第十章 TRIZ理论与创新设计

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。
2）能量传递法则 技术系统要实现其功能，必须保证能量
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）
第三节 TRIZ理论及其应用
发明问题的核心就是解决冲突，而解决冲突 所应遵循的规则是：改进系统中的一个零部件或 性能的同时，不能对系统或相邻系统中的其他零 部件或性能造成负面影响。
第十章 TRIZ理论与创新设计
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
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
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。
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。
（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。
（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。
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。
另一类问题是没有解决方法的，这被称为发明 问题。
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
发明的级别 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
100
18% 行业知识
1000
4% 行业以外知识 10000
1% 所有的知识 100000
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。
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。
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。
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。
例如照相机进化过程为从手动调焦→电动 调Βιβλιοθήκη Baidu→自动调焦；
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。
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。
三、TRIZ解决发明问题的方法
通用问题
通用解决方法
找到通用问题
的通用解决方
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。
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。
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。
3）动态性进化法则 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：
法
建立问题
找到特定问
的通用模
题的特定解
型
决方法
特定问题
特定解决方法
第二节 技术系统及进化法则
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
8）协调性法则 技术系统的进化是沿着各个子系统相互之
间更协调的方向发展，即系统的各个部件在保 持协调的前提下，充分发挥各自的功能。这也 是整个技术系统能发挥其功能的必要条件，子 系统间协调性可以表现在结构上的协调、各性 能参数的协调和工作节奏的协调。
例如网球拍重量与力量的协调，较轻的球拍 更灵活，较重的球拍能产生更大挥拍力量。因 此需要考虑两个性能参数的协调，设计师将球 拍整体重量降低，提高了灵活性，同时增加球 拍头部的重量，保证了挥拍的力量。