应用TRIZ理论矛盾矩阵解决薄板玻璃加工问题

1、应用triz理论矛盾矩阵解决薄板玻璃加工问题triz理论认为，发明问题的核心是解决矛盾，未克服矛盾的设计不是创新设计，在设计过程中不断地发现并解决矛盾是推动产品向理想化方向进化的动力。产品创新的标志是解决或移走设计中的矛盾，从而产生出新的具有竞争力的解。根据triz方法论的思想，对于一个具体问题，当我们无法直接找到对应解时，可以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的通用解，最后将triz通用解转化为具体问题的解，并在实际问题中加以实现，从而解决问题。1 39个通用技术参数如何将一个具体的问题转换并表达为一个triz问题呢?通过对250万件

2、专利的详细研究，triz理论提出用39个通用技术参数来描述问题。通过这39个通用技术参数，我们可以建立起具体问题与triz理论之间的桥梁。根据这39个通用技术参数的特点，可以分为如下3大类。1)物理及几何参数：共15个，包括运动物体的重量、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、形状、温度、光照度和功率。2)技术正向参数：这些参数变大时，系统或子系统的性能变好。共13个，包括结构的稳定性、强度、可靠性、测试精度、制造精度、可制造性、可操作性、可维修性、适应性及多用性、装置的复杂性、监控与测试的困难程度

3、、自动化程度和生产率。3)技术负向参数：这些参数变大时，系统或子系统的性能变差。共11个，包括运动物体作用时间、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和物体产生的有害因素。当我们对系统进行改进时，这些技术参数的变化可以分为2大类。1)欲改善的参数：指系统改进时将提升和加强的特性所对应的工程参数。2)欲恶化的参数：指系统改进时，在某个技术参数获得提升的同时，导致其他变差的技术参数。欲改善的参数与欲恶化的参数就构成了技术系统的矛盾，triz理论就是通过克服这些矛盾推进系统向理想化进化的。2 40个发明

4、原理和矛盾矩阵通过对大量专利的研究，triz理论提炼出了40个最重要的、具有普遍用途的发明原理。这40个发明原理按照序号140分别为：分割、抽取、局部质量、增加不对称性、组合合并、多用性、嵌套、重量补偿、预先反作用、预先作用、事先防范、等势性、反向作用、曲面化、动态化、未达到或过度的作用、维数变化、振动、周期性作用、有效作用的连续性、减少有害作用时间、变有害为有益、反馈、借助中介物、自服务、复制、廉价替代品、机械系统替代、气压或液压结构、柔性壳体或薄膜、多孔材料、改变颜色、同质性、抛弃或再生、物理化学参数变化、相变、热膨胀、加速氧化、惰性环境和复合材科。在系统改进过程中，如何选用上述发明原理来

5、指导我们的改进行为呢?通过多年的研究、分析和比较，triz理论提出了矛盾矩阵，该矩阵将描述技术矛盾的39个通用技术参数与40个发明原理建立起的对应关系，很好地解决了改进过程中选择发明原理的困惑。矛盾矩阵为3939的一个矩阵。见表1，该表为矛盾矩阵的简表。表1 矛盾矩阵简图39个技术参数从行、列2个维度构成矩阵的方格共1521个，其中1263个方格在每个方格中有几个数字，这几个数字就是triz理论所推荐的解决相应技术矛盾的发明原理的序号。3 薄板玻璃加工应用实例下面以薄板玻璃加工实例说明通用技术参数、40个发明原理和矛盾矩阵的综合应用步骤以及求解过程。问题描述：某企业需要生产大量的、各种形状的玻

6、璃板。首先，工人们将玻璃板切成长方形，然后根据客户要求，加工成一定的形状。然而，在加工过程中，容易出现玻璃破碎现象，因为薄板玻璃受力时很容易断裂，而且玻璃的厚度是客户订单上要求的，不能更改。如何来解决这个难题呢?第1步：确定技术参数现在存在的问题是：薄板玻璃在加工过程中受力的作用，由于薄板玻璃无法承受该力的作用而发生破碎，这是欲改善的特性。对应到通用技术参数，选择“32可制造性”，以此作为改善的参数。为了避免发生玻璃破碎的现象，工人们在加工过程中必须要非常小心。因此，在薄板玻璃加工过程中，对薄板玻璃的加工操作就要进行严格的控制，保证玻璃受力不超过极限，这就是被恶化的特性。对应到通用技术参数中选

7、择“33操作流程的方便性”，以此作为被恶化的参数。第2步：查找trlz矛盾矩阵欲改善的参数：32可制造性。被恶化的参数：33操作流程的方便性。查找triz矛盾矩阵，从矩阵表查找32和33对应的方格，得到方格中推荐的发明原理序号共4个，分别是：2，5，13，16。与前面发明原理序号对应，得到这4条发明原理依次是：2一抽取。5一组合合并。13-反向作用。16一未达到或过度的作用。第3步：发明原理的分析2一抽取。此原理体现在2个方面：1)将物体中“负面”的部分或特性抽取出来；2)只从物体中抽取必要的部分或特性。此原理对问题的彻底解决贡献有限。5一组合合并。此原理体现在2个方面：1)合并空间上的同类或

8、相邻的物体或操作；2)合并时间上的同类或相邻的物体或操作。此原理对问题的彻底解决贡献最大。13一反向作用。此原理体现在3个方面：1)颠倒过去解决问题的方法；2)使物体的活动部分改变为固定的，让固定的部分变为活动的；3)翻转物体(或过程)。此原理对问题的彻底解决贡献有限。16一未达到或过度的作用。主要体现在现有的方法难以完成对象的100，可用同样的方法完成“稍少”或“稍多”一点，使问题简化。此原理对问题的彻底解决贡献有限。第4步：发明原理应用综合以上4条发明原理的分析，组合合并是最具有价值的发明原理。解决方案：将多层薄板玻璃叠放在一起，从而形成一叠玻璃，而且事先在每层玻璃面上洒一层水或涂一层油，以保证堆叠后的玻璃间可以形成相当强的粘附力。一叠玻璃的强度会远大于单层玻璃的强度，在加工中就可以承受较大的力的作用，从而改善了薄板玻璃的可制造性。当加工完成后，再分开每层玻璃，从而获得了客户要求的产品。4 结语应用矛盾矩阵解决实际问题时，应用之前的前处理和应用后的后处理是个非常关键的问题。当针对具体问题确定了一个技术矛盾后，要用该技术领域的一般术语来描述该技