机械创新设计第2版 教学配套课件 张春林 第十章 triz理论与创新设计

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产品进化曲线
性能 产品优化
新产品替代
婴儿期 成长期 成熟期
衰退期
时期
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二、技术系统及其进化法则
1、技术系统 技术系统由多个子系统组成，并通过子系
统间的相互作用实现一定的功能。 子系统本身也是系统，是由元件和操作构
成的。 系统的更高级系统称为超系统。
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第十章 T尚R辅IZ教理学 配论套 课与件创新设计
第一节 TRIZ理论的概念
TRIZ为俄文字母对应的拉丁字母缩写，含义为 发明问题的解决理论，也有人将其译为技术冲 突的解决原理。其英语名词为：Theory of Inventive Problem Solving。TRIZ理论认为发 明问题的核心是解决冲突，在设计过程中，不 断发现冲突，利用发明原理解决冲突，才能获 得理想的产品
例如微机械系统（MEMS）、电子元器件 的进化过程从真空管→晶体管→集成电路。
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8）协调性法则 技术系统的进化是沿着各个子系统相互之
能够从能量源流向技术系统的所有元件。 例如收音机在金属屏蔽的环境（如汽
车）中就不能正常收听高质量广播。尽管收音 机内各子系统工作都正常，但电台传导的能量 源（作为系统的组成部分）受阻，使整个系统 不能正常工作，需要在汽车上增加车外天线来 解决问题。
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3）动态性进化法尚 则辅 教 学 配 套 课 件 技术系统应该沿着结构柔性、可移动性、可控 性增加的方向发展，以适应环境状况和执行方 式的变化。 动态性法则包括三个子法则：
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5）子系统不均衡进化法则 每个技术系统都由多个实现不同功能的子系统 组成。任何技术系统所包含的各个子系统都不 会同步、均衡地进化，每个子系统都是沿着自 己的技术进化路径向前发展。这种不均衡的进 化经常会导致子系统之间的冲突出现。整个技 术系统的进化速度取决于系统中发展最慢的子 系统的进化速度。找到关键的子系统，可以帮 助人们及时发现并改进最不理想的子系统。
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1）完备性法则 要实现某项功能，一个完整的技术系统
必须包含以下四个部件：动力装置、传输装 置、执行装置和控制装置。
例如汽车这个完整的技术系统，就包括 动力总成、传动总成、底盘总成和操作总成等 装置。
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2）能量传递法则尚 辅 教 学 配 套 课 件 技术系统要实现其功能，必须保证能量
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如电冰箱这个技术系统，其压缩机、散热 板、温控管、照明灯、门、壳体等都是电冰箱 的子系统。
电冰箱所处的环境，如房间就可以称为电冰 箱这个技术系统的超系统。
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2、技术系统进化法则 技术系统进化法则主要包含提高理想度法
则，完备性法则，能量传递法则，提高柔性、移 动性和可控性法则，子系统非一致性进化法则， 向超系统升迁法则，向微观系统升迁法则，协调 法则等。这些技术系统进化法则基本涵盖了各种 产品核心技术的进化规律，每条法则又包含多种 具体进化路线和模式。
二、发明的级别与应用前提概述
1、发明的级别 G.S.Altshuller将发明问题的解决方法分为五级
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发明的级别 尚 辅 教 学 配 套 课 件 表
级别 发明程度 1 方法明显 2 小的改进 3 大的改进 4 新概念 5 新发现
解决方法 % 知识来源 考虑的问题
32% 个人知识
10
45% 公司知识
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三、TRIZ解决发尚 明辅 教问学 题配 套的课 方件 法
通用问题
通用解决方法
找到通用问题 的通用解决方 法
建立问题 的通用模 型
找到特定问 题的特定解 决方法
特定问题
特定解决方法
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第二节 技术尚系辅 教统学 及配 套进课 件化法则
一、产品的进化分析 1、婴儿期：婴儿期代表产品处于原理实现阶段 2、成长期：成长期代表产品处于性能优化和商 品化开发阶段。 3、成熟期：成熟期说明该产品技术发展已经比 较成熟。 4、衰退期：衰退期表明应用于系统的技术已经 发展到极限，很难再进一步的突破
例如照相机进化过程为从手动调焦→电动 调焦→自动调焦；
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4）提高理想度法则 最理想的技术系统应该是作为物理实体时
并不存在也不消耗任何的资源，却能够实现所有 必要的功能。
例如最理想的汽车制动系统应该不占用任 何空间、不需要能量、没有消耗磨损、不传递有 害功能，但是却能够在任何需要的时间和场合实 现其制动功能。
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一、解决产品设计面临的方法
人们进行机械产品设计通常面临两类需 要解决的问题：一类是知道一般的解决方法， 一类是不知道解决方法。
对于知道一般的解决方法的问题，人们 通常可以通过查找书籍、技术文献或相关专家 提供信息来解决。
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另一类问题是没有解决方法的，这被称为发明 问题。
（1）提高柔性法则：提高系统柔性的进化过程 为刚体→单铰链→多铰链→柔性体→液体/气体 →场。例如门锁进化过程为从挂锁→链条锁→电 子锁→指纹锁。
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（2）提高可移动性法则：技术系统的进化应该 沿着提高系统整体可移动性增强的方向发展。 如座椅进化过程为从四腿椅→转椅→滚轮椅。 （3）提高可控性法则：技术系统的进化将沿着 系统内各部件的可控性增加的方向发展。可控 性的进化过程从直接控制→间接控制→反馈控 制→智能控制。
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6）向超系统进化法则 技术系统的进化是沿着从单系统→双系统
→多系统的方向发展。 例如多功能的瑞士军刀、单头牙刷→双头
牙刷→多头牙刷→电动牙刷等。
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7）向微观级进化法则 技术系统的进化沿着减小其元件尺寸的
方向发展，即元件从最初的尺寸向原子、基本 粒子的尺寸进化，同时能够更好的实现相同的 功能。
10018% 行业知识10004% 行业以外知识 10000
1% 所有的知识 100000
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2、TRIZ的理论前提 TRIZ的理论前提和基本认识是： 1、产品或技术系统的进化有规律可循； 2、生产实践中遇到的工程冲突重复出现； 3、彻底解决工程冲突的发明原理容易掌握； 4、其它领域的科学原理可解决本领域技术问题。