1、TRIZ-冲突问题解决方法Teoriya Resheniya Izobretatelskikh ZadatchTRIZ的起源TRIZ 理論是由俄國人Genrich Altshuller在1940年代所創。他翻阅世界各種專利達四十萬則，而發現這些發明之後的規律爱迪生爱迪生实验发明灯泡用了实验发明灯泡用了16001600多种金属材料多种金属材料和和60006000多种非金属材料。碱性电池的发明经多种非金属材料。碱性电池的发明经历了历了5000050000多次失败。这一方面反映了爱迪多次失败。这一方面反映了爱迪生的勤奋和努力、另一方面也说明传统思维生的勤奋和努力、另一方面也说明传统思维方式方式试错法
2、的效率低下。试错法的效率低下。TRIZTRIZ理论方法理论方法就是一种将发明从就是一种将发明从“困难的困难的”任任务务转变为转变为“简单的简单的”任务任务的方法，例如：通过的方法，例如：通过大幅大幅度减少探索范围度减少探索范围来达到又好、又快、又省的发明目来达到又好、又快、又省的发明目的。的。矛盾（冲突）矛盾（冲突）普遍存在于各种产品的设计之中。按传统设计中的折衷法，冲突并没有彻底解决，而是在冲突双方取得折衷方案，或称降低冲突的程度。TRIZ理论认为，产品创新的标志是解决或移走设计中的冲突，而产生新的有竞争力的解。设计人员在设计过程中不断的发现并解决冲突是推动产品进化的动力。创新设计要做的工作
3、就是解决改进设计过程中的各种矛盾，将主要工作聚焦于“矛盾”这一焦点上。TRIZ理论对矛盾的分类树理论对矛盾的分类树 自然定律矛盾自然定律矛盾 矛盾矛盾工程矛盾工程矛盾社会矛盾社会矛盾 自然矛盾自然矛盾个性矛盾个性矛盾组织矛盾组织矛盾文化矛盾文化矛盾技术矛盾技术矛盾物理矛盾物理矛盾管理矛盾管理矛盾宇宙定律矛盾宇宙定律矛盾技术矛盾与物理矛盾技術矛盾技術矛盾技术矛盾是指一个作用同时产生有用及有害两种效应，也可指有用效应的引入或有害效应的消除导致一个或几个子系统变坏。技术矛盾常表现为一个系统中两个子系统之间的矛盾，而且总是涉及到两个基本参数：当其中一个得到改进时，另一个变得更差。三种表现：一个子系统中
4、引入一种有用性能后，导致另一个子系统产 生一种有害性能，或增强了已存在的有害性能；一种有害性能导致另一个子系统有用性能的变化；有用性能的增强或有害性能的降低使另一个子系统或系统变得更加复杂。例：動力對照耗油量、重量對照強度物理矛盾物理矛盾它是指为了实现某种功能，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。物理矛盾的核心是指对一个物体或系统中的一个子系统有相反的、矛盾的要求。两种表现：一个子系统中有害性能降低的同时导致该子系统中有用性能的降低；一个子系统中有用性能增强的同时导致该子系统中有害性能的增强。例：直尺，又要它長、又要它短技术矛盾与物理矛盾一般来说，相对于技术矛盾，物
5、理矛盾显得更加尖锐和明显，并且技术矛盾的存在往往隐含着物理矛盾的存在，有时物理矛盾的解决比技术矛盾的解决更容易。如果最终能够准确确定物理矛盾，那么该问题就能够较为容易地解决。在解决实际创新设计问题时，应当努力把问题中所面临的物理矛盾和技术矛盾分析清楚，然后运用相应的解决原理和方法，对症下药，一一解决，最终就能够获得问题的最优解。TRIZ的問題解決程序當拿到一個問題時，必須先判定這個問題的矛盾點是技術矛盾還是物理矛盾，如果此矛盾點是技術矛盾，則可以使用TRIZ中的矛盾矩陣來解決矛盾。從這些被建議的法則利用類比思考的方式可以提供解決矛盾的思考方向。如果在矛盾矩陣中的39個工程參數找不到適合的參數，
6、或在40個創新法則中找不到適合的法則，則必須把技術上的矛盾轉換成物理上的矛盾，再利用時間、空間或尺寸上的分離原理將物理上的矛盾分離，然後使用類比思考的方式求解。物理矛盾的解决物理矛盾的解决原理 物理矛盾的解决一直是TRIZ理论研究的重要内容。TRIZ理论的创始人G.S.Altshuller提出了包含有矛盾特性的空间分离、矛盾特性的时间分离、通过物理作用及化学反应使物质从一种状态过渡到另一种状态等11种解决原理。正确、科学地应用这些原理我们就可以逐步实现对物理矛盾的深入分析和标准化，最终实现物理矛盾的解决。下面介绍四种解决原理。空間分割局部最佳化分割整體為部份例：测量海底时，将声纳探测器与船体空
7、间分离，用以防止干扰，提高测试精度。時間分割不同的時間有不同的性質例题：打桩问题物理矛盾的解决例如十字路口交通问题。时间分割解决时间分割解决空间分割解决空间分割解决解决问题方案主要问题：交通安全事故物理矛盾的解决条件分离条件分离：将水射流条件分离，给予不同：将水射流条件分离，给予不同的射流速度和压力，即可获得的射流速度和压力，即可获得“软软”的或的或“硬硬”的不同用途的射流，用于洗澡按摩的不同用途的射流，用于洗澡按摩或用作加工手段或武器或用作加工手段或武器整体与局部分离整体与局部分离：采用柔性生产线，以满：采用柔性生产线，以满足大众化和个性化市场需求的不同要求足大众化和个性化市场需求的不同要求
8、技术矛盾的解决技术矛盾的解决原理 TRIZ理论总结了39个通用工程参数来描述矛盾。实际应用中，把构成矛盾的双方内部性能用这39个工程参数中的某两个来表示，即把实际工程设计中的技术矛盾转化为标准的技术矛盾，然后运用TRIZ理论中包含的分割、分离、等势性、维数变化、振动原理等40个发明创新原理。同样的，只要正确、科学地应用这些原理，我们就可以逐步实现对技术矛盾的深入分析和标准化，最终实现技术矛盾的解决。39個参数1 运动物体的重量11 应力与压力21 功率31 物体产生的有害因素2 静止物体的重量12 形状22 能量损失32 可制造性3 运动物体的长度13 结构的稳定性23 物质损失33 可操作性
9、4 静止物体的长度14 强度24 信息损失34 可维修性5 运动物体的面积15 运动物体耐用时间25 时间损失35 适应性及多用性6 静止物体的面积16 静止物体耐用时间26 物质或事物的数量36 装置的复杂性7 运动物体的面积17 温度27 可靠性37 监控的困难程度8 静止物体的面积18 亮度28 测试精度38 自动化程度9 速度19 运动物体的能量29 制造精度39 生产率10 力20 静止物体的能量30物体外部有害因素作用的敏感性4039个工程参数几何参数：长度、面积、体积、形状一般物理参数：重量、速度、力、应力/压强、温度、光照度系统参数：作用于物体的有害因素、物体产生的有害因素功率
10、参数；物体的能量消耗、功率技术参数：操作时间、可靠性、强度、适用性和通用性、可制造性/可操作性/可维护性、制造精度、设计复杂性、自动化程度、生产率、对象的稳定性与测量有关的参数：测量的必要性、测量精度损失参数：能量损失、物质损失、信息损失、时间损失4040个发明原理个发明原理 用有限的用有限的4040条原理来解决无限的发明问题。条原理来解决无限的发明问题。阿奇舒勒通过对阿奇舒勒通过对250250万份发明专利的研究发现，大约只有万份发明专利的研究发现，大约只有2020左左右的专利右的专利才称得上是真正的创新，其它才称得上是真正的创新，其它8080的专利的专利往往早已在其往往早已在其它的产业中出现
11、并被应用过它的产业中出现并被应用过 。阿奇舒勒坚信发明问题的原理是客观存在的，阿奇舒勒坚信发明问题的原理是客观存在的，设计者掌握这些原设计者掌握这些原理，就可以大大提高发明的效率、缩短发明的周期，而且能使发理，就可以大大提高发明的效率、缩短发明的周期，而且能使发明过程更具有可预见性。明过程更具有可预见性。为此，阿奇舒勒对大量的专利进行研究、为此，阿奇舒勒对大量的专利进行研究、分析、总结、提炼出了分析、总结、提炼出了TRIZTRIZ中最重要的、具有普遍用途的中最重要的、具有普遍用途的4040个发个发明原理。明原理。当前，当前，4040个发明原理已经从传统的工程领域扩展到微电子、生物个发明原理已经
12、从传统的工程领域扩展到微电子、生物医学、管理、文化、教育等社会的各个领域问题。医学、管理、文化、教育等社会的各个领域问题。4040个发明原理个发明原理的广泛应用，导致不计其数新的专利发明的产生。的广泛应用，导致不计其数新的专利发明的产生。4040个创新原理及个创新原理及使用率使用率排序排序编号及原理编号及原理使用率使用率编号及原理编号及原理使用率使用率编号及原理编号及原理使用率0101、分割原理、分割原理0202、抽取原理、抽取原理0303、局部特性原理、局部特性原理0404、不对称原理、不对称原理0505、组合原理、组合原理0606、多功能原理、多功能原理0707、嵌套原理、嵌套原理0808
13、、反重力原理、反重力原理0909、预先反作用原理、预先反作用原理1010、预先作用原理、预先作用原理1111、预置防范原理、预置防范原理1212、等势原理、等势原理1313、反向作用原理、反向作用原理1414、曲面化原理、曲面化原理1515、动态化原理、动态化原理、3 35122433203432392 22937102161616、不足或过度作用原理、不足或过度作用原理1717、多维化原理、多维化原理1818、振动原理、振动原理1919、周期性作用原理、周期性作用原理2020、有效连续作用原理、有效连续作用原理2121、急速作用原理、急速作用原理2222、变害为益原理、变害为益原理2323、
14、反馈原理、反馈原理2424、中介原理、中介原理2525、自服务原理、自服务原理2626、复制原理、复制原理2727、一次性用品替代原理、一次性用品替代原理2828、替代机械系统原理、替代机械系统原理2929、气压与液压结构原理、气压与液压结构原理3030、柔性壳体和薄膜结构、柔性壳体和薄膜结构1619874035223618281113414253131、多孔物质原理、多孔物质原理3232、改变颜色原理、改变颜色原理3333、同质原理、同质原理3434、自弃与再生原理、自弃与再生原理3535、状态和参数变化、状态和参数变化原理原理3636、相变原理、相变原理3737、热膨胀原理、热膨胀原理38
15、38、强氧化作用原理、强氧化作用原理3939、惰性介质原理、惰性介质原理4040、复合物质原理、复合物质原理30938151 12726312317矛盾矩阵表的组成阿奇舒勒将39个通用工程参数和40条发明原理有机地联系起来，建立起对应关系，整理成3939的矛盾矩阵表。矛盾矩阵的第1行、列为39个通用工程参数的编码，第2行、列分别为39个通用工程参数的名称。但是，纵行表示要改善的参数，横行表示会恶化的参数。3939个通用工程参数从行、列两个纬度构成矩阵的方格共1521个，（共有4269个解，平均每个方格有2.8个解）在其中1263个方格中，均列有几个数字，这几个数字就是由TRIZ推出的解决对应工
16、程矛盾的发明原理的编码。按照编码查“40条发明创造原理”表，即可得到该编码的实际含义。使用者根据系统中产生矛盾的2个通用工程参数，从矛盾矩阵表中直接查找出化解矛盾的发明原理，并使用这些原理来解决问题。矛盾矩阵表不希望的結果要改變的特性最常用的創新原則123217利用矛盾矩阵解决问题 问题：常规的扳手，为拧开生锈的螺母非问题：常规的扳手，为拧开生锈的螺母非常困难，还经常损坏螺母。常困难，还经常损坏螺母。普通扳手普通扳手解决这个问题有三个答案：解决这个问题有三个答案：1）提高制造精度，使扳手内侧）提高制造精度，使扳手内侧和螺母侧面较好吻合；和螺母侧面较好吻合；2）允许扳手的侧面做自我调整，）允许扳
17、手的侧面做自我调整，使其与螺母的侧面相符；使其与螺母的侧面相符；3）使用软一些材料做扳手，以）使用软一些材料做扳手，以使使 不损坏螺母。不损坏螺母。上述三个答案中的第一个是最上述三个答案中的第一个是最切实际的。但如果制造精度越切实际的。但如果制造精度越高，工艺性则越差。高，工艺性则越差。利用矛盾矩阵解决问题 根据前面的分析确根据前面的分析确定了它们之间相应定了它们之间相应的技术冲突：的技术冲突：试图改进的因素试图改进的因素参数参数No.31“物体产生物体产生的有害因素的有害因素”变坏的因素变坏的因素No.29“制造精度制造精度”把它们映射到通用工把它们映射到通用工程矩阵表上。程矩阵表上。390
18、4、1734、26制造制造精度精度2921物体产生物体产生有害因素有害因素39383121基本特性基本特性改进特性改进特性3904、1734、26制造制造精度精度2921物体产生物体产生有害因素有害因素39383121基本特性基本特性改进特性改进特性利用矛盾矩阵解决问题从矛盾矩阵表可得到从矛盾矩阵表可得到四组数四组数据据，再将这些数据，再将这些数据对照对照40条创造发明原理表，条创造发明原理表，即可得即可得到到4条推荐的发明原理：条推荐的发明原理：No.04 不对称、不对称、No.17 变变维、维、No.34 抛弃和再生、抛弃和再生、No.26 复制复制。对对No.04及及No.17 两条发明
19、原理进两条发明原理进行深入分析表明，如果扳手行深入分析表明，如果扳手工作面与螺母侧面能多点接工作面与螺母侧面能多点接触，而不只是棱角单点接触，触，而不只是棱角单点接触，问题就可以得到解决。该设问题就可以得到解决。该设计于计于1995年在美国获得了年在美国获得了专利。专利。美国专利扳手美国专利扳手案例一（练习）波音公司改进737设计时，需要将使用中的发动机加大功率.功率越大，发动机工作时需要的空气越多，发动机罩的直径随之增大，导致机罩离地面的距离减小，而距离的减小是不允许的，如图所示。上述的改进设计中己出现了一个技术冲突技术冲突，既希望发动机吸人更多的空气，但又不希望发动机罩与地面的距离减少。思考思考：如何利用冲突解决原理来分析与解决这个问题？案例二（作业）结合自己工作岗位，查找存在技术冲突或物理冲突的课题，利用冲突问题解决理论进行分析、解决。相关书籍和网站http:/www.triz-
