浅谈TRIZ冲突解决原理在概念设计中的应用（一）

浅谈TRIZ冲突解决原理在概念设计中的应用（一）

摘要 阐述了产品概念设计的策略。介绍了基于TRIZ理论的产品概念设计中冲突确定的物质——场分析符号系统以及对技术冲突和物理冲突求解的发明原理和分离原理。

    引言

    英国OPEN大学的Cross将设计过程模型归结的描述型和规定型。对这两种模型分析可知，概念设计包括查明功能及结构、寻求解决原理及其结构两个阶段，其核心是确定待设计产品的新的、有市场竞争力的工作原理。为此，可将概念设计的策略归结为两类，（1）设计过程要产生多个可能的解，经过分析、比较与评价确定一个较好的解，基于该解完成后续设计。这一策略是“以问题为中心”的设计思想。通过对问题的抽象，产生多个可能的概念，经评价确定一个解。（2）设计过程中只产生一个解，经修改、完善与评价，如果该解是一个较好的解，则进行后续设计，反之，产生一个新解，一直找到一个较好的解。这一策略是“以产品为中心”的设计思想，即待设计产品的一个概念是在对已有产品的工作原理进行分析、总结的基础上提出来的。

    TRIZ是G.S.AltShuller提出的发明问题解决理论，该理论的核心是技术系统进化原理：技术系统根据客观发展规律进行自我发展，这些客观规律是可以被认识的，并可利用这一客观规律有意识的解决发明问题。按这一原理，技术系统一直处于进化之中，解决冲突是进化的推动力。

    从TRIZ解决问题的过程可以看出，TRIZ的求解过程是基于标准问题的标准解，然后在标准解的基础上，将其具体化得到实际问题的新原理解（新概念）。因此，适合于第二类概念设计策略。

   1、TRIZ中冲突的分类及确定方法

    在对设计过程中产生的解进行修改、完善时，为了提高系统某一部分功能，很可能给系统其他部分带来负面影响，这就产生了冲突。针对不同类型的冲突，采用有效地解决办法，系统的解才会得以完善。

    1.1 冲突的分类

    在TRIZ理论中，将冲突分为三类：管理冲突、技术冲突和物理冲突。

    管理冲突是指为了避免某些现象获希望得到某些结果，需要做一些事，但又不知道如何去做。例如：希望提高产品质量，又不知如何去提高。

    物理冲突是指为了实现某种功能，一个子系统或元件应具有一种特性，但同时出现了与该特性相反的特性。例如：飞机的机翼应有大的面以便起飞和降落，但大的面积又影响了飞机的飞行速度。

    技术冲突是指一个作用同时导致有用和有害两种结果，也可以只有用作用的引入或者有害作用的消除导致一个或几个子系统或整个系统功能变坏。例如，要加强桌子的强度就要用厚的板材，但厚板材又增加了桌子的重量。

    1.2 冲突的确定

    在解决冲突问题时，要将管理冲突转化成为物理冲突或者技术冲突。

    相对于技术冲突，物理冲突是更加尖锐的冲突，对物理冲突的可以在对问题进行深入分析的基础上确定，也可以对已有的技术冲突进行进一步分析来确定。

    对技术冲突的确定可以采用经验法，即针对具体问题，由设计人员根据经验对冲突提出的文字描述。物质——场分析可以作为技术冲突确定的另一种方法，它是TRIZ理论进行技术冲突确定的工具。这一工具是基于AltShuller 对功能进行研究所提出的物质——场符号系统。

    概念设计阶段要进行产品的功能分析并提出原理解，因此对功能的描述是关键问题之一。AltShuller通过对功能的分析，发现了如下三条定律：

   （1）所有功能都可分解为三个基本元件。

   （2）1个存在的功能必定由3个基本元件构成。

   （3）将3各相互作用的基本元件有机的组合将产生一个功能。

    组成功能的3个基本元件分别为两种物质及一种场。这3个基本元件可用符号系统来描述，构成功能的基本图形描述。

    Zinovy，Terninko等人有对这一符号系统进行了发展，这里对发展了的符号系统的一部分进行介绍。

　 Ftype　场的类型。常用的类型为：

   Me——机械 Th——热 Ch——化学 E——电 M——磁 G——重力

    依据这套符号系统，我们可以建立系统功能模型，区分有用功能和有害功能，并进一步找到导致有用和有害功能的参数，确定技术冲突。

    2、冲突地解决原理

针对设计过程中不同的冲突类型，采用不同的解决原理。对于技术冲突，采用发明原理；对于物理冲突，采用分离原理。

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