TRIZ理论常用分析工具及应用

速确认核心问题，发现根本矛盾所在。
问题的物一场模掣对应某类标准解的物一
最终理想解：在解决问题之初，首先’ 场模型。在分析一个Ｉ．口Ｊ题时得到该问题的
抛开各种客观限制条件，通过理想化来定！ 物一场模型，从而可以很快找到相应的标
义问题的最终理想解（ＩＦＲ），以明确理想！ 解所在的ｊ了向和位置，保证在问题解决过ｌ 程中沿着此目标前进并获得最终理想解，ｊ 从而避免了传统创新涉及方法中缺乏目标ｉ
条发明原理就可以综合应用。例如卜述钓
鱼竿的解决方案其实是利用了“发明原理
７：嵌套一让物体穿过另一个物体的空腔”。
３．２物一场模型
物一场模型分析是ＴＲ Ｉｚ理论中的另
一种重要的问题描述和分析工具。用以建
立与已存在的系统或新技术系统Ｉ．ｑＪ题相联
图１ 测量溶洞高度的物—场模型 （３ Ｊ系统分析：对Ｆ不完整模型，只 需要补齐所缺失的元素就可以。所以这里 我们需要补充场，可选择的类型有五个，如 图１所示。可以利用气球，吹起一只气球， 下面带卜无限长的细绳，气球到达溶涧顶 部后就会停止，此时村民就可以收回气球， 从而测量绳索的长度即可；还可以考虑利 用一个简单的测声器，村民对着溶洞呼喊， 测量声音的传播时间，从而计算溶洞的高 麝还可以和Ｊ用光的反射作用，用一束光照 射溶洞顶部，利用反射的光计算高度。 （４）综合考虑Ｉ二述方法，选择合理解溶 洞里面一个洞套着一个洞，所以声音很可 能会重复同旋，那么要想准确分辨哪个才 是我们需要的回声光靠人耳是不可能的， 需要有精密的仪器；同样对于光的反射，只 要有岩壁就会反射光，一般的光还可能散 射，最终只会造成五光十色，眼花缭乱。所 以只要利用气球加上简单的长度测量［具 就Ｈ丁以解决问题。 ３．３效应原理 从跨入校门，每个人就开始接受数 学、物理、化学、几何、生物等各种科 学知识的学习，对如何应用这些学科的知 识却比较茫然。实际上，科学原理，尤 其是科学效应和现象的应用，对发明原理 的解决具有超乎想象的、强有力的帮助。
ＴＲＩＺ理论常用分析工具及应用
邢清１张莉娟２朱爱斌２陈渭２ １．西安重型机械研究所７１ ００４９１．２．西安交通大学轴承所现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室
７１ ００４９
１引言 ＴＲＩＺ理论是前苏联科学家Ａｌｔｓｈｕｌｌｅｒ
提出的一套具有完整体系的发明问题解决 理论，正在世界范陶内被广泛传播和应用。 在中国，ＴＲＩＺ理论的研究起步较晚，但还 是有一批学者在这方面有ｒ深入的研究， 介绍ＴＲＩＺ理论的文章数不胜数。许多人开 始认为ＴＲｌＺ是很复杂的理论，只有那些专 门搞设计的人仡很长的时间才能掌握它。 其实不然，只要我们掌握＿『基本的分析工 具，每个人都可以在日常的点滴中娴熟应 用ＴＲＩＺ理论。 ２ ＴＲＩＺ理论体系组成部分
介绍TRIZ解决发明问题的过程及物质-场分析、标准解、冲突及其描述、冲突解决原理、ARIZ算法等主要工具.提出建立物质-场分析的新型符号系统 、完善冲突及解决理论、更新ARIZ算法及TRIZ与QFD、稳健设计等集成是其发展趋势.
科学效应和现象的应用可以遵循５个 步骤：１）根据要解决的问题，定义并确定 解决此问题所需要实现的功能一２）根据功 能，确定与此功能相对应的代码一３）查找 此功能代码下ＴＲＩＺ推荐的科学效应和现象 一４）筛选所推荐的每个科学效应和现象． 优选适合解决本问题的科学效应和现象一 ５）查找优选出来的效碰的详细解释，用于 问题的解决，形成解决方案。
中国科技信息 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 2009，""(14) 0次
参考文献(5条)
1.檀润华.张瑞红.汪屏 产品设计中的冲突确定方法及解决过wk.baidu.com[期刊论文]-机械设计 2003(10) 2.檀润华.王庆禹.苑彩云 发明问题解决理论--过程、工具及发展趋势[期刊论文]-机械设计 2001(07)
新提供丰富的方案来源。 ３ ＴＲＩＺ理论常用分析工具及应用实 例
ＴＲＩＺ理论中可以与日常生活紧密结合 的分析工具｛要有三部分：冲突矩阵，Ｕｐ４０ 条发明原理和３９个通用工程参数；物—场 模型ｌ效应原理１２～Ｊ。
３．１冲突矩阵（即矛盾矩阵） ３．１．１技术冲突和物理冲突 创造性问题来源于冲突，而在工程中， 冲突可以分为技术冲突和物理冲突，技术 冲突总是涉及瞬个基本参数Ａ与Ｂ，当Ａ得 到改善时，Ｂ变得更差。物理冲突仅涉及系 统中的一个子系统或邮件，对该子系统或 部件提出了相反的要求。这两类冲突反应 在冲突矩阵上就是对角线元素为物理冲突， 而非对角线元素均为技术冲突。 技术冲突的解决方法是参考４０条发明 原理及相关实例，从中寻找相似点，而物 理冲突的解决方法就是参考分离原理。 ３．１．２应用实例
3.檀润华 创新设计:TRIZ发明问题解决理论 2002 4.杨清亮 发明是这样诞生的:TRIZ理论全接触 2006 5.高楠 工业设计与创新的方法与案例 2006
相似文献(10条)
1.期刊论文 檀润华.王庆禹.苑彩云.段国林 发明问题解决理论:TRIZ--TRIZ过程、工具及发展趋势 -机械设计
2001,18(7)
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加１］
具有次对角形式（１）。 综合（Ｉ）（Ⅱ），由数学归纳法知，定理成立。 推论设Ａ是一个ｎ阶实Ａ反对称矩阵，则Ａ可以正交次对 角化。
卜？３］
万方数据
一６４一
TRIZ理论常用分析工具及应用
作者： 作者单位：
刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
邢清， 张莉娟， 朱爱斌， 陈渭， Xing Qing， Zhang Lijuan， Zhu Aibin， Chen Wei 邢清,Xing Qing(西安重型机械研究所,710049)， 张莉娟,朱爱斌,陈渭,Zhang Lijuan,Zhu Aibin,Chen Wei(西安交通大学轴承所现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室,710049)
对旋翼飞机高度控制系统进行了常规ＰＩＤ 控制器与引入前置滤波器相结合的复合控 制仿真没计，设计方案不断改进。仿真结 果表明，前置滤波结合ＰＩＤ控制器可以明 显改善高阶系统性能。最后的设计方案， 其动态性能与控制精度都非常令人满意， 已大大优于文献ｌｌ ｌ。
图１２ 抚动响应曲线 由图可见，当系统受到单位阶跃信号 扰动时，其输出响应的最大幅度不超过Ｏ． ００７，完全可以忽略。因此，该系统的抗干 扰能力还是很强的。
应用实例一可测温儿童汤匙的设计 文献㈧从工业设计的角度对儿童汤匙 的设计进行了创新，本文则从ＴＲＩＺ分析的 角度进行分析和设计。 （１）提出问题：一般成年人在给婴儿喂 饭时，用勺子将食物盛起，吹一吹使食物 冷却，然后用嘴尝尝，确认食物不烫以 后，再喂给婴儿。实际卜，成人的口中 有很多细菌，这样不利于婴儿的成长，但 如果不尝食物，一旦食物的温度过高就会 烫着婴儿。 （２）分析问题，提ｍ概念：通过分析，这 个问题的关键是婴儿的喂养者，需要准确 知道食物的温度而不能尝试食物。罕此分 别列出汤匙设计的主要问题和次要问题， 如图２所示。
一—ｌ竺陌竺蕊竺竺了一］Ｉ Ｉ汤匙使＂，｝—◆｜≤瓮毒２ｉ誉留以归结ｆ 图２ 汤匙问题分析图 《３）查找一种效应解：在该问题中丰要 需要实现的功能是测量温度（Ｆ１），对应的 效应有热膨胀（Ｅ７５）、热双金属片（Ｅ７６）、 汤姆逊效应（Ｅ８０），热电现象（Ｅ７ １）、热电 子发射（Ｅ７２），热辐射（Ｅ７３）、电阻（Ｅ３３）、 热敏性物质（Ｅ７４）、居哩效应（Ｅ６０）、巴克 豪森效应（Ｅ３）、霍普金森效应（Ｅ５５）等１２ 个，详细研究每个效应的解释后选择： Ｅ７４热敏性物质—受热时就会发生明娃状 态变化的物质。由于热敏性物质可在很窄 的温度范围内发生极速的变化，所以常用 来显示温度。
万方数据
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（１）技术冲突解决实例 问题描述：常用的比萨包装盒用来运 输不够结实。 确定，１：程参数：欲改善的参数－１４强 度，可能恶化的参数一２重量、１２形状、 １ ３结构的稳定性等。 冲突矩阵：
Ｉ
Ｉ：：：： Ｉ＝＝＝＝：：：ｌ
可选发明原理：１０－预操作；１７一维
数改变；４０一复合材料，根据这三个发明
准解。 ６），发明问题解决算法ＡＲＩＺ 主要针对问题情境复杂，冲突及其相
关部件不明确的技术系统。它是一个对初
的弊端，提升了创新设计的效率。
始问题进行一系列变形及再定义等非计算
２），技术系统进化法则 针对技术系统进化演变规律，在大量ｊ 专利分析的基础上ＴＲＩＺ理论总结提炼出八１ 个基本进化法则。利用这些进化法则，可以１ 分析当前产品的技术状态，并预测未来发ｉ
系统级别的分离。本例中冲突“静止物体
的长度”并不是在同～时间段发生的，所
以可以选择时间分离原理。
解决的方ｉ去：将钓鱼竿做成伸缩式的，
或者制作不同直径的短杆若干截，使用时
将它们由细到粗一次连接，不使用时就拆
开捆放在一起。
近年来，ＴＲＩＺ专家对分离原理和４０
条发明原理进行研究，结果表明二者之间
存在着一定的联系，这样，分离原理和４０
性的逻辑过程，实现对问题的逐步深入分 析，问题转化，直至Ｉ．口ｊ题的解决。
７）、科学效应和现象 基于科学效应和现象（物理、化学、 几何学知识）等领域的数百万项发明专利的
展趋势，开发富有竞争力的新产品。
分析结果而构建的知识库，可以为技术创
３），技术冲突解决原理 技术冲突是指系统某一个方面得到改ｌ 进时，另一方面就会出现不希望得到的结Ｉ 果。如增加飞机发动机的功率，发动机的重ｌ 量就要相应增加，这是不希望得到的结果。ｉ 在传统西方方法中一般采取折中的方法来！ 解决技术矛盾冲突，而ＴＲＩＺ采用创造性ｊ 的方法完全消除冲突。不同的发明创造往ｆ 往遵循共同的规律。ＴＲＩＺ理论将这些共同； 的规律归纳成４０个创新原理，针对具体的： 技术冲突，可以基于这屿创新原理．结合工』 程实际寻求具体的解决方案。 ４）、物理冲突解决原理 物理矛盾冲突是指系统同时表现出的ｌ 两种相反状态，比如对于高空跳水，水必； 须是“硬”的来支撑跳水者，而同时水ｊ 又要是“软”的，以减轻水对跳水者的ｉ 伤害，要求水在同一时间既是“硬”又ｌ 是“软”两种状态就是物理冲突。ＴＲＩｚ 理论采用分离原理来解决物理冲突。 ５）、发明问题标准解法 针对具体问题的物一场模型的不同特Ｉ
ＴＲ［Ｚ理论体系主要包括以下几个方面 的内容【ｌＩ：
１）、创新思维方法与问题分析方法
物一场分析法：ＴＲＩｚ理论中对于复ｌ 征，分别对应有标准的模犁处理方法，包
杂¨题的分析，提供了科学的问题分析建｛ 括模型的修整、转换、物质与场的添加等 模方法——物一场分析法，它可以帮助快ｊ 等。Ａｌｔｓｈｕｌｌｅｒ提出了７６个标准解，某类
原理构思出二个拟方案：一个拟解决方案
是预先加厚盒底，但这样会增加盒子的重
量；第二个拟解决方案是通过给盒子制作
一个球形底面来增加盒子的强度。这样的
盒子不仪能承载重量，在盒子与比萨之间
空气层也形成一个很好保温层，第三个拟
解决方案是改变盒子的材料，采用强度高
的复合材料制作，但这样会增加盒子的制
作成本。
解决的方法：根据上面的描述，选用
（４）功能解：在汤匙头部预置感温材料 （热敏性物质），汤匙末端安装小显示屏和 发光管，既可以显示温度，在温度过高时 又会发出高温提示。
４结论 ＴＲＩＺ理论作为现代设计的一个重要分
支，正在被各个国家、各个企业广泛的应 用，我国在这方面的研究起步较晚，因而 更需要加快步伐，才能提高竞争力。设计
万方数据
的创新等于科技的创新，但并等于说只有 会设计的人才能创新，只要人人都会用 ＴＲＩＺ理论解决日常生活中的小问题，创新 随时随地都叮能发生。要想利用创新来提 高竞争力，就要充分发挥每个人的潜力。
第二种方案。
（２）物理冲突解决原理
问题描述：钓鱼竿，钓鱼的时候希望
它越长越好，不钓鱼的时候义希望它越短
越好。
确定工程参数：欲改善的参数一４静
止物体的长度，可能恶化的参数一４静止
物体的长度。
解决原理：分离原理。分离原理是
针对物体冲突的解决而提出的，按照空
间、时间、条件、系统级另Ｉｌ可以概括为：
空间分离、时间分离、基于条件的分离和
．啐ｑ上接第５９页
结合上面的性能指标和阶跃响应曲 线，可知这样的复合控制系统对于阶跃信 号响应已经较为理想了。其控制性能已大 大优于文献ｌｌ ｌ。
下面测试一下该系统的抗干扰能力， 建立如图ｌｌ所示的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型。仿真结 果如图１ ２所示。
４结语 本文采用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真软件