09基于TRIZ理论的创新设计.pptVIP

* * 9.1 TRIZ理论概述 9.2 设计中的冲突及其解决原理 9.4 计算机辅助创新设计软件 9.3 利用技术进化模式实现创新 第9章 基于TRIZ理论的创新设计 9.5 TRIZ理论的发展趋势 一、TRIZ理论概念 9.1 TRIZ理论概述 TRIZ(是俄文首字母的缩写)意为解决发明创造问题的理论，起源于苏联，英译为Theory of Inventive Problem Solving，英文缩写为TIPS。 TRIZ理论是基于知识的、面向人的解决发明问题的系统化方法学，其核心是技术系统进化原理 图9.1 TRIZ理论的来源及主要构成 二、TRIZ理论主要内容 1.产品进化理论 发明问题解决理论的核心是技术系统进化理论，该理论将产品进化过程分为4个阶段：婴儿期、成长期、成熟期和退出期。 2.分析理论 分析是TRIZ理论的工具之一，是解决问题的一个重要阶段。它包括产品的功能分析、理想解的确定、可用资源分析和冲突区域的确定。 3.冲突解决原理 原理是获得冲突解决所应遵循的一般规律。TRIZ理论主要研究技术与物理两种冲突。 4.物质-场分析 所有的功能可分解为两种物质和一种场，即一种功能由两种物质及一种场的三元件组成。 5.效应 效应指应用本领域特别是其他领域的有关定律解决设计中的问题 6.发明问题解决算法ARIZ理论 一个问题解决的困难程度取决于对该问题的描述或程式化方法，描述的越清楚，问题的解就越容易找到。TRIZ理论中，发明问题求解的过程是对问题不断的描述、不断的程式化的过程。 三、TRIZ理论的重要发现 1.在以往不同领域的发明中所用到的原理(方法)并不多，不同时代的发明，不同领域的发明，其应用的原理(方法)被反复利用。 2.每条发明原理(方法)并不限定应用于某一特殊领域，而是融合了物理的、化学的和各工程领域的原理，这些原理适用于不同领域的发明创造和创新。 3.类似的冲突或问题与该问题的解决原理在不同的工业及科学领域交替出现。 4.技术系统进化的模式(规律)在不同的工程及科学领域交替出现。 5.创新设计所依据的科学原理往往属于其他领域。 四、TRIZ理论解决发明创造问题的一般方法 TRIZ理论解决发明创造问题的一般方法是： 首先将要解决的特殊问题加以定义、明确； 图9.2 TRIZ解决发明创造问题的一般方法 【例9.1】 需要设计一台旋转式切削机器。该机器需要具备低转速(100r/min) 、高动力以取代一般高转速(3600r/min)的交流电动机。 图9.3 设计低转速高动力机器的分析框图 五、TRIZ理论的应用 TRIZ理论是专门研究创新和概念设计的理论，不仅在苏联得到了广泛的应用，而且在美国的很多企业特别是大企业，如波音、通用、摩托罗拉等公司的新产品开发中也得到了应用。 9.2 设计中的冲突及其解决原理 一、冲突的概念 产品是多种功能的复合体，当提高产品某方面的性能时，可能会影响到与其相关联的零部件，结果可能使产品或系统的另一些方面的性能受到影响。如果这些影响是负面影响，那么设计就出现了冲突。 二、冲突的分类 1.通常的分类 自然冲突 社会冲突 工程冲突 2.基于TRIZ理论的冲突分类 管理冲突 物理冲突 技术冲突 三、物理冲突及其解决原理 1.物理冲突的概念 所谓物理冲突是指为了实现某种功能，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。 2.物理冲突的类型 (1) 一个子系统中有害功能降低的同时导致该子系统中有用功能的降低。 (2) 一个子系统中有用功能加强的同时导致该子系统中有害功能的加强。 3.物理冲突的解决原理 现代TRIZ理论在总结物理冲突各种解决方法的基础上，提出了采用如下的分离原理解决物理冲突 图9.5 分离原理的组成 1) 空间分离原理 所谓空间分离原理是指将冲突双方在不同的空间上分离，以降低解决问题的难度。 链条、链轮及飞轮的发明解决了这两组物理冲突。首先，链条在空间上将链轮的运动传给飞轮，飞轮驱动自行车后轮旋转；其次链轮直径大于飞轮直径，链轮以较慢的速度旋转将导致飞轮以较快的速度旋转。因此，骑车人可以以较慢的速度蹬踏脚蹬，自行车后轮将以较快的速度旋转，自行车车轮直径也可以较小，使乘坐舒适。 【例9.2】 自行车采用链轮与链条传动是一个采用空间分离原理的典型例子。 要求： 在链轮与链条发明之前，自行车存在两个物理冲突： 其一为高速行走需要一个直径大的车轮，而为了乘坐舒适，需要一个直径小的车轮，车轮既要大