海纳百川 有容乃大--Pro/I中的技术矛盾解决矩阵
 
在历史上著名的波音737飞机的引擎改进设计中,设计人员遇到了一个技术难题:引擎的改进需要增大整流罩的面积以使其吸入更多的空气,即需要增大圆形整流罩的直径;但整流罩直径的增大将使它的下边缘与地面的距离变小,从而会使飞机在跑道上行驶时产生危险。这样就产生了技术上的矛盾。
 
下面我们看应用著名的CAI软件Pro/Innovator中内嵌的技术矛盾解决矩阵是如何解决这一问题的。
 
技术矛盾解决矩阵是TRIZ之父――G.S.Altshuller通过对250万件发明专利进行分析研究之后,用总结出的39项技术特性以及解决发明问题的40个创新原理(Pro/Innovator扩充为51个,即经过大量研究后又在G.S.Altshuller原有基础上增加了11个创新原理,从而使得矛盾矩阵能够解决更多的问题)构建的。其中横轴上的元素表示希望得到改善的技术特性,纵轴上的元素表示某技术特性改善时会恶化的技术特性,横纵轴各技术特性交叉处的数字表示用来解决系统矛盾时所使用的创新原理的编号。所提供的创新原理既可单独采用,也可组合应用。例如,将卫星送入太空时希望卫星的重量越小越好,因为这将更加容易运载,同时成本也会降低。但若要减小卫星的重量,势必要缩小尺寸,卫星的性能就会受到影响。这样在使卫星更易于运载时,卫星的重量和尺寸之间就产生了矛盾,卫星的重量和尺寸分别对应矛盾矩阵中"运动物体的重量"(要改善的)和"运动物体的尺寸"(恶化的)两个技术特性。矛盾矩阵在上述两特性的交叉处向我们提供了4个创新原理供参考,分别为第15、8、29和34号创新原理。
 
下图为Pro/Innovator中技术矛盾解决矩阵的一部分,其中空白处表示两技术特性中的任何一个变化都不会引起另一个技术特性的变化:
 
技术特性 改善的技术特性
1 2 3 4 5
恶化的技术特性 1 运动物体的重量 - - 8,15 29,34 - 2,17 29,4
2 静止物体的重量 - - - 35,28 40,29 - -
3 运动物体的尺寸 15,8 19,34 - - - 14,15 18,4 -
4 静止物体的尺寸 - 10,1 29,35 - - - -
5 运动物体的面积 29,17 38,34 - 15,17 4 - - -
 
 进入Pro/Innovator,运用相应模块分析后,我们选择两个技术参数为"功率"(希望得到改善的参数)和"物质的量"(恶化的参数)。对照技术矛盾解决矩阵,两个参数交叉处的创新原理为4号(不对称原理)、34号(零部件的废弃或再生)和19号(周期性动作)。分析软件所推荐的3个创新原理以及相关的实例,显然34号"零部件的废弃或再生"和19号"周期性动作"创新原理对本方案的改进的意义不大,因此单独采用4号不对称原理。解决方案为:将整流罩由规则的圆形改为不规则的扁圆形,这样在增大发动机功率的时候就不会导致整流罩与地面的距离过小,从而消除了矛盾。"条条大道通罗马",这一问题在历史上的完善解决,恰恰与CAI软件运用了同一原理――不对称原理。
 
经过不断地努力与完善,Pro/Innovator中的物理、化学、几何学等工程原理知识库几乎可以说已包罗万象,已把所有已出现发明创造中所包含的人类智慧融汇其中。日前,构建于TRIZ理论、本体论的CAI软件――Pro/Innovator的最新版本2005版已由CAI行业的领跑者――亿维讯同创集团于10月份正式发布。作为目前世界上最先进的CAI平台,Pro/Innovator 2005除进一步加强了2004版已有的功能,如问题描述、问题分解、专利查询、方案生成和方案评价等外,还特别新增了对用户已有或新设计技术系统的全面分析功能和对智力资产管理的强大支持。新增的智力资产管理功能,能帮助用户将企业内部和外部的资源进行有效整合,形成有机的一体,为解决问题提供更全面有效的可用资源。这一新功能与系统分析技术和源于各个领域的世界知名专利、基于本体论构建的创新方案库,组成了Pro/Innovator 2005独特的以创新为目的的智力资产管理平台。它可帮助工程设计人员在研发中打破思维定势、拓宽思路,正确发现现有产品或设计中存在的问题,最终找出切实可行的创新设计方案。全新的Pro/Innovator 2005为研发人员提供了更全面的创新支持。
 
最好的创新就是不需要创新。在有了强大的CAI工具后,创新不再需要绞尽脑汁、冥思苦想,不再过多地依赖人脑的灵光闪现,而是变成了一项有术可依、有律可循、常人可做的普通技术工作,更主要的原因还在于CAI打通了领域界限,可以提供各个工程领域的创新技法,同时为知识的应用和智力资产的管理提供了极大便利。