TRIZ資源分析課件(PPT 40頁)

1、TRIZ理論資源分析第1頁，共40頁。一、資源分析法概述 理想的系統(tǒng)需要資源，為了能夠達(dá)到目標(biāo)中的任何一個(gè)目標(biāo)，系統(tǒng)難免選擇出最有效的方法。必要的資源需要尋找或創(chuàng)造。在需要的時(shí)候，系統(tǒng)會有能力利用全部常識和周圍環(huán)境選擇正確的資源。 在發(fā)明創(chuàng)造設(shè)計(jì)過程中，可用系統(tǒng)資源起著重要作用，問題的解越接近理想解，系統(tǒng)資源就越重要。只有具備并使用資源才能解決所有問題。 實(shí)用技術(shù)資源是提高理想度最重要手段之一。第2頁，共40頁。TRIZ理論的問題分析工具問題分析工具功能分析資源分析矛盾分析物場模型第3頁，共40頁。資源分析TRIZ理論認(rèn)為：解決發(fā)明問題必須指明“給定的條件”和要求“應(yīng)得的結(jié)果”發(fā)明創(chuàng)造的過程就

2、是從分析發(fā)明情景開始，包括技術(shù)、生產(chǎn)、研究、生活、軍事等各種資源情景，對系統(tǒng)資源分析得越詳細(xì)，越深刻，就越能接近問題的理想解第4頁，共40頁。討論:舉例說明什么是資源？完成（任務(wù)/功能），用了（資源） 資源就是一切可被人類開發(fā)和利用的物質(zhì)、能量和信息的總稱。第5頁，共40頁。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要取決于勞力資源的占有和配置人類開發(fā)自然資源的能力很低工業(yè)經(jīng)濟(jì)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要取決于自然資源的占有和配置人類開發(fā)自然資源的能力不斷增強(qiáng)，大多數(shù)可認(rèn)識資源都成為短缺資源，于是制約了經(jīng)濟(jì)發(fā)展知識經(jīng)濟(jì)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要取決于智力資源的占有和配置人類認(rèn)識資源的能力、開發(fā)富有資源替代短缺資源的能力大大增強(qiáng)自然資源

3、的作用退居次要地位，科學(xué)技術(shù)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的決定因素人類認(rèn)識資源的階段從技術(shù)進(jìn)步和生產(chǎn)力發(fā)展的角度來看，經(jīng)濟(jì)發(fā)展可以分為三個(gè)階段第6頁，共40頁。為什么需要資源分析？所有技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的終極目標(biāo)：IFR理想度 有用功能 有害作用+ 成本資源的消耗有害作用有用功能00第7頁，共40頁?，F(xiàn)代資源觀資源辨證觀系統(tǒng)性：各種資源都是人與自然這個(gè)系統(tǒng)的子系統(tǒng)矛盾性：有限與無限，有用與有害，量與質(zhì)等動態(tài)性：系統(tǒng)內(nèi)、子系統(tǒng)之間達(dá)成動態(tài)平衡，共同發(fā)展資源層次觀物質(zhì)資源能量資源信息資源第8頁，共40頁。理想的資源成本免費(fèi)的、廉價(jià)的資源功能帶來有用作用的資源或減少有害作用的資源數(shù)量足夠用的資源、無限的資源第9頁，共40

4、頁。資源分析訓(xùn)練的目的顯性資源隱性資源隱性資源顯性資源 TRIZ理論要求問題的解決者在應(yīng)用其理論解決問題時(shí)要全面詳細(xì)地考察并列出系統(tǒng)涉及的所有資源。這一點(diǎn)非常重要，可以這樣認(rèn)為，解決問題的實(shí)質(zhì)就是對資源的合理應(yīng)用。任何系統(tǒng)，只要還沒有達(dá)到理想解，就應(yīng)該具有可用資源。對資源進(jìn)行分類，詳細(xì)分析，深刻理解，對設(shè)計(jì)人員是十分必要的。第10頁，共40頁。二、資源分類 設(shè)計(jì)中的產(chǎn)品是一個(gè)系統(tǒng)，任何系統(tǒng)都是超系統(tǒng)中的一部分，超系統(tǒng)又是自然的一部分。在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，合理地利用資源可使問題的解更容易接近理想解，如果利用了某些資源，還可能取得附加的、未曾設(shè)想的效益。 系統(tǒng)在特定的空間與時(shí)間中存在，要由物質(zhì)構(gòu)成，要

5、應(yīng)用場來完成某種特定的功能。按自然、空間、時(shí)間、系統(tǒng)、物質(zhì)、能量、信息和功能等將資源分為8類。第11頁，共40頁。1.自然或環(huán)境資源自然界中任何存在的材料或場。如：太陽能電池、斜井靠重力下放礦車、放頂煤開發(fā)工藝第12頁，共40頁。2.時(shí)間資源： 沒有充分利用或根本沒有利用的時(shí)間間隔，它存在于系統(tǒng)啟動之前、工作之后、兩個(gè)循環(huán)之間的時(shí)間。如：采煤機(jī)割煤同時(shí)裝運(yùn)煤 牛的反芻第13頁，共40頁。例：谷物干燥 在火車車廂底部安裝螺旋輸送機(jī)，在運(yùn)輸過程中直接在車廂中干燥谷物運(yùn)行之前、之中、之后的時(shí)間預(yù)處理同時(shí)作用（并行工程） 運(yùn)輸?shù)倪^程中加工事后處理 移除、再生、測量批處理操作之間的停頓、空閑的時(shí)間清潔、

6、改造、測量交錯(cuò)加工第14頁，共40頁。3.空間資源系統(tǒng)及周圍可用的閑置空間 內(nèi)、外，上、下，正、反；未用的空間；其他維度，反面，嵌套，空腔例：雙層床，某種產(chǎn)品包裝中有本企業(yè)其他產(chǎn)品的廣告第15頁，共40頁。例：非洲人的發(fā)型 非洲人卷曲的頭發(fā)，可以存儲空氣形成絕緣層以隔熱第16頁，共40頁。例：間隔種植 在一種農(nóng)作物的株距之間，種植另一種農(nóng)作物，以充分利用農(nóng)田面積第17頁，共40頁。4.系統(tǒng)資源 當(dāng)改變子系統(tǒng)之間的連接、超系統(tǒng)引進(jìn)新的獨(dú)立技術(shù)時(shí)，所獲得的有用功能或新技術(shù)。例：采煤機(jī)與裝載機(jī)的功能結(jié)合形成連續(xù)采煤機(jī)第18頁，共40頁。5.物質(zhì)資源系統(tǒng)內(nèi)及超系統(tǒng)的任何材料或物質(zhì)原材料、產(chǎn)品、組件、廢

7、料等免費(fèi)或廉價(jià)物質(zhì)，如水、空氣、砂子方案：用堅(jiān)硬物體對電池進(jìn)行擠壓，使電池中間產(chǎn)生凹槽，里面剩余的化學(xué)物質(zhì)充分混合接觸，從而繼續(xù)反應(yīng)放電例如：漁夫把湖底的泥土堆積到一端，用其上的生物和蚯蚓來吸引魚類電池電壓低怎么辦？第19頁，共40頁。例：金屬拉鏈用了一段時(shí)間后，開合的時(shí)候困難例：煉油管道容易受到含硫物質(zhì)毀壞，因此經(jīng)常需要更換管道輸送少量油時(shí)，會在管道內(nèi)部形成油膜；在熱風(fēng)作用下，油膜氧化變硬，會形成油漆型涂層，可以可靠地保護(hù)管道第20頁，共40頁。6.能量(場)資源系統(tǒng)中或超系統(tǒng)中任何可用的能量或場機(jī)械能：旋轉(zhuǎn)、壓力、壓強(qiáng)等 熱能：加熱、冷卻等化學(xué)能：化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生熱、新物質(zhì)等 電能 磁能例如：

8、熱電廠的冷卻水供暖例如：風(fēng)力發(fā)電，水力發(fā)電，地?zé)?，太陽能熱水器不剝開電線，如何檢測電線何處斷裂？第21頁，共40頁。自清潔的浮子1958年的專利一種清洗水中標(biāo)塔表面的設(shè)備，塔上有個(gè)面包圈型的浮子，浮子有彈簧驅(qū)動的滾子。當(dāng)浮子隨著水的波浪垂直運(yùn)動時(shí)，滾子就清洗塔的表面1964年的專利一個(gè)清除水泵入口處海藻的設(shè)備，入口上套著一個(gè)帶刃的軛（套筒）。波浪垂直運(yùn)動時(shí)，浮子就能清洗管道第22頁，共40頁。7.信息資源系統(tǒng)中任何存在或是能產(chǎn)生的信號。系統(tǒng)中累積的任何知識、信息、技能常用于檢測和測量 如：加工中心正在加工的零件誤差可用于在線補(bǔ)償在茂密的森林里看不見太陽，如何判斷方向？如何判斷樹齡？中醫(yī)靠什么判

9、斷患者的病情？西醫(yī)呢？第23頁，共40頁。例：通過數(shù)魚鱗上的環(huán)數(shù)來判斷魚的年齡 根據(jù)汽車尾氣的成分分析，檢測發(fā)動機(jī)的工作情況第24頁，共40頁。超系統(tǒng)的信息資源自然界的現(xiàn)象、規(guī)律技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)律專利庫、知識庫、科學(xué)效應(yīng)馬玉林（公元19061981年）第25頁，共40頁。8.功能資源系統(tǒng)或是環(huán)境能夠?qū)崿F(xiàn)輔助功能的能力。如：刮板輸送機(jī)兼作采煤機(jī)的軌道利用系統(tǒng)的已有組件，產(chǎn)生新的功能鉛筆有多少種功能？第26頁，共40頁。鉛筆的功能第27頁，共40頁。資源分類小結(jié)自然或環(huán)境資源時(shí)間資源空間資源系統(tǒng)資源物質(zhì)資源能量/場資源信息資源功能資源第28頁，共40頁。 資源依據(jù)其在系統(tǒng)中的作用又可分為內(nèi)部資源和

10、外部資源。內(nèi)部資源：矛盾發(fā)生的時(shí)間、區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的資源外部資源：不在其系統(tǒng)時(shí)間或區(qū)域內(nèi)的資源 依據(jù)其在設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用又可以分為：現(xiàn)成資源、派生資源和差動資源。第29頁，共40頁。1.現(xiàn)成資源在當(dāng)前存在狀態(tài)下可被應(yīng)用的資源。功能資源：如人站在椅子上更換燈泡時(shí)，椅子高度是一種輔 助的功能的利用。物質(zhì)資源：煤可用作燃料空間資源：多層貨柜信息資源：汽車尾氣表明發(fā)動機(jī)的性能信息能量資源：發(fā)動機(jī)可驅(qū)動輪子，又驅(qū)動液壓泵 場資源：地球上的重力及磁場時(shí)間資源：雙向打印機(jī)第30頁，共40頁。2.派生（導(dǎo)出）資源 通過某種變換，使不能利用的資源成為可利用的資源，這種可利用的資源為派生資源。必要的物理或化學(xué)變化使原材

11、料、空氣、水、廢棄物經(jīng)過處理或是變換在設(shè)計(jì)的產(chǎn)品中采用。派生物質(zhì)資源：由直接應(yīng)用資源如物質(zhì)或原材料變換或施加作用所得到的物質(zhì)。毛坯通過鑄造相對與原材料就是派生資源。派生能量資源：對直接應(yīng)用能量資源的變換或改變其作用的強(qiáng)度、方向及其他特性所得到的能量資源。變壓器派生場資源：通過直接應(yīng)用場資源的變換或改變其作用的強(qiáng)度、方向及其他特性所得到的場資源。無影燈派生信息資源：利用各種物理及化學(xué)效應(yīng)將難以接受或處理的信息改造為有用的信息。磁場探礦派生空間資源：由于幾何形狀或效應(yīng)的變化所得到的額外空間。雙面磁盤派生時(shí)間資源：由于加速、減速或中斷所獲得的時(shí)間間隔。壓縮數(shù)據(jù)傳送派生功能資源：經(jīng)過合理變化后，系統(tǒng)完

12、成輔助功能的能力。鍛模上的商標(biāo)第31頁，共40頁。3.差動資源 通常，物質(zhì)與場的不同特性是一種可形成某種技術(shù)的資源，這種資源稱為差動資源。差動物質(zhì)資源結(jié)構(gòu)各向異性。各向異性是指物質(zhì)在不同的方向上物理性能不同。光學(xué)特性：鉆石對稱面顯示亮度。 電特性：石英板晶體沿某一方向切斷時(shí)，才具有電伸縮的性能。聲學(xué)特性：聲波檢測零件。機(jī)械特性：鉆礦一般沿最省力的方向開?；瘜W(xué)性能：晶體腐蝕往往在有缺陷的點(diǎn)發(fā)生。幾何性能：只有球形表面符合要求的藥丸才通過藥機(jī)的分揀裝置。不同的材料特性：可在設(shè)計(jì)中用于實(shí)現(xiàn)有用功能。合金的分揀，可加熱到不同合金的居里點(diǎn)，進(jìn)行磁性分揀。第32頁，共40頁。3.差動資源差動場資源：場在系

13、統(tǒng)中的不均勻可以在設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)某些新的功能。場梯度的利用 煙囪（壓力差）空間不均勻場的利用工作點(diǎn)應(yīng)處于聲場最低的位置。場的值與標(biāo)準(zhǔn)值的偏差的利用脈搏（病人、健康）第33頁，共40頁。三、資源利用 設(shè)計(jì)過程當(dāng)中所用到的資源不一定明顯，需要認(rèn)真挖掘才能稱為有用資源。在設(shè)計(jì)中認(rèn)真考慮各種資源有助于設(shè)計(jì)者的眼界，使其能跳出問題本身，這對于將全部精力都集中于特定的子系統(tǒng)、工作空間、特定的空間與時(shí)間的設(shè)計(jì)者解決問題特別重要。挖掘資源常用方法：a.將所有資源首先集中于最重要的動作或子系統(tǒng)b.合理地、有效地利用資源，避免損失、浪費(fèi)等c.將資源集中到特定的空間與時(shí)間d.利用其他過程中損失或是浪費(fèi)的資源e.與其他子

14、系統(tǒng)分享有用資源，動態(tài)地調(diào)節(jié)這些子系統(tǒng)f.根據(jù)子系統(tǒng)隱含功能，利用其他資源g.對其他資源進(jìn)行變換，使其成為有用資源第34頁，共40頁。1.克服空間資源限制方法選擇最重要的子系統(tǒng)，將其他子系統(tǒng)放在空間不十分重要的位置上最大限度地利用閑置空間利用相鄰子系統(tǒng)的某些表面或一表面的反面利用空間中的某些點(diǎn)、線、面或體積利用緊湊的幾何形狀，如螺旋線利用暫時(shí)閑置空間第35頁，共40頁。2.克服時(shí)間資源限制方法在最有價(jià)值的工作階段，最大限度地利用時(shí)間使用過程連續(xù)，消除停頓、空行程變換順序動作為并行動作，以節(jié)省時(shí)間第36頁，共40頁。3.克服材料資源限制方法利用薄膜、粉未、蒸氣，將少量物質(zhì)擴(kuò)大到一個(gè)較大的空間利用與子系統(tǒng)混合的環(huán)境中的材料將環(huán)境中的材料，如水、空氣等，轉(zhuǎn)變成有用的材料第37頁，共4