TRIZ理论与创新设计

10.5 40条技术冲突的解决原理
• 在对全世界专利进行分析研究的基础上， 有关专家提出了40条技术冲突的解决原 理，实践证明，这些原理对于指导设计 人员的发明创造具有重要的作用。
• 40条技术冲突的解决原理如下表所示：
序号
名称
1 分割
2 分离
3 局部质量 4 不对称
5 合并 6 多用性
7 套装 8 质量补偿
2、 像社会系统一样，工程系统可以通过解决冲突（Conflicts）而得到 发展。
3、 任何一个发明或创新的问题都可以表示为需求和不能（或不再能） 满足这些需求的原型系统之间的冲突。所以，“求解发明问题”与“寻找发 明问题的解决方案”就意味着在利用折衷与调和不能被采纳时对冲突的求解。
4、 为探索冲突问题的解决方案，有必要利用专业工程师尚不知道或不 熟悉的物理或其它科学与工程的知识。技术功能和可能实现该功能的物理学、 化学、生物学等效应对应的分类知识库可以成为探索冲突问题解的指针。
2）技术冲突 技术冲突是指一个作用同时导致有用及有害两种结果，也可指有用作用
的引入或有害作用的消除导致一个或几个子系统变坏。技术冲突常 表现为一个系统中两个子系统之间的冲突。
3）技术冲突出现的几种情况：
在一个子系统中引入一种有用功能，导致另一 个子系统产生有害功能，或加强了一种已存在 的有害功能。
在利用TRIZ解决问题的过程中，设计者首先将待设计的 产品表达成为TRIZ问题，然后利用TRIZ中的工具，如发明 原理、标准解等，求出该TRIZ问题的普适解或称模拟解 （Analogous solution）；最后设计者在把该解转化为领 域的解或特解。
10.4 TRIZ理论的基本哲理
1、 所有的工程系统服从相同的发展规则。这一规则可以用来研究创造 发明问题的有效解，也可用来评价与预测如何求解一个工程系统（包括新产 品与新服务系统）的解决方案。
TRIZ理论是由前苏联发明家阿利赫舒勒(G. S. Altshuller)在1946年创立的，
Altshuller发现任何领域的产品改进、技术的变 革、创新和生物系统一样，都存在产生、生长、成熟、 衰老、灭亡，是有规律可循的。
10.2 TRIZ理论的核心思想
主要体现在3个方面。
1）无论是一个简单产品还是 复杂的技术系统，其核心技术 的发展都是遵循着客观的规律 发展演变的，即具有客观的进 化规律和模式； 2）各种技术难题和矛盾的不 断解决是推动这种进化过程的 动力；
10 TRIZ理论与创新设计
10.1 概述
TRIZ的含义是发明问题解决理论，，其拼写是由 “发明问题的解决理论”（Theory of Inventive Problem Solving）俄语含义的单词首字母（Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch）组成，在欧美 国家也可缩写为TIPS。
5、 存在评价每项发明创造的可靠判据。这些判据是： （1） 该项发明创造是否是建立在大量专利信息基础上的？ （2） 发明人或研究者是否考虑过发明问题的级别？ （3） 该项发明是否是从大量高水平的试验中提炼出来的结论或建议？
6、 在大多数情况下，理论的寿命与机器的发展规律是一致的。因而， “试凑”法很难产生两种或两种以上的系统解。
10.4 利用技术冲突解决原理
冲突广泛存在于产品的设计之中，解决冲突是创新 设计的核心。
冲突类型很多：
1）物理矛盾 TRIZ理论中，当系统要求一个参数向相反方向变化时，就构成了物理
矛盾，例如，系统要求温度既要升高，也要降低；质量既要增大， 也要减小；缝隙既要窄，也要宽等。这种矛盾的说法看起来也许会 觉得荒唐，但事实上在多数工作中都存在这样的矛盾。 例：现在手机制造要求整体体积设计得越小越好，便于携带，同时又要 求显示屏和键盘设计得越大越好，便于观看和操作，所以对手机的 体积设计要求具有大、小两个方面的趋势，这就是手机设计的物理 矛盾。
34 抛弃与修 复
35 参数变化
26 复制
36 状态变化
27 代替
37 热膨胀
28 机械系统 38 加速强氧
的替代
化
29 气动与液 39 惰性环境 压结构
30 柔性壳体 40 复合材料 或薄膜
下面介绍几个常见的原理与工程实例
（1）分割原理
❖将一个物体分成相互独立的部分：例如一辆
卡车加拖车代替一辆载重量大的卡车。
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9 预加反作用
10 预操作
序号
名称
11 预补偿
12 等势性
13 反向 14 曲面化
15 动态化
16 未达到或超 过的作用
17 维数变化
18 振动
19 周期性作用
20 有效作用的 连续性
序号 名称 序号 名称
21 紧急行动 31 多孔材料
22 变有害为 32 改变颜色 有益
23 反馈
33 同质性
24 中介物 25 自服务
消除一种有害功能导致另一个子系统有用功能 变坏。
有用功能的加强或有害功能的减少使另一个子 系统或系统变得复杂。
技术冲突实例
自行车的车闸，目前的设计很容易受到天气的 影响，下雨天，瓦圈表面与闸皮之间的摩擦系数降 低，减少了摩擦力，降低了骑车人的安全性。一种 改进设计为可更换闸皮型，即有两类闸皮，好天气 用一类，雨天换另一类。 设计中的冲突为，将闸皮设计成可更换型，增加了 骑车人的安全性，但必须备有闸皮可用，还要更换， 使操作复杂。
❖使物体分成容易组装或拆卸的部分：例如花
园浇花用的软管，可按需要用快速接头连接成所 需要的长度。
❖增加物体相互独立部分的程度：例如挖掘机
铲斗的唇缘是容易损坏的部件，将其设计成可分 割的几部分，既可方便的将损坏部分更换。
活字印刷、分装食物、百叶窗
3技术系统发展的理想状态是用最少的资源实现最大效益的功能。
10.3 TRIZ解决问题的过程
技术系统一直处于进化之中，解决冲突是其进化 的推动力。进化速度随技术系统一般冲突的解决而降 低，使其产生突变的唯一方法是解决阻碍其进化的深 层次冲突。
常用方法包括发明原理（Inventive Principles）、发 明问题解决算法（ARIZ，Algorithm for Inventive Problem Solving）及标准解（TRIZ Standard Techniques）