0439個工程參數(shù)及阿奇舒勒矛盾矩陣

1、物理矛盾TRIZ理論中，當系統(tǒng)要求一個參數(shù)向相反方向變化時， 就構(gòu)成了物理矛盾， 例如，系統(tǒng)要求溫度既要升高，也要降低；質(zhì)量既要增大，也要減?。豢p隙既要 窄，也要寬等。這種矛盾的說法看起來也許會覺得荒唐， 但事實上在多數(shù)工作中 都存在這樣的矛盾。例：現(xiàn)在手機制造要求整體體積設計得越小越好， 便于攜帶，同時又要求顯 示屏和鍵盤設計得越大越好，便于觀看和操作，所以對手機的體積設計要求具有 大、小兩個方面的趨勢，這就是手機設計的物理矛盾。常見的物理矛盾MlErK占小 型宙音七低肇勺覓J平爭絲耳葉槌車烏勻低五反冏習fl瑾3琨物理矛盾一般來說有2種表現(xiàn):一是系統(tǒng)中有害性能降低的同時導致該子系統(tǒng)中有用性能

2、的降低。二是系統(tǒng)中有用性能增強的同時導致該子系統(tǒng)中有害性能的增強。技術(shù)矛盾所謂的技術(shù)矛盾就是由系統(tǒng)中2個因素導致的，這2個參數(shù)相互促進、相互 制約。TRIZ將導致技術(shù)矛盾的因素總結(jié)成通用參數(shù)。TRIZ的發(fā)明者阿奇舒勒通過對大量發(fā)明專利的研究，總結(jié)出工程領域內(nèi)常用的表述系統(tǒng)性能的39個通用參數(shù)，通用參數(shù)一般是物理、幾何和技術(shù)性能的參數(shù)。盡管現(xiàn)在有很多對這些參 數(shù)的補充研究，并將個數(shù)提高到了 50多個，但在這里我們?nèi)匀恢唤榻B核心的這 39個參數(shù)。39個工程參數(shù)中常用到運動物體(Moving objects)與靜止物體(Stationary objects)2個術(shù)語，運動物體是指自身或借助于外力可在

3、一定的空間內(nèi)運動的物 體；靜止物體是指自身或借助于外力都不能使其在空間內(nèi)運動的物體。以下給出39個通用參數(shù)的含義：1）運動物體的重量是指在重力場中運動物體多受到的重力。如運動物體作用于其支撐或懸掛裝置上的力。（2）靜止物體的重量是指在重力場中靜止物體所受到的重力。如靜止物體 作用于其支撐或懸掛裝置上的力。（3）運動物體的長度是指運動物體的任意線性尺寸，不一定是最長的，都 認為是其長度。（4）靜止物體的長度是指靜止物體的任意線性尺寸，不一定是最長的，都 認為是其長度。（5）運動物體的面積是指運動物體內(nèi)部或外部所具有的表面或部分表面的 面積。（6）靜止物體的面積是指靜止物體內(nèi)部或外部所具有的表面或

4、部分表面的 面積。（7）運動物體的體積是指運動物體所占有的空間體積。（8）靜止物體的體積是指靜止物體所占有的空間體積。（9）速度是指物體的運動速度、過程或活動與時間之比。（10）力是指兩個系統(tǒng)之間的相互作用。 對于牛頓力學，力等于質(zhì)量與加速 度之積。在 TRIZ 中，力是試圖改變物體狀態(tài)的任何作用。（11）應力或壓力是指單位面積上的力。（12）形狀是指物體外部輪廓或系統(tǒng)的外貌。（13）結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)的完整性及系統(tǒng)組成部分之間的關(guān)系。磨損、 化學分解及拆卸都降低穩(wěn)定性。（14）強度是指物體抵抗外力作用使之變化的能力。（15）運動物體作用時間是指物體完成規(guī)定動作的時間、服務期。兩次誤動 作之

5、間的時間也是作用時間的一種度量。（16）靜止物體作用時間是指物體完成規(guī)定動作的時間、服務期。兩次誤動 作之間的時間也是作用時間的一種度量。（17）溫度是指物體或系統(tǒng)所處的熱狀態(tài)， 包括其他熱參數(shù)，如影響改變溫 度變化速度的熱容量。18）光照度是指單位面積上的光通量，系統(tǒng)的光照特性，如亮度、光線質(zhì)量。（19）運動物體的能量是指能量是物體做功的一種度量。在經(jīng)典力學中，能 量等于力與距離的乘積。能量也包括電能、熱能及核能等。（20）靜止物體的能量是指能量是物體做功的一種度量。在經(jīng)典力學中，能 量等于力與距離的乘積。能量也包括電能、熱能及核能等。（21）功率是指單位時間內(nèi)所做的功，即利用能量的速度。（

6、22）能量損失是指為了減少能量損失， 需要不同的技術(shù)來改善能量的利用。（23）物質(zhì)損失是指部分或全部、 永久或臨時的材料、部件或子系統(tǒng)等物質(zhì) 的損失。（24）信息損失是指部分或全部、永久或臨時的數(shù)據(jù)損失。（25）時間損失是指一項活動所延續(xù)的時間間隔。 改進時間的損失指減少一 項活動所花費的時間。（26）物質(zhì)或事物的數(shù)量是指材料、 部件及子系統(tǒng)等的數(shù)量，它們可以被部 分或全部、臨時或永久地改變。（27）可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定的方法及狀態(tài)下完成規(guī)定功能的能力。（28）測試精度是指系統(tǒng)特征的實測值與實際值之間的誤差。 減少誤差將提 高測試精度。（29）制造精度是指系統(tǒng)或物體的實際性能與所需性能之間的誤

7、差。（30）物體外部有害因素作用的敏感性是指物體對受外部或環(huán)境中的有害因 素作用的敏感程度。（31）物體產(chǎn)生的有害因素是指有害因素將降低物體或系統(tǒng)的效率， 或完成 功能的質(zhì)量。這些有害因素是由物體或系統(tǒng)操作的一部分而產(chǎn)生的。（32）可制造性是指物體或系統(tǒng)制造過程中簡單、方便的程度。（33）可操作性是指要完成的操作應需要較少的操作者、 較少的步驟以及使 用盡可能簡單的工具。一個操作的產(chǎn)出要盡可能多。（34）可維修性是指對于系統(tǒng)可能出現(xiàn)失誤所進行的維修要時間短、 方便和 簡單。（35）適應性及多用性是指物體或系統(tǒng)響應外部變化的能力， 或應用于不同 條件下的能力。（36）裝置的復雜性是指系統(tǒng)中元件數(shù)

8、目及多樣性， 如果用戶也是系統(tǒng)中的 元素將增加系統(tǒng)的復雜性。掌握系統(tǒng)的難易程度是其復雜性的一種度量。（37）監(jiān)控與測試的困難程度是指如果一個系統(tǒng)復雜、成本高、需要較長的 時間建造及使用，或部件與部件之間關(guān)系復雜，都使得系統(tǒng)的監(jiān)控與測試困難。 測試精度高，增加了測試的成本也是測試困難的一種標志。（38）自動化程度是指自動化程度是指系統(tǒng)或物體在無人操作的情況下完成 任務的能力。 自動化程度的最低級別是完全人工操作。 最高級別是機器能自動感 知所需的操作、 自動編程和對操作自動監(jiān)控。 中等級別的需要人工編程、 人工觀 察正在進行的操作、改變正在進行的操作及重新編程。（39）生產(chǎn)率是指單位時間內(nèi)所完成

9、的功能或操作數(shù)。在對專利研究中，阿奇舒勒發(fā)現(xiàn)，僅有 39 項工程參數(shù)在彼此相對改善和惡 化，而這些專利都是在不同的領域上解決這些工程參數(shù)的沖突與矛盾。 這些矛盾 不斷地出現(xiàn)，又不斷地被解決。由此他總結(jié)出了解決沖突和矛盾的40 個創(chuàng)新原理。之后，將這些沖突與沖突解決原理組成一個山 39 個改善參數(shù)與 39個惡化參 數(shù)構(gòu)成的矩陣， 矩陣的橫軸表示希望得到改善的參數(shù)， 縱軸表示某技術(shù)特性改善 引起惡化的參數(shù)，橫縱軸各參數(shù)交叉處的數(shù)字表示用來解決系統(tǒng)矛盾時所使用創(chuàng) 新原理的編號。 這就是， 著名的技術(shù)矛盾矩陣。 阿奇舒勒矛盾矩陣為問題解決者 提供了一個可以根據(jù)系統(tǒng)中產(chǎn)生矛盾的兩個工程參數(shù)， 從矩陣表中

10、直接查找化解 該矛盾的發(fā)明原理來解決問題。1. 運動物體的重量 ,2. 靜止物體的重量 ,3. 運動物體的長度 ,4. 靜止物體的長 度 ,5. 運動物體的面積 ,6. 靜止物體的面積 ,7. 運動物體的體積 ,8. 靜止物體的體 積,9. 速度,10. 力,11. 應力或壓力 ,12. 形狀 ,13. 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 ,14. 強度,15. 運 動物體的作用時間 ,16. 靜止物體的作用時間 ,17. 溫度 ,18. 亮度 ,19. 運動物體 的能量,20. 靜止物體的能量 ,21. 動力或者功率 ,22. 能源損失,23. 物質(zhì)損失 ,24. 信息喪失,25.時間損失,26. 物料數(shù)量,27

11、. 可靠度,28.量測精確度,29. 制造精確 度,30. 物體外部有害因素 ,31.物體內(nèi)部有害因素 ,32. 可制造性,33. 可操作性,34. 可維修性 ,35. 適合性或多用性 ,36. 裝置的復雜性 ,37. 監(jiān)控與測試的困難 ,38. 自 動化程度 ,39. 生產(chǎn)率。為了應用方便，上述 39個通用工程參數(shù)可分為如下 3 類：物理及幾何參數(shù)：(1)(12),( 17)(18),( 21)條。技術(shù)負向參數(shù)：(15)(16) , (19)(20) , (22)(26) , (30) (31)條。技術(shù)正向參數(shù)：( 13)( 14)，( 27)( 29)，( 32)( 39)條。負向參數(shù)(

12、Negative parameters )指這些參數(shù)變大時，使系統(tǒng)或子系統(tǒng)的 性能變差。如子系統(tǒng)為完成特定的功能所消耗的能量(第19，20 條)越大，則設計越不合理。正向參數(shù)( Positive parameters )指這些參數(shù)變大時，使系統(tǒng)或子系統(tǒng)的 性能變好。如子系統(tǒng)可制造性(第 32 條)指標越高，子系統(tǒng)制造成本就越低。應用矛盾矩陣解決工程矛盾時，建議使用以下 16個步驟來進行。當然這也 只是建議，具體應用時可以增加或者跳躍。( 1 )確定技術(shù)系統(tǒng)的名稱。( 2)確定技術(shù)系統(tǒng)的主要功能。( 3)對技術(shù)系統(tǒng)進行詳細的分解。劃分系統(tǒng)的級別，列出超系統(tǒng)、系統(tǒng)、 子系統(tǒng)各基本的零部件，各種輔助

13、功能。( 4)對技術(shù)系統(tǒng)、關(guān)鍵子系統(tǒng)、零部件之間的相互依賴關(guān)系和作用進行描 述。( 5)定位問題所在的系統(tǒng)和子系統(tǒng)，對問題進行準確的描述。避免對整個 產(chǎn)品或系統(tǒng)籠統(tǒng)的描述，以具體到零部件為佳，建議使用“主語+謂語 +賓語”的工程描述方式，定語修飾詞盡可能少。( 6)確定技術(shù)系統(tǒng)應改善的特性。( 7)確定并篩選待設計系統(tǒng)被惡化的特性。 因為，提升欲改善的特性的同時，必然會帶來其他一個或者多個特性的惡 化，對應篩選并確定這些惡化的特性。 因為惡化參數(shù)屬于尚未發(fā)生的， 所以確定 起來需要“大膽設想，小心求證”。( 8)將以上 2 步所確定的參數(shù)，對應附表所列的 39 個通用工程參數(shù)進行 重新描述。工程參數(shù)的定義描述是一項難度頗大的工作，不僅需要對 39 個工程 參數(shù)的充分理解，更需要豐富的專業(yè)技術(shù)知識。（9）對工程參數(shù)的矛盾進行描述。欲改善的工程參數(shù)與隨之被惡化的工程 參數(shù)之間存在的就是矛盾。（10）對矛盾進行反向描述。假如降低一個被惡化的參數(shù)的程度，欲改善 的參數(shù)將被削弱，或另一個惡化的參數(shù)被改善。（11）查找阿奇舒勒矛盾