《《创新设计——triz系统化创新教程》张换高第6章理想解分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《创新设计——triz系统化创新教程》张换高第6章理想解分析（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第6章 理想解分析,创新设计研究所,主要内容,引言,理想解是针对已有系统提出的未来应该具有的状态。最终理想解是系统的终极理想状态，但又是很难达到的状态。一般情况下都是退而求其次，以低于最终理想解的某个水平作为系统改进的目标。理想解分析就是为了确定系统改进时能够达到的目标。 通过根原因分析在功能模型上确定冲突区域，然后围绕冲突区域进行问题求解，这是产品改进的一般思路，但同时也限定了解的等级不高。为了能得到更高等级的解，需要进行理想解分析。,6-1 理想化,在TRIZ中，理想化包含：理想系统、理想过程、理想资源、理想方法、理想机器、理想物质等。 理想化的描述如下： 理想机器：没有质量、没有体积，但
2、能完成所需要的工作； 理想方法：不消耗能量及时间，但通过自身调节，能够获得所需的效应； 理想过程：只有过程的结果，而无过程本身，突然就获得了结果； 理想物质：没有物质，功能得以实现。,理想化分为局部理想化与全局理想化： 局部理想化是指对于选定的原理，通过不同的实现方法使其理想化； 全局理想化是指对同一功能，通过选择不同的原理使之理想化。 设计人员在设计过程开始需要确定设计目标，即将问题局部理想化还是将其全局理想化。通常首先考虑局部理想化，所有的尝试都失败后才考虑全局理想化。,6-1 理想化,6-1 理想化,局部理想化的过程有如下4种模式： 加强：通过参数优化、采用更高级的材料、引入附加调节装置
3、等加强有用功能的作用； 降低：通过对有害功能的补偿，减少或消除损失或浪费，采用更便宜的材料、标准零部件等； 通用化：采用多功能技术增加有用功能的个数。如现代多媒体计算机具有电视机、电话、传真机、音响等的功能； 专用化：突出功能的主次。如今天的汽车厂主要是组装汽车，而零部件由很多专业配套厂生产。,6-1 理想化,全局理想化有如下3种模式： 功能禁止：在不影响主要功能的条件下，去掉中性的及辅助的功能。如采用传统的方法为金属零件刷漆后，从漆的溶剂中挥发出有害气体；采用静电场及粉末状漆可很好的解决该问题，当静电场使漆粉末均匀的覆盖到金属零件表面后，加热零件使粉末熔化，刷漆工艺完成，其间并不产生溶剂挥发
4、。 系统禁止：如果采用某种可用资源后可省掉辅助子系统，一般可降低系统的成本。如月球上的真空使得月球车上所用灯泡的玻璃罩是多余的，玻璃罩的作用是防止灯丝氧化，月球上无氧气不会氧化灯丝。 原理改变：改变已有系统的工作原理，可简化系统或使过程更为方便。如采用电子邮件代替传统邮件，使信息交流更加方便快捷。,6-2 理想化水平,（1）理想化水平公式 Ideality= Benefits /（Expenses+Harms） 式中参数的意义为： Ideality 理想化水平； Benefits 效益，包括所有有用的特性和效用； Expenses 代价，应该包括全生命周期的成本； Harms 副作用，包括有害
5、作用和不期望的结果。 产品或系统的理想化水平与其效益之和成正比，与所有代价及所有危害之和成反比。不断地增加产品理想化水平是产品创新的目标，通过提高式中分子、降低分母或者使比值提高都是提高理想化水平的基本途径。,6-2 理想化水平,（2）价值与理想化水平 价值工程（Value Engineering，VE），是降低成本提高经济效益的管理学理论。上世纪40年代起源于美国，创始人是麦尔斯（L D Miles）。价值工程的理论基础是价值理论公式： V=F/C V/Value功能价值系数 F/ Function功能重要性系数 C/Cost成本系数 V,提高价值的五种途径为： 成本不变，功能提高（F/C
6、= V）； 功能不变，成本下降（F/C= V）； 成本略有增加，功能大幅度提高（F大 /C小= V）； 功能略有下降，成本大幅度下降（F小 /C大= V）； 成本降低，功能提高（F/C= V大）。,如果把副作用产生的危害加入到成本中，理想化水平等同于价值工程中的“价值”，因此价值工程方法可用于提高理想化水平。,6-3 理想解与最终理想解,产品在给定条件下处于理想状态的解称为理想解。 产品的理想解实现的过程是其理想化水平提高的过程，理想化水平达到无穷大状态的理想解称为最终理想解。 最终理想解IFR被分解为多个理想解IFRk，实现每个理想解需要克服多个障碍（Cij）及实现多个目标。,在给定的条件或
7、约束下，理想解有如下的4个特点： 消除了原系统的不足之处； 保持原系统的优点； 没有使系统变得更复杂（采用无成本或可用资源）； 没有引入新的缺陷。,6-3 理想解与最终理想解,考虑割草机作为工具，草坪上的草作为被割的目标。割草机在割草时发出噪音、消耗燃料、产生空气污染、甩出的草片有时会伤害推割草机的工人。假如设计者的任务是改进已有的割操机(局部理想化），设计者可能会很快想到要减少噪音、增加安全性、降低燃料消耗。但如果确定理想解，就会勾画出未来割草机及草坪维护工业更佳蓝图。 用户需要的究竟是什么？是非常漂亮且不需要维护的草坪。割草机本身不是用户需要的一部分。从割草机与草坪构成的系统看，其理想解为
8、草坪上的草长到一定的高度就停止生长。至少国际上有两家制造割草机的公司正在试验这种理想草坪的草种，该草种被称为“漂亮草种（smart grass seed）”。,工程设计,自动化,药物施作,园艺改良,基因改造,6-3 理想解与最终理想解,6-4 理想解分析的过程,（1） ARIZ中，理想解分析的步骤 设计的最终目的是什么？ 理想解是什么？ 达到理想解的障碍是什么？ 出现这种障碍的结果是什么？ 不出现这种障碍的条件是什么？创造这些条件存在的可用资源是什么？,6-4 理想解分析的过程,问题的最终目的是什么？兔子能够吃到新鲜的青草。 理想解是什么？兔子永远自己吃到青草。 达到理想解的障碍是什么？放兔子
9、的笼子不能移动。 出现这种障碍的结果是什么？由于笼子不能移动，可被兔子吃的草地面积不变，短时间内青草就被吃光了。 不出现这种障碍的条件是什么？当兔子基本吃光笼子内的鲜草时，笼子移动到另一块有青草的地方。 创造这些条件存在的可用资源是什么？笼子本身按上轮子，兔子自己可推动其运动到有青草的地方。即兔子本身就是可用资源。,例：农场养兔子需要新鲜草，农场主既不希望兔子走的太远而不易被发现，又不希望花很多时间把鲜草送到兔子旁边。应用上述5步分析该问题并提出理想解。,6-4 理想解分析的过程,（2）从资源的角度分析理想解 将IFR用不同级别描述有助于系统的改进： 1）采用超系统的资源（X-元件） 2）采用
10、系统资源 3）采用冲突区域的资源。,例：高层建筑玻璃窗外部清洁问题 （1）利用超系统资源,6-4 理想解分析的过程,例：高层建筑玻璃窗外部清洁问题 （2）利用系统内资源,6-4 理想解分析的过程,例：高层建筑玻璃窗外部清洁问题 （3）利用冲突区域内资源,6-4 理想解分析的过程,本章小结,理想解是一定约束条件下最理想的解；最终理想解是系统不存在（成本为零，没有有害作用）而功能存在的状态。 理想化水平是描述系统理想化状态的参数，根据理想化水平公式，可以确定理想化目标。理想解是理想化目标的具体描述。 理想化分为全局理想化和局部理想化。 理想解分析可以依据ARIZ中步骤进行，也可以分析不同资源层次，得到不同层次理想解,谢谢！,
