统一结构创新思维课件.pptx

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1、USITUnified Structured Inventive Thinking“统一结构创新思维”（简化了的TRIZ程序）1,“阿奇舒勒提出了经典TRI Z 下一阶段的开 发目标即：如何将无限量的创造性问题统一成一种规 范形式，并提供相应的解决方案”引自Khomenko,NI. Classical TRIZ and OTSM as a scientific theoretical background for non-tpical solving instrument The ETRIA Future 2007Conference Frankfurt am Main:20072,1, US

2、IT的演进USIT 起源于以色列Fil kovsky Maimon Horowitz 等TRIZ 著名 学者创建的研究成果，从整合/ 简化解决发明问题程序出发 设计了SI T （Ststematic Inventive Thinking系统创新 思维）。着重强调: 同时满足“变质”和“闭世界” 两个 条件是解决发明问题消除矛盾的前提条件。上世纪90年代初，SI T 传人美国，Si ckafus 在福特公司接 受了SI T ，并将其进行了结构化改造，形成了USI T 雏形。日本学者中川彻（Toru Nakagowa）、D. Mamm 等人针对其中 存在的不足，将其与TRI Z 进一步整合，修正和

3、改进，并建 立了相应的知识库，最终形成了较为完善的USI T ，于2003 年在TRI Z 网站杂志公开发表。3,USIT方法的基本概念4,属性A-Attribute,对象O-Object,有害功能U-Unwanted Effect,是一切创新问题的完 整定义、分析聚焦点 和直通解决问题捷径 的三大基本要素,2,对象（O）：实际存在的、占有空间的、可触及的有形事 物，对象在相互接触中，彼此有改变或阻止改变属性的能 力。（信息和光是特殊的对象）属性（A） ：识别对象的特性，被称之为属性。这是定义 各种类别对象所需要的概念（基本原理）譬如, 对象铅笔 有颜色、材料以及铅笔头的形状连同其它的等等，不

4、同种 类的对象具有有不同的属性。相同种类对象的成员具有相 同的属性，但是量度不同，（量值metri cs ：定量测量属 性的程度，强度，质量等。）有害功能（U）：由于两个相结合的属性支持的作用是一 个功能，功能结果改变被扩展的属性的量值改善一个功能 或激活在一个期望作用的对象的属性。当期望的作用失效 时，功能就成为有害作用5,6,USIT充分定义问题的标准形式图,O,O,O,A,练习：将上述信息转换成完整的语言的（非书面的陈述）,车辆,气囊传感器 电信号,司机,示例：充分定义问题的形式示意图： 冲力当车辆被猛然撞不必要的击时气囊迅速展开 迷失方向,3,7,由Sickafus博士最早创立的USI

5、T流程图,问题定义：,概念产生：,问题分析：,属性维度法,物体多元法,功能配置法,功能转换法,质变图,8,日本学者中川彻创立的USIT流程图,物体多元法,确定问题,时间/空间特性分析,对象多元法,属性维度法,功能配置法,方案组合,方案转换,多重概念方案报告,问题定义：,概念产生：,闭世界法粒子法问题分析： （以物体属性功能分析）（理想解希望的作用和性能）,方案组合法,方案转换法,物体多元法,4,9,一、USIT问题定义阶段,1 USIT程序的信息阶段10,信息,问题因果简单定义 无筛选 简图属性的比喻,5,1) 什么是因果分析？有因必有果，有果必有因从系统存在的问题入手，层层分析形成问题的原因

6、，直至分析到最后不可分解为止。因果分析可以向两个方向：向着求因的方向由现在分析过去 ；也可以向着求果的：由现在分析未来11,因果分析的目的梳理问题中隐含的逻辑链及其形成机制，找出问 题产生的根本原因从梳理出的逻辑链条及其形成机制中找出解决问 题的所有可能的“突破点”从所有可能的突破点中找出”最优“的突破点；“最优” :在满足工况要求的前提下，在现有资源条件下（知 识、技术、时间、成本） ，代价最小！“逻辑链及其形成机制”的来源:因果关系原因结果时间或 操作的先后顺序物理模型：公理、原理、公式、经验公式等12,6,因果分析步骤1、标记存在问题的组件通过组件价值分析，找出理想 度指标最低的系统组件

7、进行根本原因分析。2、判断可能导致问题的功能3、根据功能判别存在问题的参数4、依次继续查找原因和结果，分析根本原因 工具：根本原因分析模板13,原因与结果之间的三种类别关系A14,（ a ）,7,（ b ）,（ c ）,A,B,D,E,因果树CF15,16,遵循规则1、确保所描述的实体及实体间的逻辑关系，具有被其他人所理解和认同的明确性；2、确保实体存在的完整性、结构的合理性和有效性完整性实体必须是一个完整的概念，从语法的角度考虑就是可以是动 宾短语或是带有形容词的名词短语；结构的合理性实体不能含有多个概念，且实体中不能含有“if-then”及其变形形式；有效性所描述的实体是现实存在的或经过合

8、理推断得出的。3、确保因果逻辑关系的有效性（可以用“if-then”的形式来判断因果间是否存在有效的逻辑关系）4、原因不充分性在一个复杂的相互作用的过程中，某结果很少是由单一的原因导致，在大部 分情况下，是由多个相互依赖的因素导致或者由几个独立的原因导致。 原因不充分性是逻辑图中常出现的不足5、附加原因（“是不是还有其他的原因也能产生同样的结果”？）附加原因的提出并没有否定最初的原因，仅是对其进行补充和完善，与最初,的原因具有同等的重要性。,8,实例一：纪念堂外墙的腐蚀问题杰斐逊纪念堂（Jefferson Memorial）17,18,、,杰斐逊和林肯纪念堂的 外墙都由花岗岩制成， 但杰斐逊纪

9、念堂脱落和 破损严重， 推倒重建， 这要花纳税人一大笔 钱 找出最优的突破点,破损的外墙,（清洗剂）腐蚀外墙,大量的鸟粪,大量的鸟,大量的蜘蛛,大量的小虫子,充足的阳光,充足的阳光透光的天窗,充足的阳光,灰 尘,9,19,2 筛选实例表,二、USIT问题分析阶段有两个主要分析方法和一个辅助的分析方法：封闭世界法和粒子法；（它们是平行的两种方法);以对象、属性、功能为基础分析问题在具体的空间、时间和 相关的物体之间的功能关系。首先，应根据问题的类别选择使用封闭世界法或粒子法其中 之一种分析方法（如果可能的话，同时使用两种方法则更 好）；。20,10,11,1 封闭世界法在问题定义阶段，需要完成的

10、事项：画出一份“封闭世界图”即：展示功能与最小相关物体之间的关系图列出物体的各种属性根据问题的焦点画出系统现有状态与期望的理想目标状态的质变图21,绘制闭世界图的规则1.物体（ 对象）画成方块，而功能画成连接物体的线。2. 画在第一层的物体1一定是形成问题系统主要功能的物 体，此主要功能也就是问题的目标需求或应排除的效应。 所以第一层只会有一个物体，在第一层以外的其他层，如 范例中第二、三、四层，不限制有多少个物体。3. 画在下层的物体是作用在上层物体之属性的物体，也就 是提供功能给上层物体的物体，例如第二层物体功能作用 在第一层的物体1，第三层功能作用在第二层，层数没有 限制。下层物体与上层

11、物体应该有实体接触。22,、4. 如果某几个物体同在一起发挥功能，称为联合物体，在图形中要被画成框在一起，如范例中物体7 与物体8。5. 如果系统中某些物体的功能与系统实现主要功能无关，称为邻近物 体，不画在阶层中，只画在右边，如范例中物体A与B。6. 如果系统实现主要功能时某物体必须存在，该物体却又不是组成系 统的物体， 不受系统设计者的控制，称为环境物体，不画在阶层中， 只画在右边，如范例中物体C与D。7. 每一个物体在闭世界图中只能出现一次，而且只能属于一个上层物 体，虽然常见到一个物体同时有两个以上功能分别作用在不同物体， 在闭世界图中仍必须选择其中一个最重要的功能的受作用物体作为上

12、层物体。为避免陷入心理惯性，使用简明的非技术术语来描述物体之间的相互作用（功能）23,物体1起始状态,12,封闭世界图第一层24,25,盖子和盒子暂时组成复合对象的封闭世界CW-图,盖子,盒子,多个凹槽,搭扣,合页,提手,隔板,连接,使翻转,使可提,分割,分割,使固定闭锁装置,轴、润滑油和轴承问题分析模型26,轴承,13,润滑油,轴,27,轴承和润滑油的封闭世界分析图,轴承,优先占啮合空,（轴承是轴的环境对象）,28,轴、轴承和润滑油的封闭世界分析图,轴承作为润滑油的下一级对象,凸显保证功能,14,29,从不同角度分析防弹背心的CW-图,从生产制造背心的角度分析,人,人,从生产制造子弹的角度分

13、析,子弹,背心,人,杀伤,从枪手的角度分析,30,2 功能分析法的（Functi onal Analysis）1950-1960由莱瑞迈尔斯倡导形成的第一代功能分析：识别元件和功能之间的关系.形成的第二代功能分析：莱瑞迈尔斯基本思想被结合到TRIZ基本思维方法中发明主要出现在形成的第二代功能分析；使用者不仅描述存在于系统元件间有用功能关系，还鼓励使用 者描述有害的、不足的和过度的功能关系。但是，附加奥妙的 转换工具在定义问题的程序中扮演了非常大的“有用的”角色。第二代功能分析不足之处： 没有考虑元件属性的关系没有考虑环绕问题与时间的关系当前TRIZ的功能分析功能属性分析考虑元件属性的关系考虑环

14、绕问题与时间的关系,15,功能的分类（以眼镜为例）根据与主要功能的关系分为以下几类：1、有用功能作用并有利于对象，有利于达到系统预期的目标和目的，分为充分、不 足、过度；充分的功能镜片度数合适不足的功能镜片度数小过度的功能镜片度数大2、有害功能作用并有害于对象，不利于系统预期目标和目的实现的功能；有害的功能眼镜架压迫鼻梁31,功能描述32,16,33,对以下产品进行功能定义,手表 电话 眼镜 车床 电线,显示时间？,HOW？,功能描述,练习：眼镜的功能级别1、主要功能：（眼镜）折射光线2、基本功能：（镜片）折射光线3、辅助功能：（眼镜架）支撑镜片（耳朵）支撑眼镜架34,17,35,练习：眼镜系

15、统的级别,技术系统,子系统,超系统,超系统组件技术系统组件,子系统组件,系统作用对象,36,符号,技术系统,子系统,超系统,技术系统,系统组件：矩形框 超系统组件：六菱形系统作用对象：圆角矩形,手,超系统,镜腿金属杆 塑料套,眼睛光线,镜片镜框,功能模型建立,18,37,功能分析是一个对系统功能建模的过程，分析的结 果是建立功能模型。用矩形框表示系统组件用箭头表示组件之间的作用关系,创新方法咨询与研究中心,系统组件A,系统组件B,A对B的作用,功能的载体,功能的受体,功能= 动作+对象37,功能分析,38,系统分析的五大步骤分析“系统”之间的关系。分析“系统”间的属性及冲突。找出主要功能。主要

16、功能是真正执行需求的部分辨识出负面的作用。系统功能模型图。,创新方法咨询与研究中心,38,19,39,功能建模第一代:1950年- 1960年, 由拉里 迈尔斯开发组件的识别和它们之间的功能关系第二代:综合成基于TRIZ 的思考路径。描述有用的功能关系并且同样有害的、不足的和过度的功能关系然而，未能充分考虑到属性和时间议题功能进化分析= 功能和属性分析,40,如图具关键性且不容易基本原则：分析应纪录所有现存的功能,研磨材料,镜片,黏合剂,保持,磨料颗粒,镜片,抛 光,关于简单系统功能属性分析辨识出现有存在的组成组件。思考组成组件间的功能关系及方向性。抛光如图尽可能使用“名词- 动词- 名词”的

17、结构方式鼓励思考界面关系( 即“动词”含义)分析组成组件，将它作可能的拆解,20,41,定义主要有用功能如图利于集中焦点，遵循理想化原则，可否逐渐使“非MUF”消失。至此阶段可视为第一代的功能分析，问题轮廓已成形。,关于简单系统功能属性分析,黏合剂,保持,磨料颗粒,镜片,抛光 (M),42,在系统中什么有害的事物会发生？如图辨识出负面的元素找不足的作用( 单虚线)找过度的作用( 双实线)如图至此已将一个问题分割成一连串组件间的关系。,关于简单系统功能属性分析5.据问题轮廓再找出现存不好的功能,黏合剂,磨料颗粒,镜片,抛光 (M),保持热,热,热,痕 迹,黏合剂,磨料颗粒,镜片,抛光 (M),保

18、持热,热,热,痕 迹,21,43,探讨与时间相关的议题( 至少思考三个状况)任何问题发生前的系统发生问题时的系统发生问题后的系统,如图，认知问题发生前的状态，而问题浮现在当我们逐渐增加抛光作业的速度时。,关于简单系统功能属性分析,黏合剂,保持,磨料颗粒,镜片,抛光 (M),热,热,热,痕 迹,黏合剂,在低速时，其状态如下图( 问题：抛光不足)附注：右下图虽然显示有害的热及不足的保持消失，但是MUF已变成不足( 问题所在？) 。因此时间变化可以协助问题的定义。保持44,磨料颗粒,镜片,抛光 (M),22,3 产品属性与创新用户购买产品的目的既是要获得产品的功能，更是要具有良好属性功能的产品改变一

19、个物质的属性（或创造一个物质新的属性），意味 着物质产生了质的变化，也就意味着对一个技术系统实现 了创新。案例：一副眼镜本来镜片的颜色和外部的环境没有关联。如果创造一种属性 关联，比如说通过设计一种镜片，其颜色因太阳光的照射 而发生变化。那么顾客就不需要针对夏天专门购买一副太 阳镜。45,属性的深入理解属性即是物质的特性，可以用一个物理、化学或几何参数 来表达一种物质常表现出多种属性。如内燃机系统中油的属性：流动性、粘度、可压缩性、润 滑性、与系统材料的兼容性、化学稳定性、抗腐蚀性、快 速释放空气、良好的反乳化性、良好的传导性、电绝缘 性、密封性等属性与时间有关，会随不同时间而有所改变改变一个

20、物质的属性（或创造一个物质新的属性），意味 着物质产生了质的变化，也就意味着对一个技术系统实现 了创新。用户购买产品的目的是要获得产品的功能，但必46须是具有良好属性的功能产品,23,47,属性-功能-属性链,每个对象都有多个属性；功能是两个有联系对象的属性相互作用的结果即： 对象与功能是通过属性来联系的。,属性,属性,属性,属性,对,象,功能,克劳福特：“所谓创新就是掌握呈现在我们眼前对象的属 性，并把它置换到其它的对象上”。因此，对属性的认知和 置换是TRIZ的精髓。,48,活塞,机油,添加物,传统的与TRIZ的功能分析比较案例：内燃机内系统传统的功能分析：变质改善,活塞的温度,机油的润滑

21、性,TRIZ的功能( 属性) 分析变质,添加物的硫磺,改善,传统的功能分析仅就作用对象的分析；TRIZ的功能分析是就对象的属性作用的分析，并引入了时间和空间的概念。,24,在系统模型建模工具中利用属性49,5,笔,充气球,锋利的笔压向充气球时的状态示意图练习问题：为什么当锋利的笔压向膨胀的气球时，会使气球突然产生破裂？从以上的简图中，我们只能看到两个相互作用的对象。 一个有识别问题能力的解决者应该找出该问题的实际聚 焦点究竟是什么？你能够解决吗？实际的焦点是一个对象的形状和另一个对象的脆弱性。0,25,51,描述笔-球锋利性和强度属性相互作用图,锋利性,笔,强度,球,破裂,笔的锋利性与球的强度

22、相互作用导致充气球的破裂，损害了球的持续性,来自外部区域受拉情况下，灰色虚线内区域的一对箭头指明受压，而向外的箭头指明是受拉破裂的深度表明了从最初压入直至破裂的深度,笔尖压向充气球时的表明受力情况图从最初压入 直至破裂的 深度52,26,笔,充气球,笔与充气球相互作用的进一步解53,笔的锋利性与球的强度相互作用造成球的破裂于是影响球的持续性笔的锋利性与球的摩擦造成球的破裂于是影响球的持续性笔的曲率半径与球的强度相互作用造成气球破裂于是影响球的连续性。,54,定义一个抽象问题的通用形式方框图,波浪线表示输入属性A1和A2的相互作用区域,对象1属性1属性属性21,#3改变原因,H5简图,H1,#1

23、对象属性功能,#2有害作用,#4对象-对象相互作用,对象2,对象3,起作用的作用属性,一个对象与另一个对象相互作用 导致有害作用作为最先两个作用 对象属性原因的结果,27,55,通过去除一个输入属性使达到消除有害作用,H2,#19去除一个属性,对象2,起作用的属性对象3,作用,对象1,属性1属性2,图中虚线部分表示被去除的输入属性、对象和有害作用,56,倍增原有对象O1,H5,#21倍增( 乘法）对象,改变了的属性Am,改变了的属性Am,对象-1,对象-1,对象-2,对象-3,功能,作用结果,属性-4,属性-2,属性-1,倍增原对象O1，新的属性（A4）将会与（A1，A2，或AM） 相互作用。

24、 这里的功能是由修改原有属性后的属性Am 所支撑，从而抵消了其不需要的作用。,28,57,倍增原有对象O1,倍增对象O1的属性A4 与属性A1相互作用支持一个功能，结果原 有的有害作用的属性Am成为无效或是有害作用成为有益作用,#21倍增对象,H8,对象-1,对象-1,对象-2,改变了的属性Am,功能,作用结果,属性-4,属性-1,属性-2,改变了的属性Am对象-3,58,倍增原有对象O1倍增对象O1的属性A4 与属性A1相互作用支持一个功能，结果原有的有害作用的属性Am成为无效或是有害作用成为有益作用,#21倍增对象,H9,对象-1,对象-2,对象-1,改变了的属性Am,改变了的属性Am,结

25、果,功能,属性-1,属性-2,属性-4,对象-3,#21倍增对象,对象-3,29,59,倍增原有对象O1,#21倍增对象,H10,对象-1,对象-1,对象-2,改变了的属性Am,功能,属性-1属性-2作用结果,对象-3,改变了的属性Am属性-4,引入分割，允许使用分割对象的不同的部分，必然激活一个新的 属性A4，与原有的属性（A1、A2或Am) 相结合支持一个功能， 经由改变的属性，作为解决方案,这对复合对象搜索有作用的组成部分的不同功能特别有用,60,H17,#22分割对象,改变了的属性Am,改变了的属性Am,对象-4,对象-1,对象-2,对象-3,功能,作用结果,属性-4,属性-2,属性-

26、1,分割原有对象O1引入分割，允许使用分割对象的不同的部分，必然激活一个新 的属性A4，与原有的属性（A1、A2或Am)相结合支持一个 功能，经由改变的属性，作为解决方案,30,61,分割原有对象O1,#22分割的对象,H20,对象-4,对象-1,对象-2,属性-4,属性-1,属性-2,对象-3,对象O1分割部分的属性A4与属性A1作用，支持一个功能， 作用结果原有的有害作用的属性Am变得无效或是使成为 有益作用,属性-4,#26A-F- A 链,对象-1,对象-4,对象-2,作用结果,属性-1,属性-2,对象-3,属性-4,功能,31,引入一条A-F-A链向问题示意图引入一条A-F-A 链，

27、通过新的对象O4并激活 它的属性A4，经由A4与Am相互作用支持一个新的功能改变了的属性Am62,显示问题情况以及三种解决问题情况的示意图63,问题情况,解决情况,问题情况,解决情况,利用有害作用,使有害作用无效,去除有害作用,原始问题（斜体字）和解决问题（粗字体）的情况示意图。64,利用有害作用,使有害作用无效,去除有害作用,32,65,定义问题由问题和问题产生原因两部分组成（派生的良好定义问题模式图）,O,U,O,A,问题产生的原因,问题,A,以简单的组件A-U-S作为图解和分析整个问题的核心,U,A,A,66,按照来自最初的的原因/属性图扩展的属性/合理的根本原因分析组合图,A,O,O,

28、A,O|AU,A=PRC,U, ,A=PRC,AU, ,A,每一个连续的较低分支 的终端属性（图中划 线的A=PRC）定义为合 理的根本原因。就原 理而论，该图可以扩 展成难以设想的组合 图来使用。如此简明 的结果（答案）来自 于首先选择分析和搜 索相关作用的一个接 触点（仅两个对象的 接触点）。,33,对象、属性、准（伪）空间功能68,属性,功 能,对 象,34,O-A-F矩阵图象征两个对象的属性相互作用产生功能的OAF图（成对的属 性由直线相结合成为带阴影的灰色，影响功能的属性是被阴 影的深灰色，其来自被连接的弧线形的两个属性的连接）69,70,陈述OAF的标准形式,注：图中显示4种,35

29、,O-A-F示图两个对象0-1、0-2的两个属性A1、A2，提供一个功能F12，该功能影响对 象0-1扩展的属性A371,72,表,对象、属性及其度量的实例,36,73,74,一杯热的液体问题情况示意图,液体,桌子,杯子,37,垫片,75,两组封闭世界（CW）图,作为一杯热的液体问题的情况，为满足其对象-对象相互 作用需求的两组CW图,或,76,一杯热液体情况的OAF简述,一杯热液体情况的OAF简述,38,77,一杯热液体问题情况的OAF矩阵图,呈浅灰色阴影 的是相互作用 的属性，呈深灰色阴影 的是影响功能 的属性，成对的相联系 的属性用直线 相连结，然后 用一个分支线（或弧形线） 连接是它们

30、影 响的属性,改变属性效应的资料库以属性形态分类，提出“改变”、“增加”、“减少”、“稳定”、“测量”五种方法78,39,、,40,、,82,、,41,83,42,85,43,87,88,44,89,知识库的应用,热量,9,45,91,现象转换相关的属性,92,46,93,实现功能效应的资料库按边缘相态-“固态”、“液态”、“气态”及 场领域进行分类94,47,95,96,48,98,49,99,100,50,102,51,103,104,52,105,、,106,、,53,107,、,108,、,54,109,、,110,、,55,111,112,56,113,114,3 质变图,质变图的纵

31、坐标是对应于物体的有害参数(属性），横坐 标为对应于物体的的有用参数（属性）只有当改变了系统功能受体物体的属性（或创造一个物体新的属性），才是真正意义上的实现了创新。“改变系统功能受体物体的,属性”意味着：技术 矛盾中两个参数之 间的关系发生了逆 转或是不再存在相 互作用关系。,恶 化 有 害 参 数,改善有用参数,57,增加的、恒定的或降低的等三种情况的特性曲线115,降低的,增加的,恒定的,有形物质的变量范围或用户变量的范围,不希望得到的结果,火箭引擎的固体燃料问题QC-图116,燃烧速度推力,时间,58,质变示意图117,问题特性（曲线）,质量变化,希望的可变数,不希望的 结果,远视镜片

32、的质变图（理想的解决方案是随着观察距离的变化，都能允许有高质量的视觉）118,理想的解决方案,视觉的质量,59,距离,远视眼（特性曲线）,附加一个技术折中方法的远视问题 特性曲线图119,修正视觉的特性曲线,视觉的质量,距离,远视眼的特性曲线,远视眼应用双焦点镜片眼镜的问题 特性曲线图120,视觉的质量,60,距离,远视眼（特性曲线）,较近的双焦点眼镜,较远的双焦点眼镜,121,连续变化焦距的镜片的远视质变图,视觉的质量,61,距离,远视眼（特性曲线）,利用连续地变化焦距的镜片修正视觉,4 粒子法粒子法是阿奇舒勒小矮人法的改进版。在此方法中，根据问题聚焦点画出目前状态和期望获得的理想状态的结构

33、示意图将两张示意图做比较，分别在图上画出X标 志，标志“X”被称为粒子，该粒子具有任何 所需的属性，可以执行任何所需功能。122,123,USIT流程图,封闭世界程序粒子法程序,收集信息,选择n对象,功能分析,O-A-F陈述,O-A-F图,质变图,解决方案技能,和/或树状,应用粒子,问题理想解中间状态 情况,维度 多元化 配置 转换,独特性,解决方案,形态草图,n?,=1,1封闭世界图,解决技能,解决方案技能,粒子法算法展开的和/或树的三种横向流程124,和/或树,62,作用层级,阐明解决方案,粒子层级,理想解决方案,粒子在干什么？,粒子必需的特性是什么？,125,和/或树示意形式图,在和/树

34、的变形示意图中，顶层包含阐明解决方案，,用,下层的方框是按照解决方案全部的逐级的细小对象对写有作用的每个方框提,的路径确定粒子的作出：“粒子是干什么,的？”,解决方案,作用,作用,作用,作用,作用,126,粒子初始和终止需求分析的标准形式,现存的粒子,移动的粒子,得到的粒子,形成的粒子,终止粒子,保持粒子,移动粒子,分离粒子,消除粒子,或或或,63,列出完整的标准形式的和/或树图,和或,为实现期望的粒子特性通常利用已知的列出和/或树的方法（“特性2”显示2次指明是允许多余的）127,解决方案,作用,作用,作用作用,作用,特性-3,特性-1特性-2特性-2特性-4特性-5,全部的逐级的细小物体：

35、对写有作用的每个方框 提出：“粒子是干什么的？”,128,解决40吨打包降低位置的问题,坑,坑,问题,解决,64,129,在中间状态是将40吨打包主体部分 进入坑的方法,主体,主体,主体,坑,坑,坑,问题,解决,中间状态,主体,主体,主体,问题,解决,中间状态,65,坑底,简化的形变示意图相对于最终的坑底，主体显示了三个不同的变化的位置。130,主体,问题,解决,中间状态,主体,主体,加有粒子的形变示意图图第一和第二的两张图是在本体和最终底盘水平面之间， 第三张图，显示已被结束的一组粒子在图的外侧。131,132,40吨打包降低位置的问题的和/或树示意形式图在和/或树中心部分展开显示形变卡通中

36、中央左侧的方框粒子的活动,被落下坑的本体,接触本体的粒子,降低标高接触的粒子,支撑本体粒子,施加力粒子,填满稍少空间的粒子,66,133,活化或钝化粒子的标准形式,、,初始的粒子,终止的粒子,是本体或坑的 组成部分,来自本体或坑形成的,粒子是本体 或坑的组成部分,134,和/或树的中心部分粒子的性能（属性）被落下坑的本体,接触本体的粒子,降低标高接触的粒子,支撑本体粒子,施加力粒子,固体 液体 气体,固体 液体 气体,固体稠密的液体,填满稍少空间的粒子可压缩的（压力与容积关系）可替换的可收缩的（温度与容积关系）容积与相的关系可溶解的 可挥发的,67,135,起始的和终止的粒子展开的标准形式,初

37、始的粒子,终止的粒子,是本体或,部分,由本体,坑的组成 或坑形成,是本体或坑的组成,部分,固体的 结构式 的、特 殊的液体的,本体的材料、特性坑的材料、特性,动态的,结构式 的、特 殊的固 体液体 气体,动态的,可燃的可溶解 的、生物 的消耗品多变的,下落前杠杆的,本体,本体,下落后杠杆的,杠杆,用多个杠杆埋设在落下本体的坑内坑136,68,融化扁块奶油用的蒸汽夹套槽示意图137,蒸汽,槽,奶油,138,OAF表-阐述融化凝固物槽问题,69,139,分析融化凝固物槽的OAF图,凝固体,槽,流体,对象,属性,传递热,传递热,融化固体,定位,显示融化凝固物问题情况的质变图140,融化时间,固体的数

38、量,70,融化凝固物速率问题的质变图141,液体的热容量,液体的温度,槽获得 能量的 速率,液体排 出能量 的速率,融化凝固物速率问题的质变图142,槽的传导性,槽壁的厚度,71,液体传递 能量的 速率,液体传递 能量的 速率,融化凝固物问题的变形示意图在整块凝固物的表面附加粒子144,问题情况,72,理想解,粒子,融化凝固体问题和/或树粒子的作用图,凝固物被融化,粒子覆盖凝固体,粒子由液体粒子由槽向 向凝固体传凝固体传递递能量能量,粒子阻止 能量散失 到空气中,粒子散布在表面上,粒子形成紧密接触,粒子传递能量,粒子隔热,记号表明该方框不需要进一步阐述，它是覆盖的被图中的另一项条款145,14

39、6,融化凝固体问题完整的和/或树凝固物被融化,粒子覆盖凝固体,粒子由液体 向凝固体传 递能量,粒子由槽向 凝固体传递 能量,粒子阻止 能量散失 到空气中,粒子散布在表面上,粒子形成紧密接触,粒子传递能量,粒子隔热,对凝固体吸引力 彼此的排斥力 易流动性液体中的可溶性,凝固体 液体化学的兼容性原子尺寸,高温传导系数低比热,低温传导系数高比热,73,147,起始/终止粒子和/或树的标准形式,初始的粒子,粒子,放那里,粒子目的,地是那里,那里早已,有粒子,那里形成,的粒子,气态 液态 固态 特殊,渴望的 空中 细菌,予涂层 来自固 固态的 态的或 或液态 液态的的部分 感应,感应可多变性,三、概念产

40、生阶段USIT在概念产生阶段的5个独立方法1、物体多元法2、属性维度法3、功能配置法4、方案组合法5、方案转换法148,74,149,日本学者中川彻创立的USIT流程图,物体多元法,确定问题,时间/空间特性分析,对象多元法,属性维度法,功能配置法,方案组合,方案转换,多重概念方案报告,问题定义：,概念产生：,闭世界法粒子法问题分析： （以物体属性功能分析）（理想解希望的作用和性能）,方案组合法,方案转换法,物体多元法,SIT五大解决技巧150,独 特 性,75,多元化,维度,转换,配置,151,功能和属性的独特性,152,时间和空间特征分析,76,153,SIT解决对象（着手点）的技巧,确定功

41、能或属性活动和不活动周期的时间曲线图154,时间,活动 时期,77,不活动时期,功能或属性的活动性,1、物体多元法引入一个新物体或转换一个物体，使物体成为多元化。“多 元”意味着将系统中物体的数量（按按功能进行增减）转变成 除1以外的任何数字。即0、2、3、直至无穷大，1/2、1/3、 1/4、直至1/无穷大。总体策略：（1）去除物体（修剪和简化系统中的物体）（2）增加到2，3，. ，无穷大（3）将物体分割成1/2, 1/3，1/（4）多个物体组合为一体（5）引入一个新的或改变一个物体（6）从环境中引入物体（7）用粉末/流体/液体/气体取代固体状的物体156,78,多元法-从对象上着手解决15

42、7,多元化,2、属性维度法每个物体（或物体）都有不同的多种特性，对新近使用的/停止使用的/增强的/全部使用的的属性全部地考虑它们。提高系统的属性是一个重要的目标，有用属性在空间和时间上不同的配置方式上尤其重要。总体策略：（1）消除有害的属性（2）激活一个有用的新属性（3）增强有用的属性或消除有害的属性（4）引入或改变一个空间属性（5）引入或改变一个时间属性（6）利用相变，或改变物体的内部结构（7）利用在微观层面上的属性/特性（8）增进整体系统特性158,79,维度法-从属性上着手解决159,维度,160,对象（属性）的维度,80,161,启发式（创新）的基本概念,162,3、功能配置法为实现/

43、提高系统的主要有用功能，将系统中原有的、经 改善的、或新引入系统的有用功能（已经其后出现的有害 功能）配置/重新配置。总体策略：（1）向不同的物体重新配置功能（2）分割复合功能， 向不同的物体或组件重新配置功能（3）组合配置多种功能（4）引入一个新的功能（5）利用与变化的空间相关的功能（6）利用与变化的时间相关的功能（7）实现检测/测量功能（8）提高适应性/协调性/可控性（9）运用各种物理效应获得功能,组合配置多种功能,81,配置法-从功能着手解决163,配置,164,功能配置,82,165,4、方案组合法,将多种不同的解决方案组合起来（如功能、空间、时间、 结构、原理等）放大优点，弥补缺点，

44、克服矛盾，并能向 超系统转换等问题的一种新的解决方案。总体策略：（1） 功能组合（2） 空间组合（3） 时间组合（4） 结构组合（5）原理效应层次的组合（6）超系统层次的组合,空间组合,166,5、方案转换法包含组合解决的基本原理和通用的一个解决的层次系统，形成一个解 决模版，是显示一个更通用解法方式。总体策略：（1）用普通术语代替技术的、特殊的术语，形成清晰的问题解决模 板，以联想的思维方式获得通用的/特定的解决方案。（2）在全部解的空间里将形成的解决方法分类，构成一个层级系统 的解,分级解题框架图,83,167,USIT转换图,应力,应力,对一个应变实体问题，从一个应力作为起始点，最终转

45、换成另一个应力。该链的中间的转换阶段是任意数量的。一系列的属性转换阶段，连接在一起的链，就形成解决 发明问题的路径。,168,应力-应力路径的示例,.,.,发 明,或,84,169,液体,固体,没有应力的压电材料,应力的压电材料,模具壁,170,转换是一种功能,等于,双晶片温度计,85,多个最终功能形式作为路径目标171,初始功能,中间功能,最终功能,最终功能,最终功能,USIT工具与经典TRIZ工具的 联系172,TRIZ工具发明原理 标准解法 进化趋势 分离原理 最终理想解 资源,USIT工具物体多元法 属性维度法 功能配置法 方案组合法 方案转换法,USIT不但可以完全涵盖了TRIZ的解

46、题工具，而且大大精简了工具数量,86,173,USIT工具与经典TRIZ工具的 关系,TRIZ工具 发明原理 标准解法 进化趋势 分离原理 修剪自我-X,USIT工具 物体多元法 属性维度法 功能配置法 方案组合法 方案转换法,USIT不但可以完全涵盖了TRIZ的解题工具，而且大大精简了工具数量,174,特定问题解 X1=40 X2=10,USIT与TRIZ解题思路的比较TRIZ的四框解题流程：是将特定问题转换成对应的TRIZ标准 问题，接着从TRIZ工具提供的标准解中求得该标准问题的 解，如同我们每当遇到一元二次方程的时候，都可以用一个标准公式去加以解决一样。然后再将标准问题转换为特定的 解

47、工具,评估,类似的 标准问题 ax2 bx+c=0,特定问题2x2 40 x-600=0,标准解b b 2 4acX 2a,定义 分析,转换,87,175,USIT六框解题流程,理想解的新系统,对当前系统和理想系统的认识,特定问题的充分定义,用户的特定问题,概念解,用户的特定解,问题分析,问题定义,方案产生,实施,产生理想解,产生问题,生成解,具体化,抽象化,176,USIT六框解题流程第一个方框系统最初的特定问题；第二个方框是经充分定义的用户特定问题”；第三个方框是经分析认定的现在系统和理想目标系统（从现在系统出 发，基于物体、属性、功能、空间和时间，这五个概念来认识系统的 结构及其因果关系

48、。同时，与理想目标系统相对照，做出相应的比较 分析和描述）；第四方框中标有：“理想系统的认识” 意味着在这个阶段设想改变现有 系统为理想的系统，理想系统是在解决问题的程序中必须获得的目 标，这是非常重要的一点。 在这里，不是启示传统性的类比思维，而 是启示可以有效利用的已经发现的精髓。在这个阶段的理念，尚不是 一个问题解，而是使用者围绕一个核心理想，引导出的一个概念解。 从核心理想构建一个概念解，不需要工程技术相关领域的能力，更多 的是USIT方法的应用能力。,第五个方框是USIT程序的最终结果概念解；第六个框是实现了问题的特定解。,88,89,六框流程图应付所有技术的不同领域的相关问题。向使

49、用者建议如何引入相关的技术方法等提出了一个标准 的整套的方法工具。利用标准的、整套的分析工具获得的 信息，这些信息不是来自问题以外的模型，而是来自问题本身，操作者通过应用3个框中信息（第2、3、4方框）或在提供出框中信息期间，一个理想的新系统呈现。177,USIT与TRIZ解题流程的比较1、在整个解题过程都是由三个阶段组成：定义问题阶段、分析问题阶段和创造性解决方案产生阶段。2、在分析阶段：TRIZ的问题分析包括功能分析、理想解的确定、可用资源和矛盾区域等内容，问题的分析 直接关系到解决方案的产生，如果产生的方案是不可行的，则需要对问题重新进行分析； USIT的问题分析是在闭世界里应用闭世界法

50、或粒子法完成对物体-功能-属性之间的关系分 析，以及对空间和时间的特性分析，绝无反顾，一气呵成，为实现理想解的新系统，加快 了问题的解决。3、在方案概念产生阶段：TRIZ根据矛盾类型的不同而采用了不同的原理来解决，各原理间既相互联系又相互区别，需要大量知识库或计算机软件作为基础。USIT是通过5个独立的方法来获得， USIT方法无需经典矩阵中必不可少的强制类比和顿 悟，也不用借助于计算机软件，普通工程师经过23天的培训，就能基本掌握USIT的解 题流程。178,179,经典TRIZ与USIT、OTSM的比较,、经典TRIZ存在多个零散的分析框架，分别采用不同的抽象 方式，不能系统地描述问题的全