资源-邓超(0.5天).ppt

邓超 2013.4 河南理工大学副教授， 河南省创新方法培训师资,仅供内部培训使用 请勿翻印或传播,创新资源分析,概述,1,资源分类,2,资源分析方法,3,资源扩展,4,产品开发过程中的潜在资源,5,实例,6,主 要 内 容,计 算 机 辅 助 创 新 CAI 系 统,知识库 基本概念 专利库,功能分析 因果分析 资源分析 冲突分析 物质场分析,战略方法,需求进化定律,技术进化定律,技术成熟度预测,战术方法,冲突解决方法,失效预测原理,标准解,效应原理,概念层,分析方法层,问题解决层,系统化方法层,发明问题解决算法（ARIZ算法）,概述,1,在TRIZ中，创造性的利用系统中的可用资源以增加理想化水平，是发明问题解决的里程碑。解决发明问题时，在问题趋近于理想状态的过程中，资源扮演着极其重要的角色。,概述,1,最初采用资源一词是指自然资源：水、土地、矿物质等，过去的若干个世纪，丰富的自然资源是一个国家或地区强盛的主要因素。,后来，资本主义及工业革命提出了金融资源的概念。,20世纪后半叶，随管理革命的进程提出了人力资源的概念。,概述,1,TRIZ资源概念的提出及发展,？,1,1885年Altshuller作为ARIZ算法一部分引入TRIZ资源概念,2,扩展到其他类型资源：功能、信息、空间、时间、变化等,3,马尔斯在价值工程分析中提出可用资源成本-效用分析法,基于资源目录的提出，开发了CAI软件资源库,4,概述,1,TRIZ资源发明资源,任何由系统或环境中存在的物质（包括废物）及变换后得到的物质。,储存的能量、自由时间、未占用的空间、信息等。,实现附加功能的技术能力，包括物质的特性、物理、几何或其它特性。,资源的隐藏属性 资源分析中最重要的是揭示发明资源，它们通常是隐藏的、不可直接利用的或隐藏在系统及环境只用。（显然存在的资源早已利用）,概述,1,1 差动资源,3 超效应,2 可变资源,4 进化资源,Igor Vikentiev 不同的特征或参数产生的资源，如电压是由电位不同产生的,ZinovyRoyzen 改变系统所产生的资源.,1990年 Dr.Gafur Zainev Evolution Resources,资源研究,Vladimir Gerasimov Dr. Simon Litvin 由创新所获得原来未曾认识到的资源,概述,1,空气,水,场,真空,时间,空气,压力,形状,变化, ,概述,1,概述,1,资源分类,2,资源分析方法,3,资源扩展,4,产品开发过程中的潜在资源,5,实例,6,主 要 内 容,直接应用资源,差动资源,导出资源,外部资源,内部资源,按照存在范围,按照利用方式,资源分类,2,内部 资源,在冲突发生的时间、区域内存在的资源，是系统内部主要的零部件。,在冲突发生的时间、区域外部存在的资源，包括从外部获得的资源，以及对系统很专用的资源。如，由超系统获得的资源，或其它可得到的廉价资源（如废料）。,外部 资源,资源分类,2,物质资源,场资源,空间资源,时间资源,信息资源,功能资源,直接应 用资源,资源分类,2,差动资源,差动物质资源,差动场资源,结构相异性,材料相异性,梯度的利用,空间不对称,与标准值的偏差,通常，物质与场的不同特性是一种形成某种技术特征的资源，这种资源称为差动资源。,资源分类,2,几何特性,化学特性,力学特性,声学特性,电学特性,光学特性,结构相异性,面硅单晶 腐蚀 偏离面硅 腐蚀 面上螺位错 硅外延片面上层错,资源分类,2,材料 相异性,Add Your Text,合金碎片的混合物可通过逐步加热到不同合金居里点，然后使用磁性分拣的方法将不同物质分开。,热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。,资源分类,2,在烟筒的帮助下，地球表面与具有 一定高度的炉子烟筒产生的压力差 使炉子中的空气流动。,利用火焰的外焰加热。,病人脉搏与正常人不同，医生通过 分析这种不同为病人看病,差动场资源,与标准值的偏差,空间不对称,梯度的利用,资源分类,2,导出 物质资源,通过合理变化后，系统完成辅助功能的能力。如锻模经过适当修改后，本身可以带有企业商标,通过对直接应用场资源的变换或改变其作用的强度、方向及其它特性后所得到的场资源。,由直接应用资源，如物质或者原材料变换或施加作用所得到的物质。如毛坯相对于铸造的原材料。,由于几何形状或效应的变化所得到的额外空间。如，单面磁盘、双面磁盘、柱状多面磁盘。,通过变换设计不相关的信息，使之与设计相关。如地球表面电磁场的微弱变化可用于发现矿藏。,由于加速、减速、或中断所得到的时间间隔。如被压缩的数据可以在较短时间传输完毕。,资源分类,2,时间资源,功能资源,信息资源,场资源,空间资源,物质资源,系统资源按照存在形态分类,资源分类,2,系统及其周围环境的组成元素,系统及其周围环境的初始原料,系统及其周围环境的产物,系统及其周围环境产生的废物,廉价物质：水、空气、土壤、沙石、雪,物质资源： 包含系统及其周围环境的物质组成,资源分类,2,气体,浮质,泡沫,真空,场,等离子体,小颗粒、粉末、尘埃,胶体、糊状体、乳剂,液体,整块物质,分割成两块,分割成多个部分,物质资源的状态,资源分类,2,易融化的物质,产生液体的物质,吸收液体的物质,吸收热的物质,热积聚物质,爆炸性物质,易冷却的物质,生成气体的物质,吸收气体的物质,易蒸发的物质,易煮沸的物质,易升华的物质,可变形的物质,聚合的物质,解聚的物质,产生热的物质,易溶解的物质,易结晶的物质,易硬化的物质,资源分类,2,带有形状记忆的物质,具有居里效应的物质,重组产物,易燃物质,电解物质,分解物质,可变形的物质（续）,压电物质,混合的物质,分解的物质,资源分类,2,带有刺激味的物质,铁磁铁,铁磁粉末,低摩擦的物质,高摩擦的物质,带有强烈气味的物质,双金属片,可变阻力,可变颜色,粘性的物质,易变形的物质,易碎的物质,具有某种特性的物质（1）,资源分类,2,化学活剂,感光物质,X射线敏感物质,发光体,导体,半导体,透明体,铁磁液体,绝缘体,电流变液体,具有某种特性的物质（2）,资源分类,2,利用系统及其周围环境的初始原料,利用系统及其周围环境的组成元素,资源分类,2,利用系统及其周围环境的废物,利用系统及其周围环境的产物,资源分类,2,利用廉价的资源,资源分类,2,光能及辐射能,机械能,电磁场,磁场,电场,声音、振动,热能,化学能,TRIZ理论中，“场”的概念定义为一个物体对另一个物体施加的作用。,场,资源分类,2,热张力,摩擦力,离心力,重力,弹力,内张力,机械场、力、相互作用（1）,液体的静压力,气体的静压力,液体流动的压力,惯性力,科里奥利力,浮力,资源分类,2,反作用力,光压力,扩散,气体流动的动压力,马格纳斯力,升力,声音,超声波,波,渗透,振动,摆动,基本粒子束,放电,光,紫外线,表面流,电磁场,静电场,红外线,涡电流,机械场、力、相互作用（2）,X射线,磁场,微波,电流,激光,无线电波,资源分类,2,CO2 焊接送丝结构,水下清洗器,机械能,资源分类,2,热能,走马灯,孔明灯,利用系统产生的热气，推动涡轮旋转，进而带动走马灯机构运行。,利用热气提供动力上升。,资源分类,2,系统元素间的空间,未被占用的系统元素表面,系统元素内部的空间,空间 资源,无用元素占用的空间,未被使用的空间范围,？,资源分类,2,过程开始之前的时间段 比如CPU总线的分时复用,同时进行不同的过程（并行行为）,过程期间的时间段， 比如暂停和待机模式,加速过程， 节约时间,时间资源是指可利用的时间区间,资源分类,2,并行行为 原油运输和提炼需要大量的时间，为了节省时间，在漫长的运输过程中同时进行提炼，采用并行过程节省大量的时间,数控铣床刀具在加工间隙移动时，往往采用加速移动的方法，以节约总的加工时间,资源分类,2,信息资源是指系统及其所处环境当前状态的所有信息，包括系统及其环境变化信息,通过系统及其组成元素的能流变化,脱离系统的物质,系统及其组成元素产生的场,系统及其组成元素的特性,温度、透明度、固有频率等,超声波、CT、X光、雷达等,信息资源,资源分类,2,当钢铁内部出现裂痕时，会产生很弱的声波，这个现象可以用来做故障的早期预测。,轮胎压力检测,轮胎 压力,轮胎 周长,轮胎 硬度,人工观察,通过ABS系统的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到检测胎压的目的,资源分类,2,功能资源是系统及所处环境执行附加功能的能力,系统及所处环境可执行有益功能的实现,系统及所处环境的有害功能转换为有益功能,系统及所处环境可执行有益功能的合成强化,资源分类,2,天堂门坏了，上帝要招标重修。 印度人说：3千元就弄好，理由是材料费1千，人工费1千，我自己赚1千；来个德国人说：要6千元，材料费2千，人工2千，自己赚2千；最后中国人淡定地说：这个要9千元，3千给你，3千我的，剩下3千给那个印度人干。上帝拍案：“就你的了！”。,开心一下，马上回来,其它资源,人力资源,财力资源,1、完成创新活动需要 的经费 2、获得经费的途径： 投资、贷款、实物 交易等,热爱创新事业 可靠的创新团队 各个领域的专家 有创造思维的人才 有创新实践能力的人才 积极自我完善提高的人 才,设备 工具 库存 信息 其它有用的东西,其它创新资源,资源分类,2,概述,1,资源分类,2,资源分析方法,3,资源扩展,4,产品开发过程中的潜在资源,5,实例,6,主 要 内 容,A. 在解决问题过程中如何评价资源,B. 应该按照什么顺序寻找资源,C. 怎样以最优化的方式应用资源,D. 产品设计过程中如何应用资源,资源分析方法,3,资源不足 资源充足 资源过剩,直接应用 差动应用 导出应用,资源利用有效区域 资源利用有效时间 资源技术应用 资源子系统应用 资源超系统应用,资源数量,资源价值,资源质量,应用方式,利用范围,可利用性,有用资源 不确定资源 有害资源,矮柜 便宜 免费,资源评价,资源分析方法,3,资源1,资源2,资源3,资源n,原因,原因,原因,结果,结果,结果,超系统,当前系统,子系统,资源 分析顺序,资源分析方法,3,乘客的舒适感,颠簸造成不舒服,更好的铺路方法,消除造成颠簸的凸起,上班路途颠簸,设计较好减震系统,设计阻尼特性更好的弹簧,减震系统不好,弹簧阻尼特性不好,子系统,超系统,其它,其它,资源分析方法,3,最有顺序原则： 依照下列顺序使用资源：内部系统资源、外部系统资源、最后整个系统资源和进化资源。,最大范围原则： 建议尽量扩大资源的搜索范围来解决问题，尽可能多的得到备选资源。,最小消耗原则：保证资源最小的消耗量,使用资源的原则,资源分析方法,3,2、合理的、有效的利用资源，避免资源损失与浪费,3、将资源集中到特定的空间与时间,4、利用其它过程中损失或浪费的资源,5、与其它子系统分享有用资源，动态调节这些子系统,6、根据子系统的银行功能，利用其它资源,资源使用 通用步骤,7、对其它资源进行变换，使其成为有用资源,1、将所有的资源首先集中于最重要的动作或子系统,资源分析方法,3,1、选择最重要的子系统，将其它子系统 放在空间不十分重要的位置上,2、最大限度的利用闲置空间,空间资源使用步骤,3、利用相邻子系统的某些表面或其反面,4、利用空间中的某些点、线、面或体积,5、利用紧凑的几何形状，如螺旋线,6、利用暂时闲置的空间,资源分析方法,3,1、在最有价值的工 作阶段，最大限 度的利用时间。 2、使过程连续，消 除停顿与空行程。 3、变换顺序动作为 并行动作，以节 省时间。,时间资源使用方法,物质资源使用方法,1、使用薄膜、粉末、蒸汽、将少量物质扩大到一个较大的空间。 2、利用与子系统混合的环境中的材料。 3、将环境中的材料，如水、空气等转变成有用材料。,资源分析方法,3,尽可能提高核心部件的能量利用率,1,限制利用成本高的能量，尽可能采用低廉的能量,2,利用最近的能量,3,利用附近浪费的能量,4,利用环境中提供的能量,5,场资源使用方法,资源分析方法,3,我们的需求是什么,物质资源,场资源,空间资源,时间资源,信息资源,功能资源,财力资源,其它资源,用户手册,备选,舍弃,如何得到备选资源,有效区域-系统-超系统-超超系统,元素 粒子 浪费 环境,评价与选择,目标资源未找到，转至高一级系统寻找,最终目标资源未找到，重新考虑相关需求,资源分析具体步骤,资源分析方法,3,联合利华引进了一条香皂包装生产线，结果发现这条生产线有个缺陷：常常会有盒子里没装入香皂。总不能把空盒子卖给顾客啊，他们只得请了一个学自动化的博士后设计一个方案来分拣空的香皂盒。博士后拉起了一个十几人的科研攻关小组，综合采用了机械、微电子、自动化、X射线探测等技术，花了几十万，成功解决了问题。每当生产线上有空香皂盒通过，两旁的探测器会检测到，并且驱动一只机械手把空皂盒推走。 中国南方有个乡镇企业也买了同样的生产线，老板发现这个问题后大为发火，找了个小工来说：“你他妈给老子把这个搞定，不然你给老子爬走。” 小工很快想出了办法：他花了90块钱在生产线旁边放了一台大功率电风扇猛吹，于是空皂盒都被吹走了。 这个故事告诉我们： 1、知识并不一定都是生产力； 2、能吹是多么的重要.,资源分析方法,3,内部资源,外部资源,香皂盒,物质资源 盒、香皂 传送带,2. 场资源 摩擦力、重力,3. 参数 摩擦力大小 重力大小,物质资源 空气,2. 场资源 可见光、噪音,3. 参数 空气压力 空气流速 光的强弱 噪音强弱,可用资源,资源分析方法,3,概述,1,资源分类,2,资源分析方法,3,资源扩展,4,产品开发过程中的潜在资源,5,实例,6,主 要 内 容,初始状态,上一状态,当前状态,潜力状态,IFR,进化资源的形成,资源扩展,4,上一状态,当前状态,潜力状态,上一状态,当前状态,潜力状态,上一状态,当前状态,潜力状态,初始状态,初始状态,初始状态,九画面法,超系统,当前系统,子系统,资源扩展,4,超系统过 去状态,系统过去状态,子系统过 去状态,超系统当前状态,系统当前状态,子系统当前去状态,超系统未来状态,系统未来状态,子系统未来状态,资源扩展,4,局域网,单板机,CD ROM,互联网,微型电子计算机,DVD ROM,未来 互联网,生物 计算机,蓝光DVD,资源扩展,4,电子书,蘸水笔/ 铅笔,鹅毛笔/ 铅芯,电脑,普通钢笔,无压墨水笔芯,超级终端,生物 计算机,稳压出水笔芯,资源扩展,4,本领域资源：伴随系统的诞生产生的资源,其它领域资源：不同领域的资源，但能用于本系统,社会、市场及生物领域中的知识,关于进化路线的知识,进化资源的类型,资源扩展,4,系统进化过程中提出但未被采用的设想或原理（可能是当时的技术水平不能采用，随着技术发展，可能已能采用）； 最近产生的知识，但还未实际应用； 关于竞争产品的知识。,与给定系统功能相近似的功能； 能代替给定系统或其中子系统的功能； 与给定系统功能相反的系统； 新设想或技术，它们能帮助给定系统实现辅助功能，或附加新的特征； 新设想或概念L消除或预防给定系统中的确定或不理想的效应。,本领域进化资源,其它领域进化资源,资源扩展,4,社会、市场及生物领域的知识,近亲杂交：通过将本家族的设计、功能、用途、或特征集成的 系统。 远亲杂交：不同领域中的系统集成。 互补杂交：通过互补特征的系统集成。 牵引杂交：将该系统的不同代设计集成。 竞争系统杂交：将同一市场上已经成熟的系统集成。 选择性杂交：将具有相反功能的系统集成。 分支杂交：将由相同基系统专门化得到的系统集成。,资源扩展,4,关于进化路线的知识,技术系统进化是知识不断积累及不断有效利用内部与外部资源的结果。系统进化的趋势是： 利用特殊资源；消耗某些资源，或增加获得这些资源的成本； 创造新资源； 现在或者将来创造有用资源。,技术进化趋势、模式及路线,多种复杂资源,向包含不同资源的方向进化,资源扩展,4,概述,1,资源分类,2,资源分析方法,3,资源扩展,4,产品开发过程中的潜在资源,5,实例,6,主 要 内 容,Useful Features and Benefits,理想度,All Costs, Harmful Effects and Results,成本低,故障率低,售价高,用户需求度高,理想产品,历史状态,当前状态,潜力状态,产品开发过程中的潜在资源,5,突破性创新,持续性创新,破坏性创新,可用资源,新市场破坏性创新,产品