技术矛盾和冲突矩阵：设计冲突及解决方案

任何产品都具有一个或多个功能，如飞机具有运输、侦察等功能。可以说，产品是多种功能的复合载体，为了实现这些功能，产品就要由多个实现相关性能的零部件组成。当产品的零部件数量很大时，如要进行产品的性能改进则需要有强大的辅助工具加以支持。为了提高产品的性能，需要根据功能需求不断地对产品的某个或某些性能进行改进或创新设计。当改变某个元件的设计，即提高产品某方面的性能时，可能会影响到与被改进元件相关联的其他元件，结果就可能导致产品另一方面的性能受到影响。如果由于改进而产生的影响是负面影响，则改进设计就出现了矛盾。因此可以说，创新设计要做的工作就是解决创新设计过程中的各种矛盾，那么矛盾就是创新设计问题的切入点。

无论是新设计还是已有产品的改进设计，设计人员在设计过程中首先要保证或提高产品的某些内部性能，但这种提高往往导致产品其他内部性能的降低，即设计中往往存在冲突。冲突普遍存在于各种产品的设计之中。按传统设计中的折中法，冲突并没有彻底解决，而是在冲突双方取得折中方案，或称降低冲突的程度。TRIZ理论认为，产品创新的标志是解决或移走设计中的冲突，而产生新的有竞争力的解。

技术冲突是指一个作用同时导致有用及有害两种结果，也可指有用作用的引入或有害效应的消除导致一个或几个子系统或系统变坏。技术冲突常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突。技术冲突出现的几种情况：

1）在一个子系统中引入一种有用功能，导致另一个子系统产生一种有害功能，或加强了已存在的一种有害功能。

2）消除一种有害功能导致另一个子系统有用功能变坏。

3）有用功能的加强或有害功能的减少使另一个子系统或系统变得太复杂。

TRIZ理论认为，创造性问题是指包含至少一个矛盾的问题。当技术系统某个特性或参数得到改善时，常常会引起另外的特性或参数劣化，该矛盾称为“技术矛盾”。解决技术矛盾问题的传统方法是在多个要求间寻求“折中”，也就是“优化设计”，但每个参数都不能达到最佳值。而TRIZ则是努力寻求突破性方法消除冲突，即“无折中设计”。(www.xing528.com)

应用TRIZ解决问题的方法可知，对一个等待解决的实际问题模型，应用TRIZ工具，可以得到方案模型，再把这些解决方案应用到具体问题中，使矛盾得以解决。TRIZ理论能应用矛盾矩阵很好地解决技术矛盾。

其中最重要的是由39个通用工程参数和40条发明原理构成的解决矛盾矩阵表，发明问题的核心是解决冲突，未克服冲突的设计不是创新设计。产品进化过程就是不断解决产品所存在冲突的过程，一个冲突解决后，产品进化过程处于停顿状态；之后的另一个冲突解决后，产品移到一个新的状态。设计人员在设计过程中不断地发现并解决冲突，是推动其向理想化方向进化的动力。它是通过研究人类创新的实例，对创新过程加以高度概括，通过建立创新思维的激发环境，设定创新思维的转换条件，规范创新活动的流程，结合工程技术创新原理，在一定程度上实现对创新思维的控制和预测。使创新走出了盲目的、高成本的试错和灵光一现式的头脑风暴。因此，运用TRIZ理论，可大大加快人们创造发明的进程而且能得到高质量的创新产品。

任何问题都需要经过分析和解决两个阶段才能得到答案，机电产品的创新设计也需遵循这一规律。机电产品大多具有较复杂的系统结构和功能流程，其创新设计的过程更加复杂和不确定。TRIZ理论由于其来源于创新（专利）并应用于创新的特点，提供了多种有效的问题分析方法和解决方法，在机电产品的创新设计中有很大的应用空间。在对TRIZ理论及相关方法的研究基础上，将其成功应用到机电产品的创新设计之中，会取得很好的效果。

我国机械制造业普遍存在产品落后、技术创新能力不足、市场低迷等情况，问题的关键在于企业缺乏快速响应市场的新产品开发及技术创新的机制和能力。特别是我国广大的中小型企业新产品更新开发能力差、资金匮乏，迫切需要获得新产品具体开发技术的支持。而TRIZ理论和基于TRIZ理论的计算机辅助创新技术的研究和应用顺应了我国制造业发展的技术需求，具有广阔的应用前景。

实践证明，运用TRIZ理论，可大大加快人们创造发明的进程，而且能得到高质量的创新产品。它能够帮助我们系统地分析问题，快速发现问题本质或者矛盾；它能够准确确定问题探索方向，不会错过各种可能；它能够帮助我们突破思维障碍，打破思维定势，以新的视角分析问题，进行逻辑性和非逻辑性的系统思维；它还能根据技术进化规律预测未来发展趋势，帮助我们开发富有竞争力的新产品。