基于TRIZ創新方法論的九屏法分析系統

1. 文件頭與庫導入

# -*- coding: utf-8 -*-
import streamlit as st
import pandas as pd
import numpy as np
import plotly.graph_objects as go
from datetime import datetime
from sklearn.ensemble import RandomForestRegressor
  • ??作用??:設置文件編碼為UTF-8,導入依賴庫:
    • streamlit:構建Web應用界面
    • pandas/numpy:數據處理
    • plotly:3D可視化
    • RandomForestRegressor:機器學習模型用于進化預測

2. NineScreenCell類

class NineScreenCell:def __init__(self, time_dimension: str, system_level: str):# 驗證時空維度(符合GB/T 31769-2015)self.time = time_dimension  # 時間維度:過去/現在/未來self.level = system_level   # 系統層級:子系統/系統/超系統# TRIZ要素定義self.technical_elements = []    # 技術要素集合self.resources = {"物質": [], "能量": [], ...}  # 五類資源分類# 進化參數self._tech_maturity = 0.5       # 技術成熟度 [0,1]self.evolution_stages = []      # 進化階段記錄self.contradictions = []       # 工程矛盾ID列表# 動態更新風險指標self.update_risk_score()
  • ??核心功能??:
    • 表示九屏法中單個單元格的完整狀態
    • 通過update_risk_score()計算風險指數(技術成熟度、矛盾數量、資源完備性加權)
    • 使用屬性裝飾器確保技術成熟度在[0,1]范圍內

3. TRIZNineScreenMatrix類

class TRIZNineScreenMatrix:def __init__(self, system_name: str):# 構建3x3矩陣(時間維度 x 系統層級)self.matrix = [[NineScreenCell(t, l) for l in levels] for t in times]def _load_standard_conflict_matrix(self):# 加載簡化的TRIZ矛盾矩陣(39x39標準)return pd.DataFrame(...)def predict_evolution(self):# 使用隨機森林預測未來進化階段model = RandomForestRegressor()model.fit(X, y)  # 基于歷史數據訓練# 預測未來階段的演進路徑
  • ??關鍵點??:
    • 構建完整的3x3九屏矩陣
    • 內置TRIZ標準矛盾矩陣(簡化版)
    • 機器學習預測未來技術演進階段

4. 三維可視化引擎

def plot_nine_screen_3d(matrix):fig = go.Figure(data=go.Surface(...))# 添加風險曲面和進化階段標注annotations = [...]  # 顯示每個單元格的進化階段fig.update_layout(...)
  • ??可視化邏輯??:
    • X軸:時間維度(過去/現在/未來)
    • Y軸:系統層級(子系統/系統/超系統)
    • Z軸:風險指數(顏色映射表示高低風險)
    • 標注顯示技術演進的關鍵階段

5. Streamlit主界面

def main():st.set_page_config(...)  # 初始化頁面配置# 狀態管理:保持系統實例if "triz_system" not in st.session_state:st.session_state.triz_system = TRIZNineScreenMatrix(...)# 側邊欄控制面板with st.sidebar:# 系統參數配置tech_maturity = st.slider(...)  # 技術成熟度調節resource_management = st.multiselect(...)  # 資源管理st.button("更新模型")  # 觸發重新預測# 主顯示區域with tab1:  # 3D可視化st.plotly_chart(fig)with tab2:  # 矛盾矩陣分析st.dataframe(...)  # 顯示標準矛盾矩陣# 動態推薦創新原理
  • ??交互設計??:
    • 側邊欄控制當前選中單元格的參數
    • 雙標簽頁分別展示空間分析和矛盾解決工具
    • 實時反饋參數變化對風險模型的影響

6. 運行入口

if __name__ == "__main__":main()
  • 啟動Streamlit應用

7. 完整代碼

# -*- coding: utf-8 -*-
import streamlit as st
import pandas as pd
import numpy as np
import plotly.graph_objects as go
from datetime import datetime
from sklearn.ensemble import RandomForestRegressor# --------------------------
# TRIZ九屏核心模型(符合GB/T 31769-2015)
# --------------------------
class NineScreenCell:"""嚴格符合九屏法理論的標準單元格"""def __init__(self, time_dimension: str, system_level: str):# 時空維度驗證valid_time = ["過去", "現在", "未來"]valid_level = ["子系統", "系統", "超系統"]if time_dimension not in valid_time or system_level not in valid_level:raise ValueError("時空維度定義不符合九屏法標準")self.time = time_dimension  # 時間維度self.level = system_level  # 系統層級# 核心要素(符合TRIZ標準)self.technical_elements = []  # 技術要素集合self.resources = {"物質": [],"能量": [],"信息": [],"時空": [],"功能": []}  # 五類資源分類# 進化參數self._tech_maturity = 0.5  # 技術成熟度 [0,1]self.evolution_stages = []  # 進化階段記錄self.contradictions = []  # 工程矛盾ID列表# 動態指標self.update_risk_score()def update_risk_score(self):"""基于TRIZ的風險評估模型"""resource_score = sum(len(v) for v in self.resources.values()) / 15contradiction_score = len(self.contradictions) * 0.1self.risk = np.clip((1 - self._tech_maturity) * 0.6 +contradiction_score * 0.3 +(1 - resource_score) * 0.1,0, 1)@propertydef tech_maturity(self):return self._tech_maturity@tech_maturity.setterdef tech_maturity(self, value):self._tech_maturity = np.clip(value, 0, 1)self.update_risk_score()class TRIZNineScreenMatrix:"""標準九屏矩陣引擎"""def __init__(self, system_name: str):self.system_name = system_nameself.time_dimensions = ["過去", "現在", "未來"]self.system_levels = ["子系統", "系統", "超系統"]# 構建3x3矩陣self.matrix = [[NineScreenCell(t, l) for l in self.system_levels]for t in self.time_dimensions]# 加載標準矛盾矩陣self.conflict_matrix = self._load_standard_conflict_matrix()def _load_standard_conflict_matrix(self):"""加載TRIZ標準39x39矛盾矩陣"""# 簡化的矛盾矩陣示例(實際需加載完整數據)return pd.DataFrame(np.array([[15, 10, 29, 35, 2],[1, 40, 35, 28, 14],[35, 34, 28, 10, 29],[29, 28, 10, 34, 15],[34, 15, 40, 18, 37]]),  # 示例數據index=[1, 5, 13, 24, 33],  # 改善參數columns=[1, 5, 13, 24, 33]  # 惡化參數)def predict_evolution(self):"""基于時間序列的進化路徑預測"""# 準備訓練數據X, y = [], []for t_idx in range(len(self.time_dimensions) - 1):for l_idx in range(len(self.system_levels)):cell = self.matrix[t_idx][l_idx]X.append([t_idx,l_idx,cell.tech_maturity,len(cell.contradictions)])y.append(len(cell.evolution_stages))# 使用隨機森林進行預測model = RandomForestRegressor(n_estimators=100)model.fit(X, y)# 預測未來進化階段future_idx = self.time_dimensions.index("未來")for l_idx in range(len(self.system_levels)):current_cell = self.matrix[1][l_idx]  # 現在時態prediction = model.predict([[future_idx,l_idx,current_cell.tech_maturity,len(current_cell.contradictions)]])stages = [f"階段{int(i + 1)}" for i in range(int(prediction[0]))]self.matrix[future_idx][l_idx].evolution_stages = stages# --------------------------
# 三維可視化引擎
# --------------------------
def plot_nine_screen_3d(matrix):"""標準九屏三維可視化"""time_labels = matrix.time_dimensionslevel_labels = matrix.system_levels# 構建風險曲面數據risk_data = [[cell.risk for cell in row]for row in matrix.matrix]fig = go.Figure(data=go.Surface(z=risk_data,x=time_labels,y=level_labels,colorscale='RdBu_r',opacity=0.9,contours={"z": {"show": True, "usecolormap": True}}))# 添加進化標注annotations = []for t_idx, time in enumerate(time_labels):for l_idx, level in enumerate(level_labels):cell = matrix.matrix[t_idx][l_idx]if cell.evolution_stages:text = f"<b>{cell.system_name}</b><br>" + "<br>".join(cell.evolution_stages[:3])annotations.append({"x": time,"y": level,"z": cell.risk + 0.1,"text": text,"showarrow": False,"font": {"size": 10}})fig.update_layout(scene=dict(xaxis_title='時間維度',yaxis_title='系統層級',zaxis_title='風險指數',camera={"eye": {"x": 1.8, "y": -1.5, "z": 0.8}},annotations=annotations),margin={"l": 0, "r": 0, "b": 0, "t": 30},height=700)return fig# --------------------------
# 主應用界面
# --------------------------
def main():st.set_page_config(page_title="TRIZ九屏分析系統",layout="wide",page_icon="🌐")# 初始化系統if "triz_system" not in st.session_state:st.session_state.triz_system = TRIZNineScreenMatrix("智能電控系統")st.session_state.triz_system.predict_evolution()# 側邊欄控制面板with st.sidebar:st.header("?? 控制中心")system_name = st.text_input("系統名稱", value=st.session_state.triz_system.system_name)# 時空維度選擇col1, col2 = st.columns(2)with col1:selected_time = st.selectbox("時間維度",st.session_state.triz_system.time_dimensions,index=1)with col2:selected_level = st.selectbox("系統層級",st.session_state.triz_system.system_levels,index=1)# 獲取當前單元格t_idx = st.session_state.triz_system.time_dimensions.index(selected_time)l_idx = st.session_state.triz_system.system_levels.index(selected_level)current_cell = st.session_state.triz_system.matrix[t_idx][l_idx]# 技術參數控制with st.expander("🔧 技術參數", expanded=True):current_cell.tech_maturity = st.slider("技術成熟度", 0.0, 1.0,value=current_cell.tech_maturity,key=f"maturity_{t_idx}_{l_idx}")# 資源管理with st.expander("📦 資源分析"):for res_type in current_cell.resources:current_cell.resources[res_type] = st.multiselect(f"{res_type}資源",options=["R1", "R2", "R3", "R4"],default=current_cell.resources[res_type],key=f"res_{res_type}_{t_idx}_{l_idx}")# 模型控制if st.button("🔄 更新預測模型"):st.session_state.triz_system.predict_evolution()st.rerun()# 主顯示區域tab1, tab2 = st.tabs(["三維九屏分析", "矛盾矩陣"])with tab1:st.header(f"{system_name}九屏分析視圖")fig = plot_nine_screen_3d(st.session_state.triz_system)st.plotly_chart(fig, use_container_width=True)with tab2:st.header("標準TRIZ矛盾矩陣")st.dataframe(st.session_state.triz_system.conflict_matrix.style.background_gradient(cmap='Blues').format(precision=0),height=600)# 矛盾分析工具with st.expander("矛盾解析工具"):col1, col2 = st.columns(2)with col1:improve_param = st.selectbox("改善參數",st.session_state.triz_system.conflict_matrix.index)with col2:worsen_param = st.selectbox("惡化參數",st.session_state.triz_system.conflict_matrix.columns)principle = st.session_state.triz_system.conflict_matrix.loc[improve_param, worsen_param]st.success(f"推薦創新原理: 原理{principle}")if __name__ == "__main__":main()

本文來自互聯網用戶投稿,該文觀點僅代表作者本人,不代表本站立場。本站僅提供信息存儲空間服務,不擁有所有權,不承擔相關法律責任。
如若轉載,請注明出處:http://www.pswp.cn/diannao/77185.shtml
繁體地址,請注明出處:http://hk.pswp.cn/diannao/77185.shtml
英文地址,請注明出處:http://en.pswp.cn/diannao/77185.shtml

如若內容造成侵權/違法違規/事實不符,請聯系多彩編程網進行投訴反饋email:809451989@qq.com,一經查實,立即刪除!

相關文章

【LangChain框架組成】 LangChain 技術棧的模塊化架構解析

目錄 整體架構概述 整體架構層級劃分 模塊詳細解析 1. 部署與服務層&#xff08;LangServe & Deployments&#xff09; 2. 應用模板層&#xff08;Templates & Committee Architectures&#xff09; 3. 核心功能層&#xff08;LangChain&#xff09; 4. 社區擴展…

自定義數據結構的QVariant序列化 ASSERT failure in QVariant::save: “invalid type to save“

自定義數據結構放入QVariant&#xff0c;在序列化時拋出異常 ASSERT failure in QVariant::save: “invalid type to save” 自定義數據結構如struct MyData&#xff0c;除了要在結構體后面加 struct MyData { ... } Q_DECLARE_METATYPE(MyData)如果需要用到流的輸入輸出&…

vxe-table 啟用 checkbox-config.reserve 實現分頁復選框選擇功能、獲取已選數據的用法

vxe-table 啟用 checkbox-config.reserve 實現分頁復選框選擇功能、獲取已選數據的用法 查看官網&#xff1a;https://vxetable.cn gitbub&#xff1a;https://github.com/x-extends/vxe-table gitee&#xff1a;https://gitee.com/x-extends/vxe-table 效果 代碼 獲取已選擇…

藍橋杯-門牌制作

題目描述 本題為填空題&#xff0c;只需要算出結果后&#xff0c;在代碼中使用輸出語句將所填結果輸出即可。 小藍要為一條街的住戶制作門牌號。 這條街一共有 20202020 位住戶&#xff0c;門牌號從 11 到 20202020 編號。 小藍制作門牌的方法是先制作 00 到 99 這幾個數字…

C#調用Lua方法1+C#調用Lua方法2,3

xLua中Lua調用C#代碼 原因&#xff1a;C#實現的系統&#xff0c;因為Lua可以調用&#xff0c;所以完全可以換成Lua實現&#xff0c;因為Lua可以即時更改&#xff0c;即時運行&#xff0c;所以游戲的代碼邏輯就可以隨時更改。 實現和C#相同效果的系統&#xff0c;如何實現&#…

macOS Chrome - 打開開發者工具,設置 Local storage

文章目錄 macOS Chrome - 打開開發者工具設置 Local storage macOS Chrome - 打開開發者工具 方式2&#xff1a;右鍵點擊網頁&#xff0c;選擇 檢查 設置 Local storage 選擇要設置的 url&#xff0c;顯示右側面板 雙擊面板&#xff0c;輸入要添加的內容 2025-04-08&#xff…

zustand 源碼解析

文章目錄 實現原理createcreateStore 創建實例CreateStoreImpl 實現發布訂閱createImpl 包裝返回給用戶調用的 hookuseSyncExternalStoreWithSelector 訂閱更新zustand 性能優化自定義數據更新createWithEqualityFncreateWithEqualityFnImpl 返回 hookuseSyncExternalStoreWith…

kotlin,Android,jetpack compose,日期時間設置

AI生成&#xff0c;調試出來學習&#xff0c;這些小組件會用了&#xff0c;就可以組合一個大點的程序了。 package com.example.mydatetimeimport android.app.AlertDialog import android.os.Bundle import androidx.activity.ComponentActivity import androidx.activity.co…

構建k8s下Helm私有倉庫與自定義Chart開發指南

#作者&#xff1a;程宏斌 文章目錄 自定義helm模板1、開發自己的chare包2、調試chart3、安裝chart 自定義helm模板 https://hub.helm.sh/ 1、開發自己的chare包 [rootmaster ~]# helm create mychare //創建一個名為mychare的chare包 [rootmaster ~]# tree -C mychare/ //以…

MOP數據庫中的EXPLAIN用法

EXPLAIN 是 SQL 中的一個非常有用的工具&#xff0c;主要用于分析查詢語句的執行計劃。執行計劃能展示數據庫在執行查詢時的具體操作步驟&#xff0c;像表的讀取順序、使用的索引情況、數據的訪問方式等&#xff0c;這有助于我們對查詢性能進行優化。 語法 不同的數據庫系統&…

項目范圍蔓延的十大誘因及應對策略

項目范圍蔓延的十大誘因及應對策略是什么&#xff1f;主要在于&#xff1a; 缺乏清晰目標、利益相關方過多、需求變更未及時管控、缺少優先級體系、溝通鏈條冗長、管理層干預頻繁、資源與預算不匹配、技術風險被低估、合同或協議不完善、缺乏階段性驗收與復盤。其中缺乏清晰目標…

做好一個測試開發工程師第二階段:java入門:idea新建一個project后默認生成的.idea/src/out文件文件夾代表什么意思?

時間&#xff1a;2025.4.8 一、前言 關于Java與idea工具安裝不再展開&#xff0c;網上很多教程&#xff0c;可以自己去看 二、project建立后默認各文件夾代表意思 1、首先new---->project后會得到文件如圖 其中&#xff1a; .idea文件代表&#xff1a;存儲這個項目的歷史…

算法進階指南 分形

問題描述 分形&#xff0c;具有以非整數維形式充填空間的形態特征。通常被定義為&#xff1a; “一個粗糙或零碎的幾何形狀&#xff0c;可以分成數個部分&#xff0c;且每一部分都&#xff08;至少近似地&#xff09;是整體縮小后的形狀”&#xff0c;即具有自相似的性質。 現…

18-產品經理-跟蹤進度

禪道是一個可以幫助產品經理跟蹤研發進度的系統。通過禪道&#xff0c;產品經理可以從多個角度了解產品的研發狀態。在儀表盤中&#xff0c;可以展示所有產品或單一產品的概況&#xff0c;包括需求、計劃和發布數量&#xff0c;研發需求狀態&#xff0c;Bug修復率和計劃發布數。…

LeetCode算法題(Go語言實現)_36

題目 給定一個二叉樹的根節點 root &#xff0c;和一個整數 targetSum &#xff0c;求該二叉樹里節點值之和等于 targetSum 的 路徑 的數目。 路徑 不需要從根節點開始&#xff0c;也不需要在葉子節點結束&#xff0c;但是路徑方向必須是向下的&#xff08;只能從父節點到子節點…

深度解析:文件或目錄損壞且無法讀取的應對之道

引言 在數字化辦公與數據存儲日益普及的今天&#xff0c;我們時常會遭遇各種數據問題&#xff0c;其中“文件或目錄損壞且無法讀取”這一狀況尤為令人頭疼。無論是個人用戶存儲在電腦硬盤、移動硬盤、U盤等設備中的重要文檔、照片、視頻&#xff0c;還是企業服務器上的關鍵業務…

數據庫如何確定或計算 LSN(日志序列號)

目錄 如何確定或計算 LSN&#xff08;日志序列號&#xff09;**一、獲取當前 LSN****二、確定日志解析的起始 LSN****三、LSN 與物理文件的映射****四、應用場景** 如何確定或計算 LSN&#xff08;日志序列號&#xff09; LSN&#xff08;Log Sequence Number&#xff09;是數…

[ctfshow web入門] web24

前置知識 isset&#xff1a;判斷這個變量是否聲明且不為NULL&#xff0c;否則返回False mt_srand&#xff1a;設置隨機數種子&#xff0c;如果不手動設置&#xff0c;那么系統會自動進行一次隨機種子的設置 mt_rand&#xff1a;生成一個隨機數&#xff0c;這個隨機數與種子有個…

習題與正則表達式

思路&#xff1a; 二分查找&#xff1a; left 1&#xff08;最小可能距離&#xff09;&#xff0c;right L&#xff08;最大可能距離&#xff09;。 每次取 mid (left right) / 2&#xff0c;判斷是否可以通過增設 ≤ K 個路標使得所有相鄰路標的距離 ≤ mid。 貪心驗證…

最小K個數

文章目錄 題意思路代碼 題意 題目鏈接 思路 代碼 class Solution { public:vector<int> smallestK(vector<int>& arr, int k) {priority_queue<int> Q;for (auto &index:arr){Q.push(index);if (Q.size() > k)Q.pop();}vector<int> ans…