TRIZ理论之物场分析
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TRIZ的九大经典理论体系TRIZ理论包含着许多系统、科学而又富有可操作性的创造性思维方法和发明问题的分析方法。
经过半个多世纪的发展,TRIZ理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的九大经典理论体系。
TRIZ解决问题过程中,将问题的通解具体化是一个难点,这需要有深厚的领域背景知识。
TRIZ理论认为,一个成功的设计可由如下公式描述:S=Pc×Pkn×(1+M)×(1+T)其中:S——成功的设计;Pc——个人解决问题的能力;Pkn——领域知识的水平与经验;M——TRIZ方法论与哲学思想的运用;T——TRIZ工具的运用。
在公式中,Pc和Pkn 都与领域知识有关。
因此,尽管TRIZ理论的创始人阿奇舒勒否认了经验知识在TRIZ 理论中的重要性,但从上述公式可以看出经验知识依然对TRIZ理论的应用构成了重要的支持。
所以,在TRIZ 理论中融入经验思维模式,应是TRIZ理论在应用中的一个发展方向。
(一)TRIZ的技术系统八大进化法则。
阿奇舒勒的技术系统进化论可与达尔文生物进化论和斯宾塞的社会达尔文主义齐肩,称为三大进化论。
TRIZ的技术系统八大进化法则分别是:1、技术系统的S曲线进化法则;2、提高理想度法则;3、子系统的不均衡进化法则;4、动态性和可控性进化法则;5、增加集成度再进行简化法则;6、子系统协调性进化法则;7、向微观级和场的应用进化法则;8、减少人工进入的进化法则。
技术系统的这八大进化法则可应用于产生市场需求、定性技术预测、产生新技术、专利布局和选择企业战略制定的时机等。
它可用来解决难题,预测技术系统,产生并加强创造性问题的解决工具。
(二)最终理想解(IFR)。
TRIZ理论在解决问题之初,首先抛开各种客观限制条件,通过理想化来定义问题的最终理想解(ideal final result,IFR),以明确理想解所在的方向和位置,保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解,从而避免了传统创新涉及方法中缺乏目标的弊端,提升了创新设计的效率。
基于TRIZ理论之物摘要本文阐述triz理论中物-场模型分析方法的原理和应用步骤,并介绍了应用用物-场模型分析方法对学生宿舍小区自动供水系统进行优化改造,成功解决经常产生间断性供水故障。
关键词 triz理论;物-场分析;优化中图分类号tu99 文献标识码a 文章编号1674-6708(2012)80-0195-020 引言本校学生宿舍全自动供水系统是机电仪等设备的高效集成。
由于使用年限比较长,后来经常间歇性供水故障。
如何有效排除这一故障,笔者对系统现场进行全面检查、分析,准确判断了故障的部位,并按triz理论中物―场分析原理,对系统进行了优化改造,彻底解决了间歇性供水问题。
1 triz理论1.1 triz内容简介triz理论是研究解决发明问题的系统化方法学。
是teoriya resheniya izobreatatelskikh zadatch的缩写,意思为“发明问题解决理论”。
triz理论认为:任何技术(人工)系统都是按客观规律进化的,系统进化客观规律可以被人们发现、认知和利用。
triz 理论由进化法则、最终理想解、40个发明原理、39个工程参数和矛盾矩阵、物理矛盾的分离原理、物-场分析模型、76个标准解、发明问题解决算法和知识效应库等九个部分。
1.2 triz理论中物-场分析模型物-场模型分析是最简单和最受欢迎的triz工具之一,该理论认为实现一个完整功能有三个基本元件。
两个物质和一个场是最小的具有工作能力的可控技术系统模型。
triz理论中的物-场模型如图1。
s1和s2为产生相互作用的两个物质,f是物质之间的效应(即场)。
在triz理论中,常见的物-场模型有四种:“效完整模型”,三个元素都存在,且都有效,系统功能是有效、正常的;“不完整模型”,三个元素不全,可能缺少物质或者是缺少场,系统不能达到预期效果的;“效应不足的完整模型”,系统虽然三个元素齐全,但没能实现希望的效应或效应实现得不足够;“有害效应的完整模型”,有三元素,但产生的效应与所希望的效应相反或是有害效应。
1物—场模型分析是TRIZ理论中的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问题相联系的功能模型,在问题的解决过程中,可以根据物—场模型所描述的问题,来查找相对应的一般解法和标准解法。
26.1 物—场分析每个系统的出现都是为了实现某个确定的功能。
产品是功能的实现。
所谓功能,是指系统的输出与系统的输人之间正常的、期望存在的关系。
产品设计中,经常使用到传递函数:y = F (x1,x2,x3,…,x n)式中y —输出;x1,x2,x3,…,x n—输入。
输出与输入之间的函数关系F 就是功能。
系统的功能可以是一个比较大的总的功能,也可以是分解到子系统的功能,也可以一直分解下去,直达底层的功能为止。
底层的功能结构上比较简单,容易进行理解和表达。
3阿奇舒勒通过对功能的研究,发现并总结出以下3条定律:l) 所有的功能都可以分解为3个基本元素(S1,S2,F);2)一个存在的功能必定由这3个基本元素组成;3)将相互作用的3个基本元素进行有机组合将形成一个功能。
为方便表示,功能用一个三角形来进行模型化,三角形的下边2个角是3个物体(或称为物质),上角是作用或效应(或称为场)。
物体可以是工件或工具,场是能量形式。
通常,任何一个完整的系统功能,都可以用一个完整的物—场三角形进行模型化,称为物—场分析模型。
见图7-l。
如果是一个复杂的系统,可以用多个物—场三角形来进行模型化。
45FS 1S 2图6-1 物——场分析模型6参与相互作用的物体S 1和S 2可以是:1) 材料;2) 工具;3) 零件;4) 人;5) 环境。
FS 1S 27一般地,S 1表示工件,S 2表示工具。
物体之间的效应(或称为场) F 可以是:1) Me ——机械能;2) T h ——热能;3) Ch ——化学能;4) E ——电能;5) M ——磁能。
FS 1S 28将这些场类别组合起来,就形成一个词:MeThChEM,以方便对能量形式的记忆。