基于TRIZ的创新设计

Page1基于TRIZ的创新设计河北工业大学创新设计研究所檀润华2003浙江大学Page2内容1、背景2、TRIZ简介3、产品创新过程模型4、TRIZ在产品创新过程中的应用5、基于TRIZ计算机辅助创新设计(CAI)6、结论Page3产品设计要解决问题如果产品的初始状态与理想状态之间存在距离，则称之为问题设计过程是解决问题的过程，是使产品由初始状态通过单步或多步变换实现或接近理想状态的过程如果实现变换的所有步骤都已知，则称为常规问题(Routineproblem)如果至少有一步未知，则称为发明问题(Inventiveproblem)(SavranskySD,EngineeringofCreativity,2000)1、背景Page4常规设计:解决常规问题的设计创新设计:解决发明问题的设计，其核心是解决设计中的冲突产品设计过程Page5产品设计分为设计哲学、设计理论与方法、应用三个层次设计理论与方法的研究是将设计哲学思想或设计实践变为能指导应用的设计过程普适设计方法学(B&P)、公理设计(AD)、质量功能布置(QFD)、发明问题解决理论(TRIZ)等都是该领域著名的研究结果当今世界市场竞争激烈，产品类型太多，已有研究结果只能较好的适用于某些产品或特定阶段的设计，正如Tate所述：目前还没有一种公认的广泛适用的设计理论与方法，新的设计方法不断出现(TateD,ARoadmapforDecomposition:Activities,Theories,andToolsforSystemDesign,Ph.DThesis,MIT,1999)Page6什么是TRIZ?是提出问题及解决问题过程的一种思维方法（统常都采用）是一组工具、工具集及软件（根据问题的本质及所允许的时间选用）2、TRIZ简介Page7SummaryOfferingofIdeation/TRIZMethodologyFourKeyFindingsDefinitionoftheInventiveProblemLevelsofInventionsPatternsofInventionsPatternsofEvolutionThreeMainPremisesIdealityContradictionsSystemApproachFourAnalyticalToolsInnovationSituationQuestionnaire(ISQ)ProblemFormulatorAlgorithmforInventiveProblem-Solving(ARIZ)Substance-FieldAnalysis(Su-Field)SevenKnowledge-BasedToolsPattern/LinesofEvolution40InnovationPrinciples&ContradictionTableSeparationPrinciples76StandardSolutionsEffectsSystemofOperatorsSelectedInnovationExamplesThreeMainApplicationsInventiveProblemSolving(IPS)AnticipatoryFailureDetermination(AFD)DirectedEvolution(DE)Page8Page93、产品开发过程模型第一类模型:描述产品开发过程进化的5G模型产品开发过程本身处于进化状态，进化过程的不同阶段都有不同的模型。RoyRothwell按时间历程及特点将产品开发过程模型分为5代（5G，Fivegenerations）第1代：技术驱动型（1G模型，1950s-1960s中叶）第2代：市场拉动型（2G模型，1960s末-1970s初）Page10第3代：耦合型（3G模型，1970s中叶-1980s初）第4代：集成型（4G模型，1980s中叶-1990s）Page11第5代：系统集成及网络化（5G模型，SIN）Page12第2类模型:技术创新过程模型PDS3个阶段:NCD(Newconceptdevelopment):新概念产生NPD(Newproductdevelopment):新产品开发Com(Commercialisation):商品化Page13NCD模型Page144、TRIZ在产品创新过程中的应用产生设想解决冲突市场创新Page15TRIZ中技术进化理论可以用于产品创新，TRIZ理论认为技术进化有8种模式，每种模式下有多条进化路线，产品所采用的技术是按进化模式与进化路线上的状态进化的:模式1：技术系统的生命周期为出生、成长、成熟、退出。考虑到原有技术系统与新技术系统的交替，可描述为6个阶段模式2：增加理想化水平模式3：系统的不均衡发展导致冲突的出现模式4：增加动态性及可控性。模式5：通过集成使增加系统功能模式6：部件的匹配与不匹配交替出现模式7：由宏观系统向微观系统进化模式8：增加自动化程度，减少人的介入4.1TRIZ用于发现问题及产生新设想Page16通过分析选定产品的核心技术在技术进化路线上的状态及今后可能进化的新状态:新状态隐含了产品再设计可用技术新状态可形成产品创新设想(Newideas)如果企业设计人员能熟练应用TRIZ中的技术进化模式与进化路线，对新技术的预测可自行在企业内部进行。Page17模式7：由宏观系统向微观系统进化Page18Page19Page204.2TRIZ用于解决问题:主要是解决冲突Page21TRIZ中可用于解决冲突的工具：40条发明原理4条分离原理76个标准解ARIZ算法Page22不对称原理Page235、基于TRIZ的CAI软件Page244．3发明问题解决过程Page25TechoptimizerPage26TriSolver2.1Page27Page28Page29计算机辅助创新设计软件:InventionTool2.0(河北工业大学创新设计研究所开发:软件登记号图34进化模块界面Page30Page31Page32Page336结论产品创新设计要解决发明问题，解决至少一个设计冲突是其标志技术创新分为NCP、NPD、COM三个阶段TRIZ中的技术进化可用于NCPTRIZ中的冲突解决理论可用于NPD（COM）计算机辅助创新设计软件(CAI)帮助设计者提出创新设计的原始构思及解决设计中深层次的冲突。设计理论与方法的研究不同于设计哲学与应用研究。其总体趋势是研究成果对设计者使用更加具体、工具的运用更加方便，显著的提高设计人员产品创新能力。设计理论与方法的研究成果(理论与软件)应尽快在我国企业推广应用.Page34谢谢!@hebut.edu.cn