1、目的：初步了解产品设计中的目的：初步了解产品设计中的用时：用时：120120分钟分钟讲师：讲师：时间：时间：Saturday,October 01,2022Saturday,October 01,2022概述概述冲突分类冲突分类冲突问题的结构冲突问题的结构技术冲突的一般化技术冲突的一般化基于物质基于物质场分析的冲突发现场分析的冲突发现基于质量功能配置基于质量功能配置（QFD）的冲突发现的冲突发现基于公理设计基于公理设计（AD）的冲突发现的冲突发现1 12 23 34567矛盾矛盾冲突冲突解决冲突解决冲突新的矛盾新的矛盾社会进步与发展社会进步与发展自然科学的重大理论突破，是在发现并确认理论与实际
2、的冲自然科学的重大理论突破，是在发现并确认理论与实际的冲 突基础上，经过长时间的争论及反复的实验验证才形成的。突基础上，经过长时间的争论及反复的实验验证才形成的。如基于麦克斯韦经典电磁理论推演出的黑体辐射定律在长波如基于麦克斯韦经典电磁理论推演出的黑体辐射定律在长波 区的实验中暴露出了冲突，在原有的理论框架下解释这一冲区的实验中暴露出了冲突，在原有的理论框架下解释这一冲 突的努力均未成功；普朗克提出了能量的变化不连续，引入突的努力均未成功；普朗克提出了能量的变化不连续，引入 了普朗克常数的概念，导致了量子论的诞生。了普朗克常数的概念，导致了量子论的诞生。产品设计的规律产品设计的规律 如能发现需
3、求如能发现需求与已有产品或产品与已有产品或产品内部的冲突，开发内部的冲突，开发新产品或改进已有新产品或改进已有的产品，解决这些的产品，解决这些已发现的冲突，不已发现的冲突，不仅满足社会日益增仅满足社会日益增长的需求，同时为长的需求，同时为新产品生产企业带新产品生产企业带来效益。来效益。创新实例创新实例解决冲突解决冲突冲突冲突效率效率速度速度成本成本能耗能耗外观外观环境环境产品产品发明问题的核心是发明问题的核心是解决冲突。解决冲突。未克服冲突的设计未克服冲突的设计不是创新设计。不是创新设计。TRIZTRIZ理论理论冲突的一般分类冲突的一般分类易易难难难难冲突冲突工程冲突工程冲突社会冲突社会冲突自
4、然冲突自然冲突组织冲突组织冲突文化冲突文化冲突个性冲突个性冲突技术冲突技术冲突物理冲突物理冲突数学冲突数学冲突宇宙定律冲突宇宙定律冲突自然定律冲突自然定律冲突冲突冲突多种多样多种多样基于基于TRIZTRIZ的冲突分类的冲突分类冲突冲突管理冲突管理冲突技术冲突技术冲突物理冲突物理冲突TRIZTRIZ的冲突的冲突为了避免某些现象或希望取得某些结果，需要做一些事为了避免某些现象或希望取得某些结果，需要做一些事情，但不知如何去做。管理冲突本身具有暂时性，而无情，但不知如何去做。管理冲突本身具有暂时性，而无启发价值。因此，不能表现出问题的解的可能方向。启发价值。因此，不能表现出问题的解的可能方向。为了实
5、现某种功能，一个子系统或元件应具有一种特为了实现某种功能，一个子系统或元件应具有一种特性，但同时出现了与该特性相反的特性。性，但同时出现了与该特性相反的特性。一个作用同时导致有用及有害两种结果，也可指有用一个作用同时导致有用及有害两种结果，也可指有用作用的引入或有害效应的消除导致一个或几个子系统作用的引入或有害效应的消除导致一个或几个子系统或系统变坏。或系统变坏。系统系统子系统子系统1 1子系统子系统2 2技术冲突技术冲突技术冲突的表现技术冲突的表现技术冲突常表技术冲突常表现为一个系统现为一个系统中两个子系统中两个子系统之间的冲突。之间的冲突。冲突出现的情况冲突出现的情况技术冲突技术冲突物理冲
6、突物理冲突在一个子系统中引入一种有用功能，导致另一个子系统产生一种有害功能，或加强了已存在的一种有害功能。消除一种有害功能导致另一个子系统有用功能变坏。有用功能的加强或有害功能的减少使另一个子系统或系统变得太复杂。一个子系统中有用功能加强的同时导致该子系统中有害功能的加强。一个子系统中有害功能降低的同时导致该子系统中有用功能的降低。技术冲突实例技术冲突实例波音波音737737改进设计改进设计上述的改进设计中已出现了一个技术冲突，既希望发动机罩的直上述的改进设计中已出现了一个技术冲突，既希望发动机罩的直径要增大以吸入更多的空气，但又不希望发动机罩与地面的距离径要增大以吸入更多的空气，但又不希望发
7、动机罩与地面的距离减少。减少。技术冲突实例技术冲突实例自行车车自行车车闸总成闸总成上述设计中的技术冲突为：将闸皮设计成可更换型，增加了骑车上述设计中的技术冲突为：将闸皮设计成可更换型，增加了骑车人的安全性，但必须备有闸皮可用，还要更换，使操作复杂。人的安全性，但必须备有闸皮可用，还要更换，使操作复杂。技术冲突实例技术冲突实例飞机着陆飞机着陆灯的设计灯的设计飞机必须装有一盏着陆灯。假如将该灯安装在机身或机翼表面，飞机必须装有一盏着陆灯。假如将该灯安装在机身或机翼表面，空气阻力增加，将减小飞机的飞行速度。如果将该灯置于机翼内空气阻力增加，将减小飞机的飞行速度。如果将该灯置于机翼内部，覆盖上透明的导
8、流板，设计将变得太复杂，且降低了机翼的部，覆盖上透明的导流板，设计将变得太复杂，且降低了机翼的强度。强度。技术冲突实例技术冲突实例织物印刷织物印刷操作装置操作装置上述的改进设计中已出现了一个技术冲突，既加快织物的染印速度，上述的改进设计中已出现了一个技术冲突，既加快织物的染印速度，但印上的图案质量下降。但印上的图案质量下降。橡胶辊橡胶辊待印花织物待印花织物已印花织物已印花织物刮刀刮刀图案辊图案辊染料槽染料槽染料溶液染料溶液物理冲突实例物理冲突实例侦查机敌侦查机敌区飞行区飞行侦察机应飞行的很快，以便尽快离开被侦察侦察机应飞行的很快，以便尽快离开被侦察的地区；但在被侦察的地区上空又应飞行的的地区；
9、但在被侦察的地区上空又应飞行的很慢，以便多收集数据。很慢，以便多收集数据。飞机机翼飞机机翼面积面积飞机的机翼应有大的面积以便起飞与降落，飞机的机翼应有大的面积以便起飞与降落，但又要较小以便高速飞行。但又要较小以便高速飞行。汽车安全汽车安全气囊系统气囊系统安全气囊应该安装以保护司机与乘客，但又安全气囊应该安装以保护司机与乘客，但又不应该安装，目前的设计有时不能保护身材不应该安装，目前的设计有时不能保护身材矮的司机及乘客。矮的司机及乘客。技术冲突与物理冲突的关系技术冲突与物理冲突的关系技术冲突技术冲突总是涉及到两个基本参数总是涉及到两个基本参数A A与与B B，当，当A A得到改得到改善时，善时，
10、B B变得更差。变得更差。物理冲突物理冲突仅涉及系统中的一个子系统或部件，而对该仅涉及系统中的一个子系统或部件，而对该子系统或部件提出了相反的要求。子系统或部件提出了相反的要求。相对于技术冲突，物理冲突是尖锐的冲突，往往技术冲突的存在相对于技术冲突，物理冲突是尖锐的冲突，往往技术冲突的存在隐含物理冲突的存在。隐含物理冲突的存在。技术冲突技术冲突物理冲突物理冲突控制着技术冲突的两个基本控制着技术冲突的两个基本参数参数A A与与B B的参数或物体。的参数或物体。冲突实例冲突实例金属表面金属表面化学镀层化学镀层金属制品放置于充满金属盐溶液的池子中，溶液中金属制品放置于充满金属盐溶液的池子中，溶液中含
11、有镍、钴等金属元素，在化学反应过程中，溶液含有镍、钴等金属元素，在化学反应过程中，溶液中的金属元素凝结到金属制品表面形成镀层。温度中的金属元素凝结到金属制品表面形成镀层。温度越高，镀层形成的速度越快，但温度高有用元素沉越高，镀层形成的速度越快，但温度高有用元素沉淀到池子底部与池壁的速度也越快。温度底又大大淀到池子底部与池壁的速度也越快。温度底又大大降低生产率。降低生产率。技术冲突技术冲突加热溶液使生产率（加热溶液使生产率（A A）提高，但材料浪费（）提高，但材料浪费（B B）增加。）增加。物理冲突物理冲突选温度作为另一参数（选温度作为另一参数（C C），溶液温度（），溶液温度（C C）增加，生
12、产）增加，生产率（率（A A）提高，材料浪费（）提高，材料浪费（B B）增加；生产率（）增加；生产率（A A）降低，）降低，材料（材料（B B）浪费减少；溶液温度即应该高，以提高生产）浪费减少；溶液温度即应该高，以提高生产率，又应该低，以减少材料消耗。率，又应该低，以减少材料消耗。冲突问题冲突问题对问题对问题线性问题线性问题网络问题网络问题星型问题星型问题点问题点问题冲冲突突表表现现形形式式A AB BA AB BA AB BA导致导致BA需求需求BA消除消除B基本符号基本符号问题结构问题结构点问题点问题在一个子系统内部包含一个物理冲突为点问在一个子系统内部包含一个物理冲突为点问题。物理冲突是
13、隐含的，但通常是导致问题题。物理冲突是隐含的，但通常是导致问题的根本原因。的根本原因。如在一个子系统中如在一个子系统中希望增加一种有用希望增加一种有用功能功能UFUF，但导致一，但导致一种有害功能种有害功能HFHF就构就构成一点问题。成一点问题。子系统子系统UFHF点问题点问题 问题结构问题结构对问题对问题在被两个子系统实现的功能之间存在一个技在被两个子系统实现的功能之间存在一个技术冲突为对问题。术冲突为对问题。UFn 导致或需导致或需求求HFk (kn,k与与n为不同的为不同的子系统序号子系统序号)子系统子系统 nUFn子系统子系统 kHFk对问题对问题 问题结构问题结构线性问题线性问题在多
14、于两个子系统之间，存在在多于两个子系统之间，存在“链链”式关系式关系的技术或物理冲突为线性问题。的技术或物理冲突为线性问题。UF n+1 需求需求UFn,UFn需求需求UFn-1。子系统子系统n+1Ufn+1子系统子系统nUFn子系统子系统n-1Ufn-1线性问题线性问题 问题结构问题结构网络问题网络问题多个具有相互关系的技术或物理冲突，形成多个具有相互关系的技术或物理冲突，形成一冲突环。一冲突环。UFn UFn 导致导致 HFk HFk，HFk HFk 导致导致 UFl UFl，UFl UFl 导致导致 UFr,UFr,UFr UFr 需求需求 UFn UFn (nklr)(nklr)子系统
15、子系统 nUFn 子系统子系统 kHFk 子系统子系统 UFl l 子系统子系统 r UFr 网络问题网络问题 问题结构问题结构星型问题星型问题当一个子系统的某一功能改善后，另几个子当一个子系统的某一功能改善后，另几个子系统的功能均变差。系统的功能均变差。UFnUFn导致导致HFkHFk及及HFpHFp，UFnUFn又需求又需求UFqUFq，UFn UFn 消除消除 UFm(nkplUFm(nkplm)m)子系统子系统 k HFk 子系统子系统 p HFp 子系统子系统 nUFn 子系统子系统 mUFm 子系统子系统 q UFq TRIZTRIZ理论理论冲突冲突3939个通用工程参数个通用工程
16、参数冲突描述冲突描述实际应用中，首先要把组成冲突的双方内部实际应用中，首先要把组成冲突的双方内部性能用该性能用该3939个工程参数中的个工程参数中的2 2个来表示。目的个来表示。目的是把实际工程设计中的冲突转化为一般的或是把实际工程设计中的冲突转化为一般的或标准的技术冲突。标准的技术冲突。3939个工程参数个工程参数在重力场中运动物体的重量。在重力场中运动物体的重量。运动物体的重量运动物体的重量在重力场中静止物体的重量。在重力场中静止物体的重量。静止物体的重量静止物体的重量运动物体的任意线性尺寸，不运动物体的任意线性尺寸，不一定是最长的，都认为是其长一定是最长的，都认为是其长度。度。运动物体的
17、长度运动物体的长度3939个工程参数个工程参数静止物体的任意线性尺寸，不静止物体的任意线性尺寸，不一定是最长的，都认为是其长一定是最长的，都认为是其长度。度。静止物体的长度静止物体的长度运动物体内部或外部所具有的运动物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积。表面或部分表面的面积。运动物体的面积运动物体的面积静止物体内部或外部所具有的静止物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积。表面或部分表面的面积。静止物体的面积静止物体的面积3939个工程参数个工程参数运动物体所占有的空间体积。运动物体所占有的空间体积。运动物体的体积运动物体的体积静止物体所占有的空间体积。静止物体所占有的空间体积。静止物
18、体的体积静止物体的体积物体的运动速度，过程或活动物体的运动速度，过程或活动与时间之比。与时间之比。速度速度3939个工程参数个工程参数力是两个系统之间的相互作用。力是两个系统之间的相互作用。对于牛顿力学，力等于质量与加对于牛顿力学，力等于质量与加速度之积，在速度之积，在TRIZTRIZ中力是试图改中力是试图改变物体状态的任何作用。变物体状态的任何作用。力力单位面积上的力。单位面积上的力。应力或压力应力或压力物体外部轮廓，或系统外貌。物体外部轮廓，或系统外貌。形状形状3939个工程参数个工程参数系统的完整性，系统组成部分系统的完整性，系统组成部分之间的关系。磨损、化学分解、之间的关系。磨损、化学
19、分解、拆卸都降低稳定性。拆卸都降低稳定性。结构的稳定性结构的稳定性强度是指物体抵抗外力作用使强度是指物体抵抗外力作用使之变化的能力。之变化的能力。强度强度物体完成规定动作的时间、服物体完成规定动作的时间、服务期。两次误动作之间的时间务期。两次误动作之间的时间也是作用时间的一种度量。也是作用时间的一种度量。运动物体作用时间运动物体作用时间3939个工程参数个工程参数物体完成规定动作的时间、服物体完成规定动作的时间、服务期。两次误动作之间的时间务期。两次误动作之间的时间也是作用时间的一种度量。也是作用时间的一种度量。静止物体作用时间静止物体作用时间运动物体或系统所处的热状态，运动物体或系统所处的热
20、状态，包括其它热参数。包括其它热参数。温度温度静止单位面积上的光通量，系静止单位面积上的光通量，系统的光照特性。统的光照特性。光照强度光照强度3939个工程参数个工程参数能量是物体做功的一种度量。能量是物体做功的一种度量。在经典力学中，能量等于力与在经典力学中，能量等于力与距离的乘积。距离的乘积。运动物体的能量运动物体的能量能量是物体做功的一种度量。能量是物体做功的一种度量。在经典力学中，能量等于力与在经典力学中，能量等于力与距离的乘积。距离的乘积。静止物体的能量静止物体的能量单位时间内所作的功。利用能单位时间内所作的功。利用能量的速度。量的速度。功率功率3939个工程参数个工程参数作无用功的
21、能量。为了减少能作无用功的能量。为了减少能量损失，需要不同的技术来改量损失，需要不同的技术来改善能量的利用。善能量的利用。能量损失能量损失部分或全部、永久或临时的材部分或全部、永久或临时的材料、部件或子系统等物质的损料、部件或子系统等物质的损失。失。物质损失物质损失部分或全部、永久或临时的数部分或全部、永久或临时的数据损失。据损失。信息损失信息损失3939个工程参数个工程参数时间是指一项活动所延续的间时间是指一项活动所延续的间隔。改进时间的损失指减少一隔。改进时间的损失指减少一项活动所花费的时间。项活动所花费的时间。时间损失时间损失材料、部件、子系统等的数量，材料、部件、子系统等的数量，他们可
22、以被部分或全部、临时他们可以被部分或全部、临时或永久的被改变。或永久的被改变。物质或事物的数量物质或事物的数量系统在规定的方法及状态下完系统在规定的方法及状态下完成规定功能的能力。成规定功能的能力。可靠性可靠性3939个工程参数个工程参数系统特征的实测值与实际值之系统特征的实测值与实际值之间的误差。减少误差将提高测间的误差。减少误差将提高测试精度。试精度。测试精度测试精度系统或物体的实际性能与所须系统或物体的实际性能与所须性能之间的误差。性能之间的误差。制造精度制造精度物体对受外部或环境中的有害物体对受外部或环境中的有害因素作用的敏感程度。因素作用的敏感程度。物体外部有害因物体外部有害因素作用
23、的敏感性素作用的敏感性3939个工程参数个工程参数有害因素将降低物体或系统的有害因素将降低物体或系统的效率、或完成功能的质量。这效率、或完成功能的质量。这些有害因素是由物体或系统操些有害因素是由物体或系统操作的一部分而产生的。作的一部分而产生的。物体产生的有害物体产生的有害因素因素物体或系统制造过程中简单、物体或系统制造过程中简单、方便的程度。方便的程度。可制造性可制造性要完成的操作应需要较少的操要完成的操作应需要较少的操作者、较少的步骤、使用尽可作者、较少的步骤、使用尽可能简单的工具，一个操作的产能简单的工具，一个操作的产出要尽可能多。出要尽可能多。可操作性可操作性3939个工程参数个工程参
24、数对于系统可能出现失误所进行对于系统可能出现失误所进行的维修要时间短、方便、简单。的维修要时间短、方便、简单。可维修性可维修性物体或系统响应外部变化等能物体或系统响应外部变化等能力，或应用于不同条件下等能力，或应用于不同条件下等能力。力。适应性及多用性适应性及多用性系统中元件数目及多样性，若系统中元件数目及多样性，若用户也是系统中的元素将增加用户也是系统中的元素将增加系统复杂性。掌握系统的难易系统复杂性。掌握系统的难易程度是其复杂性的一种度量。程度是其复杂性的一种度量。装置的复杂性装置的复杂性3939个工程参数个工程参数若一个系统复杂、成本高、需若一个系统复杂、成本高、需要较长的时间建造及使用
25、，或要较长的时间建造及使用，或部件与部件之间关系复杂，都部件与部件之间关系复杂，都使得系统的监控与测试困难。使得系统的监控与测试困难。测试精度高，增加了测试的成测试精度高，增加了测试的成本也是测试困难的一种标志。本也是测试困难的一种标志。监控与测试的监控与测试的困难程度困难程度3939个工程参数个工程参数是指单位时间内所完成的功能是指单位时间内所完成的功能或操作数。或操作数。生产率生产率指系统或物体在无人操作的情指系统或物体在无人操作的情况下完成任务的能力。自动化况下完成任务的能力。自动化程度的最低级别是完全人工操程度的最低级别是完全人工操作。最高级别是机器能自动感作。最高级别是机器能自动感知
26、所须的操作、自动编程、对知所须的操作、自动编程、对操作自动监控。中等级别的需操作自动监控。中等级别的需要人工编程、人工观察正在进要人工编程、人工观察正在进行的操作、改变正在进行的操行的操作、改变正在进行的操作、重新编程。作、重新编程。自动化程度自动化程度3939个工程参数个工程参数几何几何资源资源害处害处物理物理能力能力操控操控7 7项项7 7项项2 2项项8 8项项9 9项项6 6项项工程参数工程参数通用物理及几何参数通用物理及几何参数通用技术负向参数通用技术负向参数通用物理正向参数通用物理正向参数1-12，17-18，2115-16，19-20，22-26，30-3113-14，27-29
27、，32-393939个工程参数个工程参数负向参数指这些参数负向参数指这些参数变大时，使系统或子变大时，使系统或子系统的性能变差。系统的性能变差。正向参数指这些参数正向参数指这些参数变大时，使系统或子变大时，使系统或子系统的性能变好。系统的性能变好。法兰连接法兰连接应用实例应用实例为了机器或设备维护，法兰连接处常常还为了机器或设备维护，法兰连接处常常还要被拆开；有些连接处还要承受高温、高要被拆开；有些连接处还要承受高温、高压，但要求密封良好。有的重要法兰需要压，但要求密封良好。有的重要法兰需要很多个螺栓连接，如一些汽轮透平机械的很多个螺栓连接，如一些汽轮透平机械的法兰需要法兰需要100100多个
28、螺栓为了满足密封良好多个螺栓为了满足密封良好的要求，设计过程中要采用较多的螺栓。的要求，设计过程中要采用较多的螺栓。但为了减少重量，或减少安装时间、或维但为了减少重量，或减少安装时间、或维修时减少拆卸的时间，螺栓越少越好。修时减少拆卸的时间，螺栓越少越好。技术冲突技术冲突如果密封性良好，则操作时间变长且结构的重量增加如果密封性良好，则操作时间变长且结构的重量增加如果重量轻，则密封性变差如果重量轻，则密封性变差如果操作时间短，则密封变差如果操作时间短，则密封变差静止物体的重量静止物体的重量可操作性可操作性装置的复杂性装置的复杂性应用实例应用实例改进特性改进特性结构稳定性结构稳定性可靠性可靠性降低
29、特性降低特性物质物质-场分析基本符号场分析基本符号TRIZTRIZ功能定律功能定律功能功能物质物质1 1物质物质2 2场场物质可以是任何东西，太阳、地球、轮船、物质可以是任何东西，太阳、地球、轮船、飞机、水、飞机、水、X射线、分子等。射线、分子等。能量的统称，如核能、电能、磁能、机械能量的统称，如核能、电能、磁能、机械能、热能等。能、热能等。物质物质场场物质物质-场分析基本符号场分析基本符号FS1S2功能的基本图形表示功能的基本图形表示 图中图中F为场、为场、S1及及S2均为物质，均为物质，其意义为：场其意义为：场F通过物质通过物质S2作用作用于物质于物质S1并改变并改变S1，它使，它使S1与
30、与S2相互作用。功能表示系统的相互作用。功能表示系统的输入和输出之间，以完成任务为输入和输出之间，以完成任务为目的的总的相互关系。目的的总的相互关系。一个待设计的系统可能有多个功能，在一个功能中作为被动元件的一个待设计的系统可能有多个功能，在一个功能中作为被动元件的S1可能是另一功能中的主动元件可能是另一功能中的主动元件S2。这些功能的总体构成了待设。这些功能的总体构成了待设计系统的总功能。计系统的总功能。用图形表示待设计系统用图形表示待设计系统 用图形表示待设计系统用图形表示待设计系统是物质是物质场分析的基础场分析的基础标准作用标准作用不足作用不足作用过剩作用过剩作用有害作用有害作用改变了的
31、模型改变了的模型F:Me-机械机械,Th-热热,Ch-化学化学,E-电电,M-磁磁,G-重力重力U：有用效应；：有用效应；H：有害效应；：有害效应；S1：物质或元件，系统作用的接受者；：物质或元件，系统作用的接受者；S2：物质或元件，使场作用于：物质或元件，使场作用于S1的动作发出者；的动作发出者；S3:新物质。新物质。用图形表示待设计系统用图形表示待设计系统 功能分类及技术冲突模型功能分类及技术冲突模型三个元件都存在且都有效，是设计者追求的效应。三个元件都存在且都有效，是设计者追求的效应。其模型由图（其模型由图（a）表示。）表示。不完整功能不完整功能非有效完整功能非有效完整功能过剩完整功能过
32、剩完整功能有害功能有害功能有效完整功能有效完整功能组成功能的三元件部分元件不存在，需要增加元组成功能的三元件部分元件不存在，需要增加元件来实现有效完整功能，或用一种新功能代替。件来实现有效完整功能，或用一种新功能代替。功能中的三元件都存在，但设计所追求的作用未功能中的三元件都存在，但设计所追求的作用未完全实现。需要改进以达到要求。如图（完全实现。需要改进以达到要求。如图（b）。）。功能中的三元件都存在，但设计者所追求的作用功能中的三元件都存在，但设计者所追求的作用已超过。需要改进以达到要求。如（已超过。需要改进以达到要求。如（c）所示。）所示。三元件都存在，但产生与设计者所追求的结果相三元件都
33、存在，但产生与设计者所追求的结果相冲突。冲突。创新过程要消除有害功能。如（创新过程要消除有害功能。如（d）示。）示。功能分类及技术冲突模型功能分类及技术冲突模型冲突冲突实例实例一个产品或系统往往是多个功能的实现。如果用一个产品或系统往往是多个功能的实现。如果用上图所示的符号系统来表示这些功能时，图（上图所示的符号系统来表示这些功能时，图（d）存在，则可判断系统或产品存在技术冲突。存在，则可判断系统或产品存在技术冲突。功能分类及技术冲突模型功能分类及技术冲突模型技术技术冲突冲突系统中同时存在有效完整功能及有害功能，如果要消除有害功能的副系统中同时存在有效完整功能及有害功能，如果要消除有害功能的副
34、面作用，则可能影响有效完整功能，因此，存在技术冲突。面作用，则可能影响有效完整功能，因此，存在技术冲突。系统中同时存在非有效完整功能及有害功能，如果改善非有效完整功系统中同时存在非有效完整功能及有害功能，如果改善非有效完整功能，则可能加剧有害功能的副面作用，因此，存在技术冲突。能，则可能加剧有害功能的副面作用，因此，存在技术冲突。工程实例工程实例在炼钢时，添加剂通过钢水搅拌器的入口进入到内部，通过旋转的在炼钢时，添加剂通过钢水搅拌器的入口进入到内部，通过旋转的叶片与钢水充分混合。叶片与钢水充分混合。钢水钢水添加剂添加剂叶片叶片混合器混合器S1：叶片：叶片S2：钢水：钢水FTh：钢水中的热能：钢
35、水中的热能 FTh S2S1QFDQFDQFD(Quality Function Deployment)即质量功能布置，在即质量功能布置，在6060年年代末由日本学者提出，是一种用户驱动的产品开发方法，即将得到代末由日本学者提出，是一种用户驱动的产品开发方法，即将得到的顾客需求转换成为产品特征、零部件特征、工艺特征、等技术需的顾客需求转换成为产品特征、零部件特征、工艺特征、等技术需求信息，使所设计和制造的产品能真正满足顾客需求。求信息，使所设计和制造的产品能真正满足顾客需求。QFD 通过质量屋通过质量屋（HOQ，House of Quality）建立用建立用户需求与设计要求之间的关户需求与设计
36、要求之间的关系。设计者根据这些需求明系。设计者根据这些需求明确设计要求，作为设计的出确设计要求，作为设计的出发点以缩短产品设计周期。发点以缩短产品设计周期。关于关于用户用户要求要求的竞的竞争能争能力评力评估估 敏感矩阵敏感矩阵互相关矩阵互相关矩阵技术措施技术措施用用户户需需求求关于技术措施的关于技术措施的 竞争能力评估竞争能力评估技术措施权重技术措施权重本本公公司司现现状状公公司司改改进进计计划划改改进进比比例例销销售售关关键键绝绝对对权权重重要要求求权权重重用用户户要要求求权权重重QFDQFD识别冲突识别冲突每一个每一个质量屋质量屋都有一敏感矩阵，如果该矩阵中的元素出现负相关，都有一敏感矩阵
37、，如果该矩阵中的元素出现负相关，就可能存在技术冲突或物理冲突。就可能存在技术冲突或物理冲突。质量屋质量屋工程实例工程实例加工中心专用夹具是某企业的主导产品之一，原设计中的夹紧及松加工中心专用夹具是某企业的主导产品之一，原设计中的夹紧及松开动作由操作者手工完成，用户提出需要一种快速夹紧装置。开动作由操作者手工完成，用户提出需要一种快速夹紧装置。用户需求与质量要素或称用户需求与质量要素或称设计参数之间的关系。经设计参数之间的关系。经功能分析，确定该复合机功能分析，确定该复合机构的各支持功能，并建立构的各支持功能，并建立第二张第二张HOQ表。表。工程实例工程实例按按TRIZ理论，该机构设理论，该机构
38、设计中出现了如下的一对计中出现了如下的一对物理冲突：机构既要在物理冲突：机构既要在长距离内作适应性调整，长距离内作适应性调整，以适应不同尺寸零件的以适应不同尺寸零件的要求，又要在短距离内要求，又要在短距离内调整，以适相同尺寸批调整，以适相同尺寸批量零件的高效加工要求。量零件的高效加工要求。公理设计介绍公理设计介绍用户域用户域功能域功能域结构域结构域设计问题设计问题工艺域工艺域产品设计过程就产品设计过程就是彼此相邻两个是彼此相邻两个域之间参数相互域之间参数相互转换的过程。转换的过程。相邻的两个设计域是紧密联系在一起的，两者的设计元素均有一定的映射相邻的两个设计域是紧密联系在一起的，两者的设计元素
39、均有一定的映射关系，每相邻的两个领域之间的关系可以表示成如下：左侧设计领域表示关系，每相邻的两个领域之间的关系可以表示成如下：左侧设计领域表示要完成的或是想要完成的工作，右侧设计领域表示实现要求的方法。要完成的或是想要完成的工作，右侧设计领域表示实现要求的方法。公理设计通过相邻的公理设计通过相邻的两个设计域之间进行两个设计域之间进行“之字形之字形”映射变换映射变换进行产品设计。进行产品设计。以功能域和结构域的变换为例，从功能要求出发划分成子功能要求，功能以功能域和结构域的变换为例，从功能要求出发划分成子功能要求，功能要求就可以分解并形成一个功能层次模型，相应的设计参数也可以划分为要求就可以分解
40、并形成一个功能层次模型，相应的设计参数也可以划分为不同的级别。不同的级别。冲突发现冲突发现如果如果A为上三角或下三角阵，设计为上三角或下三角阵，设计是可解耦的，按是可解耦的，按AD理论设计也是可理论设计也是可接受的。如果接受的。如果A为一般阵，说明功为一般阵，说明功能与物理参数之间存在耦合，不满能与物理参数之间存在耦合，不满足足AD中的独立公理，可能存在冲突，中的独立公理，可能存在冲突，通过进一步的分析确定是否存在冲通过进一步的分析确定是否存在冲突并解决冲突。突并解决冲突。公理设计的之字型分解过程及该过程分析是确定冲突的可用方法。该方法公理设计的之字型分解过程及该过程分析是确定冲突的可用方法。
41、该方法适用于新设计及已有产品的再设计。适用于新设计及已有产品的再设计。冲突发现冲突发现混水阀由冷水阀与热混水阀由冷水阀与热水阀组成，为了获得水阀组成，为了获得特定流量及特定温度特定流量及特定温度的热水，需要不断的的热水，需要不断的调节两阀。调节两阀。工程实例工程实例现应用第一公理建立其设计矩阵：现应用第一公理建立其设计矩阵：FR1FR1：调节流量：调节流量FR2FR2：调节温度：调节温度DP1DP1：热水阀：热水阀DP2DP2：冷水阀：冷水阀工程实例工程实例热水阀与混水阀输出的流量及热水的温度都有关系，冷水阀与混热水阀与混水阀输出的流量及热水的温度都有关系，冷水阀与混水阀的输出流量及温度也都有
42、关系。水阀的输出流量及温度也都有关系。2121DPDPXXXXFRFR工程实例工程实例耦合设计耦合设计设计冲突设计冲突调节冷水阀使输出流量增调节冷水阀使输出流量增加或降低时，输出水的温加或降低时，输出水的温度也增加或降低；调节热度也增加或降低；调节热水阀使输出水的温度增加水阀使输出水的温度增加或降低时，使流量也增加或降低时，使流量也增加或降低。或降低。混水阀的用户只能使冷、混水阀的用户只能使冷、热水阀处于能接受折衷位热水阀处于能接受折衷位置。置。2121DPDPXXXXFRFR工程实例工程实例 解决方案解决方案确定产品设计中冲突的三种方法：基于物质确定产品设计中冲突的三种方法：基于物质-场分析的方法、基场分析的方法、基于于QFDQFD的方法及基于的方法及基于ADAD的方法。的方法。第一种方法特别适用于已有产品冲突的确定，第二、三种方法既第一种方法特别适用于已有产品冲突的确定，第二、三种方法既使用于全新产品开发，也适用于已有产品的改进设计。使用于全新产品开发，也适用于已有产品的改进设计。总结总结概述概述冲突分类冲突分类冲突问题的结构冲突问题的结构技术冲突的一般化技术冲突的一般化基于物质基于物质场分析的冲突发现场分析的冲突发现基于质量功能配置基于质量功能配置（QFD）的冲突发现的冲突发现基于公理设计基于公理设计（AD）的冲突发现的冲突发现本节课程到此结束本节课程到此结束谢谢！谢谢！
