3--最终理想解优秀PPT.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,大庆石油学院电气信息工程学院,主讲教师：陶国彬,3,最终理想解,1,2,3.1,理想化简介,3.2 TRIZ,中的理想化,3.3,理想化水平,3.4,理想化方法,3.5,理想化设计,3.6,最终理想解,3.7,最终理想解的确定,第,3,章 最终理想解,创新思维方法,2,3,3.1,理想化简介,1,、,TRIZ,解题思路,TRIZ,理论，在解决问题之初，首先,抛开各种客观限制条件,，通过,理想化,来定义问题的最终理想解,（,ideal final result,，,IFR,），以,明确理想解所在的方向和位置,，保证在问题解决过程中,沿着此目标前进,并获得最终理想解，从而避免了传统创新设计方法中缺乏目标的弊端，,提升了创新设计的效率,。,第,3,章 最终理想解,理想化简介,创新思维方法,3,4,2,、理想化,理想化是科学研究中,创造性思维,的基本方法之一。,它主要是在大脑之中,设立理想的模型,，通过,思想实验,的方法来研究客体运动的,规律,。,一般的操作程序为：首先要对经验,事实,进行,抽象,，形成一个,理想客体,，然后通过,想象,，在,观念中模拟,其实验过程，把客体的,现实运动过程,简化和升华为一种,理想化状态,，使其更接近,理想指标,的要求。,第,3,章 最终理想解,理想化简介,创新思维方法,4,5,3,、思想实验,理想化方法最为关键的部分是,思想实验,，或称,理想实验,。,思想实验是从一定的原理出发，在观念中按照实验的模型展开的思维活动，,模型的运转,完全是在,思维中进行,操作的，然后,运用推理,得出符合逻辑的实验结论。,思想实验是,形象思维,和逻辑思维共同作用的结果，同时也体现了,理想化,和,现实性,的对立统一。,新的理论往往与常识相距甚远，人们常常为传统观念所束缚，不易走向理论创新，因此，借助于思想实验来进行,理论创新,以及对,新理论加以认同,，不失为一种,有效的手段,。,第,3,章 最终理想解,理想化简介,创新思维方法,5,6,4,、理想模型,理想化方法的另一个关键部分是如何设立理想模型。,理想模型建立的根本指导思想是,最优化原则,，即在经验的基础上设计,最优的模型结构,，同时也要充分考虑到现实存在的各种,变量的容忍程度,，把,理想化,与,现实性,结合起来。,理想中的优化模型往往具有,超前性,，这是创新的天然,标志,。,理想模型的设计并,不一定非要迁就现实的条件,，有时候也需要,改造现实,，改变现实中存在的不合理之处，特别是需要彻底,扭转人们传统的落后的思维方式和生活方式,，为理想模型的建立和实施创造条件。,第,3,章 最终理想解,理想化简介,创新思维方法,6,7,5,、思想实验实例,伽俐略,惯性定律,牛顿,万有引力定律,爱因斯坦,相对论,卢瑟福,原子有核模型,第,3,章 最终理想解,理想化简介,创新思维方法,7,8,3.2 TRIZ,中的理想化,TRIZ,理论中，在问题解决之初，先抛开各种限制条件，设立各种,理想模型,，即,最优的模型结构,，来分析问题，并以取得,最终理想解,作为终极追求目标。,理想化模型包含所要解决的问题中所涉及的,所有要素,，可以是,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。,第,3,章 最终理想解,TRIZ,中的理想化,创新思维方法,8,9,理想系统就是,没有实体，没有物质，也不消耗能源，但能实现所有需要的功能,。,理想过程就是,只有过程的结果，而无过程本身，突然就获得了结果。,理想资源就是,存在无穷无尽的资源，供随意使用，而且不必付费。,理想方法就是,不消耗能量及时间，但通过自身调节，能够获得所需的功能。,理想机器就是,没有质量、体积，但能完成所需要的工作。,理想物质就是,没有物质，功能得以实现。,第,3,章 最终理想解,TRIZ,中的理想化,创新思维方法,9,10,3.3,理想化水平,1,、理想化水平公式,理想化水平衡量公式：,I=,U,F,/H,F,式中,I,理想化水平,；,U,F,有用功能之和,；,H,F,有害功能之和,。,技术系统的理想化水平与有用功能之和成正比，与有害功能之和成反比。理想化水平越高，产品的竞争能力越强。创新中以理想化水平增加的方向作为设计的目标。,第,3,章 最终理想解,理想化水平,创新思维方法,10,11,2,、增加理想化水平的,4,个方向,1,）增大分子，减小分母，理想化增加显著；,2,）增大分子，分母不变，理想化增加；,3,）分子不变，分母减少，理想化增加；,4,）分子分母都增加，但分子增加的速率高于分母增加的速率，理想化增加。,第,3,章 最终理想解,理想化水平,创新思维方法,11,12,3,、实际工程中，理想化水平衡量公式,实际工程中，理想化水平衡量公式,I=B/,（,C+H,）,式中,I,理想化水平,；,B,效益之和,；,C,成本之和,（如材料成本、时间、空间、资源、复杂度、能量、重量等）；,H,危害之和,（废弃物、污染）。,第,3,章 最终理想解,理想化水平,创新思维方法,12,13,4,、工程中，增加理想化水平的,6,个方向,1,）通过,增加新的功能,，或从超系统获得功能，增加有用功能的数量；,2,）,传输尽可能多的功能到工作元件上,，提升有用功能的等级；,3,）,利用内部或外部已存在的可利用资源,，尤其是超系统中的免费资源，以降低成本；,4,）,通过剔除无效或低效率的功能,，减少有害功能的数量；,5,）,预防有害功能,，将有害功能转化为中性的功能，减轻有害功能的等级；,6,）,将有害功能移到超系统中去,，不再成为系统的有害功能。,第,3,章 最终理想解,理想化水平,创新思维方法,13,14,3.4,理想化方法,1,、部分理想化,部分理想化是指在,选定的原理上,，考虑通过各种,不同的实现方式,使系统理想化。部分理想化是创新设计中最常用的理想化方法，贯穿于整个设计过程中。,第,3,章 最终理想解,理想化方法,创新思维方法,14,15,部分理想化常用到以下,6,种模式：,1,）,加强有用功能。,通过优化提升系统参数、应用高一级进化形态的材料和零部件、给系统引入调节装置或反馈系统，让系统向更高级进化，获得有用功能作用的加强。,2,）,降低有害功能。,通过对有害功能的预防、减少、移除或消除,.,降低能量的损失、浪费等，或采用更便宜的材料、标准件等。,3,）,功能通用化。,应用多功能技术增加有用功能的数量。比如手机，具有,MP3,播放器、收音机、照相机、掌上电脑等通用功能，功能通用化后，系统获得理想化提升。,第,3,章 最终理想解,理想化方法,创新思维方法,15,16,4,）,增加集成度。,集成有害功能，使其不再有害或有害性降低，甚至变害为利，以减少有害功能的数量，节约资源。,5,）,个别功能专用化。,功能分解，划分功能的主次，突出主要功能，将次要功能分解出去。比如，近年来专用制造划分越来越细，元器件、零部件制造交给专业厂家生产，汽车厂家只进行开发设计和组装。,6,）,增加柔性。,系统柔性的增加，可提高其适应范围，有效降低系统对资源的消耗和空间的占用。比如，以柔性设备为主的生产线越来越多，以适应当前市场变化和个性化定制的需求。,第,3,章 最终理想解,理想化方法,创新思维方法,16,17,2,、全部理想化,全部理想化是指对,同一功能,，通过选择,不同的原理,使系统理想化。全部理想化是在部分理想化尝试无效后才考虑使用。,第,3,章 最终理想解,理想化方法,创新思维方法,17,18,全部理想化主要有,4,种模式：,1,）,功能的剪切。,在不影响主要功能的条件下，剪切系统中存在的中性功能及辅助的功能，让系统简单化。,2,）,系统的剪切。,如果能够通过利用内部和外部可用的、或免费的资源后可省掉辅助子系统，则能够大大降低系统的成本。,3,）,原理的改变。,为简化系统或使得过程更为方便，如果通过改变已有系统的工作原理可达到目的，则改变系统的原理，获得全新的系统。,4,）,系统换代。,依据产品进化法则，当系统进入第,4,个阶段,衰退期。需要考虑用下一代产品来替代当前产品，完成更新换代。,第,3,章 最终理想解,理想化方法,创新思维方法,18,19,3.5,理想化设计,理想化设计可以帮助设计者跳出传统问题解决办法的思维圈子，,进入超系统或子系统寻找最优解决方案,。理想设计常常打破传统设计中自以为最有效的系统，获得耳目一新的新概念。,理想设计和现实设计之间的距离从理论上讲可以缩小到零，这距离取决于设计者是否具有理想设计的理念，是否在追求理想化设计。,第,3,章 最终理想解,理想化设计,创新思维方法,19,20,理想化设计案例,一磅金子,第,3,章 最终理想解,理想化设计,创新思维方法,20,21,3.6,最终理想解,1,、最终理想解,尽管在产品进化的某个阶段，不同产品进化的方向各异，但如果将所有产品,作为一个整体,，,低成本、高功能、高可靠性、无污染等,是产品的理想状态。产品处于理想状态的解称为最终理想解。,第,3,章 最终理想解,最终理想解,创新思维方法,21,22,2,、最终理想解的,4,个特点,1,）保持了原系统的优点；,2,）消除了原系统的不足；,3,）没有使系统变得更复杂；,4,）没有引入新的缺陷。,当确定了待设计产品或系统的最终理想解之后，可用这,4,个特点检查其有无不符合之处，并进行系统优化，以确认达到或接近,IFR,为止。,应用案例,割草机改进,第,3,章 最终理想解,最终理想解,创新思维方法,22,23,3.7,最终理想解的确定,1,、最终理想解确定的步骤,1,）设计的最终目的是什么,?,2,）理想解是什么,?,3,）达到理想解的障碍是什么,?,4,）出现这种障碍的结果是什么,?,5,）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,?,第,3,章 最终理想解,最终理想解的确定,创新思维方法,23,24,最终理想解确定的案例,农场养兔子,第,3,章 最终理想解,最终理想解的确定,创新思维方法,24,