技术矛盾及解决方法

1技术矛盾及应用石社轩河南工业职业技术学院柔性制造工程技术研究中心2011.9.272技术矛盾及应用•1技术矛盾概述•1.矛盾的分类•2.技术矛盾的定义•3.39个技术参数•240个发明原理•1.发明原理的由来•2.发明原理介绍•3矛盾矩阵表•4应用发明原理解决技术矛盾的方法•5实例分析33、技术系统/技术过程矛盾理想化资源系统科学思维科学基础知识+专业知识+交叉学科知识创新思维培养技术系统进化法则功能分析物场模型矛盾分析专利分析发明问题解题流程（ARIZ）科学原理知识库辩证法＋系统论＋认识论+本体论发明问题标准解法技术矛盾发明原理基本概念理论基础问题分析工具问题求解工具解题流程理论来源资源分析物理矛盾分离方法TRIZ理论体系哲学思想TRIZ理论体系谋略技巧方法40个发明原理39个通用工程参数和矛盾矩阵物理矛盾的分离原理物－场模型分析TRIZ理论体系2.2TRIZ的理论体系谋略技巧方法TRIZ的创造性思维：系统思维多屏幕法、智能小人法、金鱼法、尺度-时间-成本算子技术系统进化法则最终理想解（IFR）发明问题的（76个）标准解法发明问题标准算法物理效应和现象知识库TRIZ的9大经典理论2.TRIZ理论简介2.3TRIZ解决问题的方法和流程效应知识库矛盾矩阵76个发明问题标准解法发明问题解决程序(ARIZ)理想化技术系统进化法则需求功能/资源分析及矛盾定义物场模型39个通用工程参数分离原理选择和描述问题40个发明原理发明问题最终解决方案7技术矛盾及应用•1.什么是技术矛盾？•2.39个技术参数是什么？•3.40个发明原理是什么？•4.什么是矛盾矩阵表？•5.应用矛盾矩阵表解决技术矛盾的方法。81技术矛盾概述•1.1矛盾的分类•１.工程矛盾、社会矛盾及自然矛盾。•２.TRIZ理论将矛盾分为三类，物理矛盾、技术矛盾和管理矛盾。物理矛盾：系统中的问题是由1个参数导致的。技术矛盾：系统中的问题是由2个参数导致的，互相制约。管理矛盾：子系统之间残生的相互影响，例如，提高计算机性能，增加企业收入，提高投资效率等等技术矛盾及应用矛盾工程矛盾社会矛盾自然矛盾物理矛盾管理矛盾技术矛盾个性矛盾社会矛盾组织矛盾自然定律矛盾宇宙定律矛盾101技术矛盾概述TRIZ标准解决方案TRIZ标准问题实际问题实际解决方案运算TRIZ理论解决问题的思路归结演绎111技术矛盾概述•1.2什么是技术系统？•技术系统：由多个子系统和元件组成，并通过子系统和元件之间的相互作用实现一定功能的组合。•参数：表明技术系统中某一性质的量。121技术矛盾概述•系统：汽车•子系统：发动机、底盘、电器等•元件：挡泥板、扶手等•参数：速度、重量、油耗等131技术矛盾概述•1.2什么是技术矛盾？为了改善技术系统的某个参数，导致该技术系统的另一个参数发生恶化。这种由两个参数构成的矛盾叫技术矛盾。其特点是:有两个不同参数，构成冲突或者矛盾关系。141技术矛盾概述•技术矛盾举例•1.慢工出细活•想让任务做得细致，干活速度就得慢；•改善的参数：产品的质量（加工精度）•恶化的参数：时间损失•反之，干活速度快，任务完成的就不细致。•改善的参数：时间损失•恶化的参数：产品的质量（加工精度）通常采用折衷的办法，速度不快不慢，精度不高不低，回避，掩盖并保留基本矛盾，没有真正解决矛盾。15•第一批打印装置是电动打字机。最初阶段打印装置只提供给使用者一组字符，例如，基立尔字母。但是很快就出现了，必须要打印的文章中除了需要使用基立尔字母外还需要拉丁字母。打印装置的发展•使用者怎么办呢，他们先是在一台打印机上打印，然后换到另一台打印机上一直到打印完文章缺少的段落。为了解决这个问题，提出了在一台打印机上更换字符的可能性，所有这些情况从本质上增加了打印时间。16•最初我们试图用各种不彻底的和折衷的办法来消除这个矛盾。为了快速的变换字符使用了大量的辅助设备，但是矛盾继续存在。•最后，在采用“分离”法和“多用性”法这两种解决矛盾的方法。•分离实现印刷符号的识别。识别符号被分离成能够彼此间相互移动的组成部分(针)。在这种情况下所需要的符号的结构是由针的移动形成的，这就出现了针式打印机。打印装置的发展•定义矛盾：字母容量打印时间。针式打印机17•要求提高打印图形的质量，减小打印针的直径，使之更细。•打印针过细不能留下针痕，反而易折断和穿破打印纸。•方法：针还保留原来的直径，但是变成了每一行字打印二次。打印装置的发展•针式打印机可以打印几乎任何的符号。针的数量，由9针发展到23针。可以打印图表图形。在打印速度上有了质的提高。针式打印机18•上述矛盾用下列解决矛盾的方法解决：“机械系统替代法”和“压力法”。这就出现了喷墨式打印机。•。打印装置的发展•矛盾：打印质量打印速度喷墨式打印机主要的缺点之一就是墨水成本太高。因为喷墨式打印机要求墨水质量高，不堵塞喷嘴，不易凝固，纸上能快速风干，不至于使图形模糊等等喷墨打印机19•以打印装置的发展作为技术矛盾及其解决研究的例子•也就是说，产生了下列矛盾：在提高打印质量的同时不能增加墨水的成本。这个矛盾是用“机械系统替代法”解决的，并且出现了激光打印机。•这样，打印装置通过解决一个又一个的矛盾来发展完善的。任何一个人工系统都是在克服一个又一个的矛盾来发展的。打印装置的发展激光打印机201技术矛盾概述•以发动机点火系统为例•传统的汽油发动机的点火系统是断电器式的点火系统，后来为了节约燃油，要求燃烧更稀的混合气，需要更大的点火能量，但这会烧坏断电器，导致点火不良。•矛盾是：大电流（物质的数量）和可靠性之间的矛盾21•以发动机点火系统为例•采用发明原理中的机械系统替代方法，用电子点火器替代机械触点，产生了电子点火系统，解决了点火能量的问题，降低了油耗。•但发动机的不同的工作情况要求点火时刻不同，为了实现多种状态的理想点火，需要点火系统有很好的适应性，但这会导致调解点火角的机械系统变得很复杂。•矛盾是：适应性和复杂性之间的矛盾1技术矛盾概述221技术矛盾概述•以发动机点火系统作为例•再次采用发明原理中的机械系统替代方法，用计算机控制点火系统，实现了职能点火，降低了油耗，提高了发动机的功率。231技术矛盾概述•1.339个技术参数•1.阿奇舒勒分析大量的技术文献总结出来的。•2.可以用来描述技术系统中出现的绝大部分技术矛盾。•3.分类：•1）通用几何和物理参数：如重量、速度、长度、面积。•2）通用技术消极参数：能量损失、物体产生的有害因素•3）通用技术积极参数：自动化程度、可靠性。2439个通用工程参数1.运动物体的重量14.强度27.可靠性2.静止物体的重量15.运动物体的作用时间28.测量精度3.运动物体的长度16.静止物体的作用时间29.制造精度4.静止物体的长度17.温度30.作用于物体的有害因素5.运动物体的面积18.照度31.物体产生的有害因素6.静止物体的面积19.运动物体的能量消耗32.可制造性7.运动物体的体积20.静止物体的能量消耗33.操作流程的方便性8.静止物体的体积21.功率34.可维修性9.速度22.能量损失35.适应性及通用性10.力23.物质损失36.系统的复杂性11.应力或压强24.信息损失37.控制和测量的复杂性12.形状25.时间损失38.自动化程度13.稳定性26.物质的量39.生产率25工程参数的意义1．运动物体的重量重力场中运动物体，作用在防止其自由滑落的悬挂或水平支架上的力，常表示为物体的质量。2．静止物体的重量重力场中静止物体，作用在防止其自由滑落的悬挂、水平支架上或防止该物体表面上的力，常表示为物体的质量。3．运动物体的长度运动物体的任意线性尺寸，不一定是最长的长度。不仅可以是一个系统的两个几何点或零件之间的距离，而且可以是一条曲线的长度或封闭环的周长。26工程参数的意义4.静止物体的长度静止物体的任意线性尺寸，不一定是最长的长度。不仅可以是一个系统的两个几何点或零件之间的距离，而且可以是一条曲线的长度或封闭环的周长。5．运动物体的面积运动物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积。6．静止物体的面积静止物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积。27工程参数的意义7．运动物体的体积运动物体所占有的空间体积。8．静止物体的体积静止物体所占有的空间体积。9．速度物体的速度或者效率，或者过程或活动与时间之比。10．力力是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。28工程参数的意义11．应力或压强单位面积上的作用力，也包括张力。例如，房屋作用于地面上的力，液体作用于容器壁上的力，气体作用于汽缸活塞上的力，压强也可理解为无压强（真空）。12．形状物体的轮廓或外观。形状的变化可能表示物体的方向性变化或者物体在平面和空间两方面的形变。13．结构的稳定性物体的组成和性质不随时间而变化的性质。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。29工程参数的意义14.强度强度是指物体在外力作用下抵制使之变化的能力。15．运动物体作用时间运动物体具备其性能或者完成规定动作的时间、服务时间以及耐久力。两次故障之间的平均时间也是作用时间的一种度量。16．静止物体作用时间运动物体具备其性能或者完成规定动作的时间、服务时间以及耐久力。两次故障之间的平均时间也是作用时间的一种度量。30工程参数的意义17．温度物体或系统所处的热状态，代表宏观系统热动力平衡的状态特征。还包括其他热学参数，如如影响改变温度变化速度的热容量。18．照度照射到某一表面上的光通量与该表面面积的比值，也可以理解为物体的光照特性，如亮度，反光性和色彩等光线质量。19．运动物体的能量消耗运动物体执行给定功能所需的能量。在经典力学中，能量等于力与距离的乘积。包括消耗超系统提供的能量。31工程参数的意义20．静止物体的能量消耗静止物体执行给定功能所需的能量。在经典力学中，能量等于力与距离的乘积。包括消耗超系统提供的能量。21．功率单位时间内完成的工作量或消耗的能量。22．能量损失做无用功消耗的能量。为了减少能量损失，需要不同的技术来改善能量的利用。32工程参数的意义23．物质损失部分或全部、永久或临时的材料、部件或子系统等物质的损失。24．信息损失部分或全部、永久或临时的数据损失。25．时间损失时间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。33工程参数的意义26．物质的量材料、部件及子系统等的数量，它们可以被部分或全部、临时或永久的被改变。27．可靠性系统在规定的方法及状态下完成规定功能的能力。常常可以理解为无故障操作概率或无故障运行时间。28．测试精度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。34工程参数的意义29．制造精度系统或物体的实际性能与所需性能之间的误差，与图纸技术规范和标准所预定参数的一致性。30．作用于物体的有害因素外部环境或系统的其他部分对物体的有害作用，使物体的功能退化。31．物体产生的有害因素有害因素将降低物体或系统的效率，或完成功能的质量。这些有害因素来自于物体或作为其操作过程一部分的系统。35工程参数的意义32．可制造性物体或系统制造过程中简单、方便的程度。33．操作流程的方便性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。36工程参数的意义35．适应性及多用性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．系统的复杂性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．控制和测量的复杂度如果一个系统复杂、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。37工程参数的意义38．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