最终理想解

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第3章 最终理想解——最终理想解
创新思维方法
大庆石油学院电气信息工程学院 主讲教师：陶国彬
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。
3 最终理想解
第3章 最终理想解
创新思维方法
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
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第3章 最终理想解——理想化简介
创新思维方法
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。
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。
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第3章 最终理想解——理想化水平
创新思维方法
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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= ∑UF / ∑HF 式中I——理想化水平；
∑UF——有用功能之和； ∑HF——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。
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第3章 最终理想解——理想化设计
创新思维方法
理想化设计案例——一磅金子
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第3章 最终理想解——最终理想解
创新思维方法
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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。
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。
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第3章 最终理想解——理想化方法
创新思维方法
2、全部理想化
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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。
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第3章 最终理想解——理想化方法
创新思维方法
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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。
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第3章 最终理想解——理想化简介
创新思维方法
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
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第3章 最终理想解——TRIZ中的理想化
创新思维方法
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创新思维方法
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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。
ห้องสมุดไป่ตู้
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。
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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。
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。
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第3章 最终理想解——理想化方法
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。
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第3章 最终理想解——理想化设计
创新思维方法
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第3章 最终理想解——理想化水平
创新思维方法
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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。
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。
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第3章 最终理想解——理想化简介
创新思维方法
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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。
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。
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第3章 最终理想解——理想化方法
创新思维方法
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3. 4 理想化方法
1、部分理想化
∑H——危害之和（废弃物、污染）。
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第3章 最终理想解——理想化水平
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创新思维方法
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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；
创新思维方法
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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。
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第3章 最终理想解——最终理想解的确定
创新思维方法
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最终理想解确定的案例——农场养兔子
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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。
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第3章 最终理想解——理想化简介
创新思维方法
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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。
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第3章 最终理想解——理想化水平
创新思维方法
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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）；
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第3章 最终理想解——理想化简介
创新思维方法
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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。
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。
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第3章 最终理想解——TRIZ中的理想化
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。
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第3章 最终理想解——理想化方法
创新思维方法
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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。
应用案例——割草机改进
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第3章 最终理想解——最终理想解的确定
创新思维方法
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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?