TRIZ_技术矛盾
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如何运用TRIZ创新原理解决技术矛盾?在追求技术突破的过程中,不可避免地会遇到各种技术矛盾,这些矛盾往往成为制约创新步伐的瓶颈。
TRIZ作为一种系统化的创新方法论,为我们提供了一种科学、高效的途径来解决这些技术难题。
具体步骤如深圳天行健企业管理咨询公司下文所述:一、确定技术矛盾1. 首先,要明确技术系统中存在的问题。
例如,在汽车设计中,我们希望提高汽车的速度(这是一个我们追求的改进特性),但同时可能会导致油耗增加(这是一个恶化的特性),这就构成了一对技术矛盾。
2. 对问题进行准确的描述和分析,确定哪些参数需要改进,哪些参数会因此受到负面影响。
可以通过功能分析等方法,将技术系统分解为各个组件及其功能,以便更清晰地识别矛盾。
二、查找TRIZ矛盾矩阵1. TRIZ矛盾矩阵是解决技术矛盾的重要工具。
它将工程中经常遇到的技术矛盾进行了归纳和总结,并给出了相应的创新原理推荐。
2. 以刚才汽车速度与油耗的矛盾为例,我们查找矛盾矩阵。
速度相关的参数可能对应“运动物体的速度”这一行,油耗相关的参数可能对应“能量损失”这一列。
在矛盾矩阵中找到这一行列的交叉点,会得到一组推荐的创新原理编号。
三、应用创新原理1. 根据矛盾矩阵得到的创新原理编号,查找对应的创新原理并理解其含义。
例如,可能得到的创新原理有“分割”“局部质量”等。
- “分割”原理:可以考虑将汽车的某些部件进行分割设计。
比如将车身设计成可调节的空气动力学模块,在高速行驶时调整为低风阻形态以提高速度,在低速行驶时调整为其他形态以减少不必要的重量和空气阻力,这样可能在一定程度上平衡速度和油耗的矛盾。
- “局部质量”原理:针对汽车的不同部位采用不同的材料和设计,以满足速度和油耗的不同要求。
例如,在汽车的前脸等关键部位采用更轻质且高强度的材料,减少整车重量从而降低油耗,同时又不影响高速行驶时的稳定性和安全性。
2. 对每个创新原理进行深入思考和尝试,结合实际技术系统的特点,探索多种可能的解决方案。
TRIZ 技术矛盾实例:
实例一:学生书包问题
学生的书包应该需要很大的容量以便容纳更多的物品,但是书包大了放的物品多了书包又重了,增加了学生的负担
实例二:飞机油箱问题
飞机油箱越大盛的油越多,飞机的续航能力越强飞的越远,但是飞机的油箱越大也影响了飞机的机动性和耗油量
实例三:手机的功能问题
手机的功能自然是越强大越好,但是手机的功能越多越强大手机的耗电量和价格也就会上升
TRIZ物理矛盾实例:
实例一:手机体积与电池容量大小问题
现代手机希望体积变小而电池的容量变大即电池的
体积变大
实例二:公交车的体积与载客量的问题
现在一般希望公交车的体积变小减小交通拥挤但同时又希望能够多载客
实例三:自行车的体积问题
人们总是希望自行车在行走的时候体积变大但在停放时体积变小。
TRIZ 技术矛盾实例:
实例一:学生书包问题
学生的书包应该需要很大的容量以便容纳更多的物品,但是书包大了放的物品多了书包又重了,增加了学生的负担
实例二:飞机油箱问题
飞机油箱越大盛的油越多,飞机的续航能力越强飞的越远,但是飞机的油箱越大也影响了飞机的机动性和耗油量
实例三:手机的功能问题
手机的功能自然是越强大越好,但是手机的功能越多越强大手机的耗电量和价格也就会上升
TRIZ物理矛盾实例:
实例一:手机体积与电池容量大小问题
现代手机希望体积变小而电池的容量变大即电池的
体积变大
实例二:公交车的体积与载客量的问题
现在一般希望公交车的体积变小减小交通拥挤但同时又希望能够多载客
实例三:自行车的体积问题
人们总是希望自行车在行走的时候体积变大但在停放时体积变小。
TRIZ ——打开创新之门的金钥匙(十六)技术矛盾和矛盾矩阵文\孙永伟刘江南作者简介:孙永伟,博士,国际TRIZ协会副主席,国际TRIZ协会中国大陆地区协调人,中国发明协会发明方法研究分会常务副理事长,获得MATRIZ(国际TRIZ协会)三级证书、DFSS(六西格玛设计——黑带大师,全国六西格玛管理工作推进委员会专家委员,中国神华集团北京低碳清洁能源研究所黑带大师。
曾任通用电气(GE)中国研发中心研发工程师,GE能源集团黑带,GE油气集团NPI项目经理等职,具有丰富的企业内部推行TRIZ理论和六西格玛设计的经验,并利用这些方法论解决或者指导解决了多个新产品研发项目中的难题,并获得多项专利。
邮箱:ywsun@ QQ:80892215,新浪微博:/trizchina刘江南,工学博士,湖南大学机械与运载工程学院教授,University of California,San Diago访问学者,先后通过了MATRIZ(国际TRIZ协会)主席Sergei Ikovenko先生主持的国际TRIZ二级、三级认证和“基于TRIZ的专利策略与产品开发策略”高级研修班培训。
主要社会兼职:2013-2017教育部机械基础课程教学指导委员会委员、创新方法研究会技术创新方法专业委员会理事、湖南省创新方法研究会副秘书长等。
目前主持国家自然科学基金、国家重大科技支撑计划、中央国有资本经营预算项目、国家军工专项、湖南省自然科学基金和科技计划项目等课题。
在指导学生科技创新活动和参加学科竞赛、主持国家精品课程建设和国家级精品资源共享课、向社会推广科技创新方法等方面做出了突出成绩,获得多项国家发明专利。
邮箱:liujiangnan@ QQ: 770418911国际TRIZ协会QQ.群:214504596上一期中,我们介绍了一个解决问题的工具,功能导向搜索,这一期中,我们将介绍另外一个问题的模型及其解决方法,技术矛盾和矛盾矩阵。
这一部分是早期经典TRIZ理论中最重要的内容之一,也非常有名,在TRIZ理论发展的过程中起到了非常重要的作用。
triz解决技术矛盾的步骤TRIZ(Theory of Inventive Problem Solving)是一种解决技术矛盾的方法,它是由苏联工程师阿尔图尔·盖纳里创立的。
TRIZ的核心思想是通过发现和利用技术发展的规律,解决技术矛盾,实现创新。
本文将介绍以TRIZ解决技术矛盾的步骤。
第一步:确定技术矛盾技术矛盾是指在解决问题的过程中,需要满足两个或多个相互矛盾的要求。
例如,提高汽车的速度和降低油耗之间存在矛盾。
在确定技术矛盾时,需要明确问题的本质和矛盾的具体表现。
第二步:分析矛盾的本质在分析矛盾的本质时,需要考虑问题的根本原因和矛盾的本质。
例如,汽车速度和油耗之间的矛盾是由于发动机效率低下导致的。
在分析矛盾的本质时,可以使用TRIZ中的矛盾矩阵,找到相应的技术解决方案。
第三步:寻找解决方案在寻找解决方案时,需要考虑如何利用已有的技术和知识,解决技术矛盾。
TRIZ提供了40个发明原理和76个技术矛盾解决模型,可以帮助人们找到解决方案。
例如,在解决汽车速度和油耗之间的矛盾时,可以采用“分离原理”,将发动机和车轮分离,使发动机在高效率的情况下运转,从而提高汽车的速度和降低油耗。
第四步:评估解决方案在评估解决方案时,需要考虑方案的可行性、经济性和可持续性。
TRIZ提供了一些评估工具,如技术预测、技术评估和技术演化分析等,可以帮助人们评估解决方案的优劣。
例如,在评估汽车速度和油耗之间的解决方案时,需要考虑分离原理的可行性、成本和环境影响等因素。
第五步:实施解决方案在实施解决方案时,需要考虑如何将解决方案转化为实际的产品或服务。
TRIZ提供了一些实施工具,如技术规范、技术设计和技术实施等,可以帮助人们实施解决方案。
例如,在实施分离原理时,需要设计新的发动机和车轮结构,并进行实验验证。
第六步:总结经验在总结经验时,需要考虑解决方案的效果和经验教训。
TRIZ提供了一些总结工具,如技术演化分析、技术创新评估和技术知识管理等,可以帮助人们总结经验。
triz 矛盾矩阵举例TRIZ(理论创新)是一种用于解决问题和推动创新的方法论,它通过矛盾矩阵的应用来引导创新者找到问题的解决方案。
矛盾矩阵是TRIZ的核心工具之一,它通过对矛盾的分类和分析,帮助创新者寻找到解决矛盾的方法。
下面列举了十个例子,展示了矛盾矩阵的应用。
1. 矛盾:需要高速运动,但同时需要精确控制解决方法:使用自适应控制系统,根据实时反馈对运动进行调整,以实现高速运动和精确控制的平衡。
2. 矛盾:需要增加产品的品质,但同时需要降低成本解决方法:采用自动化生产线,提高生产效率和一致性,从而降低成本,同时通过提高质量控制和使用高质量材料来提高产品品质。
3. 矛盾:需要提高产品的可靠性,但同时需要减少产品的重量解决方法:采用先进的材料和工艺,如碳纤维复合材料和精密加工技术,以提高产品的强度和可靠性,同时减少产品的重量。
4. 矛盾:需要提高产品的功能多样性,但同时需要简化产品结构解决方法:采用模块化设计,将产品拆分为多个独立的模块,实现功能的灵活组合,同时简化产品的结构和维护。
5. 矛盾:需要提高产品的灵活性,但同时需要提高产品的稳定性解决方法:采用可调节的设计,如可调节的底盘高度和驱动模式,以在不同的工况下实现产品的灵活性和稳定性。
6. 矛盾:需要提高产品的安全性,但同时需要减少产品的复杂性解决方法:采用智能控制系统和传感器,实现实时监测和预警,提高产品的安全性,同时简化产品的操作和维护。
7. 矛盾:需要提高产品的耐用性,但同时需要减少产品的维护成本解决方法:采用可靠的材料和工艺,提高产品的耐用性,同时采用智能维护系统,实现预防性维护和远程监控,降低维护成本。
8. 矛盾:需要提高产品的性能,但同时需要减少能源消耗解决方法:采用节能设计和高效能源利用技术,如回收能量和动力管理系统,以提高产品的性能,同时降低能源消耗。
9. 矛盾:需要提高产品的效率,但同时需要降低噪音和振动解决方法:采用减振和隔音技术,如阻尼材料和减震器,以降低产品的噪音和振动,同时提高产品的效率。
“矛盾是检验真实的标准,没有矛盾– 错误的标准”。
黑格尔技术矛盾科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司主要TRIZ工具系统进化法则/趋势(系统进化阶段,多屏幕法-系统层次) 反映进化过程中系统要素之间,系统与环境之间的显著的,稳定的,重复的交互作用。
标准解系统用于解决“标准的”发明问题。
阐述许多来自不同技术区域的问题可以 通过相同的概念途径来解决的问题解决 规则组。
发明原则用于消除技术和物理矛盾。
发明问题解决算法 (ARIZ)用于解决“非标准的”发明问题 问题 逻辑系统功能分析组科学知识库 识创新解 – 专利打破思维惯性及创新思维开发的技术。
科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司 2 TRIZ的关键原则创新通常在技术系统进化以克服技术和物理 矛盾时出现。
科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司3技术矛盾技术矛盾 是你系统中两个或多个参数之间的冲突。
你努力改善产品或流程中某个参数的同时,另一个(些)参数可能会出现问题。
如何能够同时 A ↑和 B ↑工程系统 工程系统?参数 A 参数 B科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司4技术矛盾-案例学生书包技术矛盾:学生的书包应该有很大容量以便携带更多的书、作业本等。
大的容量却又意味着大的重量,这样对于学生又非常不便。
两个冲突参数 -> 书包的容量与书包的重量。
科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司5技术矛盾-案例机翼问题飞机起飞时需要更高速度接近对机翼或更大机翼面积作用的气流。
这就需要重量更大的飞 机(更大的机翼)或更高的发动机推力。
第一个技术矛盾:飞机起飞时需要更高的速度接近对机翼作用的气流。
这就需 要更高的发动机推力。
气两个冲突参数 -> 飞机的速度与发动机的推力。
科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司6技术矛盾机翼问题飞机起飞时需要更高速度接近对机翼或更大机翼面积作用的气流。
这就需要重量更大的飞 机(更大的机翼)或更高的发动机推力。
第二个技术矛盾飞机起飞时需要更大的机翼面积以接近对机翼作用的气流。
“矛盾是检验真实的标准,没有矛盾– 错误的标准”。
黑格尔技术矛盾科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司主要TRIZ工具系统进化法则/趋势(系统进化阶段,多屏幕法-系统层次) 反映进化过程中系统要素之间,系统与环境之间的显著的,稳定的,重复的交互作用。
标准解系统用于解决“标准的”发明问题。
阐述许多来自不同技术区域的问题可以 通过相同的概念途径来解决的问题解决 规则组。
发明原则用于消除技术和物理矛盾。
发明问题解决算法 (ARIZ)用于解决“非标准的”发明问题 问题 逻辑系统功能分析组科学知识库 识创新解 – 专利打破思维惯性及创新思维开发的技术。
科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司 2 TRIZ的关键原则创新通常在技术系统进化以克服技术和物理 矛盾时出现。
科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司3技术矛盾技术矛盾 是你系统中两个或多个参数之间的冲突。
你努力改善产品或流程中某个参数的同时,另一个(些)参数可能会出现问题。
如何能够同时 A ↑和 B ↑工程系统 工程系统?参数 A 参数 B科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司4技术矛盾-案例学生书包技术矛盾:学生的书包应该有很大容量以便携带更多的书、作业本等。
大的容量却又意味着大的重量,这样对于学生又非常不便。
两个冲突参数 -> 书包的容量与书包的重量。
科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司5技术矛盾-案例机翼问题飞机起飞时需要更高速度接近对机翼或更大机翼面积作用的气流。
这就需要重量更大的飞 机(更大的机翼)或更高的发动机推力。
第一个技术矛盾:飞机起飞时需要更高的速度接近对机翼作用的气流。
这就需 要更高的发动机推力。
气两个冲突参数 -> 飞机的速度与发动机的推力。
科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司6技术矛盾机翼问题飞机起飞时需要更高速度接近对机翼或更大机翼面积作用的气流。
这就需要重量更大的飞 机(更大的机翼)或更高的发动机推力。
第二个技术矛盾飞机起飞时需要更大的机翼面积以接近对机翼作用的气流。
这就需要更大重量的飞机(以便有更大的机翼)。
气两个冲突的矛盾 -> 机翼的面积与飞机的重量科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司7描述技术矛盾案例: A. 改善的参数功率B. 恶化/冲突的参数能源损失适应性 生产率可靠性 精度使用方便可制造性科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司839个矛盾参数1. 运动物体的重量 2. 静止物体的重量 3. 运动物体的长度 4. 静止物体的长度 5. 运动物体的面积 6. 静止物体的面积 7. 运动物体的体积 8. 静止物体的体积 9. 速度 10. 力(强度) 11. 应力或压力 12. 形状 13. 结构的稳定性 14. 强度 15. 运动物体耐久性 16. 静止物体耐久性 17. 温度 18. 亮度 19. 运动物体的能量 20. 静止物体的能量科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司 921. 功率 22. 能量损失 23. 物质损失 24. 信息损失 25. 时间损失 26. 物质或事物的数量 27. 可靠性 28. 测试精度 29. 制造精度 30. 作用于物体的有害因素 31. 副作用 32. 可制造性 33. 使用的方便性 34. 可维修性 35. 适应性及多用性 36. 装置的复杂性 37. 监控和测量的困难程度 38. 自动化程度 39. 生产率Altshuller矛盾矩阵39 个矛盾与40条原则组形成了“矛盾解决矩阵”的基础。
40条发明原则1. 分割原则 2. 分离/拆出原则 3. 局部性质原则 4. 对称改变/不对称原则 5. 联合原则 6. 多功能原则 7. 嵌套原则 8. 重量补偿原则 9. 预先反作用原则 10. 预先作用原则 11. 预先补偿/预先缓冲原则 12. 等势原则 13. 反向原则 14. 曲率增加/球形原则 15. 动态原则 16. 部分或过量作用原则 17. 增加维度原则 18. 机械振动原则 19. 周期运动原则 20. 有益元素持续化原则科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司 1021. 快速原则 22. 化害为利原则 23. 反馈原则 24. 增加中间环节原则 25. 自我服务原则 26. 复制原则 27. 廉价不持久替代原则 28. 替代机械化原则 29. 气动和液压结构的原则 30. 软壳和薄膜原则 31. 多孔材料原则 32. 光学性质改变/颜色改变原则 33. 同质原则 34. 摒弃或再生原则 35. 参数改变原则 36. 相变原则 37. 热膨胀原则 38. 强氧化/加速氧化原则 39. 惰性介质原则 40. 复合材料原则螺丝底座废气外壳分段的金刚石刀片连续的金刚石刀片/exec/obidos/tg/detail/-/B0000224X3?vi=reviews /exec/obidos/tg/detail/-/B0000224X8?vi=similarities咸苦咸甜发热器朝向晶片中心的热流转弯处天鹅实践练习/_exhibits/natural-science/_more2006/_more06/swan-white-adult-in-June-on-River-Thames-Kingston-London-England-3-JR.jpg科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司31脸上的某物实践练习/gallery/v/cortpics/maxis/asymmetry3_final.jpg.html科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司32划船实践练习/archives_jan2007/ManOfTheYearFinalists.htm科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司33原则13-反向原则- 颠倒用于解决问题的行动 (例如,用加热事物取代冷却它) 。
- 使运动的物体 (或外部环境) 固定,和使固定的物体运动。
- 将物理 (或流程) ‘上下颠倒’。
圣诞老人闯进了飞机... 或他被赶出了飞机?科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司 34/picture:366反向原则无需向前移动的远距离游泳运动员在游泳池中训练必须频繁转弯。
这对于训练长距离游泳员尤其不方便。
长距离游泳 员可否在不大的泳池内训练呢?提议 – 使用反向原则以节省空间。
通过对脚踏车练习的类推,水向游泳者前进相反的方向移动。
因此运动员可以在无需真正向前移动的情况下游很长距离。
/shopping/search.htm 科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司 35 实践练习以3-5人一组团队合作请 释 议 统应科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司36飞机实践练习/archives_mar2006/Airbus2006.htm科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司37肖像实践练习/archives_oct2004/PromQueen.htm科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司38原则14-曲率增加/球形原则- 使用曲线形部件,表面或形式代替直线形方式,从平面转换成球面,从立方体 (平行六面体)结构转换成球形结构; - 使用滚轴,球,螺旋,圆顶结构; - 由直线移动转换成滚动移动,使用地心引力。
科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司39曲率增加/球形原则-案例带有螺旋槽的推进装置问题轨道运动平台常用运输货物。
当轨道斜度非常大时,传送台的轮胎容易打滑。
解决方案传送台的牵引部分是由带有螺旋槽的倾斜圆锥盘构成。
沿着轨道,辊子有规律的间隔放置,等同于螺旋 的引导。
圆盘旋转,螺旋槽扣住辊子。
辊子与槽壁啮合。
依靠圆盘的旋转,辊子沿着螺旋槽由外向内移 动。
当螺旋槽与辊子接合后,圆盘的螺旋运动就转换成传送台的直线运动。
传送台的滚轮在任何斜度的 轨道都不会打滑。
传送台 圆盘 辊子螺旋槽 与辊子啮合的旋转的螺旋槽推动传送台移动。
科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司 40 曲率增加/球形原则-案例球动力起重设备问题液压机液体的最大安全压力受到液压起重机最大活塞工作行程的限制。
提高液压机液体最大安全压力会 使起重设备的设计异常复杂。
解决方案起重设备由活塞、齿轮、球、及一个管道系统构成。
管道将球存放库和活塞下部空间相连。
旋转齿轮将 球传送到活塞下部空间。
增加活塞下球数量,就可对活塞施加更大的压力。
活塞向上移动。
BunkerPistonBallsGears球动力起重设备科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司 41 曲率增加/球形原则-案例螺旋槽吸收杂音问题汽车刹车会产生噪音。
吸音盘可用于减少噪音,但这样会使刹车结构变得复杂。
解决方案盘式制动器的消音部分由一个连续的螺旋槽组成。
凹槽形成空穴。
当使用刹车时,刹车片向圆盘施加压 力,接触点发出噪音。
这时螺旋槽就可以吸收噪音。
US 专利. 5 474 161噪声 刹车皮盘式制动器螺旋槽科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司 42 曲率增加/球形原则-案例来自双曲面扬声器的平行声波形式。
问题常用的声学扬声器产生球形声波。
为了确保声音的传输,需要平行声波。
解决方案声学扬声器的喇叭拥有旋转的双曲面形状,声学扬声器朝着喇叭表面发出球形声波。
从喇叭上反射的声 波由于喇叭的双曲面形状,转变成平行声波。
US专利. 4 890 689喇叭声学扬声器平行声波球形声波43 科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司原则17-增加维度原则- 在二维或三维空间移动物体 - 使用多层排列物体取代单层排列 - 倾斜或重新确定物体的方向,侧放 - 使用给定区域的不同边circus/journal/sj/353/sectione/smith6.gif科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司44增加维度原则-案例建立环的交互运动运动变压器由两个环组成,一个宽一个窄。
环表面上有成圈的槽。
窄环上做有环形槽,宽 环上做有正弦曲线槽。
球在槽中。
宽环沿着一个方向旋转,因而,球沿着正弦曲线槽滚动。
移动的球也就推动窄 环轴向运动。
因为正弦曲线槽结构,每当宽环旋转一周,球就沿着环轴改变几次运动方向。
因而,宽环 的运动就转换成窄环的交互运动。
宽环窄环球正弦曲线槽沿着正弦曲线槽滚动的球推动窄环上下移动。
科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司 45 增加维度原则-案例使用椭圆形轨道进行定向振动生产触动装置具有一个空腔,能够产生定向振动。
封闭的椭圆形轨道制造在腔体内部。
球沿着 轨道滚动。
压缩空气流推动球运动。
在惯性力作用下,球在腔体内定向振动。
由于在这个 方向上的力具有最大值,所以振动沿着椭圆半长轴轴线方向传递给腔体。
椭圆形轨道 空 球 气腔体球在椭圆轨道上运动,引起腔体沿着椭圆半长轴轴线方向振动。
科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司46增加维度原则-案例高空宣传板足球/archives_jul2004/BillboardSoccer.jpg科理企业管理顾问服务(深圳)有限公司47原则31-多孔材料原则- 使物体多孔或增加多孔要素 (嵌入,镀等)。