针对产品设计工程师。 40条TRIZ原则是解决"...... "的方法。TRIZ 的矛盾之处"在解决产品设计问题的过程中,或在产品设计头脑风暴会议中突出其他方法。
本文重点介绍了40条TRIZ原则,无论是否采用TRIZ方法,都可以使用。
请参阅本文末尾的 TRIZ 方法、技巧和工具。
40 TRIZ 原则
由于这些都是从俄语翻译过来的--不同的书可能会有不同的翻译--我们采用了最常用的术语,并将三原则按家族进行了重新组合。
注:我们在下一章中增加了补充原则和技术。
绿色突出显示的是我们精选的产品设计中关注度高、使用频率高的原则
不同的装配
该系列重新组合了所有以不同方式组装组件或部件的方法。显然,在设计选择过程中要加以应用。
| 例子 | 我们的意见 | |||
| #1 | 细分 | 将物体分成独立的部分 | ![]() |
有利于解决技术问题或采购货架上的部件,但可能导致复杂性和额外成本 |
| #2 | 取出 | 将干扰部分或属性从物体中分离出来,或将物体中唯一必要的部分或属性分离出来 | ![]() |
可以非常有效,但产品意图必须明确,才能最终切入产品规格 |
| #4 | 不对称 | 不要以均匀或平均的方式施加力或负载 | ![]() |
经常在局部应用,可降低功率,精简结构(减少异常和疲劳)。 |
| #5 | 合并 | 重新组合较小的部分或组件,以实现主要目标 | ![]() |
取决于具体情况和数量:专用部件或组件可能更具成本和材料效益 |
| #7 | 筑巢 | 你还记得"玛特里奥什卡"俄罗斯嵌套木雕娃娃? | ![]() |
模块化,增加了存储和运输功能、 产品种类 …… |
| #27 | 中介 | 在组件中添加中间零件或功能 | ![]() |
这不是最精简的方法。这是唯一的解决办法吗? |
适应用户或环境
这一类别将所有改变产品或系统以适应其环境的手段重新归类。主要是在规范阶段,而不是在设计阶段。
| 例子 | 我们的意见 | |||
|
#3 |
当地质量 | 严格按照要求调整质量水平,而且只在要求的地方进行调整 | ![]() |
"7 中的 "过度处理 精益浪费 思维模式,但在设计阶段 |
| #6 | 普遍性 | 为现有部件或产品赋予其他用途 | ![]() |
以极低的成本和环保的方式打开新市场。不完全是为了解决设计问题,而是为了上游。 |
| #22 | 从伤害中获益 | 通过降低、增加或提高有害因素,使其成为有益或次要的功能 | ![]() |
|
| #23 | 反馈 | 使执行机构有效适应所需参数;控制回路 | ![]() |
自动找平,无需用户干预。 |
| #25 | 自助服务 | 让部件或产品发挥其他功能、自我再生或产生可利用的废物。 | ![]() |
在可能的情况下,增值的好方法 |
| #26 | 复制 | 用廉价、轻便、简单的复制品取代复杂、昂贵的部件,或在图像上而不是昂贵的物品本身上下功夫 | ![]() |
(价值分析的精髓,如果您还没有使用的话) |
| #27 | 消耗品 | 用易损件或部件代替坚固而昂贵的东西 | ![]() |
注意废物、环境和新法规。其他精益方法 |
形式服从功能
本网站的宗旨之一。阅读 "表单跟随函数(fff)"的相应文章:重新组合所有改变形状或空间的意思。通常,这是最简单、最可靠和最具成本效益的解决方案。
| 例子 | 我们的意见 | |||
| #8 | 减轻重量 | 利用重量降低其他执行器 | ![]() |
对重 |
| #14 | 球面度、曲率 | 做成圆形 | ![]() |
|
| #17 | 另一个维度 | 将一维变为二维,将二维变为三维 | ![]() |
允许在解决过程中出现机会(差距、空间 |
| #30 | 轻薄灵活 | 使沉重的结构变薄,并在需要移动时最终变得灵活 | ![]() |
有关模制铰链或薄壁,请参见塑料技巧设计库 |
时间就是一切
家庭重新组合所有 TRIZ 原则的功能都与时间和新的顺序有关。
因为在绘图板上看不到,用新的定时序列解决技术难题可能会被忽视
......但要注意不要降低 用户体验 更长或更多的步骤
| 例子 | 我们的意见 | |||
| #9 | 初步反行动 | 预见危害,采取反制措施 | ![]() |
例如:混凝土梁的预加载,在加载本身之前 |
| #10 | 初步行动 | 提前执行要求或变更或提前准备 | ![]() |
|
| #11 | 事前缓冲 | "防患于未然 | ![]() |
质量、精益(......),但这里是设计 |
| #13 | 反过来 | 颠倒物理原理或各部分之间的相对关系 | ![]() |
例如:在 佩尔蒂埃 模块,只冷却一侧而不是加热另一侧。 |
| #20 | 有用行动的连续性 | 不要停止进程或运动 | ![]() |
限制操作和在制品,利用惯性 |
| #21 | 匆匆而过 | 快速执行操作 | ![]() |
与前面列出的不均匀施力的逻辑相同,但要及时,以限制努力、能量或风险 |
| #34 | 丢弃和回收 | 使用、处置或日后再利用 | ![]() |
环境和生产友好型 |
物理特性
与材料或环境的机械、物理或化学特性有关的 TRIZ 原理。
| 例子 | 我们的意见 | |||
| #12 | 可装备性 | 为节省能量,限制势场中的位置变化 | ![]() |
不要在磁场中移动金属,或在重力场中提升部件 |
| #15 | 动力 | 使部件或组件相对运动 | ![]() |
|
| #16 | 部分或过度行动 | 略微减少或增加一些规格,以达到符合区域 | ![]() |
帕累托:20% 可以制造出 80%。还是 95% 就足够了? |
| #18 | 机械振动 | 使用振动而不是大动作 | ![]() |
允许非常局部的效果,通常更节能 |
| #19 | 定期行动 | 用旋转、脉动或重复方式取代连续线性执行器 | ![]() |
与前者的联系,视幅度而定 |
| #28 | 机械 代谢 | 将机械师替换为 磁铁 或电磁学 | ![]() |
请参阅我们的 "用磁铁设计 "帖子 |
| #29 | 气动和液压 | 用液压系统取代机械系统 | ![]() |
有一些限制,但在适应性、灵活性或长途旅行时物有所值 |
| #31 | 多孔材料 | 使用多孔材料进行设计(或增加微观或宏观孔隙率) | ![]() |
打火机3D 计算机辅助设计 金属粉末烧结技术如今大有用武之地 |
| #32 | 颜色变化 |
更改颜色或透明度,以简化流程。 通过颜色变化来表示信息。 |
![]() |
有许多特殊的油墨或材料可供使用,例如 压力温度、密度、湿度(%)指示 |
| #33 | 同质性 | 两个相互作用的部件应使用相同或类似的材料 | ![]() |
......如果固定,则是同一个部件! |
| #35 | 材料特性变化 | 利用材料特性的变化:物理状态变化、强度、刚度、质地、柔性... | ![]() |
(颜色、其他原则中的长度) |
| #36 | 阶段过渡 | 使用相变的后果:吸热或产生热量、体积变化、透明度变化...... | ![]() |
|
| #37 | 热膨胀 | 利用材料的热膨胀(或收缩)来施加力 | ![]() |
固定或临时装配。也可使用双金属 |
| #38 | 强氧化剂 | 富含 O2 或 O3 的大气 | ![]() |
注意易燃性和腐蚀性 |
| #39 | 惰性气氛 | O2 或 O3 降低大气压,冻结某些化学反应 | ![]() |
与前者相反;参考三角火 |
| #40 | 复合材料 | 使用复合材料 | ![]() |
更轻。如今已广为人知,但要注意老化和工艺的可重复性 |
TRIZ 方法简述
矛盾矩阵和TRIZ原则是这一方法的基本工具,由苏联发明家和科幻小说作家根里奇-阿尔特舒勒(Genrich Altshuller)提出。
1 - 编制矛盾表
该表格将所有 39 个工程参数与新产品功能相对应。通过在矩阵中交叉引用这些参数,设计师和工程师可以找出可能并不显而易见的潜在解决方案,从而培养创新思维和高效解决问题的能力。
39 个工程参数
| 移动物体的重量 不动物体的重量 移动物体的长度 不动物体的长度 移动物体的面积 不动物体的面积 运动物体的体积 不动物体的体积 速度 部队 张力、压力 形状 物体的稳定性 |
实力 移动物体的耐久性 不动物体的耐久性 温度 亮度 运动物体消耗的能量 不动物体消耗的能量 电源 浪费能源 浪费物质 信息丢失 浪费时间 物质数量 |
可靠性 测量精度 制造精度 对物体有害的因素 有害的副作用 可制造性 使用方便 可修复性 适应性 设备的复杂性 控制的复杂性 自动化程度 生产率 |
产品功能
请参考本网站的其他文章,定义适当的用户产品功能,不要与约束混淆(例如:从产品设计的角度来看,强制性法律标准是一种约束......除非您是标准的分销商或转售商)
2 - 应用 40 项原则
解决矛盾是解决问题的关键步骤。在这一过程中,首先要确定具体的矛盾,这些矛盾通常分为两类:技术矛盾或实际矛盾。
- 当改进系统的一个方面导致另一个方面的恶化时,就会出现技术矛盾。
- 物理矛盾是指对同一元素的要求相互冲突。
现在,关键的一步是在表格的每个单元格中填入上述 40 项原则中的一项或多项。
由于表格可能由数百个单元格组成,需要以开放的心态对创造性的新解决方案进行详细审查,这个过程可能会非常漫长。有些软件确实能帮上忙,但你会失去表格的全局视图,相邻的列或行可能会被组合在一个共同的解决方案中。
我们已经看到了一些将人工智能应用于 TRIZ 的详细研究,但迄今为止还没有公开可用的工具(见公开研究 这里的纸张)
提示: 如果时间有限,我们建议将重点放在主要矛盾和用户功能上,而不是肤浅地填满所有单元格。A 按成本设计 或者 最小可行产品 approche 可以帮助确定优先级--有关这些方法,请参阅其他帖子。
这种系统化的方法能够将矛盾转化为创造性的机遇,促进创新突破。
特里兹方法实例
TRIZ在汽车行业的应用就是一个典型的例子,它解决了在不影响安全的前提下减轻汽车重量的难题。通过运用TRIZ原理,工程师们确定了使用碳纤维复合材料等高强度轻质材料,从而在保持结构完整性的同时大幅减轻了重量。
另一个例子是在电子领域,TRIZ 被用于提高智能手机的电池寿命。通过分析和克服矛盾,例如在不扩大手机尺寸的情况下增加电池容量,工程师们创新性地采用了高能效处理器和软件优化技术。这些例子说明了TRIZ如何将问题转化为创造性解决方案的机会,从而实现系统性创新。
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