导图社区 创新方法教程_中级
《创新方法教程(中级)》分初级、中级、高级三册,本册为中级分册。本册在初级分册的基础上对创新思维技法、TRIZ方法体系、计算机辅助创新软件(CAI)功能和工业工程内容进行进一步阐释。主要介绍了重点及难点内容,可以帮助广大学员进一步明确学习要求,理解学习内容,培养学生自学能力和解决问题的能力,使读者更能清晰的理解知识内容。
编辑于2022-04-14 20:32:50《创新方法教程(中级)》分初级、中级、高级三册,本册为高级分册。《创新方法教程(高级)》介绍了产品创新领域经常采用的高级创新方法及其应用案例,包括高级创新思维技法、创新设计知识资源与应用、功能分析、效应、裁剪、ARIZ算法、计算机辅助创新、失效预测原理、公理设计、精益生产、六西格玛管理等。本册给出了问题分析方法,并为突破性产品创新过程中的困难问题提供解决方案,支持企业产品创新。
《创新方法教程(中级)》分初级、中级、高级三册,本册为中级分册。本册在初级分册的基础上对创新思维技法、TRIZ方法体系、计算机辅助创新软件(CAI)功能和工业工程内容进行进一步阐释。主要介绍了重点及难点内容,可以帮助广大学员进一步明确学习要求,理解学习内容,培养学生自学能力和解决问题的能力,使读者更能清晰的理解知识内容。
《创新方法教程(初级)》分初级、中级、高级三册,本册为初级分册。本册是专门针对有志于创新但还没有掌握系统性创新思维和方法的工程师而编写的,主要内容包括三部分:第一部分是创新思维技法部分,通过实例详细介绍了创新思维规律、4种阻碍创造性思维的思维定势和3种常用的创造性思维技法;第二部分是TRIZ部分,介绍TRIZ的理论体系及发展,重点介绍TRIZ理论中的基本概念、分析问题和解决问题的流程、计算机辅助创新技术的基本知识;第三部分是工业工程部分,介绍工业工程的起源、概念、作用、主要内容及共性技术。
社区模板帮助中心,点此进入>>
《创新方法教程(中级)》分初级、中级、高级三册,本册为高级分册。《创新方法教程(高级)》介绍了产品创新领域经常采用的高级创新方法及其应用案例,包括高级创新思维技法、创新设计知识资源与应用、功能分析、效应、裁剪、ARIZ算法、计算机辅助创新、失效预测原理、公理设计、精益生产、六西格玛管理等。本册给出了问题分析方法,并为突破性产品创新过程中的困难问题提供解决方案,支持企业产品创新。
《创新方法教程(中级)》分初级、中级、高级三册,本册为中级分册。本册在初级分册的基础上对创新思维技法、TRIZ方法体系、计算机辅助创新软件(CAI)功能和工业工程内容进行进一步阐释。主要介绍了重点及难点内容,可以帮助广大学员进一步明确学习要求,理解学习内容,培养学生自学能力和解决问题的能力,使读者更能清晰的理解知识内容。
《创新方法教程(初级)》分初级、中级、高级三册,本册为初级分册。本册是专门针对有志于创新但还没有掌握系统性创新思维和方法的工程师而编写的,主要内容包括三部分:第一部分是创新思维技法部分,通过实例详细介绍了创新思维规律、4种阻碍创造性思维的思维定势和3种常用的创造性思维技法;第二部分是TRIZ部分,介绍TRIZ的理论体系及发展,重点介绍TRIZ理论中的基本概念、分析问题和解决问题的流程、计算机辅助创新技术的基本知识;第三部分是工业工程部分,介绍工业工程的起源、概念、作用、主要内容及共性技术。
创新方法教程(中级)
1. 创新思维技法
1. 综摄法
MIT戈登
以已知事物为媒介,将毫无关联的知识结合起来,发挥潜在创造力
规则:变熟悉为陌生,变陌生为熟悉
实施:主持人,专家,不同专业成员
例子:冰输油管;冰雪气候天线
2. 检核表法
奥斯本检核表
理性化问题解决方法,具体化思考角度,突破心理障碍
例子:各种角度的风扇创意想法,如温控电风扇、灭蚊风扇、保健风扇
3. 形态分析法
茨维基
系统论角度
实施
1. 明确问题、所需功能
2. 思考维度:1材料、2结构、3功能等
3. 形态:对应于思考维度的手段、方法
4. 绘制形态分析矩阵
5. 方案优选
4. QFD(quality function deployment)方法
日本Akao,1967
将顾客需求与技术特性结构化联系起来
工具:质量屋
WHATS矩阵,表需求
HOWS矩阵,表针对需求如何去做
HOWS关系
WHATS与HOWS关系
HOWS评价矩阵
竞争性与可行性评价矩阵
作用:各个过程均可建立有联系的质量屋,缩短设计周期、降低成本、提高质量
5. SIT(systematic inventive thinking)
前苏联Genady Falkowski,1970s
简化TRIZ模型
两个条件
封闭世界条件:除本身及周边环境的元素,不允许增加新的元素
质变条件:改变对系统有害作用的变量值
五种策略
重组策略
去除;分割;属性依赖改变
扩展策略
多用性;功能合并
例子:火箭引擎固体燃料推力改变;玉米粒磨损弯管
6. 创造性模板
Jacob Goldenberg & David Mazursky
属性相关模板
为两个独立的变量创造新的链接体
分析工具:预测矩阵
内部变量&外部变量,因变量&自变量
行:内部变量;列:所有变量;标出所有格子的0,1,x
替换模板
列出内外部组件,构建组态
确定重要组件,选择一个排除在外,但保留功能
搜寻环境中有相似功能的组件列表,重新链接
去除模板
移走重要组件与其功能,或减少数量
组件控制模板
识别外部组件与产品组态的负面链接,并建立新的链接
7. QFD+SIT
QFD需求分析
SIT问题定义、策略选择、概念激励、方案评价
2. 技术成熟度预测法
S曲线
婴儿期
表现:资源匮乏,一系列瓶颈问题
特征
1. 市场份额没有或有限
2. 系统无利润
3. 老系统组件用在新系统上
4. 改变系统来适应超系统
5. 系统和先进系统的组件相结合
6. 系统改进量先增后减
7. 尝试进入多个细分市场
8. 阶段结束最适应超系统的系统生存下来(不代表最有前途)
9. 其他系统暂停发展
建议
充分利用已有资源
考虑与当时较先进的组件结合
主要解决进入市场的瓶颈问题
快速成长期
表现:专利快速增长,发明级别持续降低,收益开始上升
特征
1. 利润增长与性能改进成正比
2. 系统类型和应用领域增加
3. 系统各类型的区别增大
4. 具备附加功能
5. 出现专用资源
6. 超系统为适应系统而调整
建议
利用折中法
利用超系统资源
引入专用资源
成熟期
表现:专利一直较多,发明级别非常低,收益很高
特征
成本低、产量大,市场饱和
销量增速由缓慢转至下降
问题原因
系统性能接近自然极限,受经济法律限制
回报率/有害作用的比值快增
超系统变化
系统技术矛盾
建议
降低成本
发展服务子系统
改善外观
衰退期
技术成熟度预测原理
基于技术成熟度水平
NASA John C.Mankins 1995
技术成熟度等级(TRL),9级,2001年由美国国防部采纳
技术成熟度评估(TRA)
工作分解结构(WBS),关键技术元素(CTE)
基于专利分析
阿奇舒勒(论述发明等级),Darrell Mann(论述弥补缺陷专利、降低成本专利)
TMMS模型基于三条曲线:专利数量,专利等级,弥补缺陷的专利数量
7个阶段:婴儿期前后期,成长期前后期,成熟期前后期,衰退期
基于文献计量学
3. 技术进化规律
1. 完备性法则(婴儿期)
完备的技术系统:动力、传输、执行、控制装置;向人更少介入的方向发展
2. 能量传递法则(婴儿期)
能量能从能量源流向技术系统所有元件
减少能量损失
缩短能量传递路径
最好用一种能量贯穿系统
换容易控制的场
例子
用绞肉机代替菜刀,旋转运动缩短路径
蒸汽机车、内燃机车、电力机车,缩短能量传递路径
3. 协调性法则(婴儿期)
子系统各参数协调、系统参数与超系统参数相协调
形状协调
相同形状-特殊形状
平滑表面-带有活性物质的表面
例子:牙刷柄表面
实心物体-动态内部结构
例子:保险杠内部带气囊
几何形状复杂化
频率协调
连续运动-脉冲-周期性-增加频率-共振
节奏不匹配-节奏一致-共振-复杂相变-利用动作间隙
材料协调
相同材料-相似-惰性-可变特性-相反特性
4. 提高理想度法则(成长期)
最基本法则,是所有进化法则的基础。其他法则为提高理想度的具体方法
理想度=U/(H+C)
理想产品:不存在实体(也不消耗资源),但能实现功能
建议
1. 去掉特定设备
2. 利用现有资源
3. 路线
简化子系统路线
例子:锡焊-铝热焊接
简化操作路线
简化低价值组件的路线
例子:汽车仪表盘
5. 动态性进化法则(成长期)
1. 柔性进化
路线:刚性体,铰链,柔性体,液态/气态,场
例子
扇子,折扇,电风扇,空调
电脑分离显示器
2. 可移动性进化
例子:电话
3. 可控性进化
路线:直接控制,间接控制,引入反馈控制,自我控制(智能反馈)
例子:温室温控天窗
6. 子系统不均衡进化法则(成长期)
子系统进化不同步,各自沿S曲线进化
这种不均衡容易导致子系统间的矛盾
系统进化速度取决于最不理想子系统的进化速度
例子:自行车前轮越来越大,稳定性差,通过研究传动系统安装了链条
7. 向微观级进化法则(成熟期)
向着减小元件尺寸的方向发展,同时更好的实现功能
例子:真空管-晶体管-集成电路
8. 向超系统进化法则(衰退期)
单系统-双系统-多系统
合并系统的参数差异(以帆船为例)
相同系统:相同参数
例子:前帆+后帆
有差异系统:至少一个参数不同
例子:前+后+横
竞争系统:功能类似的不同系统
例子:帆+蒸汽机
合并系统的功能差异
竞争系统
关联系统:不同功能、共同特征
不同系统:不同功能、不同特征
相反系统:相反功能
合并系统的集成深度
无连接-有连接-局部简化-完全简化
合并-简化
单系统-双系统-多系统-扩大系统-去掉一些组件-系统部分简化-完全简化
例子:汽车的进化,车灯、车棚、挡风板简化成车厢
4. 系统分析综述
1. 系统概述
系统的产生
亚里士多德:部分构成整体,整体大于部分之和
马克思、恩格斯:辩证唯物
中国:易经、八卦、黄帝内经、孙子兵法、都江堰
切克兰德总结近代系统思想:系统运动图
定义
四个阶段:古代整体系统观、近代机械、辩证、现代复杂
系统论创始人贝塔朗菲:相互联系、与环境相关的各组成部分的整体
三方面:若干要素、一定结构、一定功能或目的
特性:整体性、层次性、开放性、目的性、突变性、稳定性、自组织、相似性
2. 系统分析概述
理论基础:系统工程
系统工程
钱学森:系统科学框架,四个台阶
老三论
贝塔朗菲:1947《一般系统论》
维纳:1948《控制论》
香农:信息论,1948《通信的数学理论》
新三论
普利高津:耗散结构理论,远离平衡形成有序结构
哈肯:协同学,无序到有序的自组织
艾根:超循环理论,自然界演化的自组织原理
价值工程(VE)
寿命周期最低
基于FAST的功能分析
有组织的分析研究活动
系统分析定义
兰德公司提出
“以实物为中心”到“以系统为中心”
一种研究方略:在不确定的情况下,确定问题本质和起因,寻求解决方案,全面的思考和解决问题
流程
基于FAST的功能分析:从抽象功能出发,分析执行功能的状况,从功能映射到结构,获得最佳原理方案
美国价值工程创始人:迈尔斯
功能定义-功能分类-功能整理
基于组件的功能分析:从具体组件出发,分析组件实现功能的能力,从组件映射到功能,获得优化的结构方案
俄罗斯:索伯列夫
组件列表-作用分析-组建模型
基于组件功能分析
1. 建立组件列表,描述系统层次
2. 描述组件相互关系,推荐作用分析模板(结构矩阵)
3. 完成系统组件功能模型图
+表示过度
3. 系统裁剪法
目的:精简组件,优化功能,规避专利,提高理想度
定义:裁剪组件,保留组件的有用功能
方法:受体-系统-超系统-新系统
1. 没有B,就不需要A作用
2. B自我完成A
3. 系统或超系统组件替代A
4. 新添组件替代A
5. 物质-场分析法
阿奇舒勒,1979
概念:使用符号表达技术系统变换的建模技术
规律:如果专利解决的物场模型相同,那么最终解决方案的物场模型也相同
目的:揭示功能机制,描述相互作用
三要素
A. 功能载体S1
B. 功能作用体S2
C. 场F
问题类型
A. 有用 充分
B. 有用 不充分
C. 有用 过度
D. 有害
6. 标准解法
物场模型分类
A. 有效的完整模型
B. 不完整模型
C. 效应不足的完整模型
D. 有害效应的完整模型
7. 计算机辅助创新设计
8. 计划控制方法
生产计划与控制
生产作业计划
A. 确定批量
B. 确定生产顺序
C. 确定进度日程
生产作业控制
概念:按照计划,监督检查,发现偏差,采取措施
方法
A. 优先控制方法:MRP2系统,临界比率法确定优先顺序
B. 投入/产出控制法:控制等待加工件数量,控制生产周期,保证生产过程平稳
C. “漏斗”模型控制方法:基于负荷导向的控制方法
生产过程的时空组织
时间组织
顺序移动方式:加工完一批后,进入下一个工序,无停歇
平行移动方式:每个零件的工序连续不断,有停歇
平行顺序移动
空间组织
工艺专业化:按照工艺性质分别建立生产单位,适用于专业未确定、专业化较低的企业
对象专业化:将同类零件放入一个生产单位,适用于专业确定、产品稳定的大批量生产
流水线设计与平衡
流水线设计方法
基本问题
作业标准
作业顺序
循环时间(节拍)
分配基本作业到工位
步骤
1. 确定流水线类型
单一/多对象流水线
连续/间断流水线
有/无专用运输设备流水线
2. 创造流水线生产的适用条件
1. 各道工序时间与节拍成整数倍
2. 生产面积足够大
3. 产品结构定型、品种稳定、产量够多
4. 原材料、协作件标准化
3. 技术设计
4. 组织设计
节拍设计
节拍:前后两件相同产品的间隔时间
r=Fe/N,Fe为计划期有效工作时间
节奏设计
节奏:按顺序出产两批相同制品的时间间隔
rm=nr,n为运输批量
设备负荷系数:设备的利用程度
流水人员人数
传送带速度
5. 布置流水线
流水线的平衡方法
确定节拍
分配工序任务
调整流水线平衡:工序同期化
质量控制
质量管理概述
经典过程
“朱兰三部曲”:质量计划、控制、改进
PDCA循环:plan, do, check, action
八项原则
以顾客为关注焦点、领导作用、全员参与、过程方法、管理的系统方法
持续改进、基于事实的决策方法、与供方互利的关系
全面质量管理
以质量为中心,全员参与,让顾客满意,组织成员、社会受益,而达到长期成功
特点:全面性
设计过程
制造过程
辅助生产与服务过程
产品使用过程
质量控制方法与技术
过程质量控制:对生产过程的产品随机检验
老七种工具
1. 分组(分类、分层)法:分析质量原因
2. 排列图法:主次因素图分析法,帕累托曲线图
3. 分析图法:因果分析图,特性要因图
4. 直方图法:正常情况中心最高,大体对称
5. 控制图法(核心):管理图,监控图,分析质量变异规律
6. 散布(散点、相关)图法:分析相关程度
7. 检查(统计、调查)表法:初步质量数据整理
新七种工具
1. 关联图法:解决复杂关系问题的方法
2. 亲和图法:杂乱状态、语言文字资料,根据亲和性综合
3. 系统图法:树形图,一览全貌,明确重点
4. 矩阵图法:利用行列矩阵思考关联程度
5. 箭条图法:表示作业从属关系,制定最佳计划
6. PDPC法:过程决策程序图法
7. 矩分割法:矩阵数据分析法,预测、整理矩阵图的数据
抽样检验:采购或验收检验
简单随机抽样
系统抽样:每隔一段时间、一定编号
分层抽样:根据属性不同采用不同的抽样比例
成本控制
成本核算方法
品种法
分批法
分部法
分类法
定额法
成本控制方法
程序控制(最理想模式)
跟踪控制:程序控制的推广,某种变化不是时间控制
定值控制:预期量确定
最优控制
适应控制
前馈控制:预测偏差
防护性控制:规章制度
信息控制
企业信息化概述
现代优化方法与商务智能
系统仿真技术与数字化工厂
先进制造模式
精益生产
敏捷制造
柔性制造
熟练的生产技能
有素质的劳动力
灵活管理
绿色制造
没有或极少产生废料和污染物
9. 分析评价方法