TRIZ的矛盾解决理论

TRIZ的冲突解决理论与方法讲座人孙国强2010919Ⅰ.葡萄藤的问题Ⅱ.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管理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。物理冲突为了实现某种功能，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。技术冲突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汽车改善恶化增加速度稳定性降低安全性降低冲突管理冲突技术冲突物理冲突结实厚轻便薄厚度（桌面）桌子物理冲突实例冲突管理冲突技术冲突物理冲突二、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1分割11事先防范21减少有害作用时间31多孔材料2抽取12等势22变害为利32改变颜色、拟态3局部质量13反向作用23反馈33同质性4增加不对称性14曲率增加24借助中介物34抛弃或再生5组合、合并15动态特性25自服务35物理或化学参数变化6多用性16未达到或过度的作用26复制36相变7嵌套17一维变多维27廉价替代品37热膨胀8重量补偿18机械振动28机械系统替代38加速氧化9预先反作用19周期性动作29气压或液压结构39惰性环境10预先作用20有效作用的连续性30柔性壳体或薄膜40复合材料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排名原理及其编码排名原理及其编码1状态和参数变化原理（35）6动态化原理（15）2预先作用原理（10）7周期性动作原理（19）3分割原理（01）8振动原理（18）4替换机械系统原理（28）9变换颜色原理（32）5抽出原理（02）10反向作用原理（13）排名原理及其编码排名原理及其编码11复制原理（26）16不足或过度作用原理（16）12局部特性原理（03）17复合材料原理（40）13一次性用品替代原理（27）18中介原理（24）14气压或液压结构原理（29）19多维化原理（17）15自弃与再生原理（34）20多用性原理（06）3、冲突矩阵39个工程参数有关39个通用技术参数编号参数名称解释1运动物体的重量运动物体的重量指重力场中的运动物体作用在阻止其自由下落的支撑物上的力，重量也常常表示物体的质量2静止物体的重量静止物体的重量指重力场中的静止物体作用在阻止其自由下落的支撑物上或者放置该物体的表面上的力，重量也常常表示物体的质量3运动物体的长度运动物体的长度指运动物体上的任意线性尺寸，而不一定是自身最长的长度。它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一个封闭环的周长4静止物体的长度静止物体的长度指静止物体上的任意线性尺寸，而不一定是自身最长的长度。它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一个封闭环的周长5运动物体的面积运动物体的面积指运动物体被线条封闭的一部分或者表面的几何度量，或者运动物体内部或者外部表面的几何度量。面积是以填充平面图形的正方形个数来度量的，如面积不仅可以是平面轮廓的面积．也可以是三维表面的面积，或一个三维物体所有平面、凸面或凹面的面积之和6静止物体的面积静止物体的面积指静止物体被线条封闭的一部分或者表面的几何度量，或者静止物体内部或者外部表面的几何度量。面积是以填充平面图形的正方形个数来度量的，如面积不仅可以是平面轮廓的面积，也可以是三维表面的面积，或一个三维物体所有平面、凸面或凹面的面积之和编号参数名称解释7运动物体的体积运动物体的体积以填充运动物体或者运动物体占用的单位立方体个数来度量。体积不仅可以是三维物体的体积，也可以是与表面结合、具有给定厚度的一个层的体积8静止物体的体积静止物体的体积以填充静止物体或者静止物体占用的单位立方体个数来度量。体积不仅可以是三维物体的体积，也可以是与表面结合、具有给定厚度的一个层的体积9速度速度指物体的速度或者效率，或者过程、作用与完成过程、作用的时间之比10力力指系统间相互作用的度量。在经典力学中，力是质量与加速度之积。在了RIZ中，力是试图改变物体状态的任何作用1l应力、压强应力、压强指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；气体作用于气缸一活塞上的力。压强也可以来表示无压强(真空)12形状形状指一个物体的轮廓或外观。形状的变化可能表示物体的方向性变化，或者表示物体在平面和空间两种情况下的形变有关39个通用技术参数编号参数名称解释13对象的稳定性对象的稳定性指物体的组成和性质(包括物理状态)不随时间改变而变化的性质，它表示了物体的完整性或者组成元素之间的关系。磨损、化学分解及拆卸都代表稳定性的降低，而增加物体的熵，则是增加物体的稳定性14强度强度指物体受外力作用时，抵制使其发生变化的能力；或者在外部影响下抵抗破坏(分裂)和不范性形变的性质15运动物体的作用时间运动物体的作用时间指运动物体具备其性能或者完成作用的时间、服务时间以及耐久时间等。两次故障之间的平均时间，也是作用时间的一种度量16静止物体的作用时间静止物体的作用时间指静止物体具备其性能或者完成作用的时间、服务时间以及耐久时间等。两次故障之间的平均时间，也是作用时间的一种度量17温度表示物体所处的热状态，反映在宏观上系统热动力平衡的状态特征，也包括其他的热学参数，比如影响温度变化速率的热容量18照度照度指照射到物体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适当亮度、反光性和色彩等有关39个通用技术参数编号参数名称解释19运动物体的能量消耗运动物体的能量消耗指运动物体完成指定功能所需的能量，其中也包括超系统提供的能量。经典力学中，能量指作用力与距离的乘积20静止物体的能量消耗静止物体的能量消耗指静止物体完成指定功能所需的能量，其中也包括超系统提供的能量。经典力学中，能量指作用力与距离的乘积21功率功率指物体在单位时间内，完成的工作量或者消耗的能量22能量损失能量损失指做无用功消耗的能量。为减少能量损失，有时需要应用不同的技术手段，来提高能量利用率23物质损失物质损失指物体在材料、物质、部件或者子系统上，部分或全部、永久或临时的损失24信息损失信息损失指系统数据或者系统获取数据部分或全部、永久或临时的损失，经常也包括气味、材质等感性数据有关39个通用技术参数编号参数名称解释25时间损失时间损失指一项活动持续时间、改善时间的损失，一般指减少活动内容时所浪费的时间26物质的量物质的量指物体(或系统)的材料、物质、部件或者子系统的数量，它们一般能被全部或部分、永久或临时地改变27可靠性可靠性指物体(或系统)在规定的方法和状态下，完成指定功能的能力。可靠性常常可以被理解为无故障操作概率或无故障运行时间28测量精度测量精度指对系统特性的测量结果与实际值之间的偏差程度，减小测量中的误差可以提高测量精度29制造精度制造精度指所制造的产品在性能特征上，与技术规范和标准所预定内容的一致性程度30作用于对象的有害因素作用于对象的有害因素指环境或系统对于物体的(有害)作用，它使物体的功能参数退化有关39个通用技术参数编号参数名称解释31对象产生的有害作用对象产生的有害作用指使物体或系统的功能、效率或质量降低的有害作用，这些有害作用一般来自物体或者与其操作过程有关的系统32可制造性可制造性指物体或系统在制造过程中的方便或者简易程度33操作流程的方便性操作流程的方便性指在操作过程中，如果需要的人数越少，操作步骤越少，以及所需工具越少，同时又有较高的产出，则代表方便性越高34可维修性可维修性是一种质量特性，包括方便、舒适、简单、维修时间短等35适应性、通用性遺应性、通用性指物体或系统积极响应外部变化的能力；或者在各种外部影响下，具备以多种方式发挥功能的可能性有关39个通用技术参数编号参数名称解释36系统的复杂性系统的复杂性指系统元素及其相互关系的数目和多样性。如果用户也是系统的一部分，将会增加系统的复杂性。人们掌握该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控制或者测量一个复杂系统，需要高成本、较长时间和较多人力去完成。如果系统部件之间关系太复杂，也使得系统的控制和测量困难。为了降低测量误差而导致成本提高，也是一种测试复杂度增加的度量38自动化程度自动化程度指物体或系统，在无人操作的情况下，实现其功能的能力。自动化程度的最低级别，是完全的手工操作方式。中等级别，则需要人工编程，根据需要调整程序，来监控全部操作过程。而最高级别的自动化，则是由机器自动判断所需操作任务、自动编程和自动对操作监控39生产率生产率指在单位时间内，系统执行的功能或者操作的数量；或者完成一个功能或操作所需时间，以及单位时间的输出；或者单位输出的成本等有关39个通用技术参数物理和几何参数负向参数正向参数：排序通用工程参数名称排序通用工程、参数名称排序通用工程参数名称1运动物体的质量19运动物体消耗的能量13结构的稳定性2静止物体的质量20静止物体消耗的能量14强度3运动物体的尺寸22能量的损失15运动物体的耐久性4静止物体的尺寸23物质的损失16静止物体的耐久性5运动物体的面积24信息的损失27可靠性6静止物体的面积25时间的损失28测量精度39个通用参数分类名细目物理和几何参数负向参数：正向参数排序通用工程参数名称排序通用工程参数名称排序通用工程参数名称7运动物体的体积26物质（或材料）的数量29制造精度8静止物体的体积30（物体对外部）有害作用敏感性32可制造性9速度31（物体产生的）有害副作用33可操作性10力36装置的复杂性34易维修性11应力/压强37控制的复杂性35适应性（通用性）12形状38自动化程度17温度39生产率18光照度21功率经典冲突矩阵改善参数恶化参数冲突矩阵302003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39个标准工程参数3,5,19,274