TRIZ笔记

1.TRIZE理论结构框架(相关文档)
1.1九大理论体系
TRIZ理论包含着许多系统、科学而又富有可操作性的创造性思维方法和发明问题的分析方法。经过半个多世纪的发展,TRIZ理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的九大经典理论体系。
  (一)TRIZ的技术系统八大进化法则。阿奇舒勒的技术系统进化论可以与自然科学中的达尔文生物进化论和斯宾塞的社会达尔文主义齐肩,被称为三大进化论 TRIZ的技术系统八大进化法则分别是:1、技术系统的S曲线进化法则;2、提高理想度法则;3、子系统的不均衡进化法则;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;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;8、减少人工进入的进化法则。技术系统的这八大进化法则可以应用于产生市场需求、定性技术预测、产生新技术、专利布局和选择企业战略制定的时机等。它可以用来解决难题,预测技术系统,产生并加强创造性问题的解决工具。
  (二)最终理想解(IFR)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 resultIFR),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。如果将创造性解决问题的方法比作通向胜利的桥梁,那么最终理想解(IFR)就是这座桥梁的桥墩。最终理想解(IFR)有四个特点: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、没有引入新的缺陷等。
  (三)40个发明原理。阿奇舒勒对大量的专利进行了研究、分析和总结,提炼出了TRIZ中最重要的、具有普遍用途的这40个发明原理,分别是:1、分割;2、抽取;3、局部质量;4、非对称;5、合并;6、普遍性;7、嵌套;8、配重;9、预先反作用;10、预先作用;11、预先应急措施;12、等势原则;13、逆向思维;14、曲面化;15、动态化;16、不足或超额行动;17、一维变多维;18、机械振动;19、周期性动作;20、有效作用的连续性;21、紧急行动;22、变害为利;23、反馈;24、中介物;25、自服务;26、复制;27、一次性用品;28、机械系统的替代;29、气体与液压结构;30、柔性外壳和薄膜;31、多孔材料;32、改变颜;33、同质性;34、抛弃与再生;35、物理/化学状态变化;36、相变;37、热膨胀;38、加速氧化;39、惰性环境;40、复合材料等。
发明原理1:分割
分割原理体现在3各方面:
1)将物体分割为独立的部分
比如:用个人计算机代替大型计算机;用卡车加拖车的方式代替大卡车;用烽火传递信息(分割信息传递距离);在大项目中应用工作分解结构(work breakdown structure)。
2)使物体成为可组合的(易于拆卸和组装)
比如:组合是家居;橡胶软管可利用快速拆卸接头连接成所需的长度。
3)增加物体被分割的程度
比如:用软的百叶窗帘代替整幅大窗帘;电子线路板(PCB)表面贴装技术(SMT)中所使用的锡膏,主要成分是粉末状的焊锡,用这种焊锡替代传统焊接用的焊锡丝和焊锡条,从而大大提升了焊接的透彻程度。
发明原理2:抽取
抽取(extraction)原理体现在两个方面:
1)将物体中负面的部分或特征抽取出来。
比如:由于压缩机用于压缩空气,所以将嘈杂的压缩机放在室外;
2)只从物体中抽取必要的部分和特征
比如:用狗叫声,作为报警器的报警声,而不用养一条狗。
(四)39个工程参数及阿奇舒勒矛盾矩阵。在对专利研究中,阿奇舒勒发现,仅有39项工程参数在彼此相对改善和恶化,而这些专利都是在不同的领域上解决这些工程参数的冲突与矛盾。这些矛盾不断地出现,又不断地被解决。由此他总结出了解决冲突和矛盾的40个创新原理。之后,将这些冲突与冲突解决原理组成一个山39个改善参数与39个恶化参数构成的矩阵,矩阵的横轴表示希望得到改善的参数,纵轴表示某技术特性改善引起恶化的参数,横纵轴各参数交叉处的数字表示用来解决系统矛盾时所使用创新原理的编号。这就是,著名的技术矛盾矩阵。阿奇舒勒矛盾矩阵为问题解决者提供了一个可以根据系统中产生矛盾的两个工程参数,从矩阵表中直接查化解该矛盾的发明原理来解决问题。
1)运动物体的重量是指在重力场中运动物体多受到的重力。如运动物体作用于其支撑或悬挂装置上的力。
2)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。
3)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。
4)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。     
5)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。       
6)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。
7)运动物体的体积是指运动物体所占有的空间体积。
8)静止物体的体积是指静止物体所占有的空间体积。
9)速度是指物体的运动速度、过程或活动与时间之比。
10)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。
11)应力或压力是指单位面积上的力。
12)形状是指物体外部轮廓或系统的外貌。
13)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。
14)强度是指物体抵抗外力作用使之变化的能力。
15)运动物体作用时间是指物体完成规定动作的时间、服务期。两次误动作之间的时间也是作用时间的一种度量。
16)静止物体作用时间是指物体完成规定动作的时间、服务期。两次误动作之间的时间也是作用时间的一种度量。
17)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。
18)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。
19)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。
20)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。
21)功率是指单位时间内所做的功,即利用能量的速度。
22)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。
23)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。
24)信息损失是指部分或全部、永久或临时的数据损失。
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)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。
28)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。(29)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。
30)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。
31)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。
32)可制造性是指物体或系统制造过程中简单、方便的程度。
33)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。
34)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。
35)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。
36)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。
37)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。
38)自动化程度是指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。
39)生产率是指单位时间内所完成的功能或操作数。
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:(1)~(12),(17)~(18),(21)条。
技术负向参数:(15)~(16),(19)~(20),(22)~(26),(30)~(31)条。
技术正向参数:(13)~(14),(27)~(29),(32)~(39)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1920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。
TRIZ技术冲突矩阵表及40条发明原理
(五)物理矛盾和四大分离原理。当一个技术系统的工程参数具有相反的需求,就出现了物理矛盾。比如说,要求系统的某个参数既要出现又不存在,或既要高又要低,或既要大又要小等等。相对于技术矛盾,物理矛盾是一种更尖锐的矛盾,创新中需要加以解决。物理矛盾所存在的子系统就是系统的关键子系统,系统或关键子系统应该具有为满足某个需求的参数特性,但另一个需求要求系统或关键子系统又不能具有这样的参数特性。  分离原理是阿奇舒勒针对物理矛盾的解决而提出的,分离方法共有11种,归纳概括为四大分离原理,分别是空间分离、时间分离、居于条件的分离和系统级别分离等。
(六)物一场模型分析。阿奇舒勒认为,每一个技术系统都可由许多功能不同的子系统所组成,因此,每一个系统都有它的子系统,而每个子系统都可以再进一步地细分,直到分子、原子、质子与电子等微观层次。无论大系统、子系统、还是微观层次,都具有功能,所有的功能都可分解为2种物质和1种场(即二元素组成)。在物质-场模型的定义中,物质是指某种物体或过程,可以是整个系统,也可以是系统内的子系统或单个的物体,甚至可以是环境,取决于实际情况。场是指完成某种功能所需的手法或手段,通常是一些能量形式,如:磁场、重力场、电能、热能、化学能、机械能、声能、光能等等。物一场分析是TRIZ理论中的一种分析工具,用于建立与已存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模型。

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