5-阿奇舒勒矛盾矩阵

5阿奇舒勒矛盾矩阵大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬25.139个通用工程参数5.2通用工程参数分类5.3阿奇舒勒矛盾矩阵的组成5.4查找阿奇舒勒矛盾矩阵5.5应用阿奇舒勒矛盾矩阵的步骤5.6综合应用实例第5章阿奇舒勒矛盾矩阵创新思维方法大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬35.139个通用工程参数大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬41、TRIZ方法论的主要思想对于一个具体问题，无法直接找到对应解，那么，先将此问题转换并表达为一个TRIZ的问题，然后利用TRIZ体系中的理论和工具方法获得TRIZ通用解，最后将TRIZ通用解转化为具体问题的解，并在实际问题中加以实现，最终获得问题的解决。第5章阿奇舒勒矛盾矩阵——39个通用工程参数创新思维方法大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬52、如何将具体的问题转化并表达为TRIZ问题呢?TRIZ理论中的一个方法是使用通用工程参数来进行问题的表达，通用工程参数是连接具体问题与TRIZ理论的桥梁，是开启问题之门的第一把“金钥匙”。阿奇舒勒通过对大量专利的详细研究，总结提炼出工程领域内常用的表述系统性能的39个通用工程参数，通用工程参数是一些物理、几何和技术性能的参数。在问题的定义、分析过程中，选择39个工程参数中相适应的参数来表述系统的性能，这样就将一个具体的问题用TRIZ的通用语言表述了出来。这是TRIZ解决问题中的路径之一。第5章阿奇舒勒矛盾矩阵——39个通用工程参数创新思维方法大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬6序号名称序号名称序号名称1运动物体的重量14强度27可靠性2静止物体的重量15运动物体作用时间28测试精度3运动物体的长度16静止物体作用时间29制造精度4静止物体的长度17温度30物体外部有害因素作用的敏感性5运动物体的面积18光照度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32可制造性7运动物体的体积20静止物体的能量33可操作性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适应性及多用性10力23物质损失36装置的复杂性11应力或压力24信息损失37监控与测试的困难程度12形状25时间损失38自动化程度13结构的稳定性26物质或事物的数量39生产率第5章阿奇舒勒矛盾矩阵——39个通用工程参数创新思维方法大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬73、39个通用工程参数的含义1）运动物体的重量在重力场中运动物体所受到的重力。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。第5章阿奇舒勒矛盾矩阵——39个通用工程参数创新思维方法大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬87）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）速度物体的运动速度、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。11）应力或压力单位面积上的力。12）形状物体外部轮廓，或系统的外貌。第5章阿奇舒勒矛盾矩阵——39个通用工程参数创新思维方法大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬913）结构的稳定性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）运动物体作用时间运动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）静止物体作用时间静止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）光照度单位面积上的光通量，系统的光照特性，如亮度，光线质量。第5章阿奇舒勒矛盾矩阵——39个通用工程参数创新思维方法大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬1019）运动物体的能量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）功率单位时间内所作的功，即利用能量的速度。22）能量损失作无用功的能量。为了减少能量损失，需要不同的技术来改善能量的利用。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。第5章阿奇舒勒矛盾矩阵——39个通用工程参数创新思维方法大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬1125）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。26）物质或事物的数量材料、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。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。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。30）物体外部有害因素作用的敏感性物体对受外部或环境中的有害因素作用的敏感程度。第5章阿奇舒勒矛盾矩阵——39个通用工程参数创新思维方法大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬1231）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。这些有害因素是由物体或系统操作的一部分而产生的。32）可制造性物体或系统制造过程中简单、方便的程度。33）可操作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。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）装置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。第5章阿奇舒勒矛盾矩阵——39个通用工程参数创新思维方法大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬1337）监控与测试的困难程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。38）自动化程度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）生产率指单位时间内所完成的功能或操作数。第5章阿奇舒勒矛盾矩阵——39个通用工程参数创新思维方法大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬14两个术语39个工程参数中常用到运动物体(Movingobjects)与静止物体(Stationaryobjects)运动物体是指自身或借助于外力可在—定的空间内运动的物体。静止物体是指自身或借助于外力都不能使其在空间内运动的物体。第5章阿奇舒勒矛盾矩阵——39个通用工程参数创新思维方法大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬155.2通用工程参数分类大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬161、根据39个通用工程参数的特点分类1）物理及几何参数（共15个）运动物体的重量，静止物体的重量，运动物体的长度，静止物体的长度，运动物体的面积，静止物体的面积，运动物体的体积，静止物体的体积，速度，力，应力或压力，形状，温度，光照度，功率。2）技术负向参数（指这些参数提高时，系统的性能变差，共11个）运动物体作用时间，静止物体作用时间，运动物体的能量，静止物体的能量，能量损失，物质损失，信息损失，时间损失，物质或事物的数量，物体外部有害因素作用的敏感性，物体产生的有害因素。3）技术正向参数（指这些参数提高时，系统的性能变好，共13个）结构的稳定性，强度，可靠性，测试精度，制造精度，可制造性，可操作性，可维修性，适应性及多用性，装置的复杂性，监控与测试的困难程度，自动化程度，生产率。第5章阿奇舒勒矛盾矩阵——通用工程参数分类创新思维方法大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬172、根据系统改进时工程参数的变化分类1）欲改善的参数系统改进中将提升和加强的特性所对应的工程参数。2）欲恶化的参数根据矛盾论，在某个工程参数获得提升的同时，必然会导致其他一个或多个工程参数变差了，这些变差的工程参数称为恶化的参数。欲改善的参数与欲恶化的参数就构成了技术系统内部的矛盾，TRIZ理论就是克服这些矛盾，从而推进系统向理想化进化的。第5章阿奇舒勒矛盾矩阵——通用工程参数分类创新思维方法大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬18例5-1法兰连接的工程参数确定两段管道的接口处，经常会用到法兰连接。因为维修时法兰连接需要拆开，所以希望螺钉数量少些，以便快速完成拆卸工作，同时，系统的重量可以轻些。但从密封的角度讲，又要求螺钉数量尽可能的多，以得到均匀的密封压力，尤其在输送一些高温高压气体时，对螺钉数的要求更多。本例的问题是：如果保证密封性好，则维修时需要耗费较长时间来拆卸，效率低，系统重量大。对照39个工程参数来进行描述，欲改善的工程参数是：1）静止物体的重量；2）可操作性；3）系统的复杂性。而随之欲恶化的参数是：1）结构的稳定性；2）可靠性。第5章阿奇舒勒矛盾矩阵——通用工程参数分类创新思维方法大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬195.3阿奇舒勒矛盾矩阵的组成大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬201、阿奇舒勒矛盾矩阵阿奇舒勒通过对大量专利的研究、分析、比较、统计，归纳出了当39个工程参数中的任意2个参数产生矛盾时，化解该矛盾所使用的发明原理，这些发明原理就是前面所介绍的40个发明原理，阿奇舒勒还将工程参数的矛盾与发明原理建立了对应关系，整理成一个39×39的矩阵，以便使用者查找。这个矩阵称为阿奇舒勒矛盾矩阵。阿奇舒勒矛盾矩阵是浓缩了对巨量专利研究所取得的成果，矩阵的构成非常紧密而且自成体系。阿奇舒勒矛盾矩阵使问题解决者可以根据系统中产生矛盾的2个工程参数，从矩阵表中直接查找化解该矛盾的发明原理，并使用这些原理来解决问题。该矩阵将工程参数的矛盾和40条发明原理有机地联系起来。第5章阿奇舒勒矛盾矩阵——阿奇舒勒矛盾矩阵的组成创新思维方法大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬21第5章阿奇舒勒矛盾矩阵——阿奇舒勒矛盾矩阵的组成创新思维方法大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬222、阿奇舒勒矛盾矩阵解释矛盾矩阵的第1，2列和第2，1行分别为39个通用工程参数的序号和名称。第2列是欲改善的参数。第1行是恶化的参数。39×39的工程参数从行、列2个维度构成矩阵的方格共1521个，其中1263个方格中，每个方格中有几个数字，这几个数字就是TRIZ所推荐的解决对应工程矛盾的发明原理的号码。45度对角线的方格，是同一名称工程参数所对应的方格（黑色带“+”的方格），表示产生的矛盾是物理矛盾而不是工程矛盾。第5章阿奇舒勒矛盾矩阵——阿奇舒勒矛盾矩阵的组成创新思维方法大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬235.4查找阿奇舒勒矛盾矩阵大庆石油学院电气信息工程学院主讲教师：陶国彬24根据问题分析所确定的工程参数，包括欲“改善的参数”和欲“恶化的参数”，查找阿奇舒勒矛盾矩阵。假设现在：欲改善的工程参数是加大“运动物体的重量”，随之恶化的工程参数是“速度”的损失，见表5-3。第5章阿奇舒勒矛盾矩阵——查找阿奇舒勒矛盾矩阵创新思维方法大庆石油学院电气信息工程