单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,大庆石油学院电气信息工程学院,主讲教师：陶国彬,5 阿奇舒勒冲突矩阵,5. 1 39个通用工程参数,5. 2 通用工程参数分类,5. 3 阿奇舒勒冲突矩阵的组成,5. 4 查找阿奇舒勒冲突矩阵,5. 5 应用阿奇舒勒冲突矩阵的步骤,5. 6 综合应用实例,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵,创新思维方法,2,5. 1 39个通用工程参数,3,1、TRIZ方法论的主要思想,对于一个具体问题，无法直接找到对应解，那么，先将此问题转换并表达为一个TRIZ的问题，然后利用TRIZ体系中的理论和工具方法获得TRIZ通用解，最终将TRIZ通用解转化为具体问题的解，并在实际问题中加以实现，最终获得问题的解决。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵39个通用工程参数,创新思维方法,4,2、如何将具体的问题转化并表达为TRIZ问题呢?,TRIZ理论中的一个方法是使用通用工程参数来进展问题的表达，通用工程参数是连接具体问题与TRIZ理论的桥梁，是开启问题之门的第一把“金钥匙”。,阿奇舒勒通过对大量专利的具体争论，总结提炼出工程领域内常用的表述系统性能的39个通用工程参数，通用工程参数是一些物理、几何和技术性能的参数。,在问题的定义、分析过程中，选择39个工程参数中相适应的参数来表述系统的性能，这样就将一个具体的问题用TRIZ的通用语言表述了出来。这是TRIZ解决问题中的路径之一。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵39个通用工程参数,创新思维方法,5,序号,名称,序号,名称,序号,名称,1,运动物体的重量,14,强度,27,可靠性,2,静止物体的重量,15,运动物体作用时间,28,测试精度,3,运动物体的长度,16,静止物体作用时间,29,制造精度,4,静止物体的长度,17,温度,30,物体外部有害因素作用的敏感性,5,运动物体的面积,18,光照度,31,物体产生的有害因素,6,静止物体的面积,19,运动物体的能量,32,可制造性,7,运动物体的体积,20,静止物体的能量,33,可操作性,8,静止物体的体积,21,功率,34,可维修性,9,速度,22,能量损失,35,适应性及多用性,10,力,23,物质损失,36,装置的复杂性,11,应力或压力,24,信息损失,37,监控与测试的困难程度,12,形状,25,时间损失,38,自动化程度,13,结构的稳定性,26,物质或事物的数量,39,生产率,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵39个通用工程参数,创新思维方法,6,3、39个通用工程参数的含义,1运动物体的重量,在重力场中运动物体所受到的重力。,如运动物体作用于其支撑或悬挂装置上的力。,2静止物体的重量,在重力场中静止物体所受到的重力。,如静止物体作用于其支撑或悬挂装置上的力。,3运动物体的长度,运动物体的任意线性尺寸，不肯定是最长的，都认为是其长度。,4静止物体的长度,静止物体的任意线性尺寸，不肯定是最长的，都认为是其长度。,5运动物体的面积,运动物体内部或外部所具有的外表或局部外表的面积。,6静止物体的面积,静止物体内部或外部所具有的外表或局部外表的面积。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵39个通用工程参数,创新思维方法,7,7运动物体的体积,运动物体所占有的空间体积。,8静止物体的体积,静止物体所占有的空间体积。,9速度,物体的运动速度、过程或活动与时间之比。,10力,力是两个系统之间的相互作用。,对于牛顿力学，力等于质量与加速度之积；,在TRIZ中，力是试图转变物体状态的任何作用。,11应力或压力,单位面积上的力。,12外形,物体外部轮廓，或系统的外貌。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵39个通用工程参数,创新思维方法,8,13构造的稳定性,系统的完整性及系统组成局部之间的关系。,磨损、化学分解及拆卸都降低稳定性。,14强度,强度是指物体反抗外力作用使之变化的力量。,15运动物体作用时间,运动物体完成规定动作的时间、效劳期。,两次误动作之间的时间也是作用时间的一种度量。,16静止物体作用时间,静止物体完成规定动作的时间、效劳期。,两次误动作之间的时间也是作用时间的一种度量。,17温度,物体或系统所处的热状态，包括其他热参数，,如影响转变温度变化速度的热容量。,18光照度,单位面积上的光通量，系统的光照特性，,如亮度，光线质量。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵39个通用工程参数,创新思维方法,9,19运动物体的能量,能量是物体做功的一种度量。,在经典力学中，能量等于力与距离的乘积。,能量也包括电能、热能及核能等。,20静止物体的能量,能量是物体做功的一种度量。,在经典力学中，能量等于力与距离的乘积。,能量也包括电能、热能及核能等。,21功率,单位时间内所作的功，即利用能量的速度。,22能量损失,作无用功的能量。,为了削减能量损失，需要不同的技术来改善能量的利用。,23物质损失,局部或全部、永久或临时的材料、部件或子系统等物质的损失。 ，,24信息损失,局部或全部、永久或临时的数据损失。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵39个通用工程参数,创新思维方法,10,25时间损失,时间是指一项活动所连续的时间间隔。,改进时间的损失指削减一项活动所花费的时间。,26物质或事物的数量,材料、部件及子系统等的数量，,它们可以被局部或全部、临时或永久的被转变。,27牢靠性,系统在规定的方法及状态下完成规定功能的力量。,28测试精度,系统特征的实测值与实际值之间的误差。,削减误差将提高测试精度。,29制造精度,系统或物体的实际性能与所需性能之间的误差。,30物体外部有害因素作用的敏感性,物体对受外部或环境中的有害因素作用的敏感程度。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵39个通用工程参数,创新思维方法,11,31物体产生的有害因素,有害因素将降低物体或系统的效率，或完成功能的质量。,这些有害因素是由物体或系统操作的一局部而产生的。,32可制造性,物体或系统制造过程中简洁、便利的程度。,33可操作性,要完成的操作应需要较少的操作者、较少的步骤以及使用完可能简洁的工具。,一个操作的产出要尽可能多。,34可修理性,对于系统可能消失失误所进展的修理要时间短、便利和简洁。,35适应性及多用性,物体或系统响应外部变化的力量，或应用于不同条件下的力量。,36装置的简单性,系统中元件数目及多样性，假设用户也是系统中的元素将增加系统的简单性。,把握系统的难易程度是其简单性的一种度量。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵39个通用工程参数,创新思维方法,12,37监控与测试的困难程度,假设一个系统简单、本钱高、需要较长的时间建筑及使用，或部件与部件之间关系简单，都使得系统的监控与测试困难。,测试精度高，增加了测试的本钱也是测试困难的一种标志。,38自动化程度,指系统或物体在无人操作的状况下完成任务的力量。,自动化程度的最低级别是完全人工操作。,最高级别是机器能自动感知所需的操作、自动编程和对操作自动监控。,中等级别的需要人工编程、人工观看正在进展的操作、转变正在进展的操作及重新编程。,39生产率,指单位时间内所完成的功能或操作数。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵39个通用工程参数,创新思维方法,13,两个术语,39个工程参数中常用到,运动物体,(Moving objects)与,静止物体,(Stationary objects),运动物体是指自身或借助于外力,可在定的空间内运动的物体,。,静止物体是指自身或借助于外力都,不能使其在空间内运动的物体,。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵39个通用工程参数,创新思维方法,14,5. 2 通用工程参数分类,15,1、依据39个通用工程参数的特点分类,1物理及几何参数共15个,运动物体的重量，静止物体的重量，运动物体的长度，静止物体的长度，运动物体的面积，静止物体的面积，运动物体的体积，静止物体的体积，速度，力，应力或压力，外形，温度，光照度，功率。,2技术负向参数指这些参数提高时，系统的性能变差，共11个,运动物体作用时间，静止物体作用时间，运动物体的能量，静止物体的能量，能量损失，物质损失，信息损失，时间损失，物质或事物的数量，物体外部有害因素作用的敏感性，物体产生的有害因素。,3技术正向参数 指这些参数提高时，系统的性能变好，共13个,构造的稳定性，强度，牢靠性，测试精度，制造精度，可制造性，可操作性，可修理性，适应性及多用性，装置的简单性，监控与测试的困难程度，自动化程度，生产率。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵通用工程参数分类,创新思维方法,16,2、依据系统改进时工程参数的变化分类,1欲改善的参数,系统改进中将提升和加强的特性所对应的工程参数。,2欲恶化的参数,依据冲突论，在某个工程参数获得提升的同时，必定会导致其他一个或多个工程参数变差了，这些变差的工程参数称为恶化的参数。,欲改善的参数与欲恶化的参数就构成了技术系统内部的冲突，TRIZ理论就是抑制这些冲突，从而推动系统向抱负化进化的。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵通用工程参数分类,创新思维方法,17,例5-1 法兰连接的工程参数确定,两段管道的接口处，常常会用到法兰连接。由于修理时法兰连接需要拆开，所以希望螺钉数量少些，以便快速完成拆卸工作，同时，系统的重量可以轻些。但从密封的角度讲，又要求螺钉数量尽可能的多，以得到均匀的密封压力，尤其在输送一些高温高压气体时，对螺钉数的要求更多。,本例的问题是：假设保证密封性好，则修理时需要消耗较长时间来拆卸，效率低，系统重量大。,比照39个工程参数来进展描述，欲改善的工程参数是：,1静止物体的重量；,2可操作性；,3系统的简单性。,而随之欲恶化的参数是：,1构造的稳定性；,2牢靠性。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵通用工程参数分类,创新思维方法,18,5. 3 阿奇舒勒冲突矩阵的组成,19,1、阿奇舒勒冲突矩阵,阿奇舒勒通过对大量专利的争论、分析、比较、统计，归纳出了当39个工程参数中的任意2个参数产生冲突时，化解该冲突所使用的制造原理，这些制造原理就是前面所介绍的40个制造原理，阿奇舒勒还将工程参数的冲突与制造原理建立了对应关系，整理成一个3939的矩阵，以便使用者查找。这个矩阵称为阿奇舒勒冲突矩阵。,阿奇舒勒冲突矩阵是浓缩了对巨量专利争论所取得的成果，矩阵的构成特别严密而且自成体系。,阿奇舒勒冲突矩阵使问题解决者可以依据系统中产生冲突的2个工程参数，从矩阵表中直接查找化解该冲突的制造原理，并使用这些原理来解决问题。,该矩阵将工程参数的冲突和40条制造原理有机地联系起来。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵阿奇舒勒冲突矩阵的组成,创新思维方法,20,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵阿奇舒勒冲突矩阵的组成,创新思维方法,21,2、阿奇舒勒冲突矩阵解释,冲突矩阵的第1，2列和第2，1行分别为39个通用工程参数的序号和名称。第2列是欲改善的参数。第1行是恶化的参数。,3939的工程参数从行、列2个维度构成矩阵的方格共1521个，其中1263个方格中，每个方格中有几个数字，这几个数字就是TRIZ所推举的解决对应工程冲突的制造原理的号码。,45度对角线的方格，是同一名称工程参数所对应的方格黑色带“+”的方格，表示产生的冲突是物理冲突而不是工程冲突。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵阿奇舒勒冲突矩阵的组成,创新思维方法,22,5. 4 查找阿奇舒勒冲突矩阵,23,依据问题分析所确定的工程参数，包括欲“改善的参数”和欲“恶化的参数”，查找阿奇舒勒冲突矩阵。,假设现在：欲改善的工程参数是加大“运动物体的重量”，随之恶化的工程参数是“速度”的损失，见表5-3。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵查找阿奇舒勒冲突矩阵,创新思维方法,24,首先沿“改善的参数”箭头方向，从矩阵的第2列向下查找欲“改善的参数”所在的位置，得到“1运动物体的重量”；,然后沿“恶化的参数”箭头方向，从矩阵的第1行向右查找被“恶化的参数”所在的位置，得到“9速度”；,最终，以改善的工程参数所在的行和恶化的工程参数所在的列，对应到矩阵表中的方格中，方格中有系列数字，这些数字就是建议解决此对工程冲突的制造原理的序号，这4个号码分别是：2，8，15，38。,这些号码就是40个制造原理的序号，对应可得到制造原理：,2抽取。,8配重。,15动态化。,8加速氧化,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵查找阿奇舒勒冲突矩阵,创新思维方法,25,5. 5 应用阿奇舒勒冲突矩阵的步骤,26,1、应用阿奇舒勒冲突矩阵的步骤,1确定技术系统的名称。,2确定技术系统的主要功能。,3对技术系统进展具体的分解。,划分系统的级别，列出超系统、系统、子系统各级别的零部件，各种帮助功能。,4对技术系统，关键子系统，零部件之间的相互依靠关系和作用进展描述。,5定位问题所在的系统和子系统，对问题进展准确的描述。,避开对整个产品或系统笼统的描述，以具体到零部件级为佳，建议使用“主语+谓语+宾语”的工程描述方式，定语修饰词尽可能少。,6确定技术系统应改善的特性。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵应用步骤,创新思维方法,27,7确定并筛选待设计系统被恶化的特性。,由于，提升欲改善的特性的同时，必定会带来其他一个或多个特性的恶化，对应筛选并确定这些恶化的特性。,由于恶化的参数属于尚未发生的，全部确定起来需要“大胆设想，留神求证”。,8将以上2步所确定的参数，对应39个通用工程参数进展重新描述。,工程参数的定义描述是一项难度颇大的工作，不仅需要对39个工程参数的充分理解，更需要丰富的专业技术学问。,9对工程参数的冲突进展描述。,欲改善的工程参数、与随之被恶化的工程参数之间存在的就是冲突。假设所确定的冲突的工程参数是同一参数，则属于物理冲突，将在第6章中具体进展解读。,10对冲突进展反向描述。,假设降低一个被恶化的参数的程度，欲改善的参数将被减弱，或另一个恶化的参数被改善。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵应用步骤,创新思维方法,28,11查找阿奇舒勒冲突矩阵表，得到阿奇舒勒冲突矩阵所推举的制造原理序号。,12依据序号查找制造原理汇总表，得到制造原理的名称。,13依据制造原理的名称，对应查找制造原理的详解。,14将所推举的制造原理逐个应用到具体的问题上，探讨每个原理在具体问题上如何应用和实现。,15假设所查找到的制造原理都不适用于具体的问题，需要重新定义工程参数和冲突，再次应用和查找冲突矩阵。,16筛选出最抱负的解决方案，进入产品的方案设计阶段。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵应用步骤,创新思维方法,29,5. 6 综合应用实例,30,综合应用实例,下面以开口扳手美国专利5406868举例说明通用工程参数、阿奇舒勒冲突矩阵、40个制造原理的综合应用。,例5-2 专利开口扳手,开口扳手见图5-2。当我们使用开口扳手拧开六角螺栓时，扳手受力集中在螺栓的2条棱边，棱边简洁变形而造成扳手打滑。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵综合应用实例,创新思维方法,31,阿奇舒勒冲突矩阵和制造原理的应用,1、确定工程参数,现在存在的主要问题是：扳手受力集中在螺栓的2条棱边，被边简洁变形而造成扳手打滑，这是欲改善的特性。对应到通用工程参数中选择“31物体产生的有害因素”，以此作为改善的参数。,欲避开打滑，扳手的开口尺寸需要做到适宜，在确保可卡入螺栓头的前提下，扳手开口与螺栓头之间的间隙尽可能的小。因此，在扳手的制造过程中，对开口尺寸需要进展严格的掌握。保证尺寸精度，这就是被恶化的特性。对应到通用工程参数中选择“29 制造精度”，作为被恶化的参数。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵综合应用实例,创新思维方法,32,2、查找阿奇舒勒冲突矩阵,欲改善的参数：31物体产生的有害因素,被恶化的参数：29制造精度,查找阿奇舒勒冲突矩阵，从矩阵表查找31和29对应的方格，得到方格中推举的制造原理序号共4个，分别是：4，17，34，26。得到这4条制造原理依次是：,4非对称性；,17一维变多维；,34抛弃或恢复；,26复制。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵综合应用实例,创新思维方法,33,34,3、制造原理的分析,4非对称性,可能的设计是，扳手的开口可以设计成不对称的，此方案对问题的彻底解决奉献有限。,17一维变多维,从点一线一面一体，从单一双一多的进化路径看，增大扳手开口的接触面积对问题的彻底解决奉献最大。,34抛弃与再生,此方案对问题的彻底解决无奉献。,26复制,此方案对问题的彻底解决无奉献。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵综合应用实例,创新思维方法,35,4、制造原理的应用,综合以上4条制造原理的分析，一维变多维是最具有价值的制造原理，其次是非对称性原理。,而美国专利5406868，正是基于制造原理“17 一维变多维”来进展了扳手的构造改进，增大扳手与螺栓头的接触面积，从而解决了开口扳手存在的问题。,详见图5-4，图5-5，图5-6。,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵综合应用实例,创新思维方法,36,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵综合应用实例,创新思维方法,37,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵综合应用实例,创新思维方法,38,第5 章 阿奇舒勒冲突矩阵综合应用实例,创新思维方法,39,40,41,