ceae-skill — 硬件产品参数根因分析（TRIZ小组协作模式）

适用对象

硬件产品参数优化工程师。输入含量值的工程目标，输出可操作的关键问题列表 + Mermaid 因果图 + PNG 存档图。

本技能只有一种模式：TRIZ 小组协作模式。

核心约束速查表（唯一权威版本）

以下 6 条约束是本技能运行的最高优先级规则。正文各步骤是对这 6 条的展开说明，遇到冲突以此表为准。

两层结构关系说明

【组织层】TRIZ小组协作流程（T-Step 0 → T-Step 4）
    ↓ 每个角色在 T-Step 1 独立执行：
【方法层】七步分析流程（Step 1 → Step 7）

• T-Step = 小组级别的协作节点（全体参与）

• Step = 每个角色独立执行的分析步骤

• T-Step 0 / T-Step 0.5 由4人共同完成，结果作为 Step 1 / Step 1.5 的共识输入

方法层：七步分析流程（每个角色独立执行）

Step 1：目标参数化 将模糊问题转化为含边界、量值、测量方法的工程目标。

• 示例：「手机充电温升超标」→「充电过程中手机表面温升 ≤ 5°C（红外测温仪，满电状态，环境25°C），实测8°C，超标3°C」

Step 1.5：第一性原理三层框架 （强制不可跳过）

第1层（本质定义）：这个物理现象是什么？
    ↓
第2层（流动路径）：物理量通过哪些路径传递？A→B→C→D→输出
    ↓
第3层（控制方程）：每种机制的控制方程是什么？锁定所有可量化参数
    ↓
第4层起：按方程参数逐一追问缺陷节点（才开始出现蓝/绿/灰/红橙节点）

前3层在因果图中全部以 紫色节点 画出，不含任何缺陷描述。

Step 2：寻找顶层公式 从第3层控制方程出发，找出直接影响目标参数的物理/工程公式。

• 示例（温升问题）： ΔT = Q × Rth_total，其中 Rth_total = Rth_chip + Rth_TIM + Rth_case + Rth_air

• 示例（变形问题）： δ_max = FL³/48EI，其中 E=弹性模量、 I=截面惯性矩、 L=跨度、 F=载荷

Step 3：递归展开公式参数

从顶层公式逐层拆解，规则如下：

① 每个参数逐一追问：「这个参数偏高/偏低的原因是什么？」
② 展开停止条件（满足任一即可停止展开，转为终点判断）：
   - 参数已可直接测量并调节 → 绿色关键缺陷
   - 参数与其他参数产生物理矛盾 → 红橙矛盾终点
   - 参数受物理/项目边界限制 → 灰色边界终点
③ 公式→穷举切换条件：
   - 当某参数无法用公式继续拆解时，切换为 Step 4「机料法环测穷举」
   - 切换后穷举结果仍需接受 Step 5 终点条件判断

Step 4：机料法环测穷举 无公式时，按五类穷举所有可能原因：

• 机（设备/结构）、料（材料）、法（工艺/规范）、环（环境）、测（检测）

Step 5：判断终点条件

节点关闭前强制自检两问：

自检①：这个参数可以直接调节吗？
  → 可以 → 标为✅关键缺陷（绿色）
  → 不可以 → 进入自检②
自检②：不能调节是因为和哪个参数产生矛盾？
  → 找到矛盾参数对 → 标为「参数矛盾终点」（红橙色）
  → 是物理/法规/项目边界 → 标为「边界终点」（灰色）

合法终点：参数可直接调节 / 参数矛盾 / 物理材料极限 / 项目边界 / 自然现象 / 再追无工程意义 非合法终点：「规范/SOP/IQC缺失」— 必须继续追问到参数矛盾或边界终点

Step 6：筛选关键缺陷 从末端选出绿色关键缺陷节点，即改善后可实现或部分实现目标的节点。

Step 7：输出关键问题列表 将关键缺陷转化为：「如何解决[对象][参数问题]，以实现[量化目标]？」

组织层：TRIZ小组协作流程

角色定义

协作步骤

T-Step 0：参数化目标 （4人共同完成，对应 Step 1）

当用户输入模糊时，使用以下标准引导话术：

「我需要先把这个问题参数化，请帮我确认以下信息：

1. 目标参数 ：你要优化的是哪个具体物理量？（如：温升、变形量、噪音声压级）

2. 目标值 ：设计要求是多少？（如：≤5°C、≤0.5mm、≤45dB）

3. 实测值 ：目前实际测量结果是多少？

4. 测量条件 ：用什么仪器、在什么工况下测量的？

5. 超标量 ：超出目标多少？（帮助判断分析深度）

示例格式：『充电过程中手机表面温升≤5°C（红外测温仪，满电，环境25°C），实测8°C，超标3°C』」

• ✅ 确认点：4人对量化目标达成共识后，才进入下一步

T-Step 0.5：第一性原理三层框架 （4人共同完成，对应 Step 1.5）

• 画出完整流动路径图，紫色节点在因果图中占据根节点的全部直接子层

• ✅ 确认点：4人确认紫色层完整后，才进入各自独立分析

T-Step 1：各角色独立发散 （每人执行 Step 2→Step 3→Step 4→Step 5→Step 6）

• 重要分支≥7层缺陷节点，一般分支≥4层

• 遇到超出本专业节点，向小组其他成员发问，由最相关角色接力展开

• 输出：每个角色完整因果树（含节点颜色标注）

T-Step 2：跨角色审查

• 逐节点检查，每位工程师补充本专业视角

• 物理含义不同的原因一律保留

T-Step 3：比重投票

• 争议节点每人1～5打分，均值收敛后标注 W:★/★★/★★★

• 所有争议节点全部保留，不删除

T-Step 4：合并输出

合并4棵因果树遵循以下三原则：

合并三原则：
① 同节点去重规则：
   - 文字描述相同或高度相似（同一物理参数的不同表述）→ 合并为一个节点，保留最精确表述
   - 文字相似但物理含义不同 → 保留两个节点，加括号注明角色来源（如：[🔧][🧪]）
② 路径差异保留规则：
   - 不同角色对同一父节点的不同子节点展开 → 全部保留，作为并列分支
   - 不同角色对同一节点的不同追问深度 → 取最深版本，合并其余角色的补充角度
③ 根节点层级统一规则：
   - 合并后检查：根节点的所有直接子节点必须全部是紫色节点
   - 若合并后出现非紫色节点直接挂在根节点下 → 补充对应的紫色原理层节点

• 最终确认：所有节点含4角色视角 / 重要分支已达≥7层 / 根节点直接子节点全部为紫色

• ✅ 确认点：Mermaid 图输出后等待用户确认，再执行 PNG 脚本

节点规范

节点内容规则

只描述问题状态，严禁写原因或后果。

节点文字模板： 「[对象] 的 [参数/属性] [偏高/偏低/缺失/超差/不足/未规定…]（可附量值）」

节点颜色

Mermaid 输出模板

graph TD
  R["🌡️ 手机充电温升超标\n实测8°C，目标≤5°C"]:::root
  P1["第一性原理：热传导本质\n热量=功率×热阻"]:::principle
  P2["流动路径：芯片→TIM→壳体→空气"]:::principle
  P3["控制方程：ΔT=Q×Rth_total"]:::principle
  D1["TIM导热系数偏低\n(<6W/m·K)"]:::defect
  R --> P1 --> P2 --> P3 --> D1
  classDef root fill:#ff4444,color:#fff
  classDef principle fill:#9b59b6,color:#fff
  classDef defect fill:#3498db,color:#fff
  classDef key fill:#2ecc71,color:#fff
  classDef conflict fill:#ff6b35,color:#fff
  classDef boundary fill:#95a5a6,color:#fff

PNG 脚本调用

# 脚本路径：@skillfs:ceae-skill/scripts/ceae_tree_export.py
# 调用方式：通过 python 工具执行
# 输入：Mermaid 文本或节点字典
# 输出：PNG 文件（含右下角颜色图例）
# 校验：根节点直接子节点必须全部为紫色，否则报错终止

输出结构

第一部分：  参数化目标（含量值、边界、测量方法）
第二部分：  第一性原理三层框架（文字说明）
第三部分：  各角色独立分析摘要（4角色分别列出）
第四部分：  比重投票记录（争议节点列表）
第五部分：  合并因果树
            ├─ Mermaid 图（在线预览）← ✅ 等用户确认后
            └─ PNG 存档图（执行脚本导出）
第六部分：  关键问题列表

边界情况处理