第一篇:如何學(xué)習(xí)TRIZ理論
如何學(xué)習(xí)TRIZ理論
2011-11-25 0:00:00 劉訓(xùn)濤
TRIZ理論自問(wèn)世以來(lái)已經(jīng)解決了無(wú)數(shù)的技術(shù)難題,越來(lái)越多的人開(kāi)始學(xué)習(xí)它并將其運(yùn)用于創(chuàng)新實(shí)踐當(dāng)中。對(duì)于技術(shù)創(chuàng)新,TRIZ理論提供了科學(xué)而強(qiáng)大的工具體系,但是應(yīng)當(dāng)注意的是,TRIZ理論決不僅僅是各種創(chuàng)新工具的簡(jiǎn)單集合,而是一套全面而綜合的創(chuàng)新理論,且其本身仍處在不斷發(fā)展完善之中。要想全面掌握TRIZ理論并在實(shí)踐中靈活運(yùn)用,需要經(jīng)歷一個(gè)較長(zhǎng)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐過(guò)程,還要掌握正確的學(xué)習(xí)方法。
(1)堅(jiān)定學(xué)習(xí)信心。許多剛剛接觸TRIZ理論的人都會(huì)有這樣的感受:這個(gè)理論太復(fù)雜了、太難了,它不適合我所從事的專業(yè),我又不是搞發(fā)明創(chuàng)新的,學(xué)了也沒(méi)用??其實(shí)這些想法都是錯(cuò)誤的。當(dāng)今社會(huì)中,創(chuàng)新對(duì)于每個(gè)人來(lái)說(shuō)都是重要的,TRIZ理論也不是只有少數(shù)人才能學(xué)懂。TRIZ理論創(chuàng)始人有一個(gè)著名的論斷:發(fā)明問(wèn)題的解決并不需要多少新知識(shí),而是需要對(duì)現(xiàn)有知識(shí)進(jìn)行良好的組織。無(wú)論你學(xué)識(shí)如何,無(wú)論你從事的是什么行業(yè),你都會(huì)在TRIZ理論的學(xué)習(xí)中獲得豐厚的收獲,這些收獲將使你受益一生。
(2)正確認(rèn)識(shí)TRIZ理論。TRIZ理論源于技術(shù)系統(tǒng)的創(chuàng)新,對(duì)于解決技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新問(wèn)題有強(qiáng)大的支持能力。TRIZ理論的許多工具都可以應(yīng)用于非技術(shù)領(lǐng)域問(wèn)題的解決,但還需要一個(gè)進(jìn)一步完善的過(guò)程。應(yīng)當(dāng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題。
①TRIZ理論不是數(shù)學(xué)的、定量的理論,而是定性的理論。
②TRIZ理論僅僅是思維的工具,它服務(wù)于思維,而不取代思維。
③TRIZ理論是同創(chuàng)新能力和專業(yè)知識(shí)結(jié)合在一起的。
④TRIZ理論本身還未達(dá)到S曲線的成熟期。
⑤TRIZ理論并不排除其他創(chuàng)新方法,許多優(yōu)秀的創(chuàng)新思維方式和方法都可以和TRIZ理論有機(jī)結(jié)合。
(3)打破思維慣性,養(yǎng)成積極思維的良好習(xí)慣。創(chuàng)新的過(guò)程就是一個(gè)積極思維的過(guò)程,慣性思維是阻礙創(chuàng)新的枷鎖。TRIZ理論為人們提供了一系列打破思維慣性,積極思維的方法,如最終理想解、九屏幕法、小人法等,在創(chuàng)新實(shí)踐中要充分利用這些方法。
需要強(qiáng)調(diào)的是,要避免使用專業(yè)術(shù)語(yǔ)陳述問(wèn)題,這是TRIZ理論的“黃金”規(guī)則。應(yīng)該學(xué)會(huì)用非專業(yè)人員甚至學(xué)生都能理解,至少是高年級(jí)中學(xué)生都能看懂的“通俗”的書(shū)面方法描述任何問(wèn)題。如果不能用通俗語(yǔ)言表達(dá)出問(wèn)題所在,則證明問(wèn)題解決者本身沒(méi)有足夠全面和準(zhǔn)確地理解它。
(4)準(zhǔn)確把握TRIZ理論的核心與精髓。TRIZ理論認(rèn)為技術(shù)系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)的,不斷進(jìn)化的,有其自身的規(guī)律性。TRIZ理論在具體應(yīng)用中的三大核心點(diǎn)是理想解、矛盾和資源,它們貫穿于解決問(wèn)題的始終。在應(yīng)用TRIZ理論解決問(wèn)題時(shí),頭腦中應(yīng)時(shí)刻地問(wèn):最終理想解是什么?矛盾是什么?有什么可利用的資源?
(5)形象思維與圖解。在學(xué)習(xí)與應(yīng)用TRIZ理論過(guò)程中要做到抽象思維與形象思維的有機(jī)結(jié)合。直觀元素在創(chuàng)新實(shí)踐中始終發(fā)揮著重要作用,在TRIZ理論的讀物中,人們經(jīng)
常可以看到一些極具創(chuàng)意的情景漫畫(huà)。這些漫畫(huà)通過(guò)生動(dòng)的造型、夸張的表現(xiàn)手法和“超現(xiàn)實(shí)”的意境已經(jīng)為學(xué)習(xí)者創(chuàng)造了廣闊的遐想空間,對(duì)于激發(fā)創(chuàng)新思維具有很大的幫助作用。TRIZ理論非常重視“圖解”在創(chuàng)新發(fā)明過(guò)程中的運(yùn)用,每一個(gè)步驟都應(yīng)盡量繪出圖解,這對(duì)問(wèn)題的解決會(huì)有很大幫助。
(6)再發(fā)明。TRIZ理論是一門(mén)經(jīng)驗(yàn)科學(xué),經(jīng)驗(yàn)源于實(shí)踐,人們從沒(méi)有見(jiàn)過(guò)一個(gè)書(shū)法家只研究過(guò)一些書(shū)法理論和名帖,而從沒(méi)有上千次地進(jìn)行書(shū)寫(xiě)練習(xí)實(shí)踐;從沒(méi)有見(jiàn)過(guò)一個(gè)游泳冠軍只讀過(guò)基本訓(xùn)練教材,而沒(méi)有經(jīng)過(guò)多年的游泳訓(xùn)練。實(shí)踐TRIZ的最好方法就是“再發(fā)明”。再發(fā)明是TRIZ理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐的基礎(chǔ)手段。它是用TRIZ的理論、工具和模型對(duì)已知優(yōu)秀專利技術(shù)進(jìn)行分解和剖析,模擬發(fā)明過(guò)程的一種方法。
TRIZ理論在分析每一個(gè)現(xiàn)有發(fā)明時(shí),就看作是建立在TRIZ理論基礎(chǔ)上的。應(yīng)用TRIZ的方法對(duì)其進(jìn)行“重新發(fā)明”,以獲得經(jīng)驗(yàn),這個(gè)過(guò)程就是再發(fā)明。
再發(fā)明是著名TRIZ理論專家米哈伊爾·奧爾洛夫提出的,他認(rèn)為T(mén)RIZ理論教學(xué)和應(yīng)用的概念原理可以簡(jiǎn)單地表達(dá)為一個(gè)三段式:再發(fā)明、標(biāo)準(zhǔn)化和創(chuàng)新引導(dǎo)。所有TRIZ理論的經(jīng)驗(yàn)都來(lái)自于實(shí)踐,源于對(duì)實(shí)際發(fā)明和高效率創(chuàng)新解法的分析。再發(fā)明正是研究和萃取這些創(chuàng)新解法中最主要的探索過(guò)程。再發(fā)明有4個(gè)基本階段構(gòu)成:趨勢(shì)、簡(jiǎn)化、發(fā)明、延伸,它們共同構(gòu)成了發(fā)明Meta-算法。
(7)原理提取。所謂原理提取就是在研究現(xiàn)有發(fā)明時(shí),將其所應(yīng)用的TRIZ理論原理(不管該發(fā)明是否用了TRIZ理論)逐一提取出來(lái),并標(biāo)出主次。這是積累解決問(wèn)題經(jīng)驗(yàn)的最好方法之一。而不是例子本身,因?yàn)樗蟹椒ǖ牧α慷荚谟谒脑碇校谟陉U述用于解決問(wèn)題方法的能力。
(8)隨時(shí)記錄自己的心得和想法。記錄也是TRIZ理論的“黃金”規(guī)則。隨時(shí)作好記錄是一個(gè)良好的習(xí)慣,在學(xué)習(xí)和應(yīng)用TRIZ理論的過(guò)程中,要認(rèn)真記錄下自己的理解和產(chǎn)生的思路。
第二篇:TRIZ理論
TRIZ理論
[摘要] TRIZ由一位俄國(guó)學(xué)者阿利赫舒列爾及他的同事于1946年最先提出,最初是從二十萬(wàn)份專利中取出符合要求的四萬(wàn)份作為各種發(fā)明問(wèn)題的最有效的解。他們從這些最有效的解中抽象出了TRIZ解決發(fā)明問(wèn)題的基本方法,這些方法又可以普遍的適用于新出現(xiàn)的發(fā)明問(wèn)題,協(xié)助人們獲得這些發(fā)明問(wèn)題的最有效的解。
[關(guān)鍵詞]TRIZ創(chuàng)造
一.引言
目前中國(guó)制造業(yè)仍處于世界制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的中下游,其國(guó)際地位只體現(xiàn)在總數(shù)量上,而在質(zhì)量上與發(fā)達(dá)國(guó)家仍存在一定的差距。產(chǎn)品附加值低,特別是具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品比重較小,自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)。創(chuàng)新是企業(yè)具有不斷開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品和開(kāi)拓市能力的體現(xiàn)。創(chuàng)新是一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ),是體現(xiàn)綜合國(guó)力的重要因素,推動(dòng)著社會(huì)變革、發(fā)展和進(jìn)步。
建立起一整套系統(tǒng)化的、實(shí)用的、解決發(fā)明問(wèn)題的理論和方法體系—TRIZ,它是基于知識(shí)的、面向人的發(fā)明問(wèn)題解決系統(tǒng)化方法學(xué)。其核心思想:(1)無(wú)論是一個(gè)簡(jiǎn)單產(chǎn)品還是復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng),其核心技術(shù)的發(fā)展都是遵循著客觀的規(guī)律發(fā)展演變的,即具有客觀的進(jìn)化規(guī)律和模式;(2)各種技術(shù)難題和矛盾的不斷解決是推動(dòng)這種進(jìn)化過(guò)程的動(dòng)力;(3)技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展的理想狀態(tài)是用最少的資源實(shí)現(xiàn)最大效益的功能(目標(biāo))。TRIZ是一套以人為導(dǎo)向的知識(shí)系統(tǒng)之系統(tǒng)化創(chuàng)新問(wèn)題解決方法,它理論中的創(chuàng)造性思維方法一方面能夠有效地打破我們的思維定勢(shì),擴(kuò)展我們的創(chuàng)新思維能力,同時(shí)又提供了科學(xué)的問(wèn)題分析方法,保證我們按照合理的途徑尋求問(wèn)題的創(chuàng)新性解決辦法。
二TRIZ的起源
TRIZ的研究始于1946年,創(chuàng)始人為前蘇聯(lián)海軍工程師、發(fā)明家根里奇·阿奇舒勒。在蘇聯(lián)里海海軍專利事務(wù)局處理專利事務(wù)的數(shù)年中,阿奇舒勒發(fā)現(xiàn)僅僅從心理學(xué)角度并不能很好地揭示發(fā)明創(chuàng)造的客觀規(guī)律,他逐漸認(rèn)識(shí)到發(fā)明的實(shí)質(zhì)就是技術(shù)系統(tǒng)發(fā)生根本性變化,因此他將注意力轉(zhuǎn)移到對(duì)高水平發(fā)明專利的分析研究上,其主要目的是研究人類進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術(shù)難題過(guò)程中所遵循的科學(xué)原理和法則,并將之歸納總結(jié),形成能指導(dǎo)技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新的理論方法體系。
阿奇舒勒從來(lái)自于世界各地的20多萬(wàn)項(xiàng)專利中挑選了4萬(wàn)份發(fā)明專利開(kāi)始進(jìn)行嚴(yán)格的分析、篩選與統(tǒng)計(jì),并多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的科學(xué)原理、法則相結(jié)合。這一高難度、費(fèi)時(shí)費(fèi)力的艱苦工作奠定了TRIZ的理論基礎(chǔ),也為日后將要開(kāi)發(fā)的各種問(wèn)題解決工具奠定了基礎(chǔ)。自此,人們有了一種世界級(jí)的創(chuàng)新方法學(xué)——TRIZ。TRIZ與試錯(cuò)法、頭腦風(fēng)暴法以及其它的由前兩種方法演變得到的各種創(chuàng)新技法有著本質(zhì)上的區(qū)別。TRIZ成功地揭示了創(chuàng)造發(fā)明的內(nèi)在規(guī)律和原理,著力于澄清和強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)中存在的矛盾,而不是逃避矛盾,其目標(biāo)是完全解決矛盾,獲得理想化的最終結(jié)果,而不是采取折衷或者妥協(xié)的做法,而且它是基于技術(shù)的發(fā)展演化規(guī)律研究整個(gè)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程,而不再是隨機(jī)的行為。TRIZ是創(chuàng)新方法學(xué),有著成套的創(chuàng)新思維、方法和解題工具,不是一招一式的相對(duì)簡(jiǎn)單的創(chuàng)新技法。
創(chuàng)新不再僅僅依賴試錯(cuò)了!這是人類創(chuàng)新史上的一個(gè)重大突破。運(yùn)用TRIZ理論,可大大加快人們發(fā)明創(chuàng)造的進(jìn)程而且能得到高質(zhì)量的創(chuàng)新產(chǎn)品。TRIZ告
訴我們,任何領(lǐng)域的產(chǎn)品改進(jìn)、技術(shù)的變革與創(chuàng)新,都像生物系統(tǒng)一樣,都存在產(chǎn)生、生長(zhǎng)、成熟、衰老、滅亡的過(guò)程,是有規(guī)律可循的。人們?nèi)绻莆樟诉@些規(guī)律,就能能動(dòng)地進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)并能預(yù)測(cè)產(chǎn)品的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
三 TRIZ的發(fā)展
首先,TRIZ的發(fā)展方向:TRIZ是在前蘇聯(lián)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下形成的,企業(yè)間很難存在競(jìng)爭(zhēng),但是今天的企業(yè)不得不面臨殘酷激烈的競(jìng)爭(zhēng)。傳統(tǒng)TRIZ對(duì)于那些急于學(xué)習(xí)創(chuàng)新性方法的企業(yè)工程師來(lái)說(shuō),顯得過(guò)于龐雜。另外,傳統(tǒng)TRIZ還存在一些缺陷,如目前TRIZ知識(shí)庫(kù)中還沒(méi)有當(dāng)前十分風(fēng)行的信息技術(shù)和生物技術(shù)的成果。因此,為了適應(yīng)現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需要,TRIZ不得不面臨自身現(xiàn)代化的建設(shè)問(wèn)題,這是當(dāng)前國(guó)際上TRIZ研究的重點(diǎn)一。
其次,TRIZ自身的完善:TRIZ有4個(gè)發(fā)展方向:(1)技術(shù)起源和技術(shù)演化理論;(2)克服心理慣性的技術(shù);(3)分析、明確描述和解決發(fā)明問(wèn)題的技術(shù);
(4)指導(dǎo)建立技術(shù)功能和特定設(shè)計(jì)方法、技術(shù)和自然知識(shí)之間的關(guān)系。
再次,TRIZ與其它方法的集成:TRIZ主要是解決設(shè)計(jì)中如何做的問(wèn)題,對(duì)設(shè)計(jì)中做什么的問(wèn)題未能給出合適的工具。大量的工程實(shí)例表明,TRIZ的出發(fā)點(diǎn)是借助于經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的沖突,沖突發(fā)現(xiàn)的過(guò)程也是通過(guò)對(duì)問(wèn)題的定性描述來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此,如何將TRIZ與其他設(shè)計(jì)方法相結(jié)合,以彌補(bǔ)TRIZ的不足,已經(jīng)成為設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重要研究方向。
四關(guān)于TRIZ的幾種發(fā)展模式
1、III(Ideation International Inc)模式
來(lái)自于前蘇聯(lián)的TRIZ學(xué)校的專家們認(rèn)為, TRIZ的許多方法分支太多,也過(guò)于復(fù)雜,因此必須提供一些方法和過(guò)程作為分析這些問(wèn)題方法的統(tǒng)一入口。
根據(jù)有害和有用影響的區(qū)分,手工繪出問(wèn)題中各部分因果關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖,利用軟件工具對(duì)圖中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠自動(dòng)列出問(wèn)題的看法或者解決方法意見(jiàn)。每一個(gè)看法為使用者推薦了合適的傳統(tǒng)TRIZ工具。III模式還開(kāi)發(fā)了“創(chuàng)新環(huán)境調(diào)查問(wèn)卷”以及預(yù)期失效判定和演變指導(dǎo)。III模式的主要不足是得出的看法通常是節(jié)點(diǎn)的 3~4倍,對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題有時(shí)會(huì)顯得非常冗長(zhǎng)。
2、2、IMC模式。
IMC公司是由前蘇聯(lián)人工智能和TRIZ專家Tsourilov博士移民到美國(guó)后創(chuàng)建的。為了解決具有技術(shù)和物理矛盾的“困難”工程問(wèn)題,IMC努力將解決矛盾的創(chuàng)新原則、分隔原則、效果庫(kù)等知識(shí)庫(kù)工具集成為軟件TechOptimizer。由于引入了相應(yīng)的現(xiàn)代軟件開(kāi)發(fā)和人工智能技術(shù),該軟件具有容易使用與界面友好的特點(diǎn)。該軟件分為2個(gè)集合,包括5個(gè)模塊。集合1:原則模塊、預(yù)測(cè)模塊、效果模塊;集合2:TechOptimizer模塊、特征轉(zhuǎn)換模塊。原則模塊負(fù)責(zé)從知識(shí)庫(kù)給出類似的例子消除矛盾,效果模塊允許從專利數(shù)據(jù)庫(kù)獲取類似的物理、化學(xué)和地理成果,而預(yù)測(cè)模塊則是參照其演化趨勢(shì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的 22個(gè)演化趨勢(shì)和200多個(gè)分模式對(duì)問(wèn)題得出未來(lái)的解決方法。集合2個(gè)模塊則負(fù)責(zé)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析,使問(wèn)題清晰化。
3、SIT/USIT模式
SIT(Systematic Inventive Thinking)模式原由移民到以色列的TRIZ專家Filkosky在1980年左右創(chuàng)立,目的是簡(jiǎn)化TRIZ以便使其被更多人接受。1995年福特公司Sickafus博士將SIT模式進(jìn)行結(jié)構(gòu)化形成USIT(Unified Strctured Inventive Thinking)模式,該模式能幫助公司工程師短時(shí)間內(nèi)(3天培訓(xùn)期)接受和掌握TRIZ,為實(shí)際問(wèn)題在概念產(chǎn)生階段快速地產(chǎn)生多種解決方法),USIT
將TRIZ設(shè)計(jì)過(guò)程分為3 個(gè)階段:?jiǎn)栴}定義、問(wèn)題分析和概念產(chǎn)生,它將解決方法概念的產(chǎn)生簡(jiǎn)化為只有4種技術(shù)(屬性維度化、對(duì)象復(fù)數(shù)化、功能分布法和功能變換法),而不需要采用知識(shí)庫(kù)或計(jì)算機(jī)軟件。但USIT解決問(wèn)題的好壞依賴于問(wèn)題解決人員知識(shí)的廣度和深度。
4、RLI(Renaissanoe Leedership Instiute)模式
該模式是由RLI公司的分支機(jī)構(gòu)Leonadnda Vinci研究院的一些專家開(kāi)發(fā)的。RLI模式對(duì)TRIZ的貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在:(1)針對(duì)TRIZ的復(fù)雜性,開(kāi)發(fā)了8個(gè)解決問(wèn)題的算法;(2)針對(duì)物質(zhì)場(chǎng)分析工具存在的缺陷,提出運(yùn)用三元代替物質(zhì)場(chǎng)的三元分析法(Triad Analysis),并其結(jié)合到所開(kāi)發(fā)的8個(gè)發(fā)明算法中。
五. TRIZ的基本理論
TRIZ意譯為發(fā)明問(wèn)題的解決理論。TRIZ理論成功地揭示了創(chuàng)造發(fā)明的內(nèi)在規(guī)律和原理,著力于澄清和強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)中存在的矛盾,其目標(biāo)是完全解決矛盾,獲得最終的理想解。它不是采取折衷或者妥協(xié)的做法,而且它是基于技術(shù)的發(fā)展演化規(guī)律研究整個(gè)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程,而不再是隨機(jī)的行為。實(shí)踐證明,運(yùn)用TRIZ理論,可大大加快人們創(chuàng)造發(fā)明的進(jìn)程而且能得到高質(zhì)量的創(chuàng)新產(chǎn)品。
六.利用TRIZ解決問(wèn)題的過(guò)程
TRIZ方法論的主要思想是,對(duì)于一個(gè)具體問(wèn)題,無(wú)法直接找到對(duì)應(yīng)解,那么,先將此問(wèn)題轉(zhuǎn)換并表達(dá)為一個(gè)TRIZ的問(wèn)題,然后利用TRIZ體系中的理論和工具方法得到TRIZ的通用解,最后將TRIZ通用解轉(zhuǎn)化為具體問(wèn)題的解,并在實(shí)際問(wèn)題中加以實(shí)現(xiàn),最終獲得問(wèn)題的解決。應(yīng)用TRIZ解決問(wèn)題的一般流程如圖1所示。首先要對(duì)一個(gè)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行仔細(xì)的分析并加以定義;然后根據(jù)TRIZ提供的方法,將所需解決的實(shí)際問(wèn)題歸納為一個(gè)類似的TRIZ標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題模型;接著,針對(duì)不同的標(biāo)準(zhǔn)解決方案模型,應(yīng)用TRIZ已總結(jié)歸納出的類似是標(biāo)準(zhǔn)解決方法,找到對(duì)應(yīng)的TRIZ標(biāo)準(zhǔn)解決方案模型;最后,把這些類似的解決方案模型,應(yīng)用到具體的問(wèn)題
之中,演繹得到問(wèn)題的最終解決方法。
【參考文獻(xiàn)】
1.王樹(shù)才,吳曉機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)
2.
第三篇:triz理論
問(wèn)題描述:某企業(yè)需要生產(chǎn)大量的、各種形狀的玻璃板。首先,工人們將玻璃板切成長(zhǎng)方形,然后根據(jù)客戶要求,加工成一定的形狀。然而,在加工過(guò)程中,容易出現(xiàn)玻璃破碎現(xiàn)象,因?yàn)?/p>
薄板玻璃受力時(shí)很容易斷裂,而且玻璃的厚度是客戶訂單上要求的,不能更改。
請(qǐng)大家從自身認(rèn)識(shí)的角度討論一下看看怎么解決這個(gè)問(wèn)題!
然后我把用TRIZ理論解決問(wèn)題的過(guò)程簡(jiǎn)單給大家介紹一下!當(dāng)然,實(shí)際遇到的問(wèn)題可能比這個(gè)復(fù)雜得多!
那么應(yīng)用TRIZ如何來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題呢?
第1步:確定技術(shù)參數(shù)
現(xiàn)在存在的問(wèn)題是:薄板玻璃在加工過(guò)程中受力的作用,由于薄板玻璃無(wú)法承受該力的作用而發(fā)生破碎,這是欲改善的特性。
對(duì)應(yīng)到通用技術(shù)參數(shù),選擇“32可制造性”,以此作為改善的參數(shù)。為了避免發(fā)生玻璃破碎的現(xiàn)象,工人們?cè)诩庸み^(guò)程中必須要非常小心。因此,在薄板玻璃加工過(guò)程中,對(duì)薄板玻璃的加工操作就要進(jìn)行嚴(yán)格的控制,保證玻璃受力不超過(guò)極限,這就是被惡化的特性。對(duì)應(yīng)到通用技術(shù)參數(shù)中選擇“33操作流程的方便性”,以此作為
被惡化的參數(shù)。
第2步:查找TRlZ矛盾矩陣
欲改善的參數(shù):32可制造性。
被惡化的參數(shù):33操作流程的方便性。
查找TRIZ矛盾矩陣,從矩陣表查找32和33對(duì)應(yīng)的方格,得到方格中推薦的發(fā)明原理序號(hào)共4個(gè),分別是:2,5,13,16。與前面發(fā)明原理序號(hào)對(duì)應(yīng),得到這4條發(fā)明原理依次是:
2一抽取。
5一組合合并。
13-反向作用。
16一未達(dá)到或過(guò)度的作用。C, ^(Q1 K: X' N1 o$ D9 ~& [$ y
第3步:發(fā)明原理的分析
2一抽取。此原理體現(xiàn)在2個(gè)方面:1)將物體中“負(fù)面”的部分或特性抽取出來(lái);
2)只從物體中抽取必要的部分或特性。此原理對(duì)問(wèn)題的徹底解決貢獻(xiàn)有限。
5一組合合并。此原理體現(xiàn)在2個(gè)方面:1)合并空間上的同類或相鄰的物體或操作;2)合并時(shí)間上的同類或相鄰的物體或操作。
此原理對(duì)問(wèn)題的徹底解決貢獻(xiàn)最大。
13一反向作用。此原理體現(xiàn)在3個(gè)方面:1)顛倒過(guò)去解決問(wèn)題的方法;2)使物體的活動(dòng)部分改變?yōu)楣潭ǖ模尮潭ǖ牟糠肿優(yōu)榛顒?dòng)的;3)翻轉(zhuǎn)物體(或過(guò)程)。此原理對(duì)問(wèn)題的徹底解決貢獻(xiàn)有限。
16一未達(dá)到或過(guò)度的作用。主要體現(xiàn)在現(xiàn)有的方法難以完成對(duì)象的100%,可用同樣的方法完成“稍少”或“稍多”一點(diǎn),使問(wèn)題簡(jiǎn)化。此原理對(duì)問(wèn)題的徹底解決貢獻(xiàn)有限。
第4步:發(fā)明原理應(yīng)用,綜合以上4條發(fā)明原理的分析,組合合并是最具有價(jià)值的發(fā)明原理。
解決方案:將多層薄板玻璃疊放在一起,從而形成一疊玻璃,而且事先在每層玻璃面上灑一層水或涂一層油,以保證堆疊后的玻璃間
可以形成相當(dāng)強(qiáng)的粘附力。一疊玻璃的強(qiáng)度會(huì)遠(yuǎn)大于單層玻璃的強(qiáng)度,在加工中就可以承受較大的力的作用,從而改善了薄板玻璃的可制造性。當(dāng)加工完成后,再分開(kāi)每層玻璃,從而獲得了客戶要求的產(chǎn)品。
恩,這種方法可行,但如果單純幾塊玻璃疊加的話,你無(wú)法保證玻璃不發(fā)生滑動(dòng),所以,還得采用一些其他的手段!疊加在一塊是核心!論壇里高手如云,這種小例子,獻(xiàn)丑了!
是往里面添加一些東西,但是只要用水就可以,大家可以做一下實(shí)驗(yàn),兩塊玻璃中間有水,我們是比較難分開(kāi)的,這也是玻璃運(yùn)輸?shù)囊环N方法!要強(qiáng)調(diào)的有幾點(diǎn):
1、對(duì)于我們的解題方式,沒(méi)有規(guī)律可循,想到了就是想到了,想不到就是想不到
2、解題的步驟沒(méi)有過(guò)程,復(fù)制性差;
3、如果轉(zhuǎn)換成相對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題,我們?nèi)绾谓鉀Q?
這些就是TRIZ理論能解決的問(wèn)題的一部分!
矛盾矩陣是TRIZ理論中的一個(gè)工具,通過(guò)對(duì)大量專利技術(shù)的總結(jié)研究,歸納出39中常用的技術(shù)參數(shù),將這39個(gè)技術(shù)參數(shù)作為坐標(biāo),橫坐標(biāo)是技術(shù)系統(tǒng)的該
表引起有利變化的參數(shù),縱坐標(biāo)是惡化的參數(shù)!找到二者的焦點(diǎn)后,會(huì)對(duì)應(yīng)解決這類矛盾常用的原理……大體是這樣!
目前是有計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新軟件的,但是做不到自動(dòng)推理的級(jí)別!因?yàn)閯?chuàng)新畢竟是人腦的一個(gè)思維活動(dòng),計(jì)算機(jī)只能按照TRIZ理論來(lái)引導(dǎo)你進(jìn)行下一步的動(dòng)作,卻無(wú)法自動(dòng)推理!
其實(shí)很好懂,就是總結(jié)專利技術(shù)的發(fā)展規(guī)律得出來(lái)的一些套路。然后后人想搞創(chuàng)新,可以先從這些套路找矛盾點(diǎn),解決一個(gè)矛盾就是前進(jìn)一步,然后進(jìn)入下一個(gè)矛盾點(diǎn)。TRIZ理論指出路,但是路上面的河流和山要自己去翻!
TRIZ本身是一種理論,教給你如何突破慣性思維,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題,預(yù)測(cè)產(chǎn)品未來(lái)!
TRIZ理論概況
TRIZ理論可以成功地揭示創(chuàng)造發(fā)明的內(nèi)在規(guī)律和原理,著力于澄清和強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)中存在的矛盾,其目標(biāo)是完全解決矛盾,獲得最終的理想解。運(yùn)用TRIZ理論能夠突破思維障礙,打破思維定勢(shì),最主要的是可加速和規(guī)范創(chuàng)新的進(jìn)程。它能夠幫助我們系統(tǒng)地分析問(wèn)題,快速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題本質(zhì)或者矛盾,并能夠準(zhǔn)確確定問(wèn)題探索方向。
TRIZ解決發(fā)明問(wèn)題的基本思路是:(1)定義和描述具體問(wèn)題,根據(jù)所選定的TRIZ工具或者工具組合,將具體問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)化;(2)將標(biāo)準(zhǔn)化的具體問(wèn)題抽象化;(3)尋找抽象化問(wèn)題的解決方案,(4)將抽象化的解決方案根據(jù)具體問(wèn)題轉(zhuǎn)換為具體解決方案,即具體的技術(shù)創(chuàng)新方案。TRIZ工具包含:(1)40個(gè)創(chuàng)新原理和技術(shù)矛盾解決矩陣;(2)發(fā)明問(wèn)題解決算法,(3)發(fā)明問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)解法和物——場(chǎng)分析法,(4)S曲線和技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則;(5)最終理想解,(6)侏儒模型建模。(7)物理效應(yīng)和現(xiàn)象、幾何和化學(xué)效應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)。
而TRIZ現(xiàn)今已被認(rèn)為是解決問(wèn)題的科學(xué)方法論,即研究和應(yīng)用解決問(wèn)題所遵循的客觀規(guī)律的方法。這些方法中是否有最基本的原理?我相信很多人在學(xué)習(xí)TRIZ的時(shí)候會(huì)問(wèn)這個(gè)問(wèn)題。其實(shí)從TRIZ的目標(biāo),或TRIZ這種方法學(xué)的歷史使命看,它是要發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題的規(guī)律,并成功應(yīng)用規(guī)律。而人類的發(fā)展的每一天都遇到無(wú)數(shù)的問(wèn)題,解決問(wèn)題成了人們的日常生活,解決問(wèn)題的規(guī)律肯定古已有之并已經(jīng)沿用了幾千幾萬(wàn)年,這些本源的規(guī)律相信我們今天依然在應(yīng)用,也永不過(guò)時(shí),就像上述的物理定律一樣。通過(guò)我的思考和感悟,發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)解決問(wèn)題的本源的原理,相信大家將其銘刻在心,在任何問(wèn)題中用這些原理去考慮,肯定會(huì)有些收獲。
說(shuō)了很多廢話,言歸正傳,本人發(fā)現(xiàn)的這幾個(gè)規(guī)律是:分類,分層,分步,關(guān)聯(lián)。當(dāng)然這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。但目前我發(fā)現(xiàn)的就這么多。
大家看了肯定笑了,哈哈,以為是什么呢!老生常談,沒(méi)有新意。都是常用的東西。不說(shuō)我也知道。沒(méi)錯(cuò)。鄙人認(rèn)為真正的規(guī)律肯定是沒(méi)有新意的。這些規(guī)律早就存在著,并為大家早已熟悉,就像樹(shù)上掉下的蘋(píng)果,就像破了底的雞蛋可以站立一樣為大家所熟悉。您可能問(wèn)了,那你干嘛還要將它們提出來(lái)呢?因?yàn)槲艺J(rèn)為很多人忽視了這些最常用的規(guī)律。而將這些已知的、常用的、同時(shí)也是被忽視的規(guī)律從塵封中提出來(lái),拍掉灰塵和蜘蛛網(wǎng),呈現(xiàn)給大家,我認(rèn)為這是每個(gè)研究TRIZ規(guī)律,研究解決問(wèn)題規(guī)律的人應(yīng)該做的事。
相信很多人下一個(gè)問(wèn)題是:這幾個(gè)(目前是四個(gè))所謂規(guī)律真的那么本源嗎?有何特殊之處?
那么我來(lái)一一解釋,不管您同意與否,希望對(duì)您有所幫助,如果大家都來(lái)思考這個(gè)問(wèn)題,我這篇文章的目的也就達(dá)到了。
首先,說(shuō)一下分類、分層和分步。這三個(gè)規(guī)律其實(shí)是在解決一件事情,就是以層次的觀念處理問(wèn)題。分類是從寬度、分層是從深度、分步是從時(shí)間上處理問(wèn)題。我們常說(shuō),眉毛胡子一把抓,試想眉毛和胡子距離遠(yuǎn),長(zhǎng)短不一,粗細(xì)不一,真要一把抓還真沒(méi)法抓。所以很多事情都是因?yàn)橥淮鲈斐傻摹.?dāng)然,同一待遇是有原因的,就是圖省事,圖省錢(qián)。這就是一個(gè)矛盾。但是規(guī)律在這里,誰(shuí)也避不過(guò),為了解決問(wèn)題,就必須分層次、分類別、分步驟的區(qū)別待遇。因此我們看到,分層、分類、分步就像窗戶一樣,按照這個(gè)思路辦事,就是按照規(guī)律辦事,就能辦成事。
再說(shuō)關(guān)聯(lián)。哲學(xué)上講,事物是普遍聯(lián)系的。這還真不是空話。當(dāng)大家遇到問(wèn)題時(shí),請(qǐng)默念這句話,相信會(huì)有所啟迪。我們講本體論是時(shí)候講到事物間的聯(lián)系,那其實(shí)只是一種關(guān)聯(lián)。我們講蝴蝶效應(yīng)感覺(jué)很玄,那也只是一種關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)無(wú)處不在無(wú)時(shí)不在,其重要性相信不需要我在此廢話了。直到目前我寫(xiě)專利,有個(gè)心得就是:除了把主要的構(gòu)成要素說(shuō)清楚(說(shuō)清楚的過(guò)程中要應(yīng)用分層、分類、分步的規(guī)律)外,最重要的就是說(shuō)清這些要素的相互關(guān)系,即關(guān)聯(lián)。如果是機(jī)械類的,要說(shuō)清組件之間的連接關(guān)系;如果是電子類的,就說(shuō)清模塊間的連接關(guān)系;如果是系統(tǒng),就說(shuō)清各個(gè)功能單元間的聯(lián)系(當(dāng)然說(shuō)這些聯(lián)系的時(shí)候,也要應(yīng)用分層、分類、分步的規(guī)律;特別是方法類專利,一定要用分步的方法說(shuō)明哪個(gè)在先,哪個(gè)在后)。
總之,世間萬(wàn)物至少脫不了上述的四個(gè)規(guī)律。那么可能您會(huì)問(wèn),既然分類、分層、分步都是解決的以層次的觀念處理問(wèn)題這一件事情,為何要分成3個(gè)規(guī)律來(lái)說(shuō)呢?因?yàn)門(mén)RIZ還有個(gè)特點(diǎn)是實(shí)用性,我覺(jué)得這是TRIZ的精髓之一。只說(shuō)“以層次的觀念處理問(wèn)題”是很抽象的,而這些本源的規(guī)律應(yīng)該是具體的可操作的。于是大家看到我總結(jié)的所謂“本源的規(guī)律”的兩個(gè)特點(diǎn)是:1.足夠本源,適應(yīng)于萬(wàn)事萬(wàn)物;2.足夠?qū)嵱茫屓魏斡谐WR(shí)的人看了就能用。寫(xiě)出這些隨想的目的,正如本文一直強(qiáng)調(diào)的,不是設(shè)立一種標(biāo)準(zhǔn),而是希望越來(lái)越多的人開(kāi)始考慮創(chuàng)新的規(guī)律,挖掘真正的規(guī)律,并且勇于說(shuō)出來(lái)。我是個(gè)實(shí)用主義者,我希望自己的文字沒(méi)有浪費(fèi)大家的時(shí)間,我也歡迎大家的批評(píng)。我相信大家的批評(píng)和討論是對(duì)于研究和應(yīng)用TRIZ規(guī)律的有力推動(dòng)。姑且也將這些不成熟的想法歸于TRIZ之中吧。希望TRIZ真的如其原來(lái)的意義:發(fā)明問(wèn)題解決理論。
第四篇:關(guān)于TRIZ理論
關(guān)于TRIZ理論
黎志強(qiáng) 10機(jī)電5班 1010100710
(湖北工業(yè)大學(xué),武漢430068;)
[摘要] 21世紀(jì)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)日益激烈,重視創(chuàng)新設(shè)計(jì)是增加機(jī)械產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的根本途徑。傳統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法是利用頭腦風(fēng)暴法或試錯(cuò)法,但這些方法可視為設(shè)計(jì)人員的藝術(shù)創(chuàng)作,創(chuàng)新的程度與成敗主要取決于設(shè)計(jì)者的靈感和經(jīng)驗(yàn),當(dāng)問(wèn)題的解決方案超出了一個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)領(lǐng)域時(shí),頭腦風(fēng)暴法和試錯(cuò)法往往顯得無(wú)能為力。起源于前蘇聯(lián)的發(fā)明問(wèn)題解決理論—TRIZ理論是指導(dǎo)創(chuàng)新活動(dòng)的重要理論之一,它可以幫助設(shè)計(jì)者在方案設(shè)計(jì)階段迅速地產(chǎn)生個(gè)具有創(chuàng)造性的新概念,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速創(chuàng)新。21世紀(jì)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)日益激烈,重視創(chuàng)新設(shè)計(jì)是增加機(jī)械產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的根本途徑。傳統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法是利用頭腦風(fēng)暴法或試錯(cuò)法,但這些方法可視為設(shè)計(jì)人員的藝術(shù)創(chuàng)作,創(chuàng)新的程度與成敗主要取決于設(shè)計(jì)者的靈感和經(jīng)驗(yàn),當(dāng)問(wèn)題的解決方案超出了一個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)領(lǐng)域時(shí),頭腦風(fēng)暴法和試錯(cuò)法往往顯得無(wú)能為力。起源于前蘇聯(lián)的發(fā)明問(wèn)題解決理論—TRIZ理論是指導(dǎo)創(chuàng)新活動(dòng)的重要理論之一,它可以幫助設(shè)計(jì)者在方案設(shè)計(jì)階段迅速地產(chǎn)生個(gè)具有創(chuàng)造性的新概念,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速創(chuàng)新。
[關(guān)鍵詞] TRIZ理論;創(chuàng)新設(shè)計(jì);沖突解決原理
[中圖分類號(hào)][文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]:文章編號(hào):
1TRIZ 理論
TRIZ是俄文“發(fā)明問(wèn)題解決理論”的俄文簡(jiǎn)稱。該理論是前蘇聯(lián)G..S.Altshuler及其領(lǐng)導(dǎo)的一批研究人員,在分析研究世界各國(guó)250萬(wàn)件專利的基礎(chǔ)上,提煉出的一套解決復(fù)雜技術(shù)問(wèn)題的系統(tǒng)方法。主要目的是研究人類進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術(shù)難題過(guò)程中所遵循的科學(xué)原理和法則TRIZ理論是基于知識(shí)、面向人的發(fā)明問(wèn)題解決系統(tǒng)化方法學(xué),且適用于各行業(yè)。1.1 TRIZ理論的主要內(nèi)容
TRIZ理論是由解決技術(shù)問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新開(kāi)發(fā)的各種方法、算法組成的綜合理淪體系,其主要內(nèi)容包括:技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則、40個(gè)發(fā)明創(chuàng)造原理,39項(xiàng)技術(shù)特性、沖突矩陣、物質(zhì)一場(chǎng)分析、76個(gè)發(fā)明問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)解決方法、發(fā)明問(wèn)題解決算法(ARIZ)以及工程效應(yīng)知識(shí)庫(kù)等。1.2 沖突解決原理
(1)沖突的定義
無(wú)論是新產(chǎn)品設(shè)計(jì)還是已有產(chǎn)品的改進(jìn),設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中首先要保證或提
高產(chǎn)品的某些性能,但這種提高往往會(huì)影響
到產(chǎn)品其它的內(nèi)部性能。如果這些影響是負(fù)面的,則設(shè)計(jì)出現(xiàn)了沖突。
TRIZ理論認(rèn)為,產(chǎn)品創(chuàng)新的標(biāo)志是解決或移走設(shè)計(jì)中的沖突而產(chǎn)生新的有競(jìng)爭(zhēng)力的解,沒(méi)有克服沖突的解并不是創(chuàng)新設(shè)計(jì)。沖突的種類很多,與產(chǎn)品創(chuàng)新相關(guān)的沖突分為3類,即物理沖突、技術(shù)沖突及管理沖突。
(2)技術(shù)沖突及其解決原理
技術(shù)沖突是指?jìng)鹘y(tǒng)設(shè)計(jì)中的折中,即由于系統(tǒng)本身某一部份的影響,所需的狀態(tài)不能實(shí)現(xiàn),技術(shù)沖突常表現(xiàn)為一個(gè)系統(tǒng)中兩個(gè)子系統(tǒng)之問(wèn)的矛盾。例如斜拉橋,希望提高橋的承重重量,但重量太大可能超過(guò)橋的強(qiáng)度范圍,降低橋的安全性。
Altshuller通過(guò)對(duì)250萬(wàn)件專利的詳細(xì)研究,提出用39個(gè)技術(shù)特性來(lái)描述沖突。在解決實(shí)際沖突時(shí),把組成沖突的兩個(gè)內(nèi)部性能用39個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)特性進(jìn)行表示,即把實(shí)際工程沖突轉(zhuǎn)化為一般的或標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)沖突(具體技術(shù)特性見(jiàn)參考文獻(xiàn)3)在此基礎(chǔ)上,Altshuler又給出了40個(gè)發(fā)明創(chuàng)造原
理,實(shí)踐證明這些原理對(duì)于指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員的發(fā)明創(chuàng)造具有重要作用。
通過(guò)多年的研究、分析和比較,Altshuller將39個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)特性與40條發(fā)明創(chuàng)造原理建立了對(duì)應(yīng)關(guān)系。提出了合理選用發(fā)明原理的重要工具— 沖突解決矩陣。
沖突解決矩陣為40行40列的一個(gè)矩陣,其中第1行和第1列為順序排列的39個(gè)描述沖突的技術(shù)特性序號(hào);其余39行和39列形成一個(gè)矩陣,其元素為數(shù)字或?yàn)榭眨@些數(shù)字表示40條發(fā)明原理中推薦采用的原理序號(hào)。矩陣中行描述的技術(shù)特性為沖突中惡化的一方。列代表改善的一方。
(3)物理沖突及其解決原理
物理沖突是指系統(tǒng)同一部分或參數(shù)提出完全相反的要求。即對(duì)一個(gè)系統(tǒng)同時(shí)提出相反的要求就出現(xiàn)了物理矛盾。例如鋼筆的筆尖應(yīng)很細(xì)以便畫(huà)出細(xì)線,但細(xì)筆尖易劃破紙。
物理沖突的解決方法一直是TRIZ的研究重點(diǎn),Altshuller,Glazunov,Savransky曾提出了多種解決方法。現(xiàn)在TRIZ理論在總結(jié)上述研究方法的基礎(chǔ)上,提出4種分離原理來(lái)解決物理沖突,即:空間分離、時(shí)間分離、基于條件的分離、和整體和部分的分離。
英國(guó)Bath大學(xué)的Mann通過(guò)研究提出,解決物理沖突的分離原理和解決技術(shù)沖突的發(fā)明原理之間存在關(guān)系,對(duì)于一條分離原理,可以有多條發(fā)明原理與之對(duì)應(yīng)。
只要能確定物理沖突及分離原理的類型,40條發(fā)明原理及發(fā)明原理的工程實(shí)例可幫助設(shè)計(jì)人員盡快確定新的設(shè)計(jì)概念。
(4)沖突分析和解決的一般過(guò)程
Altshuller所提出的TRIZ理論采用科學(xué)的思維方式,即采用一系列的工具,先將特定的問(wèn)題抽象成為標(biāo)準(zhǔn)的或一般的問(wèn)題,然后采用標(biāo)準(zhǔn)的方法解決,最后得到特定的解。
TRIZ解決設(shè)計(jì)問(wèn)題的一般過(guò)程如圖:
2TRIZ的發(fā)展
首先,TRIZ的發(fā)展方向:TRIZ是在前蘇聯(lián)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下形成的,企業(yè)間很難存在競(jìng)爭(zhēng),但是今天的企業(yè)不得不面臨殘酷激烈的競(jìng)爭(zhēng)。傳統(tǒng)TRIZ對(duì)于那些急于學(xué)習(xí)創(chuàng)新性方法的企業(yè)工程師來(lái)說(shuō),顯得過(guò)于龐雜。另外,傳統(tǒng)TRIZ還存在一些缺陷,如目前TRIZ知識(shí)庫(kù)中還沒(méi)有當(dāng)前十分風(fēng)行的信息技術(shù)和生物技術(shù)的成果。因此,為了適應(yīng)現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需要,TRIZ不得不面臨自身現(xiàn)代化的建設(shè)問(wèn)題,這是當(dāng)前國(guó)際上TRIZ研究的重點(diǎn)一。
其次,TRIZ自身的完善:TRIZ有4個(gè)發(fā)展方向:(1)技術(shù)起源和技術(shù)演化理論;(2)克服心理慣性的技術(shù);(3)分析、明確描述和解決發(fā)明問(wèn)題的技術(shù);(4)指導(dǎo)建立技術(shù)功能和特定設(shè)計(jì)方法、技術(shù)和自然知識(shí)之間的關(guān)系。
再次,TRIZ與其它方法的集成:TRIZ主要是解決設(shè)計(jì)中如何做的問(wèn)題,對(duì)設(shè)計(jì)中做什么的問(wèn)題未能給出合適的工具。大量的工程實(shí)例表明,TRIZ的出發(fā)點(diǎn)是借助于經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的沖突,沖突發(fā)現(xiàn)的過(guò)程也是通過(guò)對(duì)問(wèn)題的定性描述來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此,如何將TRIZ與其他設(shè)計(jì)方法相結(jié)合,以彌補(bǔ)TRIZ的不足,已經(jīng)成為設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重要研究方向。
3TRIZ理論在中國(guó)
TRIZ理論引入中國(guó)盡管時(shí)間很短,但它已經(jīng)逐漸得到國(guó)內(nèi)諸多科研結(jié)構(gòu)、公司和專家的重視,在以TRIZ理論為核心的創(chuàng)新方法與技術(shù)研究應(yīng)用方面,走在前列的是我國(guó)的億維訊科技有限公司。該公司是一家從事計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新技術(shù)及技術(shù)咨詢的高新技術(shù)企業(yè),他們的創(chuàng)新技術(shù)研究水平目前已
經(jīng)處于世界前列。他們將創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)中心設(shè)在世界創(chuàng)新技術(shù)理論和應(yīng)用研究的發(fā)源地——白俄羅斯的明斯克,那里有數(shù)百名創(chuàng)新技術(shù)理論專家,是當(dāng)今創(chuàng)新技術(shù)研究的領(lǐng)跑者;在中國(guó)則設(shè)有行業(yè)創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)中,著力于創(chuàng)新技術(shù)在以中國(guó)為中心的工程技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣。他們提供的一套完整的計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新解決方案,正在國(guó)內(nèi)諸多科研院所和大型企業(yè)研究機(jī)構(gòu)發(fā)揮作用,為快速提升我們創(chuàng)新技術(shù)水平提供技術(shù)上的支持。4結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)機(jī)械制造業(yè)普遍存在產(chǎn)品落后、技術(shù)創(chuàng)新能力不足、市場(chǎng)低迷等情況,關(guān)鍵在于企業(yè)缺乏快速響應(yīng)市場(chǎng)的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及制造技術(shù)創(chuàng)新的機(jī)制和能力。特別是我國(guó)廣大的中小型企業(yè)新產(chǎn)品更新開(kāi)發(fā)能力差、資金匱乏,迫切需要獲得新產(chǎn)品具體開(kāi)發(fā)技術(shù)的支持。而THIZ理論和基于TRIZ理論的計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新技術(shù)的研究和應(yīng)用,以其良好的可操作性、系統(tǒng)性和實(shí)用性順應(yīng)了我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的技術(shù)需求,具有廣闊的應(yīng)用前景,勢(shì)必會(huì)對(duì)我國(guó)的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新帶來(lái)全新的機(jī)遇,推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)步入世界先進(jìn)行列。
我國(guó)機(jī)械制造業(yè)普遍存在產(chǎn)品落后、技術(shù)創(chuàng)新能力不足、市場(chǎng)低迷等情況,關(guān)鍵在于企業(yè)缺乏快速響應(yīng)市場(chǎng)的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及制造技術(shù)創(chuàng)新的機(jī)制和能力。特別是我國(guó)廣大的中小型企業(yè)新產(chǎn)品更新開(kāi)發(fā)能力差、資金匱乏,迫切需要獲得新產(chǎn)品具體開(kāi)發(fā)技術(shù)的支持。而THIZ理論和基于TRIZ理論的計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新技術(shù)的研究和應(yīng)用,以其良好的可操作性、系統(tǒng)性和實(shí)用性順應(yīng)了我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的技術(shù)需求,具有廣闊的應(yīng)用前景,勢(shì)必會(huì)對(duì)我國(guó)的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新帶來(lái)全新的機(jī)遇,推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)步入世界先進(jìn)行列。
參考文獻(xiàn)
[1] 張春林.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)[M].第2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.9:175-192.[2] 劉桂濤.TRIZ 中技術(shù)矛盾解決矩陣的應(yīng)用[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2007(8).[3] 鄭稱德.TRIZ的產(chǎn)生及其理論體系[J].科技進(jìn)步理論,2002(1).[4] 劉訓(xùn)濤.TRIZ理論研究與礦山機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的啟示[J].黑龍江科技學(xué)院學(xué)報(bào),2009(5).
第五篇:TRIZ相關(guān)方法理論
物理矛盾一般來(lái)說(shuō)有2種表現(xiàn):
一是系統(tǒng)中有害性能降低的同時(shí)導(dǎo)致該子系統(tǒng)中有用性能的降低。
二是系統(tǒng)中有用性能增強(qiáng)的同時(shí)導(dǎo)致該子系統(tǒng)中有害性能的增強(qiáng)。
【技術(shù)矛盾】所謂的技術(shù)矛盾就是由系統(tǒng)中2個(gè)因素導(dǎo)致的,這2個(gè)參數(shù)相互促進(jìn)、相互制約。TRIZ將導(dǎo)致技術(shù)矛盾的因素總結(jié)成通用參數(shù)。TRIZ的發(fā)明者阿奇舒勒通過(guò)對(duì)大量發(fā)明專利的研究,總結(jié)出工程領(lǐng)域內(nèi)常用的表述系統(tǒng)性能的39個(gè)通用參數(shù),通用參數(shù)一般是物理、幾何和技術(shù)性能的參數(shù)。盡管現(xiàn)在有很多對(duì)這些參數(shù)的補(bǔ)充研究,并將個(gè)數(shù)提高到了50多個(gè),但在這里我們?nèi)匀恢唤榻B核心的這39個(gè)參數(shù)。
39個(gè)工程參數(shù)中常用到運(yùn)動(dòng)物體(Moving objects)與靜止物體(Stationary objects)2個(gè)術(shù)語(yǔ),運(yùn)動(dòng)物體是指自身或借助于外力可在一定的空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的物體;靜止物體是指自身或借助于外力都不能使其在空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的物體。
以下給出39個(gè)通用參數(shù)的含義:
(1)運(yùn)動(dòng)物體的重量是指在重力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)物體多受到的重力。如運(yùn)動(dòng)物體作用于其支撐或懸掛裝置上的力。
(2)靜止物體的重量是指在重力場(chǎng)中靜止物體所受到的重力。如靜止物體作用于其支撐或懸掛裝置上的力。
(3)運(yùn)動(dòng)物體的長(zhǎng)度是指運(yùn)動(dòng)物體的任意線性尺寸,不一定是最長(zhǎng)的,都認(rèn)為是其長(zhǎng)度。
(4)靜止物體的長(zhǎng)度是指靜止物體的任意線性尺寸,不一定是最長(zhǎng)的,都認(rèn)為是其長(zhǎng)度。
(5)運(yùn)動(dòng)物體的面積是指運(yùn)動(dòng)物體內(nèi)部或外部所具有的表面或部分表面的面積。
(6)靜止物體的面積是指靜止物體內(nèi)部或外部所具有的表面或部分表面的面積。
(7)運(yùn)動(dòng)物體的體積是指運(yùn)動(dòng)物體所占有的空間體積。
(8)靜止物體的體積是指靜止物體所占有的空間體積。
(9)速度是指物體的運(yùn)動(dòng)速度、過(guò)程或活動(dòng)與時(shí)間之比。
(10)力是指兩個(gè)系統(tǒng)之間的相互作用。對(duì)于牛頓力學(xué),力等于質(zhì)量與加速度之積。在TRIZ中,力是試圖改變物體狀態(tài)的任何作用。
(11)應(yīng)力或壓力是指單位面積上的力。
(12)形狀是指物體外部輪廓或系統(tǒng)的外貌。
(13)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)的完整性及系統(tǒng)組成部分之間的關(guān)系。磨損、化學(xué)分解及拆卸都降低穩(wěn)定性。
(14)強(qiáng)度是指物體抵抗外力作用使之變化的能力。
(15)運(yùn)動(dòng)物體作用時(shí)間是指物體完成規(guī)定動(dòng)作的時(shí)間、服務(wù)期。兩次誤動(dòng)作之間的時(shí)間也是作用時(shí)間的一種度量。
(16)靜止物體作用時(shí)間是指物體完成規(guī)定動(dòng)作的時(shí)間、服務(wù)期。兩次誤動(dòng)作之間的時(shí)間也是作用時(shí)間的一種度量。
(17)溫度是指物體或系統(tǒng)所處的熱狀態(tài),包括其他熱參數(shù),如影響改變溫度變化速度的熱容量。
(18)光照度是指單位面積上的光通量,系統(tǒng)的光照特性,如亮度、光線質(zhì)量。
(19)運(yùn)動(dòng)物體的能量是指能量是物體做功的一種度量。在經(jīng)典力學(xué)中,能量等于力與距離的乘積。能量也包括電能、熱能及核能等。
(20)靜止物體的能量是指能量是物體做功的一種度量。在經(jīng)典力學(xué)中,能量等于力與距離的乘積。能量也包括電能、熱能及核能等。
(21)功率是指單位時(shí)間內(nèi)所做的功,即利用能量的速度。
(22)能量損失是指為了減少能量損失,需要不同的技術(shù)來(lái)改善能量的利用。
(23)物質(zhì)損失是指部分或全部、永久或臨時(shí)的材料、部件或子系統(tǒng)等物質(zhì)的損失。
(24)信息損失是指部分或全部、永久或臨時(shí)的數(shù)據(jù)損失。
(25)時(shí)間損失是指一項(xiàng)活動(dòng)所延續(xù)的時(shí)間間隔。改進(jìn)時(shí)間的損失指減少一項(xiàng)活動(dòng)所花費(fèi)的時(shí)間。
(26)物質(zhì)或事物的數(shù)量是指材料、部件及子系統(tǒng)等的數(shù)量,它們可以被部分或全部、臨時(shí)或永久地改變。
(27)可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定的方法及狀態(tài)下完成規(guī)定功能的能力。
(28)測(cè)試精度是指系統(tǒng)特征的實(shí)測(cè)值與實(shí)際值之間的誤差。減少誤差將提高測(cè)試精度。(29)制造精度是指系統(tǒng)或物體的實(shí)際性能與所需性能之間的誤差。
(30)物體外部有害因素作用的敏感性是指物體對(duì)受外部或環(huán)境中的有害因素作用的敏感程度。
(31)物體產(chǎn)生的有害因素是指有害因素將降低物體或系統(tǒng)的效率,或完成功能的質(zhì)量。這些有害因素是由物體或系統(tǒng)操作的一部分而產(chǎn)生的。
(32)可制造性是指物體或系統(tǒng)制造過(guò)程中簡(jiǎn)單、方便的程度。
(33)可操作性是指要完成的操作應(yīng)需要較少的操作者、較少的步驟以及使用盡可能簡(jiǎn)單的工具。一個(gè)操作的產(chǎn)出要盡可能多。
(34)可維修性是指對(duì)于系統(tǒng)可能出現(xiàn)失誤所進(jìn)行的維修要時(shí)間短、方便和簡(jiǎn)單。
(35)適應(yīng)性及多用性是指物體或系統(tǒng)響應(yīng)外部變化的能力,或應(yīng)用于不同條件下的能力。
(36)裝置的復(fù)雜性是指系統(tǒng)中元件數(shù)目及多樣性,如果用戶也是系統(tǒng)中的元素將增加系統(tǒng)的復(fù)雜性。掌握系統(tǒng)的難易程度是其復(fù)雜性的一種度量。
(37)監(jiān)控與測(cè)試的困難程度是指如果一個(gè)系統(tǒng)復(fù)雜、成本高、需要較長(zhǎng)的時(shí)間建造及使用,或部件與部件之間關(guān)系復(fù)雜,都使得系統(tǒng)的監(jiān)控與測(cè)試?yán)щy。測(cè)試精度高,增加了測(cè)試的成本也是測(cè)試?yán)щy的一種標(biāo)志。
(38)自動(dòng)化程度是指自動(dòng)化程度是指系統(tǒng)或物體在無(wú)人操作的情況下完成任務(wù)的能力。自動(dòng)化程度的最低級(jí)別是完全人工操作。最高級(jí)別是機(jī)器能自動(dòng)感知所需的操作、自動(dòng)編程和對(duì)操作自動(dòng)監(jiān)控。中等級(jí)別的需要人工編程、人工觀察正在進(jìn)行的操作、改變正在進(jìn)行的操作及重新編程。
(39)生產(chǎn)率是指單位時(shí)間內(nèi)所完成的功能或操作數(shù)。
為了應(yīng)用方便,上述39個(gè)通用工程參數(shù)可分為如下3類:
物理及幾何參數(shù):(1)~(12),(17)~(18),(21)條。
技術(shù)負(fù)向參數(shù):(15)~(16),(19)~(20),(22)~(26),(30)~(31)條。
技術(shù)正向參數(shù):(13)~(14),(27)~(29),(32)~(39)條。
負(fù)向參數(shù)(Negative parameters)指這些參數(shù)變大時(shí),使系統(tǒng)或子系統(tǒng)的性能變差。如子系統(tǒng)為完成特定的功能所消耗的能量(第19,20條)越大,則設(shè)計(jì)越不合理。
正向參數(shù)(Positive parameters)指這些參數(shù)變大時(shí),使系統(tǒng)或子系統(tǒng)的性能變好。如子系統(tǒng)可制造性(第32條)指標(biāo)越高,子系統(tǒng)制造成本就越低。
【管理矛盾】所謂管理矛盾是指,在一個(gè)系統(tǒng)中,各個(gè)子系統(tǒng)已經(jīng)處于良好的運(yùn)行狀態(tài),但是子系統(tǒng)之間產(chǎn)生不利的相互作用、相互影響,使整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生問(wèn)題。比如:一個(gè)部門(mén)與另一個(gè)部門(mén)的矛盾,一個(gè)工藝與另一個(gè)工藝的矛盾,一個(gè)機(jī)器與另一個(gè)機(jī)器的矛盾,雖然各個(gè)部門(mén)、各個(gè)工藝、各個(gè)機(jī)器等都達(dá)到了自身系統(tǒng)的良好狀態(tài),但對(duì)其他系統(tǒng)產(chǎn)生副作用。
為了解決實(shí)際中出現(xiàn)的矛盾,TRIZ建立了一系列用以解決矛盾為目的的工具和原則,它們大致可以分為3類:TRIZ的理論基礎(chǔ)、分析工具和知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。
【TRIZ的理論基礎(chǔ)】TRIZ的理論是建立在技術(shù)進(jìn)化論的系統(tǒng)之上的,阿奇舒勒通過(guò)研究給出了技術(shù)系統(tǒng)演變的8個(gè)模式,它們對(duì)于產(chǎn)品的創(chuàng)新具有重要的指導(dǎo)作用。
(1)技術(shù)系統(tǒng)演變遵循產(chǎn)生、成長(zhǎng)、成熟和衰退的生命周期。
(2)技術(shù)系統(tǒng)演變的趨勢(shì)是提升理想狀態(tài)。
(3)矛盾的導(dǎo)致是由于系統(tǒng)中子系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的不均勻性。
(4)首先是部件匹配,然后失配。
(5)技術(shù)系統(tǒng)首先向復(fù)雜化演進(jìn),然后通過(guò)集成向簡(jiǎn)單化發(fā)展。
(6)從宏觀系統(tǒng)向微觀系統(tǒng)轉(zhuǎn)變,即向小型化和增加使用能量場(chǎng)演進(jìn)。
(7)技術(shù)向增加動(dòng)態(tài)性和可控性發(fā)展。
(8)向增加自動(dòng)化減少人工介入演變。
【分析工具】分析工具是TRIZ用來(lái)解決矛盾的具體方法或模式,阿奇舒勒通過(guò)總結(jié)和演繹得出了許多實(shí)用的分析工具。這些分析工具使TRIZ理論能夠在實(shí)際中廣泛應(yīng)用。
矛盾矩陣
前面已經(jīng)講過(guò),兩個(gè)通用工程參數(shù)導(dǎo)致了系統(tǒng)的技術(shù)矛盾,那么將這兩個(gè)參數(shù)相結(jié)合就能夠找出解決矛盾的辦法,于是TRIZ用了數(shù)學(xué)上比較常見(jiàn)的矩陣的方式來(lái)簡(jiǎn)單地表述出找到解決辦法的途徑。在阿奇舒勒的矛盾矩陣中,將39個(gè)通用工程參數(shù)橫向、縱向順次排列,橫向代表惡化的參數(shù),縱向代表改善的參數(shù),在工程參數(shù)縱橫交叉的方格內(nèi)的數(shù)字代表建議使用的40個(gè)發(fā)明原理的序號(hào)。矩陣共組成了1 521個(gè)方格,其中有1 263個(gè)方格內(nèi)有數(shù)字。在沒(méi)有數(shù)字的方格中,“+”方格處于相同參數(shù)的交叉點(diǎn),系統(tǒng)矛盾由一個(gè)因素導(dǎo)致,這是物理矛盾,不在技術(shù)矛盾應(yīng)用范圍之內(nèi)。“-”方格表示沒(méi)有找到合適的發(fā)明原理來(lái)解決問(wèn)題,當(dāng)然只是表示研究的局限,并不代表不能夠應(yīng)用發(fā)明原理(矩陣圖見(jiàn)附錄)。
【應(yīng)用矛盾矩陣的步驟】應(yīng)用矛盾矩陣解決工程矛盾時(shí),建議使用以下16個(gè)步驟來(lái)進(jìn)行。當(dāng)然這也只是建議,具體應(yīng)用時(shí)可以增加或者跳躍。
(1)確定技術(shù)系統(tǒng)的名稱。
(2)確定技術(shù)系統(tǒng)的主要功能。
(3)對(duì)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分解。劃分系統(tǒng)的級(jí)別,列出超系統(tǒng)、系統(tǒng)、子系統(tǒng)各基本的零部件,各種輔助功能。
(4)對(duì)技術(shù)系統(tǒng)、關(guān)鍵子系統(tǒng)、零部件之間的相互依賴關(guān)系和作用進(jìn)行描述。
(5)定位問(wèn)題所在的系統(tǒng)和子系統(tǒng),對(duì)問(wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確的描述。避免對(duì)整個(gè)產(chǎn)品或系統(tǒng)籠統(tǒng)的描述,以具體到零部件為佳,建議使用“主語(yǔ)+謂語(yǔ)+賓語(yǔ)”的工程描述方式,定語(yǔ)修飾詞盡可能少。
(6)確定技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)改善的特性。
(7)確定并篩選待設(shè)計(jì)系統(tǒng)被惡化的特性。因?yàn)椋嵘纳频奶匦缘耐瑫r(shí),必然會(huì)帶來(lái)其他一個(gè)或者多個(gè)特性的惡化,對(duì)應(yīng)篩選并確定這些惡化的特性。因?yàn)閻夯瘏?shù)屬于尚未發(fā)生的,所以確定起來(lái)需要“大膽設(shè)想,小心求證”。
(8)將以上2步所確定的參數(shù),對(duì)應(yīng)附表所列的39個(gè)通用工程參數(shù)進(jìn)行重新描述。工程參數(shù)的定義描述是一項(xiàng)難度頗大的工作,不僅需要對(duì)39個(gè)工程參數(shù)的充分理解,更需要豐富的專業(yè)技術(shù)知識(shí)。
(9)對(duì)工程參數(shù)的矛盾進(jìn)行描述。欲改善的工程參數(shù)與隨之被惡化的工程參數(shù)之間存在的就是矛盾。
(10)對(duì)矛盾進(jìn)行反向描述。假如降低一個(gè)被惡化的參數(shù)的程度,欲改善的參數(shù)將被削弱,或另一個(gè)惡化的參數(shù)被改善。
(11)查找阿奇舒勒矛盾矩陣表,得到所推薦的發(fā)明原理的序號(hào)。
(12)按照序號(hào)查找發(fā)明原理匯總表,得到發(fā)明原理名稱。
(13)按照發(fā)明原理的名稱,查找發(fā)明原理的序號(hào)。
(14)將所推薦的發(fā)明原理逐個(gè)應(yīng)用到具體問(wèn)題上,探討每個(gè)原理在具體問(wèn)題上如何應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)。
(15)如果所查找到的發(fā)明原理都不適用于具體的問(wèn)題,需要重新定義工程參數(shù)和矛盾,再次應(yīng)用和查找矛盾矩陣。
(16)篩選出最理想的解決方案,進(jìn)入產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)階段。
【物-場(chǎng)分析】解決技術(shù)矛盾需要通過(guò)矛盾矩陣來(lái)找到相符合的發(fā)明原理,再根據(jù)原理進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造。然而能迅速地確定技術(shù)矛盾類型,才能在矩陣中找到相對(duì)應(yīng)的發(fā)明原理,這需要工作人員的經(jīng)驗(yàn)和判斷力,但是在許多未知領(lǐng)域卻無(wú)法確定技術(shù)矛盾的類型,所以我們需要另一種工具引領(lǐng)我們找到技術(shù)矛盾的類型,于是TRIZ理論又引入了物-場(chǎng)模型。物-場(chǎng)模型是TRIZ理論中重要的問(wèn)題描述和分析工具,用以建立與已經(jīng)存在的系統(tǒng)或新技術(shù)系統(tǒng)問(wèn)題相聯(lián)系的功能模型。在解決問(wèn)題的過(guò)程中,可以根據(jù)物-場(chǎng)模型分析,來(lái)查找相對(duì)應(yīng)的問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)解法和一般解法。
物-場(chǎng)分析是TRIZ對(duì)與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相關(guān)問(wèn)題建立模型的工具。技術(shù)系統(tǒng)中最小的單元由兩個(gè)元素
以及兩個(gè)元素間傳遞的能量組成,以執(zhí)行一個(gè)功能。阿奇舒勒把功能定義為兩個(gè)物質(zhì)(元素)與作用于它們中的場(chǎng)(能量)之間的交互作用,也即是物質(zhì)S2 通過(guò)能量F作用于物質(zhì)S1,產(chǎn)生的輸出(功能)。所謂功能,是指系統(tǒng)的輸出與系統(tǒng)的輸入之間的正常的、期望存在的關(guān)系。
我們可以定義一個(gè)函數(shù):y=F(x1,x2,x3,?,xn)其中y表示輸出,x1,x2,x3,?,xn 表示輸入,函數(shù)F表示功能。我們也可以用比較通俗的語(yǔ)言來(lái)描述功能,功能就是指用方法解決問(wèn)題的過(guò)程。
TRIZ理論中,功能有3條定律:
(1)所有的功能都可以最終分解為3個(gè)基本元素(S1,S2,F(xiàn));
(2)一個(gè)存在的功能必定由3個(gè)基本元素構(gòu)成;
(3)將3個(gè)相互作用的基本元素有機(jī)組合將形成一個(gè)功能。
在功能的3個(gè)基本元素中S1,S2是具體的,即是“物”(一般用S1表示原料,用S2表示工具);F是抽象的,即是“場(chǎng)”。這就構(gòu)成了物-場(chǎng)模型。S1,S2可以是材料、工具、零件、人、環(huán)境等;F可以是機(jī)械場(chǎng)(Me)、熱場(chǎng)(Th)、化學(xué)場(chǎng)(Ch)、電場(chǎng)(E)、磁場(chǎng)(M)、重力場(chǎng)(G)等。
例:自從蒸汽機(jī)車發(fā)明之后,人們?cè)絹?lái)越追求其速度的提升。機(jī)車要有高速度,必須行駛在鋼軌上,但是機(jī)車的輪子和鋼軌之間卻有摩擦力,雖然研究者們不斷進(jìn)行材料和技術(shù)的革新,但一直存在的摩擦力卻阻礙了機(jī)車速度的進(jìn)一步提升。機(jī)車和鋼軌構(gòu)成了一個(gè)系統(tǒng),速度和能量的損失是發(fā)明中的問(wèn)題,我們需要一個(gè)功能來(lái)解決問(wèn)題,機(jī)車和鋼軌是2個(gè)物,所以我們需要一個(gè)場(chǎng)來(lái)構(gòu)成物-場(chǎng)模型。于是發(fā)明家引入了磁場(chǎng),令機(jī)車和鋼軌之間產(chǎn)生排斥的力,使機(jī)車和鋼軌分離,導(dǎo)致摩擦力減到最小值——趨近于零。這樣機(jī)車浮于鋼軌之上,可以最大限度地使用能量提高速度。
在上例中,機(jī)車是S1,鋼軌是S2,磁場(chǎng)是F,這就是一個(gè)典型的物-場(chǎng)模型。
根據(jù)對(duì)眾多發(fā)明實(shí)例的研究,TRIZ理論將把物-場(chǎng)模型分為4類:
物-場(chǎng)模型分類
第一種模型是我們追求的目標(biāo),重點(diǎn)需要關(guān)注剩下的3種非正常模型,針對(duì)這3種模型,TRIZ理論提出了
物-場(chǎng)模型的76個(gè)一般解法和標(biāo)準(zhǔn)解法。
ARIZ——發(fā)明問(wèn)題解決算法
按照TRIZ對(duì)發(fā)明問(wèn)題的五級(jí)分類,一般較為簡(jiǎn)單的一到三級(jí)發(fā)明問(wèn)題運(yùn)用創(chuàng)新原理或者發(fā)明問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)解法就可以解決,而那些復(fù)雜的非標(biāo)準(zhǔn)發(fā)明問(wèn)題,如四、五級(jí)的問(wèn)題,往往需要應(yīng)用發(fā)明問(wèn)題解決算法——ARIZ做系統(tǒng)的分析和求解。
ARIZ——發(fā)明問(wèn)題解決算法,是TRIZ理論中的一個(gè)主要分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法,其目標(biāo)是為了解決問(wèn)題的物理矛盾。該算法主要針對(duì)問(wèn)題情境復(fù)雜、矛盾及其相關(guān)部件不明確的技術(shù)系統(tǒng)。它是一個(gè)對(duì)初始問(wèn)題進(jìn)行一系列變形及再定義等非計(jì)算性的邏輯過(guò)程,實(shí)現(xiàn)對(duì)問(wèn)題的逐步深入分析和轉(zhuǎn)化,最終解決問(wèn)題。該算法尤其強(qiáng)調(diào)問(wèn)題矛盾與理想解的標(biāo)準(zhǔn)化,一方面技術(shù)系統(tǒng)向理想解的方向進(jìn)化,另一方面如果一個(gè)技術(shù)問(wèn)題存在矛盾需要克服,該問(wèn)題就變成一個(gè)創(chuàng)新問(wèn)題。
TRIZ認(rèn)為,一個(gè)創(chuàng)新問(wèn)題解決的困難程度取決于對(duì)該問(wèn)題的描述和該問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)化程度,描述得越清楚,問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)化程度越高,問(wèn)題就越容易解決。ARIZ中,創(chuàng)新問(wèn)題求解的過(guò)程是對(duì)問(wèn)題不斷地描述,不斷地標(biāo)準(zhǔn)化的過(guò)程。在這一過(guò)程中,初始問(wèn)題最根本的矛盾被清晰地顯現(xiàn)出來(lái)。如果方案庫(kù)里已有的數(shù)據(jù)能夠用于該問(wèn)題則有標(biāo)準(zhǔn)解;如果已有的數(shù)據(jù)不能解決該問(wèn)題則無(wú)標(biāo)準(zhǔn)解,需等待科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。該過(guò)程是通過(guò)ARIZ算法實(shí)現(xiàn)的。
簡(jiǎn)單地說(shuō),ARIZ首先就是將系統(tǒng)中存在的問(wèn)題最小化,原則是在系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)其必要功能的前提下,盡可能不改變或少改變系統(tǒng);其次是定義系統(tǒng)的技術(shù)矛盾,并為矛盾建立“問(wèn)題模型”;然后分析該問(wèn)題模型,定義問(wèn)題所包含的時(shí)間和空間,利用物-場(chǎng)分析法分析系統(tǒng)中所包含的資源;接下來(lái),定義系統(tǒng)的最終理想解。
通常,為了獲取系統(tǒng)的理想解,需要從宏觀和微觀級(jí)上分別定義系統(tǒng)中所包含的物理矛盾,即系統(tǒng)本身可能產(chǎn)生對(duì)立的2個(gè)物理特性,例如:冷-熱、導(dǎo)電-絕緣、透明-不透明等。因此,下一步需要定義系統(tǒng)內(nèi)的物理矛盾并消除矛盾。矛盾的消除需要最大限度地利用系統(tǒng)內(nèi)的資源并借助物理學(xué)、化學(xué)、幾何學(xué)等工程學(xué)原理。作為一種規(guī)則,經(jīng)過(guò)分析原理的應(yīng)用后如問(wèn)題仍然沒(méi)有理想的解,則認(rèn)為初始問(wèn)題定義有誤,需調(diào)整初始問(wèn)題模型,或者對(duì)問(wèn)題進(jìn)行重新定義。
應(yīng)用ARIZ包括以下9個(gè)步驟。
步驟1:識(shí)別并對(duì)問(wèn)題公式化。
步驟2:構(gòu)造存在問(wèn)題部分的物-場(chǎng)模式。
步驟3:定義理想狀態(tài)。
步驟4:列出技術(shù)系統(tǒng)的可用資源。
步驟5:向效果數(shù)據(jù)庫(kù)尋求類似的解決方法。
步驟6:根據(jù)創(chuàng)新原則或分隔原則解決技術(shù)或物理矛盾。
步驟7:從物-場(chǎng)模式出發(fā),應(yīng)用知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)(76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和效果庫(kù))工具產(chǎn)生多個(gè)解決方法。
步驟8:選擇只采用系統(tǒng)可用資源的方法。
步驟9:對(duì)修正完畢的系統(tǒng)進(jìn)行分析防止出現(xiàn)新的缺陷。
76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解決方法
在物-場(chǎng)模型分析的應(yīng)用過(guò)程中,由于所面臨的問(wèn)題復(fù)雜又包含廣泛,物-場(chǎng)模型的確立、使用有相當(dāng)?shù)睦щy,所以TRIZ理論為物-場(chǎng)模型提供了成模式的解法,稱為標(biāo)準(zhǔn)解法,共76個(gè),標(biāo)準(zhǔn)解法通常用來(lái)解決概念設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)問(wèn)題。76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解決方法可分為5類:建立或破壞物質(zhì)場(chǎng);開(kāi)發(fā)物質(zhì)場(chǎng);從基礎(chǔ)系統(tǒng)向高級(jí)系統(tǒng)或微觀等級(jí)轉(zhuǎn)變;度量或檢測(cè)技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)一切事物;描述如何在技術(shù)系統(tǒng)引入物質(zhì)或場(chǎng)。發(fā)明者首先要根據(jù)物質(zhì)場(chǎng)模型識(shí)別問(wèn)題的類型,然后選擇相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)方法解。
第一類標(biāo)準(zhǔn)解:不改變或僅少量改變系統(tǒng)。
(1)假如只有S1,應(yīng)增加S2及場(chǎng)F,以完善系統(tǒng)3要素,并使其有效。
(2)假如系統(tǒng)不能改變,但可接受永久的或臨時(shí)的添加物,可以在S1或S2內(nèi)部添加來(lái)實(shí)現(xiàn)。
(3)假如系統(tǒng)不能改變,但用永久的或臨時(shí)的外部添加物來(lái)改變S1或S2 是可以接受的,則加之。
(4)假定系統(tǒng)不能改變,但可用環(huán)境資源作為內(nèi)部或外部添加物,是可接受的,則加之。
(5)假定系統(tǒng)不能改變,但可以改變系統(tǒng)以外的環(huán)境,則改變之。
(6)微小量的精確控制是困難的,可以通過(guò)增加一個(gè)附加物,并在之后除去來(lái)控制微小量。
(7)一個(gè)系統(tǒng)的場(chǎng)強(qiáng)度不夠,增加場(chǎng)強(qiáng)度又會(huì)損壞系統(tǒng),可將強(qiáng)度足夠大的一個(gè)場(chǎng)施加到另一元件上,把該元件再連接到原系統(tǒng)上。同理,一種物質(zhì)不能很好地發(fā)揮作用,則可連接到另一物質(zhì)上發(fā)揮作用。
(8)同時(shí)需要大的(強(qiáng)的)和小的(弱的)效應(yīng)時(shí),需小效應(yīng)的位置可由物質(zhì)S3 來(lái)保護(hù)。
(9)在一個(gè)系統(tǒng)中有用及有害效應(yīng)同時(shí)存在,S1及S2不必互相接觸,引入S3 來(lái)消除有害效應(yīng)。
(10)與(9)類似,但不允許增加新物質(zhì)。通過(guò)改變S1或S2來(lái)消除有害效應(yīng)。該類解包括增加“虛無(wú)物質(zhì)”,如:空位、真空或空氣、氣泡等,或加一種場(chǎng)。
(11)有害效應(yīng)是一種場(chǎng)引起的,則引入物質(zhì)S3吸收有害效應(yīng)。
(12)在一個(gè)系統(tǒng)中,有用、有害效應(yīng)同時(shí)存在,但S1及S2必須處于接觸狀態(tài),則增加場(chǎng)F2使之抵消F1的影響,或者得到一個(gè)附加的有用效應(yīng)。
(13)在一個(gè)系統(tǒng)中,由于一個(gè)要素存在磁性而產(chǎn)生有害效應(yīng)。將該要素加熱到居里點(diǎn)以上,磁性將不存在,或者引入相反的磁場(chǎng)消除原磁場(chǎng)。
第二類標(biāo)準(zhǔn)解:改變系統(tǒng)。
(14)串聯(lián)的物-場(chǎng)模型:將S2及F1施加到S3;再將S3及F2施加到S1。兩串聯(lián)模型獨(dú)立可控。
(15)并聯(lián)的物-場(chǎng)模型:一個(gè)可控性很差的系統(tǒng)已存在部分不能改變,則可并聯(lián)第二個(gè)場(chǎng)。
(16)對(duì)可控性差的場(chǎng),用易控場(chǎng)來(lái)代替,或增加易控場(chǎng)。由重力場(chǎng)變?yōu)闄C(jī)械場(chǎng)或由機(jī)械場(chǎng)變?yōu)殡姶艌?chǎng)。其核心是由物理接觸變到場(chǎng)的作用。
(17)將S2由宏觀變?yōu)槲⒂^。
(18)改變S2成為允許氣體或液體通過(guò)的多孔的或具有毛細(xì)孔的材料。
(19)使系統(tǒng)更具柔性或適應(yīng)性,通常方式是由剛性變?yōu)橐粋€(gè)鉸接,或成為連續(xù)柔性系統(tǒng)。
(20)駐波被用于液體或粒子定位。
(21)將單一物質(zhì)或不可控物質(zhì)變成確定空間結(jié)構(gòu)的非單一物質(zhì),這種變化可以是永久的或臨時(shí)的。
(22)使F與S1或S2的自然頻率匹配或不匹配。
(23)與F1或F2的固有頻率匹配。
(24)兩個(gè)不相容或獨(dú)立的動(dòng)作可相繼完成。
(25)在一個(gè)系統(tǒng)中增加鐵磁材料和(或)磁場(chǎng)。
(26)將(16)與(25)結(jié)合,利用鐵磁材料與磁。
(27)利用磁流體,這是(26)的一個(gè)特例。
(28)利用含有磁粒子或液體的毛細(xì)結(jié)構(gòu)。
(29)利用附加場(chǎng),如涂層,使非磁場(chǎng)體永久或臨時(shí)具有磁性。
(30)假如一個(gè)物體不能具有磁性,將鐵磁物質(zhì)引入到環(huán)境之中。
(31)利用自然現(xiàn)象,如物體按場(chǎng)排列,或在居里點(diǎn)以上使物體失去磁性。
(32)利用動(dòng)態(tài),可變成自調(diào)整的磁場(chǎng)。
(33)加鐵磁粒子改變材料結(jié)構(gòu),施加磁場(chǎng)移動(dòng)粒子,使非結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)化系統(tǒng),或反之。
(34)與F場(chǎng)的自然頻率相匹配。對(duì)于宏觀系統(tǒng),采用機(jī)械振動(dòng)增加鐵磁粒子的運(yùn)動(dòng)。在分子及原子水平上,材料的復(fù)合成分可通過(guò)改變磁場(chǎng)頻率的方法用電子諧振頻譜確定。
(35)用電流產(chǎn)生磁場(chǎng)并代替磁粒子。
(36)電流變流體具有被電磁場(chǎng)控制的黏度,利用此性質(zhì)及其他方法一起使用,如電流變流體軸承等。第三類標(biāo)準(zhǔn)解:傳遞系統(tǒng)。
(37)系統(tǒng)傳遞1:產(chǎn)生雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)
(38)改進(jìn)雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)中的連接。
(39)系統(tǒng)傳遞2:在系統(tǒng)之間增加新的功能。
(40)雙系統(tǒng)及多系統(tǒng)的簡(jiǎn)化。
(41)系統(tǒng)傳遞3:利用整體與部分之間的相反特性。
(42)系統(tǒng)傳遞4:傳遞到微觀水平來(lái)控制。
第四類標(biāo)準(zhǔn)解:檢測(cè)系統(tǒng)。
(43)替代系統(tǒng)中的檢測(cè)與測(cè)量,使之不再需要。
(44)若(43)不可能,則測(cè)量一復(fù)制品或肖像。
(45)如(43)及(44)不可能,則利用兩個(gè)檢測(cè)量代替一個(gè)連續(xù)測(cè)量。
(46)假如一個(gè)不完整物-場(chǎng)系統(tǒng)不能被檢測(cè),則增加單一或兩個(gè)物-場(chǎng)系統(tǒng),且一個(gè)場(chǎng)作為輸出。假如已存在的場(chǎng)是非有效的,在不影響原系統(tǒng)的條件下,改變或加強(qiáng)該場(chǎng),使它具有容易檢測(cè)的參數(shù)。
(47)測(cè)量引入的附加物。
(48)假如在系統(tǒng)中不能增加附加物,則在環(huán)境中增加而對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)場(chǎng),檢測(cè)此場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)的影響。
(49)假如附加場(chǎng)不能被引入到環(huán)境中去,則分解或改變環(huán)境中已存在的物質(zhì),并測(cè)量產(chǎn)生的效應(yīng)。
(50)利用自然現(xiàn)象。例如:利用系統(tǒng)中出現(xiàn)的已知科學(xué)效應(yīng),通過(guò)觀察效應(yīng)的變化,決定系統(tǒng)的狀態(tài)。
(51)假如系統(tǒng)不能直接或通過(guò)場(chǎng)測(cè)量,則測(cè)量系統(tǒng)或要素激發(fā)的固有頻率來(lái)確定系統(tǒng)變化。
(52)假如實(shí)現(xiàn)(51)不可能,則測(cè)量與已知特性相聯(lián)系的物體的固有頻率。
(53)增加或利用鐵磁物質(zhì)或磁場(chǎng)以便測(cè)量。
(54)增加磁場(chǎng)粒子或改變一種物質(zhì)成為鐵磁粒子以便測(cè)量,測(cè)量所導(dǎo)致的磁場(chǎng)變化即可。
(55)假如(54)不可能建立一個(gè)復(fù)合系統(tǒng),則添加鐵磁粒子到系統(tǒng)中去。
(56)假如系統(tǒng)中不允許增加鐵磁物質(zhì),則將其加到環(huán)境中。
(57)測(cè)量與磁性有關(guān)現(xiàn)象,如居里點(diǎn)、磁滯等。
(58
(59)代替直接測(cè)量,可測(cè)量時(shí)間或空間的一階或二階導(dǎo)數(shù)。
第五類標(biāo)準(zhǔn)解:簡(jiǎn)化改進(jìn)系統(tǒng)。
(60)間接方法:①使用無(wú)成本資源,如:空氣、真空、氣泡、泡沫、縫隙等;②利用場(chǎng)代替物質(zhì);③用外部附加物代替內(nèi)部附加物;④利用少量但非常活化的附加物;⑤將附加物集中到特定位置上;⑥暫時(shí)引入附加物;⑦假如原系統(tǒng)中不允許附加物,可在其復(fù)制品中增加附加物,這包括仿真器的使用;⑧引入化合物,當(dāng)它們起反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生所需要的化合物,而直接引入這些化合物是有害的;⑨通過(guò)對(duì)環(huán)境或物體本身的分解獲得所需的附加物。
(61)將要素分為更小的單元。
(62)附加物用完后自動(dòng)消除。
(63)假如環(huán)境不允許大量使用某種材料,則使用對(duì)環(huán)境無(wú)影響的東西。
(64)使用一種場(chǎng)來(lái)產(chǎn)生另一種場(chǎng)。
(65)利用環(huán)境中已存在的場(chǎng)。
(66)使用屬于場(chǎng)資源的物質(zhì)。
(67)狀態(tài)傳遞1:替代狀態(tài)。
(68)狀態(tài)傳遞2:雙態(tài)。
(69)狀態(tài)傳遞3:利用轉(zhuǎn)換中的伴隨現(xiàn)象。
(70)狀態(tài)傳遞4:傳遞到雙態(tài)。
(71)利用元件或物質(zhì)間的作用使其更有效。
(72)自控制傳遞。假如一物體必須具有不同的狀態(tài),應(yīng)使其自身從一個(gè)狀態(tài)傳遞到另一狀態(tài)。
(73)當(dāng)輸入場(chǎng)較弱時(shí),加強(qiáng)輸出場(chǎng),通常在接近狀態(tài)轉(zhuǎn)換點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)。
(74)通過(guò)分解獲得物質(zhì)粒子。
(75)通過(guò)結(jié)合獲得物質(zhì)。
(76)假如高等結(jié)構(gòu)物質(zhì)需分解但又不能分解,可用次高一級(jí)的物質(zhì)狀態(tài)替代;反之,如低等結(jié)構(gòu)物質(zhì)不能應(yīng)用,則用高一級(jí)的物質(zhì)代替。
應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)解法的4個(gè)步驟
從第一類解到第四類解的求解過(guò)程中,可能使系統(tǒng)變得更復(fù)雜,因?yàn)橥胄碌奈镔|(zhì)或場(chǎng);第五類解是簡(jiǎn)化系統(tǒng)的方法,以保證系統(tǒng)理想化。當(dāng)從第一到第三類有了解以后,或解決第四類檢測(cè)測(cè)量問(wèn)題后,再回到第五類去解,這是正確的方法。一般應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)解法可以遵循下列4個(gè)步驟:
(1)確定所面臨的問(wèn)題類型。首先要確定所面臨的問(wèn)題是屬于哪類問(wèn)題,是要求對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn),還是要求對(duì)某件物體有測(cè)量或探測(cè)的需求。
(2)如果面臨的問(wèn)題是要求對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn),則建立現(xiàn)有系統(tǒng)或情況的物-場(chǎng)模型。
(3)如果問(wèn)題是對(duì)某件東西有測(cè)量或探測(cè)的需求,應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)解法第4級(jí)中的17個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解法。
(4)當(dāng)你獲得了對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)解法和解決方案,檢驗(yàn)?zāi)P停聪到y(tǒng))是否可以應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)解法第5級(jí)中的17個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解法來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)化。標(biāo)準(zhǔn)解法第5級(jí)也可以被考慮為是否有強(qiáng)大的約束限制著新物質(zhì)的引入和交互應(yīng)用。
在應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)解法的過(guò)程中,必須緊緊圍繞系統(tǒng)所存在問(wèn)題的最終理想解,并考慮系統(tǒng)的實(shí)際限制條件,靈活進(jìn)行應(yīng)用,并追求最優(yōu)化的解決案。很多情況下,綜合應(yīng)用多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解法,對(duì)問(wèn)題的解決徹底程度具有積極意義。
科學(xué)和技術(shù)效果數(shù)據(jù)庫(kù)
所謂效果是指兩個(gè)或多個(gè)參數(shù)間在一定條件下的相互作用并產(chǎn)生輸出。在傳統(tǒng)的專利庫(kù)中,效果都是按題目或發(fā)明者名字進(jìn)行組織的,那些需要實(shí)現(xiàn)特定功能的發(fā)明者不得不根據(jù)與類似效果相聯(lián)系的人名從其他領(lǐng)域?qū)で蠼鉀Q方法,由于發(fā)明者可能除了自身領(lǐng)域外對(duì)其他領(lǐng)域一無(wú)所知,那么搜索就比較困難。1965~1970年,阿奇舒勒與同事開(kāi)始以“從技術(shù)目標(biāo)到實(shí)現(xiàn)方法”方式組織效果庫(kù),這樣,發(fā)明者可以首先根據(jù)物質(zhì)場(chǎng)模型決定需要實(shí)現(xiàn)的基本功能,然后能夠很容易地選擇所需要的實(shí)現(xiàn)方法。
效果庫(kù)是TRIZ知識(shí)庫(kù)的主要組成部分。知識(shí)庫(kù)和分析工具的區(qū)別在于,知識(shí)庫(kù)是在解決問(wèn)題過(guò)程中提供轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的方法,而分析工具是幫助分析問(wèn)題和提出問(wèn)題的。