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TRIZ:产品创新设计
1.3.3.2 1.3.2  TRIZ的体系结构
1.3.2 TRIZ的体系结构

任何问题的解决过程都包含两部分:问题分析和问题解决。成功的创新经验表明,问题分析和系统转换对于解决问题都是非常重要的。因此,TRIZ包含用于问题分析的分析工具、用于系统转换的基于知识的工具和理论基础。

技术系统的进化模式或定律是TRIZ的基础。这些模式包含用于工程系统进化的基本规律,理解这些模式可以增强人们解决问题的能力。

TRIZ分析工具包含ARIZ算法、物质-场分析、冲突分析和功能分析,这些工具用于问题模型的建立、分析和转换。它们并不是要利用存在问题的产品的每一条信息,而是用一种特殊的方式,如冲突、物质-场模型或功能模型来表示一个问题。

(1)物质-场分析 G.S.Altshuller对发明问题解决理论的贡献之一是提出了功能的物质-场(Sublance feld)描述方法与模型。其原理为所有的功能都可分解为两种物质及一种场,即一种功能由两种物质及一种场三个元件组成。产品是功能的一种实现,因此可用物质-场分析产品的功能。

(2)ARIZ算法 ARIZ(Algorithm for Inventive Problem Solving)称为发明问题解决算法,它是TRIZ的一种主要工具,是发明问题解决的完整算法,该算法采用一套逻辑过程逐步将初始问题程式化。该算法特别强调冲突与理想解的程式化,一方面技术系统向着理想解的方向进化,另一方面如果一个技术问题存在冲突需要克服,该问题就变成一个发明问题。应用ARIZ取得成功的关键在于没有理解问题的本质前,要不断地对问题进行细化,一直到确定了物理冲突。该过程及物理冲突的求解已有软件支持。

(3)功能分析 功能分析的目的是从完成功能的角度而不是从技术的角度分析系统、子系统和部件。该过程包括裁剪,即研究每一个功能是否必需,如果必需,系统中的其他元件是否可完成其功能。设计中的重要突破、成本或复杂程度的显著降低往往是功能分析及裁剪的结果。

TRIZ包含基于知识的工具:40条发明原理、76个标准解和效应知识库。这些工具是在积累人类创新经验和大量专利的基础之上发展起来的。基于知识的工具与分析工具的不同之处在于:基于知识的工具指出解决问题的过程中系统转换的方式,而分析工具用于改变问题的描述。

(1)40条发明原理 用于指导TRIZ使用者找出用于创新的解决方案。每一种解决方案都是一个建议,应用该建议可以使系统产生特定的变化,以消除技术冲突。在解决大约1250项已知冲突时,冲突矩阵会推荐应当考虑的原理。

(2)76个标准解 用于解决基于技术系统进化模式的标准问题。按照目标,这些标准解被分为5类,分类中解的顺序反映出技术系统的进化方向。要使用这些工具,必须先确定问题的类别(基于物质-场模型),然后再选定一系列标准解。这些标准解会建议采用哪一种系统变换来消除存在的问题。

(3)效应知识库 该知识库是TRIZ中最容易使用的一种工具。在对其进行研究的早期阶段,G.S.Altshuller就已验证:对于一个给定的难题,运用各种物理、化学和几何效应可以使解决方案更理想和简单,而要实现这一点,必须开发出一个大型的知识库。要使用效应知识库,必须先选定一项系统要实现的适当功能,然后知识库会提供一些可选择方案来转换功能。