基于triz的機械產品創(chuàng)新設計

1、基于TR億的杌械產品創(chuàng)新設計◆文／鄧杰師忠秀胡新蕾!十一高新技術套土【攮耍】目首的機械產品創(chuàng)新設計較以前取得了長足的進步，但仍然存在很多需要改進的地方。而TKIZ的弓l入為機械產品創(chuàng)新設計發(fā)展提供了理論指導?！娟Pt詞】TRIZ沖突矩陣機械產品創(chuàng)新設計1TRIZ的產生夏主要內軎創(chuàng)新從最通俗的意義上講就是創(chuàng)造性地發(fā)現問題并解決問題的過程。而TRIZ理論的強大作用正在于它為此提供了系統(tǒng)的理論和方法工具。11“IKIZ的產生。I勉理論由是前蘇聯

2、GSAltshuller及其領導的一批研究人員‘自1946年開始，花費1500人年的時間，在分析研究世界各國250萬件專利的基礎上所提出的發(fā)明問題解決理論。唧Z一詞是“發(fā)明問題解決理論(TheoryofInventiveProblemSolvin91”的俄文縮寫。12啊UZ的主要內容TRIZ認為發(fā)明問題的核心就是解決沖突。沖突主要分為技術沖突和物理沖突。眥的主要內容包括：原理解的分級與理想解、產品進化理論、沖突與沖突解決原理、物質一場分

3、析、ARIz(發(fā)明問題解決算法)①原理解的分級與理想解TRIZ理論的一個重要成果就是認為產品有等級產品由低級向高級的方向發(fā)展。AhshuUer通過研究認為問題的解分為五個級別。解的級別越高，獲得該解所需的知識越多。這些知識所處的領域越寬，搜索有用知識的時間就越長。每種產品都向著它的理想解進化，所謂理想解就是產品處于理想狀態(tài)的解。絕對的理想狀態(tài)是不可能實現的。我們只能盡可能的提高產品功能的理想化(Ideality=∑UF／∑UH，其中Id

4、eality為理想度，∑UF為有益功之和，∑UH為有害功之和)②產品進化理論TRIZ中的產品進化理論是TRIZ理論的基礎，也是其核心是GSAltshuller和他的助手在研究了上百萬的發(fā)明專利后得到的。產品進化理論將產品進化過程分為4個階段：要兒期、成長期、成熟期、退出期。處于前兩個階段的產品，企業(yè)應加大投入。盡快使其進入成熟期，以便企業(yè)獲得最大效益；處于成熟期的產品，企業(yè)應對其替代技術進行研究，使產品取得新的替代技術，以應對未來的市場

5、競爭；處于退出期的產品，企業(yè)利潤急劇下降，應盡快淘汰。這些可以為企業(yè)產品規(guī)劃提供具體的、科學的支持。通過對大量專利的分析舢tshuller發(fā)現技術系統(tǒng)通過不同的技術路線向理想解方向進化。并提出了8條產品進化定律和8條技術系統(tǒng)進化模式。③沖突與沖突解決原理在產品創(chuàng)新過程中，沖突是最難解決的一類問題。在TRIZ中，Altshuller認為沖突可分為3類：技術沖突、物理沖突及管理沖突TRIZ只研究前兩種沖突的解決方法。TRIZ提出用39個通用

6、工程參數來描述沖突。用40條發(fā)明創(chuàng)造原理來指導設計人員的創(chuàng)新設計。并且將39個工程參數與40條發(fā)明原理建立了對應關系建立了沖突矩陣。沖突矩陣第一行是需要改進的39個技術參數即惡化參數；矩陣第一列為引起惡化的39個技術參數，即優(yōu)化參數。沖突矩陣的行與列交叉就形成了系統(tǒng)的技術沖突，在矩陣交叉的方格里列寫出了TRIZ推薦使用的發(fā)明創(chuàng)造原理序號。當面對實際問題時，我出系統(tǒng)的沖突參數在沖突矩陣中找到它們的交叉點，就能得到解決問題的推薦發(fā)明原理。(

7、薊物質一場分析物質一場分析是對具體問題定義并將問題模型化的方法。、是用符號表達技術系統(tǒng)變換的建模技術。產品是功能的一種實現G更Pdtshuller認為所有功能都可以看作是由兩個物質和一個場組成的，物質Sl、s2可以是任何復雜程度的對象。場F用于表示物體Sl與s2之間相互作用，控制所必需的能量。對于一個滿意的功能至少要包括這3種元素且三者之間以適當的方式組合，完成一定的作用。當三者缺一，或三者之間沒能實現預定的目的，或它們之間產生有害作用

8、時，物質一場模型描述的技術系統(tǒng)都會存在問題。這時可用物質一場模型變換方法來解決出現的問題。TRIZ理論將物質一場模型變換概括為76種標準解決方法并分成以下5類：(1)不改變或僅少量改變已有系統(tǒng)；(2)改變已有系統(tǒng)；(3)系統(tǒng)傳遞；(4)檢查與測量；(5)簡化與改善策略。發(fā)明者首先要根據物質一場模型識別問題的類型，然后選擇相應的標準方法集。⑤ABIZ(發(fā)明問題解決算法)ARIZ是俄文。發(fā)明問題解決算法”的縮寫其英文全稱是Algorithm

9、tosolve811inventiveproblem是TRIz的一種主要工具。該算法采用一套邏輯過程逐步將初始問題程式化。該算法特別強調沖突與理想解的程式化一方面技術系統(tǒng)向著理想解的方向進化，另一方面如果一個技術問題存在矛盾突需要克服。該問題就變成了一個創(chuàng)新問題。ARIZ中，矛盾的消除有強大的效應知識庫的支持。效應知識庫包含物理效應、化學效應、幾何效應等各種效應。作為一種規(guī)則。經過分析與效應的應用后問題仍無解。則認為初始問題定義有誤。需

10、對問題進行更一般化的定義。應用ABIZ取得成功的關鍵在于沒有理解問題的本質前要不斷地對問題進行細化。一直到確定了物理沖突。最后是執(zhí)行解決方案。該過程可采用傳統(tǒng)手工方法實現，也可采用計算機軟件輔助實現。2TRIZ解決機械創(chuàng)新設計問題的方法及應用21TRJZ解決問題的方法在機械產品創(chuàng)新設計過程中存在物理沖突、技術沖突，使得設計過程成為一個具有創(chuàng)新性特征的向題解決過程。完全可以利用TRIz思想和方法解決機械產品的創(chuàng)新設計。豫IZ解決發(fā)明創(chuàng)造問

11、題的一般方法是，首先將要解決的特殊問題加以定義、明確；然后。根據TRIZ理論提供的方法將需解決的特殊問題轉化為類似的標準問題而針對類似的標準問題已總結、歸納出類似的標準解決方法；最后。依據類似的標準解決方法就可以解決用戶需要解決的特殊問題了。221RJZ應用實例開口扳手在外力作用下擰緊或松開一個六角螺釘或螺母。由于螺釘或螺母的受力集中在兩條棱邊，容易產生變形從而使螺釘或螺母的擰緊或松開困難。新產品的設計必須要克服目前產品中的缺陷應用TR

12、IZ理論中的沖突矩陣解決該問題。首先從39個通用工程參數中選擇能代表技術沖突的一對特性參數。質量提高的參數：物體產生的有害因素(№31)，減少對螺釘或螺母的棱邊磨損。帶來負面影響的參數：可制造性(No32)，新的改進可能使制造困難。將上述的兩個通用工程參數No31和No32代人沖突矩陣可以得到如下4條推薦的發(fā)明創(chuàng)造原理，分別是：No4不對稱。No17維數變化。No34拋棄與修復。No26復制。對No4和No17兩條發(fā)明原理進行深人分析表

13、明，如果扳手工作面的一些點能與螺釘或螺母的側面接觸，而不只是與其棱邊接觸。問題就解決了。3結束語TRIZ的創(chuàng)立給多個行業(yè)的創(chuàng)新問題研究提供了指導與幫助。本文介紹了TRIZ發(fā)明問題解決理論的一些基本內容和方法。把TRIZ應用于機械產品創(chuàng)新設計。不僅幫助設計人員建立解決問題的模型并指明解決問題的方向，還可以解決創(chuàng)新設計中的技術難題。參考文獻『11羅紹新機械創(chuàng)新設計fMl北京：機械工業(yè)出版社，2003『21檀潤華，王慶禹，苑彩云，段國林發(fā)明問

14、題解決理論：TKIZ—nUz過程、工具及發(fā)展趨勢f11機械設計，2001，18(7)：1—4(作者單位系青島大學機電學院)一67—萬方數據萬方數據111科技論壇TIOII申.，..葉放水...基于1HIZ的翩翩產面創(chuàng)新設計.~卻主崎忠營制珩蕾I摘要1圃可的機絨產品創(chuàng)街設計徒以前取得了長足的進步，但仍然存在很多需要改進的地方。而τRlZ的引入為機械產品創(chuàng)新設計發(fā)展提供了理論指導。I關鍵詞]1RlZ沖突短降機被產品劍廳設計1TRIZ的產生及

15、主要內魯創(chuàng)新從最通俗的意義上講就是創(chuàng)造性地發(fā)現問題并解決問題的過程，而TRIZ理論的強大作用正在于它為此提供了系統(tǒng)的理論和方法工具。1.1τRlZ的產生四Z理論由是前蘇聯G.5.Altshuller及其領導的一批研究人員e自1946年開始，花費15∞人年的時間，在分析研究世界各國250萬件專利的基礎上所提出的發(fā)明問題解決理論。四IZ詞是“發(fā)明問題解決理論(TheyofInventiveProblemSolv噸r的俄文縮寫。1.2τ“Rl

16、Z的主委內容四Z認為發(fā)明問罐的核心就是解決沖突，沖突主要分為技術沖突和物理沖突?；貞闹饕獌热莅?原理解的分級與理想解、產品送化理論、沖突與沖突解決原理、物質場分析、ARIZ(發(fā)明問題解決算法)①原理解的分級與理想解TRIZ理論的一個重要成果就是認為產品有等級，產品囪低級向高級的方向發(fā)展。Altshuller通過研究認為問罐的解分為五個級別，解的級別越高，獲得該解所儒的知識越多，這些知識所處的領域越寬，搜索有用知識的時間就越長。每種產

17、品都向著它的理想解進化，所謂理想解就是產品處于理想狀態(tài)的解。絕對的理想狀態(tài)是不可能實現的，我們只能盡可能的提高產品功能的理想化(Ideality=IUFIIU8，其中Id回lity為理想度，IUF為有益功之初，IU8為有害功之和)②產品進化理論四E中的產品進化理論是TRIZ理論的基礎，也是其核心，是G.5.Altshuller和他的助手在研究了上百萬的發(fā)明專利后得到的。產品進化理論將產品進化過程分為4個階段:嬰兒期、成長期、成熟期、退出

18、鍋。處于前兩個階段的產品，企業(yè)應加大投入，盡快使其進入成熟期，以便企業(yè)獲得最大效益處于成熟期的產品，企業(yè)應對其替代技術進行研究，使產品取得新的替代技術，以應對未來的市場競爭z處于退出朔的產品，企業(yè)利潤急劇下降，應盡快淘汰。這些可以為企業(yè)產品規(guī)劃提供具體的、科學的支持。通過對大量專利的分析，Altshuller發(fā)現技術系統(tǒng)通過不同的技術路線向理想解方向進化，并提出了s條產品進化定律和8條技術系統(tǒng)進化模式。③沖突與沖突解決原理在產品創(chuàng)新過程

19、中，沖突是最難解決的類問題。在TRIZ中，Altshuller認為沖突可分為3類z技術沖突、物理沖突及管理沖突，回應只研究前兩種沖突的解決方法?；貞岢鲇?9個通用工程參數來描述沖突，用40條發(fā)明創(chuàng)造原理來指導設計人員的創(chuàng)新設計。并且將39個工程參數與40條發(fā)明原理建立了對應關系，建立了沖突矩陣。沖突矩陣第行是需要改進的39個技術參數.即惡化參數z矩陣第一列為引起惡化的39個技術參數，即優(yōu)化參數。沖突短陣的行與列交叉就形成了系統(tǒng)的技術沖

20、突，在短陣交叉的方格里，列寫出了TRIZ推薦使用的發(fā)明創(chuàng)造原理序號。當面對實際問題時，找出系統(tǒng)的沖突參數.在沖突矩陣中找到它們的交叉點，就能得到解決問題的推薦發(fā)明原理。④“質一場分析物質一場分析是對具體問題定義并將問題模型化的方法，、是用符號表達技術系統(tǒng)變換的建模技術。產品是功能的種實現，G:京劍tshuller認為所有功能都可以看作是由兩個物質和一個場組成的，物質51、S2可以是任何復雜程度的對象，場F用于表示物體SI與52之間相互作

21、用，控制所必需的能量。對于一個滿意的功能，至少要包括這3種元素且三者之間以適當的方式組合，完成定的作用。當三者缺一，或三者之間沒能實現預定的目的，或它們之間產生有害作用時，物質一場模型描述的技術系統(tǒng)都會存在問題，這時可用物質一場模型變換方法來解決出現的問題。四E理論將物質場模型變換概括為76種標準解決方法，并分成以下5類:(1)不改變或僅少量改變已有系統(tǒng)(2)改變已有系統(tǒng)(3)系統(tǒng)傳遞(4)檢查與測量(5)簡化與改善策略。發(fā)明者首先要根

22、據物質場模型識別問題的類型，然后選擇相應的標準方法集。⑤ARIZ(發(fā)明問題解決算法)ARIZ是俄文“發(fā)明問題解決算法“的縮寫，其英文全稱是Algithmω曲lveaninventiveproblem，是TRIZ的一種主要工具。該算法采用套邏穩(wěn)過程逐步將初始問題程式化。該算法特別強調沖突與理想解的程式化，一方面技術系統(tǒng)向著理想解的方向進化，另一方面如果一個技術問題存在矛盾突需要克服，該問題就變成了一個創(chuàng)新問題。ARIZ中，矛盾的消除有強大

23、的效應知識庫的支持。效應知識庫包含物理效應、化學效應、幾何效應等各種效應。作為種規(guī)則，經過分析與效應的應用后問題仍無解，則認為初始問題定義有誤，W對問題進行更一艘化的定義。應用ARIZ取得成功的關鍵在于沒有理解問題的本質前，要不斷地對問題進行細化，一直到確定了物理沖突。最后是執(zhí)行解決方案，該過程可采用傳統(tǒng)手工方法實現，也可采用計算機軟件輔助實現。2TRIZ解決饑餓創(chuàng)新設計向疆的方法及應用2.1τ“RlZ解決問題的方法在機械產品創(chuàng)新設計過

24、程中.存在物理沖突、技術沖突，使得設計過程成為一個具有創(chuàng)新性特征的問題解決過程，完全可以利用TRIZ思想和方法解決機械產品的創(chuàng)新設計?；貧w解決發(fā)明創(chuàng)造問題的一般方法是，首先將要解決的特殊問題加以定義、明確然后，根據回應理論提供的方法，將需解決的特殊問題轉化為類似的標準問題，而針對類似的標準問題已總結、歸納出類似的標準解決方法最后，依據類似的標準解決方法就可以解決用戶需要解決的特殊問題了o2.21RlZ應用實例開口扳手在外力作用下擰緊或松

25、開一個六角螺釘或螺母。由于螺釘或螺母的受力集中在兩條棱邊，容易產生變形從而使螺釘或螺母的擰緊或松開困難。新產品的設計必須要咒服目前產品中的缺陷，應用四E理論中的沖突矩陣解決該問題。首先從39個通用工程參數中選擇能代表技術沖突的一對特性參數。質量提高的參數:物體產生的有害因素(No.31)，減少對螺釘或螺母的梭邊磨損。帶來負面影響的參數:可制造性(No.32)，新的改進可能使制造困難。將上述的兩個通用工程參數No.31和No.32代人沖突

26、矩陣，可以得到如下4條推薦的發(fā)明創(chuàng)造原理，分別是:No.4不對稱，No.17維數變化，No.34拋棄與修復，No.26復制。對No.4和No.17兩條發(fā)明原理進行深入分析表明，如果扳手工作面的一些點能與銀釘或螺母的側面接觸，而不只是與其棱邊接觸，問題就解決了。3結束語TRIZ的創(chuàng)立給多個行業(yè)的創(chuàng)新問題研究提供了指導與幫助。本文介紹了TRIZ發(fā)明問題解決理論的一些基本內容和方法.把TRIZ應用于機械產品創(chuàng)新設計，不僅幫助設計人員建立解決問

27、題的模型并指明解決問題的方向，還可以解決創(chuàng)新設計中的技術難題。參考文獻[1]羅紹a呀，機械創(chuàng)新設計[M].北京:機械工業(yè)出版社，2003.[2]檀潤華，王慶禹，苑彩云，段罔林.發(fā)明問題解決理論.τRlZ一τRlZ過程、工具及發(fā)展趨勢日].機械設計，2ω1，18(7):14.(作者單位系島大學機電學院)67基于TR億的杌械產品創(chuàng)新設計◆文／鄧杰師忠秀胡新蕾!十一高新技術套土【攮?！磕渴椎臋C械產品創(chuàng)新設計較以前取得了長足的進步，但仍然存在很

28、多需要改進的地方。而TKIZ的弓l入為機械產品創(chuàng)新設計發(fā)展提供了理論指導?！娟Pt詞】TRIZ沖突矩陣機械產品創(chuàng)新設計1TRIZ的產生夏主要內軎創(chuàng)新從最通俗的意義上講就是創(chuàng)造性地發(fā)現問題并解決問題的過程。而TRIZ理論的強大作用正在于它為此提供了系統(tǒng)的理論和方法工具。11“IKIZ的產生。I勉理論由是前蘇聯GSAltshuller及其領導的一批研究人員‘自1946年開始，花費1500人年的時間，在分析研究世界各國250萬件專利的基礎上所提

29、出的發(fā)明問題解決理論。唧Z一詞是“發(fā)明問題解決理論(TheoryofInventiveProblemSolvin91”的俄文縮寫。12啊UZ的主要內容TRIZ認為發(fā)明問題的核心就是解決沖突。沖突主要分為技術沖突和物理沖突。眥的主要內容包括：原理解的分級與理想解、產品進化理論、沖突與沖突解決原理、物質一場分析、ARIz(發(fā)明問題解決算法)①原理解的分級與理想解TRIZ理論的一個重要成果就是認為產品有等級產品由低級向高級的方向發(fā)展。Ahsh

30、uUer通過研究認為問題的解分為五個級別。解的級別越高，獲得該解所需的知識越多。這些知識所處的領域越寬，搜索有用知識的時間就越長。每種產品都向著它的理想解進化，所謂理想解就是產品處于理想狀態(tài)的解。絕對的理想狀態(tài)是不可能實現的。我們只能盡可能的提高產品功能的理想化(Ideality=∑UF／∑UH，其中Ideality為理想度，∑UF為有益功之和，∑UH為有害功之和)②產品進化理論TRIZ中的產品進化理論是TRIZ理論的基礎，也是其核心是

31、GSAltshuller和他的助手在研究了上百萬的發(fā)明專利后得到的。產品進化理論將產品進化過程分為4個階段：要兒期、成長期、成熟期、退出期。處于前兩個階段的產品，企業(yè)應加大投入。盡快使其進入成熟期，以便企業(yè)獲得最大效益；處于成熟期的產品，企業(yè)應對其替代技術進行研究，使產品取得新的替代技術，以應對未來的市場競爭；處于退出期的產品，企業(yè)利潤急劇下降，應盡快淘汰。這些可以為企業(yè)產品規(guī)劃提供具體的、科學的支持。通過對大量專利的分析舢tshull

32、er發(fā)現技術系統(tǒng)通過不同的技術路線向理想解方向進化。并提出了8條產品進化定律和8條技術系統(tǒng)進化模式。③沖突與沖突解決原理在產品創(chuàng)新過程中，沖突是最難解決的一類問題。在TRIZ中，Altshuller認為沖突可分為3類：技術沖突、物理沖突及管理沖突TRIZ只研究前兩種沖突的解決方法。TRIZ提出用39個通用工程參數來描述沖突。用40條發(fā)明創(chuàng)造原理來指導設計人員的創(chuàng)新設計。并且將39個工程參數與40條發(fā)明原理建立了對應關系建立了沖突矩陣。沖

33、突矩陣第一行是需要改進的39個技術參數即惡化參數；矩陣第一列為引起惡化的39個技術參數，即優(yōu)化參數。沖突矩陣的行與列交叉就形成了系統(tǒng)的技術沖突，在矩陣交叉的方格里列寫出了TRIZ推薦使用的發(fā)明創(chuàng)造原理序號。當面對實際問題時，我出系統(tǒng)的沖突參數在沖突矩陣中找到它們的交叉點，就能得到解決問題的推薦發(fā)明原理。(薊物質一場分析物質一場分析是對具體問題定義并將問題模型化的方法。、是用符號表達技術系統(tǒng)變換的建模技術。產品是功能的一種實現G更Pdts

34、huller認為所有功能都可以看作是由兩個物質和一個場組成的，物質Sl、s2可以是任何復雜程度的對象。場F用于表示物體Sl與s2之間相互作用，控制所必需的能量。對于一個滿意的功能至少要包括這3種元素且三者之間以適當的方式組合，完成一定的作用。當三者缺一，或三者之間沒能實現預定的目的，或它們之間產生有害作用時，物質一場模型描述的技術系統(tǒng)都會存在問題。這時可用物質一場模型變換方法來解決出現的問題。TRIZ理論將物質一場模型變換概括為76種標

35、準解決方法并分成以下5類：(1)不改變或僅少量改變已有系統(tǒng)；(2)改變已有系統(tǒng)；(3)系統(tǒng)傳遞；(4)檢查與測量；(5)簡化與改善策略。發(fā)明者首先要根據物質一場模型識別問題的類型，然后選擇相應的標準方法集。⑤ABIZ(發(fā)明問題解決算法)ARIZ是俄文。發(fā)明問題解決算法”的縮寫其英文全稱是Algorithmtosolve811inventiveproblem是TRIz的一種主要工具。該算法采用一套邏輯過程逐步將初始問題程式化。該算法特別強

36、調沖突與理想解的程式化一方面技術系統(tǒng)向著理想解的方向進化，另一方面如果一個技術問題存在矛盾突需要克服。該問題就變成了一個創(chuàng)新問題。ARIZ中，矛盾的消除有強大的效應知識庫的支持。效應知識庫包含物理效應、化學效應、幾何效應等各種效應。作為一種規(guī)則。經過分析與效應的應用后問題仍無解。則認為初始問題定義有誤。需對問題進行更一般化的定義。應用ABIZ取得成功的關鍵在于沒有理解問題的本質前要不斷地對問題進行細化。一直到確定了物理沖突。最后是執(zhí)行解

37、決方案。該過程可采用傳統(tǒng)手工方法實現，也可采用計算機軟件輔助實現。2TRIZ解決機械創(chuàng)新設計問題的方法及應用21TRJZ解決問題的方法在機械產品創(chuàng)新設計過程中存在物理沖突、技術沖突，使得設計過程成為一個具有創(chuàng)新性特征的向題解決過程。完全可以利用TRIz思想和方法解決機械產品的創(chuàng)新設計。豫IZ解決發(fā)明創(chuàng)造問題的一般方法是，首先將要解決的特殊問題加以定義、明確；然后。根據TRIZ理論提供的方法將需解決的特殊問題轉化為類似的標準問題而針對類似

38、的標準問題已總結、歸納出類似的標準解決方法；最后。依據類似的標準解決方法就可以解決用戶需要解決的特殊問題了。221RJZ應用實例開口扳手在外力作用下擰緊或松開一個六角螺釘或螺母。由于螺釘或螺母的受力集中在兩條棱邊，容易產生變形從而使螺釘或螺母的擰緊或松開困難。新產品的設計必須要克服目前產品中的缺陷應用TRIZ理論中的沖突矩陣解決該問題。首先從39個通用工程參數中選擇能代表技術沖突的一對特性參數。質量提高的參數：物體產生的有害因素(№31

39、)，減少對螺釘或螺母的棱邊磨損。帶來負面影響的參數：可制造性(No32)，新的改進可能使制造困難。將上述的兩個通用工程參數No31和No32代人沖突矩陣可以得到如下4條推薦的發(fā)明創(chuàng)造原理，分別是：No4不對稱。No17維數變化。No34拋棄與修復。No26復制。對No4和No17兩條發(fā)明原理進行深人分析表明，如果扳手工作面的一些點能與螺釘或螺母的側面接觸，而不只是與其棱邊接觸。問題就解決了。3結束語TRIZ的創(chuàng)立給多個行業(yè)的創(chuàng)新問題研究

40、提供了指導與幫助。本文介紹了TRIZ發(fā)明問題解決理論的一些基本內容和方法。把TRIZ應用于機械產品創(chuàng)新設計。不僅幫助設計人員建立解決問題的模型并指明解決問題的方向，還可以解決創(chuàng)新設計中的技術難題。參考文獻『11羅紹新機械創(chuàng)新設計fMl北京：機械工業(yè)出版社，2003『21檀潤華，王慶禹，苑彩云，段國林發(fā)明問題解決理論：TKIZ—nUz過程、工具及發(fā)展趨勢f11機械設計，2001，18(7)：1—4(作者單位系青島大學機電學院)一67—萬方

41、數據萬方數據111科技論壇TIOII申.，..葉放水...基于1HIZ的翩翩產面創(chuàng)新設計.~卻主崎忠營制珩蕾I摘要1圃可的機絨產品創(chuàng)街設計徒以前取得了長足的進步，但仍然存在很多需要改進的地方。而τRlZ的引入為機械產品創(chuàng)新設計發(fā)展提供了理論指導。I關鍵詞]1RlZ沖突短降機被產品劍廳設計1TRIZ的產生及主要內魯創(chuàng)新從最通俗的意義上講就是創(chuàng)造性地發(fā)現問題并解決問題的過程，而TRIZ理論的強大作用正在于它為此提供了系統(tǒng)的理論和方法工具。1

42、.1τRlZ的產生四Z理論由是前蘇聯G.5.Altshuller及其領導的一批研究人員e自1946年開始，花費15∞人年的時間，在分析研究世界各國250萬件專利的基礎上所提出的發(fā)明問題解決理論。四IZ詞是“發(fā)明問題解決理論(TheyofInventiveProblemSolv噸r的俄文縮寫。1.2τ“RlZ的主委內容四Z認為發(fā)明問罐的核心就是解決沖突，沖突主要分為技術沖突和物理沖突?；貞闹饕獌热莅?原理解的分級與理想解、產品送化理論

43、、沖突與沖突解決原理、物質場分析、ARIZ(發(fā)明問題解決算法)①原理解的分級與理想解TRIZ理論的一個重要成果就是認為產品有等級，產品囪低級向高級的方向發(fā)展。Altshuller通過研究認為問罐的解分為五個級別，解的級別越高，獲得該解所儒的知識越多，這些知識所處的領域越寬，搜索有用知識的時間就越長。每種產品都向著它的理想解進化，所謂理想解就是產品處于理想狀態(tài)的解。絕對的理想狀態(tài)是不可能實現的，我們只能盡可能的提高產品功能的理想化(Ide

44、ality=IUFIIU8，其中Id回lity為理想度，IUF為有益功之初，IU8為有害功之和)②產品進化理論四E中的產品進化理論是TRIZ理論的基礎，也是其核心，是G.5.Altshuller和他的助手在研究了上百萬的發(fā)明專利后得到的。產品進化理論將產品進化過程分為4個階段:嬰兒期、成長期、成熟期、退出鍋。處于前兩個階段的產品，企業(yè)應加大投入，盡快使其進入成熟期，以便企業(yè)獲得最大效益處于成熟期的產品，企業(yè)應對其替代技術進行研究，使產品

45、取得新的替代技術，以應對未來的市場競爭z處于退出朔的產品，企業(yè)利潤急劇下降，應盡快淘汰。這些可以為企業(yè)產品規(guī)劃提供具體的、科學的支持。通過對大量專利的分析，Altshuller發(fā)現技術系統(tǒng)通過不同的技術路線向理想解方向進化，并提出了s條產品進化定律和8條技術系統(tǒng)進化模式。③沖突與沖突解決原理在產品創(chuàng)新過程中，沖突是最難解決的類問題。在TRIZ中，Altshuller認為沖突可分為3類z技術沖突、物理沖突及管理沖突，回應只研究前兩種沖突的

46、解決方法。回應提出用39個通用工程參數來描述沖突，用40條發(fā)明創(chuàng)造原理來指導設計人員的創(chuàng)新設計。并且將39個工程參數與40條發(fā)明原理建立了對應關系，建立了沖突矩陣。沖突矩陣第行是需要改進的39個技術參數.即惡化參數z矩陣第一列為引起惡化的39個技術參數，即優(yōu)化參數。沖突短陣的行與列交叉就形成了系統(tǒng)的技術沖突，在短陣交叉的方格里，列寫出了TRIZ推薦使用的發(fā)明創(chuàng)造原理序號。當面對實際問題時，找出系統(tǒng)的沖突參數.在沖突矩陣中找到它們的交叉點

47、，就能得到解決問題的推薦發(fā)明原理。④“質一場分析物質一場分析是對具體問題定義并將問題模型化的方法，、是用符號表達技術系統(tǒng)變換的建模技術。產品是功能的種實現，G:京劍tshuller認為所有功能都可以看作是由兩個物質和一個場組成的，物質51、S2可以是任何復雜程度的對象，場F用于表示物體SI與52之間相互作用，控制所必需的能量。對于一個滿意的功能，至少要包括這3種元素且三者之間以適當的方式組合，完成定的作用。當三者缺一，或三者之間沒能實現

48、預定的目的，或它們之間產生有害作用時，物質一場模型描述的技術系統(tǒng)都會存在問題，這時可用物質一場模型變換方法來解決出現的問題。四E理論將物質場模型變換概括為76種標準解決方法，并分成以下5類:(1)不改變或僅少量改變已有系統(tǒng)(2)改變已有系統(tǒng)(3)系統(tǒng)傳遞(4)檢查與測量(5)簡化與改善策略。發(fā)明者首先要根據物質場模型識別問題的類型，然后選擇相應的標準方法集。⑤ARIZ(發(fā)明問題解決算法)ARIZ是俄文“發(fā)明問題解決算法“的縮寫，其英文全

49、稱是Algithmω曲lveaninventiveproblem，是TRIZ的一種主要工具。該算法采用套邏穩(wěn)過程逐步將初始問題程式化。該算法特別強調沖突與理想解的程式化，一方面技術系統(tǒng)向著理想解的方向進化，另一方面如果一個技術問題存在矛盾突需要克服，該問題就變成了一個創(chuàng)新問題。ARIZ中，矛盾的消除有強大的效應知識庫的支持。效應知識庫包含物理效應、化學效應、幾何效應等各種效應。作為種規(guī)則，經過分析與效應的應用后問題仍無解，則認為初始問題

50、定義有誤，W對問題進行更一艘化的定義。應用ARIZ取得成功的關鍵在于沒有理解問題的本質前，要不斷地對問題進行細化，一直到確定了物理沖突。最后是執(zhí)行解決方案，該過程可采用傳統(tǒng)手工方法實現，也可采用計算機軟件輔助實現。2TRIZ解決饑餓創(chuàng)新設計向疆的方法及應用2.1τ“RlZ解決問題的方法在機械產品創(chuàng)新設計過程中.存在物理沖突、技術沖突，使得設計過程成為一個具有創(chuàng)新性特征的問題解決過程，完全可以利用TRIZ思想和方法解決機械產品的創(chuàng)新設計。

51、回歸解決發(fā)明創(chuàng)造問題的一般方法是，首先將要解決的特殊問題加以定義、明確然后，根據回應理論提供的方法，將需解決的特殊問題轉化為類似的標準問題，而針對類似的標準問題已總結、歸納出類似的標準解決方法最后，依據類似的標準解決方法就可以解決用戶需要解決的特殊問題了o2.21RlZ應用實例開口扳手在外力作用下擰緊或松開一個六角螺釘或螺母。由于螺釘或螺母的受力集中在兩條棱邊，容易產生變形從而使螺釘或螺母的擰緊或松開困難。新產品的設計必須要咒服目前產品

52、中的缺陷，應用四E理論中的沖突矩陣解決該問題。首先從39個通用工程參數中選擇能代表技術沖突的一對特性參數。質量提高的參數:物體產生的有害因素(No.31)，減少對螺釘或螺母的梭邊磨損。帶來負面影響的參數:可制造性(No.32)，新的改進可能使制造困難。將上述的兩個通用工程參數No.31和No.32代人沖突矩陣，可以得到如下4條推薦的發(fā)明創(chuàng)造原理，分別是:No.4不對稱，No.17維數變化，No.34拋棄與修復，No.26復制。對No.4

53、和No.17兩條發(fā)明原理進行深入分析表明，如果扳手工作面的一些點能與銀釘或螺母的側面接觸，而不只是與其棱邊接觸，問題就解決了。3結束語TRIZ的創(chuàng)立給多個行業(yè)的創(chuàng)新問題研究提供了指導與幫助。本文介紹了TRIZ發(fā)明問題解決理論的一些基本內容和方法.把TRIZ應用于機械產品創(chuàng)新設計，不僅幫助設計人員建立解決問題的模型并指明解決問題的方向，還可以解決創(chuàng)新設計中的技術難題。參考文獻[1]羅紹a呀，機械創(chuàng)新設計[M].北京:機械工業(yè)出版社，200