創(chuàng)新方法TRIZ理論課件第8章 技術(shù)矛盾和矛盾矩陣

第八章技術(shù)矛盾和矛盾矩陣8.1什么是矛盾8.4阿奇舒勒矛盾矩陣8.2什么是技術(shù)矛盾8.3通用工程參數(shù)8.5運(yùn)用阿奇舒勒矛盾矩陣解決技術(shù)矛盾的步驟8.6案例：飛機(jī)機(jī)翼的變更8.1什么是矛盾從廣義上講，如果兩件事物在一件存在時(shí)，另一件一定不存在，那么這兩件事物就有矛盾，反映了事物之間存在著“對(duì)立”的關(guān)系?！獊碜园俣劝倏?..1什么是矛盾矛盾普遍存在于各種產(chǎn)品或技術(shù)系統(tǒng)中。技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化過程就是不斷解決系統(tǒng)所存在矛盾的過程。矛盾的類型：4矛盾的類型：便捷性更好的商務(wù)本可視化更好的游戲本or68.2什么是技術(shù)矛盾技術(shù)矛盾總是涉及到兩個(gè)基本參數(shù)A與B，就像蹺蹺板一樣，當(dāng)A得到改善時(shí)，B變得更差。在改善一個(gè)參數(shù)的同時(shí)導(dǎo)致另一個(gè)參數(shù)的惡化。1．改善改善是指與我們的期望一致。2．惡化惡化是指與我們的期望相反。3.描述技術(shù)矛盾

技術(shù)矛盾-1技術(shù)矛盾-2如果常規(guī)的工程解決方案（A）常規(guī)的工程解決方案（-A）那么改善的參數(shù)（B）改善的參數(shù)（C）但是惡化的參數(shù)（C）惡化的參數(shù)（B）技術(shù)矛盾-1技術(shù)矛盾-2如果增加油箱的體積減小油箱的體積那么提高飛機(jī)的飛行距離飛機(jī)的重量減小但是飛機(jī)的重量增加飛機(jī)的飛行距離縮短飛機(jī)油箱應(yīng)用88.3通用工程參數(shù)阿奇舒勒對(duì)數(shù)量眾多的工程參數(shù)進(jìn)行了一般化處理，最終確定了39種能夠表達(dá)所有技術(shù)矛盾的通用工程參數(shù)，并對(duì)它們進(jìn)行了編號(hào)處理。1．運(yùn)動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)物體是指對(duì)象可以很容易地改變空間位置，無論是對(duì)自己，還是為外力所致。車輛以及設(shè)計(jì)為可運(yùn)動(dòng)（可攜帶等）的對(duì)象是這一類的基本組成。2．靜止物體靜止物體是指對(duì)象在空間位置上不改變，無論是對(duì)自己，還是為外力所致。根據(jù)該對(duì)象正在使用的條件進(jìn)行考慮。TRIZ法通過對(duì)百萬件專利的詳細(xì)研究，提出用39個(gè)通用工程參數(shù)來描述技術(shù)矛盾。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，首先要把組成矛盾雙方的性能用該39個(gè)通用工程參數(shù)來表示，這樣就將實(shí)際工程技術(shù)中的矛盾轉(zhuǎn)化為一般的標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)矛盾。TRIZ法研究人員在對(duì)全世界專利進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，提出了40條解決技術(shù)矛盾的發(fā)明創(chuàng)新原理。TRIZ39個(gè)工程參數(shù)1.運(yùn)動(dòng)物體的重量2.靜止物體的重量3.運(yùn)動(dòng)物體的長度4.靜止物體的長度5.運(yùn)動(dòng)物體的面積6.靜止物體的面積7.運(yùn)動(dòng)物體的體積8.靜止物體的體積9.速度10.力11.應(yīng)力或壓力12.形狀

13.結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性27.可靠性28.測試精度29.制造精度30.物體外部有害因素作用的敏感性31.物體產(chǎn)生的有害因素

32.可制造性33.可操作性34.可維修性35.適應(yīng)性及多用性

36.裝置的復(fù)雜性37.監(jiān)控與測試的困難程度

38.自動(dòng)化程度39.生產(chǎn)率14.強(qiáng)度15.運(yùn)動(dòng)物體作用時(shí)間16.靜止物體作用時(shí)間

17.溫度18.光照度19.運(yùn)動(dòng)物體的能耗20.靜止物體的能耗21.功率22.能量損失23.物質(zhì)損失24.信息損失25.時(shí)間損失26.物質(zhì)或事物的數(shù)量10物體和幾何參數(shù)負(fù)向參數(shù)正向參數(shù)（1）運(yùn)動(dòng)物體的重量是指在重力場中運(yùn)動(dòng)物體多受到的重力。如運(yùn)動(dòng)物體作用于其支撐或懸掛裝置上的力。（2）靜止物體的重量是指在重力場中靜止物體所受到的重力。如靜止物體作用于其支撐或懸掛裝置上的力。（3）運(yùn)動(dòng)物體的長度是指運(yùn)動(dòng)物體的任意線性尺寸,不一定是最長的,都認(rèn)為是其長度。（4）靜止物體的長度是指靜止物體的任意線性尺寸,不一定是最長的,都認(rèn)為是其長度。（5）運(yùn)動(dòng)物體的面積是指運(yùn)動(dòng)物體內(nèi)部或外部所具有的表面或部分表面的面積。（6）靜止物體的面積是指靜止物體內(nèi)部或外部所具有的表面或部分表面的面積。（7）運(yùn)動(dòng)物體的體積是指運(yùn)動(dòng)物體所占有的空間體積。（8）靜止物體的體積是指靜止物體所占有的空間體積。（9）速度是指物體的運(yùn)動(dòng)速度、過程或活動(dòng)與時(shí)間之比。（10）力是指兩個(gè)系統(tǒng)之間的相互作用。對(duì)于牛頓力學(xué),力等于質(zhì)量與加速度之積。在TRIZ中,力是試圖改變物體狀態(tài)的任何作用。（11）應(yīng)力或壓力是指單位面積上的力。（12）形狀是指物體外部輪廓或系統(tǒng)的外貌。（13）結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)的完整性及系統(tǒng)組成部分之間的關(guān)系。磨損、化學(xué)分解及拆卸都降低穩(wěn)定性。（14）強(qiáng)度是指物體抵抗外力作用使之變化的能力。（15）運(yùn)動(dòng)物體作用時(shí)間是指物體完成規(guī)定動(dòng)作的時(shí)間、服務(wù)期。兩次誤動(dòng)作之間的時(shí)間也是作用時(shí)間的一種度量。（16）靜止物體作用時(shí)間是指物體完成規(guī)定動(dòng)作的時(shí)間、服務(wù)期。兩次誤動(dòng)作之間的時(shí)間也是作用時(shí)間的一種度量。（17）溫度是指物體或系統(tǒng)所處的熱狀態(tài),包括其他熱參數(shù),如影響改變溫度變化速度的熱容量。（18）光照度是指單位面積上的光通量,系統(tǒng)的光照特性,如亮度、光線質(zhì)量。（19）運(yùn)動(dòng)物體的能量是運(yùn)動(dòng)物體做功的一種度量。在經(jīng)典力學(xué)中,能量等于力與距離的乘積。能量也包括電能、熱能及核能等。（20）靜止物體的能量是指靜止物體做功的一種度量。在經(jīng)典力學(xué)中,能量等于力與距離的乘積。能量也包括電能、熱能及核能等。（21）功率是指單位時(shí)間內(nèi)所做的功,即利用能量的速度。（22）能量損失是指為了減少能量損失,需要不同的技術(shù)來改善能量的利用。（23）物質(zhì)損失是指部分或全部、永久或臨時(shí)的材料、部件或子系統(tǒng)等物質(zhì)的損失。（24）信息損失是指部分或全部、永久或臨時(shí)的數(shù)據(jù)損失。（25）時(shí)間損失是指一項(xiàng)活動(dòng)所延續(xù)的時(shí)間間隔?；蛘咧父倪M(jìn)時(shí)間的損失即減少一項(xiàng)活動(dòng)所花費(fèi)的時(shí)間。（26）物質(zhì)或事物的數(shù)量是指材料、部件及子系統(tǒng)等的數(shù)量,它們可以被部分或全部、臨時(shí)或永久地改變。（27）可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定的方法及狀態(tài)下完成規(guī)定功能的能力。（28）測試精度是指系統(tǒng)特征的實(shí)測值與實(shí)際值之間的誤差。減少誤差將提高測試精度。（29）制造精度是指系統(tǒng)或物體的實(shí)際性能與所需性能之間的誤差。（30）物體外部有害因素作用的敏感性是指物體對(duì)受外部或環(huán)境中的有害因素作用的敏感程度。（31）物體產(chǎn)生的有害因素是指有害因素將降低物體或系統(tǒng)的效率,或完成功能的質(zhì)量。這些有害因素是由物體或系統(tǒng)操作的一部分而產(chǎn)生的。（32）可制造性是指物體或系統(tǒng)制造過程中簡單、方便的程度。（33）可操作性是指要完成的操作應(yīng)需要較少的操作者、較少的步驟以及使用盡可能簡單的工具。一個(gè)操作的產(chǎn)出要盡可能多。（34）可維修性是指對(duì)于系統(tǒng)可能出現(xiàn)失誤所進(jìn)行的維修要時(shí)間短、方便和簡單。（35）適應(yīng)性及多用性是指物體或系統(tǒng)響應(yīng)外部變化的能力,或應(yīng)用于不同條件下的能力。（36）裝置的復(fù)雜性是指系統(tǒng)中元件數(shù)目及多樣性,如果用戶也是系統(tǒng)中的元素將增加系統(tǒng)的復(fù)雜性。掌握系統(tǒng)的難易程度是其復(fù)雜性的一種度量。（37）監(jiān)控與測試的困難程度是指如果一個(gè)系統(tǒng)復(fù)雜、成本高、需要較長的時(shí)間建造及使用,或部件與部件之間關(guān)系復(fù)雜,都使得系統(tǒng)的監(jiān)控與測試?yán)щy。測試精度高,增加了測試的成本也是測試?yán)щy的一種標(biāo)志。（38）自動(dòng)化程度是指系統(tǒng)或物體在無人操作的情況下完成任務(wù)的能力。自動(dòng)化程度的最低級(jí)別是完全人工操作。最高級(jí)別是機(jī)器能自動(dòng)感知所需的操作、自動(dòng)編程和對(duì)操作自動(dòng)監(jiān)控。中等級(jí)別的需要人工編程、人工觀察正在進(jìn)行的操作、改變正在進(jìn)行的操作及重新編程。（39）生產(chǎn)率是指單位時(shí)間內(nèi)所完成的功能或操作數(shù)。上述39個(gè)通用工程參數(shù)可分為如下3類：物理及幾何參數(shù)：（1）～（12）,（17）～（18）,（21）條。技術(shù)負(fù)向參數(shù)：（15）～（16）,（19）～（20）,（22）～（26）,（30）～（31）,（36）～（37）條。技術(shù)正向參數(shù)：（13）～（14）,（27）～（29）,（32）～（35）,（38）～（39）條。負(fù)向參數(shù)（Negativeparameters）指這些參數(shù)變大時(shí),使系統(tǒng)或子系統(tǒng)的性能變差。如子系統(tǒng)為完成特定的功能所消耗的能量（第19,20條）越大,則設(shè)計(jì)越不合理。正向參數(shù)（Positiveparameters）指這些參數(shù)變大時(shí),使系統(tǒng)或子系統(tǒng)的性能變好。如子系統(tǒng)可制造性（第32條）指標(biāo)越高,子系統(tǒng)制造成本就越低。矛盾矩陣是用39個(gè)通用工程特征參數(shù)組成的39×39正方矩陣。該矩陣的行代表工程參數(shù)需要改善的一方；該矩陣的列代表工程參數(shù)可能引起惡化的一方。矩陣元素用Mi-j表示，其下標(biāo)i表示該元素的行數(shù)，下標(biāo)j表示該元素的列數(shù)。由于矛盾不可能由自身造成，行與列號(hào)相同（i=j）的矩陣元素Mi-j為空集，用“＋”表示；若i≠j時(shí)，矩陣元素為空集，指這兩個(gè)特征參數(shù)間不構(gòu)成矛盾，或是存在矛盾但尚未找到適合的解，用“－”號(hào)表示；若i≠j時(shí)，矩陣元素Mi-j為非空集，其數(shù)值為解決所在的行與列通用工程特征參數(shù)所產(chǎn)生的技術(shù)矛盾的相關(guān)發(fā)明創(chuàng)新原理的編號(hào)，可在技術(shù)矛盾矩陣表中找到。208.4矛盾矩陣的構(gòu)造21矛盾矩陣表（部分）技術(shù)矛盾解決方法的步驟：步驟一分析問題，發(fā)現(xiàn)矛盾。步驟二根據(jù)TRIZ，表述矛盾。采取某項(xiàng)措施時(shí),矛盾對(duì)中的一個(gè)參數(shù)變優(yōu),

另一個(gè)參數(shù)變劣。步驟三對(duì)照工具，得出解法。在矩陣表中尋找該矛盾對(duì)的解決辦法。步驟四針對(duì)問題，構(gòu)思設(shè)計(jì)。回到具體技術(shù)系統(tǒng)，解決具體問題。228.5技術(shù)矛盾解決方法實(shí)際應(yīng)用舉例應(yīng)用背景：早期的飛機(jī)機(jī)翼都是平直的。最初是矩形機(jī)翼，很容易制作。但由于其翼端寬，會(huì)給飛機(jī)帶來阻力，嚴(yán)重地影響了飛機(jī)的飛行速度。之后開發(fā)出梯形翼，大大增加了飛機(jī)速度。然后，西方發(fā)達(dá)國家的噴氣式飛機(jī)先后上天。飛機(jī)開始進(jìn)入噴氣式時(shí)代，其飛行速度迅速提高，很快接近音速。機(jī)翼上出現(xiàn)“激波”，使機(jī)翼表面的空氣壓力發(fā)生變化。但是同時(shí)飛機(jī)阻力驟然劇增，比低速飛行時(shí)大十幾倍甚至幾十倍，這就是所謂的“音障”。為了突破“音障”，許多國家都在研制新型機(jī)翼。德國人發(fā)現(xiàn)，把機(jī)翼做成向后掠的形式，像燕子的翅膀一樣，可以延遲“激波”的產(chǎn)生，緩和飛機(jī)接近音速時(shí)的不穩(wěn)定現(xiàn)象。但是，向后掠的機(jī)翼比不向后掠的平直機(jī)翼，在同樣的條件下產(chǎn)生的升力小，這對(duì)飛機(jī)的起飛、著陸和巡航都帶來了不利的影響，浪費(fèi)了很多燃料。能否設(shè)計(jì)一種適應(yīng)各種飛行速度，具有快慢兼顧特點(diǎn)的機(jī)翼呢？這成為當(dāng)時(shí)航空界面臨的最大課題。23應(yīng)用舉例：飛機(jī)機(jī)翼的變更如何使用技術(shù)矛盾來分析該問題：速度提高和運(yùn)動(dòng)物體能耗增加之間的矛盾M9-19=[8,15,35,38]。綜合考慮后，選擇以下兩條發(fā)明創(chuàng)新原理：原理15：動(dòng)態(tài)化原理35：參數(shù)變化改變飛機(jī)的飛行形態(tài)，既在不同的飛行狀態(tài)下得到不同的氣動(dòng)外形，可以在很大程度上節(jié)約不必要的能耗。根據(jù)原理35物體的參數(shù)變化結(jié)合原理15動(dòng)態(tài)性給出的啟示，將飛機(jī)的機(jī)翼做成活動(dòng)部件。起飛和降落過程中使用平直翼，在低速飛行中可得到較大的升力，從而縮短跑道的長度，借此節(jié)約了能量；而高速飛行過程使用三角翼可以輕易地突破音障，減輕機(jī)翼的受力，提高飛機(jī)在高速飛行強(qiáng)度，也降低了能量的消耗。24問題分析：實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)成功了這種在當(dāng)時(shí)是新型的F111變后掠翼戰(zhàn)斗轟炸機(jī)，這是世界是第一架應(yīng)用變后掠翼設(shè)計(jì)思想的飛機(jī)，而世界戰(zhàn)機(jī)家族又多了“變后掠翼戰(zhàn)斗機(jī)”這個(gè)新成員。F111戰(zhàn)斗機(jī)處在起飛階段，機(jī)翼呈平直狀，獲得較大的升力，良好的低速特性，從而有效地解決了飛機(jī)在低速度狀態(tài)下速度與能量之間的矛盾。25變后掠翼戰(zhàn)斗轟炸機(jī)應(yīng)用TRIZ法原理，根據(jù)TRIZ法的39個(gè)通用工程參數(shù)分析，得到兩組技術(shù)矛盾：提高測定精度，但增加了系統(tǒng)的質(zhì)量；提高測定精度，但增大了系統(tǒng)的體積。分別對(duì)這兩組技術(shù)矛盾運(yùn)用技術(shù)矛盾解決矩陣，得到發(fā)明創(chuàng)新原理提示以開拓思路。（1）提高測定精度，但增加了系統(tǒng)的質(zhì)量。矛盾矩陣：M28,2=[28,35,25,26]，即以下發(fā)明創(chuàng)新原理：原理28：機(jī)械系統(tǒng)替代原理；原理35：參數(shù)變化原理；原理25：自服務(wù)原理；原理26：復(fù)制原理。（2）提高測定精度，但增大了系統(tǒng)的體積。矛盾矩陣：M28,7=[32,13,6]，即以下發(fā)明創(chuàng)新原理：原理32：顏色變化原理；原理13：反向功能原理；原理6：通用原理；26技術(shù)矛盾解決