网站首页 | 工作动态 | 通知通告 | 领导讲话 | 大 事 记 | 应用案例 | 图文专栏 | 创始人简介 | 图片展示集
    TRIZ介绍 | 学习园地 |   TRIZ技术创新40法  | 相关文章 | 媒体报道 | triz导读 创始人名言 | 国外triz研究
 
 

 
  专家视点
 
 
产品设计中的冲突及解决原理(一)(图)
发布时间:2008-02-27      作者:檀润华,张国红,焦建新,张鹏越

  摘要提出冲突的概念、分类、冲突解的类型。介绍描述技术冲突的39个标准参数,40条发明原理、技术冲突解决矩阵及解决问题的一般过程,实例说明了应用。

  关键词:发明问题解决理论;技术冲突;解决原理

  0前言

       近年来,由于市场竞争的加剧,产品快速开发已成为企业生存的核心.10年前相比,某种特定产品占有市场的时间已明显变短,技术系统进化速度已成为现代经济竞争的焦点。

       在企业研发过程中,设计人员知道如何使自己的产品性能有所提高,但不知道使自己产品的级别有所提高.当产品一个特征参数的改进对另一特征参数产生负面影响时,已产生了冲突.按照传统的设计方法,折衷法解决设计中的冲突是常用的方法,但折衷解往往不是创新解.设计人员不掌握同时满足冲突双方的解法是造成这种结果的关键。

       在新产品或工艺的开发策略中,发明问题解决理论(TRIZ)的核心是技术系统进化原理.按照这些原理,技术系统的进化速度随一般冲突的解决而降低,使其产生突变的唯一方法是解决阻碍技术系统进化的深层次冲突。
        TRIZ
的发明人,G. S. Altshuller依据世界上著名的发明,研究了在产品设计过程中消除冲突的方法,他提出了消除冲突的发明原理,建立了消除冲突的基于知识的逻辑方法,这些方法包括发明原理(Inventive Principles)、发明Iral题解决算法(ARIZ, Algorithm for Inventive Problem Solving)及标准解(TRIZ Standard Techniques)

        TRIZ理论在我国已开始得到学术界的重视同.文献[[4]介绍了基于TRIZ的计算机辅助设计软件TechOptimizer;文献[[5〕利用TRIZ中的ARIZ算法,分析了产品设计中创新过程;文献[6]TRIZ中的物质一场分析法用于解决我国企业中的一个实际问题,本文介绍TRIZ中的冲突及分类、冲突的一般化、发明原理及在设计中的应用。

  1冲突及其分类

  1.1设计中的冲突

        产品是功能的实现.任何产品都包含一个或多个功能,为了实现这些功能,产品要由具有相互关系的多个零部件组成为了提高产品的市场竞争力,需要不断对产品进行改进设计.当改变某个零件、部件的设计,即提高产品某些方面的性能时,可能会影响到与这些被改进设计零部件相关联的零部件,结果可能使另一些方面的性能受到影响.如果这些影响是负面影响,则设计出现了冲突

        发明问题的核心是解决冲突.而解决冲突所应遵循的规则是:“改进系统中的一个零部件或性能的同时,不能对系统或相邻系统中的其它零部件或性能造成负面影响”[3]

1.2冲突的分类

        G. S. Altsbuller将冲突分为3类,即管理冲突(Administrative contradictions)、物理冲突(Physicalcontradictions)、技术冲突(Technical contradictions).

        管理冲突是指为了避免某些现象或希望取得某些结果,需要行动,但不知如何去行动.如希望提高产品质量、降低原材料的成本,但不知方法.管理冲突本身具有暂时性,对产品创新设计过程无启发价值.因此,不能表现出问题的解的可能方向,不属于TRIZ的研究内容.物理冲突是指为了实现某种功能,一子系统或元件应具有某种特性,但同时出现了与该特性相反的特性.物理冲突出现的两种情况:

        1)一子系统中有用功能加强的同时导致该子系统中有害功能的加强;

        2)一子系统中有害功能降低的同时导致该子系统中有用功能的降低

       技术冲突是指一个作用同时导致有用及有害两种结果,也可指有用作用的引入或有害效应的消除导致一个或几个子系统或系统某方面性能变坏.技术冲突常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突.
技术冲突出现的几种情况”:

       1)在一个子系统中引入一有用功能,导致另一子系统产生一有害功能,或加强了已存在的一有害功能;

       2)消除一有害功能导致另一子系统有用功能变坏;

       3)有用功能的加强或有害功能的减少使另一子系统或系统变得太复杂技术冲突是设计中经常出现的一类冲突.本文后续的内容只研究该类冲突的解决方法。

2技术冲突解决类型

       技术冲突是由矛盾双方所引起的.设参数AB代表矛盾双方,则图1可描述技术冲突图中曲线可称为等设计能力曲线(line of constant design capability).参数A的选择可使产品某方面的性能提高,但将使参数B影响产品另一方面的性能并使之降低。术冲突传统的解法是在等设计能力曲线上根据设计经验确定一折衷点作为解。

       TRIZ与折衷法不同,在选择参数AB时,既要使参数A所影响的质量提高,又要使参数B所影响的质量提高,即要消除冲突.两种解法的区别如图2所示。

       TRIZ所得到冲突的解分为两类:
  
1)离散解(Descrete):彻底消除了技术冲突,或新解使得原有技术冲突已不存在;
  
2)连续解((Continuous):新解部分消除了冲突,但冲突仍然存在.不断地消除冲突的同时产生一系列新的冲突,这些冲突称为冲突链.2中的一系列虚线就表示

了冲突链。