產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)-概念生成

1、概念生成 五步法概論TIPS概念生成的基本方法：5步法弄清問題外部搜索內(nèi)部搜索系統(tǒng)搜索對(duì)結(jié)果和過程的反思22013/4/11概念生成產(chǎn)品概念產(chǎn)品概念是對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)、工作機(jī)理和形式的近似描述，能簡(jiǎn)要地說明該產(chǎn)品如何滿足顧客需求。產(chǎn)品概念通常用草圖、三維模型加以簡(jiǎn)要地文字描述表示。產(chǎn)品概念的質(zhì)量在很大程度上決定了產(chǎn)品滿足顧客需求并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的程度。好的產(chǎn)品概念在后續(xù)的環(huán)節(jié)中可能沒有被完全實(shí)現(xiàn)，但是差的產(chǎn)品概念在后續(xù)環(huán)節(jié)無(wú)論多努力也無(wú)法獲得成功。32013/4/11概念生成概念生成 前段過程42013/4/11概念生成對(duì)結(jié)果和過程反思系統(tǒng)搜索分類樹組合表基本方法：五步法52013/4/11概念生成1

2、、弄清問題：了解問題分解問題關(guān)注關(guān)鍵子問題2、外部搜索主導(dǎo)用戶 專家專利 文獻(xiàn)基準(zhǔn)3、內(nèi)部搜索個(gè)人集團(tuán)一、弄清問題弄清問題是指深入理解問題，必要時(shí)把問題分解成幾個(gè)子問題。許多設(shè)計(jì)任務(wù)往往太過復(fù)雜從而不能將其簡(jiǎn)單的當(dāng)成一個(gè)問題來解決，這時(shí)候就需要把這個(gè)任務(wù)分解成幾個(gè)較簡(jiǎn)單的子問題。例如吸塵器的設(shè)計(jì)可以分解為吸嘴的設(shè)計(jì)、連管的設(shè)計(jì)、吸塵動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及料斗的設(shè)計(jì)。電視機(jī) 榨汁機(jī) 電冰箱？62013/4/11概念生成問題分解把問題看成一個(gè)運(yùn)行材料、能量和信息的“黑匣子”，細(xì)實(shí)線表示能量在系統(tǒng)中的傳遞和轉(zhuǎn)化，粗實(shí)線表示材料在系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)，虛線表示系統(tǒng)中的控制信息流和反饋信息流，黑匣子代表整體功能72

3、013/4/11概念生成輸入能量材料（釘子）信號(hào)（工具“延遲”）輸出能量材料（釘入釘子）信號(hào)手提式釘槍問題分解如果是吸塵器呢？82013/4/11概念生成輸入能量材料（空氣）信號(hào)（開啟）輸出能量材料（吸入臟物）信號(hào)（電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)）吸塵器問題分解2、把黑匣子分解成若干個(gè)子功能，詳細(xì)描述產(chǎn)品中的哪些元素對(duì)實(shí)現(xiàn)整體功能起作用，子功能可以再分解為更簡(jiǎn)單的子功能。92013/4/11概念生成釘釘子用平移動(dòng)能來釘釘子把能量轉(zhuǎn)化成平移動(dòng)能儲(chǔ)存或使用外部能量能量分離釘子儲(chǔ)備釘子釘子觸發(fā)工具發(fā)生延遲工具問題分解吸塵器的問題分解102013/4/11概念生成吸塵利用負(fù)壓將灰塵吸入把能量轉(zhuǎn)化成動(dòng)能儲(chǔ)存或使用外部能量能量

4、形成負(fù)壓抽離內(nèi)部空氣空氣抽離內(nèi)部空氣啟動(dòng)機(jī)器信號(hào)討論這種功能圖的分解方式適用于所有的產(chǎn)品嗎？子功能的分解是否有固定的模式？怎樣快速的、恰當(dāng)?shù)男纬晒δ軋D？有沒有其他的方法可以有效的分解問題？112013/4/11概念生成討論一般來說，功能分解最適合于技術(shù)性產(chǎn)品，也可用于簡(jiǎn)單的非技術(shù)產(chǎn)品。子功能的分解方式不是固定的，有時(shí)材料流、能量流和信息流的流向難以確定，這時(shí)只要列出產(chǎn)品的子功能的簡(jiǎn)要清單即可，例如手機(jī)這種材料流和能量流簡(jiǎn)單但是信息流極為復(fù)雜的產(chǎn)品，按照材料、能量和信息這三類進(jìn)行分解就不合適。122013/4/11概念生成根據(jù)用戶使用順序分解問題這種方法把用戶使用產(chǎn)品的整個(gè)過程分解成若干個(gè)步驟，

5、把每一個(gè)步驟作為子問題來解決。該方法對(duì)于那些功能非常簡(jiǎn)單同時(shí)需要更多的用戶參與時(shí)較為有效。對(duì)于吸塵器來說：接上電源打開開關(guān)吸塵更換地點(diǎn)清理吸入灰塵臟物；又如電動(dòng)剃須刀的設(shè)計(jì)：我們可以將它分解為幾個(gè)步驟：打開開關(guān)剃須清洗。當(dāng)然這樣只是把整個(gè)過程分成幾個(gè)大概的步驟，每個(gè)步驟需要繼續(xù)細(xì)分下去成為更多的子問題。132013/4/11概念生成根據(jù)關(guān)鍵客戶需求分解問題把用戶的需求作為分解問題的依據(jù)。例如鼠標(biāo)：舒適的手感，準(zhǔn)確的點(diǎn)擊以及迅速的反應(yīng)。當(dāng)然，我們也可以嘗試對(duì)吸塵器按照客戶需求進(jìn)行分解輕松的、安靜的、高效的、方便的清理地面，但是這樣分解似乎無(wú)法全面的概括產(chǎn)品的所有概念，相較于根據(jù)產(chǎn)品使用順序的分解

6、問題這個(gè)方法還有所欠缺，僅僅是從產(chǎn)品的使用表現(xiàn)來定義產(chǎn)品概念。因此這種方法對(duì)于強(qiáng)調(diào)形態(tài)而不是技術(shù)和機(jī)理的產(chǎn)品較為有效。142013/4/11概念生成討論對(duì)于手機(jī)、個(gè)人電腦等這類信息終端產(chǎn)品，我們應(yīng)該如何把它分解成多個(gè)子問題？功能分類用戶需求分類152013/4/11概念生成關(guān)注關(guān)鍵子問題在完成問題分解之后，開發(fā)團(tuán)隊(duì)要挑選出關(guān)鍵子問題，關(guān)鍵子問題是整個(gè)項(xiàng)目的核心環(huán)節(jié)，它能帶來更多的商業(yè)利益，是該產(chǎn)品成功的關(guān)鍵問題。以吸塵器設(shè)計(jì)為例：“吸塵時(shí)的功率和噪音”、“操作時(shí)人的姿勢(shì)”、“移動(dòng)吸塵器”、“清理灰塵雜物”這幾個(gè)子問題可以成為吸塵器開發(fā)團(tuán)隊(duì)的關(guān)鍵子問題，而如“吸塵器開關(guān)”這個(gè)子問題則可以延后關(guān)注

7、。162013/4/11概念生成二、外部搜索外部搜索的目的是找到針對(duì)整個(gè)問題以及分解出的子問題的現(xiàn)有解決方案。外部搜索本質(zhì)上是資料搜集的過程，通過使用擴(kuò)大與集中的戰(zhàn)略優(yōu)化時(shí)間和資源：首先擴(kuò)大搜索范圍，廣泛搜索可能涉及的問題的相關(guān)資料；然后重點(diǎn)搜索，對(duì)有希望改進(jìn)的方向進(jìn)行深入探索，過度使用任一方法都會(huì)導(dǎo)致效率降低。172013/4/11概念生成二、外部搜索領(lǐng)先用戶調(diào)查專家咨詢專利檢索文獻(xiàn)檢索182013/4/11概念生成領(lǐng)先用戶調(diào)查領(lǐng)先用戶是那些比主流用戶提前數(shù)月或數(shù)年就使用新產(chǎn)品的用戶，他們往往通過對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新來滿足實(shí)際需求，這導(dǎo)致領(lǐng)先用戶找到解決方案來更好地滿足自己的需求。這種情況在高科

8、技產(chǎn)品的用戶群中較為常見，如醫(yī)藥和科學(xué)領(lǐng)域。領(lǐng)先客戶可以為團(tuán)隊(duì)帶來很多新的思路，可以在開發(fā)初期為團(tuán)隊(duì)提供最新的想法和趨勢(shì)。192013/4/11概念生成專家咨詢專家包括生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品的企業(yè)專業(yè)人員、專業(yè)顧問、大學(xué)教授和供應(yīng)商的技術(shù)代表。專家不僅可以直接提供解決方案，也可以幫助開發(fā)團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向更有效的思路，尋找更好的解決方案，并且有能力指出開發(fā)階段存在的不足但是向?qū)＜易稍兺鶗?huì)存在一些障礙，如收費(fèi)問題，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手等問題。202013/4/11概念生成專利檢索專利是一種獲得技術(shù)資料的詳細(xì)圖紙及產(chǎn)品說明的現(xiàn)成豐富來源。了解哪些概念已經(jīng)被保護(hù)是十分有必要的，以免造成侵權(quán)問題。通過購(gòu)買數(shù)據(jù)庫(kù)可以搜索到與任務(wù)相關(guān)

9、的專利資料，并且可以從這些專利中獲得一些啟發(fā)。212013/4/11概念生成文獻(xiàn)檢索文獻(xiàn)檢索是現(xiàn)有解決方案的最好途徑之一，公開的文獻(xiàn)包括期刊、會(huì)議資料、雜志、政府報(bào)告，市場(chǎng)、消費(fèi)者與產(chǎn)品的信息，以及新產(chǎn)品的公告。電子搜索往往是公開文獻(xiàn)搜索中最有效的方式，雖然互聯(lián)網(wǎng)上的信息未必十分準(zhǔn)確，但互聯(lián)網(wǎng)通常是電子搜索的第一步。不同類型的文獻(xiàn)有各自不同的優(yōu)勢(shì)：期刊較為正式和權(quán)威，但是圖片信息少，更新緩慢，雜志是某領(lǐng)域的第一手資料信息，具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性。222013/4/11概念生成三、內(nèi)部搜索內(nèi)部搜索是指利用個(gè)人、團(tuán)隊(duì)的知識(shí)和創(chuàng)造力來產(chǎn)生解決方案。內(nèi)部搜索是新產(chǎn)品開發(fā)過程中最具開放性和創(chuàng)造型的過程可以有個(gè)

10、人單獨(dú)進(jìn)行，也可以由團(tuán)隊(duì)一起進(jìn)行。232013/4/11概念生成個(gè)人與團(tuán)隊(duì)最理想的情況是：團(tuán)隊(duì)中的個(gè)人獨(dú)立工作一段時(shí)間后，團(tuán)隊(duì)成員一起對(duì)個(gè)人提出的概念進(jìn)行討論與完善現(xiàn)實(shí)狀況下，對(duì)于工作壓力大，強(qiáng)度高的團(tuán)隊(duì)來說，團(tuán)隊(duì)開會(huì)時(shí)保證概念提出的唯一方式。242013/4/11概念生成提高內(nèi)部搜索效率推遲決策 產(chǎn)品概念能否成功的關(guān)鍵是在評(píng)價(jià)大量的產(chǎn)品概念時(shí)推遲幾天或幾周再?zèng)Q策。在概念生成的的過程中不要批評(píng)任何概念。產(chǎn)生大量想法 想法越多，解決辦法就越多，一個(gè)想法會(huì)激發(fā)產(chǎn)生其他的想法。252013/4/11概念生成提高內(nèi)部搜索效率歡迎似乎不可能的想法 一些想法最初看似不可行，但是經(jīng)過調(diào)整和修正就變得可行了。

11、不可能的想法會(huì)沖擊并拓展思維的邊界。使用圖形和物理工具 文字和口頭語(yǔ)言難以描述物體，充分運(yùn)用圖形來描述物體，利用如泡沫、粘土、紙板等三維工具有助于理解形式與空間的關(guān)系。262013/4/11概念生成概念生成啟發(fā)概念生成的方式方法有很多種，有經(jīng)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)和個(gè)人通常很快就會(huì)產(chǎn)生一些好的概念，他們往往已經(jīng)擁有一套技巧來刺激思想。不同的產(chǎn)品類型適用于不同的啟發(fā)方法，對(duì)于同一種產(chǎn)品使用不同的啟發(fā)方法會(huì)得到不同的概念。272013/4/11概念生成創(chuàng)造法則對(duì)應(yīng)法則組合法則移植法則綜合法則換元法則逆反法則282013/4/11概念生成智力激勵(lì)頭腦風(fēng)暴法綜攝法“635”法“KJ”法“NM”法卡片法292013/

12、4/11概念生成類比法直接類比法間接類比法幻想類比法因果類比法仿生類比法綜攝類比法302013/4/11概念生成類比法有什么其它工具可以解決相關(guān)問題？在自然界和生物界是否有類似的問題？在不相關(guān)的領(lǐng)域中是否有些工具具有所需的功能？312013/4/11概念生成聯(lián)想法接近聯(lián)想對(duì)比聯(lián)想相似聯(lián)想自由聯(lián)想強(qiáng)制聯(lián)想322013/4/11概念生成移植法技術(shù)手段移植原理移植技術(shù)功能移植332013/4/11概念生成設(shè)問法“5W2H”檢核目錄法342013/4/11概念生成TRIZ理論Theory of the Solution of Inventive Problems 發(fā)明問題解決理論1946年，阿奇舒勒（

13、G.S.Altshuller）開始發(fā)明問題解決理論的研究工作，他在專利局工作期間總是考慮這樣一個(gè)問題：當(dāng)人們進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術(shù)難題時(shí)，是否有可循序的科學(xué)方法和法則，從而能迅速地實(shí)現(xiàn)新的發(fā)明創(chuàng)造或解決技術(shù)難題呢？阿奇舒勒發(fā)現(xiàn)任何領(lǐng)域的產(chǎn)品改進(jìn)，技術(shù)的變革、創(chuàng)新和生物系統(tǒng)一樣，都存在產(chǎn)生、生長(zhǎng)、成熟、衰老、滅亡的過程，是有規(guī)律可循的。352013/4/11概念生成創(chuàng)新級(jí)別創(chuàng)新級(jí)別創(chuàng)新程度所占比例第一級(jí)別技術(shù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單改進(jìn)32第二級(jí)別包含一個(gè)解決技術(shù)沖突的創(chuàng)新45第三級(jí)別包含一個(gè)解決物理沖突的創(chuàng)新18第四級(jí)別包含突破性解決方法的新技術(shù)4第五級(jí)別新現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)1362013/4/11概念生成阿奇舒勒

14、的團(tuán)隊(duì)在分析了世界近250萬(wàn)份高水平的發(fā)明專利，總結(jié)出各種技術(shù)發(fā)展進(jìn)化遵循的規(guī)律模式，以及解決各種技術(shù)矛盾和物理矛盾的創(chuàng)新原理和法則，建立起TRIZ理論體系產(chǎn)品進(jìn)化模式與進(jìn)化定律產(chǎn)品進(jìn)化四階段：1、為系統(tǒng)選擇零部件2、改善零部件3、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)化4、系統(tǒng)的自控制372013/4/11概念生成產(chǎn)品進(jìn)化最終理想解理想化：TRIZ中，理想化應(yīng)用包含：理想系統(tǒng)、理想過程、理想資源、理想方法、理想機(jī)器和理想物質(zhì)等理想機(jī)器：沒有質(zhì)量沒有體積，但能完成工作理想方法：不耗費(fèi)能量及時(shí)間，但通過自身調(diào)節(jié)能獲得所需效應(yīng)理想過程：只有過程的結(jié)果而無(wú)過程本身，突然就獲得了結(jié)果理想物質(zhì)：沒有物質(zhì)，功能得以實(shí)現(xiàn)382013/4

15、/11概念生成理想化分類局部理想化：是指對(duì)于選定的原理通過不同的實(shí)現(xiàn)方法使其理想化。由加強(qiáng)、降低、通用化、專用化四種模式實(shí)現(xiàn)全局理想化：是指對(duì)于同一功能，通過選擇不同的原理使之理想化。通過功能禁止、系統(tǒng)禁止、原理改變等模式實(shí)現(xiàn)。通常首先考慮局部理想化，所有的嘗試都失敗之后才考慮全局理想化392013/4/11概念生成理想化水平技術(shù)的理想化水平與有用功能之和成正比，與有害功能成反比：Li=FuFh Li理想化水平 Fu有用功能之和 Fh有害功能之和增加理想化水平可通過以下四種方式實(shí)現(xiàn)：d(Fu)/dtd(Fh)/dt0，分子增速大于分母增速d(Fu)/dt0， d(Fh)/dt 0，分子增加，分

16、母減少d(Fu)/dt=0， d(Fh)/dt0， 分子不變，分母減少d(Fu)/dt0， d(Fh)/dt=0，分母不變，分子增加402013/4/11概念生成理想化水平為研究方便，理想化水平通常也表示為：Li=B/(E+H)Li理想化水平B效益E代價(jià)，包括原材料成本、系統(tǒng)占用空間、所消耗能量及產(chǎn)生噪聲H技術(shù)理想化水平中的危害因素產(chǎn)品或系統(tǒng)的理想化水平與其效益之和成正比，與所有代價(jià)及所有危害之和成反比。不斷增加理想化水平是產(chǎn)品創(chuàng)新的目標(biāo)。412013/4/11概念生成理想解在進(jìn)化的某一階段，不同產(chǎn)品進(jìn)化的方向是不同的，如降低成本、增加功能、提高可靠性、減少污染等都是產(chǎn)品可能的進(jìn)化方向。如果把

17、所有產(chǎn)品作為一個(gè)整體，低成本、功能完備、高可靠性、無(wú)污染等是產(chǎn)品的理想狀態(tài)。產(chǎn)品處于理想狀態(tài)的解成為理想解，有一下四個(gè)特點(diǎn) 消除了原系統(tǒng)的不足 保持了原系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 沒有使系統(tǒng)變得復(fù)雜 沒有引入新的缺陷422013/4/11概念生成產(chǎn)品進(jìn)化模式圖432013/4/11概念生成TRIZ理論體系結(jié)構(gòu)TRIZ的核心是技術(shù)進(jìn)化理論。技術(shù)系統(tǒng)一直處在進(jìn)化之中，解決矛盾是其進(jìn)化的推動(dòng)力。其組成可以分為三類：TRIZ理論基礎(chǔ)分析工具解決技術(shù)矛盾的矛盾矩陣物質(zhì)場(chǎng)分析發(fā)明問題解決算法（ARIZ）需求功能分析知識(shí)庫(kù)工具40個(gè)創(chuàng)新原則解決物理矛盾的分隔原則76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解決方法442013/4/11概念生成TRIZ理論基

18、礎(chǔ)阿奇舒勒給出了技術(shù)系統(tǒng)演變的八個(gè)模式：技術(shù)系統(tǒng)演變遵循產(chǎn)生、成長(zhǎng)、成熟和衰退的生命周期；技術(shù)系統(tǒng)演變的趨勢(shì)是提升理想狀態(tài)；矛盾的導(dǎo)致是由于系統(tǒng)中子系統(tǒng)開發(fā)的不均勻性；首先是部件匹配，然后失配；技術(shù)系統(tǒng)首先向復(fù)雜化演進(jìn)，然后通過集成向簡(jiǎn)單化發(fā)展；從宏觀系統(tǒng)向微觀系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，即向小型化和增加使用能量場(chǎng)演進(jìn)；技術(shù)向增加動(dòng)態(tài)性和可控性發(fā)展；向增加自動(dòng)化，減少人工介入演變。452013/4/11概念生成Back矛盾矩陣矛盾分析是TRIZ的核心，應(yīng)用這種工具可使設(shè)計(jì)人員對(duì)任何給定的矛盾找出多個(gè)解，矛盾可分為三類：技術(shù)矛盾、物理矛盾、管理矛盾。TRIZ只研究前面兩種矛盾。462013/4/11概念生成技術(shù)矛

19、盾技術(shù)矛盾是指系統(tǒng)一方面得到改進(jìn)時(shí)，削弱了另一方面的期望。如實(shí)際使用中我們希望橋的承載能力越大越好，為了獲得更大的承載力，就需要使用更多的建筑材料，但橋的自身重量太大會(huì)有可能超過橋的強(qiáng)度允許范圍，降低了橋的安全性，這是，橋的強(qiáng)度和橋自身的重量就成了一個(gè)技術(shù)矛盾。通常有三種表現(xiàn)形式：一個(gè)子系統(tǒng)中引入一種有用性能后，導(dǎo)致另一個(gè)子系統(tǒng)產(chǎn)生一種有害性能，或增強(qiáng)了已存在的有害性能。一種有害性能導(dǎo)致另一個(gè)子系統(tǒng)有用性能的變化。有用性能的增強(qiáng)或有害性能的降低使另一個(gè)子系統(tǒng)的系統(tǒng)變得更加復(fù)雜。472013/4/11概念生成物理矛盾在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，某一部分同時(shí)表現(xiàn)出的兩種相反狀態(tài)稱為物理矛盾。物理矛盾的一個(gè)經(jīng)典例

20、子就是增加一個(gè)零件的強(qiáng)度時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致該零件質(zhì)量或者尺寸的增加，而設(shè)計(jì)者并不希望出現(xiàn)這種情況，因此出現(xiàn)了物理矛盾，該矛盾的解決即增加零件的強(qiáng)度但是又不增加其質(zhì)量或尺寸。物理矛盾的兩種體現(xiàn)：一個(gè)子系統(tǒng)中有害性能降低的同時(shí)導(dǎo)致該子系統(tǒng)中有用性能的降低一個(gè)子系統(tǒng)中有用性能增強(qiáng)的同時(shí)導(dǎo)致該子系統(tǒng)中有害性能的增強(qiáng)482013/4/11概念生成解決矛盾為了解決由參數(shù)變化引起的技術(shù)矛盾，阿奇舒勒從它研究的4萬(wàn)個(gè)專利解決方法中發(fā)現(xiàn)只有39個(gè)參數(shù)改進(jìn)或劣化，每個(gè)問題可以描述為39個(gè)參數(shù)中任意兩個(gè)參數(shù)間的沖突，他根據(jù)這些解決方法總結(jié)了40條創(chuàng)新原則用于解決這些矛盾。他把39個(gè)參數(shù)分別作為改善參數(shù)和劣化參數(shù)作為一張

21、表的行和列，得到一個(gè)39*39的矛盾矩陣，并為行列交叉點(diǎn)形成的每個(gè)矛盾提供了最常用的創(chuàng)新原則。492013/4/11概念生成40條原理1、分割把一個(gè)物體分成幾個(gè)部分將物體分段組裝提高物體的分割度7、嵌套構(gòu)成把一物體嵌入另一物體，然后再嵌入另一物體中22、變害為益利用有害的因素，得到有益的結(jié)果將有害的要素相結(jié)合變?yōu)橛幸嬉卦龃笥泻?dòng)作的幅度直至有害性消失502013/4/11概念生成矛盾矩陣1運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量2靜止物體的質(zhì)量3運(yùn)動(dòng)物體的尺寸4靜止物體的尺寸5運(yùn)動(dòng)物體的面積22 能量的浪費(fèi)39生產(chǎn)性1 運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量15,8,29,3429,1738,346,1219,343,2435,372 靜止

22、物體的質(zhì)量10,1,29,3515,1819,281,1528,353 運(yùn)動(dòng)物體的尺寸8,1529,3415,1747,9354,1428,294 靜止物體的尺寸28,2935,406,287,1426,305 運(yùn)動(dòng)物體的面積2,417,294,1415,1815,1726,302,1026,3433 操作性2,1315,251,613,251,1213,171,1316,172,13191,152839 生產(chǎn)性24,26,35,373,1527,284,1828,387,1420,2610,2631,345,1028,29解決矛盾的過程一般問題一般解特定解特定問題522013/4/11概念生

23、成應(yīng)用40條原理具體化應(yīng)用39個(gè)技術(shù)特征將問題一般化技術(shù)特性對(duì)比表所提供的原理往往不能直接使問題得到解決，而是提示了最有可能解決問題的探索方向。解決問題時(shí)必須根據(jù)所提供的原理以及要解決問題的特定條件，提出解決問題的具體方法飛利浦燈泡改進(jìn)背景綠色家電是家電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)之一，白熾燈存在耗電量大，耐久性低、使用壽命短等缺點(diǎn)，已經(jīng)不符合家電潮流。飛利浦公司開發(fā)的小型熒光燈是白熾燈良好的替代品，具有省電、使用壽命長(zhǎng)、易回收再利用和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。532013/4/11概念生成問題描述熒光燈的發(fā)光原理是：熒光燈管里充滿了水銀蒸氣，燈管內(nèi)涂有熒光劑，水銀蒸氣受高壓電激發(fā)使電子脫離出來，部分電子撞擊熒光劑后發(fā)白

24、。在長(zhǎng)期使用的情況下，熒光燈往往亮度變?nèi)?。這是由于真空玻璃管吸收水銀蒸氣，造成管中的水銀蒸氣不斷減少。這不僅削弱了熒光燈的亮度，而且縮短了熒光燈的壽命。由于對(duì)真空玻璃管的水銀吸收率缺乏真實(shí)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以及不準(zhǔn)確的制造技術(shù)，傳統(tǒng)的熒光燈往往會(huì)填充過量的水銀蒸氣，造成浪費(fèi)。如果燈管破損，大量的水銀蒸氣釋放出來會(huì)對(duì)環(huán)境和人體造成巨大的損害。但是如果降低水銀蒸氣量會(huì)增加電能的消耗，為保證亮度，需要增加能量以激發(fā)更多的電子。542013/4/11概念生成分析問題系統(tǒng)存在的技術(shù)矛盾：為了保證熒光燈亮度的穩(wěn)定性，就不得不增加水銀蒸氣的量，減少水銀蒸氣的量，有利于保護(hù)環(huán)境，但降低了熒光燈工作的可靠性量減少，增

25、加了能量的消耗。系統(tǒng)存在的物理矛盾：對(duì)水銀蒸氣的量同時(shí)具有多和少的要求解決思路和關(guān)鍵步驟：可以使用TRIZ矛盾矩陣和原理分析。552013/4/11概念生成分析問題使系統(tǒng)性能提高的技術(shù)特性是：物質(zhì)的量作用于物體的壞的因素使系統(tǒng)性能降低的技術(shù)特性是：可靠性能量的浪費(fèi)靜止物體使用的能量562013/4/11概念生成得到三組技術(shù)矛盾：減少水銀蒸氣的量（物質(zhì)的量），但熒光燈工作的可靠性降低（可靠性）減少水銀蒸氣的量（物質(zhì)的量），但需要消耗更多的電能（能量的浪費(fèi)）有利于保護(hù)環(huán)境（作用于物體的壞的因素），但熒光燈使用的能量增加了（靜止物體使用的能量）參考矛盾矩陣減少水銀蒸氣的量（物質(zhì)的量），但熒光燈工作的

26、可靠性降低（可靠性）。技術(shù)矛盾矩陣（物質(zhì)的量/可靠性）得到第28條創(chuàng)新原理提示：機(jī)械系統(tǒng)的替代。減少水銀蒸氣的量（物質(zhì)的量），但需要消耗更多的電能（能量的浪費(fèi)）物質(zhì)的量/能量的浪費(fèi) 得到第7條創(chuàng)新原理提示：嵌套。有利于保護(hù)環(huán)境（作用于物體的壞的因素），但熒光燈使用的能量增加了（靜止物體使用的能量）。作用于物體的壞的因素/靜止物體使用的能量 得到第37條創(chuàng)新原理提示：熱膨脹。572013/4/11概念生成解決方案1、運(yùn)用第7條 嵌套解決方案：在真空管里面內(nèi)嵌一個(gè)玻璃囊。2、運(yùn)用第28條 機(jī)械系統(tǒng)的替代解決方案：用高頻的電磁場(chǎng)來打破這個(gè)玻璃囊。3、運(yùn)用第37條 熱膨脹解決方案：利用金屬線和玻璃囊的

27、熱膨脹系數(shù)不同釋放水銀蒸氣。582013/4/11概念生成結(jié)論經(jīng)過計(jì)算滿足性能要求的最小劑量的水銀蒸氣被密封在玻璃囊中。在玻璃囊的內(nèi)壁上嵌著金屬線圈。該玻璃囊被內(nèi)嵌在真空管的一端。熒光燈被制造出來后，通過一個(gè)高頻的電磁場(chǎng)來加熱玻璃囊。由于玻璃囊和金屬線圈的熱膨脹系數(shù)不同，是金屬線圈能夠切斷玻璃囊，釋放出水銀蒸氣。同一般的熒光管制造技術(shù)相比，用這種新的制造技術(shù)，至少可以減少75%的水銀含量，減少環(huán)境污染。592013/4/11概念生成Back物質(zhì)場(chǎng)分析物質(zhì)場(chǎng)分析是用符號(hào)表達(dá)技術(shù)系統(tǒng)變換的建模技術(shù)，物質(zhì)場(chǎng)分析將功能分解為兩種物質(zhì)及一種場(chǎng)。產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)可以認(rèn)為是物質(zhì)間的相互作用使之朝著期望的方向演

28、變。模型如圖。物質(zhì)S1可以是被控粒子、材料和物體或過程，物質(zhì)S2是控制S1的工具或物體，F(xiàn)是用于S1與S2之間相互作用的能量，如機(jī)械能、液壓能、電磁能等。能量F作用于工具S2，使S2變換為S1。602013/4/11概念生成S2S1F系統(tǒng)特性 舉例來說，專家為了改變土壤的溫度和硬度，在土壤中撒入鐵粉，并在場(chǎng)地四周插入磁棒，以控制土壤中的鐵粉和磁棒間的磁場(chǎng)特性，來間接改變土壤的性質(zhì)，這個(gè)例子中，土壤為S1，鐵粉為S2，磁場(chǎng)能為F物質(zhì)場(chǎng)分析步驟利用物質(zhì)場(chǎng)分析方法分析系統(tǒng)存在的問題，建立模型并提出解決對(duì)策的步驟：612013/4/11概念生成指定物體S1指定場(chǎng)建立物質(zhì)場(chǎng)初期模型提出解決問題的對(duì)策生成

29、所希望的物質(zhì)場(chǎng)模型指定作用體S2物質(zhì)場(chǎng)的76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解為了快速構(gòu)造物質(zhì)場(chǎng)模型并解決基于技術(shù)系統(tǒng)演化模式的標(biāo)準(zhǔn)問題，TRIZ提供了76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)建模和解決方法，并將這些方法分為五類：建立或破壞物質(zhì)場(chǎng)開發(fā)物質(zhì)場(chǎng)從基礎(chǔ)系統(tǒng)向高級(jí)系統(tǒng)或微觀等級(jí)轉(zhuǎn)變度量或檢測(cè)技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)一切事物描述如何在技術(shù)系統(tǒng)中引入物質(zhì)或場(chǎng)622013/4/11概念生成Back發(fā)明問題解決算法（ARIZ）按照TRIZ對(duì)發(fā)明問題的五級(jí)分類，較為簡(jiǎn)單的一級(jí)到三級(jí)發(fā)明問題運(yùn)用創(chuàng)新原理或者發(fā)明問題標(biāo)準(zhǔn)解法就可以解決，但是那些復(fù)雜的非標(biāo)準(zhǔn)發(fā)明問題，如四、五級(jí)問題，往往需要應(yīng)用發(fā)明問題解決算法ARI做系統(tǒng)的分析和求解。該算法主要針對(duì)問題情況復(fù)雜、矛盾及

30、相關(guān)部件不明確的技術(shù)系統(tǒng)，尤其強(qiáng)調(diào)問題矛盾與理想解的標(biāo)準(zhǔn)化，一方面技術(shù)系統(tǒng)向理想化的方向進(jìn)化，另一方面如果一個(gè)技術(shù)問題存在矛盾需要克服，該問題就變成一個(gè)創(chuàng)新問題。632013/4/11概念生成TRIZ認(rèn)為，一個(gè)問題解決的困難程度，取決于對(duì)該問題的描述或程式化方法，表述的越清晰，問題的解就越容易找到。依靠ARIZ算法，初始問題最根本的沖突被清晰的暴露出來，能否求解已很清楚，如果已有的知識(shí)可以用于解決該問題則有解，如果已有的知識(shí)不能解決該問題則無(wú)解，還需等待自然科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展ARIZ算法包括六個(gè)模塊：1、情境分析，構(gòu)建問題模型 2、基于物質(zhì)場(chǎng)分析法的問題模型分析3、定義最終理想解與物理矛盾

31、4、物理矛盾解決5、如果矛盾不能解決，調(diào)整或者重新構(gòu)建初始問題模型6、解決方案分析與評(píng)價(jià)642013/4/11概念生成ARIZ構(gòu)成652013/4/11概念生成ARIZ算法步驟ARIZ首先將系統(tǒng)中存在的問題最小化，原則是盡可能不改變或少改變系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)必要機(jī)能；其次定義系統(tǒng)的矛盾對(duì)立，并將矛盾對(duì)立簡(jiǎn)化為“問題模型”；然后將對(duì)立領(lǐng)域明確化，并分析系統(tǒng)中可以使用的資源；進(jìn)一步定義系統(tǒng)的理想解，通常為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的理想解，系統(tǒng)對(duì)立領(lǐng)域的最重要構(gòu)成要素應(yīng)是相互對(duì)立的物理特性。如冷的同時(shí)發(fā)熱，導(dǎo)電時(shí)絕緣，透明同時(shí)不透明等。定義系統(tǒng)內(nèi)的物理矛盾以及消除物理矛盾。物理矛盾要最大限度的利用系統(tǒng)內(nèi)的資源及物理、化學(xué)、幾何學(xué)、效果工學(xué)應(yīng)用知識(shí)庫(kù)，如果無(wú)法解決問題，則要返回最初的地方對(duì)問題再定義。662013/4/11概念生成摩擦焊接ARIZ實(shí)例摩擦焊接是連接兩塊金屬最簡(jiǎn)單的方法，將一塊金屬固定另一塊金屬旋轉(zhuǎn)，當(dāng)兩塊金屬接觸時(shí)，接觸部分