【正文】 18 振動 38 使用強氧化劑 19 周期性動作 39 惰性環(huán)境 20 有用動作持續(xù) 40 復(fù)合材料 (2) 76個標(biāo)準(zhǔn)解 用于解決基于技術(shù)系統(tǒng)進化模式的標(biāo)準(zhǔn)問題。如建議采用柔性方法，問題的解要涉及到某種程度上已有系統(tǒng)的柔性或適應(yīng)性，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)建議提出已有系統(tǒng)的改進方案，這樣才有助于問題的迅速解決。這些原理，都是通用發(fā)明創(chuàng)造原理，即對于指導(dǎo)不同領(lǐng)域的產(chǎn)品創(chuàng)新都有重要的參考價值。在解決大約 1250 項己知沖突時，沖突矩陣會推薦應(yīng)當(dāng)考慮的原理。 (1) 40條發(fā)明原理 12 用于指導(dǎo) TRIZ使用者找出用于創(chuàng)新的解決方案。這些工具是在積累人類創(chuàng)新經(jīng)驗和大量專利的墓礎(chǔ)之上發(fā)展起來的。設(shè)計中的重要突破、成本或復(fù)雜程度的顯著降低往往是功能分析及裁剪的結(jié)果。這時就需要進行功能裁剪。對系統(tǒng)、子系統(tǒng)、組件進行功能分析，確定它們之間的功能關(guān)系，劃分有用功能和有害功能。 選 擇 縮 小 的 問 題描 述 理 想 方 案重 新 描 述 縮 小 的 問 題描 述 系 統(tǒng) 沖 突描 述 物 理 矛 盾分 析 沖 突 區(qū) 域 及 資 源 域消 除 物 理 矛 盾 的 方 法初 始 問 題解 決 方 案知 識 庫無 解 決 方 案 圖 23 ARIZ 流程 綜上所述，由于 TRIZ 將產(chǎn)品創(chuàng)新的核心 與 產(chǎn)生新的工作原理過程具體化，并提出了規(guī)則、算法與發(fā)明創(chuàng)造原理供設(shè)計人員使用，它己經(jīng)成為一種較完善的創(chuàng)新設(shè)計理論。比較實際解決進程與理論解決進程，比較所得答案與表中給定的答案，如果有偏離，記錄下來。確定系統(tǒng)應(yīng)該 怎樣變化，有無新用途，能否利用它解決其他問題。 5 初步評價所得到的解決方案。利用典型問題模式表與物一場轉(zhuǎn)換表將物理矛盾轉(zhuǎn)化為技術(shù)矛盾。選出易于改變的要素，寫出理想的標(biāo)準(zhǔn)表述。將普通問題變成有一個矛盾對的合乎規(guī)則的形式，寫出問題模式的標(biāo)準(zhǔn)表述。尋找迂回問題，確定最終要解決原問題還是迂回問題。作為一種規(guī)則，經(jīng)過分析 與效應(yīng)的應(yīng)用后問題仍無解，則認(rèn)為初始問題定義有誤，需對問題進行更一般化的定義。 TRIZ 中沖突的消除有強大的效應(yīng)知識庫的支持。經(jīng)過這一過程，初始問題最根本的沖突被清楚地暴露出來，能否求解已很清楚，如果已有的知識能用于該問題則有解，如果已有的知識不能解決該問題則無解，需等待自然科學(xué)或技術(shù)的進一步發(fā)展。 TRIZ 認(rèn)為，一個問題解決的困難程度取決于對該問題的描述或程式化方法，描述得越清楚，問題的解就越容易找到。該算法特別強調(diào)沖突與理想解的程式化，一方面技術(shù)系統(tǒng)向理想解的方向進化，另一方面如果一個技術(shù)問題存在沖突需要克服，該問題就變成一個創(chuàng)新問題。 S 2S 1F 圖 22 物質(zhì) — 場模型 通常構(gòu)造模型有以下四步 : 1 識別元件 ； 2 構(gòu)建模型 ； 3 從 76個標(biāo)準(zhǔn)解中選擇一個恰當(dāng)?shù)慕?； 4 進一步發(fā)展這個解，以支持獲得的解決方案。其原理為，所有的功能都可分解為兩種物質(zhì)及一種場，即一種功能由兩種物質(zhì)及一種場的三元件組成。物場分析法是用來分析和現(xiàn)存技術(shù)系統(tǒng)有關(guān)的模型性問題。并且，相應(yīng)推薦原理的增加，給設(shè)計者更多的指導(dǎo)，開闊了設(shè)計者的思路。 如圖 23所示。 表 22 原始矛盾矩陣 9 惡化參 數(shù) 希望改 善的參數(shù) 1 2 3 4 5 ? 39 1 15， 8，29， 34 29， 17，38， 34 35， 3，24， 37 2 10， 1，29， 35 1， 28，15， 35 3 15， 8，29， 34 15， 17，4 14， 4，28， 29 4 35， 28，40， 29 30， 14，7， 26 5 2， 17，29， 4 14， 15，18， 4 10， 26，34， 2 ? 39 35， 26，24， 37 28， 27，15， 3 18， 4，28， 38 30， 7，14， 26 10， 26，34， 31 新的矛盾矩陣和原始矩陣不同的是，它是一個 49x49的矩陣，包含原始的 39 個參數(shù)和9個新參數(shù) （ 具體見 48個特征參數(shù) ） ，行與列的交叉處的創(chuàng)新原理也相應(yīng)增加。原理 35:參數(shù)變化。原理 1:分割 。在參數(shù) 2 和參數(shù) 4 的交叉處得出的解決原理為10， 1， 29， 35。除第一行與第一列之外，其余 39行與 39列形成一矩陣，每個矩陣元素表示惡化特征和改善特征對應(yīng)的原理解序號，如表 22所示。 48個通用參數(shù)如表 21所示。增加的新參數(shù)是 :信息的數(shù)量、功能效率、噪音、有害輻射、兼容性 /連接能力、安全性、保險裝置、美學(xué)和控制復(fù)雜度九個參數(shù)。當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)的一個重要轉(zhuǎn)變是，當(dāng)工程師解決問題的時候，需要考慮的事物或因素的數(shù)量很明顯的增加了，如兼容性、安全性等因素。盡可能將所選定的每條原理都用到待設(shè)計過程中去，不要拒絕采用推薦的 任何原理。通常所選定的發(fā)明原理多于一個，這說明前人已用這幾個原理解決了一些特定的技術(shù)沖突。下圖表明了問題求解的全過程。實踐證明這些原理對于指導(dǎo)設(shè)計人員的發(fā)明創(chuàng)造具有重要的作用。 TRIZ 中的發(fā)明原理是由專門研究人員對不同領(lǐng)域的己有創(chuàng)新成果進行分析、總結(jié)，得到的具有普遍意義的經(jīng)驗，這些經(jīng)驗對指導(dǎo)不同領(lǐng)域的產(chǎn)品創(chuàng)新都有重要參考價值。通過對 250萬件專利的詳細研究， TRIZ理論提出用 39個通用工程參數(shù)描述沖突。 2 技術(shù)矛盾 : 技術(shù)矛盾是指一個作用同時導(dǎo)致有用及有害兩種結(jié)果，也可指有用作 用的引入或有害效應(yīng)的消除導(dǎo)致一個或幾個子系統(tǒng)或系統(tǒng)變壞。物理沖突是 TRIZ需要研究解決的關(guān)鍵問題之一。 TRIZ中一般把矛盾分為兩類，即物理矛盾與技術(shù)矛盾。矛盾普遍存在于各種產(chǎn)品的設(shè)計中。當(dāng)改變某個零部件的設(shè)計提高產(chǎn)品某方面的性能時，可能會影響到與這些被改進零部件相關(guān)聯(lián)的零部件，結(jié)果可能使 7 產(chǎn)品的另一些方面的性能受到影響。模式和路線可以描述系統(tǒng)在進化空間的生命曲線，據(jù)此，如果當(dāng)前系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)己經(jīng)給定，就可以可靠地計算或預(yù)測出系統(tǒng)進一步的結(jié)構(gòu)。這些模式包含用于工程系統(tǒng)進化的基本規(guī)律，理解這些模式可以增強人們解決問題的能力。 增 加 理 想 化 水 平系 統(tǒng) 集 成 進 而 簡 化增 加 動 態(tài) 性 和 可 控 性提 高 自 動 化 程 度由 宏 觀 向 微 觀 進 化增 加 部 件 協(xié) 調(diào) 性系 統(tǒng) 幾 何 形 狀 進 化增 加 輔 助 功 能矛 盾 分 析物 場 分 析A R I Z 算 法需 求 功 能 分 析技 術(shù) 矛 盾物 理 矛 盾7 6 個 標(biāo) 準(zhǔn) 解效 應(yīng) 數(shù) 據(jù) 庫建 設(shè) 方 案技術(shù)進化理論4 0 條 發(fā) 明 原 理分 離 原 理理 論 基 礎(chǔ) 分 析 工 具 只 是 數(shù) 據(jù) 庫 結(jié) 論 圖 21 TRIZ 體系 圖 理論基礎(chǔ)一技術(shù)進化理論 Altshuller發(fā)現(xiàn)通過研究發(fā)現(xiàn) :任何系統(tǒng)或產(chǎn)品都按生物進化的模式進化，同一代產(chǎn)品進化分為嬰兒期、成長期、成熟期、退出期四個階段。 TRlz 主要研究內(nèi)容 TRIZ 方法論包含用于問題分析的分析工具、用于系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的基于知識的工具和理論基礎(chǔ)。在解決技術(shù)問題時，如果不明確應(yīng)該使用哪些科學(xué)原理法則，則很難找到問題的解決對策。 TRIZ的基本原理是 : 1 企業(yè)和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中的問題和解決方案是重復(fù)出現(xiàn)的 ； 2 企業(yè)和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展變化也是重復(fù)出現(xiàn)的 ； 3 高水平的創(chuàng)新活動經(jīng)常是應(yīng)用專 業(yè)領(lǐng)域以外的科學(xué)知識。在本文的設(shè)計過程中，采用了 TRIZ的發(fā)明原理解決設(shè)計中技術(shù)要求之間的沖突。 (4) TRIZ是發(fā)明問題解決理論 ，需要解決設(shè)計中的沖突，但解決沖突的某些步驟不知道 ； 需要的情況往往可以被虛構(gòu)的理想解代替 ； 得 。計算機 起到支持作用，而不能完全代替設(shè)計者，需要為處理這些隨機問題的設(shè)計者們提供方法與工具。 (2) TIRZ是面向人的方法 TRIZ 中的啟發(fā)式方法是面向設(shè)計者的，不是面向機器的。這些知識是從全世界范圍內(nèi)的專利中抽象出來的， TRIZ僅采用為數(shù)不多的基于產(chǎn)品進化趨勢的客觀啟發(fā)式方法 ； 2 TRIZ大量采用自然科學(xué)及工程中的效應(yīng)知識 ； 3 TRIZ利用出現(xiàn)問題領(lǐng)域的知識。 TRIZ 的定義 國際著名的 TRIZ專家 Savransky博士給出了 TRIZ的如下定義 :TIRZ是基于知識的、面向人的發(fā)明問題解決系統(tǒng)化方法學(xué)。以后數(shù)十年中， Altshuller 窮其畢生的精力致力于 TRIZ 理論的研究和完善。Altshuller 發(fā)現(xiàn)任何領(lǐng)域的產(chǎn)品改進、技術(shù)的變革、創(chuàng)新和生物系統(tǒng)一樣，都存在產(chǎn)生、生長、成熟、衰老、滅亡的過程，是有規(guī)律可循的。 1946 年， TRIZ之父 開始了發(fā)明創(chuàng)造解決理論的研究工作。 案例分析法 : 通過對案例的研究，闡述 TRIZ理論中理想化思想的相關(guān)原則與 軟件設(shè)計 的關(guān)聯(lián)。本文研究的思路就在于抓住上述線索，在現(xiàn)有國內(nèi)外對 TRIZ 應(yīng)用研究內(nèi)容的基礎(chǔ)上，結(jié)合 軟件設(shè)計 創(chuàng)新過程的特點，去探討并總結(jié)給予 TRIZ 理論的 軟件設(shè)計 的創(chuàng)新思維模型，資源的分析與利用、創(chuàng)新問題的情景描述，理想化設(shè)計的途徑等，最后再利用具體 的產(chǎn)品設(shè)計案例操作對總結(jié)的理論進行驗證與評估。而理想化是 TRIZ 理論中解決問題的重要途徑，許多事實已經(jīng)證明，理想化思想可以使設(shè)計者的思維跳出問題的傳統(tǒng)解決方法，在更廣泛的空間里尋找最優(yōu)方案。產(chǎn)品開發(fā)中的每一次創(chuàng)新，都是針對問題的解決過程。并且，在中國企業(yè)界，該理論也未引起應(yīng)該的重視，造成即使有理論也無應(yīng)用 4 環(huán)境的尷尬局面，因此，縮短這些差距需要學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的共同努力。中國加入 WTO后，中國企業(yè)要參與國際市場的競爭，需要裝備與國際企業(yè)同步的理論武 器，相比國外，中國對 TRIZ 僅限于學(xué)術(shù)討論和理論研究，實際應(yīng)用方面也存在很大差距。國外對 TRIZ 理論及實踐的研究已經(jīng)相當(dāng)普及，而且有相當(dāng)數(shù)量的跨國大型制造企業(yè)通過引入 TRIZ 理論獲得了商業(yè)上的成功，總結(jié)這些研究成果和成功應(yīng)用經(jīng)驗，將之運用于產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域，有利于拓展 TRIZ理論應(yīng)用領(lǐng)域的范圍，并且為 軟件設(shè)計 提供一種有效的指導(dǎo)方法。 利用 TRIZ理論解決創(chuàng)新問題的思想，結(jié)合 軟件設(shè)計 創(chuàng)新過程的特點總結(jié)利用 TRIZ理論輔助產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計，使產(chǎn)品得到理想化的思路、過程模型、操作結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計的實際過程對本文總結(jié)的方法進行應(yīng)用研究。產(chǎn)品設(shè)計非技術(shù)層面的問題怎樣通過TRIZ理論得到解決，是本文關(guān)注并尋求的主要問題。 軟件設(shè)計 是一門交叉性學(xué)科，不單涉及技術(shù)領(lǐng)域，還涉及藝術(shù)等非技術(shù)領(lǐng)域。同濟大學(xué)的劉剛提出了一種基于公理設(shè)計 （ ） 理論與發(fā)明問題解決理論 TRIZ的集成模型。 (5) 將 TRIZ理論與其他一些新技術(shù)有機集成，從而 發(fā)揮更大的作用。 (4) 進一步拓展 TRIZ理論的內(nèi)涵，尤其是把信息技術(shù)、生命科學(xué)、社會科學(xué)等方面的原理和方法納人 TRIZ理論中。例如面向汽車開發(fā)領(lǐng)域，開發(fā)出有利于提高我國汽車產(chǎn)品 自主創(chuàng)新能力的軟件系統(tǒng)。例如，建立面向功能部件的創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)集等，以推動我國功能部件快速發(fā)展。如上海理工大學(xué)的洪浩、顧德仁提出了一種缺矛盾信息的 TRIZ 創(chuàng)新設(shè)計方法，即利用 TRIZ方法解決問題時，在缺矛盾訊息導(dǎo)致空矩陣元素情況下的解決方法。 TRIZ理論今后的發(fā)展趨勢主要集中在 TRIZ理論本身的完善和進一步拓展新的研究分支兩個面，具體體現(xiàn)在以下幾點 : 3 (1) TRIZ理論是前人知識的總結(jié)，如何進一步把它完善，使其逐步從“嬰兒期”向 “ 成長期 ” 、“成熟期”進化成為各界關(guān)注的焦點和研究的主要內(nèi)容之一。南 昌工程學(xué)院的余偉偉等，南昌大學(xué)的吳國榮，陜西科技大學(xué)的任工昌都介紹了TRIZ在概念設(shè)計中的應(yīng)用，并提出了概念設(shè)計方案 :北京理工大學(xué)的劉龍、何永喜分析了如何使用 TRIZ 創(chuàng)造性的解決工程問題 ； 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的顧林，山東建筑大學(xué)的韓立芳、張明勤等，山東大學(xué)的高常青等，昆明理工大學(xué)的王建峰及北京科技大學(xué)的石貴龍分別介紹了TRIZ 在技術(shù)預(yù)測、教學(xué)工具創(chuàng)新設(shè)計、產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計、農(nóng)業(yè)機械裝備創(chuàng)新設(shè)計、質(zhì)量機能展開中的應(yīng)用，華北電力大學(xué)的戴慶輝等概括了實際的概念設(shè)計中如何把握物一場的側(cè)重點。還介紹了產(chǎn)品技術(shù)進化規(guī)律、產(chǎn)品技術(shù)成熟度的預(yù)測以及概念設(shè)計方法等 ； 沈 陽重型機械技術(shù)中心的張維鵬，任云鵬，盧崇紹歸納了基于 TRIZ 的概念設(shè)計過程模型，總結(jié)了基于TRIZ的概念設(shè)計思想方法與設(shè)計實踐中的操作程序 。另外，鐵道第二勘察設(shè)計院的薛曉濱簡要地介紹了信息技術(shù)的最新成果 — — 基于 TRIZ 的計算機輔助創(chuàng)新技術(shù) （ CAI） ，還提出了應(yīng)用 TRIZ指導(dǎo)創(chuàng)新實踐的幾點啟示 ； 許乃塵等 ,就 TRIZ理論與概念設(shè)計進行了多次講座，闡述了 TRIZ理論即發(fā)明問題的解決理論，該理論用三個層次來解決不同等級的發(fā)明問題。 現(xiàn)在 TRIZ不僅僅在歐美國家流行，我國很多學(xué)者已經(jīng)致力于 TRIZ的研究及應(yīng)用。人們?nèi)绻莆樟诉@些規(guī)律，就可以能動地進行產(chǎn)品設(shè)計并能預(yù)測產(chǎn)品的未來發(fā)展趨勢。 TRIZ 理論是一種研究人類進行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術(shù)難題過程中所遵循的科學(xué)原理和法則。 . Altshuller 以技術(shù)系統(tǒng)進化原理為核心，豐富和發(fā)展了哲學(xué)的三大定律，構(gòu)建了具有辯證思想的解決發(fā) 明創(chuàng)造問題、實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的理論體系。 他們從這些最有效的解中抽象出了 TRI