第1章緒論創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究所主要內(nèi)容創(chuàng)新概述問(wèn)題及其解決原理設(shè)計(jì)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)本課程的性質(zhì)、任務(wù)和研究?jī)?nèi)容創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究展望1-1創(chuàng)新概述1.創(chuàng)新（Innovation）的涵義“anovelchange;

experimentalvariation;new

thingintroducedinanestablishedarrangement”（全新的變化；實(shí)驗(yàn)變異；在業(yè)已建立的秩序中引入新事物）《魏書》有“革弊創(chuàng)新”，《周書》中有“創(chuàng)新改舊”，其中創(chuàng)新都有創(chuàng)造或開始新事物的意思。在商品經(jīng)濟(jì)社會(huì)，創(chuàng)新既是一種目的，又是一種結(jié)果，還是一種過(guò)程。“新”既是目的，也是結(jié)果，此時(shí)“新”的含義是指知識(shí)產(chǎn)權(quán)意義上的新，即在結(jié)構(gòu)、功能、原理、性質(zhì)、方法、過(guò)程等方面的、第一次的、顯著的變化；“創(chuàng)”表明了“新”的實(shí)現(xiàn)的困難，即需要經(jīng)過(guò)一個(gè)開拓性的過(guò)程。1-1創(chuàng)新概述1.創(chuàng)新（Innovation）的涵義以現(xiàn)有的知識(shí)和物質(zhì)，在特定的環(huán)境中，改進(jìn)或創(chuàng)造新的事物（包括但不限于各種方法、元素、路徑、環(huán)境等等），并能獲得一定有益效果的行為。（百度百科）創(chuàng)新就是建立一種新的生產(chǎn)函數(shù)，即把一種新的生產(chǎn)要素和生產(chǎn)條件的“新結(jié)合”引入生產(chǎn)體系。創(chuàng)新有五種表現(xiàn)形式：引入一種新產(chǎn)品；引入一種新的生產(chǎn)方法；開辟一個(gè)新的市場(chǎng)；獲得原材料或半成品的一種新的供應(yīng)來(lái)源；新的組織形式。（約瑟夫·熊彼特）1-1創(chuàng)新概述2.創(chuàng)新的內(nèi)涵創(chuàng)新=設(shè)想(理論概念)+發(fā)明(技術(shù)發(fā)明)+商業(yè)開發(fā)創(chuàng)造是原始設(shè)想的一種表達(dá)，如頭腦中的影像、材料、模型、草圖等。發(fā)明是原始設(shè)想得到某種技術(shù)可行性證明的結(jié)果，證明的方法如計(jì)算、仿真、建立物理模型進(jìn)行試驗(yàn)等。創(chuàng)新是發(fā)明在某企業(yè)商品化開發(fā)，企業(yè)通過(guò)產(chǎn)品從市場(chǎng)獲得了收益。Creation創(chuàng)造產(chǎn)生原始設(shè)想Invention發(fā)明技術(shù)可行性論證Innovation創(chuàng)新開發(fā)效益1-1創(chuàng)新概述3.產(chǎn)品創(chuàng)新過(guò)程模型1-2問(wèn)題及其解決原理問(wèn)題就是“期望狀態(tài)”與“當(dāng)前狀態(tài)”之間存在的距離。1.問(wèn)題的定義1-2

問(wèn)題及其解決原理（1）依據(jù)問(wèn)題產(chǎn)生的來(lái)源將問(wèn)題分為：發(fā)生型問(wèn)題探索性問(wèn)題假設(shè)型問(wèn)題2.問(wèn)題的分類（2）按照問(wèn)題解決的關(guān)鍵點(diǎn)可以分為：原因?qū)蛐蛦?wèn)題目標(biāo)導(dǎo)向型問(wèn)題1-2問(wèn)題及其解決原理（3）按照問(wèn)題的難易分為：通常問(wèn)題是指所有解決問(wèn)題的關(guān)鍵步驟及用到的知識(shí)均為已知的，解決該類問(wèn)題只需要按照傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)和做法，按部就班地完成即可。發(fā)明問(wèn)題發(fā)明問(wèn)題是指對(duì)于問(wèn)題的解至少有一關(guān)鍵步驟是未知、解的目標(biāo)不清楚或含有相互矛盾的需求。1-2問(wèn)題及其解決原理3.問(wèn)題解決的一般原理1-2問(wèn)題及其解決原理4.問(wèn)題解決的一般過(guò)程1-2問(wèn)題及其解決原理（1）問(wèn)題發(fā)現(xiàn)階段發(fā)生型問(wèn)題中的偏離型問(wèn)題需預(yù)測(cè)；探索型問(wèn)題中發(fā)現(xiàn)需加強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)和需彌補(bǔ)的缺陷；假設(shè)型問(wèn)題需要預(yù)測(cè)的難度較大。（2）初始問(wèn)題定義階段該階段存在的困難是有時(shí)問(wèn)題的目標(biāo)是不明確的，對(duì)不同利益相關(guān)者，確定的目標(biāo)有可能是相互沖突的。4.問(wèn)題求解過(guò)程中存在的障礙1-2問(wèn)題及其解決原理（3）問(wèn)題分析階段如何確定問(wèn)題的根原因是關(guān)鍵。（4）問(wèn)題解決階段有限的知識(shí)思維慣性4.問(wèn)題求解過(guò)程中存在的障礙1-3設(shè)計(jì)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)1.定義設(shè)計(jì)（Design）是為構(gòu)建有意義的秩序而付出的有意識(shí)的直覺(jué)上的努力。更詳細(xì)的定義如下：第一步：理解用戶的期望、需要、動(dòng)機(jī)，并理解業(yè)務(wù)、技術(shù)和行業(yè)上的需求和限制。第二步：將第一步的結(jié)果轉(zhuǎn)化為對(duì)產(chǎn)品的規(guī)劃（或者產(chǎn)品本身），使得產(chǎn)品的形式、內(nèi)容和行為變得有用、能用，令人向往，并且在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上可行。創(chuàng)新設(shè)計(jì)是解決發(fā)明問(wèn)題的創(chuàng)新方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新為要求的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)過(guò)程。創(chuàng)新設(shè)計(jì)區(qū)別于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，是設(shè)計(jì)中有創(chuàng)新性的約束，即把已有設(shè)計(jì)作為需要規(guī)避的對(duì)象；產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案在保證產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)和技術(shù)可行性的同時(shí)，要保證產(chǎn)品的新穎性和創(chuàng)造性。1-3設(shè)計(jì)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.設(shè)計(jì)的類型及其創(chuàng)新性1-4本課程的性質(zhì)、任務(wù)和主要內(nèi)容1.本課程的性質(zhì)和任務(wù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)是研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中發(fā)明問(wèn)題解決的基本理論和方法的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。以國(guó)際上著名的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論－TRIZ為基礎(chǔ)，系統(tǒng)講授產(chǎn)品設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和創(chuàng)造性解決發(fā)明問(wèn)題的系統(tǒng)化方法。課程任務(wù)：使學(xué)生了解產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的一般過(guò)程掌握經(jīng)典TRIZ的基本概念、原理、方法和工具，初步具有應(yīng)用TRIZ發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析、解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)工作的適應(yīng)性。2.產(chǎn)品創(chuàng)新來(lái)源1-4本課程的性質(zhì)、任務(wù)和主要內(nèi)容3.創(chuàng)新能力培養(yǎng)

創(chuàng)新能力是個(gè)體的一種創(chuàng)造力，它包括創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能等三部分。1-4本課程的性質(zhì)、任務(wù)和主要內(nèi)容創(chuàng)新者基因聯(lián)系發(fā)問(wèn)觀察交際實(shí)驗(yàn)3.創(chuàng)新設(shè)計(jì)發(fā)展方向1-4本課程的性質(zhì)、任務(wù)和主要內(nèi)容多方法集成專題研究TRIZ自身的完善和發(fā)展知識(shí)背景下的設(shè)計(jì)3.0課程內(nèi)容概覽本章小結(jié)創(chuàng)新的內(nèi)涵及過(guò)程問(wèn)題及其分類（重點(diǎn)）問(wèn)題求解的過(guò)程及存在的障礙設(shè)計(jì)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的分類本課程的性質(zhì)、任務(wù)及主要內(nèi)容謝謝！第2章

產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法學(xué)概述創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究所主要內(nèi)容產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程及理論簡(jiǎn)介典型創(chuàng)新思維簡(jiǎn)介常見(jiàn)的創(chuàng)新技法簡(jiǎn)介1.設(shè)計(jì)方法學(xué)的研究對(duì)象2-1概述設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)工具2.設(shè)計(jì)方法學(xué)主要研究成果產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)理論研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的系統(tǒng)行為和基本規(guī)律，是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)原理和機(jī)理的科學(xué)總結(jié)。創(chuàng)新思維創(chuàng)新思維是以感知、記憶、思考、聯(lián)想、理解等能力為基礎(chǔ)，以綜合性、探索性和求新性特征的的高級(jí)心理活動(dòng)。創(chuàng)新技法創(chuàng)新技法是建立在認(rèn)識(shí)規(guī)律基礎(chǔ)上的創(chuàng)新心理、創(chuàng)新思維方法的技巧和手段。2-1概述1.產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程模型2-2.產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程及理論簡(jiǎn)介2-2產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程及理論簡(jiǎn)介1.產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程模型2-2產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程及理論簡(jiǎn)介2.著名設(shè)計(jì)理論（1）Pahl及Beitz的設(shè)計(jì)理論建立了設(shè)計(jì)人員在每一設(shè)計(jì)階段的工作步驟計(jì)劃，這些計(jì)劃包括策略、規(guī)則、原理，從而形成一個(gè)完整的設(shè)計(jì)過(guò)程模型。（2）公理設(shè)計(jì){CAs}{FRs}{DPs}{PVs}映射映射映射用戶域功能域結(jié)構(gòu)域工藝域｛FRs｝＝［A］｛DPs｝（以功能域和物理域?yàn)槔?-2產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程及理論簡(jiǎn)介（3）質(zhì)量功能配置QFD用戶需求用戶需求設(shè)計(jì)需求1概念設(shè)計(jì)2詳細(xì)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)需求產(chǎn)品/零件需求產(chǎn)品/零件需求工藝需求3工藝設(shè)計(jì)工藝需求生產(chǎn)需求4制造用戶滿意產(chǎn)品規(guī)劃矩陣零件規(guī)劃矩陣工藝規(guī)劃矩陣工藝/質(zhì)量控制矩陣2-3典型的創(chuàng)新思維簡(jiǎn)介

創(chuàng)新思維也稱為創(chuàng)造性思維，是指以新穎獨(dú)創(chuàng)的方法解決問(wèn)題的思維過(guò)程，通過(guò)這種思維能突破常規(guī)思維的界限，以超常規(guī)甚至反常規(guī)的方法、視角去思考問(wèn)題，提出與眾不同的解決方案，從而產(chǎn)生新穎的、獨(dú)到的、有社會(huì)意義的思維成果。抽象思維形象思維直覺(jué)思維靈感思維發(fā)散思維收斂思維分合思維逆向思維聯(lián)想思維2-3典型的創(chuàng)新思維簡(jiǎn)介發(fā)散思維大腦在思維時(shí)呈現(xiàn)的一種擴(kuò)散狀態(tài)的思維模式，它表現(xiàn)為思維視野廣闊，思維呈現(xiàn)出多維發(fā)散狀。具有流暢性、變通性和獨(dú)創(chuàng)性的特點(diǎn)。發(fā)散方法：發(fā)散方法材料發(fā)散法功能發(fā)散法組合發(fā)散法因果發(fā)散法方法發(fā)散法形態(tài)發(fā)散法結(jié)構(gòu)發(fā)散法2-3典型的創(chuàng)新思維簡(jiǎn)介發(fā)散思維類型發(fā)散思維換位思考質(zhì)疑思維立體思維平面思維側(cè)向思維逆向思維平行思維組合思維2-3典型的創(chuàng)新思維簡(jiǎn)介收斂思維以某個(gè)思考對(duì)象為中心，盡可能運(yùn)用已有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，將各種信息重新進(jìn)行組織，從不同的方面和角度，將思維集中指向這個(gè)中心點(diǎn)，從而達(dá)到解決問(wèn)題的目的。收斂思維的特點(diǎn)目的性、聚合性、客觀性、選擇性。收斂思維的形式：目標(biāo)確定法、求同思維法起點(diǎn)目標(biāo)發(fā)散收斂2-4常見(jiàn)的創(chuàng)新技法簡(jiǎn)介創(chuàng)新技法分類

2-4常見(jiàn)的創(chuàng)新技法簡(jiǎn)介1.頭腦風(fēng)暴法

奧斯本頭腦風(fēng)暴法的理論基礎(chǔ)是創(chuàng)造工程的群體原理，用群體的智慧克服個(gè)人的知識(shí)有限性和思維定勢(shì)，是一種引導(dǎo)群體思維發(fā)散的方法。操作步驟會(huì)議準(zhǔn)備選定主持人擬定會(huì)議主題確定參加會(huì)議人選會(huì)議步驟熱身階段明確問(wèn)題重新表述問(wèn)題自由暢談會(huì)后整理增加與補(bǔ)充評(píng)價(jià)與優(yōu)選亞歷克斯·奧斯本

2-4常見(jiàn)的創(chuàng)新技法簡(jiǎn)介2.檢核表法（1）選定一個(gè)要改進(jìn)的產(chǎn)品或方案；（2）面對(duì)一個(gè)需要改進(jìn)的產(chǎn)品或方案，或者面對(duì)一個(gè)問(wèn)題，從如下表所示的九個(gè)角度提出一系列的問(wèn)題，并由此產(chǎn)生大量的思路（3）根據(jù)第二步提出的思路，進(jìn)行篩選和進(jìn)一步思考、完善。序號(hào)檢核項(xiàng)目引出的發(fā)明1能否他用其他用途：信號(hào)燈、裝飾燈；2能否借用增加功能：加大反光罩，增加燈泡亮度；3能否改變改一改：改燈罩、改小電珠和用彩色電珠等；4能否擴(kuò)大延長(zhǎng)使用壽命使用節(jié)電、降壓開關(guān)；5能否縮小縮小體積：1號(hào)電池→2號(hào)電池→5號(hào)電池→7號(hào)電池→8號(hào)電池→鈕扣電池；6能否替代代用：用發(fā)光兩極管代小電珠；7能否調(diào)整換型號(hào)：兩節(jié)電池直排、橫排、改變式樣；8能否顛倒反過(guò)來(lái)想：不用干電池的手電筒，用磁電機(jī)發(fā)電；9能否組合與其他組合：帶手電收音機(jī)、帶手電的鐘等。2-4常見(jiàn)的創(chuàng)新技法簡(jiǎn)介3.六頂帽子法

愛(ài)德華·德·博諾博士開發(fā)的“平行思維”工具，強(qiáng)調(diào)的是“能夠成為什么”，而非“本身是什么”。2-4常見(jiàn)的創(chuàng)新技法簡(jiǎn)介4.形態(tài)學(xué)分析法弗雷茨·茲威基（FritzZwicky）在上世紀(jì)30年代前期提出的，是一種構(gòu)建和研究包含在多維、非量化復(fù)雜問(wèn)題中的關(guān)系全集的方法。本章小結(jié)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程描述型、規(guī)定型、一般過(guò)程產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論P(yáng)&B設(shè)計(jì)理論、公理設(shè)計(jì)、質(zhì)量功能布置創(chuàng)新思維發(fā)散思維、收斂思維創(chuàng)新技法頭腦風(fēng)暴法、檢核表法、六頂帽子法、形態(tài)學(xué)分析法謝謝！第3章TRIZ概述創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究所TRIZ—發(fā)明問(wèn)題解決理論TRIZ是“發(fā)明問(wèn)題解決理論”由俄文（теориирешенияизобрет-ательскихзадач，ТРИЗ）轉(zhuǎn)換成拉丁文（TeoriyaResheniyaIzobreatatelskikhZadatch，TRIZ）后的首字母縮寫；其英文全稱是TheoryofInventiveProblemsSolving，縮寫為TIPS，其意義為解決發(fā)明問(wèn)題的理論。TRIZ是前蘇聯(lián)G.S.Altshuler（1926-1998）及其領(lǐng)導(dǎo)的一批研究人員，自1946年開始，在分析研究世界各國(guó)250萬(wàn)件專利的基礎(chǔ)上，提取專利中所蘊(yùn)含的解決發(fā)明問(wèn)題的原理及其規(guī)律性之后建立起來(lái)的。主要內(nèi)容創(chuàng)新的規(guī)律性TRIZ簡(jiǎn)史TRIZ解決問(wèn)題的基本原理TRIZ理論體系TRIZ基本概念3-1創(chuàng)新的規(guī)律性問(wèn)題及其解在不同的工業(yè)部門及不同的科學(xué)領(lǐng)域重復(fù)出現(xiàn)；3-1創(chuàng)新的規(guī)律性

技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化模式在不同的工業(yè)部門及不同的科學(xué)領(lǐng)域重復(fù)出現(xiàn)；3-1創(chuàng)新的規(guī)律性

發(fā)明經(jīng)常采用不相關(guān)領(lǐng)域中所存在的效應(yīng)。3-2TRIZ簡(jiǎn)史阿奇舒勒于1956年發(fā)表了第一篇有關(guān)TRIZ理論的論文;1961年出版了第一本有關(guān)TRIZ理論的著作《怎樣學(xué)會(huì)發(fā)明創(chuàng)造》。1970年創(chuàng)辦一所進(jìn)行TRIZ理論的研究和推廣的學(xué)校后來(lái)培養(yǎng)了很多TRIZ應(yīng)用方面的專家。

在20世紀(jì)80年代中后期TRIZ理論僅封閉在前蘇聯(lián)范圍內(nèi)。

從1985年開始，早期的TRIZ專家中的一部分移居到歐美等國(guó)，從而促進(jìn)了TRIZ在全世界范圍內(nèi)的傳播。1989年，阿奇舒勒集合了當(dāng)時(shí)世界上數(shù)十位TRIZ專家，在彼得羅扎沃茨克（Petrozavodsk）建立了國(guó)際TRIZ協(xié)會(huì)，阿奇舒勒擔(dān)任首屆主席。國(guó)際TRIZ協(xié)會(huì)目前在全球10多個(gè)國(guó)家和地區(qū)擁有30余個(gè)成員組織，共擁有數(shù)千名TRIZ專家。

3-2TRIZ簡(jiǎn)史TRIZ在蘇聯(lián)和西方的發(fā)展大體經(jīng)歷以下幾個(gè)階段:1946一1980年，Altshuller創(chuàng)建了TRIZ的理論基礎(chǔ)，并建立了TRIZ的一些基本概念和分析工具。1980一1986年，TRIZ開始得到公眾注意，研究隊(duì)伍不斷擴(kuò)大，很多學(xué)者成為Altshuller的追隨者，TRIZ學(xué)術(shù)研討會(huì)開始召開，很多TRIZ學(xué)校得以建立，同時(shí)，TRIZ開始了在非技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用探索。這期間的TRIZ研究資料大量累積，但質(zhì)量良蕎不齊。1986一1991年，從1986年開始，Altshuller因健康原因研究興趣轉(zhuǎn)移到其他方面，他的學(xué)生繼續(xù)對(duì)TRIZ理論進(jìn)行研究和推廣。伴隨著TRIZ應(yīng)用實(shí)踐的不斷豐富，傳統(tǒng)TRIZ理論暴露出很多不足和缺陷，對(duì)TRIZ的改進(jìn)和提高開始活躍。90年代初期到中期,前蘇聯(lián)解體和冷戰(zhàn)的結(jié)束使許多TRIZ專家移居到了歐美等西方國(guó)家，在西方市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)的環(huán)境中，TRIZ獲得了新的生命力，受到質(zhì)量工程界，產(chǎn)品開發(fā)人員和管理人員的高度重視，與QFD和穩(wěn)健設(shè)計(jì)并稱為產(chǎn)品設(shè)計(jì)三大方法。這時(shí)期大批俄文書籍和文章被翻譯成英文，對(duì)TRIZ起到了很好的普及作用。90年代后期，TRIZ的應(yīng)用案例逐漸出現(xiàn)，摩托羅拉公司，波音，克萊斯勒，福特，通用電氣等世界級(jí)大公司已經(jīng)利用TRIZ理論進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新研究，并取得了很好的效果。在工程界應(yīng)用的同時(shí)，學(xué)術(shù)界對(duì)TRIZ理論的改進(jìn)和與西方其他設(shè)計(jì)理論和方法的比較研究也逐步展開，并取得了一些研究成果，TRIZ的發(fā)展進(jìn)入了新的階段。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，TRIZ的發(fā)展和傳播處于加速狀態(tài)，研究TRIZ的學(xué)術(shù)組織和商業(yè)公司不斷增多，學(xué)術(shù)會(huì)議頻頻召開，TRIZ正處于發(fā)展的黃金時(shí)期。3-3TRIZ解決問(wèn)題的基本原理1.TRIZ解決問(wèn)題的原理：設(shè)計(jì)者首先將待設(shè)計(jì)的產(chǎn)品表達(dá)成為TRIZ問(wèn)題，然后利用TRIZ中的工具，如發(fā)明原理、標(biāo)準(zhǔn)解等，求出該TRIZ問(wèn)題的普適解或稱模擬解（Analogoussolution）。TRIZ是集成了各領(lǐng)域解決同類問(wèn)題的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，突破個(gè)人知識(shí)的局限性，另外通過(guò)系統(tǒng)化的解決問(wèn)題的流程，避免思維的慣性。TRIZ知識(shí)域（涵蓋了各學(xué)科的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)）領(lǐng)域問(wèn)題TRIZ問(wèn)題模型TRIZ解領(lǐng)域問(wèn)題的解第一次類比第二次類比合理性評(píng)價(jià)求解3-3TRIZ解決問(wèn)題的基本原理2.TRIZ中的問(wèn)題模型及對(duì)應(yīng)的求解工具問(wèn)題模型基于知識(shí)的工具集（解集）特點(diǎn)功能模型效應(yīng)知識(shí)庫(kù)集合了大量專利實(shí)現(xiàn)不同功能的原理所蘊(yùn)含的效應(yīng)，為實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域的解提供支持。物質(zhì)-場(chǎng)模型76條標(biāo)準(zhǔn)解用于元件間作用或場(chǎng)變換的過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，標(biāo)準(zhǔn)解描述的是通過(guò)物質(zhì)-場(chǎng)變換解決問(wèn)題的途徑。沖突模型技術(shù)沖突40條發(fā)明原理用于解決系統(tǒng)參數(shù)改進(jìn)問(wèn)題過(guò)程中，不同子系統(tǒng)間的矛盾的要求。物理沖突4條分離原理用于解決系統(tǒng)參數(shù)改進(jìn)過(guò)程中，對(duì)同一對(duì)象提出的相反的要求。戰(zhàn)術(shù)方法戰(zhàn)略方法系統(tǒng)化方法：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題發(fā)明問(wèn)題解決算法（ARIZ）技術(shù)成熟度預(yù)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化定律需求進(jìn)化定律沖突解決原理（發(fā)明原理、分離原理）76條標(biāo)準(zhǔn)解效應(yīng)搜索原理和效應(yīng)知識(shí)庫(kù)失效預(yù)測(cè)功能分析、沖突分析、物質(zhì)-場(chǎng)分析、理想解分析、資源分析知識(shí)庫(kù)、基本概念、世界專利庫(kù)概念層分析方法層問(wèn)題解決方法層系統(tǒng)化方法層CAI系統(tǒng)3-4TRIZ理論體系3-5TRIZ基本概念1.功能（1）功能的定義

19世紀(jì)40年代，美國(guó)通用電氣公司的工程師邁爾斯首先提出功能（Function)）的概念，并把它作為價(jià)值工程研究的核心問(wèn)題。他將功能定義為“起作用的特性”，顧客買的不是產(chǎn)品本身，而是產(chǎn)品的功能。自此“功能”思想成為設(shè)計(jì)理論與方法中最重要的概念。功能分析（FunctionalAnalysis）也起源于此。

功能是系統(tǒng)存在的目的，是對(duì)產(chǎn)品具體效用的抽象化描述，體現(xiàn)了顧客的某種需要，應(yīng)當(dāng)是產(chǎn)品開發(fā)時(shí)首先考慮的因素。3-5TRIZ基本概念

一個(gè)系統(tǒng)的總功能通常用黑箱模型表達(dá)，輸入、輸出為能量流、物料流和信息流，即產(chǎn)品的功能是對(duì)能量、物料和信息的轉(zhuǎn)換。一般用“動(dòng)詞+名詞”的形式描述一個(gè)功能。動(dòng)詞為一主動(dòng)動(dòng)詞（activeverb），表示產(chǎn)品所完成的一個(gè)操作，名詞（measurablenoun）代表被操作的對(duì)象，是可測(cè)量的。如：分離枝葉、照明路面。（1）功能的定義動(dòng)詞+名詞能量/E物料/M信息/I能量/E’物料/M’信息/I’3-5TRIZ基本概念（2）功能分類1）按照功能的主次可以分為：主要功能：是對(duì)象建立的目的，即設(shè)計(jì)對(duì)象就是為實(shí)現(xiàn)這一功能而創(chuàng)建的。附加功能：是賦予對(duì)象新的應(yīng)用性能的功能，使系統(tǒng)更完善。潛在功能：技術(shù)系統(tǒng)并不總按照指定用途使用，而是執(zhí)行了實(shí)時(shí)功能。2）按照子系統(tǒng)或元件的功能與系統(tǒng)功能間關(guān)系：

基本功能：與對(duì)象的主要功能實(shí)現(xiàn)直接有關(guān)的功能

輔助功能：為更好實(shí)現(xiàn)基本功能服務(wù)的功能，即服務(wù)于其他子系統(tǒng)的功能。3）按照產(chǎn)品與用戶交互關(guān)系：

實(shí)用功能:是用戶通過(guò)操作產(chǎn)品才能實(shí)現(xiàn)的功能，涉及物質(zhì)、能量、信息的變換。

外觀功能:是人對(duì)產(chǎn)品的直接心理和感官體驗(yàn)。

象征功能：是產(chǎn)品的在使用情境下的象征意義。。3-5TRIZ基本概念2.技術(shù)系統(tǒng)（1）技術(shù)系統(tǒng)：技術(shù)系統(tǒng)是以實(shí)現(xiàn)功能為目的，不同元件相互作用、相互影響組成的整體。（2）子系統(tǒng)：一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)還可細(xì)分為子系統(tǒng)，子系統(tǒng)是以實(shí)現(xiàn)基本功能為目的的更小的系統(tǒng)。（3）超系統(tǒng)：超系統(tǒng)元件是指與技術(shù)系統(tǒng)有直接作用的系統(tǒng)外元件技術(shù)系統(tǒng)。3-5TRIZ基本概念2.技術(shù)系統(tǒng)—進(jìn)化S-曲線

實(shí)現(xiàn)某一功能的技術(shù)系統(tǒng)，其進(jìn)化的結(jié)果表現(xiàn)為代表功能實(shí)現(xiàn)程度的特性參數(shù)隨時(shí)間的變化。對(duì)產(chǎn)品而言就是關(guān)鍵性能的提升?；谀骋缓诵募夹g(shù)（實(shí)現(xiàn)功能的原理）的產(chǎn)品，其性能提高的過(guò)程可用S-曲線描述。實(shí)現(xiàn)同一特性參數(shù)的不同技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化過(guò)程表現(xiàn)為S-曲線族。人造光源的進(jìn)化3-5TRIZ基本概念3.創(chuàng)新的級(jí)別Altshuller通過(guò)研究把發(fā)明分為5個(gè)級(jí)別，五級(jí)描述如下：1級(jí)（Level1）：通常的設(shè)計(jì)問(wèn)題，或?qū)σ延邢到y(tǒng)的簡(jiǎn)單改進(jìn)。設(shè)計(jì)人員自身的經(jīng)驗(yàn)即可解決，不需要?jiǎng)?chuàng)新。大約32%的解屬于該范圍。2級(jí)（Level2）：通過(guò)解決一個(gè)技術(shù)沖突對(duì)已有系統(tǒng)進(jìn)行少量的改進(jìn)。采用行業(yè)中已有的方法即可完成。解決該類問(wèn)題的傳統(tǒng)方法是折衷法。大約有45%的解屬于該范圍。3級(jí)（Level3）：對(duì)已有系統(tǒng)有根本性的改進(jìn)。要采用本行業(yè)以外已有的方法解決，設(shè)計(jì)過(guò)程中要解決沖突。大約有18%的解屬于該范圍。4級(jí)（Level4）：采用全新的原理完成已有系統(tǒng)基本功能的新解。解的發(fā)現(xiàn)主要是從科學(xué)的角度而不是從工程的角度。大約有4%的解屬于該類。5級(jí)（Level5）：罕見(jiàn)的科學(xué)原理導(dǎo)致一種新系統(tǒng)的發(fā)明。大約有1%屬于該類。3-5TRIZ基本概念解的級(jí)別的變化該階段發(fā)明了了主要功能，該解基于4級(jí)創(chuàng)新（或?yàn)?級(jí)創(chuàng)新）通過(guò)應(yīng)用3或4級(jí)創(chuàng)新使得主要功能的性能得到根本性的提高1-2級(jí)創(chuàng)新；可能會(huì)包含引入次級(jí)功能的3級(jí)創(chuàng)新。某特性指標(biāo)時(shí)間本章小結(jié)創(chuàng)新的規(guī)律性（三大發(fā)現(xiàn)）重點(diǎn)TRIZ發(fā)展過(guò)程TRIZ解決問(wèn)題的基本原理基本原理（過(guò)程）、三類問(wèn)題模型及求解工具TRIZ理論體系基本概念

功能、技術(shù)系統(tǒng)、創(chuàng)新的級(jí)別謝謝！第二篇問(wèn)題分析篇?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì)研究所我們失敗的原因多半是因?yàn)閲L試用正確的方法解決錯(cuò)誤的問(wèn)題———亞伯·阿可夫

問(wèn)題分析的目的在于通過(guò)一個(gè)系統(tǒng)化地分析過(guò)程，確定問(wèn)題的根本所在和期望達(dá)到的目標(biāo)，從而定義正確的問(wèn)題

。1.問(wèn)題陳述所陳述的是一個(gè)有待解決的問(wèn)題，而不是問(wèn)題的解決方法或可能的原因。如因?yàn)楫a(chǎn)品性能不好，導(dǎo)致產(chǎn)品滯銷，這種問(wèn)題表述帶有臆測(cè)的成分，導(dǎo)致很難對(duì)滯銷原因展開分析。所陳述的是有實(shí)際影響的問(wèn)題，而不是簡(jiǎn)單陳列事實(shí)，即是真正需要解決的問(wèn)題；所陳述的問(wèn)題是具體和明確的，而不是籠統(tǒng)或含糊的。如“產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)”這個(gè)問(wèn)題描述就過(guò)于籠統(tǒng)。（1）問(wèn)題陳述原則1.問(wèn)題陳述定義技術(shù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能（研究對(duì)象的總功能），理解技術(shù)系統(tǒng)存在的目的。功能一般表述為“改變或保持（動(dòng)詞）+作用對(duì)象+作用對(duì)象的參數(shù)”的形式；描述現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的工作原理。漸進(jìn)性創(chuàng)新不改變現(xiàn)有系統(tǒng)的原理、突破性創(chuàng)新需要打破現(xiàn)有系統(tǒng)的原理。具體選擇要看產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測(cè)結(jié)果。描述當(dāng)前技術(shù)系統(tǒng)存在的問(wèn)題。明確問(wèn)題的表象，如果有必要，把一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題分解為幾個(gè)相互獨(dú)立的子問(wèn)題分別求解。明確問(wèn)題出現(xiàn)的條件和時(shí)間。明確出現(xiàn)的條件和時(shí)間是為了分析系統(tǒng)的根原因。問(wèn)題或類似問(wèn)題的現(xiàn)有解決方案及其缺點(diǎn)。是明確問(wèn)題是否已有解決方案，解決的效果如何？如果問(wèn)題已經(jīng)被解決，并且結(jié)果已經(jīng)能夠接受，就不成為問(wèn)題。明確對(duì)系統(tǒng)的要求。這是為了確定設(shè)計(jì)的目標(biāo)。（2）問(wèn)題陳述模板2.問(wèn)題分析工具功能分析理解系統(tǒng)存在的目的，功能模型作為后續(xù)分析的基礎(chǔ)。因果分析：確定問(wèn)題發(fā)生的所有根原因。沖突區(qū)域確定根據(jù)根原因確定相關(guān)的元件，作為解決問(wèn)題需要改變的區(qū)域。并最終確定功能模型中元件間作用關(guān)系。理想解分析：分析除沖突區(qū)域外的可能更好的解。資源分析：確定系統(tǒng)或超系統(tǒng)可用于解決問(wèn)題或?qū)崿F(xiàn)理想解的資源。第4章功能分析創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究所主要內(nèi)容功能結(jié)構(gòu)物質(zhì)-場(chǎng)模型和功能分析功能模型分析案例分析4-1功能結(jié)構(gòu)1.功能的描述

功能一般用“動(dòng)詞＋名詞”的形式來(lái)表達(dá)，動(dòng)詞為一主動(dòng)動(dòng)詞（activeverb），表示產(chǎn)品所完成的一個(gè)操作，名詞（measurable

noun）代表被操作的對(duì)象，是可測(cè)量的。例如產(chǎn)生力、分離混合物、降低溫度等。2.功能分解-黑箱模型

功能是從技術(shù)實(shí)現(xiàn)的角度對(duì)待設(shè)計(jì)系統(tǒng)的一種理解，是系統(tǒng)或子系統(tǒng)輸入/輸出參數(shù)或狀態(tài)變化的一種抽象描述。對(duì)于一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)或產(chǎn)品而言，功能表現(xiàn)為系統(tǒng)具有的轉(zhuǎn)化能量、物料、信息或其它物理量的特性，即技術(shù)系統(tǒng)輸入量和輸出量之間的關(guān)系。

信息流進(jìn)行能量流轉(zhuǎn)換物料流輸入信息/I能量/E技術(shù)系統(tǒng)輸出信息/I’能量/E’物料/M’物料/M4-1功能結(jié)構(gòu)4-1功能結(jié)構(gòu)總功能分功能1分功能2分功能3子功能

21子功能

22子功能

31子功能

32功能元

221功能元

222功能元

321功能元

3222.功能分解-功能樹4-1功能結(jié)構(gòu)通過(guò)功能分解，產(chǎn)品的總功能分解成若干功能元，將系統(tǒng)的各個(gè)功能元用流有機(jī)地組合起來(lái)就得到功能結(jié)構(gòu)。一個(gè)功能結(jié)構(gòu)可以抽象地表達(dá)一件產(chǎn)品及顧客對(duì)它的需求。2.功能分解-功能結(jié)構(gòu)功能元功能元功能元功能元能量物料信號(hào)實(shí)際的功能分解過(guò)程具有如下四個(gè)特征：功能結(jié)構(gòu)是客觀存在的，功能分解就是尋找和確定已存在的子功能。功能總是以流的存在為前提，沒(méi)有功能對(duì)象的存在，功能也就沒(méi)有意義。下層功能的組合實(shí)現(xiàn)上層功能要求，上下層功能間具有一種因果關(guān)系，上層功能限定了分解方向。一個(gè)功能的子功能間要么是因果關(guān)系，要么是邏輯關(guān)系，它顯示了分解方式。2.功能分解-特征4-1功能結(jié)構(gòu)4-1功能結(jié)構(gòu)功能結(jié)構(gòu)將設(shè)計(jì)問(wèn)題模塊化、結(jié)構(gòu)化，從而使設(shè)計(jì)問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗腥菀浊蠼獾淖訂?wèn)題；功能結(jié)構(gòu)將設(shè)計(jì)信息在功能層次上得到抽象描述，從而使產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)活動(dòng)更注重于功能要求的滿足，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品更本質(zhì)的分析和評(píng)價(jià)；功能結(jié)構(gòu)將一個(gè)總體需求功能逐步地細(xì)化、具體化，從而可以建立各個(gè)子功能之間的關(guān)系；功能結(jié)構(gòu)為后續(xù)的分析推理提供了基礎(chǔ)，如行為仿真、設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)、決策、修改等；功能結(jié)構(gòu)作為下游設(shè)計(jì)活動(dòng)的重要參考模型，為面向功能的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程提供了基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)同一總功能的功能模型可能有多種，對(duì)總功能的分解方式和分解深度的不同、子功能間連接形式和順序的不同等均會(huì)產(chǎn)生不同的功能結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)功能結(jié)構(gòu)的改變往往可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的創(chuàng)新和設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。3.功能結(jié)構(gòu)的作用4-1功能結(jié)構(gòu)

功能結(jié)構(gòu)的建立是通過(guò)對(duì)用戶需求的分析確定總功能，將其分解為分功能直至功能元的過(guò)程。對(duì)于已有系統(tǒng)而言，功能元就是對(duì)系統(tǒng)零部件或過(guò)程的抽象，功能結(jié)構(gòu)是對(duì)已有系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程的表達(dá)。對(duì)于新系統(tǒng)而言，建立功能結(jié)構(gòu)的過(guò)程是一個(gè)邊分解邊求解的過(guò)程，功能結(jié)構(gòu)是功能求解結(jié)果的一種表達(dá)方式。4.建立功能結(jié)構(gòu)的方法P&B建立功能結(jié)構(gòu)的基本步驟：步驟1：通過(guò)分析顧客需求，抽象待設(shè)計(jì)產(chǎn)品的總功能，即待設(shè)計(jì)產(chǎn)品或系統(tǒng)總的輸入/輸出關(guān)系，輸入/輸出由能量流、物料流、信號(hào)流組成。步驟2：按照用戶需求，將產(chǎn)品總功能分解為伴有能量流、物料流和信號(hào)流，且容易實(shí)現(xiàn)的分功能集合。步驟3：將分功能繼續(xù)分解為功能元，由功能元組成的模型即為功能結(jié)構(gòu)。4-1功能結(jié)構(gòu)拉伸實(shí)驗(yàn)裝置功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程步驟1步驟2步驟34-1功能結(jié)構(gòu)Stone提出了功能基(Functionalbase)的概念。功能基是用歸納法生成的一種建立功能模型使用的通用設(shè)計(jì)語(yǔ)言，該語(yǔ)言由用來(lái)表達(dá)功能元的功能集合和流集合組成。設(shè)計(jì)者可以使用簡(jiǎn)單的功能元集合描述一個(gè)產(chǎn)品的全部功能。

Stone對(duì)功能的有關(guān)概念進(jìn)行了重新定義:產(chǎn)品功能(Productfunction)：以動(dòng)詞-名詞形式描述產(chǎn)品總?cè)蝿?wù)的輸入/輸出關(guān)系分功能（Sub-function）：以動(dòng)詞-名詞形式描述產(chǎn)品分任務(wù)的輸入/輸出關(guān)系功能（Function）：以動(dòng)詞形式描述元件或產(chǎn)品的一個(gè)操作流（Flow）：隨時(shí)間變化的能量、物料、信號(hào)；功能所描述操作的承受者功能基（Functionalbasis）：由功能集與流集所組成的設(shè)計(jì)語(yǔ)言，該語(yǔ)言用于形成分功能。5.功能基及其應(yīng)用4-1功能結(jié)構(gòu)類功能基本功能限制流類功能同義詞分支分離

開關(guān)、分解、釋放、分開、拆開、解開、減去移動(dòng)切、拋、撒、鉆、車精制

精華、拉緊、過(guò)濾、清除分發(fā)

分岔、分散、散開、擴(kuò)散、到空、驅(qū)散導(dǎo)向輸入

進(jìn)口、接受、許用、俘獲輸出

流傳、噴射、部署、移動(dòng)傳遞運(yùn)輸升降、移動(dòng)傳導(dǎo)管制、傳達(dá)引導(dǎo)

指引、伸直、駕駛轉(zhuǎn)換

轉(zhuǎn)動(dòng)翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)、紡允許DOF限制、放開連接結(jié)合

緊固、裝配、縛上混合

聯(lián)合、添加、捆扎、接合功能基中的功能用動(dòng)詞表示，分為類功能（function

class）和基本功能（basicfunction）。5.功能基及其應(yīng)用-功能基類流基流子流補(bǔ)足物物料人

手、腳、頭等氣體

液體

固體

信號(hào)狀態(tài)聽覺(jué)音調(diào)、口頭嗅覺(jué)

觸覺(jué)溫度、壓力、粗糙度味覺(jué)

視覺(jué)位置、位移控制

能量人

力運(yùn)動(dòng)聲

壓力粒子速度生物

壓力容積流量化學(xué)

親合力反應(yīng)速度電

電動(dòng)力電流電磁光亮度速度太陽(yáng)亮度速度液壓

壓力容積流量磁

磁動(dòng)力磁通機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩角速度平動(dòng)力速度振動(dòng)幅值頻率氣壓

壓力質(zhì)量流量輻射

密度衰減率熱

溫度流量5.功能基及其應(yīng)用—功能基流用名詞表示，分為類流（class）、基流（basicflow）、子流（sub-basic

flow）和補(bǔ)足物（complement）。4-1功能結(jié)構(gòu)步驟1：確定產(chǎn)品的總功能。產(chǎn)品功能用動(dòng)詞+名詞形式表示，輸入/輸出由用戶需求確定。步驟2：將產(chǎn)品總功能進(jìn)行分解，并使用功能基建立功能樹。值得注意的是每一層的分解都應(yīng)參照顧客的需求，以確保這些子功能能夠滿足全部顧客需求步驟3：引入流，從功能樹底層對(duì)物質(zhì)、能量、信息流進(jìn)行追蹤，建立每個(gè)輸入流的功能鏈。功能鏈可分為串行功能鏈和并行功能鏈。

串行功能鏈：是按時(shí)間的先后發(fā)生的對(duì)流的一系列操作，要求子功能遵循特定的順序排列來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的結(jié)果。

并行功能鏈：是按時(shí)間同時(shí)發(fā)生的操作，包含了數(shù)條不同的串行功能通路，并且在多個(gè)通路之間有一個(gè)或多個(gè)公共通路。步驟4：連接各功能鏈，合并重復(fù)的部分，即得產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)。在合成的過(guò)程中可能還需要增加新的功能。

串行功能鏈并行功能鏈5.功能基及其應(yīng)用-基于功能基的功能結(jié)構(gòu)分析4-1功能結(jié)構(gòu)4-1功能結(jié)構(gòu)榨果汁提供能量用電形成轉(zhuǎn)矩輸入電能啟動(dòng)電能調(diào)節(jié)電能轉(zhuǎn)換電能為轉(zhuǎn)矩傳遞轉(zhuǎn)矩使用安全過(guò)溫保護(hù)檢測(cè)溫度粉碎水果放入水果放置固體引導(dǎo)固體輸入固體切割水果固定固體旋轉(zhuǎn)固體切割固體防止震動(dòng)防止外濺阻止混合物的角速度使用方便自動(dòng)分離殘?jiān)蛛x混合物存儲(chǔ)固體自動(dòng)輸出果汁引導(dǎo)液體輸出液體存儲(chǔ)液體固定固體旋轉(zhuǎn)固體切割固體防止震動(dòng)放置固體引導(dǎo)固體輸入固體切割固體阻止混合物的角速度分離混合物存儲(chǔ)固體引導(dǎo)液體輸出液體存儲(chǔ)液體水果刀具刀具刀具震動(dòng)震動(dòng)刀具熱能混合物渣和汁混合物水果水果水果渣渣汁汁汁汁例4.1榨汁機(jī)功能結(jié)構(gòu)果汁機(jī)的功能結(jié)構(gòu)4-1功能結(jié)構(gòu)例4.2：指甲刀的功能結(jié)構(gòu)建立過(guò)程。步驟1：確定指甲刀的總功能和輸入/輸出流。

步驟2：將指甲刀的總功能分解為子功能，建立功能樹，黑色粗線框?yàn)樽畹讓幼庸δ埽垂δ茉?-1功能結(jié)構(gòu)步驟3：考慮從輸入到輸出或到轉(zhuǎn)換處對(duì)流的每個(gè)操作，為每個(gè)輸入流建立功能鏈。4-1功能結(jié)構(gòu)步驟4：連接各功能鏈，合并重復(fù)的部分，得到指甲刀的功能結(jié)構(gòu)。4-1功能結(jié)構(gòu)4-2物質(zhì)-場(chǎng)模型和功能表達(dá)（1）經(jīng)典物質(zhì)-場(chǎng)模型在TRIZ中，功能用物質(zhì)-場(chǎng)模型來(lái)表示。其意義為：場(chǎng)F通過(guò)物質(zhì)S2作用于物質(zhì)S1并改變S1。常用場(chǎng)F的符號(hào)及意義如下：Me-機(jī)械場(chǎng)；Th-熱場(chǎng)；Ch-化學(xué)場(chǎng)；E-電場(chǎng)；M-磁場(chǎng)；G-重力場(chǎng)。（2）紡錘形物質(zhì)-場(chǎng)模型學(xué)者Terninko等人發(fā)展了物質(zhì)-場(chǎng)模型表達(dá)如下圖，圖中Ftype代表場(chǎng)的類型。S2S1F1.物質(zhì)-場(chǎng)模型S2S1Ftype4-2物質(zhì)-場(chǎng)模型和功能表達(dá)（1）功能模型及表達(dá)

計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新軟件TechOptimizer的產(chǎn)品分析模塊中的功能采用下圖表達(dá)，原物質(zhì)-場(chǎng)模型中場(chǎng)F用“作用（Action）”代替，原工具元件S2稱為功能載體，被作用對(duì)象S1稱為功能對(duì)象。其意義為：功能載體作用于功能對(duì)象，改變或保持功能對(duì)象的參數(shù)或?qū)傩?。?）作用的類型及表達(dá)2.功能模型功能載體（carrier）功能對(duì)象（Object）作用（Action）標(biāo)準(zhǔn)作用不足作用過(guò)剩作用有害作用導(dǎo)致的結(jié)果改變了的模型4-3功能模型分析1.產(chǎn)品功能模型系統(tǒng)是由功能元件及作用組成的功能網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)與超系統(tǒng)及制品共同構(gòu)成產(chǎn)品功能模型。元件：組成系統(tǒng)的物質(zhì)單元。制品：技術(shù)系統(tǒng)基本（主要）功能的作用對(duì)象，是系統(tǒng)存在的目的，是系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的輸出，制品屬于超系統(tǒng)。超系統(tǒng)：存在于系統(tǒng)之外的環(huán)境中，與系統(tǒng)之間有相互作用的系統(tǒng)。元件制品超系統(tǒng)作用4-3功能模型分析（1）制品及其確定制品是系統(tǒng)作用的對(duì)象，體現(xiàn)了系統(tǒng)存在的目的。如：汽車的主要功能是載貨或人，該系統(tǒng)的目的或制品是人或貨物。

電燈的主要功能是照明，因此，制品是光。

筆的主要功能是書寫，因此，制品是墨水。機(jī)械手表的功能是計(jì)時(shí)。時(shí)間是抽象的概念，不能作為制品，因此，這里的制品是時(shí)針、分針、秒針。根據(jù)他們的位置，才產(chǎn)生時(shí)間的概念，因此，以此作為制品才是恰當(dāng)?shù)?。由于制品并不是工程系統(tǒng)的一部分，因此，制品屬于超系統(tǒng)元件。確定制品需要以下3個(gè)步驟：（1）了解系統(tǒng)的主要功能，即系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的。（2）判斷工程系統(tǒng)主要功能的對(duì)象是否為超系統(tǒng)元件。（3）判斷工程系統(tǒng)主要功能的對(duì)象的某個(gè)參數(shù)是否被這個(gè)主要功能保持或者改變了。

4-3功能模型分析（2）超系統(tǒng)及其確定

產(chǎn)品或系統(tǒng)處于環(huán)境之中，與環(huán)境存在能量、物質(zhì)及信息的交換，超系統(tǒng)為影響整個(gè)分析系統(tǒng)的要素，具有以下特點(diǎn)：1）超系統(tǒng)可能使工程系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題；2）超系統(tǒng)可以作為工程系統(tǒng)的資源，也可以做為解決問(wèn)題的工具；3）超系統(tǒng)應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)有影響時(shí)才列入。（3）作用類型作用類型分為標(biāo)準(zhǔn)作用、不足作用和有害作用，過(guò)度作用根據(jù)作用結(jié)果歸結(jié)為不足作用或有害作用。標(biāo)準(zhǔn)作用不足作用有害作用4-3功能模型分析步驟1：元件分析。根據(jù)項(xiàng)目的目標(biāo)和約束選擇合適的系統(tǒng)邊界，將系統(tǒng)和超系統(tǒng)的元件加以區(qū)分。步驟2：創(chuàng)建相互作用矩陣。識(shí)別元件兩兩之間的相互作用，用+表達(dá)元件間有作用。步驟3：選取一個(gè)元件，運(yùn)用相互作用矩陣，識(shí)別與該元件有關(guān)的所有“+”代表的作用，然后用一個(gè)動(dòng)詞或場(chǎng)描述該作用。步驟4：完成對(duì)每一個(gè)作用的分析和表達(dá)。步驟5：分析每一個(gè)作用的功能等級(jí)和類型（標(biāo)準(zhǔn)、不足、有害）。Note：該步需要按照根原因分析的結(jié)果來(lái)進(jìn)行，初步分析，可以先都按照標(biāo)準(zhǔn)作用。步驟6：繪制功能模型圖。步驟7：檢查是否有遺漏的元件，如沒(méi)有，則結(jié)束。2.產(chǎn)品功能模型分析步驟4-3功能模型分析元件分析創(chuàng)建相互作用矩陣選取一個(gè)元件，運(yùn)用相互作用矩陣，識(shí)別該元件與其它元件的相互作用，即標(biāo)注有“+”的單元逐一分析帶“+”的單元功能模型表式功能模型圖式元件是否全部分析？工程系統(tǒng)進(jìn)行分解，識(shí)別系統(tǒng)元件和超系統(tǒng)元件識(shí)別各元件間相互作用（1）區(qū)分功能對(duì)象和功能載體（2）描述功能（3）二者間是否還有其它作用，若有，逐一描述（1）識(shí)別有害功能（2）對(duì)有用功能進(jìn)行功能等級(jí)分類判斷是否基本功能、附加功能還是輔助功能。性能水平分類判斷性能是否正常、不足還是過(guò)剩。結(jié)束元件分析階段相互作用分析階段功能建模階段No4-4案例分析：快速切斷閥功能分析1.工程背景

為了使過(guò)剩的高爐煤氣得以充分利用，國(guó)內(nèi)外開發(fā)了一種壓差發(fā)電裝置（TRT）。它利用燃?xì)獾母叩蛪毫Σ铗?qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，余留的低壓燃?xì)馊钥梢宰鳛槟茉磻?yīng)用。TRT裝置中包含一快速切斷閥，該閥是一種蝶型閥，用于發(fā)生事故時(shí)快速切斷高爐煤氣，切斷過(guò)程要求在0.5秒內(nèi)完成?？焖偾袛嚅y安裝在基礎(chǔ)支架上，與煤氣管道相連。所用液壓控制系統(tǒng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝有動(dòng)力彈簧的液壓缸，實(shí)現(xiàn)快速切斷閥的慢速開啟、慢速關(guān)閉，并用快速卸壓方式，完成閥口的緊急關(guān)閉動(dòng)作。4-4案例分析：快速切斷閥功能分析2.元件分析要進(jìn)行元件分析之前，首先要根據(jù)項(xiàng)目限制劃分出系統(tǒng)和超系統(tǒng)，然后才能列出系統(tǒng)元件和超系統(tǒng)元件。如表4.6所示，其中高爐煤氣為制品。3.相互作用分析將表4.6中的元件列出來(lái)，應(yīng)用相互作用矩陣表達(dá)元件間相互作用關(guān)系，如兩者有相互作用，則以“+”標(biāo)記，否則以“-”標(biāo)記，如表4.7所示。工程系統(tǒng)系統(tǒng)元件超系統(tǒng)元件快速切斷閥液控箱油箱油泵電機(jī)管路過(guò)濾器液壓油缸筒活塞動(dòng)力彈簧齒條齒輪閥桿蝶板閥體軸承煤氣管道基礎(chǔ)支架電能高爐煤氣

灰塵4-4案例分析：快速切斷閥功能分析表4.7快速切斷閥相互作用矩陣元件液控箱油箱油泵電機(jī)管路過(guò)濾器液壓油缸筒活塞動(dòng)力彈簧齒條齒輪閥桿蝶板閥體軸承煤氣管道基礎(chǔ)支架電能高爐煤氣液控箱-+-+-------------+-油箱-----+-------------油泵+-+--+-----------+-電機(jī)--+--------------+-管路+----+-------------過(guò)濾器-----+-------------液壓油-++-++++-----------缸筒------++-----------活塞------++++---------動(dòng)力彈簧--------+----------齒條--------+-+--------齒輪----------++-------閥桿-----------++-+----蝶板------------+-----+閥體--------------+++--軸承------------+-+----煤氣管道--------------+----基礎(chǔ)支架--------------+----電能+-++---------------高爐煤氣-------------+-----灰塵------+------------4-4案例分析：快速切斷閥功能分析4.功能建模每一個(gè)標(biāo)注有“+”的單元是相互對(duì)應(yīng)的，對(duì)帶“+”的單元一一分析兩者的作用，并確定功能等級(jí)、功能性能水平和功能價(jià)值得分（見(jiàn)第17章）元件功能描述功能等級(jí)性能水平液控箱液控箱啟閉油泵輔助功能正常液控箱通斷管路輔助功能正常液控箱消耗電能附加功能正常油箱油箱儲(chǔ)存液壓油輔助功能正常油泵油泵驅(qū)動(dòng)液壓油輔助功能正常油泵消耗電能附加功能過(guò)剩電機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵輔助功能正常管路管路傳導(dǎo)液壓油輔助功能正常管路阻礙液壓油有害功能有害過(guò)濾器過(guò)濾器過(guò)濾液壓油輔助功能正常過(guò)濾器阻礙液壓油有害功能有害液壓油液壓油驅(qū)動(dòng)活塞輔助功能正常缸筒缸筒儲(chǔ)存液壓油輔助功能正常缸筒導(dǎo)向活塞輔助功能過(guò)剩活塞活塞驅(qū)動(dòng)齒條輔助功能正?；钊?qū)動(dòng)動(dòng)力彈簧輔助功能正常動(dòng)力彈簧動(dòng)力彈簧驅(qū)動(dòng)活塞輔助功能不足齒條齒條轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪輔助功能正常齒輪齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)閥桿輔助功能正常閥桿閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)蝶板輔助功能正常蝶板蝶板調(diào)節(jié)高爐煤氣基本功能正常閥體閥體支撐軸承輔助功能正常閥體連接煤氣管道附加功能正常軸承軸承支撐閥桿輔助功能正?；A(chǔ)支架基礎(chǔ)支架支撐閥體輔助功能正常電能電能驅(qū)動(dòng)電機(jī)輔助功能正常電能驅(qū)動(dòng)液控箱輔助功能正?；覊m灰塵污染液壓油有害功能有害4-4案例分析：快速切斷閥功能分析本章小結(jié)產(chǎn)品是功能的載體，功能是產(chǎn)品的核心和本質(zhì)，因此功能是產(chǎn)品創(chuàng)新的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。概念設(shè)計(jì)階段的主要任務(wù)是產(chǎn)生滿足需求功能的原理解。其關(guān)鍵步驟是將用戶需求抽象為功能需求，即對(duì)產(chǎn)品的功能進(jìn)行描述。本章介紹兩種功能描述方式：（1）功能結(jié)構(gòu)：主要用于新功能求解。（2）功能模型：用于已有產(chǎn)品改進(jìn)，由物質(zhì)-場(chǎng)模型演化而來(lái)。謝謝！第5章

因果分析與沖突區(qū)域確定創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究所主要內(nèi)容因果分析與沖突區(qū)域概述常用因果分析工具基于根原因分析的最終沖突區(qū)域確定5-1因果分析與沖突區(qū)域概述1.因果分析：原因的含義是導(dǎo)致一個(gè)結(jié)果出現(xiàn)的條件或事件。直接原因中間原因根原因初始問(wèn)題直接原因中間原因1中間原因n…根原因第1層第2層~第N-1層第N層癥狀※因果分析的目的就在于確定問(wèn)題的根原因5-1因果分析與沖突區(qū)域概述2.沖突區(qū)域：在系統(tǒng)功能模型中，與系統(tǒng)問(wèn)題相關(guān)的元件間形成的最小單元，表現(xiàn)為兩個(gè)元件之間相互作用的區(qū)域。切黃瓜的問(wèn)題模型與物質(zhì)-場(chǎng)模型：S2S1F附著力黃瓜片重力刀刃刀面S2—黃瓜片；S1—刀面F—附著力5-2常用因果分析工具1.根原因分析工具列表：

目前，在工程技術(shù)領(lǐng)域中，常用的因果分析法有因果軸分析法、5-WHY分析法、魚骨圖分析法和故障樹分析法等。問(wèn)題求解的各階段具體工具問(wèn)題理解流程圖、關(guān)鍵事件、雷達(dá)圖、績(jī)效矩陣問(wèn)題原因頭腦風(fēng)暴頭腦風(fēng)暴、書面頭腦風(fēng)暴法、是-非矩陣、名義群組矩陣、配對(duì)比較問(wèn)題原因數(shù)據(jù)收集取樣、調(diào)查、檢查表問(wèn)題原因數(shù)據(jù)分析柱狀圖、帕累托圖、散點(diǎn)圖、問(wèn)題集中圖、關(guān)系圖、親和圖、運(yùn)行圖、控制圖根原因識(shí)別因果圖、矩陣圖、5-why法、故障樹分析根原因消除六項(xiàng)思考帽、創(chuàng)造性解決問(wèn)題理論、系統(tǒng)創(chuàng)新思考方法解決方案實(shí)施樹圖、力場(chǎng)分析5-2常用因果分析工具1.因果軸分析法：2.5-why分析法：原因結(jié)果問(wèn)題結(jié)果分析原因分析5-2常用因果分析工具3.魚骨圖分析法：4.故障樹分析法：材料機(jī)器人測(cè)量環(huán)境方法問(wèn)題、特性、結(jié)果5-2常用因果分析工具應(yīng)用5-why法的魚骨圖分支展開5-3基于根原因分析的最終沖突區(qū)域確定1.同級(jí)原因間關(guān)系與（AND）或（OR）聯(lián)合關(guān)系（Combine）結(jié)果原因1原因2A結(jié)果原因1原因2O結(jié)果原因1原因2C2.基于功能模型的根原因分析過(guò)程（1）初步建立系統(tǒng)功能模型，根據(jù)問(wèn)題表象在功能模型上確定直接相關(guān)的初始沖突區(qū)域。（2）分析沖突區(qū)域三元件）與問(wèn)題表象相關(guān)的屬性。直接導(dǎo)致問(wèn)題發(fā)生的是初始沖突區(qū)域有元件具有某種或某幾種屬性，這些屬性稱為問(wèn)題屬性。（4）逐一分析每個(gè)問(wèn)題屬性：如果問(wèn)題屬性是由沖突區(qū)域外的作用導(dǎo)致的，則以問(wèn)題屬性為結(jié)果，重新構(gòu)建沖突區(qū)域。如果問(wèn)題屬性是元件的內(nèi)部屬性，不受外部因素影響，且元件不能繼續(xù)分解，則記錄下來(lái)作為備選根原因；如果元件可分解，則分解后，縮小沖突區(qū)域范圍（沖突區(qū)域轉(zhuǎn)換）再進(jìn)行分析。（5）轉(zhuǎn)換沖突區(qū)域，重復(fù)以上過(guò)程，并根據(jù)分析結(jié)果修改功能模型。直到確定所有沖突區(qū)域和備選根原因。（6）根據(jù)分析過(guò)程，構(gòu)件因果邏輯圖，逐級(jí)分析所有備選根原因的關(guān)系。（7）根據(jù)備選根原因的關(guān)系和根原因的可控性，確定必須消除的根原因。（8）對(duì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)的選擇。5-3基于根原因分析的最終沖突區(qū)域確定建立系統(tǒng)功能模型，確定初始沖突區(qū)域開始確定必須消除的根原因分別分析沖突區(qū)域內(nèi)三元件的問(wèn)題屬性分析問(wèn)題屬性的成因，確定備選根原因沖突區(qū)域轉(zhuǎn)換，重復(fù)以上兩步的分析過(guò)程，直到確定所有沖突區(qū)域和備選根原因分析所有備選根原因的關(guān)系結(jié)束確定沖突區(qū)域圖5-9基于功能模型的根原因分析過(guò)程5-3基于根原因分析的最終沖突區(qū)域確定3.沖突區(qū)域確定從因果分析所得到的原因中，確定可控可改變的底層原因，確定其中容易消除的原因作為根原因，與根原因相關(guān)的沖突區(qū)域即為最終的沖突區(qū)域。元件1元件2元件3元件6元件5元件7制品5-3基于根原因分析的最終沖突區(qū)域確定沖突區(qū)域的確定是應(yīng)用TRIZ解題工具解決問(wèn)題的前提：（1）沖突區(qū)域界定了解決問(wèn)題的最小區(qū)域，可保證解決問(wèn)題過(guò)程中系統(tǒng)較小的改變。（2）為了解決問(wèn)題，需改變沖突區(qū)域的元件屬性，這種改變可能會(huì)導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)或區(qū)域外的不期望結(jié)果產(chǎn)生，即轉(zhuǎn)化為沖突問(wèn)題。（3）沖突區(qū)域可直接用物質(zhì)-場(chǎng)模型表達(dá)，用標(biāo)準(zhǔn)解求解。（4）沖突區(qū)域元件功能的重新求解可用效應(yīng)求解（5）沖突區(qū)域往往是有必要執(zhí)行功能裁剪的區(qū)域。（6）沖突區(qū)域的理想解是系統(tǒng)的局部理想解，提供系統(tǒng)解題的思路。3.沖突區(qū)域確定——意義4.案例分析：剎車管長(zhǎng)度不良問(wèn)題切刀1高速旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)托輥3與平衡徑向切削力，切刀同托輥圍繞管材2做圓周運(yùn)動(dòng)，完成環(huán)切；夾鉗5、6夾緊工件，夾緊力由汽缸驅(qū)動(dòng)，托板4帶動(dòng)夾5給管材施加一個(gè)軸向拉力，以免切口變形過(guò)大。活塞氣源缸筒氣體驅(qū)動(dòng)剎車導(dǎo)管刀具夾鉗機(jī)床切斷夾持驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)保壓提供（a）初始功能模型導(dǎo)向5-3基于根原因分析的最終沖突區(qū)域確定4.案例分析—沖突區(qū)域轉(zhuǎn)換的過(guò)程5-3基于根原因分析的最終沖突區(qū)域確定5-3基于根原因分析的最終沖突區(qū)域確定剎車導(dǎo)管長(zhǎng)度不良夾鉗的形狀、材料夾鉗的夾持力不足管件抗壓能力不足汽缸對(duì)夾鉗的驅(qū)動(dòng)力不足活塞與夾鉗的連接方式活塞受到的驅(qū)動(dòng)力不足氣體壓力不足氣體對(duì)活塞的驅(qū)動(dòng)力不足活塞直徑小氣源氣體壓力低傳輸過(guò)程壓損大氣體量不足缸體密封結(jié)構(gòu)密封磨損程度氣體泄漏密封件內(nèi)外氣體壓差大OCC剎車導(dǎo)管長(zhǎng)度不良問(wèn)題因果邏輯展開過(guò)程CCC5-3基于根原因分析的最終沖突區(qū)域確定根原因列表分析本章小結(jié)因果分析及沖突區(qū)域的概念傳統(tǒng)因果分析方法因果軸法、5-why法，魚骨圖法、故障樹法基于功能模型的沖突區(qū)域確定方法根原因間的關(guān)系、根原因的確定、沖突區(qū)域確定總結(jié)：基于功能模型的根原因分析方法，可以在已有產(chǎn)品的功能模型基礎(chǔ)上，通過(guò)沖突區(qū)域轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)因果推理過(guò)程，最終根原因選擇要考慮根原因間的關(guān)系（與、或和聯(lián)合關(guān)系）。沖突區(qū)域確定后，后續(xù)就是針對(duì)沖突區(qū)域的元件的問(wèn)題屬性進(jìn)行修改。謝謝！第6章理想解分析創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究所主要內(nèi)容理想化理想化水平理想解與最終理想解理想解分析過(guò)程引言

理想解是針對(duì)已有系統(tǒng)提出的未來(lái)應(yīng)該具有的狀態(tài)。最終理想解是系統(tǒng)的終極理想狀態(tài)，但又是很難達(dá)到的狀態(tài)。一般情況下都是退而求其次，以低于最終理想解的某個(gè)水平作為系統(tǒng)改進(jìn)的目標(biāo)。理想解分析就是為了確定系統(tǒng)改進(jìn)時(shí)能夠達(dá)到的目標(biāo)。通過(guò)根原因分析在功能模型上確定沖突區(qū)域，然后圍繞沖突區(qū)域進(jìn)行問(wèn)題求解，這是產(chǎn)品改進(jìn)的一般思路，但同時(shí)也限定了解的等級(jí)不高。為了能得到更高等級(jí)的解，需要進(jìn)行理想解分析。6-1理想化在TRIZ中，理想化包含：理想系統(tǒng)、理想過(guò)程、理想資源、理想方法、理想機(jī)器、理想物質(zhì)等。理想化的描述如下：理想機(jī)器：沒(méi)有質(zhì)量、沒(méi)有體積，但能完成所需要的工作；理想方法：不消耗能量及時(shí)間，但通過(guò)自身調(diào)節(jié)，能夠獲得所需的效應(yīng)；理想過(guò)程：只有過(guò)程的結(jié)果，而無(wú)過(guò)程本身，突然就獲得了結(jié)果；理想物質(zhì)：沒(méi)有物質(zhì)，功能得以實(shí)現(xiàn)。理想化分為局部理想化與全局理想化：局部理想化是指對(duì)于選定的原理，通過(guò)不同的實(shí)現(xiàn)方法使其理想化；全局理想化是指對(duì)同一功能，通過(guò)選擇不同的原理使之理想化。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程開始需要確定設(shè)計(jì)目標(biāo)，即將問(wèn)題局部理想化還是將其全局理想化。通常首先考慮局部理想化，所有的嘗試都失敗后才考慮全局理想化。6-1理想化6-1理想化局部理想化的過(guò)程有如下4種模式：加強(qiáng)：通過(guò)參數(shù)優(yōu)化、采用更高級(jí)的材料、引入附加調(diào)節(jié)裝置等加強(qiáng)有用功能的作用；降低：通過(guò)對(duì)有害功能的補(bǔ)償，減少或消除損失或浪費(fèi)，采用更便宜的材料、標(biāo)準(zhǔn)零部件等；通用化：采用多功能技術(shù)增加有用功能的個(gè)數(shù)。如現(xiàn)代多媒體計(jì)算機(jī)具有電視機(jī)、電話、傳真機(jī)、音響等的功能；專用化：突出功能的主次。如今天的汽車廠主要是組裝汽車，而零部件由很多專業(yè)配套廠生產(chǎn)。6-1理想化全局理想化有如下3種模式：功能禁止：在不影響主要功能的條件下，去掉中性的及輔助的功能。如采用傳統(tǒng)的方法為金屬零件刷漆后，從漆的溶劑中揮發(fā)出有害氣體；采用靜電場(chǎng)及粉末狀漆可很好的解決該問(wèn)題，當(dāng)靜電場(chǎng)使漆粉末均勻的覆蓋到金屬零件表面后，加熱零件使粉末熔化，刷漆工藝完成，其間并不產(chǎn)生溶劑揮發(fā)。系統(tǒng)禁止：如果采用某種可用資源后可省掉輔助子系統(tǒng)，一般可降低系統(tǒng)的成本。如月球上的真空使得月球車上所用燈泡的玻璃罩是多余的，玻璃罩的作用是防止燈絲氧化，月球上無(wú)氧氣不會(huì)氧化燈絲。原理改變：改變已有系統(tǒng)的工作原理，可簡(jiǎn)化系統(tǒng)或使過(guò)程更為方便。如采用電子郵件代替?zhèn)鹘y(tǒng)郵件，使信息交流更加方便快捷。6-2理想化水平（1）理想化水平公式Ideality=∑Benefits/（∑Expenses+∑Harms）式中參數(shù)的意義為：Ideality——理想化水平；Benefits——效益，包括所有有用的特性和效用；Expenses——代價(jià)，應(yīng)該包括全生命周期的成本；Harms——副作用，包括有害作用和不期望的結(jié)果。產(chǎn)品或系統(tǒng)的理想化水平與其效益之和成正比，與所有代價(jià)及所有危害之和成反比。不斷地增加產(chǎn)品理想化水平是產(chǎn)品創(chuàng)新的目標(biāo)，通過(guò)提高式中分子、降低分母或者使比值提高都是提高理想化水平的基本途徑。6-2理想化水平（2）價(jià)值與理想化水平價(jià)值工程（ValueEngineering，VE），是降低成本提高經(jīng)濟(jì)效益的管理學(xué)理論。上世紀(jì)40年代起源于美國(guó)，創(chuàng)始人是麥爾斯（L·D·Miles）。價(jià)值工程的理論基礎(chǔ)是價(jià)值理論公式：V=F/CV/Value——功能價(jià)值系數(shù)F/Function——功能重要性系數(shù)

C/Cost——成本系數(shù)V提高價(jià)值的五種途徑為：成本不變，功能提高（F↑/C→=V↑）；功能不變，成本下降（F→/C↓=V↑）；成本略有增加，功能大幅度提高（F↑大/C↑小=V↑）；功能略有下降，成本大幅度下降（F↓小/C↓大=V↑）；成本降低，功能提高（F↑/C↓=V↑大）。如果把副作用產(chǎn)生的危害加入到成本中，理想化水平等同于價(jià)值工程中的“價(jià)值”，因此價(jià)值工程方法可用于提高理想化水平。6-3理想解與最終理想解產(chǎn)品在給定條件下處于理想狀態(tài)的解稱為理想解。產(chǎn)品的理想解實(shí)現(xiàn)的過(guò)程是其理想化水平提高的過(guò)程，理想化水平達(dá)到無(wú)窮大狀態(tài)的理想解稱為最終理想解。最終理想解IFR被分解為多個(gè)理想解IFRk，實(shí)現(xiàn)每個(gè)理想解需要克服多個(gè)障礙（Cij）及實(shí)現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)。

在給定的條件或約束下，理想解有如下的4個(gè)特點(diǎn)：消除了原系統(tǒng)的不足之處；保持原系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)；沒(méi)有使系統(tǒng)變得更復(fù)雜（采用無(wú)成本或可用資源）；沒(méi)有引入新的缺陷。6-3理想解與最終理想解

考慮割草機(jī)作為工具，草坪上的草作為被割的目標(biāo)。割草機(jī)在割草時(shí)發(fā)出噪音、消耗燃料、產(chǎn)生空氣污染、甩出的草片有時(shí)會(huì)傷害推割草機(jī)的工人。假如設(shè)計(jì)者的任務(wù)是改進(jìn)已有的割操機(jī)(局部理想化），設(shè)計(jì)者可能會(huì)很快想到要減少噪音、增加安全性、降低燃料消耗。但如果確定理想解，就會(huì)勾畫出未來(lái)割草機(jī)及草坪維護(hù)工業(yè)更佳藍(lán)圖。用戶需要的究竟是什么？是非常漂亮且不需要維護(hù)的草坪。割草機(jī)本身不是用戶需要的一部分。從割草機(jī)與草坪構(gòu)成的系統(tǒng)看，其理想解為草坪上的草長(zhǎng)到一定的高度就停止生長(zhǎng)。至少國(guó)際上有兩家制造割草機(jī)的公司正在試驗(yàn)這種理想草坪的草種，該草種被稱為“漂亮草種（smartgrassseed）”。工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化藥物施作園藝改良基因改造6-3理想解與最終理想解6-4理想解分析的過(guò)程（1）ARIZ中，理想解分析的步驟設(shè)計(jì)的最終目的是什么？理想解是什么？達(dá)到理想解的障礙是什么？出現(xiàn)這種障礙的結(jié)果是什么？不出現(xiàn)這種障礙的條件是什么？創(chuàng)造這些條件存在的可用資源是什么？6-4理想解分析的過(guò)程問(wèn)題的最終目的是什么？兔子能夠吃到新鮮的青草。理想解是什么？兔子永遠(yuǎn)自己吃到青草。達(dá)到理想解的障礙是什么？放兔子的籠子不能移動(dòng)。出現(xiàn)這種障礙的結(jié)果是什么？由于籠子不能移動(dòng)，可被兔子吃的草地面積不變，短時(shí)間內(nèi)青草就被吃光了。不出現(xiàn)這種障礙的條件是什么？當(dāng)兔子基本吃光籠子內(nèi)的鮮草時(shí)，籠子移動(dòng)到另一塊有青草的地方。創(chuàng)造這些條件存在的可用資源是什么？籠子本身按上輪子，兔子自己可推動(dòng)其運(yùn)動(dòng)到有青草的地方。即兔子本身就是可用資源。例：農(nóng)場(chǎng)養(yǎng)兔子需要新鮮草，農(nóng)場(chǎng)主既不希望兔子走的太遠(yuǎn)而不易被發(fā)現(xiàn)，又不希望花很多時(shí)間把鮮草送到兔子旁邊。應(yīng)用上述5步分析該問(wèn)題并提出理想解。6-4理想解分析的過(guò)程（2）從資源的角度分析理想解將IFR用不同級(jí)別描述有助于系統(tǒng)的改進(jìn)：1）采用超系統(tǒng)的資源（X-元件）2）采用系統(tǒng)資源3）采用沖突區(qū)域的資源。元件1元件2元件3元件6元件5元件7制品例：高層建筑玻璃窗外部清潔問(wèn)題

（1）利用超系統(tǒng)資源

6-4理想解分析的過(guò)程例：高層建筑玻璃窗外部清潔問(wèn)題

（2）利用系統(tǒng)內(nèi)資源

6-4理想解分析的過(guò)程例：高層建筑玻璃窗外部清潔問(wèn)題

（3）利用沖突區(qū)域內(nèi)資源

6-4理想解分析的過(guò)程本章小結(jié)理想解是一定約束條件下最理想的解；最終理想解是系統(tǒng)不存在（成本為零，沒(méi)有有害作用）而功能存在的狀態(tài)。理想化水平是描述系統(tǒng)理想化狀態(tài)的參數(shù)，根據(jù)理想化水平公式，可以確定理想化目標(biāo)。理想解是理想化目標(biāo)的具體描述。理想化分為全局理想化和局部理想化。理想解分析可以依據(jù)ARIZ中步驟進(jìn)行，也可以分析不同資源層次，得到不同層次理想解謝謝！第7章資源分析創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究所引言從資源角度，創(chuàng)新過(guò)程就是資源的運(yùn)用與重新配置的過(guò)程。應(yīng)用系統(tǒng)或超系統(tǒng)資源解決系統(tǒng)存在的問(wèn)題是TRIZ的一個(gè)基本觀點(diǎn)。如何確認(rèn)所有的可用資源并合理利用是資源分析的基本任務(wù)。主要內(nèi)容概述資源分類資源分析方法案例分析7-1概述自然資源土地氣候水生物…礦產(chǎn)海洋能源旅游社會(huì)資源資本人才智力信息科技管理…

資源分為自然資源和社會(huì)資源。7-1概述在TRIZ中，發(fā)明資源定義為：

（1）任何由系統(tǒng)或環(huán)境中存在的物質(zhì)（包括廢物）變換后得到新物質(zhì)。（2）儲(chǔ)存的能量、自由時(shí)間、未占用的空間、信息等。（3）實(shí)現(xiàn)附加功能的技術(shù)能力，包括物質(zhì)的特性，物理、幾何、或其它效應(yīng)。

對(duì)工程系統(tǒng)而言，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)向提高理想化的方向進(jìn)化，最主要的是發(fā)現(xiàn)能夠利用的發(fā)明資源。發(fā)明資源通常是隱藏的、不可直接利用的或隱藏在系統(tǒng)或環(huán)境中。

7-1概述7-2資源分類（1）按照解決工程問(wèn)題過(guò)程中發(fā)明資源的可及性和資源所在區(qū)域內(nèi)部資源（沖突區(qū)域內(nèi)部資源）外部資源（沖突區(qū)域外部系統(tǒng)內(nèi)資源）超系統(tǒng)資源（2）按照資源的可用狀態(tài)直接應(yīng)用資源導(dǎo)出資源（衍生資源）差動(dòng)資源1.按照資源形式7-2資源分類物質(zhì)資源組成元素原材料產(chǎn)物廢棄物環(huán)境中廉價(jià)物質(zhì)場(chǎng)資源系統(tǒng)內(nèi)能源系統(tǒng)周圍的能源可轉(zhuǎn)化利用的資源信息資源物質(zhì)或場(chǎng)的屬性內(nèi)部信息流狀態(tài)改變的信息差異性信息臨時(shí)性信息功能資源系統(tǒng)的主要功能有害作用的利用元件或系統(tǒng)的潛在功能時(shí)間資源作用前時(shí)間作用后時(shí)間間歇時(shí)間壓縮產(chǎn)生的時(shí)間并行時(shí)間空間資源閑置的空間三維空間重新布置產(chǎn)生的空間空間屬性（3）

按照資源形式7-2資源分類發(fā)明資源內(nèi)部資源超系統(tǒng)資源直接應(yīng)用資源導(dǎo)出資源差動(dòng)資源物質(zhì)資源場(chǎng)資源信息資源功能資源時(shí)間資源空間資源發(fā)明資源的分類外部資源7-2資源分類

2.物質(zhì)資源

（1）物質(zhì)資源的構(gòu)成物質(zhì)資源包含系統(tǒng)及其周圍環(huán)境的物質(zhì)組成。（2）物質(zhì)的狀態(tài)

7-2資源分類（3）形態(tài)易轉(zhuǎn)換物質(zhì)7-2資源分類

（4）具有特殊性質(zhì)的物質(zhì)

7-2資源分類（5）導(dǎo)出物質(zhì)資源

由直接應(yīng)用資源，如物質(zhì)或原材料變換或施加作用所得到的物質(zhì)。（6）差動(dòng)物質(zhì)資源差動(dòng)物質(zhì)資源是指可被使用的物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性或不同物質(zhì)材料性質(zhì)的差異性。

7-2資源分類1）材料的各向異性①光學(xué)特性。是指光在物質(zhì)中不同方向上的折射率、吸收率不同。②電/磁特性。是指材料某些電學(xué)方面的性質(zhì)沿材料不同方向存在差異。③聲學(xué)特性。是指物質(zhì)在不同方向上聲學(xué)傳導(dǎo)特性的差異。④力學(xué)特性。是指物體的力學(xué)性能隨測(cè)量方向而異的現(xiàn)象。⑤化學(xué)特性。是指物質(zhì)不同方向、不同位置上化學(xué)性質(zhì)的差異性。⑥幾何特性。是指物質(zhì)幾何非一致性導(dǎo)致的物質(zhì)其它特性的不同。

7-2資源分類2）材料間相異性①物理性質(zhì)相異性。

利用不同材料具有的不同物理性質(zhì)在設(shè)計(jì)中用于實(shí)現(xiàn)有用功能。②化學(xué)特性相異性。

利用不同材料具有的不同的化學(xué)性質(zhì)完成一定的功能。③幾何相異性。

利用不同物質(zhì)幾何形狀、尺寸等的不同完成一定的功能。

7-2資源分類3.場(chǎng)資源

元件間通過(guò)場(chǎng)發(fā)生作用完成功能，場(chǎng)本質(zhì)上就是能量的不同形式。（1）場(chǎng)的種類

TRIZ理論中，“場(chǎng)”的概念定義為一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加的作用。

7-2資源分類（2）常見(jiàn)的作用形式7-2資源分類（3）導(dǎo)出的場(chǎng)資源

通過(guò)對(duì)直接應(yīng)用場(chǎng)資源的變換或改變其作用的強(qiáng)度、方向及其它特性所得到的場(chǎng)資源。

（4）差動(dòng)場(chǎng)資源

差動(dòng)場(chǎng)資源是指可被利用的場(chǎng)分布的不均勻性。包括：

①場(chǎng)梯度的利用。是利用場(chǎng)的強(qiáng)度在某一方向上的差異。

②空間不均勻場(chǎng)的利用。如精密加工或測(cè)量車間應(yīng)遠(yuǎn)離振動(dòng)源。

③場(chǎng)值與標(biāo)準(zhǔn)值的偏差。所有的診斷都是基于這一原理。7-2資源分類4.空間資源（1）直接可用空間資源空間資源包括系統(tǒng)內(nèi)部及其所處環(huán)境中未被占用的空間或“空洞”，這種資源可以用來(lái)放置新的物體，也可用來(lái)在空間緊張時(shí)節(jié)約空間。（2）導(dǎo)出空間資源

由于幾何形狀或效應(yīng)引起的變化所得到的額外的空間。5.時(shí)間資源

（1）直接可用時(shí)間資源

時(shí)間資源是指可被用來(lái)改善系統(tǒng)操作的時(shí)間區(qū)間

（2）導(dǎo)出的時(shí)間資源

由于加速、減速或中斷所獲得的時(shí)間間隔。7-2資源分類7.信息資源（1）直接可用信息資源

信息資源是描述物質(zhì)、場(chǎng)、屬性改變或元件的參數(shù)的數(shù)據(jù)，是描述系統(tǒng)、元件及其所處環(huán)境狀態(tài)的所有信息，包括系統(tǒng)及其環(huán)境的變化信息。（2）導(dǎo)出的信息資源

所有的間接檢測(cè)都是利用了導(dǎo)出信息資源。8.功能資源（1）直接應(yīng)用功能資源

功能資源是系統(tǒng)及其所處的環(huán)境執(zhí)行額外功能的能力。（2）導(dǎo)出的功能資源

經(jīng)過(guò)合理變化后，系統(tǒng)完成輔助功能的能力。7-3資源分析方法

1.資源列表

7-3資源分析方法2.資源搜索方向在明確所需資源類型和資源屬性描述之后，按照一定順序進(jìn)行可用資源搜索。資源搜索方向搜索輔助功能元件資源搜索與工具相關(guān)資源搜索與制品相關(guān)資源搜索有害資源、廢棄物搜索直接應(yīng)用資源搜索導(dǎo)出資源搜索差動(dòng)資源應(yīng)用資源列表應(yīng)用資源組合在超系統(tǒng)搜索資源7-3資源分析方法3.資源選擇原則（1）資源可及性

從資源可及性方面，內(nèi)部資源是首選，然后是系統(tǒng)內(nèi)資源，再是超系統(tǒng)或環(huán)境資源。（2）資源可用性及成本（3）資源數(shù)量

優(yōu)先選用過(guò)剩資源、其次選擇供應(yīng)充足的資源、最后選擇供應(yīng)不足的資源（4）資源質(zhì)量

優(yōu)先選用有用資源、其次選擇不確定的資源、最后選擇有害資源。7-4案例分析如圖所示中藥滴丸機(jī)工作原理

7-4案例分析滴嘴結(jié)構(gòu)示意圖該問(wèn)題的理想解是：不需額外裝置或操作，滴嘴能夠自己完成清洗過(guò)程。

7-4案例分析對(duì)滴嘴進(jìn)行資源分析：分析結(jié)果

7-4案例分析資源列表

7-4案例分析最終，根據(jù)資源分析結(jié)果設(shè)計(jì)出了一種針閥式滴嘴（ZL200420028766.2）。

本章小結(jié)資源的分類沖突區(qū)域內(nèi)部、系統(tǒng)內(nèi)部、系統(tǒng)外部直接、導(dǎo)出、差動(dòng)功能、能量、物質(zhì)、信息、時(shí)間、空間資源分析方法資源列表方法資源搜索方向資源選擇順序謝謝！第8章TRIZ中的思維工具創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究所主要內(nèi)容九窗口法空間-時(shí)間-成本算子聰明小人法8-1九窗口法九窗口法又稱為系統(tǒng)算子，是處理由過(guò)去到現(xiàn)在及將來(lái)變化的動(dòng)態(tài)影像的具體方法。應(yīng)用系統(tǒng)算子是將系統(tǒng)問(wèn)題擴(kuò)展。當(dāng)設(shè)計(jì)者解決問(wèn)題時(shí)，通常在其頭腦里都會(huì)產(chǎn)生關(guān)于新設(shè)計(jì)或已有設(shè)計(jì)的靜態(tài)影像，僅有這類影像是不夠的。如果我們頭腦中有動(dòng)態(tài)影像，會(huì)增加設(shè)計(jì)者的解決問(wèn)題的能力。8-1九窗口法應(yīng)用系統(tǒng)算子將問(wèn)題邊界擴(kuò)大，很多情況下系統(tǒng)內(nèi)難于解決的問(wèn)題換個(gè)角度分析則很容易解決，考慮在超系統(tǒng)、子系統(tǒng)、系統(tǒng)前后過(guò)程等尋找原問(wèn)題的替代解決方法。分析問(wèn)題角度替代問(wèn)題解決方法描述系統(tǒng)構(gòu)成超系統(tǒng)是否可在超系統(tǒng)做某些改進(jìn)，達(dá)到解決原問(wèn)題同樣效果。子系統(tǒng)是否可在子系統(tǒng)做某些改進(jìn)，達(dá)到解決原問(wèn)題同樣效果。時(shí)間過(guò)去在問(wèn)題發(fā)生的前過(guò)程做某些改進(jìn)，達(dá)到解決原問(wèn)題同樣效果。將來(lái)在問(wèn)題發(fā)生的后過(guò)程做某些改進(jìn)，達(dá)到解決原問(wèn)題同樣效果。因果關(guān)系原因消除問(wèn)題原因，使原問(wèn)題不發(fā)生。結(jié)果分析問(wèn)題不解決的不良結(jié)果，消除不良結(jié)果繞過(guò)原問(wèn)題。輸入-輸出輸入對(duì)系統(tǒng)輸入做出改進(jìn)，解決原問(wèn)題。輸出分析對(duì)系統(tǒng)輸出造成的不良結(jié)果，改變系統(tǒng)輸出解。解決原問(wèn)題8-1九窗口法實(shí)例1：對(duì)系統(tǒng)輸