應(yīng)用TRIZ理論矛盾矩陣解決薄板玻璃加工

1、應(yīng)用TRIZ理論矛盾矩陣解決薄板玻璃加工問(wèn)題TRIZ理論認(rèn)為，發(fā)明問(wèn)題的核心是解決矛盾，未克服矛盾的設(shè)計(jì)不是創(chuàng)新設(shè)計(jì)， 在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷地發(fā)現(xiàn)并解決矛盾是推動(dòng)產(chǎn)品向理想化方向進(jìn)化的動(dòng)力。產(chǎn)品 創(chuàng)新的標(biāo)志是解決或移走設(shè)計(jì)中的矛盾，從而產(chǎn)生出新的具有競(jìng)爭(zhēng)力的解。根據(jù)TRIZ方法論的思想，對(duì)于一個(gè)具體問(wèn)題，當(dāng)我們無(wú)法直接找到對(duì)應(yīng)解時(shí)，可 以先將此問(wèn)題轉(zhuǎn)換并表達(dá)為一個(gè) TRIZ的問(wèn)題，然后利用TRIZ體系中的理論和工 具方法獲得TRIZ的通用解，最后將TRIZ通用解轉(zhuǎn)化為具體問(wèn)題的解，并在實(shí)際 問(wèn)題中加以實(shí)現(xiàn)，從而解決問(wèn)題。1 39個(gè)通用技術(shù)參數(shù)如何將一個(gè)具體的問(wèn)題轉(zhuǎn)換并表達(dá)為一個(gè) TRIZ問(wèn)題呢？通

2、過(guò)對(duì)250萬(wàn)件專(zhuān)利的詳 細(xì)研究，TRIZ理論提出用39個(gè)通用技術(shù)參數(shù)來(lái)描述問(wèn)題。通過(guò)這 39個(gè)通用技術(shù) 參數(shù)，我們可以建立起具體問(wèn)題與 TRIZ理論之間的橋梁。根據(jù)這39個(gè)通用技術(shù)參數(shù)的特點(diǎn)，可以分為如下 3大類(lèi)。1）物理及幾何參數(shù)：共15個(gè)，包括運(yùn)動(dòng)物體的重量、靜止物體的重量、運(yùn)動(dòng)物體 的長(zhǎng)度、靜止物體的長(zhǎng)度、運(yùn)動(dòng)物體的面積、靜止物體的面積、運(yùn)動(dòng)物體的體積、 靜止物體的體積、速度、力、應(yīng)力或壓力、形狀、溫度、光照度和功率。2）技術(shù)正向參數(shù)：這些參數(shù)變大時(shí)，系統(tǒng)或子系統(tǒng)的性能變好。共13個(gè)，包括結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、強(qiáng)度、可靠性、測(cè)試精度、制造精度、可制造性、可操作性、可維 修性、適應(yīng)性及多用性、裝置

3、的復(fù)雜性、監(jiān)控與測(cè)試的困難程度、自動(dòng)化程度和 生產(chǎn)率。3）技術(shù)負(fù)向參數(shù)：這些參數(shù)變大時(shí)，系統(tǒng)或子系統(tǒng)的性能變差。共 11個(gè)，包括運(yùn) 動(dòng)物體作用時(shí)間、靜止物體作用時(shí)間、運(yùn)動(dòng)物體的能量、靜止物體的能量、能量 損失、物質(zhì)損失、信息損失、時(shí)間損失、物質(zhì)或事物的數(shù)量、物體外部有害因素 作用的敏感性和物體產(chǎn)生的有害因素。當(dāng)我們對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)時(shí)，這些技術(shù)參數(shù)的變化可以分為2大類(lèi)。1）欲改善的參數(shù)：指系統(tǒng)改進(jìn)時(shí)將提升和加強(qiáng)的特性所對(duì)應(yīng)的工程參數(shù)。2）欲惡化的參數(shù)：指系統(tǒng)改進(jìn)時(shí)，在某個(gè)技術(shù)參數(shù)獲得提升的同時(shí)，導(dǎo)致其他變 差的技術(shù)參數(shù)。欲改善的參數(shù)與欲惡化的參數(shù)就構(gòu)成了技術(shù)系統(tǒng)的矛盾，TRIZ理論就是通過(guò)克服這些

4、矛盾推進(jìn)系統(tǒng)向理想化進(jìn)化的。2 40個(gè)發(fā)明原理和矛盾矩陣通過(guò)對(duì)大量專(zhuān)利的研究，TRIZ理論提煉出了 40個(gè)最重要的、具有普遍用途的發(fā)明 原理。這40個(gè)發(fā)明原理按照序號(hào)140分別為：分割、抽取、局部質(zhì)量、增加不 對(duì)稱(chēng)性、組合合并、多用性、嵌套、重量補(bǔ)償、預(yù)先反作用、預(yù)先作用、事先防 范、等勢(shì)性、反向作用、曲面化、動(dòng)態(tài)化、未達(dá)到或過(guò)度的作用、維數(shù)變化、振 動(dòng)、周期性作用、有效作用的連續(xù)性、減少有害作用時(shí)間、變有害為有益、反饋、 借助中介物、自服務(wù)、復(fù)制、廉價(jià)替代品、機(jī)械系統(tǒng)替代、氣壓或液壓結(jié)構(gòu)、柔 性殼體或薄膜、多孔材料、改變顏色、同質(zhì)性、拋棄或再生、物理化學(xué)參數(shù)變化、 相變、熱膨脹、加速氧化、惰

5、性環(huán)境和復(fù)合材科。在系統(tǒng)改進(jìn)過(guò)程中，如何選用上述發(fā)明原理來(lái)指導(dǎo)我們的改進(jìn)行為呢 ？通過(guò)多年的 研究、分析和比較，TRIZ理論提出了矛盾矩陣，該矩陣將描述技術(shù)矛盾的39個(gè)通 用技術(shù)參數(shù)與40個(gè)發(fā)明原理建立起的對(duì)應(yīng)關(guān)系，很好地解決了改進(jìn)過(guò)程中選擇發(fā) 明原理的困惑。矛盾矩陣為39X39的一個(gè)矩陣。見(jiàn)表1,該表為矛盾矩陣的簡(jiǎn)表。惡化參數(shù)改善參數(shù):速度形狀批量生產(chǎn)量912369速度+35,15,18,34：35,13,8,1115運(yùn)動(dòng)物體作用時(shí) 問(wèn)3,35,514,26,28,2527,1,436裝置的復(fù)雜性34,10,2829,13,28,1527,26,1,13表1矛盾矩陣簡(jiǎn)圖39個(gè)技術(shù)參數(shù)從行、列

6、2個(gè)維度構(gòu)成矩陣的方格共1521個(gè)，其中1263個(gè)方格在 每個(gè)方格中有幾個(gè)數(shù)字，這幾個(gè)數(shù)字就是TRIZ理論所推薦的解決相應(yīng)技術(shù)矛盾的 發(fā)明原理的序號(hào)。3薄板玻璃加工應(yīng)用實(shí)例下面以薄板玻璃加工實(shí)例說(shuō)明通用技術(shù)參數(shù)、40個(gè)發(fā)明原理和矛盾矩陣的綜合應(yīng) 用步驟以及求解過(guò)程。問(wèn)題描述：某企業(yè)需要生產(chǎn)大量的、各種形狀的玻璃板。首先，工人們將玻璃板 切成長(zhǎng)方形，然后根據(jù)客戶(hù)要求，加工成一定的形狀。然而，在加工過(guò)程中，容 易出現(xiàn)玻璃破碎現(xiàn)象，因?yàn)楸“宀Ａ芰r(shí)很容易斷裂，而且玻璃的厚度是客戶(hù) 訂單上要求的，不能更改。如何來(lái)解決這個(gè)難題呢？ 第1步：確定技術(shù)參數(shù)現(xiàn)在存在的問(wèn)題是：薄板玻璃在加工過(guò)程中受力的作用，

7、由于薄板玻璃無(wú)法承受 該力的作用而發(fā)生破碎，這是欲改善的特性。對(duì)應(yīng)到通用技術(shù)參數(shù)，選擇“32可制造性”，以此作為改善的參數(shù)。為了避免發(fā)生玻璃破碎的現(xiàn)象，工人們?cè)诩庸み^(guò)程中必須要非常小心。因此，在 薄板玻璃加工過(guò)程中，對(duì)薄板玻璃的加工操作就要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，保證玻璃受 力不超過(guò)極限，這就是被惡化的特性。對(duì)應(yīng)到通用技術(shù)參數(shù)中選擇“33操作流程的方便性”，以此作為被惡化的參數(shù)。第2步：查找TR1Z矛盾矩陣欲改善的參數(shù)：32可制造性。被惡化的參數(shù)：33操作流程的方便性。查找TRIZ矛盾矩陣，從矩陣表查找32和33對(duì)應(yīng)的方格，得到方格中推薦的發(fā)明 原理序號(hào)共4個(gè)，分別是：2, 5, 13, 16。與前面

8、發(fā)明原理序號(hào)對(duì)應(yīng)，得到這 4 條發(fā)明原理依次是：2 抽取。5一組合合并。13-反向作用。16未達(dá)到或過(guò)度的作用。第3步：發(fā)明原理的分析2 抽取。此原理體現(xiàn)在2個(gè)方面：1）將物體中“負(fù)面”的部分或特性抽取出來(lái)； 2）只從物體中抽取必要的部分或特性。此原理對(duì)問(wèn)題的徹底解決貢獻(xiàn)有限。5一組合合并。此原理體現(xiàn)在2個(gè)方面：1）合并空間上的同類(lèi)或相鄰的物體或操作； 2）合并時(shí)間上的同類(lèi)或相鄰的物體或操作。此原理對(duì)問(wèn)題的徹底解決貢獻(xiàn)最大。13一反向作用。此原理體現(xiàn)在 3個(gè)方面：1）顛倒過(guò)去解決問(wèn)題的方法；2）使物體 的活動(dòng)部分改變?yōu)楣潭ǖ模尮潭ǖ牟糠肿優(yōu)榛顒?dòng)的；3）翻轉(zhuǎn)物體（或過(guò)程）。此原理對(duì)問(wèn)題的徹底解

9、決貢獻(xiàn)有限。16 未達(dá)到或過(guò)度的作用。主要體現(xiàn)在現(xiàn)有的 方法難以完成對(duì)象的100%,可用同樣的方法完成“稍少”或“稍多” 一點(diǎn)， 使問(wèn) 題簡(jiǎn)化。此原理對(duì)問(wèn)題的徹底解決貢獻(xiàn)有限。第4步：發(fā)明原理應(yīng)用綜合以上4條發(fā)明原理的分析，組合合并是最具有價(jià)值的發(fā)明原理。解決方案：將多層薄板玻璃疊放在一起，從而形成一疊玻璃，而且事先在每層玻 璃面上灑一層水或涂一層油，以保證堆疊后的玻璃間可以形成相當(dāng)強(qiáng)的粘附力。 一疊玻璃的強(qiáng)度會(huì)遠(yuǎn)大于單層玻璃的強(qiáng)度，在加工中就可以承受較大的力的作用, 從而改善了薄板玻璃的可制造性。當(dāng)加工完成后，再分開(kāi)每層玻璃，從而獲得了 客戶(hù)要求的產(chǎn)品。4結(jié)語(yǔ)應(yīng)用矛盾矩陣解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，應(yīng)用之前的前處理和應(yīng)用后的后處理是個(gè)非常關(guān) 鍵的問(wèn)題。當(dāng)針對(duì)具體問(wèn)題確定了一個(gè)技術(shù)矛盾后，要用該技術(shù)領(lǐng)域的一般術(shù)語(yǔ) 來(lái)描述該技術(shù)矛