2023學(xué)年完整公開課版標準解系統(tǒng)

《創(chuàng)新方法與訓(xùn)練》

——標準解系統(tǒng)主講人：張夢龍建設(shè)單位：天津輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院國家級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育教學(xué)資源庫不同學(xué)科在解決問題時，首先需要建立一個問題模型，以分析問題、揭開問題實質(zhì)和發(fā)現(xiàn)潛在問題。在物-場模型分析的應(yīng)用過程中，復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)被抽象為物-場模型。在研究物-場模型中發(fā)現(xiàn)技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成的三個要素物質(zhì)S1、物質(zhì)S2和場F三者缺一不可，否則就會造成系統(tǒng)的不完整，或當系統(tǒng)中某物質(zhì)所特定的功能沒有實現(xiàn)時，系統(tǒng)內(nèi)部就會產(chǎn)生各種矛盾（技術(shù)難題）。為了解決系統(tǒng)產(chǎn)生的矛盾，可以引入另外的物質(zhì)或改進物質(zhì)之間的相互作用，并伴隨能量（場）的生成、變換和吸收等，物-場模型也從一種形式變換為另一種形式。標準解系統(tǒng)因此，各種技術(shù)系統(tǒng)及其變換都可用物質(zhì)和場的相互作用形式表述，將這些變化的作用形式歸納總結(jié)后，就形成了發(fā)明問題的標準解。發(fā)明問題的標準解可以用來解決系統(tǒng)內(nèi)的矛盾，同時也可以根據(jù)用戶的需求進行全新的產(chǎn)品設(shè)計。標準解系統(tǒng)中包括了76個標準解，共分為5級，18子級。各級中解法的先后順序也反映了技術(shù)系統(tǒng)必然的進化過程和方向。標準解系統(tǒng)第1級中的解法聚焦于建立和拆解物-場模型，包括創(chuàng)建需要的效應(yīng)或消除不希望出現(xiàn)的效應(yīng)的系列法則，每條法則的選擇和應(yīng)用取決于具體的約束條件。第2級由直接進行效應(yīng)不足的物-場模型的改善，以及提升系統(tǒng)性能但實際不增加系統(tǒng)復(fù)雜性的方法所組成。第3級包括向超系統(tǒng)和微觀級轉(zhuǎn)化的法則。這些法則繼續(xù)沿著（第2級中開始的）系統(tǒng)改善的方向前進。第2級和第3級中的各種標準解均基于以下技術(shù)系統(tǒng)進化路徑：增加集成度再進行簡化的法則；增加動態(tài)性和可控性進化法則；向微觀級和增加場應(yīng)用的進化法則；子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性進化法則等。標準解系統(tǒng)第4級專注于解決涉及測量和探測的專項問題。雖然測量系統(tǒng)的進化方向主要服從于共同的一般進化路徑，但專項問題也有其獨特性。盡管如此，第4級的標準解與第1級、第2級、第3級中的標準解有很多還是相似的。第5級包含標準解的應(yīng)用和有效獲得解決方案的重要法則。一般情況下，應(yīng)用第1~4級中的標準解會導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜性的增加，因為可能給系統(tǒng)引入了另外的物質(zhì)和效應(yīng)。標準解系統(tǒng)第5級中的標準解將引導(dǎo)大家如何給系統(tǒng)引入新的物質(zhì)又不會增加任何新的東西。換句話說，這些解法專注于對系統(tǒng)的簡化。標準解可幫助問題解決者獲得20％以上困難問題的高水平解決方案。此外，還可以用來進行對各種各樣的系統(tǒng)進化的有限預(yù)測，以發(fā)現(xiàn)某些非標準問題的部分解，并進行改進以獲得新的解法方案。在1~5級中，又分為數(shù)量不等的多個子級，共有18個子級，包含76個標準解，每個子級代表著一個可選的問題解決方向。在應(yīng)用前，需要對問題進行詳細的分析，建立問題所在系統(tǒng)或子系統(tǒng)的物-場模型，然后根據(jù)物-場模型所表述的問題，按照先選擇級再選擇子級，使用子級下的幾個標準解來獲得問題的解。標準解系統(tǒng)的具體分布如下表所示。標準解系統(tǒng)標準解系統(tǒng)標準解系統(tǒng)標準解系統(tǒng)標準解系統(tǒng)標準解系統(tǒng)標準解系統(tǒng)標準解系統(tǒng)