《TRIZ最终理想解》PPT课件.ppt

最终理想解 Ideal final result 2 3. 1 理想化简介 3. 2 TRIZ中的理想化 3. 3 理想化水平 3. 4 理想化方法 3. 5 理想化设计 3. 6 最终理想解 3. 7 最终理想解的确定 第 3章 最终理想解 创新思维方法 3 3. 1 理想化简介 1、 TRIZ解题思路 TRIZ理论，在解决问题之初，首先 抛开各种客观限制条件 ， 通过 理想化 来定义问题的最终理想解 （ ideal final result， IFR），以 明确理想解所在的方向和位置 ，保证在问题解 决过程中 沿着此目标前进 并获得最终理想解，从而避免了 传统创新设计方法中缺乏目标的弊端， 提升了创新设计的 效率 。 第 3章 最终理想解 理想化简介 创新思维方法 4 2、理想化 理想化是科学研究中 创造性思维 的基本方法之一。 它主要是在大脑之中 设立理想的模型 ，通过 思想实验 的方 法来研究客体运动的 规律 。 一般的操作程序为：首先要对经验 事实 进行 抽象 ，形成一 个 理想客体 ，然后通过 想象 ，在 观念中模拟 其实验过程， 把客体的 现实运动过程 简化和升华为一种 理想化状态 ，使 其更接近 理想指标 的要求。 第 3章 最终理想解 理想化简介 创新思维方法 5 3、思想实验 理想化方法最为关键的部分是 思想实验 ，或称 理想实验 。 思想实验是从一定的原理出发，在观念中按照实验的模型 展开的思维活动， 模型的运转 完全是在 思维中进行 操作的， 然后 运用推理 得出符合逻辑的实验结论。 思想实验是 形象思维 和逻辑思维共同作用的结果，同时也 体现了 理想化 和 现实性 的对立统一。 新的理论往往与常识相距甚远，人们常常为传统观念所束 缚，不易走向理论创新，因此，借助于思想实验来进行 理 论创新 以及对 新理论加以认同 ，不失为一种 有效的手段 。 第 3章 最终理想解 理想化简介 创新思维方法 6 4、理想模型 理想化方法的另一个关键部分是如何设立理想模型。 理想模型建立的根本指导思想是 最优化原则 ，即在经验的 基础上设计 最优的模型结构 ，同时也要充分考虑到现实存 在的各种 变量的容忍程度 ，把 理想化 与 现实性 结合起来。 理想中的优化模型往往具有 超前性 ，这是创新的天然 标志 。 理想模型的设计并 不一定非要迁就现实的条件 ，有时候也 需要 改造现实 ，改变现实中存在的不合理之处，特别是需 要彻底 扭转人们传统的落后的思维方式和生活方式 ，为理 想模型的建立和实施创造条件。 第 3章 最终理想解 理想化简介 创新思维方法 7 5、思想实验实例 伽俐略 惯性定律 牛顿 万有引力定律 爱因斯坦 相对论 卢瑟福 原子有核模型 第 3章 最终理想解 理想化简介 创新思维方法 8 3. 2 TRIZ中的理想化 TRIZ理论中，在问题解决之初，先抛开各种限制条件，通 过理想化来定义问题的 最终理想解 （ ideal final result， IFR），以明确理想解所在的方向和位置，保证在问题解 决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解，从而避免了 传统创新涉及方法中缺乏目标的弊端，提升了创新设计的 效率。 如果将 TRIZ创造性解决问题的方法比做通向胜利的桥，那 么最终理想解就是这座桥的桥墩。 第 3章 最终理想解 TRIZ中的理想化 创新思维方法 9 理想系统 就是 没有实体，没有物质，也不消耗能源，但能 实现所有需要的功能 。 理想过程 就是 只有过程的结果，而无过程本身，突然就获 得了结果。 理想资源 就是 存在无穷无尽的资源，供随意使用，而且不 必付费。 理想方法 就是 不消耗能量及时间，但通过自身调节，能够 获得所需的功能。 理想机器 就是 没有质量、体积，但能完成所需要的工作。 理想物质就是 没有物质，功能得以实现。 第 3章 最终理想解 TRIZ中的理想化 创新思维方法 几个常用名词的理想化表述 10 3. 3 理想化水平 1、理想化水平公式 技术系统的理想化水平与有用功能之和成正比，与有害功 能之和成反比。理想化水平越高，产品的竞争能力越强。 创新中以理想化水平增加的方向作为设计的目标。 第 3章 最终理想解 理想化水平 创新思维方法 理想度 有用功能 有害作用 11 2、增加理想化水平的 4个方向 1）增大分子，减小分母，理想化增加显著； 2）增大分子，分母不变，理想化增加； 3）分子不变，分母减少，理想化增加； 4）分子分母都增加，但分子增加的速率高于分母增加的 速率，理想化增加。 第 3章 最终理想解 理想化水平 创新思维方法 理想度 有用功能 有害作用 12 3、实际工程中 ，理想化水平衡量公式 实际工程中 ，理想化水平衡量公式 第 3章 最终理想解 理想化水平 创新思维方法 理想度 有用功能 有害作用 + 成本 13 1）通过 增加新的功能 ，或从超系统获得功能，增加有用功能 的数量； 2） 传输尽可能多的功能到工作元件上 ，提升有用功能的等级； 3） 利用内部或外部已存在的可利用资源 ，尤其是超系统中的 免费资源，以降低成本； 4） 通过剔除无效或低效率的功能 ，减少有害功能的数量； 5） 预防有害功能 ，将有害功能转化为中性的功能，减轻有害 功能的等级； 6） 将有害功能移到超系统中去 ，不再成为系统的有害功能。 第 3章 最终理想解 理想化水平 创新思维方法 4、工程中，增加理想化水平的 6个方向 14 3. 4 理想化方法 1、部分理想化 部分理想化是指在 选定的原理上 ，考虑通过各种 不同的 实现方式 使系统理想化。部分理想化是创新设计中最常用的 理想化方法，贯穿于整个设计过程中。 第 3章 最终理想解 理想化方法 创新思维方法 部分理想化常用到以下 6种模式： 1）加强有用功能。 2）降低有害功能。 3）功能通用化 。 4）个别功能专用化。 5）增加集成度。 6）增加柔性。 15 1） 加强有用功能。 通过优化提升系统参数、应用高一级 进化形态的材料和零部件、给系统引入调节装置或反馈系 统，让系统向更高级进化，获得有用功能作用的加强。 第 3章 最终理想解 理想化方法 创新思维方法 16 2） 降低有害功能。 通过对有害功能的预防、减少、移除 或消除 .降低能量的损失、浪费等，或采用更便宜的材料、 标准件等。 第 3章 最终理想解 理想化方法 创新思维方法 城市的生活垃圾和工业垃圾高温处理后作为下水道管 道的制作原料，代替了水泥或塑料就是元素转换模式的产物。 17 3） 功能通用化。 应用多功能技术增加有用功能的数量。 比如手机，具有 MP3播放器、收音机、照相机、掌上电脑 等通用功能，功能通用化后，系统获得理想化提升。 第 3章 最终理想解 理想化方法 创新思维方法 18 4） 个别功能专用化。 功能分解，划分功能的主次，突出 主要功能，将次要功能分解出去。比如，近年来专用制造 划分越来越细，元器件、零部件制造交给专业厂家生产， 汽车厂家只进行开发设计和组装。 第 3章 最终理想解 理想化方法 创新思维方法 19 5） 增加集成度。 集成有害功能，使其不再有害或有害性 降低，甚至变害为利，以减少有害功能的数量，节约资源。 第 3章 最终理想解 理想化方法 创新思维方法 20 6） 增加柔性。 系统柔性的增加，可提高其适应范围，有 效降低系统对资源的消耗和空间的占用。比如，以柔性设 备为主的生产线越来越多，以适应当前市场变化和个性化 定制的需求。 第 3章 最终理想解 理想化方法 创新思维方法 21 2、全部理想化 全部理想化是指对 同一功能 ，通过选择 不同的原理 使系 统理想化。全部理想化是在部分理想化尝试无效后才考虑 使用。 第 3章 最终理想解 理想化方法 创新思维方法 全部理想化 4种模式： 1） 功能的剪切。 2） 系统的剪切。 3） 原理的改变。 4） 系统换代。 22 全部理想化 4种模式： 1） 功能的剪切。 在不影响主要功能的条件下，剪切系统 中存在的中性功能及辅助的功能，让系统简单化。 第 3章 最终理想解 理想化方法 创新思维方法 23 全部理想化 4种模式： 2） 系统的剪切。 如果能够通过利用内部和外部可用的、 或免费的资源后可省掉辅助子系统，则能够大大降低系统 的成本。 第 3章 最终理想解 理想化方法 创新思维方法 24 全部理想化 4种模式： 3） 原理的改变。 为简化系统或使得过程更为方便，如果 通过改变已有系统的工作原理可达到目的，则改变系统的 原理，获得全新的系统。 第 3章 最终理想解 理想化方法 创新思维方法 25 全部理想化 4种模式： 4） 系统换代。 依据产品进化法则，当系统进入第 4个阶 段 衰退期。需要考虑用下一代产品来替代当前产品，完 成更新换代。 第 3章 最终理想解 理想化方法 创新思维方法 26 3. 5 理想化设计 理想化设计可以帮助设计者跳出传统问题解决办法的思 维圈子， 进入超系统或子系统寻找最优解决方案 。理想设 计常常打破传统设计中自以为最有效的系统，获得耳目一 新的新概念。 理想设计和现实设计之间的距离从理论上讲可以缩小到 零，这距离取决于设计者是否具有理想设计的理念，是否 在追求理想化设计。 第 3章 最终理想解 理想化设计 创新思维方法 27 理想化设计案例 测量金属腐蚀度 第 3章 最终理想解 理想化设计 创新思维方法 测试合金对酸液抗腐蚀能力时，盛酸液的容器内壁 很容易被腐蚀，碎裂。确定该问题的理想化最终结果？ 传统设计者 铂金容器 耗费资源 耗费时间 28 、 分析和解： 设计的最终目的是什么？ 希望有容器盛装酸液以进行合金抗腐蚀能力的测试，但是又不希望 因为合金对容器的腐蚀而经常更换容器。 最理想的结果是什么？ 不再使用容器（即没有容器）而达到测试合金的目的。 达到理想结果的障碍是什么？ 没用容器时，酸液无法被保持而四处流淌。 出现这些障碍可能产生什么后果？ 合金无法浸泡在酸液中，无法测试。需要贵金属做容器 不出现这些障碍的条件是什么？创造这些条件存在的可用资源是什么？ 有一种物体代替容器起到保持酸液的功能。合金本身就是可用资源， 可以把合金做成容器，测试酸液对容器的腐蚀。 29 测量金属腐蚀度的理想方案 、 最终理想解 利用已有资源 去掉容器 但能实现有用功能 盛酸溶液？ 腐蚀的有害作用自动消失 这种方案有没 有问题？ 30 3. 6 最终理想解 1、最终理想解 尽管在产品进化的某个阶段，不同产品进化的方向各异， 但如果将所有产品 作为一个整体 ， 低成本、高功能、高可 靠性、无污染等 是产品的理想状态。产品处于理想状态的 解称为最终理想解。 第 3章 最终理想解 最终理想解 创新思维方法 31 2、最终理想解的 4个特点 1）保持了原系统的优点； 2）消除了原系统的不足； 3）没有使系统变得更复杂； 4）没有引入新的缺陷。 当确定了待设计产品或系统的最终理想解之后，可用这 4个特点检查其有无不符合之处，并进行系统优化，以确 认达到或接近 IFR为止。 第 3章 最终理想解 最终理想解 创新思维方法 32 3. 7 最终理想解的确定 1、最终理想解确定的步骤 1）设计的最终目的是什么 ? 2）理想解是什么 ? 3）达到理想解的障碍是什么 ? 4）出现这种障碍的结果是什么 ? 5）不出现这种障碍的条件是什么 ?创造这些条件存在的可 用资源是什么 ? 第 3章 最终理想解 最终理想解的确定 创新思维方法 33 最终理想解确定的案例 割草机 用割草机割草时，噪声大、产生空气污染、消耗能源、高 速旋转的草飞出时，可能伤害到人。确定该问题的理想化最终 结果？ 1)设计的最终目标是： 2)理想方案是： 3)达到理想化的障碍是： 4)出现这种障碍的结果是： 5)不出现这种障碍的条件是： 6)创造这些条件存在的可用资源是： 最终解答： 发明一种漂亮草种，这种草生长到一定高度后 就停止生长，割草机不再被采用，问题彻底解决。 实例： 农场主有一大片农场，放养大量的兔子，兔子需要 吃到新鲜的青草，但农场主不想让兔子走的太远而照看不 到，也不愿意花费大量的资源割草运回来喂兔子？ 1.问题的最终目的是什么？ 2.问题的理想解是什么？ 3.达到理想解的障碍是什么？ 4.出现这种障碍的结果是什么？ 5.不出现这种障碍的结果是什么？ 6.创造这些条件的可用资源是什么？ 最终理想解确定的案例 农场兔子