创新方法普及课件.ppt

1,创新方法普及课件 企管信息部,2,第一部分,TRIZ 中的基本术语与工具,3,TRIZ中的基本术语,子系统 技术系统的组成部分 超系统 包含技术系统和与它有关的其它系统的更大的系统,4,“V+O”描述方式： 功能=动作+对象（F=V+O）,功能的定义,5,TRIZ中的基本术语,最终理想解(IFR),理想度 Ideality,=,,有用功能,有害功能+成本,∞,,最少的资源实现最多的功能,6,技术矛盾,技术矛盾，是指在技术系统中，当一个参数被改善时，另一个参数就变差的矛盾关系，如发动机功率增大，但耗油量升高， ——技术矛盾必涉及两个参数A与B， 当A得到改善时，B变得更恶化,7,20世纪40年代，华盛顿政府准备在塔科玛市建造一座跨海峡大桥…,塔科玛大桥,8,技术矛盾实例,塔科玛大桥,9,39个通用技术参数,,10,40个创新原理,11,A. 把一个物体放入另一个物体，然后将这两个物体再放入第三个物体，依此类推； B. 让某个物体穿过另一个物体的空腔嵌套原理（No7）,12,嵌套原理,生活中的嵌套 在书柜里的椅子 爱国者推新款便携式音箱 多层环保垃圾桶,13,嵌套原理,线、面、体、螺旋嵌套,14,嵌套原理,盾构 嵌套式施工工艺,15,,矛盾矩阵,16,物理矛盾,物理矛盾，当系统向一个参数提出相反的两个方向的要求和变化时，就构成了物理矛盾，如系统要求温度既要高，又要低，的体积要小，屏幕又要大，物理矛盾只涉及一个参数。

17,同一参数，两个不同 要求,两个参数 之间的矛盾,技术矛盾与物理矛盾的比较,18,四大分离原理 与40个发明原理的对应表,19,物-场模型,用于分析並改进技术系统的功能 技術系統的目的是实现功能 它的基本組成包括兩個物質( S1、S2 )和它們之間的作用力，称为场 ( F )，场是产生作用力的能量 技术系统的功能模型可以用一个完整的物場三角形來表示F,S1,S2,,,20,76个标准解（部分）,电场模型 流变学 系统转化，创建双、多系统 向微观级转化 应用拷贝 从环境中获得添加物 应用样本谐振 应用进入物体的谐振 分裂物质 大量引入物质 从环境中引入场 放大输出场 通过分解获得物质粒子 通过结合获得物质粒子,21,第二部分,TRIZ 理论的主要内容,22,问题的关键——如何运用40个创新原理？,对技术矛盾分析和抽象，需引入——矛盾矩阵,一. 技术矛盾分析 与 40 个创新原理,23,通用工程参数矩阵表 全表,,24,如何运用40个创新原理解决技术矛盾？ ——类似于数学的方法,首先将特殊的问题归结为TRIZ的一般问题，应用TRI寻求合适的创新原理或标准解法，然后再演绎成初始的具体问题,40创新原则 标准解法,TRIZ 问题,特殊的 问题与需求,具体的 解决方案,,,,矛盾矩阵表,25,案例 1,飞机发动机进气口的创新设计 No。

3运动物体的长度 VS No5运动物体的面积,26,、,通用工程参数矩阵表应用案例 飞机案查表,,,、,通用工程参数,通用工程参数,,,40个创新原理,,27,查表得 ： 15 动态原则（动态法） × 17 多维法 × 4 不对称法 经分析前二法无合适方案，去掉 “不对称法”启示人们，改变进气口圆形的对称形状，改为下部略扁的鱼口形 ——产生创新设计,28,,据不对称原理 获创新方案,29,常用固定扳手,案例 2,30,如果制造精度越高，工艺性则越差从而确定了它们之间的技术冲突： 试图改进的因素参数——No.31“物体产生的 有害因素 恶化的因素 ——No.29“制造精度” 31物体产生的有害因素vs29制造精度,案例 2,31,、,,,案例 2,32,得到4条推荐的发明原理： 04 不对称 17 一维变多维 34 抛弃和再生 26 复制 对No.17一维变多维发明原理进行分析，如果扳手工作面进行多维改造，使与螺母侧面有大面积接触，而不只是棱角单点接触，问题就可解决 该设计于 1995 年 在美国获得了专利,案例 2,33,美国专利5406868扳手,,案例 2,34,案例3：防弹衣设计及改进,增加防弹衣的厚度，但会降低防弹衣的舒适度和可操作性— 技术矛盾：运动物体的长度（尺寸） VS 可操作性 矛盾矩阵建议采用 15动态性、29气压或液压结构、35物理或化学状态变化、04非对称性 四个发明原理。

应用非对称原理，将纤维由相互垂直方向的定向结构改变为非对称定向排列，每层以相对于第一层呈20-70度范围的不同角度旋转 防弹衣性能增强，重量减轻35,,二. 物理矛盾分析 与 分离原理,TRIZ：为了降低解决问题的难度，往往首 先应用分离原理来解决物理矛盾空间分离,时间分离,条件分离,整体与 局部分离,分离原理,,,,,,,36,四大分离原理、11个分离方法—— 1.矛盾特性的空间分离 2.矛盾特性的时间分离 3.将同类或异类系统与超系统结合 4.将系统转换成为反系统,或将系统与反系统结合 5.系统具有一种特性,其子系统有其相反的特性 6.将系统转换到微观级系统 7.系统中的状态交替变化 8.系统由一种状态转换为另一种状态 9.利用系统状态变化所伴随的现象 10.以具有两种状态的物质代替具有一种状态的物质 11.通过物理和化学的转换使物质状态转换,物理矛盾的解决方法,37,2019/10/18,37,交通问题1，在十字路口，汽车必须很快通过，又必须等待不通过，构成物理矛盾 时间分离原理：设置红绿灯 空间分离原理：建立交桥 交通问题2：在快车道上要建公交汽车停车站，但停车站影响交通，不要建停车站。

整体和部分分离原理：在快车道上以部分占用慢车道的方式建弧形公交停车港湾 交通问题3，道路上应有较多的汽车，但汽车太多交通阻塞 基于条件的分离原理：规定单号车单日上街，双号车双日上街分离原理应用实例,38,分离原理应用实例,空间分离：测量海底时，将探测器与船体空间分离，用以防止干扰，提高测试精度 时间分离：将飞机机翼设计成可调的活动机翼，以适应在飞行中各个时间段的不同要求 条件分离：将水流条件分离，给予不同的射流速度和压力，即可获得“软”的或“硬”的不同用途的射流，用于洗澡按摩或用作加工手段或武器 整体与局部分离：采用柔性生产线，以满足大众化和个性化市场需求的不同要求,39,案例,问题: 2008年初的雪灾,电线上堆积的冰棱和大雪压断了电线,甚至压倒了电杆和电线铁塔能否设计技术方案,解决这个问题,避免类似悲剧的重现40,三． 物－场分析 和76个标准解,物质的种类——材料、工具、零件、人、环境 场的种类——、机械、热、化学、电、磁,41,物-场 模型的四种类型,1.不完整系统，三零件缺少部分 2.有效完整系统 3.非有效完整系统，元件齐但效应未完全实现，或力度不足 4.有害完整系统 ——其中三种是问题模型 需要的效果沒有发生：例如，炉壁沒有冷卻功能因而过热 需要的效果不足：例如，炉壁过热，冷却功能不足 产生有害的效果：例如，炉壁因生火而过热,42,案例,问题: 2008年初的雪灾,电线上堆积的冰棱和大雪压断了电线,甚至压倒了电杆和电线铁塔。

能否设计技术方案,解决这个问题,避免类似悲剧的重现43,建立物场模型,提取物场模型三要素： S2：雪和冰棱 F：在导线中有电流，交变电流会在导线周围产生电磁场 S1：缺少该元件 结论：无法建立物场模型44,四． 功能 和 效应,阿氏经过对250万件高水平专利的研究，将高难度的问题和所要实现的功能进行了归纳总结，提炼了30个常见的功能，并赋予一个功能代码如—— F1 测量温度 F2 降低温度 F3 提高温度 F4 稳定温度 F5 探测物体的位移和运动 ………… F30 产生及加强化学变化,45,功能和效应清单及对应表,46,功能和效应清单及对应表,47,案例,问题: 2008年初的雪灾,电线上堆积的冰棱和大雪压断了电线,甚至压倒了电杆和电线铁塔能否设计技术方案,解决这个问题,避免类似悲剧的重现48,利用效应库,解决流程 补充物S1，构成基本的物场模型 查效应库, 效应库6.6中有电磁效应（2）涡流效应：“冰箱中冰霜的解冻” 继续查效应库, 效应库8.4中有超越居里点一条:材料温度在居里温度以下有磁性，高于居里温度为顺磁 结论 需要寻找低与居里点的磁性材料49,五．技术系统 8 大进化法则,1.技术系统的S曲线进化（生命周期）法则 2.提高理想度法则(最终理想解IFR概念) 3.子系统的不均衡进化法则 4.动态性和可控性进化法则 5.增加集成度再进行简化法则（向超系统进化） 6.子系统协调性进化法则 7.向微观级和场的应用进化法则 8.减少人工介入的进化法则（向自动化、智能化和自治化方向进化） 意义——技术与产品的发展，像生物体进化一样遵循着客观规律。

50,,时间,性能 参数,婴儿期,成长期,成熟期,衰退期,,,S-曲线,51,■ TRIZ 给出的实现理想化目标的方法—— 去除双重元件 采用更综合的子系统 去除辅助功能 自我服务 去除元件 合并离散的子系统 通过整体置换简化系统,法则二：提高理想度法则(IFR概念),52,在S曲线各阶段如何提高理想度,53,能量传递法则,减少能量损失的几个途径： 缩短能量传递路径，减少传递过程中的能量损失 最好用一种能量（或场）贯穿于系统的整个工作过程，减少能量形式的转换导致的能量损失 如果系统组件可以更换，那么将不易控制的场更换为容易控制的场 M-A-T-Ch-E-EM 机械场—声场—热场—化学场—电场—磁场/电磁场,54,法则四：动态性和可控性进化法则 具体是指： 1. 增加系统的动态性，以更大的柔性和可移动性来获得功能的实现； 2. 增加系统的动态性要求增加可控性 增加动态性的一个基本路径是： 刚性体—单铰链—多铰链 —柔性体—气体/液体 — 场,55,动态性进化——计算机键盘,,,,,,,,56,TRIZ在韩国三星的应用案例 ——液晶显示器（技术系统进化）,,提高结构柔性和可移动性路线,57,TRIZ在韩国三星的应用案例 ——液晶显示器（技术系统进化）,在2006年，预言就变成了现实。

三星推出了M70分离式显示器，这是三星利用TRIZ的技术系统进化法则指导产品设计的又一个实例M70分离式显示器的优点： 无线连接，移动方便 显示器大小可以随意置换,58,显示器的进化,,59,原则七：向微观级和场的应用进化法则,,,,,60,基础进化树,基础的进化树是技术物体综合的、抽象的标志发展路线经过组织以后的总和,61,形状协调,形状协调进化路线①——表面属性的进化,62,内部结构的进化路线,目的：更加合理地利用内部的空间资源，优化内部的结构质量和强度，使系统更加紧凑,63,几何形状进化路线,目的：系统的两部分之间，以及系统和超系统之间分配相互作用的区域，使系统和环境之间的作用及其属性达到最佳匹配状态,64,线性组件的几何进化路线,目的：使组件位置更加匹配，系统更加紧凑,65,轴承接触方式的进化,66,表面的几何进化路线,目的：提高表面互相接触的系统组件的协调性，使系统更加紧凑，或者提供新的功能,67,风扇叶片的进化,68,扩展-简化路线,目的： 在系统进化的初始阶段，增加新的组件以提供新的功能 在得到满意的效果后，开始系统简化，以减少成本,69,腕表的进化,70,分割路线,目的：组件的分割和向微观级跃迁，使得系统的组件的相互作用更加容易协调，并可能建立动态可操控的系统,71,在系统中引入新的组件，以提高系统的生产率、可靠性、质量，增加有用功能，改善组件之间的相互作用,类似组件的单-双-多进化路线,72,前帆+后帆,前帆+后帆+横帆,帆+蒸汽机,相同系统合并,参数差异系统合并,竞争系统合并,帆船的进化,73,小结：TRI的九把利剑,1、八大进化法则：预测技术系统进化模式和产品成熟度； 2、最终理想解IFR：系。