系统(产品)的性能是因各种性能指标的存在和描述而具体化的,而系统性能的好坏也是由系统各种性能指标所能达到的水平进行衡量的。如前所述,技术冲突的实质是在改善产品的某项性能时,引起了另一性能参数的恶化;而物理冲突则是对某一性能参数提出了相反的两种要求,所以要描述系统性能和系统存在的冲突,就需要定义与系统关联的性能参数。
在实际工程中,不同的工程师和科学家也许会对相同的问题和冲突给出不同的性能参数描述。尽管这些描述都可能是正确和可用的,但由此却可能产生创新技法的规范化、标准化和格式化的问题,影响问题成功解决方案的推广,而用一般化的工程参数和特征语言描述系统的重要特征将有助于创新技法更好地应用。
为了解决这一问题,从1946年到20世纪70年代,阿奇舒勒和他的合作者——前苏联的TRIZ专家们,对“众多的技术冲突是否可以浓缩成有限个数的技术冲突,是否可以用更为一般的参数进行描述?”对这一问题进行了研究。通过检查全球的专利集,他们给出了肯定的答案,并在最后确定了如表6-1所示的39个标准特征参数,表述方式同前面40条发明原理。
TRIZ所定义的工程参数有着不同的考虑点。为了更好地理解并应用表6-1所示的39个工程参数,下面将在分类的基础上对各参数进行简单的介绍。
1.几何物理参数类
几何物理参数类共包括15个工程参数,它们主要表征了物体的重量、长度、面积等物理参数。
1)NO.1运动件重量(Weight of Moving Object)和NO.2静止件重量(Weight of Non-moving Object)。其为重力场中运动或静止物体所受的重力,作为扩展,也可以理解为质量。
2)NO.3运动件长度(Length of Moving Object)和NO.4静止件长度(Length of Non-movingobject)。其为运动或静止物体特征尺寸的线性度量。该尺寸可以是物体上的任意尺寸,即不一定是最长或最短的尺寸,而且,该尺寸也不一定是直线度量,也可以是平面或空间的曲线长度度量。
3)NO.5运动件面积(Area of Moving Object)和NO.6静止件面积(Area of NonmovingObject)。其为运动或静止物体内部或外部的表面(平面、曲面)面积的特征度量。与长度不同的是,它们定义的是面积尺度。
4)NO.7运动件体积(Volume of Moving Object)和NO.8静止件体积(Volume of Non-moving Object)。其为运动或静止物体所占的空间大小度量。与长度和面积不同的是,它们定义的是空间体积尺度。
5)NO.9速度(Speed)。其为物体运动的方向和位置变化的快慢。
6)NO.10力(Force)。指的是两个系统之间试图改变运动、形状等的任何相互作用。
这里的力是广义力,各种试图改变运动、形状的相互作用都在此列。
7)NO.11应力或压力(Tension/Pressure)。其为单位面积或体积上的力。
8)NO.12形状(Shape)。其为物体外部轮廓或系统的外貌。
9)NO.17温度(Temperature)。其为物体或系统所处的热状态,也包括其他热参数,如影响温度变化速率的热容量等。
10)NO.18光照强度(Brightness)。其为系统的光照特性,如亮度、光线质量、单位面积上的光通量。
11)NO.21功率(Power)。其为单位时间内系统所做的功。
2.技术负向参数类
标准工程参数中的技术负向参数共有11个,指的是当这些参数的值增加时,系统的性能将变差。
1)NO.15运动件作用时间(Durability of Moving Object)和NO.16静止件作用时间(Durability of Nonmoving Object)。其为运动件和静止件完成规定动作的时间和服务期。
2)NO.19运动件的能量(Energy Spent by Moving Object)和NO.20静止件的能量(Energy Spent by Nonmoving Object)。其为运动件和静止件消耗的能量,也可看成是物体作功能力的度量。运动件与静止件在能量上的差别在于前者具有动能,而静止件的能量包括电能、热能和核能等。
3)NO.22能量损失(Waste of Energy)。其为物体消耗能量中作无用功的部分。物体消耗的能量是产生有用功能的,但无用消耗总是不利的。
4)NO.23物质损失(Waste of Substance)。其为部分或全部、永久或临时的材料、部件或子系统等的物质损失。
5)NO.24信息损失(Loss of Information)。其为部分或全部、永久或临时性的数据损失。
6)NO.25时间损失(Waste of Time)。其为一项活动所延续的时间间隔,改进时间损失指的是减少一项活动所花费的时间。
7)NO.26物质或事物的数量(Amount of Substance)。其为材料、部件或子系统的数量,它们可以被部分或全部、永久或临时性被改变。
8)NO.30作用于物体的有害因素(Harmful Factors Acting on Object)。其为外部对系统所产生的危害性,或物体对外部或环境中有害因素的敏感程度。
9)NO.31物体产生的有害因素(Harmful Side Effects)。其为物体对外部或环境产生的有害因素,有害因素将降低物体或系统完成功能的质量。NO.31和NO.30存在相反的作用,NO.31指的是物体对外界的影响,NO.30则是外界对物体的影响。
3.技术正向参数类
标准工程参数中的技术正向参数共有13个。所谓技术正向参数指的是当这些参数的值增加时,系统的性能将变好。
1)NO.13结构的稳定性(Stability of Object)。其为系统的完整性及系统组成部分之间关系的稳定性。磨损、化学分解及拆卸都将降低系统结构的稳定性。
2)NO.14强度(Strength)。其为物体抵抗外力作用的能力。
3)NO.27可靠性(Reliability)。其为系统在规定的方法和状态下不出故障完成规定功能的能力。
4)NO.28测试精度(Accuracy of Measurement)。其为系统特征的实测值与实际值之间的误差。
5)NO.29制造精度(Accuracy of Manufacturing)。其为系统或物体的实际性能与设计性能之间的误差。
6)NO.32可制造性(Manufacturability)。其为物体或系统在制造过程中的简单、方便程度。一般而言,可制造性越高,系统的制造成本越低,制造成功的可能性也越高。
7)NO.33可操作性(Convenience of Use)。操作过程可以采用更为简便的装置、工具、步骤、更少的操作技能去完成对系统的操作。
8)NO.34可维修性(Repairability)。对于系统可能出现的不正常现象和故障进行修正和维修所需要的时间和步骤。需要的时间和步骤越少,则维修性越强。
9)NO.35适应性或多用性(Adaptability)。其为系统响应外部变化的能力,或可以在不同环境和条件下工作的能力。
10)NO.36装置的复杂性(Complexity of Device)。系统中元件数目和种类的多样性,掌握系统的难易程度是系统复杂性的一种度量。
11)NO.37测控的复杂性(Complexity of Control)。系统复杂、成本高、需要较长时间建设及使用,表征监控测试困难程度的量。
12)NO.38自动化程度(Level of Automation)。系统和物体在无人操作时完成任务的能力。自动化程度的提高应该是系统的发展趋势。
13)NO.39生产率(Productivity)。其为单位时间内所完成的功能或操作数。生产率越高,系统产生的有效功能越多,在成本一定的情况下,通常是有利的。