未來的開展,,TRIZ 理論廣泛應用于工程技術領域，并逐步向其他領域滲透和擴展。應用范圍越來越廣，其總結出的40條創(chuàng)造創(chuàng)造原理在工業(yè)、建筑、微電子、化學、生物學、社會學、醫(yī)療、食品、商業(yè)、教育等都有應用的實例。,,Savransky認為，作為一種技術本身，TRIZ目前仍處于“嬰兒〞期，尚沒有到達純粹科學的水平，需要進一步完善和開展。,,1。拓展TRIZ理論內涵、尤其是針對信息技術、生命科學、社會科學等方面的原理方法納入到TRIZ理論中。,

11、,2。將TRIZ理論與其他新技術有機集成，使其更有效的發(fā)揮作用。,,3。開發(fā)針對性強、適用性好的軟件化的系統(tǒng)。,,,,2 創(chuàng)造問題的情境分析與描述,創(chuàng)造創(chuàng)造過程從揭示和分析創(chuàng)造情境開始。所謂創(chuàng)造情境是指任何一種工程情境，它突出某種不能令人滿意的特點。,,1 .1 創(chuàng)造創(chuàng)造的資源分析與描述,,設計中的可用資源對創(chuàng)新設計起著重要的作用，問題的解越接近理想解〔IFR〕，系統(tǒng)資源就越重要。只要還沒到達理想解，就應該具有系統(tǒng)資源。,,直接應用資源,,指當前存在狀態(tài)下可被應用的資源；,,如物質、場〔能量〕、空間和時間資源都是可被多數(shù)系統(tǒng)直接應用的資源。,,1.1.2 導出資源,,通過某種變換，使不能利用的

12、資源成為可用的資源，這種可利用的資源成為導出資源。,,如：導出物質資源，導出能量資源,,導出場資源，導出信息資源，導出空間資源等。,,1.1.3 差動資源,,通常物質、場的不同特性是一種可形成某種 技術特性的資源，這種資源成為差動資源。,,〔1〕差動物質資源,,各向異性是指物質在不同的方向上物理特性不同，這種特性有時是設計中實現(xiàn)某種功能的需要。,,〔2〕差動場資源,,場在系統(tǒng)中的不均勻性可以在設計中實現(xiàn)某種新的功能。,,,,,2.2 創(chuàng)造創(chuàng)造的理想化描述,,2.2.1 理想化及理想化設計,,把所研究的對象理想化是一種最根本的自然科學方法。理想化是對客觀世界中所存在物質的一種抽象化，這種抽象的客

13、觀世界既不存在，又不能通過試驗驗證。理想化的物體是真實物體存在的一種極限狀態(tài)，對于某些研究有很重要的作用。,,,TRIZ中理想化的應用包括理想系統(tǒng)、理想過程、理想物質、理想資源、理想機器等。,,,理想化＝有用功能之和/有害功能之和,,,,增加理想化有四種方法。,,理想設計可以使設計者的思維跳出問題的傳統(tǒng)解決方法，在更廣泛的空間里尋找最優(yōu)方案。,,,,2.2.2 利用理想化設計思想實現(xiàn)創(chuàng)造創(chuàng)造,提高理想化程度的六種方法：,,〔1〕去除輔助功能,,〔2〕去除元件,,考慮用自然資源實現(xiàn)某種功能，進而可以去除某些系統(tǒng)元件。,,例如 用物質資源、 用場資源。,,〔3〕識別自效勞,,利用自效勞減少輔助

14、元件，提高系統(tǒng)效率。,,〔4〕替換零件、部件或者整個系統(tǒng),,〔5〕改變操作原理 例如浮法玻璃的生產,,〔6〕利用資源,,,實現(xiàn)理想化的步驟,第一步 描述需要改進的系統(tǒng)性能,,第二步 描述理想的性能,,第三步 設想怎樣實現(xiàn)理想性能,,第四步 克服進程中的障礙,,,2.3 創(chuàng)造創(chuàng)造的情境分析與描述,,創(chuàng)造情境泛指任何一種“工程情境〞，可以是技術情境、生產情境、研究情境、生活情境、軍事情境、各種資源等。,,舉例說明；,,3 沖突及沖突解決原理,3.1 概述,,技術開展過程中會帶來沖突；,,例如：30年代南美的火蟻進入美國；,,協(xié)和超音速客機；,,消費者與技術之間的沖突。,,沖突的概念,,當改

15、變產品某些零部件的設計，以提高產品某方面的性能時，可能會影響到這些被改進零部件相關聯(lián)的零部件，使產品或系統(tǒng)的另一方面受到影響，如果這些影響是負面的那么設計出現(xiàn)了沖突。,,TRIZ認為產品創(chuàng)新的標志是解決或移走設計中的沖突，而不是折中。產品進化過程就是不斷解決產品所存在沖突的過程。,,3.1.2 沖突的分類,,〔1〕通常的分類,沖突,工程沖突,社會沖突,自然沖突,個性沖突,組織沖突,文化沖突,宇宙定律沖突,自然定律沖突,技術沖突,物理沖突,數(shù)學沖突,,〔2〕基于TRIZ的沖突分類,,TRIZ理論將沖突分為三類：,,管理沖突，物理沖突，技術沖突,3.2 物理沖突及其解決原理,,物理沖突的概念及類型

16、,,所謂物理沖突是指為了實現(xiàn)某些功能，一個子系統(tǒng)或元件應具有一種特性，但同時出現(xiàn)了與該特性相反的特性。,,例如：飛機機翼的面積；,,,物理沖突出現(xiàn)的幾種情況：,,1。一個子系統(tǒng)中有害功能降低的同時，導致該子系統(tǒng)中有用功能的降低；,,2。一個子系統(tǒng)中有用功能加強的同時，導致該子系統(tǒng)中有害功能的加強。,,,Savransky提出的物理沖突描述方法：,,1 .子系統(tǒng)A必須存在，A不能存在；,,2 .關鍵子系統(tǒng)A具有性能B，同時應具有性能－B，B與,,－B是相反的性能；,,3 .A必須處于狀態(tài)C及狀態(tài)－C，C與－C是不同的狀態(tài)；,,4. A不能隨時間變化，A要隨時間變化；,,,,,常見的物理沖突：,幾

17、何類 材料與能量類 功能類,,長與短,,對稱與不對稱,,平行與交叉,,厚與薄,,圓與非圓,,鋒利與鈍,,窄與寬,,水平與垂直,多與少,,密度大與小,,導熱率高與低,,溫度高與低,,時間長與短,,粘度高與低,,功率大與小,,摩擦系數(shù)大與小,噴射與卡住,,推與拉,,冷與熱,,快與慢,,運動與靜止,,強與弱,,軟與硬,,本錢高與低,,3.2.2 物理沖突的解決原理,Altshuller在20世紀70年代提出了11種解決方法：,,1。沖突特性的空間別離,,2。沖突特性的時間別離,,3。不同系統(tǒng)或元件與一超系統(tǒng)相連,,4。將系統(tǒng)改為反系統(tǒng)，

18、或將系統(tǒng)與反系統(tǒng)相結合,,5。系統(tǒng)作為一個整體具有特性B，其子系統(tǒng)具有特性－B,,6。微觀操作為核心的系統(tǒng),,7。系統(tǒng)中一局部物質的狀態(tài)交替變化,,8。由于工作條件變化使得系統(tǒng)從一種狀態(tài)向另外一種狀態(tài)過渡,,9。利用狀態(tài)變化所伴隨的現(xiàn)象,,10。用兩相的物質代替單相的物質,,11 通過物理作用及化學反響使物質從一種狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài),,3.2.3 別離原理及實例分析,現(xiàn)代TRIZ理論在總結物理沖突解決的各種研究方法的根底上，提出了采用如下的別離原理解決物理沖突的方法，如圖：,別離原理,空間別離,時間別離,基于條件的別離,整體與局部的別離,通過采用內部資源，物理沖突已用于解決不同工程領域中的很

19、多技術問題；,,內部資源是在特定的條件下，系統(tǒng)內部能發(fā)現(xiàn)及可利用的資源，如材料及能量。,,空間別離原理,,所謂空間別離原理是指將沖突雙方在不同的空間上別離，以降低解決問題的難度。,,當關鍵子系統(tǒng)沖突雙方在某一空間只出現(xiàn)一方時，空間別離是可能的。,,,,應用該原理時首先應答復如下問題：,,是否沖突一方在整個空間中“正向〞或“負向〞變化？,,在空間中的某一處，沖突的一方是否可以不按一個方 向變化？,,如果沖突的一方可不按一個方向變化，利用空間別離 原理解決沖突是可能的。,,舉例：自行車采用鏈輪與鏈條傳動；,,潛水艇的聲納探測器。,,,,,時間別離原理,,所謂時間別離原理是指將沖突雙方在不同的時

20、間段上別離，以降低解決問題的難度。,,當關鍵子系統(tǒng)沖突雙方在某一時間段上只出現(xiàn)一方時，時間別離是可能的。,,,,應用該原理時，首先應答復如下問題：,,是否沖突一方在整個時間段中“正向〞或“負向〞變化？,,在時間段中沖突的一方是否可不按一個方向變化？,,如果沖突的一方可不按一個方向變化，利用時間別離原理是可能的。,,舉例：折疊自行車；,,飛機的機翼在起落、飛行時形狀的變化。,,基于條件的別離,,所謂基于條件的別離原理是指將沖突雙方在不同條件下別離，以降低解決問題的難度。,,當關鍵子系統(tǒng)的沖突雙方在某一條件下只出現(xiàn)一方時，基于條件的別離是可能的。,,,應用該原理時，首先應答復如下問題：,,是否沖突

21、一方在所有條件下都要求“正向〞或“負向〞變化？,,在某些條件下，沖突的一方是否可不按一個方向變 化？,,如果沖突的一方可不按一個方向變化，利用基于條件的別離原理是可能的。,,舉例：水射流既硬又軟，取決于流速、壓力；,,,,總體與局部的別離,,所謂總體與局部的別離原理是指將沖突雙方在不同的層次上別離，以降低解決問題的難度。,,當沖突雙方在關鍵子系統(tǒng)的層次上只出現(xiàn)一方 ，而該方在子系統(tǒng)、系統(tǒng)或超系統(tǒng)層次上不出現(xiàn)時，總體與局部的別離時可能的。,,,實例分析,,a 自行車鏈條微觀層面上是剛性的，宏觀層面是柔性的。,,b 煎鍋的設計；,,c.自動裝配線與零件的供給問題。,,,,3.3 技術沖突及其解決原

22、理,3.3.1 技術沖突的概念及工程實例,,技術沖突是指一個作用同時導致有用和有害兩種結果，也可指有用的引入或有害效應的消除導致一個或幾個子系統(tǒng)或系統(tǒng)變壞。,,技術沖突常表現(xiàn)為一個系統(tǒng)中兩個子系統(tǒng)之間的沖突?？捎靡韵聨追N情況描述：,,一個子系統(tǒng)中引入一種有用功能后，導致另一個子系統(tǒng)產生一種有害功能，或加強了已存在的一種有害功能。,,一有害功能導致另一個子系統(tǒng)有用功能的變化。,,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)變得更加復雜。,,,,,3.3.1 技術沖突的一般化處理,通過對250萬件專利的詳細研究，TRIZ 理論提出用39個通用工程參數(shù)描述沖突。,,目的：把實際工程中的沖突轉化

23、為一般的或標準的技術沖突。,,,通用工程參數(shù),,運動物體〔Moving objects)：指自身或借助于外力可在一定的空間內運動的物體。,,靜止物體〔Stationary objects)：指自身或借助于外力都不能使其在空間內運動的物體。,,,,序號,名稱,序號,名稱,1,運動物體的重量,21,功率,2,靜止物體的重量,22,能量損失,3,運動物體的長度,23,物質損失,4,靜止物體的長度,24,信息損失,5,運動物體的面積,25,時間損失,6,靜止物體的面積,26,物質或事物的數(shù)量,7,運動物體的體積,27,可靠性,8,靜止物體的體積,28,測試精度,9,速度,29,制造精度,10,力,30

24、,物體外部有害因素作用的敏感性,11,應力或壓力,31,物體產生的有害因素,12,形狀,32,可制造性,13,結構的穩(wěn)定性,33,可操作性,14,強度,34,可維修性,15,運動物體作用時間,35,適應性及多用性,16,靜止物體作用時間,36,裝置的復雜性,17,溫度,37,監(jiān)控與測試的困難程度,18,光照度,38,自動化程度,19,運動物體的能量,39,生產率,20,靜止物體的能量,,,,下面給出39個工程參數(shù)的名稱及意義：,,1．運動物體的重量 在重力場中運動物體所受到的重力。如運動物體作用于其支撐或懸掛裝置上的力。,,2．靜止物體的重量 在重力場中靜止物體所受到的重力。如靜止物體作用

25、于其支撐或懸掛裝置上的力。,,3．運動物體的長度 運動物體的任意線性尺寸，不一定是最長的，都認為是其長度。,,4．靜止物體的長度 靜止物體的任意線性尺寸，不一定是最長的，都認為是其長度。,,5．運動物體的面積 運動物體內部或外部所具有的外表或局部外表的面積。,,6．靜止物體的面積 靜止物體內部或外部所具有的外表或局部外表的面積。,,7．運動物體的體積 運動物體所占有的空間體積。,,8．靜止物體的體積 靜止物體所占有的空間體積。,,9．速度 物體的運動速度、過程或活動與時間之比。,,10.力 力是兩個系統(tǒng)之間的相互作用。對于牛頓力 學，力等于質量與加速度之積，在triz中，力是

26、試圖改變物體狀態(tài)的任何作用。,,11.應力或壓力 單位面積上的力。,,12.形狀 物體外部輪廓，或系統(tǒng)的外貌。,,13.結構的穩(wěn)定性 系統(tǒng)的完整性及系統(tǒng)組成局部之間,,的關系。磨損、化學分解及拆卸都降低穩(wěn)定性。,,14.強度 強度是指物體抵抗外力作用使之變化的能力。,,15.運動物體作用時間 物體完成規(guī)定動作的時間、效勞期。兩次誤動作之間的時間也是作用時間的一種度量。,,16.靜止物體作用時間 物體完成規(guī)定動作的時間、效勞期。兩次誤動作之間的時間也是作用時間的一種度量。,,17.溫度 物體或系統(tǒng)所處的熱狀態(tài)，包括其他熱參數(shù)，如影響改變溫度變化速度的熱容量。,,18．光照度 單位

27、面積上的光通量，系統(tǒng)的光照特性，如 亮度，光線質量。19.運動物體的能量 能量是物體做功的一種度量。在經 典力學中，能量等于力與距離的乘積。能量也包括電 能、熱能及核能等。20.靜止物體的能量 能量是物體做功的一種度量。在經 典力學中，能量等于力與距離的乘積。能量也包括電 能、熱能及核能等。21．功率 單位時間內所作的功，即利用能量的速度。22.能量損失 作無用功的能量。為了減少能量損失，需要 不同的技術來改善能量的利用。23．物質損失 局部或全部、永久或臨時的材料、部件或 子系統(tǒng)等物質的損失。 24.信息損失 局部或全部

28、、永久或臨時的數(shù)據損失。,,25.時間損失 時間是指一項活動所延續(xù)的時間間隔。改進時間的損失指減少一項活動所花費的時間。,,26．物質或事物的數(shù)量 材料、部件及子系統(tǒng)等的數(shù) 量，它們可以被局部或全部、臨時或永久的被改變。,,27．可靠性 系統(tǒng)在規(guī)定的方法及狀態(tài)下完成規(guī)定功能的能力。,,28．測試精度 系統(tǒng)特征的實測值與實際值之間的誤差。減少誤差將提高測試精度。,,29．制造精度 系統(tǒng)或物體的實際性能與所需性能之間的誤差。,,30．物體外部有害因素作用的敏感性 物體對受外部或環(huán)境中的有害因素作用的敏感程度。,,31．物體產生的有害因素 有害因素將降低物體或系統(tǒng)的效率，或完成功

29、能的質量。這些有害因素是由物體或系統(tǒng)操作的一局部而產生的。,,32．可制造性 物體或系統(tǒng)制造過程中簡單、方便的程度。,,33．可操作性 要完成的操作應需要較少的操作者、較少的步驟以及使用盡可能簡單的工具。一個操作的產出要盡可能多。,,34．可維修性 對于系統(tǒng)可能出現(xiàn)失誤所進行的維修要時間短、方便和簡單。,,35．適應性及多用性 物體或系統(tǒng)響應外部變化的能力，或應用于不同條件下的能力。,,36．裝置的復雜性 系統(tǒng)中元件數(shù)目及多樣性，如果用戶也是系統(tǒng)中的元素將增加系統(tǒng)的復雜性。掌握系統(tǒng)的難易程度是其復雜性的一種度量。,,37．監(jiān)控與測試的困難程度 如果一個系統(tǒng)復雜、本錢高、需要較長的時

30、間建造及使用，或部件與部件之間關系復雜，都使得系統(tǒng)的監(jiān)控與測試困難。測試精度高，增加了測試的本錢也是測試困難的一種標志。,,38．自動化程度 是指系統(tǒng)或物體在無人操作的情況下完成任務的能力。自動化程度的最低級別是完全人工操作。最高級別是機器能自動感知所需的操作、自動編程和對操作自動監(jiān)控。中等級別的需要人工編程、人工觀察正在進行的操作、改變正在進行的操作及重新編程。,,39．生產率 是指單位時間內所完成的功能或操作數(shù)。,,,,為了應用方便，上述39個通用工程參數(shù)可分為如下三類：,,1) 通用物理及幾何參數(shù)：N0.1-12，No.17~18，No.21。,,2) 通用技術負向參數(shù)：No．15～

31、16，No．19-20，,,No．22～26，No．30~31。,,3) 通用技術正向參數(shù)：No.13～14，No．27—29，,,No.32-39。,,負向參數(shù)(Negative parameters)指這些參數(shù)變大時，使系統(tǒng)或子系統(tǒng)的性能變差。如子系統(tǒng)為完成特定的功能所消耗的能量(N0.19～20)越大，那么設計越不合理。,,正向參數(shù)(Positive parameters)指這些參數(shù)變大時，使系統(tǒng)或子系統(tǒng)的性能變好。如子系統(tǒng)可制造性(No.32)指標越高，子系統(tǒng)制造本錢就越底。,,例3－15 法蘭連接是很多鑄件或管件結構的連接形式。法蘭連接常常要拆開，有時連接處還要求承受高溫、高壓，并要

32、求密封性好。所以需要很多的螺栓連接。如透平機法蘭需100多個螺栓。但為了減輕重量、減少安裝時間或維護時間，那么螺栓越少越好。,,本例存在的技術沖突是：,,如果密封性良好，那么操作時間變長且結構質量增加。,,如果質量輕，那么密封性變差；,,如果操作時間短，那么密封性變差；,,按39個通用工程參數(shù)描述如下：,,希望改進的特性：靜止物體的重量；,,可操作性；,,裝置的復雜性。,,三種特性改善將導致如下特性的降低：結構的穩(wěn)定性；,,可靠性。,,,,技術沖突與物理沖突,技術沖突總是涉及到兩個根本參數(shù)A和B，當A得到改善時，B變得更差。物理沖突僅涉及系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)或部件，而對該子系統(tǒng)或部件提出了相反的

33、要求。往往技術沖突的存在隱含著物理沖突的存在，有時物理沖突的解比技術沖突更容易獲得。,,,例3－17：波音公司改進737設計過程中，出現(xiàn)一個技術沖突為：既希望發(fā)動機吸入更多的空氣，但又不希望發(fā)動機機罩與地面的距離減小。,,現(xiàn)將該技術沖突轉變?yōu)槲锢頉_突：發(fā)動機機罩的直徑應當加大，以吸入更多的空氣，但機罩直徑又不能加大，以不使路面與機罩之間的距離減小。,,3.3.2,技術沖突的解決原理,,1．分割原理,,a．將物體分成獨立的局部。,,b．使物體成為可拆卸的。,,c．增加物體的分割程度。,,例：火車車廂之間是單獨的個體，可調整車廂的數(shù)量；,,吊扇的三片葉片是三個獨立的個體，可拆卸 ．,,2．別離原理

34、,,從物體中拆出“干擾’局部(特性)或者相反，分出唯一需要的局部或需要的特性。,,與上述把物體分成幾個相同局部的技法相反，這里是要把物體分成幾個不同的局部．,,例：子彈發(fā)出后，彈芯與彈殼別離 ．,,飛船軌道艙和返回艙的別離。,,3．局部質量原理,,a．從物體或外部介質(外部作用)的一致結構過渡到不一致結構。,,b．物體的不同局部應當具有不同的功能,,c．物體的每一局部均應具備最適于它工作的條件。,,例：金屬材料外表的熱處理；,,圓珠筆，將筆芯上作一對耳朵，再加一根彈簧。,,,4．不對稱原理,,a．物體的對稱形式轉為不對稱形式。,,b．如果物體不是對稱的，那么加強它的不對稱程度，,,例：防撞汽車

35、輪胎具有一個高強度的側緣，以抵抗人行道路緣石的碰撞；,,振動電機的偏向塊結構。,,5．合并原理,,a．把相同的物體或完成類似操作的物體聯(lián)合起來，,,b．把時間上相同或類似的操作聯(lián)合起來．,,例如：網絡中的個人計算機；,,并行計算機中的多個微處理器；,,混水閥；,,閥島。,,,6．多用性原理,,一個物體執(zhí)行多種不同功能，因而不需要其他物體。,,例：瑞士軍刀〔最多的功能可到五十多種)；,,打印機集打印復印于一體；,,可測量嬰兒體溫的奶嘴。,,7. 嵌套原理,,a．一個物體位于另一物體之內，而后者又位于第三個物體之內，等等。,,b．一個物體通過另一個物體的空腔。,,例：俄羅斯洋娃娃；,,為了儲存，可

36、以把一把椅子放在另一把椅子上面；,,可伸縮的石油鉆塔。,,,,8．質量補償原理,,a．將物體與具有上升力的另一物體結合以抵消其重量。,,b．將物體與介質(最好是氣動力和液動力)相互作用以抵消其重量。,,例：在圓木中注入發(fā)泡劑，使其更好的漂?。?,用氣球攜帶廣告調幅；,,飛機機翼的形狀使其上部空氣壓力減小，,,下部壓力增大，以產生浮力。,,9．預加反作用原理,,a. 預先施加反作用。,,例：緩沖器能吸收能量，減少沖擊帶來的負面影響；,,b. 如果一物體處于或將處于受拉伸狀態(tài)，預先增加壓力。,,例如：預應力鋼筋混凝土。,,,10．預操作原理,,a．預先完成要求的作用(整個的或局部的)；,,b．預先

37、將物體安放妥當，使它們能在現(xiàn)場和最方便地 點立即完成所需要的作用。,,例：預先涂上膠的郵票等；,,灌裝生產線中使用所有瓶口朝向一個方向，以提高生產效率；,,,,11. 預補償原理,,以事先準備好的應急手段補償物體相對較低的可靠性。,,例：飛機上的降落傘；,,按蘇聯(lián)創(chuàng)造證書456594的方法，樹枝在鋸掉之前套上一個緊箍環(huán)，樹木感該處有“病〞，于是向那里輸送營養(yǎng)物質和治療物質。這樣，在樹枝被鋸之前這些物質便積聚起來，鋸后鋸口會迅速愈合。,,,12．等勢性原理,,改變工作條件，使物體不需要被升級或降低．,,例：如與沖床工作臺高度相同的工件輸送帶，將沖好的零件輸送到另一工位；,,運河的水閘。,,13.

38、 反向原理,,a、將一個問題說明中所規(guī)定的操作改為相反的操作．,,b、使物體或外部介質的活動局部成為不動的，而使不動的成為可動的．,,c．將物體的位置倒置．,,例：拆卸處于緊配合的兩個零件，采用冷卻內部零件,,的方法；,,健身器中的跑步機。,,,14．曲面化原理,,a．從直線局部過渡到曲線局部，從平面過渡到球面，從正六面體或平行六面體過渡到球形結構，,,b．利用棍子、球體、螺旋。,,c．從直線運動過渡到旋轉運動，利用離心力。,,例：螺旋千斤頂產生很大的升力；,,洗衣機采用旋轉產生離心力甩干衣物；,,螺旋齒輪提供均勻的承載能力。,,15．動態(tài)化原理．,,a、使一個物體或環(huán)境在操作的每一階段自動調

39、整，以到達優(yōu)化的性能；,,b．將物體分成彼此相對移動的幾個局部。,,c．使不動的物體成為動的．,,例：飛機中的自動導航系統(tǒng)；,,裝卸貨物的鏟車，通過鉸鏈連接兩個半圓形鏟斗，可自由開閉；,,百米賽賽道旁的跟蹤攝像機。,,16．未到達或超過的作用原理,,如果難于取得百分之百所要求的成效，那么應當取得略小或略大的成效。此時可能把問題大大簡化。,,如：缸筒外壁需要刷涂料時，可將其浸泡在盛涂料的容器中完成，但取出后圓筒外壁涂料過多，然后再甩去掉多余的局部。,,17.維數(shù)變化原理,,a．如果物體作線性運動〔或分布〕有困難，那么使物體在二維度(即平面)上移動。相應地，在一個平面上的運動(或分布)可以過渡到三

40、維空間。,,b．利用多層結構替代單層結構。,,c．將物體傾斜或側置．,,d．利用指定面的反面．,,例： “越冬圓木在圓形停泊場水中存放，其特征是，為了增大停泊場的單位容積，和減小受凍木材的體積，將圓木扎成捆，其橫截面的寬和高超過圓木的長度，然后立著放〞 ；,,立體停車場。,,18．機械振動原理,,a、使物體處于振動狀態(tài)。,,b、如果振動存在，那么提高振動頻率(到達超聲波頻率),,c．利用共振頻率。,,d．用壓電振動器替代機械振動器。,,e．利用超聲波振動同電磁場配合．,,例： 的振動；,,振動壓路機．,,19．周期性作用原理,,a．從連續(xù)作用過渡到周期作用(脈沖)．,,b．如果作用已經是

41、周期的，那么改變周期性。,,c．利用脈沖的間歇完成其他作用。,,例：薄零件的點焊接方法；〔連續(xù)焊縫變成間斷焊點〕,,變頻技術。,,,20．有效作用的連續(xù)性原理,,a．連續(xù)工作(物體的所有局部均應一直滿負荷工作)。,,b．消除空轉和間歇運轉。,,c. 用旋轉運動代替往復運動。,,例：針式打印機的雙向打??；,,啤酒等飲料生產線的連續(xù)工作，保證效率。,,,,21．緊急行為原理,,高速躍過某過程或其個別階段(如有害的或危險的)。,,例：“產膠合板時用烘烤法加工木材，其特征是，為保持木材的本性，在生產膠合板的過程中直接用300～600·C的燃氣火焰短時作用于烘烤木材〞蘇聯(lián)創(chuàng)造證書338371)。,

42、,手術刀要鋒利，幫助手術盡快完成，減少失血。,,22．變害為利原理,,a．利用有害因素(特別是介質的有害作用)獲得有益的效果。,,b．通過有害因素與另外幾個有害因素的組合來消除有害因素。,,c．將有害因素加強到不再是有害的程度．,,例：將廢舊秸稈、大糞等用來制作沼氣；,,,,23. 反響原理,,a．引入反響以改善過程或動作。,,b．如果反響已經存在，改變反響控制信號的大小或靈敏度。,,例：飛機接近機場時，改變自動駕駛系統(tǒng)的靈敏度。,,24．中介物原理,,a．利用可以遷移或有傳送作用的中間物體。,,b．把另一個(易分開的)物體暫時附加給某一物體。,,例：機械傳動中的惰輪；,,機加工中鉆孔用的鉆孔

43、導套；,,機械手代替人手。,,25．自效勞原理,,a、通過附加功能使物體產生自己效勞于自己的功能．,,b．利用廢物的材料、能量與物質．,,例：利用發(fā)電過程產生的熱量取暖；,,低壓下長時間工作的水管會產生小洞，這些小洞通常會被水里的一些腐蝕材料堵住，實現(xiàn)自修理。,,26．復制原理,,a．用簡單而廉價的復制品代替難以得到的、復雜的、昂貴的、不方便的或易損壞的物體．,,b．用光學拷貝(圖像〕代替物體或物體系統(tǒng)。此時要改變比例(放大或縮小復制品)．,,c．如果利用可見光的復制品，那么轉為紅外線的或紫外線的復制。,,例：通過虛擬現(xiàn)實技術可以對未來復雜系統(tǒng)進行研究；通過對模型的試驗代替對真實系統(tǒng)的試驗。,

44、,,27．低本錢、不耐用的物體替代昂貴、耐用的物體原理,,例：一次性紙杯；,,． 飛行駕駛模擬器。,,28．機械系統(tǒng)的替代原理,,a．用光學、聲學等設計原理代替力學設計原理。,,b．用電場、磁場及電磁場同物體相互作用。,,c、由恒定場轉向不定場，由時間固定的場轉向時間變化的場，由無結構的場轉向有一定結構的場。,,d．將鐵磁粒子用于場的作用中．,,例：為了將金屬覆蓋層和熱塑性材料黏結在一起，無需使用機械設備，可以通過施加磁場，提高結合強度．,,為了生產高質量的金屬材料，在金屬融化過程當中，必須持續(xù)不斷地攪動金屬。使用電磁混頻器可實現(xiàn)更有效地攪動。,,29．氣動和液壓結構原理,,用氣

45、體結構和液體結構代替物體的固體的局部，如充氣和充液的結構，氣枕等結構．,,例：挖掘機手臂采用液壓氣動裝置實現(xiàn)伸縮自如。,,運輸易碎制品(如排水管)的集裝箱里面有一個充氣囊，使制品在運輸中相互靠緊不致撞壞。,,,,,,30．柔性殼體或薄膜原理,,a．利用軟殼和薄膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結構。,,b．用軟殼和薄膜使物體同外部介質隔離。,,例：農用塑料大棚種植蔬菜；,,貨艙內貨物移動的解決方法；,,奧運場館--水立方。,,,,31．利用多孔材料原那么,,a．把物體作成多孔的或利用附加多孔元件(鑲嵌，覆蓋，等等)．,,b．如果物體是多孔的，事先用某種物質填充空孔。,,例：阻性消聲器主要是利用多孔吸聲材料來降低噪聲

46、的 ；,,粉末冶金含油軸承 。,,32．改變顏色原理,,a．改變物體或外部介質的顏色．,,b．改變物體或外部介質的透明度．,,c，為了觀察難以看到的物體或過程，利用染色添加劑．,,d．如果已采用了這種添加劑，那么采用熒光粉．,,例；美國專利3425412：透明繃帶不必取掉便可觀察傷情；,,駕駛室內的按鈕采用不同的顏色提醒人們不同的操作和操作的重要程度。,,33．同質性原理,,采用相同或相似的物體制造與某物體相互作用的物體。,,例：為了減少化學反響，盛放某物體的容器可以用與該物體相同的材料來制造；,,用金剛石切割鉆石，切割產生的粉末可以回收。,,34．拋棄與修復原理,,a．已完成自己的使命或已無

47、用的物體局部應當剔除(溶解、蒸發(fā)等)或在工作過程中直接變化．,,b．消除的局部應當在工作過程中直接再生．,,例：一次性注射器；,,“檢查焊接過程的高壓區(qū)的方法是向高溫區(qū)參加光導探頭。其特征是，為改善在電弧焊和電火花焊接過程中檢查高溫區(qū)的可能性，利用可熔化的探頭．它以不低于自己熔化速度的速度被不斷地送入檢查的高溫區(qū)〞(蘇聯(lián)創(chuàng)造；證書N433397)．,,35．參數(shù)變化原理,,改變物體的物理狀態(tài)。 如夾心巧克力。,,改變物體的濃度、黏度、柔性、溫度等。如：居里點,,例：聯(lián)邦德國專利1291210：：降落跑道的減速地段建成“浴盆〞形式，里面充滿粘性液體，上面再鋪上厚厚一層彈性物質。,,36．狀態(tài)變化

48、原理,,在物體狀態(tài)變化過程中實現(xiàn)某種效應。例如體積改變，放熱或吸熱。,,例：減震器利用彈簧伸縮變化實現(xiàn)減震； 溫度計利用汞的熱脹冷縮實現(xiàn)溫度計數(shù) ；,,空調制冷原理。,,37．熱膨脹原理,,a．利用材料的熱膨脹或熱收縮性質．,,b. 利用一些熱膨脹系數(shù)不同的材料。,,例：緊密配合的軸與齒輪的裝配；,,,消防噴頭,,。,,38. 加速強氧化原理,,氧氣從一個級別轉變到另一個級別，如從環(huán)境氣體到充滿氧氣，從充滿氧氣到純氧氣，從純氧氣到離子態(tài)氧。,,例：為持久在水下呼吸，水中呼吸器中存儲濃縮空氣；,,用氧－乙炔氣焰鉅代替空氣－乙炔氣焰鉅切割金屬。在化學試驗中使用離子化氧氣加速化學反

49、響。,,,39．惰性環(huán)境原理,,a、用惰性介質代替普通介質。,,b．在真空中進行某過程。,,例：“預防棉花在倉庫中燃燒的方法，在向貯存地點運輸?shù)倪^程中用惰性氣體處理棉花〞 (蘇聯(lián)創(chuàng)造證書270170)；,,霓虹燈玻璃管內充入惰性氣體，在燈管兩端由金屬制成的陰、陽電極上加一定的電壓，實現(xiàn)氣體放電。,,40．復合材料原理,,將材質單一的材料改為復合材料。,,例：用復合環(huán)氧樹脂/炭化纖維制成的高爾夫球棍更加輕便、結實。,,飛機上一些金屬部件用工程塑料取代，使飛機更輕。,,,以上這些原理都是通用創(chuàng)造創(chuàng)造原理，未針對具體領域，其表達方法是描述可能解的概念。,,設計人員應根據這些建議提出已有系統(tǒng)的改進方

50、案，這樣才有助于問題的迅速解決。,,3.4 利用沖突矩陣實現(xiàn)創(chuàng)新,,沖突矩陣的簡介,,在設計過程中如何選用創(chuàng)造原理作為產生新概念的指導是一個具有現(xiàn)實意義的問題，通過多年的研究、分析、比較，Altshuller將描述技術沖突的39個通用工程參數(shù)與40條創(chuàng)造創(chuàng)造原理通過矩陣形式建立了對應的關系。,,,,矩陣中的列所描述的工程參數(shù)是沖突中改善的一方〔希望提高〕；,,行所代表的工程參數(shù)是惡化的一方〔希望降低〕。,,,3.4.2 利用沖突矩陣創(chuàng)新,,應用沖突矩陣解決問題的前處理和后處理是關鍵！,,應用技術沖突解決問題的步驟：,,1。定義待設計系統(tǒng)的名稱；,,2。確定待設計系統(tǒng)的主要功能；,,3。列出待設

51、計系統(tǒng)的關鍵子系統(tǒng)、各種輔助功能；,,4。確定待設計系統(tǒng)應改善的特性、應消除的特性；,,5。將涉及到的參數(shù)按39個工程參數(shù)創(chuàng)新描述；,,6。對技術沖突進行描述：如果某一工程參數(shù)要得到改善，將導致那些參數(shù)惡化？,,7。對技術沖突進行另一種描述：假設降低參數(shù)惡化的程度，要改善參數(shù)將被削弱，或另一惡化參數(shù)將被加強；,,8。在沖突矩陣中由沖突雙方確定相應的矩陣元素；,,9。由上述元素確定可用創(chuàng)造原理；,,10。將所確定的原理應用于設計者的問題中；,,11。找到、評價并完善概念設計及后續(xù)的設計。,,,通常所選定的創(chuàng)造原理多于一個，這說明前人已用這幾個原理解決了一些類似的特定的技術沖突。這樣原理僅僅說明解

52、的可能方向，即應用這些原理過濾掉了很多不太可能的解的方向，應當盡可能地將選定的每條原理都用到待設計過程中；假設所有可能的解都不能滿足要求，就要對沖突重新定義并求解。,,舉例：開口扳手的設計,選擇出能代表技術沖突的一對特性參數(shù)：,,1· 質量提高的參數(shù)：物體產生的有害因素〔No.31〕,,減少對螺釘/螺母棱邊磨損；,,2· 帶來負面影響的參數(shù): 制造精度〔No.29〕，新的改進可使制造變的麻煩。,,確定創(chuàng)造原理： No.4 不對稱； No.17維數(shù)變化；,,No.34拋棄與修復； No.26 復制。,,創(chuàng)造創(chuàng)造原理在藝術構成中的應用：,,,,,,,,,,3.5 側向空氣袋概念設計,

53、背景分析,,福特公司的側向空氣袋〔Side Air Bage)需安裝在座椅的蒙皮里。,,技術難題：側向碰撞發(fā)生時，空氣袋必須從座椅內部穿出，沖破蒙皮，保護乘員平安；而平時蒙皮要有很好的強度，不得開裂。,,工程知識的了解,,分析以前測試數(shù)據和采用過的方法；,,查閱有關專利；,,對座椅的結構進行深入分析；,,總結兩種蒙皮材料即織物或皮革的使用方式；,,總結福特車蒙皮的各種接縫方法；,,總結蒙皮與座椅的結合方式；,,分析空氣袋脹開的方向。,,,,用TRIZ理論描述需解決的問題,,理想的方案是：接縫處嚴密地縫合在一起，但空氣袋在脹開時不受任何阻礙。,,對應的物理矛盾是：接縫在平常使用時必須很強，但在側

54、向空氣袋脹開時必須容易裂開。,,本工程中，為了使解決方案更為廣泛，將這一物理矛盾作為需要到達的技術目標。,,側向空氣袋的總體方案設計開發(fā),,根據全面分析，解決側向空氣袋持續(xù)脹開的問題可從四個方面著手：,,將能量集中于接縫,,減少接縫強度；,,改善蒙皮的附著方式；,,新的接縫設計。,,,,1〕將能量集中于接縫,在蒙皮上設計某種設施,,刺繡,,織物門,,蒙皮內陷,,雙空氣袋設計,,反向空氣袋,,撕開蒙皮接縫的空氣袋和救護用空氣袋,,能量重定向,,在空氣袋與蒙皮接縫之間設計特定的機構，空氣袋膨脹時作用在該機構上，使空氣袋的膨脹力局部轉化為機構對接縫的剪力，將接縫撕開，然后機構自身也為空氣袋的膨脹讓路

55、。,,2〕減少接縫強度,在空氣袋脹開期間降低接縫強度,,使用塑料襯墊,,接縫用線的選擇,,高溫下失效的線,,化學作用下失效的線,,新奇的線,,改變接縫方向,,運用TRIZ 的空間別離原理,,經觀察在汽車的日常使用中，座椅的側面局部水平方,,向受力最大，垂直方向受力那么較??；空氣袋脹開時對接,,縫的作用力那么不受方向限制。為此，可把接縫的開口由,,通常的沿垂直方向改為沿水平方向，這樣接縫出的縫合,,就可以弱一些，方便空氣袋穿出。,,,,3〕改善蒙皮的附著方式,將蒙皮附著在座椅內部的泡沫上,,為防止空氣袋在座椅蒙皮內部脹大這一嚴重失效形式，應考慮將蒙皮與座椅更緊密地結合在一起。,,粉狀膠,,使用塑

56、料黏帶,,將蒙皮更好地附著在座椅結構上,4〕新的接縫設計,著眼點之一是接縫處能與空氣袋的膨脹相一致的翻開，且翻開的力是可控的；,,被動機械鎖；,,主動機械鎖,,5〕其他建議,調查及確定接縫線可容忍的強度上限，以免接縫線強度預留太多，不利于空氣袋穿出。,,優(yōu)化和確定接縫線每英寸縫的針數(shù)，以免接縫線處縫線的針數(shù)太多，不利于空氣袋穿出。,,3.6 別離原理與創(chuàng)造原理的關系,別離原理 創(chuàng)造原理,空間別離 1、2、3、4、7、13、17、24、26、30,時間別離 9、10、11、15、16、18、19、20

57、、21、29、34、37,整體與局部別離 12、28、31、32、35、36、38、39、40,條件別離 1、7、25、27、5、22、23、33、6、8、14、25、35、13,,3.7 檢核表法與TRIZ創(chuàng)造原理的關系,檢核表法(Check list method)又叫設問法，由奧斯本首先提出，后經美國創(chuàng)造工程研究所精選出9個工程作為提示人們進行創(chuàng)造性設想的工具，這9個方面的設問分別是：,,(1) 有無其它用途？,,(2) 能否借用？,,(3) 能否改變？,,(4) 能否擴大？,,(5) 能否縮?。?,(6) 能否代用？,,(7) 能否重新調整？,,(8) 能否顛倒過來？,,(9)

58、 能否組合？,,該方法在創(chuàng)造學中被稱為“創(chuàng)造技法之母〞，它具有強制性、多角度發(fā)散性的問題思考的特點，有利于克服人們不愿提問或不善提問的習慣，適合各種情況下的創(chuàng)新問題求解。,,經過對照，檢核表法中的9個提問項實際上也與TRIZ的40條創(chuàng)造原理有著一定的對應關系，如表所示。,,,4.1 概述,,系統(tǒng)的作用是實現(xiàn)某種功能；,,理想的功能是場Field〔F〕通過物質Substance2〔S2〕作用于物質Substance1 〔S1〕，并改變S1。,,物質可以是材料、工具、零件、人或環(huán)境等，可以是一個獨立的物體，也可以是一個復雜的系統(tǒng)。,,場是指完成某種功能所需的方法或手段。,,作用在物質上的能量或場主

59、要有：,,Me－機械能 Th－熱能 Ch－化學能,,E－電能 M－磁場 G－重力場,4 物－場模型分析方法,,物－場分析方法為我們提供了一種方便、快捷的解決模式化問題的方法。開展到現(xiàn)在，已經有76種標準解。,,描述型式：,場,物質1,物質2,物－場模型三元件之間的關系可以用以下5種不同的連線表示：,,應用application,,預期效應desired effect,,缺乏渴望效應insufficient desired effect,,有害效應harmful effect,,模型轉換tranformatio

60、n of model,,物－場模型可以分為四類：,,不完整系統(tǒng),,有效完整系統(tǒng),,非有效完整系統(tǒng),,有害完整系統(tǒng),,,4.2 構建物－場模型,,創(chuàng)新問題被轉化成這種模型，目的是為了說明兩物質和場之間的相互關系。,,通常構造模型有以下四步：,,識別元件；,,構建模型；,,從76種標準解中選擇一個最恰當?shù)慕猓?,進一步開展這個解〔新概念〕。,,在第三步和第四 步中，要充分挖掘和利用其他知識性工具。,,識別元件,構造模型,完整系統(tǒng),有用？,有效？,選擇標準解,開展概念,應用其他,,知識性工具,有效？,是,完善,否,是,否,否,否,是,是,,4.3 利用物-場模型分析方法實現(xiàn)創(chuàng)新,,例一：純銅生產工藝

61、－電解法，要徹底去除銅外表電解質很困難，如何才能改善清洗過程？,,1〕識別元件,,電解質＝S1 水＝S2 機械清洗＝FMe,,2〕構造模型,F,Me,S,1,S,2,清洗,電解液,水,F,Me,S,1,S,2,清洗,電解液,水,F,Me,S,1,S,2,F?,不能滿足渴望效應的物場模型,附加一種場以加強效應是一種標準解,,3〕從標準解中選擇一個適宜的解,,4〕進一步開展這種概念，以支持所得解決方案。,,利用超聲波；,,利用外表活性劑能去除污點的化學特性；,,利用磁性磁化水，進而改善清洗過程。,,5〕從標準解中選擇另一個不同的解,F,Me,S,1,S,2,清洗,電解液,水,F,

62、Me,S,1,S,3,清洗,,水蒸汽,F,Th,S,2,6〕開展一種概念以支持解,,應用過熱水蒸汽〔水在一定的壓力下，溫度可達1000度以上〕。水蒸汽將被迫進入純銅外表的細小毛孔中，使得電解質離開純銅說明。,,例二：刷毛成形過程分析,,傳統(tǒng)工藝－使用模子。,,對問題進行物－場分析：,,熔化的塑料為S1，模子為S2, 重力場為F；,,該系統(tǒng)為一非有效完整系統(tǒng)；,,解決方法：改變S2。,,具體方案：根據對刷毛的要求，在熔化的塑料中參加磁粉，將原金屬模替換為已磁化的磁體，置于塑料塊帶刷毛區(qū)的上方，磁粉在磁場作用下連同附帶的塑料一起向上伸，形成刷毛，這一方法可以適應刷毛尺寸和樣式的迅速改變。,,4.4

63、 76種標準解,,在TRIZ中“標準〞表示解決不同領域問題的通用解決“訣竅〞。標準條件及根本相同的解稱為標準解。,,標準解分類：,類 別,標準解個數(shù),第一類：不改變或僅少量改變以改進系統(tǒng),第二類：改變系統(tǒng),第三類：系統(tǒng)傳遞,第四類：檢測與測量,第五類：簡化與改進策略,13,23,6,17,17,,第一類標準解,,改變一個系統(tǒng)使其具有所需要的輸出或消除不理想的輸出，對系統(tǒng)只有少量的改變或不改變。,,包括完善一個不完整系統(tǒng)或非有效完整系統(tǒng)所有需要的解。,,,A 改進具有非完整功能的系統(tǒng)〔1.1〕,,No.1(1.1.1) 完善具有不完整功能的系統(tǒng)：假設只有S1,增加S2及

64、場F。,,例如：僅有錘、釘子，構不成完整的系統(tǒng)，因而什么作用不會發(fā)生。,,,No.2(1.1.2)假設系統(tǒng)不改變，但可接受永久的或臨時的添加物。可以在S1或S2內部添加來實現(xiàn)。,,例如：在混凝土中參加疏松的爐渣可降低其密度，從而減輕重量。,,,,No.3(1.1.3)假設系統(tǒng)不能改變，但永久的或臨時的外部添加劑改變S1或S2是可接受的。,,例如：系統(tǒng)由雪〔S1〕、滑雪板〔 S2 〕及重力組成，加蠟〔 S3〕到滑雪板底部可增加滑雪速度。,,,No.4(1.1.4)假設系統(tǒng)不能改變，但可用環(huán)境資源作為內部或外部添加劑。,,例如：航道標記浮標在大海中搖擺太厲害，充入海水可使其穩(wěn)定。,,,No.5(1

65、.1.5)假設系統(tǒng)不能改變，但可以改變系統(tǒng)所處的環(huán)境。,,例如：辦公室中的計算機工作使得室溫增加，通過空調改變環(huán)境溫度保證計算機正常工作。,,,No.6(1.1.6)微小量的精確控制是困難的，但可以通過增加一個附加物并在之后除去來控制微小量。,,例如：注塑時使流動的塑料精確的充滿一個空腔是困難的，在適宜的位置留一個冒口，使得空腔內的空氣流出，同時也使一局部塑料流出，之后將其去掉。,,No.7(1.1.7)一個系統(tǒng)中場強度不夠，增加場強又會損壞系統(tǒng)，強度足夠大的一個場施加到另一個元件上，該元件連接到原系統(tǒng)上。同理，一種物質不能很好地發(fā)揮作用，但連接到另一種可用物質上那么能發(fā)揮作用。,,例如：制作

66、預應力混凝土構件時，方法之一是將鋼筋加熱，伸長之后固定并冷卻，使之產生拉應力，混凝土澆鑄后，松開固定處，混凝土便產生了壓應力。,,,No.8(1.1.8) 同時需要大的(強的〕及小的〔弱的〕效應時，小效應的位置可由物質S3保護。,,例如：盛裝注射液的玻璃瓶是用火焰密封的，但火焰的高溫將降低藥液的質量，密封時將玻璃瓶放在水中進行，可保持藥液處在一個適宜的溫度。,,B 消除和抵消有害效應〔1.2〕,,No.9(1.2.1) 在一個系統(tǒng)中有用和有害效應同時存在。S1和S2不必直接接觸，引入S3消除有害效應。,,例如：手〔 S2 〕直接清洗零件〔 S1 〕對皮膚有傷害，用皮手套〔S3〕隔開就起到了保護皮膚的效果。,,,No.10(1.2.2) 與No.9類似，但不允許增加新物質，通過改變S1和S2消除有害效應。該類解包括增加“虛無物質〞，如空位、真空、空氣、氣泡等，或加一種場，場的作用相當于增加一種物質。,,例如：軸與孔的緊密裝配時，往往要通過加熱孔類零件使其膨脹，然后再行組裝。,,,,No.11(1.2.3) 有害作用是一種場引起的，引入物質S3吸收有害效應。,,例如：電子部件所發(fā)出的熱量