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2.2 TRIZ理论的新扩充
在经典TRIZ理论的基础上,各大经典体系都得到了发展,知识容量和实用性都得到了很大的提高。
(1)在技术系统的进化法则方面的理论扩充
新的研究将技术系统的进化法则扩充为11种技术进化模式[2]及差分进化算法(DE)的350多条进化路线。这11种技术进化模式如表2-1所示。
表2-1 11种技术进化模式
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尽管TRIZ的研究者提出了众多的进化路线,但目前TRIZ正在研究与归纳中的进化路线主要如表2-2所示[2]。
表2-2 TRIZ正在研究与归纳的进化路线
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根据Petrov的技术进化定律,各进化模式在层次上有所区分[3],如图2-1所示。技术进化的一般趋势由理想化进化模式(即增加系统的理想化水平)决定;而增加系统的理想化水平通常是通过增加系统的动态性(柔性化)、维数的变化(多维化)和向超系统进化(集成化)等进化模式来完成;柔性化的进化模式又可以由结构上和控制上的进化模式来决定。
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图2-1 技术系统进化模式关系[4]
(2)在发明原理方面的理论扩充
由原先的40条扩充为77条,新增加的发明原理如表2-3所示。
表2-3 新增加的发明原理
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(3)在工程参数和矛盾矩阵方面的理论扩充
2000年开始,Creax公司和Ideation International公司合作研究,对1985~2002年的150000个专利进行了分析和总结,将经典的冲突矩阵进行了扩展,推出了2003版面向工程领域的冲突矩阵。新矩阵内容更加丰富,通用技术参数增加到48个,新增加的9个工程参数、新增加的技术参数均是近代设计所关心的议题。2003版冲突矩阵表提供的通用工程参数矩阵关系由1263个提高到2304个,同时,每一个矩阵关系所提供的发明原理个数也有所增加,为人们提供了更多的解决发明问题的办法,更高速、有效、大幅度地提高了创新的效率。
48个工程参数如表2-4所示。
表2-4 48个工程参数
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(4)在物理冲突与分离原理方面的理论扩充
在经典TRIZ 4种分离方法的基础上,有研究者进一步将4种分离方法细分为11种,以便解决更加细分的问题情境中的物理矛盾问题。其主要改进是对条件分离、整体与部分分离做了更细致的划分。4种分离方法与11种分离方法的对应关系如表2-5所示[5]。
表2-5 4种分离方法与11种分离方法的对应关系
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(5)科学效应知识库方面的扩充
效应知识库的应用对发明问题的解决有着超乎想象的作用。目前,效应知识库已经涵盖了物理、化学、几何、生物等多学科领域的效应知识。随着计算机辅助教学(Computer Aided Instruction,CAI)软件技术的发展,有些国家已经建立了庞大的效应知识库,有些CAI软件的技术资料提及的常用效应有1400个左右,复合效应有数千个。我国TRIZ研究学者赵敏在查阅、翻译和校对了大量技术资料的基础上,归纳、总结出了922个效应,形成了详细的科学效应总表[5]。同时,构建了固、液、气场不同形态实现功能的效应库,改变物质属性参数的效应库,增加物质属性参数的效应库,减少物质属性参数的效应库,测量物质属性参数的效应库和稳定物质属性参数的效应库,极大地扩充了TRIZ理论的HOWTO模型,建立了物质属性参数与所应用效应库的有机对应关系,对创新应用起到了极大的推动作用。