第一讲 TRIZ理论

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,TRIZ,理论,哈师大马克思主义学院,科学技术哲学教研室,刘 程 岩,一、什么是,TRIZ,理论,1,名称的来源,俄文：, ,用英语标音可读为：,Teoriya,Resheniya,Izobreatatelskikh,Zadatch,英文：,TIPS,Theory of Inventive Problem Solving,中文： 萃智理论,2,创始人：根里奇,阿奇舒勒,. ,1926.10.151998.9.28,（,G.S.Altshuller,）,创新等级,第一级：技术系统的简单改进，所要求技术在系统相关的某行业范围内（,32%,）；,第二级：包括技术矛盾解决方法的发明，要求系统相关的不同行业知识（,45%,）；,第三级：包括物理矛盾解决办法的发明，要求系统相关行业以外的知识（,18%,）；,第四级：包括突破性解决办法的新技术，要求不同科学领域知识（,4%,）；,第五级：新现象的发现（,1%,）,（重要结论：,95%,的问题可以依靠已有的知识体系来解决）,破除思维惯性,1,功能思维惯性,2,术语思维惯性,3,物体形状、外观思维惯性,4,物体特性、状态、参数思维惯性,5,作用原理、领域知识思维惯性,6,物质不可变思维惯性,7,物质成分、组件思维惯性,8,维数思维惯性,9,作用思维惯性,10,解决方案唯一思维惯性,11,单物质思维惯性,12,物质价值思维惯性,13,传统应用条件思维惯性,14,类比方案思维惯性,15,多余信息惯性思维,一些简单方法,小人法,九屏幕法,超系统的过去 超系统 超系统的未来,当前系统的过去 当前系统 当前系统的未来,子系统的过去 子系统 子系统的未来,金鱼法（幻想情境分析法）,1,将问题分为现实部分和幻想部分,2,问题一：幻想部分为什么不现实,3,问题二：在什么条件下，幻想可变为现实,4,列出子系统、系统、超系统可利用的资源,5,提出可能的构想方案,6,如果不行，再次回到第一步，重复,“你可以等待,100,年获得顿悟，也可以利用这些原理用,15,分钟解决问题”,阿奇舒勒,“人类历史上最有价值的知识是方法的知识”,笛卡尔,二、,TRIZ,理论的基本概念,1,技术系统：所有运行某个功能的事物。,2,管理矛盾：需要解决问题，却不知如何解决的情况。,3,物理矛盾：系统中的问题是由一个参数导致的，系统一方面要求该参数正向发展，另一方面要求该参数负向发展。,4,技术矛盾：系统中的问题是由两个参数导致的，两个参数相互促进、相互制约。,5,物,场模型,6,发明问题解决算法,TRIZ,的工具体系,问题模型,工具,解决方案模型,技术矛盾,矛盾矩阵,创新原理,物理矛盾,分离原理,创新原理,功能化模型,知识库,知识库中的方案,物,场模型,76,标准解系统,标准解,1,技术系统发展的,S,曲线,诞生期 成长期 成熟期 衰退期,技术系统的八大进化法则,1,技术系统的,S,曲线进化法则 组件,2,提高理想度法则,3,子系统不均衡进化法则 子系统,4,动态性和可控性进化法则,5,增加集成度再进行简化法则,系统,6,子系统协调性进化法则,7,向微观级和场的应用进化法则 超系统,8,减少人工进入的进化法则,2,常见的物理矛盾,类别,物理矛盾,几何类,长与短,圆与非圆,对称与非对称,锋利与钝,平行与交叉,窄与宽,厚与薄,水平与垂直,材料及能量类,多与少,时间长与短,密度大与小,黏度高与低,导热率高与低,功率大与小,温度高与低,摩擦系数大与小,功能类,喷射与堵塞,运动与静止,推与拉,强与弱,冷与热,软与硬,快与慢,成本高与低,物理矛盾一般来说有两种表现,一是系统中有害性能降低的同时导致该子系统中有用性能的降低。,二是系统中有用性能增强的同时导致该子系统中有害性能的增强。,3,技术矛盾,总结出工程领域：,39,个核心通用参数,40,条发明创新原理,矛盾矩阵,一般解题步骤,TRIZ,的解题模式,问题模式,TRIZ,工具 解决方案模型,抽象转化 类比应用,待解决的研发问题 试错 最终解决方案,TRIZ,理论体系构成,辩证法,+,系统论,+,认识论,技术系统进化法则 思,理论基础,系 技术系统 矛盾 资源 理想化 维,基本概念,统,功能分析 物场模型 矛盾分析 资源分析,科,分析工具,科,发明问题 科学原理 技术矛盾 物理矛盾,学,求解工具,学,标准解法 知识库 创新原理 分离方法,发明问题解决算法（,ARIZ,）,解题流程,专利分析,自 然 科 学,理论来源,为了应用方便，上述,39,个通用工程参数可分为如下,3,类：,物理及几何参数：（,15,）（,22,），（,30,）（,36,）条。,技术负向参数：（,12,）（,14,），（,23,）（,27,），（,37,）（,39,条。,技术正向参数：（,1,）（,11,），（,28,）（,29,）条。,负向参数（,Negative parameters,）指这些参数变大时，使系统或子系统的性能变差。如子系统为完成特定的功能所消耗的能量（第,19,，,20,条）越大，则设计越不合理。,正向参数（,Positive parameters,）指这些参数变大时，使系统或子系统的性能变好。如子系统可制造性（第,32,条）指标越高，子系统制造成本就越低。,（,1,）生产率是指单位时间内所完成的功能或操作数。,（,2,）适应性及多用性是指物体或系统响应外部变化的能力，或应用于不同条件下的能力。,（,3,）自动化程度是指系统或物体在无人操作的情况下完成任务的能力。自动化程度的最低级别是完全人工操作。最高级别是机器能自动感知所需的操作、自动编程和对操作自动监控。中等级别的需要人工编程、人工观察正在进行的操作、改变正在进行的操作及重新编程。,（,4,）可靠性是指系统在规定的方法及状态下完成规定功能的能力。,（,5,）制造精度是指系统或物体的实际性能与所需性能之间的误差。,（,6,）测试精度是指系统特征的实测值与实际值之间的误差。减少误差将提高测试精度。,（,7,）装置的复杂性是指系统中元件数目及多样性，如果用户也是系统中的元素将增加系统的复杂性。掌握系统的难易程度是其复杂性的一种度量。,（,8,）,监控与测试的困难程度是指如果一个系统复杂、成本高、需要较长的时间建造及使用，或部件与部件之间关系复杂，都使得系统的监控与测试困难。测试精度高，增加了测试的成本也是测试困难的一种标志。,（,9,）可制造性是指物体或系统制造过程中简单、方便的程度。,（,10,）可操作性是指要完成的操作应需要较少的操作者、较少的步骤以及使用尽可能简单的工具。一个操作的产出要尽可能多,。,（,11,）,可维修性是指对于系统可能出现失误所进行的维修要时间短、方便和简单。,（,12,）,信息损失是指部分或全部、永久或临时的数据损失。,（,13,）,物体外部有害因素作用的敏感性是指物体对受外部或环境中的有害因素作用的敏感程度。,（,14,）,物体产生的有害因素是指有害因素将降低物体或系统的效率，或完成功能的质量。这些有害因素是由物体或系统操作的一部分而产生的。,（,15,）运动物体的长度是指运动物体的任意线性尺寸，不一定是最长的，都认为是其长度。,（,16,）静止物体的长度是指静止物体的任意线性尺寸，不一定是最长的，都认为是其长度。,（,17,）运动物体的面积是指运动物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积。,（,18,）静止物体的面积是指静止物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积。,（,19,）运动物体的体积是指运动物体所占有的空间体积。,（,20,）静止物体的体积是指静止物体所占有的空间体积。,（,21,）形状是指物体外部轮廓或系统的外貌。,（,22,）速度是指物体的运动速度、过程或活动与时间之比。,（,23,）,运动物体作用时间是指物体完成规定动作的时间、服务期。两失误动作之间的时间也是作用时间的一种度量。,（,24,）,静止物体作用时间是指物体完成规定动作的时间、服务期。两失误动作之间的时间也是作用时间的一种度量。,（,25,）时间损失是指一项活动所延续的时间间隔。改进时间的损失指减少一项活动所花费的时间。,（,26,）物质或事物的数量是指材料、部件及子系统等的数量，它们可以被部分或全部、临时或永久地改变。,（,27,）物质损失是指部分或全部、永久或临时的材料、部件或子系统等物质的损失。,（,28,）强度是指物体抵抗外力作用使之变化的能力。,（,29,）,结构的稳定性是指系统的完整性及系统组成部分之间的关系。磨损、化学分解及拆卸都降低稳定性。,（,30,）力是指两个系统之间的相互作用。对于牛顿力学，力等于质量与加速度之积。在,TRIZ,中，力是试图改变物体状态的任何作用。,（,31,）应力或压力是指单位面积上的力。,（,32,）,运动物体的重量是指在重力场中运动物体所受到的重力。如运动物体作用于其支撑或悬挂装置上的力。,（,33,）,静止物体的重量是指在重力场中静止物体所受到的重力。如静止物体作用于其支撑或悬挂装置上的力。,（,34,）,温度是指物体或系统所处的热状态，包括其他热参数，如影响改变温度变化速度的热容量。,（,35,）光照度是指单位面积上的光通量，系统的光照特性，如亮度、光线质量。,（,36,）功率是指单位时间内所做的功，即利用能量的速度。,（,37,）,运动物体的能量是指能量是物体做功的一种度量。在经典力学中，能量等于力与距离的乘积。能量也包括电能、热能及核能等。,（,38,）,静止物体的能量是指能量是物体做功的一种度量。在经典力学中，能量等于力与距离的乘积。能量也包括电能、热能及核能等。,（,39,）能量损失是指为了减少能量损失，需要不同的技术来改善能量的利用。,