發(fā)明創(chuàng)新問題解題理論ppt課件

1、TRIZTeoriya Resheniya Izobretatelskikh ZadatchTheory of the Solution of Inventive Problems發(fā)明創(chuàng)新問題解題理論中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.TRIZ理論基礎(chǔ)衝突理論 (Contradiction )系統(tǒng)演化論 ( Evolution of System )理想性法則 ( Law of Ideality )中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授. TRIZ技法演化過程中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授. TRIZ 與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)戰(zhàn)略比較 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)戰(zhàn)略中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.問題分析1.功能分析 2.最後理想結(jié)果分析3.資源分析 4.確

2、立抵觸區(qū)選擇TRIZ工具發(fā)明原理工具系統(tǒng)演化預(yù)測工具效應(yīng)工具解答評估實(shí)施新問題衝突問題發(fā)生系統(tǒng)須要改善知作什麼不知如進(jìn)行TRIZ解題流程圖中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.Altshuller技術(shù)系統(tǒng)衝突之類型 技術(shù)衝突 (Technical contradictions )物理衝突 (Physical contradictions ) 中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.TRIZ-8種技術(shù)演化類型1添加理想性類型2演化階段類型3系統(tǒng)元件非平衡發(fā)展類型4添加動態(tài)與可控制性類型5添加複雜性再簡單化6部份耦合與非耦合類型7過渡至微觀水準(zhǔn)與利用場觀念8減少人之交互作用添加自動化中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.最後理想結(jié)果(

3、IFR)分析 一個(gè)設(shè)計(jì)或製程發(fā)展，從某一同始點(diǎn)向最後理想結(jié)果之演進(jìn)，普通稱為理想性理想性(I)利益( 本錢+損失 )中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.最後理想結(jié)果(IFR)四個(gè)特性1. 消除原系統(tǒng)缺點(diǎn)。2. 保管原系統(tǒng)之優(yōu)點(diǎn)。3. 不會使系統(tǒng)複雜化(利用免費(fèi)或可利用 資源) 。4. 不導(dǎo)入新的缺點(diǎn)。中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.技術(shù)系統(tǒng) 任何物品能執(zhí)行某種機(jī)能者，普通稱為 技術(shù)系統(tǒng)。任何技術(shù)系統(tǒng)能夠由一個(gè)或多個(gè)次系統(tǒng) 構(gòu)成。在TRIZ方法論中，最簡單的技術(shù)系統(tǒng)是 由兩元件所組成，而必須有一種能量從 一元件作用到那一元件。 中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.外在系統(tǒng)系統(tǒng)元件系統(tǒng)廢品有用功能有害功能功能模型分析符號中

4、州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.技術(shù)衝突 技術(shù)衝突代表一系統(tǒng)中兩個(gè)子系統(tǒng)間之衝突。 在某一子系統(tǒng)建立有利功能，引起另一子系統(tǒng)產(chǎn)生 有害功能。 在某一子系統(tǒng)消除有害功能，引起另一子系統(tǒng)有用 功能之損 壞。強(qiáng)化有用功能或減少有害功能，引起另一子系統(tǒng)或 全體系統(tǒng)產(chǎn)生無法接受之併發(fā)癥。 中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授. 圖解技術(shù)衝突中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.XYZXYZXY技術(shù)衝突數(shù)學(xué)方式型一型二型三(X Y Z 元件性能參數(shù))中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.技術(shù)衝突型態(tài)型一型二型三外殼開洞元件散熱效能元件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度液態(tài)膠有洞零件酸合金容器增進(jìn)降低接合堵塞裝載腐蝕中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.物理衝突 為某一目的，必須添加技術(shù)

5、系統(tǒng)某參數(shù)狀態(tài)如溫度，同時(shí)為某一目的，必須降低技術(shù)系統(tǒng)該參數(shù)狀態(tài)。溫度低溫度高？中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.解決物理衝突原則時(shí)間分離：NO.9,10,11,15,16,18,19,20,21,22,29.空間分離：NO.1,2,3,4,7,17,24,26,30.構(gòu)造分離(轉(zhuǎn)變至上位、次、對立系統(tǒng))：NO.5,22. 、NO.1,27、NO.25,6.改變物質(zhì)形態(tài)(相變化) ：NO.13,28,32,35,36,38,39.與相關(guān)TRIZ40發(fā)明原理中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.1.移動件分量 21.動力2.固定件分量 22.能源浪費(fèi)3.移動件長度 23.物質(zhì)浪費(fèi)4.固定件長度 24.資訊喪失5.移

6、動件面積 25.時(shí)間浪費(fèi)6.固定件面積 26.物料數(shù)量7.移動件體積 27.可靠度8.固定件體積 28.量測精確度9.速度 29.製造精確度10.力量 30.物體上有害要素11.張力,壓力 31.有害側(cè)效應(yīng)12.形狀 32.製造性13.物體穩(wěn)定性 33.運(yùn)用方便性14.強(qiáng)度 34.可修繕性15.移動物件耐久性 35.適合性16.固定物件耐久性 36.裝置複雜性17.溫度 37.控制複雜性18.亮度 38.自動化程度19.移動件耗費(fèi)能量 39.生產(chǎn)性20.固定件耗費(fèi)能量Altshuller衝突表39個(gè)工程參數(shù)中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.TRIZ40發(fā)明原理1. Segmentation分割2. T

7、aking out提鍊3. Local Quality部分品質(zhì)4. Asymmetry非對稱性5. Merging組合6. Universality普遍性7. Nested doll重疊放置8. Anti-weight配重9. Preliminary anti-action事先的平衡動作10. Preliminary action事先動作11. Beforehand cushioning進(jìn)一步緩衝12. Equi potentiality平衡潛能13. The other way around反置14. Spheroidality球體化15. Dynamics動態(tài)性16. Partial or

8、 excessive actions部份或過量作動17. Another dimension移至新的維度18. Mechanical vibration機(jī)械振動19. Periodic action週期性動作20. Continuity of useful action利用動作連續(xù)性21. Skipping急衝22. Blessing in disguise轉(zhuǎn)變害處為利處23. Feedback回饋24. Intermediary調(diào)節(jié)器25. Self-service自我服務(wù)26. Copying複製27. Cheap short-living以廉價(jià)物體取代28. Mechanics subs

9、titution置換機(jī)械系統(tǒng)29. Pneumatics and hydraulics氣壓或液壓構(gòu)造30. Flexible shells and thin films可撓性薄板或薄膜31. Porous materials運(yùn)用多孔性資料32. Color changes改變顏色33. Homogeneity均質(zhì)性34. Discarding and recovering去除且重新產(chǎn)生零件35. Parameter changes轉(zhuǎn)換物體之物理、化學(xué)狀態(tài)36. Phase transitions相變化37. Thermal expansion熱膨脹38. Strong oxidants運(yùn)用強(qiáng)氧

10、化劑39. Inert atmosphere鈍氣環(huán)境40. Composite material複合資料中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.如何降低馬達(dá)轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)一臺旋轉(zhuǎn)式切削機(jī)器-需具備低轉(zhuǎn)速(100rpm)與高動力以取代普通高轉(zhuǎn)速3600rpm之AC馬達(dá)利用齒輪箱或傳動系統(tǒng)齒輪箱以適當(dāng)之尺寸、分量、轉(zhuǎn)速、扭力等加以設(shè)計(jì)以符合切削加工之需求標(biāo)準(zhǔn)問題標(biāo)準(zhǔn)解答我的問題我的解答TRIZ解題方式中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.步 驟 名 稱 內(nèi) 容 說 明 步 驟 名 稱 內(nèi) 容 說 明 步驟一：確認(rèn)並說明問題 操作環(huán)境資源需求主要有利功能相關(guān)有害效應(yīng)理想結(jié)果步驟五：確認(rèn)與提出所有可能解題概念利用發(fā)明原則提出解題概念

11、步驟二：擬定問題 找出技術(shù)性之衝突把多個(gè)無法解決技術(shù)性之衝突轉(zhuǎn)化為 物理性之衝突輸入：以功能方式描述相關(guān)之有利或 有害之功能及兩者關(guān)係輸出：問題之?dāng)⑹?步驟六：評估解題概念 擬定標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)理想解題概念步驟三： 問題敘述之分類 問題敘述將以下列三種方式分類：解決問題之重要性改善系統(tǒng)之重要性問題太一般化而不被考慮 步驟七：實(shí)施理想解題概念 工程計(jì)算工程設(shè)計(jì)原型製作系統(tǒng)、產(chǎn)品測試 步驟四： 確認(rèn)適當(dāng)發(fā)明原則 對每一問題敘述依技術(shù)衝突表確認(rèn)適當(dāng)發(fā)明原則TRIZ解題程序中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.發(fā)明等級區(qū)分中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.範(fàn)例:發(fā)明原理29-氣壓或液壓1.問題 惡化改善參數(shù)1 移動件重量參數(shù)5移

12、動件面積原理2:提煉原理17 :移至新維度原理29 :氣壓或液壓原理4 :非對稱目標(biāo):提升機(jī)翼升力方法:增加機(jī)翼面積新問題:機(jī)翼重量增加2.衝突表3.解答美國專利US04648571中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.美國專利US464857:TRANSVERSE THRUST LIFT AUGMENTATION SYSTEM中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.範(fàn)例：自行車座椅設(shè)計(jì)目標(biāo):舒適的座椅方法:增加座椅寬度新問題:腳踏動作不方便 惡化改善參數(shù)12座椅形狀參數(shù)4固定件長度原理13:反置使移動件固定固定件移動原理14 :球體化原理15 :動態(tài)性分割物體成可相對移動原理7 :重疊放置Figure : ABS S

13、ports Dual Action Seat 1.問題2.衝突表3.解答中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.A LARGE NUMBER OF BOLTS AND A SMALL NUMBER OF BOLTSOr:GOOD SEALING AND LOW WEIGHT Altshuller Contradiction Matrix:Things we are trying to improve: Weight of Stationary Object Ease of Operation Device Complexity Things which tend to get worse: Stabilit

14、y of Composition Reliability Inventive Principles: Another Dimension Taking Out Flexible Shells and Thin Films 範(fàn)例：渦輪機(jī)凸緣接合(1)中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.Inventive Principles: Another DimensionUS patent 5230540Typical flange cross-section範(fàn)例：渦輪機(jī)凸緣接合(2)中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.範(fàn)例:CNC刀把設(shè)計(jì)問題: 刀把剛性與定位精度衝突解決: 援用彈性鋼球中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.賽車重覆運(yùn)

15、用自鎖螺帽設(shè)計(jì)(1)輪圈之理想螺帽設(shè)計(jì)演進(jìn)圖理想化例子中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.典型自鎖螺帽設(shè)計(jì)5.Nylon inserts6.Non-round nuts7.Segmented nuts1.Wire locking2.Spring washer3.Double/jams nuts4.Solutions involving glueing賽車重覆運(yùn)用自鎖螺帽設(shè)計(jì)(2)中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授.Double-nut : one to lock the wheel, the other to lock the first nut. the double nut need to perform t

16、wo separate tightening operationsThe Inventive Principle Merging US patent 5,662,443one nut that thinks it is two賽車重覆運(yùn)用自鎖螺帽設(shè)計(jì)(3)中州技術(shù)學(xué)院 莊錦賜教授. An article engagable and retainable about a threaded shaft, which in one embodiment is a self locking nut a first end, an opposing second end, and a threaded

17、bore with an axial dimension for receiving the threaded shaft. A plurality of resilient posts extend along the body member and are inclined inwardly toward the bore axis to provide a prevailing torque on a threaded shaft disposed in the threaded bore. A pair of resilient arms with end portions exten

18、d from each resilient post. Each resilient arms is inclined toward the second end of the body member to provide a prevailing torque on the threaded shaft disposed in the threaded bore. The resilient posts and resilient arms contribute to retaining the body member about the threaded shaft. The lock nut has a relatively low first installation torque and a relatively consistent torque performance with reduced statistical spread over several nut installation and removal cycles, which meet an established torque specif