TRIZ的矛盾解决理论.ppt

TRIZ的冲突解决理论与方法 讲座人孙国强 2010919 葡萄藤的问题 高层建筑的安全问题 1 概述 矛盾是普遍存在的 冲突是矛盾的极端表现 只有不断地发现并解决冲突 社会才能发展和进步 一 冲突 TRIZ理论认为 发明问题的核心是解决冲突 未克服冲突的设计不是创新设计 产品进化过程是不断解决产品中冲突的过程 一个冲突解决后 产品进化过程处于停顿状态 之后的另一个冲突解决后 产品移到一个新的状态 推动产品向理想化方向进化 6 已存在产品中的冲突 2 冲突分类 冲突的一般分类 易 难 难 技术冲突 物理冲突 管理冲突 个性冲突 组织冲突 文化冲突 宇宙定律冲突 自然定律冲突 工程冲突 社会冲突 自然冲突 冲突 为了避免某些现象或希望取得某些结果 需要做一些事情 但不知如何去做 管理冲突本身具有暂时性 而无启发价值 因此 不能表现出问题的解的可能方向 为了实现某种功能 一个子系统或元件应具有一种特性 但同时出现了与该特性相反的特性 一个作用同时导致有用及有害两种结果 也可指有用作用的引入或有害效应的消除导致一个或几个子系统或系统变坏 2 基于TRIZ的冲突的分类 技术冲突实例 汽车 结实厚轻便薄 厚度 桌面 桌子 物理冲突实例 二 技术冲突解决原理 1概述2发明原理3冲突矩阵4技术冲突解决过程5应用实例与讨论 1 概述 技术冲突常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突 技术冲突出现的情况 1 在一个子系统中引入一个有用功能 导致另一个子系统产生有害的功能 或加强了已存在的有害功能 2 消除一种有害功能导致另一个子系统有用功能的变坏 3 有用功能的加强或有害功能的减少使另一个子系统或系统变得太复杂 2 发明原理 阿奇舒勒坚信发明问题的原理是客观存在的 设计者掌握这些原理 就可以大大提高发明的效率 缩短发明的周期 而且能使发明过程更具有可预见性 发明原理的分类提高系统效率 10 14 15 17 18 19 20 28 29 35 36 37 40消除有害作用 2 9 11 21 22 32 33 34 38 39易于操作和控制 12 13 16 23 24 25 26 27提高系统协调性 1 3 4 5 6 7 8 30 31 使用几率排行前二十名的发明原理 3 冲突矩阵39个工程参数 有关39个通用技术参数 有关39个通用技术参数 有关39个通用技术参数 有关39个通用技术参数 有关39个通用技术参数 有关39个通用技术参数 有关39个通用技术参数 39个通用参数分类名细目 经典冲突矩阵 改善参数 恶化参数 冲突矩阵 30 2003矛盾矩阵 31 扩展前后两个矛盾矩阵表的比较 增加了9个通用工程参数 由39个变为48个 有解的方格从1263个扩展到2304个 效能提高数倍 共有16378个解 是经典矩阵表的3 8倍 平均每个方格有7 8个解 扩展后的矛盾矩阵表不再出现空格 物理矛盾与技术矛盾的求解同时在矛盾矩阵表中显现 出现了381个物理矛盾解 平均每个物理矛盾有7 9375个 注意 两个矛盾矩阵表上的显示技术特性的通用工程参数编码所持含义并没有完全统一 使用时应注意分别对照使用 4 技术冲突问题解决过程 技术冲突解决原理 1 39个标准工程参数 2 40条发明原理 3 冲突解决矩阵 发明问题的解决流程 技术冲突问题解决过程 5 实例1 大幅改进液晶屏幕玻璃覆层装配装置 A 原始问题的动画描述 实例 大幅改进液晶屏幕玻璃覆层装配装置 技术冲突 提高真空 提高液晶质量 上层玻璃抓力下降 结构复杂 10力 11压力 353621 35性能转换法36相变法 电磁铁 磁性胶 35性能转换法的提示 相变材料 36相变法的提示 磁铁粉 实际的专利解决办法 在地面上使用锤子时 其重量会抵消冲击后可能的反弹 太空中没有重力 发生碰撞后 锤子会以非常危险的速度反弹向使用者的头部 实例2太空中的锤子 建立原问题的问题模型 改善的参数 锤子产生的冲击力恶化的参数 很可能伤人的锤子的反弹作用 利用矛盾矩阵求解问题模型 回到问题 太空中的锤子 改善的参数 锤子产生的冲击力恶化的参数 很可能伤人的锤子的反弹作用 13 反向作用原理03 局部特性原理36 相变原理24 中介原理 原问题 问题模型 解决方案模型 解题思路及最终解决方案 13 A 不以常规的要求作用 而是实行相反的作用03 A 将一物体或外部环境的一致结构变成不一致结构24 A 利用中介物传递或执行所需作用 将高密度的液态物质 水银 置于锤头的空腔内 通过引入S3水银 在锤子下落时 高密度的水银位于锤头空腔的顶部 在冲击的瞬间 水银将产生惯性力F2抵消了锤子的反弹力F1 13 反向作用原理03 局部质量原理24 借助中介物原理 结果 太空中的锤子 太空中的锤子 讨论 停车场的问题 问题描述 汽车行业发展 交通发达 带来了汽车停放问题 换言之 汽车生产率的提高和购买能力的增强 带来了停车占用场地需求面积的增大 1概述2物理冲突的描述3分离原理4分离原理与发明原理的关系5物理冲突的解决过程6应用实例 三 物理冲突解决原理 物理冲突是TRIZ要研究解决的关键问题之一 与技术冲突相比 物理冲突是一种更尖锐的冲突 设计中必须解决 飞机的机翼问题交通问题 1 概述 物理冲突定义 对一个子系统提出了相反的要求 那么就称为物理冲突 物理冲突的表现 1 关键子系统A必须存在 A又不能存在2 关键子系统A具有某性能B 同时应具有性能 B B与 B是相反的性能3 A必须处于状态C及状态C C与C 是不同的状态 4 A不能随时间变化 A要随时间变化 2 物理冲突的描述 物理冲突的描述 关键子系统 名称 应该具有或已有 有用 参数 以能满足 要求 该子系统 名称 不应该或不能有 有害 参数 以能满足 另一个要求 2 物理冲突的描述 物理冲突解决原理 分离原理空间分离 元件的某一部分有特性P 另一部分具有特性 P 在空间上分离该两部分 时间分离 在某一时间 元件具有特性P 在另一时间 该元件具有特性 P 按时间次序分离P与 P 基于条件的分离 在某一条件 元件具有特性P 在另一条件 该元件具有特性 P 按条件分离P与 P 整体与部分的分离 系统整体具有特性P 而其部分具有特性 P 分离整体与部分 3 分离原理 时间分离 条件分离 系统分离 空间分离 问题 折叠式自行车在行走时体积较大 在储存时因已折叠体积较小 方案 行走与储存发生在不同的时间段 因此采用了时间分离原理 问题 飞机机翼在起飞 降落与在某一高度正常飞行时几何形状发生变化 方案 这种变化采用了时间分离原理 衣柜 储物板可以因需要而拆卸 整体与部分的分离 H2O水芝澳面部绿洲全天候密集锁水套装 体育比赛 分场 远视加近视的眼镜视力不良的人需要一种眼镜 因为既近视又远视 所以问题比较复杂 解决起来有一定难度 如果利用四大分离原则 可以得到什么解决方案 空间分离原则 两套镜片占用不同的面积 时间分离原则 两副眼镜 不同时间轮流使用 基于条件分离原则 胶质可变焦距眼镜 整体与部分 系统级 分离原则 自动变焦眼镜 4 分离原理与发明原理的关系 物理冲突 技术冲突 问题描述 资源分析 发明原理 效应 多个原理解 物理冲突描述 最终原理解 分离原理的选择 方案的选择与评价 领域问题 TRIZ的标准问题 TRIZ过程 TRIZ通用解 5 物理冲突的解决流程 6 专利实例 一种多功能坑井防护盖板 第一步 问题描述在生产和市政中 吊物孔和检修井均用盖板覆盖 用来防止人员及杂物坠落坑井内 用临时 安全拦网 等措施将打开的坑井围起来 以提醒在坑井附近作业的工作人员及过往人员注意人身安全 避免坠落 临时安全拦网受自身条件所限 只能拦阻重量较轻 体积较大的物品 对于人员 较重的物品以及体积较小的物品无法进行有效的拦阻 所以围在打开了的坑井四周的 安全拦网 只起到了警示效果 并未真正起到安全拦阻的作用 属于 软防护 软防护不能从根本上消除安全隐患 需要进一步解决 坠落坑井 问题 一种多功能坑井防护盖板 物品坠落 存在安全隐患 电力TRIZ研究中心 第二步 问题分析 确定冲突并描述 一种多功能坑井防护盖板 电力TRIZ研究中心 第二步 问题分析 电力TRIZ研究中心 确定冲突 作业时 需要移开盖板 以便通过坑井进行作业 为了防止坠落事件的发生 坑井盖板要覆盖在坑井上 不能移开 盖板应该覆盖坑井 又不应该覆盖坑井 在功能上存在了冲突 因此对盖板这一关键子系统在功能上提出了相反的要求 物理冲突 冲突描述 盖板应该覆盖坑井 以防止 坠落 事件发生 盖板不应该覆盖坑井 以满足作业要求 第二步 问题分析 电力TRIZ研究中心 空间分离 吊装作业 需要 作业空间 人或物在 作业空间 的周围空间 这两个空间没有交叉 可以应用空间分离原理 电力TRIZ研究中心 第三步 分离原理的选择 1 分割2 分离3 局部质量4 不对称7 套装8 重量补偿13 反向17 维数变化24 中介物25 自服务30 柔性壳体或薄膜 第四步 发明原理 电力TRIZ研究中心 物质资源 地面 盖板 空气 作业设备 临时防护装置空间资源 作业空间 作业空间的周围空间时间资源 作业时间 非作业时间功能资源 地面的支撑功能 盖板的覆盖 阻挡功能场资源 重力势能 光能 机械能信息资源 人或物的移动速度 坑井面积 盖板尺寸及强度 坑井深度 第五步 资源分析 电力TRIZ研究中心 在创新原理提示下选择可用资源 物质资源 地面 盖板 临时防护装置空间资源 作业空间 作业空间的周围空间时间资源 作业时间 非作业时间功能资源 地面的支撑功能 盖板的覆盖 阻挡功能场资源 重力势能 光能 机械能信息资源 人或物的移动速度 坑井面积 盖板尺寸及强度 坑井深度 第五步 资源分析 电力TRIZ研究中心 第六步 效应解决功能元的结构及原理实现 第七步 原理解应用创新原理2 分离 24 中介物 用盖板进行空间分离 把作业空间和非作业空间分离 用地面固定盖板 一种多功能坑井防护盖板 电力TRIZ研究中心 再不用担心了 这就是创新 防护栏 防护板来自超系统 一种多功能坑井防护盖板 电力TRIZ研究中心 进一步讨论题 防护栏的使用是否存在物理冲突 又怎样解决 讨论与结论 电力TRIZ研究中心 讨论点评结论 1 与技术冲突相比 物理冲突是更尖锐的冲突 要彻底解决 2 它是发生在关键子系统中的冲突 范围更窄更具体 3 解决物理冲突 要