融入理念的可拓学求解工具改进研究

可拓学求解工具包括拓展分析方法、共轭分析方法、可拓变换方法、可拓集方法。这些方法就扩展和变换两大方面进行了原问题的求解，如果利用TRIZ求解工具限定拓展维度和增强变换的可行性，将有助于可拓学求解工具迅速获得理想解。

1. 拓展分析方法的TRIZ改进

可拓学的拓展分析方法涵盖拓展的很多方面，如发散树方法、相关网方法、蕴含系方法和分合链方法，使人不易选择，可以参考TRIZ求解工具限定拓展维度及方法排序，提高拓展分析效率。拟定的改进思路是：一是借鉴技术进化模式，使拓展分析维度固定化，建立拓展分析常用维度顺次表，如对发散树限定在特征拓展、将相关网限定在上位系统的拓展等；二是利用矛盾矩阵工具、物质−场分析工具、科学效应库工具协助解决拓展分析中的困难问题，使拓展分析更简易。如图5−5所示。

图5−5 拓展分析方法的TRIZ改进

实例分析：在自动翻书机设计过程中，对各功能实现机构的构思中，用拓展分析方法分析，会面临发散树方法、相关网方法、蕴含系方法和分合链方法的选择，可参照TRIZ技术进化工具综合应用的选择排序、矛盾矩阵中推荐发明原理优先级的思路，对拓展分析方法中各子方法进行排序，即碰到实际问题时，优先选用哪个方法或者分类映射，对于特定问题选用某种方法。初步的拓展分析方法的优先级为：发散树方法，相关网方法，蕴含系方法，分合链方法。这里采用发散树方法拓展出的自动翻书机构如图5−6所示。

图5−6 翻书机的机构方案

2. 共轭分析方法的TRIZ改进

共轭分析方法是共轭思维模式的拓展，主要就事物（或系统）的共轭对方面进行分析与变换，建立问题的解决方案。共轭分析方法的思考维度相对固定，但也面临一些问题，如共轭对选择较麻烦，究竟从哪个共轭对入手分析，可以借助TRIZ求解工具进行改进。具体思路是：一是利用矛盾矩阵工具、物质−场分析工具、科学效应库工具解决共轭分析中的困难问题，如怎样找到共轭对、怎样拓展共轭对；二利用技术进化工具拓展共轭分析的路径，如增加共轭对、将共轭对动态化。如图5−7所示。

图5−7 共轭分析方法的TRIZ改进

实例分析：使用共轭分析方法分析钻孔易偏的问题时，就钻床系统（含钻头与夹具）、工件进行共轭分析，面临着怎样寻求共轭对、怎样拓展共轭对的问题，可以利用物质−场分析，如系统的物质−场模型是否存在过度作用，在此基础上，能较易地构建出共轭对（如潜显共轭对）。

3. 可拓变换方法的TRIZ改进

可拓变换方法包括基元的基本变换（如置换、增加、删减、扩大、缩小分解、复制）、关联准则的基本变换、论域的基本变换及其相关的变换运算（如积变换、与变换、或变换、逆变换、中介变换、补亏变换）、传导变换，涵盖了变换的所有方面，也面临着如何选择这些变换，如何实施这些变换等。利用TRIZ求解工具会提供一些改进思路，如，一将技术进化工具的一些模式（路径）直接作为变换的方向；二利用矛盾矩阵工具、物质−场分析工具、科学效应库工具求解变换分析中的困难问题，如怎样变换、怎样拓展变换方式或内容。如图5−8所示。

图5−8 可拓变换方法的TRIZ改进

实例分析：在进行机构创新设计时，需要变换现有的机构（如机构倒置）而获得新的机构，面临着选择哪一个可拓变换方法的问题。利用矛盾矩阵，先找到推荐的发明原理，依据推荐的发明原理映射到可拓变换方法中。

4. 可拓集方法的TRIZ改进

可拓集方法包括可拓分类、可拓聚类和可拓识别方法，是区别TRIZ求解工具的一个重要特征，利用TRIZ求解工具，可以进一步丰富可拓集方法，其思路为：一是利用技术进化工具中的进化模式寻求分类、聚类、识别的思路；二是利用矛盾矩阵工具、物质−场分析工具、科学效应库工具求解可拓分类、聚类、识别中的困难问题，如怎样分类、怎样聚类、怎样识别等。如图5−9所示。

图5−9 可拓集方法的TRIZ改进

实例分析：进行机械结构创新设计时，如果有比较完整的分类的常用结构图例参考资料，将快速启发机械结构创新设计。对于结构图例的分类，可以采用可拓聚类和可拓识别方法，这里会碰到评价特征选择、聚类走向、变换选择、可拓识别中的关键基元构建等问题，可以借助TRIZ矛盾矩阵、物质−场模型、科学效应的支持，能够较快地获得解决方案。