
[TRIZ冲突及冲突解决方法.ppt
66页[TRIZ冲突及冲突解决方法[TRIZ冲突及冲突解决方法概述冲突分类冲突问题的结构技术冲突的一般化基于物质—场分析的冲突发现基于质量功能配置( QFD )的冲突发现基于公理设计(AD)的冲突发现1234567冲突的发现冲突的发现方法方法产品设计中的产品设计中的冲突冲突目录目录概述冲突分类冲突问题的结构技术冲突的一般化基于物质—场分析的1 1、概述、概述社会进步与发展Ø自然科学的重大理论突破,是在发现并确认理论与实际的冲 突基础上,经过长时间的争论及反复的实验验证才形成的Ø如基于麦克斯韦经典电磁理论推演出的黑体辐射定律在长波 区的实验中暴露出了冲突,在原有的理论框架下解释这一冲 突的努力均未成功;普朗克提出了能量的变化不连续,引入 了普朗克常数的概念,导致了量子论的诞生1、概述矛盾冲突解决冲突新的矛盾社会进步与发展自然科学的重大1 1、概述、概述 如能发现需求与已有产品或产品内部的冲突,开发新产品或改进已有的产品,解决这些已发现的冲突,不仅满足社会日益增长的需求,同时为新产品生产企业带来效益1、概述产品设计的规律 如能发现需求与已有产品或产品内1 1、概述、概述1、概述创新实例解决冲突冲突1 1、概述、概述效率速度成本能耗外观环境产品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TRIZ理论1、概述效率速度成本能耗外观环境产品发明问题的核心是解决冲突2 2、冲突的分类、冲突的分类易难难冲突工程冲突社会冲突自然冲突组织冲突文化冲突个性冲突技术冲突物理冲突数学冲突宇宙定律冲突自然定律冲突冲突冲突多种多样多种多样2、冲突的分类冲突的一般分类易难难冲突工程冲突社会冲突自然冲2 2、冲突的分类、冲突的分类冲突管理冲突技术冲突物理冲突2、冲突的分类基于TRIZ的冲突分类冲突管理冲突技术冲突物理2 2、冲突的分类、冲突的分类管理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、冲突的分类管理冲突为了避免某些现象或希望取得某些结果,需系统2 2、冲突的分类、冲突的分类技术冲突常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突系统2、冲突的分类子系统1子系统2技术冲突技术冲突的表现技术2 2、冲突的分类、冲突的分类2、冲突的分类冲突出现的情况技术冲突物理冲突在一个子系统中引2 2、冲突的分类、冲突的分类上述的改进设计中已出现了一个技术冲突,既希望发动机罩的直径要增大以吸入更多的空气,但又不希望发动机罩与地面的距离减少。
2、冲突的分类技术冲突实例波音737改进设计上述的改进设计中2 2、冲突的分类、冲突的分类上述设计中的技术冲突为:将闸皮设计成可更换型,增加了骑车人的安全性,但必须备有闸皮可用,还要更换,使操作复杂 2、冲突的分类技术冲突实例自行车车闸总成上述设计中的技术冲突2 2、冲突的分类、冲突的分类飞机必须装有一盏着陆灯假如将该灯安装在机身或机翼表面,空气阻力增加,将减小飞机的飞行速度如果将该灯置于机翼内部,覆盖上透明的导流板,设计将变得太复杂,且降低了机翼的强度2、冲突的分类技术冲突实例飞机着陆灯的设计飞机必须装有一盏着2 2、冲突的分类、冲突的分类上述的改进设计中已出现了一个技术冲突,既加快织物的染印速度,但印上的图案质量下降橡胶辊待印花织物已印花织物刮刀图案辊染料槽染料溶液2、冲突的分类技术冲突实例织物印刷操作装置上述的改进设计中已2 2、冲突的分类、冲突的分类侦察机应飞行的很快,以便尽快离开被侦察的地区;但在被侦察的地区上空又应飞行的很慢,以便多收集数据飞机的机翼应有大的面积以便起飞与降落,但又要较小以便高速飞行安全气囊应该安装以保护司机与乘客,但又不应该安装,目前的设计有时不能保护身材矮的司机及乘客。
2、冲突的分类物理冲突实例侦查机敌区飞行侦察机应飞行的很快,2 2、冲突的分类、冲突的分类总是涉及到两个基本参数A与B,当A得到改善时,B变得更差仅涉及系统中的一个子系统或部件,而对该子系统或部件提出了相反的要求相对于技术冲突,物理冲突是尖锐的冲突,往往技术冲突的存在隐含物理冲突的存在控制着技术冲突的两个基本参数A与B的参数或物体2、冲突的分类技术冲突与物理冲突的关系技术冲突总是涉及到两个2 2、冲突的分类、冲突的分类金属制品放置于充满金属盐溶液的池子中,溶液中含有镍、钴等金属元素,在化学反应过程中,溶液中的金属元素凝结到金属制品表面形成镀层温度越高,镀层形成的速度越快,但温度高有用元素沉淀到池子底部与池壁的速度也越快温度底又大大降低生产率加热溶液使生产率(A)提高,但材料浪费(B)增加 选温度作为另一参数(C),溶液温度(C)增加,生产率(A)提高,材料浪费(B)增加;生产率(A)降低,材料(B)浪费减少;溶液温度即应该高,以提高生产率,又应该低,以减少材料消耗2、冲突的分类冲突实例金属表面化学镀层金属制品放置于充满金属3 3、冲突问题的结构、冲突问题的结构ABABABA导致BA需求BA消除B基本符号3、冲突问题的结构冲突问题对问题线性问题网络问题星型问题点问3 3、冲突问题的结构、冲突问题的结构在一个子系统内部包含一个物理冲突为点问题。
物理冲突是隐含的,但通常是导致问题的根本原因如在一个子系统中希望增加一种有用功能UF,但导致一种有害功能HF就构成一点问题子系统UFHF点问题 3、冲突问题的结构问题结构点问题在一个子系统内部包含一个物理3 3、冲突问题的结构、冲突问题的结构在被两个子系统实现的功能之间存在一个技术冲突为对问题UFn 导致或需求HFk (k≠n, k与n为不同的子系统序号)子系统 nUFn子系统 kHFk对问题 3、冲突问题的结构问题结构对问题在被两个子系统实现的功能之间3 3、冲突问题的结构、冲突问题的结构在多于两个子系统之间,存在“链”式关系的技术或物理冲突为线性问题UF n+1 需求UFn , UFn需求UFn-1子系统n+1Ufn+1子系统nUFn子系统n-1Ufn-1线性问题 3、冲突问题的结构问题结构线性问题在多于两个子系统之间,存在3 3、冲突问题的结构、冲突问题的结构多个具有相互关系的技术或物理冲突,形成一冲突环UFn 导致 HFk, HFk 导致 UFl, UFl 导致 UFr, UFr 需求 UFn (n≠k≠l≠r)子系统 nUFn 子系统 kHFk 子系统 UFl l 子系统 r UFr 网络问题 3、冲突问题的结构问题结构网络问题多个具有相互关系的技术或物3 3、冲突问题的结构、冲突问题的结构当一个子系统的某一功能改善后,另几个子系统的功能均变差。
UFn导致HFk及HFp,UFn又需求UFq,UFn 消除 UFm(n≠k≠p≠l≠m)子系统 k HFk 子系统 p HFp 子系统 nUFn 子系统 mUFm 子系统 q UFq 3、冲突问题的结构问题结构星型问题当一个子系统的某一功能改善4 4、技术冲突的一般化、技术冲突的一般化39个通用工程参数实际应用中,首先要把组成冲突的双方内部性能用该39个工程参数中的2个来表示目的是把实际工程设计中的冲突转化为一般的或标准的技术冲突4、技术冲突的一般化TRIZ理论冲突39个通用工程参数冲突描4 4、技术冲突的一般化、技术冲突的一般化在重力场中运动物体的重量运动物体的重量1 1在重力场中静止物体的重量静止物体的重量2 2运动物体的任意线性尺寸,不一定是最长的,都认为是其长度运动物体的长度3 34、技术冲突的一般化39个工程参数在重力场中运动物体的重量4 4、技术冲突的一般化、技术冲突的一般化静止物体的任意线性尺寸,不一定是最长的,都认为是其长度静止物体的长度4 4运动物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积运动物体的面积5 5静止物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积。
静止物体的面积6 64、技术冲突的一般化39个工程参数静止物体的任意线性尺寸,不4 4、技术冲突的一般化、技术冲突的一般化运动物体所占有的空间体积运动物体的体积7 7静止物体所占有的空间体积静止物体的体积8 8物体的运动速度,过程或活动与时间之比速度9 94、技术冲突的一般化39个工程参数运动物体所占有的空间体积4 4、技术冲突的一般化、技术冲突的一般化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力1010单位面积上的力应力或压力1111物体外部轮廓,或系统外貌形状12124、技术冲突的一般化39个工程参数力是两个系统之间的相互作用4 4、技术冲突的一般化、技术冲突的一般化系统的完整性,系统组成部分之间的关系磨损、化学分解、拆卸都降低稳定性结构的稳定性1313强度是指物体抵抗外力作用使之变化的能力强度1414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运动物体作用时间15154、技术冲突的一般化39个工程参数系统的完整性,系统组成部分4 4、技术冲突的一般化、技术冲突的一般化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静止物体作用时间1616运动物体或系统所处的热状态,包括其它热参数温度1717静止单位面积上的光通量,系统的光照特性光照强度18184、技术冲突的一般化39个工程参数物体完成规定动作的时间、服4 4、技术冲突的一般化、技术冲突的一般化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运动物体的能量1919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静止物体的能量2020单位时间内所作的功利用能量的速度功率21214、技术冲突的一般化39个工程参数能量是物体做功的一种度量4 4、技术冲突的一般化、技术冲突的一般化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能量损失2222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物质损失2323部分或全部、永久或临时的数据损失信息损失24244、技术冲突的一般化39个工程参数作无用功的能量为了减少能4 4、技术冲突的一般化、技术冲突的一般化时间是指一项活动所延续的间隔改进时间的损失指减少一项活动所花费的时间时间损失2525材料、部件、子系统等的数量,他们可以被部分或全部、临时或永久的被改变。
物质或事物的数量2626系统在规定的方法及状态下完成规定功能的能力可靠性27274、技术冲突的一般化39个工程参数时间是指一项活动所延续的间4 4、技术冲突的一般化、技术冲突的一般化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测试精度2828系统或物体的实际性能与所须性能之间的误差制造精度2929物体对受外部或环境中的有害因素作用的敏感程度物体外部有害因素作用的敏感性30304、技术冲突的一般化39个工程参数系统特征的实测值与实际值之4 4、技术冲突的一般化、技术冲突的一般化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物体产生的有害因素3131物体或系统制造过程中简单、方便的程度可制造性3232要完成的操作应需要较少的操作者、较少的步骤、使用尽可能简单的工具,一个操作的产出要尽可能多可操作性33334、技术冲突的一般化39个工程参数有害因素将降低物体或系统的4 4、技术冲突的一般化、技术冲突的一般化对于系统可能出现失误所进行的维修要时间短、方便、简单可维修性3434物体或系统响应外部变化等能力,或应用于不同条件下等能力。
适应性及多用性3535系统中元件数目及多样性,若用户也是系统中的元素将增加系统复杂性掌握系统的难易程度是其复杂性的一种度量装置的复杂性36364、技术冲突的一般化39个工程参数对于系统可能出现失误所进行4 4、技术冲突的一般化、技术冲突的一般化若一个系统复杂、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监控与测试的困难程度37374、技术冲突的一般化39个工程参数若一个系统复杂、成本高、需4 4、技术冲突的一般化、技术冲突的一般化是指单位时间内所完成的功能或操作数生产率3939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须的操作、自动编程、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、重新编程自动化程度38384、技术冲突的一般化39个工程参数是指单位时间内所完成的功能4 4、技术冲突的一般化、技术冲突的一般化4、技术冲突的一般化39个工程参数几何资源害处物理能力操控74 4、技术冲突的一般化、技术冲突的一般化负向参数指这些参数变大时,使系统或子系统的性能变差。
正向参数指这些参数变大时,使系统或子系统的性能变好4、技术冲突的一般化工程参数通用物理及几何参数通用技术负向参4 4、技术冲突的一般化、技术冲突的一般化为了机器或设备维护,法兰连接处常常还要被拆开;有些连接处还要承受高温、高压,但要求密封良好有的重要法兰需要很多个螺栓连接,如一些汽轮透平机械的法兰需要100多个螺栓为了满足密封良好的要求,设计过程中要采用较多的螺栓但为了减少重量,或减少安装时间、或维修时减少拆卸的时间,螺栓越少越好4、技术冲突的一般化法兰连接应用实例为了机器或设备维护,法兰4 4、技术冲突的一般化、技术冲突的一般化4、技术冲突的一般化技术冲突如果密封性良好,则操作时间变长且5 5、基于物质、基于物质- -场分析的冲突发现场分析的冲突发现物质可以是任何东西,太阳、地球、轮船、飞机、水、X射线、分子等能量的统称,如核能、电能、磁能、机械能、热能等5、基于物质-场分析的冲突发现物质-场分析基本符号TRIZ功5 5、基于物质、基于物质- -场分析的冲突发现场分析的冲突发现FS1S2功能的基本图形表示 图中F为场、S1及S2均为物质,其意义为:场F通过物质S2作用于物质S1并改变S1,它使S1与S2相互作用。
功能表示系统的输入和输出之间,以完成任务为目的的总的相互关系一个待设计的系统可能有多个功能,在一个功能中作为被动元件的S1可能是另一功能中的主动元件S2这些功能的总体构成了待设计系统的总功能5、基于物质-场分析的冲突发现物质-场分析基本符号FS1S25 5、基于物质、基于物质- -场分析的冲突发现场分析的冲突发现用图形表示待设计系统是物质—场分析的基础5、基于物质-场分析的冲突发现用图形表示待设计系统 用图形表5 5、基于物质、基于物质- -场分析的冲突发现场分析的冲突发现F: Me-机械 , Th-热, Ch-化学, E-电, M-磁, G-重力U:有用效应;H:有害效应;S1:物质或元件,系统作用的接受者;S2:物质或元件,使场作用于S1的动作发出者; S3: 新物质5、基于物质-场分析的冲突发现F: Me-机械 , Th-热5 5、基于物质、基于物质- -场分析的冲突发现场分析的冲突发现三个元件都存在且都有效,是设计者追求的效应其模型由图(a)表示组成功能的三元件部分元件不存在,需要增加元件来实现有效完整功能,或用一种新功能代替功能中的三元件都存在,但设计所追求的作用未完全实现。
需要改进以达到要求如图(b)功能中的三元件都存在,但设计者所追求的作用已超过需要改进以达到要求如(c)所示三元件都存在,但产生与设计者所追求的结果相冲突 创新过程要消除有害功能如(d)示5、基于物质-场分析的冲突发现功能分类及技术冲突模型三个元件5 5、基于物质、基于物质- -场分析的冲突发现场分析的冲突发现5、基于物质-场分析的冲突发现功能分类及技术冲突模型冲突实例5 5、基于物质、基于物质- -场分析的冲突发现场分析的冲突发现一个产品或系统往往是多个功能的实现如果用上图所示的符号系统来表示这些功能时,图(d)存在,则可判断系统或产品存在技术冲突A AB B5、基于物质-场分析的冲突发现一个产品或系统往往是多个功能的5 5、基于物质、基于物质- -场分析的冲突发现场分析的冲突发现在炼钢时,添加剂通过钢水搅拌器的入口进入到内部,通过旋转的叶片与钢水充分混合钢水添加剂叶片混合器S1:叶片S2:钢水FTh:钢水中的热能 FTh S2S15、基于物质-场分析的冲突发现工程实例在炼钢时,添加剂通过钢6 6、基于质量功能配置、基于质量功能配置( QFD)( QFD)的冲突发现的冲突发现QFD (Quality Function Deployment) 即质量功能布置,在60年代末由日本学者提出,是一种用户驱动的产品开发方法,即将得到的顾客需求转换成为产品特征、零部件特征、工艺特征、等技术需求信息,使所设计和制造的产品能真正满足顾客需求。
QFD 通过质量屋(HOQ,House of Quality)建立用户需求与设计要求之间的关系设计者根据这些需求明确设计要求,作为设计的出发点以缩短产品设计周期 关于用户要求的竞争能力评估 敏感矩阵互相关矩阵技术措施用户需求关于技术措施的 竞争能力评估技术措施权重本公司现状公司改进计划改进比例销售关键绝对权重要求权重用户要求权重6、基于质量功能配置( QFD)的冲突发现QFDQFD (Q6 6、基于质量功能配置、基于质量功能配置( QFD)( QFD)的冲突发现的冲突发现每一个质量屋都有一敏感矩阵,如果该矩阵中的元素出现负相关,就可能存在技术冲突或物理冲突6、基于质量功能配置( QFD)的冲突发现QFD识别冲突每一加工中心专用夹具是某企业的主导产品之一,原设计中的夹紧及松开动作由操作者手工完成,用户提出需要一种快速夹紧装置用户需求与质量要素或称设计参数之间的关系经功能分析,确定该复合机构的各支持功能,并建立第二张HOQ表 6 6、基于质量功能配置、基于质量功能配置( QFD)( QFD)的冲突发现的冲突发现工程实例加工中心专用夹具是某企业的主导产品之一,原设计中的夹按TRIZ理论,该机构设计中出现了如下的一对物理冲突:机构既要在长距离内作适应性调整,以适应不同尺寸零件的要求,又要在短距离内调整,以适相同尺寸批量零件的高效加工要求。
6 6、基于质量功能配置、基于质量功能配置( QFD)( QFD)的冲突发现的冲突发现工程实例按TRIZ理论,该机构设计中出现了如下的一对物理冲突7 7、基于公理设计(、基于公理设计(ADAD)的冲突发现)的冲突发现产品设计过程就是彼此相邻两个域之间参数相互转换的过程相邻的两个设计域是紧密联系在一起的,两者的设计元素均有一定的映射关系,每相邻的两个领域之间的关系可以表示成如下:左侧设计领域表示要完成的或是想要完成的工作,右侧设计领域表示实现要求的方法7、基于公理设计(AD)的冲突发现公理设计介绍用户域功能域结7 7、基于公理设计(、基于公理设计(ADAD)的冲突发现)的冲突发现公理设计通过相邻的两个设计域之间进行“之字形”映射变换进行产品设计以功能域和结构域的变换为例,从功能要求出发划分成子功能要求,功能要求就可以分解并形成一个功能层次模型,相应的设计参数也可以划分为不同的级别 7、基于公理设计(AD)的冲突发现公理设计通过相邻的两个设计7 7、基于公理设计(、基于公理设计(ADAD)的冲突发现)的冲突发现如果A为上三角或下三角阵,设计是可解耦的,按AD理论设计也是可接受的如果A为一般阵,说明功能与物理参数之间存在耦合,不满足AD中的独立公理,可能存在冲突,通过进一步的分析确定是否存在冲突并解决冲突。
公理设计的之字型分解过程及该过程分析是确定冲突的可用方法该方法适用于新设计及已有产品的再设计7、基于公理设计(AD)的冲突发现如果A为上三角或下三角阵,7 7、基于公理设计(、基于公理设计(ADAD)的冲突发现)的冲突发现混水阀由冷水阀与热水阀组成,为了获得特定流量及特定温度的热水,需要不断的调节两阀 7、基于公理设计(AD)的冲突发现混水阀由冷水阀与热水阀组成7 7、基于公理设计(、基于公理设计(ADAD)的冲突发现)的冲突发现现应用第一公理建立其设计矩阵:FR1:调节流量FR2:调节温度DP1:热水阀DP2:冷水阀热水阀与混水阀输出的流量及热水的温度都有关系,冷水阀与混水阀的输出流量及温度也都有关系7、基于公理设计(AD)的冲突发现现应用第一公理建立其设计矩7 7、基于公理设计(、基于公理设计(ADAD)的冲突发现)的冲突发现调节冷水阀使输出流量增加或降低时,输出水的温度也增加或降低;调节热水阀使输出水的温度增加或降低时,使流量也增加或降低混水阀的用户只能使冷、热水阀处于能接受折衷位置 7、基于公理设计(AD)的冲突发现工程实例耦合设计设计冲突调7 7、基于公理设计(、基于公理设计(ADAD)的冲突发现)的冲突发现 解决方案7、基于公理设计(AD)的冲突发现工程实例 解决方案7 7、基于公理设计(、基于公理设计(ADAD)的冲突发现)的冲突发现确定产品设计中冲突的三种方法:基于物质--场分析的方法、基于概述冲突分类冲突问题的结构技术冲突的一般化基于物质—场分析的冲突发现基于质量功能配置( QFD )的冲突发现基于公理设计(AD)的冲突发现 课程总结课程总结概述冲突分类冲突问题的结构技术冲突的一般化基于物质—场分析的本节课程到此结束谢谢! 课程总结课程总结本节课程到此结束 课程总结感谢聆听。
