第八周 第七章ARIZ知識(shí)講義

第八周第七章ARIZ知識(shí)講義第7章ARIZARIZ主要為解決非標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，通過(guò)袖珍化問(wèn)題、泛化概念和激勵(lì)原則，逐步逼近理想解。發(fā)明問(wèn)題求解的過(guò)程是對(duì)問(wèn)題不斷描述和程式化的過(guò)程，描述得越清楚，問(wèn)題就越容易解決。這是什么？一知半解者和職業(yè)人士：辯證的關(guān)系“科學(xué)和藝術(shù)中的新事物往往是非專(zhuān)業(yè)人士發(fā)明出來(lái)的，他們沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的束縛。研究蒸汽機(jī)的人不可能發(fā)明電力機(jī)車(chē)，他總是忙于不斷改進(jìn)蒸汽機(jī)個(gè)別部件，但外行們卻會(huì)想到試一下電動(dòng)機(jī)。斯坦尼斯拉夫斯基、愛(ài)迪生、齊奧爾科夫斯基、福特都是業(yè)余愛(ài)好者?！薄耙恢虢庥泻玫姆矫嬉灿袎牡姆矫?。他的思想面對(duì)新道路時(shí)是完全自由的，沒(méi)有過(guò)早被學(xué)院派的傳統(tǒng)束縛。其弱點(diǎn)在于不善于捍衛(wèi)自己的觀(guān)點(diǎn)，通常缺乏必要的博學(xué)，不能扎實(shí)論證自己的觀(guān)點(diǎn)?！币恢虢庹唠m然缺乏專(zhuān)門(mén)教育的文憑，但是這不代表他們?nèi)狈χR(shí)。無(wú)論多么奇怪都必須正視這樣的事實(shí)，大部分科學(xué)的基礎(chǔ)都是由這些愛(ài)好者們奠基的：熱力學(xué)的奠基者是醫(yī)生邁爾、啤酒釀造工人焦耳和醫(yī)生赫姆霍茨；數(shù)學(xué)奠基者是律師費(fèi)馬、萊布尼茨、生物學(xué)家歐拉、醫(yī)生達(dá)倫柏、理發(fā)師泊松、軍官笛卡爾；天文學(xué)的奠基者是律師哈伯（星系分類(lèi)法）；物理學(xué)的奠基者是語(yǔ)言學(xué)家斯湯斯（激光的發(fā)明者之一）；控制論的奠基者是醫(yī)生埃什比，等。一、問(wèn)題分析描述事物間的聯(lián)系,將游離的信息片斷鏈接在一起，形成有用的知識(shí)七星瓢蟲(chóng)龜紋瓢蟲(chóng)異色瓢蟲(chóng)昆蟲(chóng)瓢蟲(chóng)動(dòng)物haspartsiskindofiskindofhassub-kinds胸頭腹生物iskindof...復(fù)眼口器觸角...haspartsWho-What-When-Where-Why-How泛化文學(xué)：鞘翅為紅色背景黑色斑點(diǎn)的瓢蟲(chóng)咀嚼了一頭身體柔軟的、吸收汁液的蚜蟲(chóng)一只雜色瓢蟲(chóng)吃掉了一頭身體柔軟的刺吸式口器的害蟲(chóng)生物防治：捕食性天敵吃掉了害蟲(chóng)植物保護(hù)：天敵消化了植食性昆蟲(chóng)生態(tài)學(xué)：一種動(dòng)物利用了另一種動(dòng)物的生物量生物學(xué)：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在生物間重組和傳遞生命科學(xué)：自然界以生物為媒介和載體的物質(zhì)整合哲學(xué)：物質(zhì)的自組織現(xiàn)象袖珍化文學(xué)：鞘翅為紅色背景黑色斑點(diǎn)的瓢蟲(chóng)咀嚼了一頭身體柔軟的、吸收汁液的蚜蟲(chóng)鞘翅為紅色背景黑色斑點(diǎn)的瓢蟲(chóng)咀嚼了身體柔軟的蚜蟲(chóng)咀嚼式口器夾碎了蚜蟲(chóng)剛性體夾碎柔性體，通過(guò)一個(gè)內(nèi)腔產(chǎn)生的負(fù)壓將碎裂的柔性體吸進(jìn)去一種單鉸鏈結(jié)構(gòu)的剛性體夾碎了一個(gè)充滿(mǎn)液體的幾丁質(zhì)囊，流出的液體被單鉸鏈接合部的負(fù)壓吸入腔體內(nèi)部一種固體打開(kāi)了一個(gè)膜包被的液體囊固液兩相膜隔離狀態(tài)被打破注意功能定義是指用最簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言將事物所具有的功能、用途等加以描述，以深刻反映事物的基本特征。抽象化（抽象臺(tái)階）、定量化、動(dòng)名詞化。螺旋夾緊機(jī)械夾緊壓力夾緊螺桿機(jī)構(gòu)凸輪、杠桿液壓、氣動(dòng)、電磁裝置鉆孔打孔做孔鉆床沖床、鉆床、激光鑄造、鍛造、鏜床、沖床、激光練習(xí)：袖珍化眾所周知，有機(jī)氯農(nóng)藥對(duì)害蟲(chóng)的防治效果最好，歷史上起到了輝煌的作用，還因此獲得了一項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng)，然而這些農(nóng)藥在環(huán)境中非常難以降解，對(duì)人民群眾的身體健康造成了巨大的損害。隨著666等農(nóng)藥的禁用，頑固性地下害蟲(chóng)如蠐螬和螻蛄的為害越來(lái)越猖獗，這些害蟲(chóng)的生活周期漫長(zhǎng)，且生活史的絕大部分時(shí)間是在地下渡過(guò)的，而新開(kāi)發(fā)的低毒低殘留農(nóng)藥不能發(fā)揮良好的防治作用。這些害蟲(chóng)屬于典型的K-對(duì)策者，很顯然，在自然界它們的天敵比較缺乏，生物防治很難起到及時(shí)的作用。金龜甲成蟲(chóng)期是在地面上活動(dòng)的，而且對(duì)很多植物的花香氣味都有趨性，JChemEcol上出現(xiàn)了大量引誘劑開(kāi)發(fā)成功的報(bào)道，但是，這些甲蟲(chóng)在成蟲(chóng)期卻又對(duì)植物有授粉的作用。3、定義矛盾元素TC1：有機(jī)氯防效好，但有殘留；TC2：生物防治和新型殺蟲(chóng)劑對(duì)環(huán)境影響小，但效果差；或：TC1：金龜甲幼蟲(chóng)非常難以防治，為主要為害世代；TC2：金龜甲成蟲(chóng)期很容易防治，但該階段有授粉作用。4、定義并選擇矛盾圖解模型ABABAB1B2ABC4、定義并選擇矛盾圖解模型ABABCABABBA5、強(qiáng)化技術(shù)矛盾針對(duì)TC1：是有機(jī)氯農(nóng)藥，但是非但沒(méi)有殘留，而且還是一種常見(jiàn)的環(huán)境凈化劑；或者針對(duì)TC2：控制了金龜甲成蟲(chóng)的為害，但是授粉作用不但沒(méi)有影響，而且還有最強(qiáng)大的促進(jìn)作用。6.建立問(wèn)題模型陳述“沖突元素”“沖突的強(qiáng)化準(zhǔn)則”“將附加元素X”引入系統(tǒng)解決問(wèn)題的效果（保持、消除、改進(jìn)）7.應(yīng)用76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解系統(tǒng)二、物場(chǎng)資源分析定義操作區(qū)域定義操作時(shí)間矛盾發(fā)生的持續(xù)時(shí)間矛盾發(fā)生前的時(shí)間定義物場(chǎng)資源內(nèi)部物場(chǎng)資源工具物場(chǎng)資源工件物場(chǎng)資源外部物場(chǎng)資源特定環(huán)境物場(chǎng)資源隱含于問(wèn)題中的物場(chǎng)資源超系統(tǒng)物場(chǎng)資源“”外來(lái)物場(chǎng)資源其他系統(tǒng)廢舊物場(chǎng)資源三、描述最終理想解和物理矛盾1、確定初步的IFR-12、強(qiáng)化IFR-13、描述物理矛盾或技術(shù)矛盾4、確定最終的IFR-25、使用標(biāo)準(zhǔn)解四、運(yùn)用物場(chǎng)資源遵循的原則單一規(guī)則：呈現(xiàn)單一狀態(tài)的任何物質(zhì)粒子A只能執(zhí)行一種作用常用方法小矮人仿真IFR迂回真空策略分組規(guī)則：通過(guò)一些途徑使物質(zhì)的一部分保持原來(lái)的狀態(tài)，另一部分改變狀態(tài)，力圖使其與存在的問(wèn)題相適應(yīng)回歸規(guī)則：當(dāng)原有的或引入的物質(zhì)粒子完成了功能（解決了問(wèn)題），應(yīng)當(dāng)回歸到原來(lái)的狀態(tài)混合策略原生物質(zhì)資源引入電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)相變化學(xué)反應(yīng)五、借助物理、化學(xué)、生物效應(yīng)噗狀足：解決了面積與重量的矛盾。矛盾矩陣推薦的原理是分割，變維，氣動(dòng)液壓，不對(duì)稱(chēng)。沒(méi)有反映出柔性外殼與薄膜。

速度與能量消耗速率的矛盾推薦的原理是：重量補(bǔ)償，動(dòng)態(tài)化，參數(shù)改變。鯊魚(yú)是利用無(wú)數(shù)微小突起的鱗片完成該功能的。邊界層機(jī)制賦予給鯊魚(yú)很小的拖曳系數(shù)（局部質(zhì)量和多維）蒲公英種子的分散系統(tǒng)：“降低垂直降落速度”與“面積”的矛盾。降落傘達(dá)到這個(gè)目的只能是使用更多的材料。推薦柔殼薄膜、氣動(dòng)液壓和拋棄再生。蒲公英的解決方法卻是局部質(zhì)量+分割+自服務(wù)(每個(gè)纖維影響周?chē)w維的氣流)。六、轉(zhuǎn)換或替代問(wèn)題七、原理解評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：功能譜越廣、效能越強(qiáng)大越好，成本越低越好，物質(zhì)資源消耗越少越好，伴隨的負(fù)面效應(yīng)越少越好。1、解決方案的檢驗(yàn)：是否在實(shí)踐中可用？是否可以用已有資源或”原生“物質(zhì)資源代替引入的物質(zhì)資源和場(chǎng)資源？2、解決方案的初步評(píng)價(jià)（離散解還是連續(xù)解？）1）是否較好地實(shí)現(xiàn)了IFR-1的目標(biāo)？2）是否解決了一個(gè)物理矛盾？3）解決方案是否安全、有效、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)易？4）新系統(tǒng)是否含有至少一個(gè)可控元素，如何控制？3、查專(zhuān)利，是否別人沒(méi)有用過(guò)這種方法？4、預(yù)測(cè)子問(wèn)題：矛盾無(wú)處不在，伴隨而來(lái)的系列問(wèn)題怎樣克服？八、原理解升華1、定義超系統(tǒng)的改變；2、可行性分析；3、拓展性分析：陳述解決方案的通用原理，考慮該解法原理對(duì)其他問(wèn)題的直接應(yīng)用（哥倫布效應(yīng)），考慮使用相反的解法原理解決其他問(wèn)題。九、原理解整合1、將解決問(wèn)題的實(shí)際步驟與ARIZ理論進(jìn)行比較，記錄偏離的地方；2、如果屬于嶄新的理論方法，則補(bǔ)充、歸納進(jìn)TRIZ系統(tǒng)。ARIZ規(guī)則系統(tǒng)圖

問(wèn)題分析功能分析理想解可用資源確定沖突區(qū)域發(fā)明原理分離原理試驗(yàn)設(shè)計(jì)領(lǐng)域解檢驗(yàn)問(wèn)題實(shí)例利用高頻放電技術(shù)檢測(cè)玻璃產(chǎn)品、真空系統(tǒng)內(nèi)組件焊縫的密閉性。在產(chǎn)品內(nèi)部（玻璃管）插入一個(gè)電極，外面放上另一個(gè)電極。兩個(gè)電極之間產(chǎn)生電暈-空氣的等離子態(tài)發(fā)光。如果焊縫中有一個(gè)小洞，就會(huì)在那里集中放電，有洞的地方會(huì)發(fā)出亮光。這時(shí)，拿走外面的電極，用高溫噴嘴把小洞補(bǔ)好就可以了。問(wèn)題在于，撤走電極之后，就看不見(jiàn)小洞了，只能憑感覺(jué)補(bǔ)焊，為避免產(chǎn)品內(nèi)產(chǎn)生過(guò)高的溫度，點(diǎn)焊的過(guò)程應(yīng)該越快越好，用火焰“舔”一下就可以了，不能在假想的孔縫四周亂烤。怎么解決這個(gè)問(wèn)題？一個(gè)管理矛盾可以衍生的問(wèn)題問(wèn)題條件中包含一個(gè)管理矛盾：在釬焊時(shí)小孔應(yīng)該清晰可見(jiàn)?？赡苎苌舾蓡?wèn)題：如何不使用電極發(fā)現(xiàn)小孔？如何保護(hù)火焰下的電極？用什么材料能制成特別耐火的電極？如果不引入其他物質(zhì)，如何讓小孔發(fā)光？怎樣制造焊縫絕對(duì)閉合（或者干脆沒(méi)有焊縫）的玻璃制品？步驟1分析初始狀態(tài)勾畫(huà)出技術(shù)系統(tǒng)的層次示意圖，查找技術(shù)系統(tǒng)中有“毛病”的地方。不會(huì)受損小洞噴嘴外部電極小洞噴嘴外部電極照不到小孔小孔發(fā)光電極受損釬焊小孔不容易焊步驟2向最小化問(wèn)題過(guò)渡在系統(tǒng)組成不變或者精簡(jiǎn)的前提下，使系統(tǒng)獲得新的有用作用或者消除系統(tǒng)有害作用的原則。這個(gè)步驟可以大大地縮減可能的解題方向。“最小化”問(wèn)題：用于發(fā)現(xiàn)玻璃制品上的小孔并對(duì)其進(jìn)行釬焊的技術(shù)系統(tǒng)包括玻璃制品、導(dǎo)體、噴嘴的火焰。TC1：如果不撤走導(dǎo)體，就能觀(guān)察到小孔的位置（釬焊過(guò)程迅速準(zhǔn)確），但導(dǎo)體會(huì)嚴(yán)重受損；TC2：如果撤走導(dǎo)體，它就不會(huì)損壞，但是在釬焊過(guò)程中看不見(jiàn)小孔（釬焊慢而且不準(zhǔn)確）必須在最低限度的系統(tǒng)改動(dòng)下，保障迅速準(zhǔn)確地對(duì)小孔進(jìn)行釬焊。兩個(gè)技術(shù)矛盾互為逆命題，可能導(dǎo)致不同的解題思路?！白畹拖薅鹊南到y(tǒng)改動(dòng)”使我們拋棄了許多當(dāng)前狀態(tài)下不著邊際的所謂“新思路”在考慮問(wèn)題時(shí)，適當(dāng)忽略次要矛盾或矛盾的次要方面，但在矛盾的沖突上夸大到極限，要求徹底激化矛盾。聰明與笨蛋“理想”與“現(xiàn)實(shí)”是一對(duì)相互矛盾的哲學(xué)范疇，它們可以相互轉(zhuǎn)化。在“紙上談兵”的大學(xué)階段，一個(gè)人“想象力”越豐富，“金點(diǎn)子”越多，被認(rèn)為是科學(xué)家的潛質(zhì)。然而，到了實(shí)際工作中，不是讓你勾畫(huà)未來(lái)藍(lán)圖的，而是解決實(shí)際問(wèn)題。一些有害的思路：“測(cè)量葉面積坐標(biāo)紙法精度不高，聽(tīng)說(shuō)用葉面積自動(dòng)積分儀比較準(zhǔn)確”（有條件購(gòu)買(mǎi)嗎？）“我的偉大理想就是為了蕩平日寇，決戰(zhàn)美國(guó)，徹底使棒子屈服”（小學(xué)生式的豪言壯語(yǔ)）“給我一個(gè)支點(diǎn)，我可以撬動(dòng)地球”“要是有一臺(tái)GC-MS或者核磁共振就好了！”無(wú)序跳躍的思維的害處在于：1、使人會(huì)帶從前習(xí)慣的“試錯(cuò)法”框框里，破壞了在運(yùn)用物場(chǎng)和技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則分析過(guò)程中逐漸積累起來(lái)的思維習(xí)慣；2、經(jīng)常性的跳躍思維會(huì)使人自認(rèn)為想出了正確的解題思路，筑起難以跨越的慣性障礙。步驟3、4、5分離并描述相互矛盾的組件對(duì)-產(chǎn)品作用對(duì)象和工具；利用“問(wèn)題模型中的矛盾類(lèi)型表”繪制技術(shù)矛盾1和技術(shù)矛盾2的示意圖；從兩幅矛盾示意圖中選擇能夠保證更好地實(shí)現(xiàn)主要生產(chǎn)過(guò)程（問(wèn)題條件中指定的整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的主要功能）的那一幅步驟6指出各組件的極限狀態(tài)（效應(yīng)），借此激化矛盾。無(wú)論什么時(shí)候也不撤走導(dǎo)體，總是把它置于小孔周?chē)幢阌袩肓业幕鹧?。這時(shí)，到現(xiàn)有什么變化呢？灰飛煙滅、不復(fù)存在—缺失的導(dǎo)線(xiàn)。步驟7記錄問(wèn)題模型的形式，先指出：（1）一對(duì)矛盾；（2）矛盾激化的形式；（3）為解決問(wèn)題引入X組件，這個(gè)組件會(huì)做什么（它應(yīng)該保留、消除、優(yōu)化、保障……）給出了小孔、火焰和從不撤走的導(dǎo)體（缺失的導(dǎo)體）。X組件必須保證在釬焊時(shí)沒(méi)有導(dǎo)體小孔也能發(fā)亮。ABX步驟9確定操作的空間范圍斷口火焰X要素的作用操作范圍步驟10確定操作時(shí)間范圍T1：火苗向燃燒的斷口逼近（非常近，緊靠著）；T2：找到斷口具體位置的時(shí)間；斷口處發(fā)光燃燒，火苗距離斷口還有一段距離。步驟11確定物場(chǎng)資源工具的物場(chǎng)資源—火焰產(chǎn)品的物場(chǎng)資源—斷口，即漏洞周?chē)牟Ａ?、漏洞的周邊系統(tǒng)外的物場(chǎng)資源—空氣超系統(tǒng)的物場(chǎng)資源—無(wú)步驟12IFR1表述理想化的最終結(jié)果1是指某一X要素，它能在絕對(duì)不使系統(tǒng)變復(fù)雜、不引起負(fù)面作用的前提下，保證在斷口處在無(wú)導(dǎo)體的情況下能燃燒并且不妨礙火焰焊接。步驟13IFR1的強(qiáng)化表述時(shí)可以只使用工具的物場(chǎng)資源，因?yàn)楦鶕?jù)條件，玻璃（產(chǎn)品的物場(chǎng)資源）不能替換。強(qiáng)化的IFR1：火焰在絕對(duì)不使系統(tǒng)變復(fù)雜、不引起害處的條件下，保證斷口處在無(wú)導(dǎo)體的情況下能燃燒。步驟14描述物理矛盾操作區(qū)域在操作時(shí)間內(nèi)應(yīng)該能成為電導(dǎo)體，免得包含導(dǎo)體（導(dǎo)體會(huì)將其損壞）步驟15IFR2火焰在操作時(shí)間內(nèi)應(yīng)該是能導(dǎo)電的，這樣斷口處才能燃燒而且不需要另外的導(dǎo)體（外部的電極）這就是答案了，因?yàn)榛鹧姹旧硎堑入x子體，電離氣體是極好的電流導(dǎo)體。運(yùn)用物場(chǎng)資源的九屏幕法超系統(tǒng)的過(guò)去當(dāng)前系統(tǒng)的過(guò)去子系統(tǒng)的過(guò)去超系統(tǒng)的現(xiàn)在當(dāng)前系統(tǒng)的現(xiàn)在子系統(tǒng)的現(xiàn)在超系統(tǒng)的未來(lái)當(dāng)前系統(tǒng)的未來(lái)子系統(tǒng)的未來(lái)實(shí)例如何安全地測(cè)量玻璃容器內(nèi)一條毒蛇的長(zhǎng)度？既不能被蛇咬傷，也不能將蛇弄死？（1）該系統(tǒng)的過(guò)去毒蛇喂食時(shí)可測(cè)量；（2）該系統(tǒng)的將來(lái):測(cè)量后毒蛇會(huì)做什么？眼光放遠(yuǎn)一點(diǎn)：在冬眠時(shí)測(cè)量；人工的方法使其進(jìn)入冬眠：比如冷凍處理；測(cè)量蛇皮長(zhǎng)度（3）利用該系統(tǒng)的超系統(tǒng)裝在細(xì)量筒中測(cè)量，利用變溫動(dòng)物側(cè)身接受直射日光的習(xí)性。（4）利用該系統(tǒng)的子系統(tǒng):飼喂飼料，研究取食量與蛇的長(zhǎng)度之間的關(guān)系；研究蛇的體重與身體長(zhǎng)度的關(guān)系。尺寸-時(shí)間-成本算子克服思維定勢(shì)最有效的方法是盡量不要使用專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，使用不具有具體含義的詞：“事物”、“東西”、“對(duì)象”等（好像數(shù)學(xué)中的“X”）。福爾特：專(zhuān)家的害處在于他們聰明、有經(jīng)驗(yàn)，總是先于其他人發(fā)現(xiàn)新思路的缺點(diǎn)，阻止新思路的進(jìn)行，知道為什么這個(gè)不能做，為什么那個(gè)不能做，總能看到思路的障礙和局限性。因此，我不打算與純粹的專(zhuān)家為伍。假如我想通過(guò)一些不光彩手段報(bào)復(fù)我的對(duì)手，我會(huì)為他們提供大批專(zhuān)家，我的對(duì)手將得到一大堆好建議卻無(wú)法開(kāi)展工作。因此，假如你作為外行在第一時(shí)間解決了你知識(shí)范圍外的問(wèn)題，不必吃驚。STC算子法對(duì)象尺寸、過(guò)程時(shí)間、成本。0或∞。船、錨、水、海底（1）船→∞。船