发明创新问题解题理论ppt课件

1、TRIZTeoriya Resheniya Izobretatelskikh ZadatchTheory of the Solution of Inventive Problems發明創新問題解題理論中州技術學院 莊錦賜教授.TRIZ理論基礎衝突理論 (Contradiction )系統演化論 ( Evolution of System )理想性法則 ( Law of Ideality )中州技術學院 莊錦賜教授. TRIZ技法演化過程中州技術學院 莊錦賜教授. TRIZ 與傳統設計战略比較 傳統的設計战略中州技術學院 莊錦賜教授.問題分析1.功能分析 2.最後理想結果分析3.資源分析 4.確

2、立抵觸區選擇TRIZ工具發明原理工具系統演化預測工具效應工具解答評估實施新問題衝突問題發生系統須要改善知作什麼不知如進行TRIZ解題流程圖中州技術學院 莊錦賜教授.Altshuller技術系統衝突之類型 技術衝突 (Technical contradictions )物理衝突 (Physical contradictions ) 中州技術學院 莊錦賜教授.TRIZ-8種技術演化類型1添加理想性類型2演化階段類型3系統元件非平衡發展類型4添加動態與可控制性類型5添加複雜性再簡單化6部份耦合與非耦合類型7過渡至微觀水準與利用場觀念8減少人之交互作用添加自動化中州技術學院 莊錦賜教授.最後理想結果(

3、IFR)分析 一個設計或製程發展，從某一同始點向最後理想結果之演進，普通稱為理想性理想性(I)利益( 本钱+損失 )中州技術學院 莊錦賜教授.最後理想結果(IFR)四個特性1. 消除原系統缺點。2. 保管原系統之優點。3. 不會使系統複雜化(利用免費或可利用 資源) 。4. 不導入新的缺點。中州技術學院 莊錦賜教授.技術系統 任何物品能執行某種機能者，普通稱為 技術系統。任何技術系統能够由一個或多個次系統 構成。在TRIZ方法論中，最簡單的技術系統是 由兩元件所組成，而必須有一種能量從 一元件作用到那一元件。 中州技術學院 莊錦賜教授.外在系統系統元件系統废品有用功能有害功能功能模型分析符號中

4、州技術學院 莊錦賜教授.技術衝突 技術衝突代表一系統中兩個子系統間之衝突。 在某一子系統建立有利功能，引起另一子系統產生 有害功能。 在某一子系統消除有害功能，引起另一子系統有用 功能之損 壞。強化有用功能或減少有害功能，引起另一子系統或 全體系統產生無法接受之併發症。 中州技術學院 莊錦賜教授. 圖解技術衝突中州技術學院 莊錦賜教授.XYZXYZXY技術衝突數學方式型一型二型三(X Y Z 元件性能參數)中州技術學院 莊錦賜教授.技術衝突型態型一型二型三外殼開洞元件散熱效能元件結構強度液態膠有洞零件酸合金容器增進降低接合堵塞裝載腐蝕中州技術學院 莊錦賜教授.物理衝突 為某一目的，必須添加技術

5、系統某參數狀態如溫度，同時為某一目的，必須降低技術系統該參數狀態。溫度低溫度高？中州技術學院 莊錦賜教授.解決物理衝突原則時間分離：NO.9,10,11,15,16,18,19,20,21,22,29.空間分離：NO.1,2,3,4,7,17,24,26,30.構造分離(轉變至上位、次、對立系統)：NO.5,22. 、NO.1,27、NO.25,6.改變物質形態(相變化) ：NO.13,28,32,35,36,38,39.與相關TRIZ40發明原理中州技術學院 莊錦賜教授.1.移動件分量 21.動力2.固定件分量 22.能源浪費3.移動件長度 23.物質浪費4.固定件長度 24.資訊喪失5.移

6、動件面積 25.時間浪費6.固定件面積 26.物料數量7.移動件體積 27.可靠度8.固定件體積 28.量測精確度9.速度 29.製造精確度10.力量 30.物體上有害要素11.張力,壓力 31.有害側效應12.形狀 32.製造性13.物體穩定性 33.运用方便性14.強度 34.可修缮性15.移動物件耐久性 35.適合性16.固定物件耐久性 36.裝置複雜性17.溫度 37.控制複雜性18.亮度 38.自動化程度19.移動件耗费能量 39.生產性20.固定件耗费能量Altshuller衝突表39個工程參數中州技術學院 莊錦賜教授.TRIZ40發明原理1. Segmentation分割2. T

7、aking out提鍊3. Local Quality部分品質4. Asymmetry非對稱性5. Merging組合6. Universality普遍性7. Nested doll重疊放置8. Anti-weight配重9. Preliminary anti-action事先的平衡動作10. Preliminary action事先動作11. Beforehand cushioning進一步緩衝12. Equi potentiality平衡潛能13. The other way around反置14. Spheroidality球體化15. Dynamics動態性16. Partial or

8、 excessive actions部份或過量作動17. Another dimension移至新的維度18. Mechanical vibration機械振動19. Periodic action週期性動作20. Continuity of useful action利用動作連續性21. Skipping急衝22. Blessing in disguise轉變害處為利處23. Feedback回饋24. Intermediary調節器25. Self-service自我服務26. Copying複製27. Cheap short-living以廉价物體取代28. Mechanics subs

9、titution置換機械系統29. Pneumatics and hydraulics氣壓或液壓構造30. Flexible shells and thin films可撓性薄板或薄膜31. Porous materials运用多孔性资料32. Color changes改變顏色33. Homogeneity均質性34. Discarding and recovering去除且重新產生零件35. Parameter changes轉換物體之物理、化學狀態36. Phase transitions相變化37. Thermal expansion熱膨脹38. Strong oxidants运用強氧

10、化劑39. Inert atmosphere鈍氣環境40. Composite material複合资料中州技術學院 莊錦賜教授.如何降低馬達轉速設計一台旋轉式切削機器-需具備低轉速(100rpm)與高動力以取代普通高轉速3600rpm之AC馬達利用齒輪箱或傳動系統齒輪箱以適當之尺寸、分量、轉速、扭力等加以設計以符合切削加工之需求標準問題標準解答我的問題我的解答TRIZ解題方式中州技術學院 莊錦賜教授.步 驟 名 稱 內 容 說 明 步 驟 名 稱 內 容 說 明 步驟一：確認並說明問題 操作環境資源需求主要有利功能相關有害效應理想結果步驟五：確認與提出所有可能解題概念利用發明原則提出解題概念

11、步驟二：擬定問題 找出技術性之衝突把多個無法解決技術性之衝突轉化為 物理性之衝突輸入：以功能方式描述相關之有利或 有害之功能及兩者關係輸出：問題之敘述 步驟六：評估解題概念 擬定標準確認理想解題概念步驟三： 問題敘述之分類 問題敘述將以下列三種方式分類：解決問題之重要性改善系統之重要性問題太一般化而不被考慮 步驟七：實施理想解題概念 工程計算工程設計原型製作系統、產品測試 步驟四： 確認適當發明原則 對每一問題敘述依技術衝突表確認適當發明原則TRIZ解題程序中州技術學院 莊錦賜教授.發明等級區分中州技術學院 莊錦賜教授.範例:發明原理29-氣壓或液壓1.問題 惡化改善參數1 移動件重量參數5移

12、動件面積原理2:提煉原理17 :移至新維度原理29 :氣壓或液壓原理4 :非對稱目標:提升機翼升力方法:增加機翼面積新問題:機翼重量增加2.衝突表3.解答美國專利US04648571中州技術學院 莊錦賜教授.美國專利US464857:TRANSVERSE THRUST LIFT AUGMENTATION SYSTEM中州技術學院 莊錦賜教授.範例：自行車座椅設計目標:舒適的座椅方法:增加座椅寬度新問題:腳踏動作不方便 惡化改善參數12座椅形狀參數4固定件長度原理13:反置使移動件固定固定件移動原理14 :球體化原理15 :動態性分割物體成可相對移動原理7 :重疊放置Figure : ABS S

13、ports Dual Action Seat 1.問題2.衝突表3.解答中州技術學院 莊錦賜教授.A LARGE NUMBER OF BOLTS AND A SMALL NUMBER OF BOLTSOr:GOOD SEALING AND LOW WEIGHT Altshuller Contradiction Matrix:Things we are trying to improve: Weight of Stationary Object Ease of Operation Device Complexity Things which tend to get worse: Stabilit

14、y of Composition Reliability Inventive Principles: Another Dimension Taking Out Flexible Shells and Thin Films 範例：渦輪機凸緣接合(1)中州技術學院 莊錦賜教授.Inventive Principles: Another DimensionUS patent 5230540Typical flange cross-section範例：渦輪機凸緣接合(2)中州技術學院 莊錦賜教授.範例:CNC刀把設計問題: 刀把剛性與定位精度衝突解決: 援用彈性鋼球中州技術學院 莊錦賜教授.賽車重覆运

15、用自鎖螺帽設計(1)輪圈之理想螺帽設計演進圖理想化例子中州技術學院 莊錦賜教授.典型自鎖螺帽設計5.Nylon inserts6.Non-round nuts7.Segmented nuts1.Wire locking2.Spring washer3.Double/jams nuts4.Solutions involving glueing賽車重覆运用自鎖螺帽設計(2)中州技術學院 莊錦賜教授.Double-nut : one to lock the wheel, the other to lock the first nut. the double nut need to perform t

16、wo separate tightening operationsThe Inventive Principle Merging US patent 5,662,443one nut that thinks it is two賽車重覆运用自鎖螺帽設計(3)中州技術學院 莊錦賜教授. An article engagable and retainable about a threaded shaft, which in one embodiment is a self locking nut a first end, an opposing second end, and a threaded

17、bore with an axial dimension for receiving the threaded shaft. A plurality of resilient posts extend along the body member and are inclined inwardly toward the bore axis to provide a prevailing torque on a threaded shaft disposed in the threaded bore. A pair of resilient arms with end portions exten

18、d from each resilient post. Each resilient arms is inclined toward the second end of the body member to provide a prevailing torque on the threaded shaft disposed in the threaded bore. The resilient posts and resilient arms contribute to retaining the body member about the threaded shaft. The lock nut has a relatively low first installation torque and a relatively consistent torque performance with reduced statistical spread over several nut installation and removal cycles, which meet an established torque specif