第三章發(fā)明創(chuàng)造的理想解與可用資源

1、第三章第三章 發(fā)明創(chuàng)造的理想解與可用資源發(fā)明創(chuàng)造的理想解與可用資源12第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的可用資源發(fā)明創(chuàng)造的可用資源返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解TRIZ理論在解決問題之初，首先拋開各種客觀限制條件，通過理想化來(lái)理論在解決問題之初，首先拋開各種客觀限制條件，通過理想化來(lái)定義問題的最終理想解定義問題的最終理想解(Ideal Final Result, IFP)，以明確理想解所在的，以明確理想解所在的方向和位置，保證在解決問題過程中沿著此目標(biāo)前進(jìn)并獲得最終理想解，方向和位置，保證在解決問題過程中沿著此目標(biāo)前進(jìn)并獲得最終理想解，從

2、而避免了傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法中缺乏目標(biāo)的弊端，提高了創(chuàng)新設(shè)計(jì)的效從而避免了傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法中缺乏目標(biāo)的弊端，提高了創(chuàng)新設(shè)計(jì)的效率。如果把率。如果把TRIZ創(chuàng)造性解決問題的方法比作通向勝利的橋，那么最終理創(chuàng)造性解決問題的方法比作通向勝利的橋，那么最終理想解就是這座橋的橋墩。想解就是這座橋的橋墩。一、功能及功能分解一、功能及功能分解產(chǎn)品設(shè)計(jì)是包含需求分析、概念設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)及詳細(xì)設(shè)計(jì)的復(fù)雜設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是包含需求分析、概念設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)及詳細(xì)設(shè)計(jì)的復(fù)雜設(shè)計(jì)過程。概念設(shè)計(jì)階段的基本任務(wù)是產(chǎn)生滿足需求功能的原理解，即根據(jù)過程。概念設(shè)計(jì)階段的基本任務(wù)是產(chǎn)生滿足需求功能的原理解，即根據(jù)用戶需求確定產(chǎn)品的總功能用

3、戶需求確定產(chǎn)品的總功能(或稱為需求功能或稱為需求功能)，將需求功能轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ?，將需求功能轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ芙Y(jié)構(gòu)，之后將功能結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，之后將功能結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品結(jié)構(gòu)(或稱為物理結(jié)構(gòu)或稱為物理結(jié)構(gòu))。下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解因此，概念設(shè)計(jì)是面向功能的設(shè)計(jì)過程。那么，什么是功能呢因此，概念設(shè)計(jì)是面向功能的設(shè)計(jì)過程。那么，什么是功能呢?功能是從技術(shù)實(shí)現(xiàn)的角度對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的一種理解，是系統(tǒng)或子系統(tǒng)輸入功能是從技術(shù)實(shí)現(xiàn)的角度對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的一種理解，是系統(tǒng)或子系統(tǒng)輸入/輸出時(shí)，參數(shù)或狀態(tài)變化的一種抽象描述。每個(gè)系統(tǒng)都有其總功能，對(duì)輸出時(shí)，參數(shù)或狀態(tài)變化的一種抽象描述。每個(gè)系統(tǒng)

4、都有其總功能，對(duì)系統(tǒng)整體的功能要求就是該系統(tǒng)所具有的總功能。為了使問題的解決簡(jiǎn)系統(tǒng)整體的功能要求就是該系統(tǒng)所具有的總功能。為了使問題的解決簡(jiǎn)單方便，對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，其總功能要分解為若干分功能，分功能單方便，對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，其總功能要分解為若干分功能，分功能要分解為若干子功能，一直分解到基本功能要分解為若干子功能，一直分解到基本功能(即功能元即功能元)為止。基本功能為止?；竟δ芤延邢鄳?yīng)的零部件與之對(duì)應(yīng)，或者很容易實(shí)現(xiàn)。由此可見，功能分解是已有相應(yīng)的零部件與之對(duì)應(yīng)，或者很容易實(shí)現(xiàn)。由此可見，功能分解是解決問題的基本方法，只有將總功能分解為易于實(shí)現(xiàn)的基本功能，產(chǎn)品解決問題的基本方法，只有將

5、總功能分解為易于實(shí)現(xiàn)的基本功能，產(chǎn)品設(shè)計(jì)才能成功。設(shè)計(jì)才能成功。功能分解的具體內(nèi)容取決于實(shí)現(xiàn)總功能所采取的工作原理和使用的手段，功能分解的具體內(nèi)容取決于實(shí)現(xiàn)總功能所采取的工作原理和使用的手段，分解過程可按照實(shí)現(xiàn)功能的手段關(guān)系或因果關(guān)系逐級(jí)進(jìn)行。分解過程可按照實(shí)現(xiàn)功能的手段關(guān)系或因果關(guān)系逐級(jí)進(jìn)行。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解實(shí)現(xiàn)總功能這一目的所需采用的全部手段功能構(gòu)成一級(jí)分功能，實(shí)現(xiàn)一實(shí)現(xiàn)總功能這一目的所需采用的全部手段功能構(gòu)成一級(jí)分功能，實(shí)現(xiàn)一級(jí)分功能的全部手段功能構(gòu)成二級(jí)分功能級(jí)分功能的全部手段功能構(gòu)成二級(jí)分功能(即子功能即子功能)，如此分解直至可，如此分

6、解直至可直接求解的基本功能直接求解的基本功能(即功能元即功能元)。分解的結(jié)果可表示為。分解的結(jié)果可表示為圖圖3-1所示的功能所示的功能分解樹。分解樹。例例3 -1 建立普通指甲刀的功能分解樹建立普通指甲刀的功能分解樹指甲刀的總功能為剪指甲，輸入流有指甲、手指以及手指力，輸出流為指甲刀的總功能為剪指甲，輸入流有指甲、手指以及手指力，輸出流為剪掉的指甲、手指、保留的指甲以及反作用力和動(dòng)能。將指甲刀的總功剪掉的指甲、手指、保留的指甲以及反作用力和動(dòng)能。將指甲刀的總功能分解為子功能，建立功能分解樹，如能分解為子功能，建立功能分解樹，如圖圖3 -2所示，圖中粗線框?yàn)樽畹姿荆瑘D中粗線框?yàn)樽畹讓幼庸δ?，?/p>

7、功能元。層子功能，即功能元。一個(gè)系統(tǒng)或子系統(tǒng)一般具有多個(gè)功能，其中一個(gè)功能是主要或稱主功能一個(gè)系統(tǒng)或子系統(tǒng)一般具有多個(gè)功能，其中一個(gè)功能是主要或稱主功能( Primary Function, PF)，系統(tǒng)或子系統(tǒng)存在的目的在于實(shí)現(xiàn)該功能。，系統(tǒng)或子系統(tǒng)存在的目的在于實(shí)現(xiàn)該功能。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解而其他功能為輔助功能而其他功能為輔助功能(Auxiliary Function, AF)，系統(tǒng)或子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)或子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)輔助功能的目的是為了更好地實(shí)現(xiàn)其主要功能。輔助功能是特定設(shè)計(jì)的輔助功能的目的是為了更好地實(shí)現(xiàn)其主要功能。輔助功能是特定設(shè)計(jì)的結(jié)果，如果

8、改變?cè)O(shè)計(jì)，其中的一些輔助功能可能要改變或取消。大多數(shù)結(jié)果，如果改變?cè)O(shè)計(jì)，其中的一些輔助功能可能要改變或取消。大多數(shù)功能都是有用功能功能都是有用功能(Useful Function, UF)，但在實(shí)現(xiàn)有用功能的同時(shí)，但在實(shí)現(xiàn)有用功能的同時(shí)，系統(tǒng)或子系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一些危害環(huán)境、消耗資源或能量等的副作用，這些系統(tǒng)或子系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一些危害環(huán)境、消耗資源或能量等的副作用，這些稱為有害功能稱為有害功能(Harmful Function , HF )，有害功能的存在是不希望的。，有害功能的存在是不希望的。系統(tǒng)或子系統(tǒng)的主要功能總是有用功能，例如汽車的部分功能為系統(tǒng)或子系統(tǒng)的主要功能總是有用功能，例如汽車的部分功能

9、為:主要主要功能是運(yùn)送人或者貨物功能是運(yùn)送人或者貨物;輔助功能是加減速、剎車、轉(zhuǎn)向、傳遞動(dòng)力、輔助功能是加減速、剎車、轉(zhuǎn)向、傳遞動(dòng)力、支撐貨物及人等支撐貨物及人等;有害功能是產(chǎn)生廢氣、噪聲及路面磨損等。有用功能有害功能是產(chǎn)生廢氣、噪聲及路面磨損等。有用功能實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，常常伴隨有害功能的出現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，常常伴隨有害功能的出現(xiàn)。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的很多問題是增加輔助功能，但同時(shí)不希望產(chǎn)生有害功能創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的很多問題是增加輔助功能，但同時(shí)不希望產(chǎn)生有害功能;或或要消除有害功能，但不希望影響有用功能，最好是增強(qiáng)有用功能。因此，要消除有害功能，但

10、不希望影響有用功能，最好是增強(qiáng)有用功能。因此，進(jìn)行功能分解可以幫助設(shè)計(jì)者清晰地了解系統(tǒng)的整體情況，可以戰(zhàn)略性進(jìn)行功能分解可以幫助設(shè)計(jì)者清晰地了解系統(tǒng)的整體情況，可以戰(zhàn)略性地去除某些不必要的功能，通過元件的替換、合并實(shí)現(xiàn)某些功能，加大地去除某些不必要的功能，通過元件的替換、合并實(shí)現(xiàn)某些功能，加大對(duì)主要功能的投入，從而更有效地提高系統(tǒng)的整體性能。對(duì)主要功能的投入，從而更有效地提高系統(tǒng)的整體性能。二、理想化及其分類二、理想化及其分類1.理想化的概念理想化的概念把所研究的對(duì)象理想化是自然科學(xué)的基本方法，也是創(chuàng)造性思維的一種把所研究的對(duì)象理想化是自然科學(xué)的基本方法，也是創(chuàng)造性思維的一種基本方法。理想化是

11、對(duì)客觀世界中所存在物體的一種抽象，這種抽象客基本方法。理想化是對(duì)客觀世界中所存在物體的一種抽象，這種抽象客觀世界既不存在，又不能通過試驗(yàn)證明。它主要是在大腦之中設(shè)立理想觀世界既不存在，又不能通過試驗(yàn)證明。它主要是在大腦之中設(shè)立理想的模型，通過理想實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)研究客觀客體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。的模型，通過理想實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)研究客觀客體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解理想化的物體是真實(shí)物體存在的一種極限狀態(tài)，對(duì)于某些研究起著重要理想化的物體是真實(shí)物體存在的一種極限狀態(tài)，對(duì)于某些研究起著重要作用，如物理學(xué)中的理想氣體、理想液體，幾何學(xué)中的點(diǎn)與線等。在作用，如物理學(xué)中的

12、理想氣體、理想液體，幾何學(xué)中的點(diǎn)與線等。在TRIZ中理想化是一種強(qiáng)有力的工具，在創(chuàng)新過程中起著重要的作用。中理想化是一種強(qiáng)有力的工具，在創(chuàng)新過程中起著重要的作用。TRIZ中理想化的應(yīng)用包括理想系統(tǒng)、理想過程、理想資源、理想方法、中理想化的應(yīng)用包括理想系統(tǒng)、理想過程、理想資源、理想方法、理想機(jī)器和理想物質(zhì)等。理想化的描述如下理想機(jī)器和理想物質(zhì)等。理想化的描述如下:理想系統(tǒng)理想系統(tǒng):沒有實(shí)體，沒有物質(zhì)，也不消耗能源，但能實(shí)現(xiàn)所需要的功能。沒有實(shí)體，沒有物質(zhì)，也不消耗能源，但能實(shí)現(xiàn)所需要的功能。理想機(jī)器理想機(jī)器:沒有質(zhì)量、沒有體積，但能完成所需要的工作。沒有質(zhì)量、沒有體積，但能完成所需要的工作。理想

13、方法理想方法:不消耗能量及時(shí)間，但通過自身調(diào)節(jié)，能夠獲得所需的效應(yīng)。不消耗能量及時(shí)間，但通過自身調(diào)節(jié)，能夠獲得所需的效應(yīng)。理想過程理想過程:只有過程的結(jié)果，而無(wú)過程本身，突然就獲得了結(jié)果。只有過程的結(jié)果，而無(wú)過程本身，突然就獲得了結(jié)果。理想物質(zhì)理想物質(zhì):沒有物質(zhì)，功能得以實(shí)現(xiàn)。沒有物質(zhì)，功能得以實(shí)現(xiàn)。理想資源理想資源:存在無(wú)窮無(wú)盡的資源，可供隨意使用，而且不必付費(fèi)。存在無(wú)窮無(wú)盡的資源，可供隨意使用，而且不必付費(fèi)。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解TRIZ的一個(gè)基本觀點(diǎn)是的一個(gè)基本觀點(diǎn)是“系統(tǒng)是朝著不斷增加的理想化狀態(tài)進(jìn)化的系統(tǒng)是朝著不斷增加的理想化狀態(tài)進(jìn)化的”。技

14、術(shù)系統(tǒng)理想狀態(tài)包括技術(shù)系統(tǒng)理想狀態(tài)包括3個(gè)方面的內(nèi)容個(gè)方面的內(nèi)容:(1)系統(tǒng)的主要目的是提供一定的功能。傳統(tǒng)思想認(rèn)為，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的系統(tǒng)的主要目的是提供一定的功能。傳統(tǒng)思想認(rèn)為，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的某種功能，必須建立相應(yīng)的裝備或設(shè)備某種功能，必須建立相應(yīng)的裝備或設(shè)備;而而TRIZ則認(rèn)為，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)則認(rèn)為，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的某種功能不必引入新的裝置和設(shè)備，而只需對(duì)實(shí)現(xiàn)該功能的方法和手的某種功能不必引入新的裝置和設(shè)備，而只需對(duì)實(shí)現(xiàn)該功能的方法和手段進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。段進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。(2)任何系統(tǒng)都是朝著理想化方向發(fā)展的，也就是向著更可靠、簡(jiǎn)單有效任何系統(tǒng)都是朝著理想化方向發(fā)展的，也就是向著更可靠、簡(jiǎn)單有效

15、的方向發(fā)展。系統(tǒng)的理想化狀態(tài)一般是不存在的，但當(dāng)系統(tǒng)越接近理想的方向發(fā)展。系統(tǒng)的理想化狀態(tài)一般是不存在的，但當(dāng)系統(tǒng)越接近理想狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就越簡(jiǎn)單、成本就越低、效率就越高。狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就越簡(jiǎn)單、成本就越低、效率就越高。(3)理想化意味著系統(tǒng)或子系統(tǒng)中現(xiàn)有資源的最優(yōu)利用。理想化意味著系統(tǒng)或子系統(tǒng)中現(xiàn)有資源的最優(yōu)利用。2.理想化的分類理想化的分類上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解理想化分為局部理想化與全局理想化兩類。局部理想化是指對(duì)于選定的理想化分為局部理想化與全局理想化兩類。局部理想化是指對(duì)于選定的原理，通過不同的實(shí)現(xiàn)方法使其理想化原理，通過不同的實(shí)現(xiàn)方法使其理想化;全局

16、理想化是指對(duì)于同一功能，全局理想化是指對(duì)于同一功能，通過選擇不同的原理使之理想化設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程開始需要選擇目標(biāo)，通過選擇不同的原理使之理想化設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程開始需要選擇目標(biāo)，即將問題局部理想化還是將其全局理想化。通常首先考慮局部理想化，即將問題局部理想化還是將其全局理想化。通常首先考慮局部理想化，當(dāng)所有的嘗試都失敗后才考慮全局理想化。當(dāng)所有的嘗試都失敗后才考慮全局理想化。局部理想化常用到以下局部理想化常用到以下6種模式種模式:(1)加強(qiáng)有用功能。通過參數(shù)優(yōu)化、采用更高級(jí)的材料和零部件、引入附加強(qiáng)有用功能。通過參數(shù)優(yōu)化、采用更高級(jí)的材料和零部件、引入附加調(diào)節(jié)裝置等加強(qiáng)有用功能的作用。加調(diào)節(jié)

17、裝置等加強(qiáng)有用功能的作用。(2)降低有害功能。通過對(duì)有害功能的補(bǔ)償，減少或消除損失及浪費(fèi)，采降低有害功能。通過對(duì)有害功能的補(bǔ)償，減少或消除損失及浪費(fèi)，采用更便宜的材料、標(biāo)準(zhǔn)零部件等。用更便宜的材料、標(biāo)準(zhǔn)零部件等。(3)功能通用化。功能通用化。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解采用多功能技術(shù)增加有用功能的數(shù)量，如現(xiàn)代多媒體計(jì)算機(jī)具有電視機(jī)、采用多功能技術(shù)增加有用功能的數(shù)量，如現(xiàn)代多媒體計(jì)算機(jī)具有電視機(jī)、電話、傳真機(jī)、音響等的功能。功能通用化后，系統(tǒng)獲得理想化提升。電話、傳真機(jī)、音響等的功能。功能通用化后，系統(tǒng)獲得理想化提升。(4)個(gè)別功能專門化。通過功能分解，突出功

18、能的主次。如早期的汽車廠個(gè)別功能專門化。通過功能分解，突出功能的主次。如早期的汽車廠要生產(chǎn)零部件，最后將它們組裝成汽車，今天的汽車廠主要是進(jìn)行開發(fā)要生產(chǎn)零部件，最后將它們組裝成汽車，今天的汽車廠主要是進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)和組裝，而零部件由很多專業(yè)配套廠生產(chǎn)。設(shè)計(jì)和組裝，而零部件由很多專業(yè)配套廠生產(chǎn)。(5)增加集成度。集成有害功能，使其不再有害或有害性降低，甚至變害增加集成度。集成有害功能，使其不再有害或有害性降低，甚至變害為利，以減少有害功能的數(shù)量，節(jié)約資源。為利，以減少有害功能的數(shù)量，節(jié)約資源。(6)增加柔性。系統(tǒng)柔性的增加，可提高其適應(yīng)范圍，有效降低系統(tǒng)對(duì)資增加柔性。系統(tǒng)柔性的增加，可提高其適應(yīng)范

19、圍，有效降低系統(tǒng)對(duì)資源的消耗和空間的占用。例如，以柔性設(shè)備為主的生產(chǎn)線越來(lái)越多，以源的消耗和空間的占用。例如，以柔性設(shè)備為主的生產(chǎn)線越來(lái)越多，以適應(yīng)當(dāng)前市場(chǎng)變化和個(gè)性化定制的需求。適應(yīng)當(dāng)前市場(chǎng)變化和個(gè)性化定制的需求。全局理想化主要有以下全局理想化主要有以下4種模式種模式:上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解(1)功能禁止。在不影響主要功能的前提下，去掉中性的及輔助的功能。功能禁止。在不影響主要功能的前提下，去掉中性的及輔助的功能。如采用傳統(tǒng)的方法為金屬零件刷漆后，從漆的溶劑中揮發(fā)出有害氣體如采用傳統(tǒng)的方法為金屬零件刷漆后，從漆的溶劑中揮發(fā)出有害氣體;采采用靜電場(chǎng)及粉

20、末狀漆可很好地解決該問題，當(dāng)靜電場(chǎng)使漆粉末均勻地覆用靜電場(chǎng)及粉末狀漆可很好地解決該問題，當(dāng)靜電場(chǎng)使漆粉末均勻地覆蓋到金屬零件表面后，加熱零件使粉末融化，刷漆工藝完成，其間并不蓋到金屬零件表面后，加熱零件使粉末融化，刷漆工藝完成，其間并不產(chǎn)生溶劑揮發(fā)。產(chǎn)生溶劑揮發(fā)。(2)系統(tǒng)禁止。如果采用某種可用資源后能省掉輔助子系統(tǒng)，一般可降低系統(tǒng)禁止。如果采用某種可用資源后能省掉輔助子系統(tǒng)，一般可降低系統(tǒng)的成本如月球上的真空使得月球車上所用燈泡的玻璃罩是多余的，系統(tǒng)的成本如月球上的真空使得月球車上所用燈泡的玻璃罩是多余的，玻璃罩的作用是防止燈絲氧化，而月球上無(wú)氧氣，因此不會(huì)使燈絲氧化玻璃罩的作用是防止燈絲氧

21、化，而月球上無(wú)氧氣，因此不會(huì)使燈絲氧化(3)原理改變。改變已有系統(tǒng)的工作原理，可簡(jiǎn)化系統(tǒng)或使過程更為方便。原理改變。改變已有系統(tǒng)的工作原理，可簡(jiǎn)化系統(tǒng)或使過程更為方便。如采用電子郵件代替?zhèn)鹘y(tǒng)郵件，使信息交流更加方便快捷。如采用電子郵件代替?zhèn)鹘y(tǒng)郵件，使信息交流更加方便快捷。(4)系統(tǒng)換代。系統(tǒng)換代。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解依據(jù)產(chǎn)品進(jìn)化法則，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入退出期時(shí)，需要考慮用下一代產(chǎn)品來(lái)替依據(jù)產(chǎn)品進(jìn)化法則，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入退出期時(shí)，需要考慮用下一代產(chǎn)品來(lái)替代當(dāng)前產(chǎn)品，完成更新?lián)Q代。代當(dāng)前產(chǎn)品，完成更新?lián)Q代。三、理想化水平三、理想化水平技術(shù)系統(tǒng)是功能的實(shí)現(xiàn)，同一功能存在

22、多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式，任何系統(tǒng)在技術(shù)系統(tǒng)是功能的實(shí)現(xiàn)，同一功能存在多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式，任何系統(tǒng)在完成人們所需的功能時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生有害功能。為了對(duì)系統(tǒng)的理想化程度完成人們所需的功能時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生有害功能。為了對(duì)系統(tǒng)的理想化程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，可采用如下公式進(jìn)行評(píng)價(jià)，可采用如下公式: I=UF/ HF式中式中I理想化水平理想化水平;UF有用功能之和有用功能之和;HF有害功能之和。有害功能之和。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解技術(shù)系統(tǒng)的理想化水平與有用功能之和成正比，與有害功能之和成反比。技術(shù)系統(tǒng)的理想化水平與有用功能之和成正比，與有害功能之和成反比。當(dāng)改變系統(tǒng)時(shí)，如果公式中的分子增

23、加，分母減小，系統(tǒng)的理想化水平當(dāng)改變系統(tǒng)時(shí)，如果公式中的分子增加，分母減小，系統(tǒng)的理想化水平提高，產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力增強(qiáng)。提高，產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力增強(qiáng)。根據(jù)上式，增加理想化水平可用以下根據(jù)上式，增加理想化水平可用以下4種方法種方法:(1)分子增加的速度高于分母增加的速度。即有用功能和有害功能都增加，分子增加的速度高于分母增加的速度。即有用功能和有害功能都增加，而有用功能增加得快一些。而有用功能增加得快一些。(2)分子增加，分母減少。即有用功能增加，有害功能減少分子增加，分母減少。即有用功能增加，有害功能減少(3)分子不變，分母減少。即有用功能不變，而有害功能減少分子不變，分母減少。即有用功能不變，而有

24、害功能減少(4)分子增加，分母不變。即有用功能增加，有害功能不變分子增加，分母不變。即有用功能增加，有害功能不變?yōu)榱嗽趯?shí)際工作中，對(duì)理想化水平的分析更加方便，可將式中的有害功為了在實(shí)際工作中，對(duì)理想化水平的分析更加方便，可將式中的有害功能分解為代價(jià)與危害，將有用功能之和用效益之和來(lái)代替。能分解為代價(jià)與危害，將有用功能之和用效益之和來(lái)代替。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解于是理想化水平衡量公式變?yōu)橛谑抢硐牖胶饬抗阶優(yōu)? I=B/ (E+ H)式中式中I理想化水平理想化水平; B效益之和效益之和; E代價(jià)之和代價(jià)之和(包括原料的成本、系統(tǒng)所占用的空間、所消耗的

25、能包括原料的成本、系統(tǒng)所占用的空間、所消耗的能量及所產(chǎn)生的噪聲等量及所產(chǎn)生的噪聲等); H危害之和危害之和(包括廢棄物及污染等包括廢棄物及污染等)?？芍芍?產(chǎn)品或系統(tǒng)的理想化水平與其效益之和成正比，與所有代價(jià)及所有產(chǎn)品或系統(tǒng)的理想化水平與其效益之和成正比，與所有代價(jià)及所有危害之和成反比。不斷增加產(chǎn)品的理想化水平是創(chuàng)新設(shè)計(jì)的目標(biāo)。危害之和成反比。不斷增加產(chǎn)品的理想化水平是創(chuàng)新設(shè)計(jì)的目標(biāo)。根據(jù)上式，增加理想化水平可以有以下根據(jù)上式，增加理想化水平可以有以下6種方法種方法:(1)通過增加新的功能，或從超系統(tǒng)獲得功能，增加有用功能的數(shù)量。通過增加新的功能，或從超系統(tǒng)獲得功能，增加有用功能的數(shù)量。上一

26、頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解(2)傳輸盡可能多的功能到工作元件上，提升有用功能的等級(jí)。傳輸盡可能多的功能到工作元件上，提升有用功能的等級(jí)。(3)利用內(nèi)部或外部已存在的可用資源，尤其是超系統(tǒng)中的免費(fèi)資源，以利用內(nèi)部或外部已存在的可用資源，尤其是超系統(tǒng)中的免費(fèi)資源，以降低成本。降低成本。(4)通過剔除無(wú)效或低效率的功能，減少有害功能的數(shù)量。通過剔除無(wú)效或低效率的功能，減少有害功能的數(shù)量。(5)預(yù)防有害功能，將有害功能轉(zhuǎn)化為中性的功能，減輕有害功能的等級(jí)。預(yù)防有害功能，將有害功能轉(zhuǎn)化為中性的功能，減輕有害功能的等級(jí)。(6)將有害功能移到超系統(tǒng)中去，不再成為系統(tǒng)的有害功

27、能。將有害功能移到超系統(tǒng)中去，不再成為系統(tǒng)的有害功能。四、理想化設(shè)計(jì)四、理想化設(shè)計(jì)理想化設(shè)計(jì)可以使設(shè)計(jì)者的思維跳出問題的傳統(tǒng)解決方法，進(jìn)入超系統(tǒng)理想化設(shè)計(jì)可以使設(shè)計(jì)者的思維跳出問題的傳統(tǒng)解決方法，進(jìn)入超系統(tǒng)或子系統(tǒng)尋找最優(yōu)解決方案。理想設(shè)計(jì)常常打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中自以為最有或子系統(tǒng)尋找最優(yōu)解決方案。理想設(shè)計(jì)常常打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中自以為最有效的系統(tǒng)，獲得耳目一新的新概念。效的系統(tǒng)，獲得耳目一新的新概念。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解 現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)和理想設(shè)計(jì)之間的距離從理論上講可以縮小到零，該距離取決現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)和理想設(shè)計(jì)之間的距離從理論上講可以縮小到零，該距離取決于設(shè)計(jì)者是否具有

28、理想設(shè)計(jì)的理念，是否在追求理想化設(shè)計(jì)。雖然二者于設(shè)計(jì)者是否具有理想設(shè)計(jì)的理念，是否在追求理想化設(shè)計(jì)。雖然二者僅一詞之差，但設(shè)計(jì)結(jié)果卻有著天壤之別。僅一詞之差，但設(shè)計(jì)結(jié)果卻有著天壤之別。例例3 -2 理想的容器就是沒有體積的容器理想的容器就是沒有體積的容器在實(shí)驗(yàn)過程中，需要將待試驗(yàn)物放入一個(gè)封閉的、盛滿酸的容器里。在在實(shí)驗(yàn)過程中，需要將待試驗(yàn)物放入一個(gè)封閉的、盛滿酸的容器里。在預(yù)定的時(shí)間后，打開容器，酸對(duì)試驗(yàn)物的作用可以被測(cè)量出來(lái)。但是，預(yù)定的時(shí)間后，打開容器，酸對(duì)試驗(yàn)物的作用可以被測(cè)量出來(lái)。但是，由于酸會(huì)腐蝕容器壁，因此容器壁上應(yīng)該涂一層玻璃或者一些其他的抗由于酸會(huì)腐蝕容器壁，因此容器壁上應(yīng)該

29、涂一層玻璃或者一些其他的抗酸材料。然而，這樣的設(shè)計(jì)將使試驗(yàn)費(fèi)用猛增。理想設(shè)計(jì)是將待試驗(yàn)物酸材料。然而，這樣的設(shè)計(jì)將使試驗(yàn)費(fèi)用猛增。理想設(shè)計(jì)是將待試驗(yàn)物暴露在酸中，而不需要容器。轉(zhuǎn)化后的問題就是尋找一種方法可以保持暴露在酸中，而不需要容器。轉(zhuǎn)化后的問題就是尋找一種方法可以保持酸和待試驗(yàn)物接觸，而不需要容器。一切可利用的資源就是待試驗(yàn)物、酸和待試驗(yàn)物接觸，而不需要容器。一切可利用的資源就是待試驗(yàn)物、空氣、重力、支持力等，因此解決方案是顯而易見的?？諝?、重力、支持力等，因此解決方案是顯而易見的。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解可以將容器設(shè)計(jì)在待試驗(yàn)物上，即將待試驗(yàn)物做

30、成中空的，像杯子那樣，可以將容器設(shè)計(jì)在待試驗(yàn)物上，即將待試驗(yàn)物做成中空的，像杯子那樣，然后將酸注入杯中，這樣就不用顧慮酸腐蝕容器壁了。這里的容器就是然后將酸注入杯中，這樣就不用顧慮酸腐蝕容器壁了。這里的容器就是一種理想設(shè)計(jì)一種理想設(shè)計(jì)(見見圖圖3-3)。五、理想解的確定方法五、理想解的確定方法1.理想解的定義理想解的定義產(chǎn)品處于進(jìn)化之中，進(jìn)化的過程就是產(chǎn)品由低級(jí)向高級(jí)演化的過程。如產(chǎn)品處于進(jìn)化之中，進(jìn)化的過程就是產(chǎn)品由低級(jí)向高級(jí)演化的過程。如數(shù)控機(jī)床是普通機(jī)床的高級(jí)階段，加工中心又是數(shù)控機(jī)床的高級(jí)階段。數(shù)控機(jī)床是普通機(jī)床的高級(jí)階段，加工中心又是數(shù)控機(jī)床的高級(jí)階段。再如彩色電視機(jī)是黑白電視機(jī)的高

31、級(jí)階段，高清晰度彩電是一般彩電的再如彩色電視機(jī)是黑白電視機(jī)的高級(jí)階段，高清晰度彩電是一般彩電的高級(jí)階段。在進(jìn)化的某一階段，不同產(chǎn)品進(jìn)化的方向是不同的，如降低高級(jí)階段。在進(jìn)化的某一階段，不同產(chǎn)品進(jìn)化的方向是不同的，如降低成本、增加功能、提高可靠性、減少污染等都是產(chǎn)品可能的進(jìn)化方向。成本、增加功能、提高可靠性、減少污染等都是產(chǎn)品可能的進(jìn)化方向。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解如果將所有產(chǎn)品作為一個(gè)整體，低成本、高功能、高可靠性、無(wú)污染等如果將所有產(chǎn)品作為一個(gè)整體，低成本、高功能、高可靠性、無(wú)污染等是產(chǎn)品的理想狀態(tài)。產(chǎn)品處于理想狀態(tài)的解稱為理想解是產(chǎn)品的理想狀態(tài)。產(chǎn)品

32、處于理想狀態(tài)的解稱為理想解(IFR, Ideal Final Result)。因此，每種產(chǎn)品都向著它的理想解進(jìn)化。因此，每種產(chǎn)品都向著它的理想解進(jìn)化。理想解可采用與技術(shù)及實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)的語(yǔ)言對(duì)需要?jiǎng)?chuàng)新的原因進(jìn)行描述，創(chuàng)理想解可采用與技術(shù)及實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)的語(yǔ)言對(duì)需要?jiǎng)?chuàng)新的原因進(jìn)行描述，創(chuàng)新的重要進(jìn)展往往通過對(duì)問題深入的理解而取得。確定那些使系統(tǒng)不能新的重要進(jìn)展往往通過對(duì)問題深入的理解而取得。確定那些使系統(tǒng)不能處于理想化狀態(tài)的元件是創(chuàng)新成功的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)過程中從一個(gè)起點(diǎn)向理處于理想化狀態(tài)的元件是創(chuàng)新成功的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)過程中從一個(gè)起點(diǎn)向理想解過渡的過程稱為理想化過程。想解過渡的過程稱為理想化過程。理想解有以下理想解

33、有以下4個(gè)特點(diǎn)個(gè)特點(diǎn):理想解有以下理想解有以下4個(gè)特點(diǎn)個(gè)特點(diǎn):(1)保持了原系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)保持了原系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)(2)消除了原系統(tǒng)的不足之處。消除了原系統(tǒng)的不足之處。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解(3)沒有使系統(tǒng)變得更復(fù)雜沒有使系統(tǒng)變得更復(fù)雜(采用無(wú)成本或可用資源采用無(wú)成本或可用資源)。(4)沒有引入新的缺陷。沒有引入新的缺陷。當(dāng)確定了待設(shè)計(jì)產(chǎn)品或系統(tǒng)的理想解后，可用上述當(dāng)確定了待設(shè)計(jì)產(chǎn)品或系統(tǒng)的理想解后，可用上述4個(gè)特點(diǎn)檢查其有無(wú)個(gè)特點(diǎn)檢查其有無(wú)不符之處，也要用理想化水平衡量公式檢查理想解是否正確。不符之處，也要用理想化水平衡量公式檢查理想解是否正確。例例3-3 割

34、草機(jī)的改進(jìn)割草機(jī)的改進(jìn)考慮將割草機(jī)作為工具，草坪上的草作為被割的目標(biāo)。割草機(jī)在割草時(shí)考慮將割草機(jī)作為工具，草坪上的草作為被割的目標(biāo)。割草機(jī)在割草時(shí)會(huì)發(fā)出噪聲、消耗能源、產(chǎn)生空氣污染，高速飛出的草有時(shí)會(huì)傷害到操會(huì)發(fā)出噪聲、消耗能源、產(chǎn)生空氣污染，高速飛出的草有時(shí)會(huì)傷害到操作者?，F(xiàn)在的首要任務(wù)是改進(jìn)已有的割草機(jī)，解決降低噪聲的問題。作者。現(xiàn)在的首要任務(wù)是改進(jìn)已有的割草機(jī)，解決降低噪聲的問題。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了達(dá)到降低噪聲的目的，設(shè)計(jì)人員要為系統(tǒng)增加阻尼器、傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了達(dá)到降低噪聲的目的，設(shè)計(jì)人員要為系統(tǒng)增加阻尼器、減震器等子系統(tǒng)，這不僅增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，同時(shí)也降低了系統(tǒng)的可減震器等子系統(tǒng)，這不

35、僅增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，同時(shí)也降低了系統(tǒng)的可靠性。顯然，這不符合理想解中的后兩個(gè)特點(diǎn)?？啃?。顯然，這不符合理想解中的后兩個(gè)特點(diǎn)。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解如果用理想解來(lái)分析問題，就會(huì)得到截然不同的創(chuàng)新方案。如果用理想解來(lái)分析問題，就會(huì)得到截然不同的創(chuàng)新方案。首先應(yīng)確定用戶需要的究竟是什么首先應(yīng)確定用戶需要的究竟是什么?是非常漂亮整潔且不需要維護(hù)的草是非常漂亮整潔且不需要維護(hù)的草坪。割草機(jī)本身不是用戶需要的一部分，只是維護(hù)草坪的一個(gè)工具，除坪。割草機(jī)本身不是用戶需要的一部分，只是維護(hù)草坪的一個(gè)工具，除了具有維護(hù)草坪整潔的一個(gè)有用功能之外，帶來(lái)的是大量的無(wú)用功能

36、。了具有維護(hù)草坪整潔的一個(gè)有用功能之外，帶來(lái)的是大量的無(wú)用功能。其次，從割草機(jī)與草坪構(gòu)成的系統(tǒng)來(lái)看，其理想解為草坪上的草始終維其次，從割草機(jī)與草坪構(gòu)成的系統(tǒng)來(lái)看，其理想解為草坪上的草始終維持一個(gè)固定的高度為此，就誕生了持一個(gè)固定的高度為此，就誕生了“漂亮草種漂亮草種”，這種草長(zhǎng)到一定的高，這種草長(zhǎng)到一定的高度就會(huì)停止生長(zhǎng)。于是割草機(jī)不再需要，問題的理想解得以實(shí)現(xiàn)。度就會(huì)停止生長(zhǎng)。于是割草機(jī)不再需要，問題的理想解得以實(shí)現(xiàn)。2.理想解的確定理想解的確定理想解的確定是解決問題的關(guān)鍵所在。對(duì)于很多的設(shè)計(jì)實(shí)例，理想解的理想解的確定是解決問題的關(guān)鍵所在。對(duì)于很多的設(shè)計(jì)實(shí)例，理想解的正確描述會(huì)直接得出問題的

37、解，其原因是與技術(shù)無(wú)關(guān)的理想解使設(shè)計(jì)者正確描述會(huì)直接得出問題的解，其原因是與技術(shù)無(wú)關(guān)的理想解使設(shè)計(jì)者的思維跳出問題的傳統(tǒng)解決方法。的思維跳出問題的傳統(tǒng)解決方法。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解從而得到了與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)完全不同的根本解決思路。因此，運(yùn)用最終理想從而得到了與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)完全不同的根本解決思路。因此，運(yùn)用最終理想解的一個(gè)原則是不要事先猜想理想結(jié)果是否能夠?qū)崿F(xiàn)。在闡述最終理想解的一個(gè)原則是不要事先猜想理想結(jié)果是否能夠?qū)崿F(xiàn)。在闡述最終理想解時(shí)，不應(yīng)有任何心理障礙。解時(shí)，不應(yīng)有任何心理障礙。確定理想解的基本步驟如下確定理想解的基本步驟如下:(1)設(shè)計(jì)的最終目的是什么

38、設(shè)計(jì)的最終目的是什么?(2)理想解是什么理想解是什么?(3)達(dá)到理想解的障礙是什么達(dá)到理想解的障礙是什么?(4)出現(xiàn)這種障礙的結(jié)果是什么出現(xiàn)這種障礙的結(jié)果是什么?(5)不出現(xiàn)這種障礙的條件是什么不出現(xiàn)這種障礙的條件是什么?創(chuàng)造這些條件存在的可用資源是什么創(chuàng)造這些條件存在的可用資源是什么?例例3 -4 農(nóng)場(chǎng)養(yǎng)兔子的問題農(nóng)場(chǎng)養(yǎng)兔子的問題農(nóng)場(chǎng)主有一大片農(nóng)場(chǎng)，放養(yǎng)了大量的兔子。農(nóng)場(chǎng)主有一大片農(nóng)場(chǎng)，放養(yǎng)了大量的兔子。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解兔子需要吃到新鮮的青草，農(nóng)場(chǎng)主既不希望兔子走得太遠(yuǎn)而不易被發(fā)現(xiàn)，兔子需要吃到新鮮的青草，農(nóng)場(chǎng)主既不希望兔子走得太遠(yuǎn)而不易被發(fā)現(xiàn)

39、，又不希望花很多時(shí)間把鮮草送到兔子旁邊?，F(xiàn)應(yīng)用上述五個(gè)步驟來(lái)分析又不希望花很多時(shí)間把鮮草送到兔子旁邊?，F(xiàn)應(yīng)用上述五個(gè)步驟來(lái)分析該問題，并提出其理想解。該問題，并提出其理想解。(1)問題的最終目的是什么問題的最終目的是什么?兔子能夠吃到新鮮的青草。兔子能夠吃到新鮮的青草。(2)理想解是什么理想解是什么?兔子永遠(yuǎn)自己吃到青草。兔子永遠(yuǎn)自己吃到青草。(3)達(dá)到理想解的障礙是什么達(dá)到理想解的障礙是什么?放兔子的籠子不能移動(dòng)。放兔子的籠子不能移動(dòng)。(4)出現(xiàn)這種障礙的結(jié)果是什么出現(xiàn)這種障礙的結(jié)果是什么?由于籠子不能移動(dòng)，可被兔子吃的草地由于籠子不能移動(dòng)，可被兔子吃的草地面積不變，短時(shí)間內(nèi)青草就被吃光了。

40、面積不變，短時(shí)間內(nèi)青草就被吃光了。(5)不出現(xiàn)這種障礙的條件是什么不出現(xiàn)這種障礙的條件是什么?當(dāng)兔子吃光籠子內(nèi)的鮮草時(shí)，籠子移當(dāng)兔子吃光籠子內(nèi)的鮮草時(shí)，籠子移動(dòng)到另一塊有青草的地方。創(chuàng)造這些條件存在的可用資源是什么動(dòng)到另一塊有青草的地方。創(chuàng)造這些條件存在的可用資源是什么?籠子籠子本身安上輪子，兔子自己可推動(dòng)其運(yùn)動(dòng)到有青草的地方。本身安上輪子，兔子自己可推動(dòng)其運(yùn)動(dòng)到有青草的地方。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解即兔子本身就是可用資源，由此得到了問題的理想解。即兔子本身就是可用資源，由此得到了問題的理想解。例例3 -5 自返式運(yùn)輸車自返式運(yùn)輸車傳統(tǒng)的四輪運(yùn)輸車運(yùn)送貨

41、物時(shí)，由人力推動(dòng)或電力驅(qū)動(dòng)?，F(xiàn)欲改善其驅(qū)傳統(tǒng)的四輪運(yùn)輸車運(yùn)送貨物時(shí)，由人力推動(dòng)或電力驅(qū)動(dòng)?，F(xiàn)欲改善其驅(qū)動(dòng)狀況，使其既不需人力也不需電力，而是利用車本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)驅(qū)動(dòng)動(dòng)狀況，使其既不需人力也不需電力，而是利用車本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)驅(qū)動(dòng)其載重前進(jìn)，并使其在卸貨后自動(dòng)返回。操作人員僅停留在運(yùn)輸?shù)钠瘘c(diǎn)其載重前進(jìn)，并使其在卸貨后自動(dòng)返回。操作人員僅停留在運(yùn)輸?shù)钠瘘c(diǎn)和終點(diǎn)，將貨物搬上車和卸下即可。自返式運(yùn)輸車的發(fā)明實(shí)際上就是追和終點(diǎn)，將貨物搬上車和卸下即可。自返式運(yùn)輸車的發(fā)明實(shí)際上就是追求最終理想解的過程。求最終理想解的過程。自返式運(yùn)輸車的結(jié)構(gòu)如圖自返式運(yùn)輸車的結(jié)構(gòu)如圖3 -4所示。當(dāng)車運(yùn)送貨物前進(jìn)時(shí)，平卷簧卷

42、緊所示。當(dāng)車運(yùn)送貨物前進(jìn)時(shí)，平卷簧卷緊儲(chǔ)存機(jī)械能，當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地卸掉貨物后，平卷簧恢復(fù)形變帶動(dòng)運(yùn)輸車自儲(chǔ)存機(jī)械能，當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地卸掉貨物后，平卷簧恢復(fù)形變帶動(dòng)運(yùn)輸車自動(dòng)返回動(dòng)返回 ，應(yīng)用，應(yīng)用TRIZ理論進(jìn)行自返式運(yùn)輸車的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，改進(jìn)了傳統(tǒng)四理論進(jìn)行自返式運(yùn)輸車的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，改進(jìn)了傳統(tǒng)四輪車的結(jié)構(gòu)。輪車的結(jié)構(gòu)。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的理想解發(fā)明創(chuàng)造的理想解使其在功能原理上發(fā)生了根本的變化，不需要消耗外加能源和驅(qū)動(dòng)力，使其在功能原理上發(fā)生了根本的變化，不需要消耗外加能源和驅(qū)動(dòng)力，而只是利用所運(yùn)貨物自身的重力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并且車在前進(jìn)的過程中又將而只是利用所運(yùn)貨物自身的重力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并且

43、車在前進(jìn)的過程中又將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能儲(chǔ)存起來(lái)，在車卸掉重物返回時(shí)機(jī)械能又被釋放出來(lái)，其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能儲(chǔ)存起來(lái)，在車卸掉重物返回時(shí)機(jī)械能又被釋放出來(lái)，驅(qū)動(dòng)車自動(dòng)返回，徹底改變了運(yùn)輸貨物需由人往返推拉或用電動(dòng)絞車驅(qū)驅(qū)動(dòng)車自動(dòng)返回，徹底改變了運(yùn)輸貨物需由人往返推拉或用電動(dòng)絞車驅(qū)動(dòng)的傳統(tǒng)工作方式，提出了運(yùn)輸車的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念。由于自返式運(yùn)輸車動(dòng)的傳統(tǒng)工作方式，提出了運(yùn)輸車的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念。由于自返式運(yùn)輸車只適用于斜坡地，當(dāng)只適用于斜坡地，當(dāng)4個(gè)車輪直徑相同時(shí)，車體將產(chǎn)生傾斜，不利于放個(gè)車輪直徑相同時(shí)，車體將產(chǎn)生傾斜，不利于放置貨物，為使所運(yùn)送貨物的承重面處于水平，前后車輪大小應(yīng)不一樣。置貨物，為使所運(yùn)送貨物的

44、承重面處于水平，前后車輪大小應(yīng)不一樣。發(fā)明創(chuàng)造的理想狀態(tài)是理想解的實(shí)現(xiàn)，盡可能使企業(yè)的產(chǎn)品接近于其理發(fā)明創(chuàng)造的理想狀態(tài)是理想解的實(shí)現(xiàn)，盡可能使企業(yè)的產(chǎn)品接近于其理想解是產(chǎn)品創(chuàng)新的指導(dǎo)思想，確定所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的理想解是設(shè)計(jì)人員綜合想解是產(chǎn)品創(chuàng)新的指導(dǎo)思想，確定所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的理想解是設(shè)計(jì)人員綜合素質(zhì)的體現(xiàn)。素質(zhì)的體現(xiàn)。上一頁(yè)返回第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的可用資源發(fā)明創(chuàng)造的可用資源在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，為了滿足技術(shù)系統(tǒng)的功能，總是要利用各種資源。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，為了滿足技術(shù)系統(tǒng)的功能，總是要利用各種資源。設(shè)計(jì)中的可用系統(tǒng)資源對(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)起著重要的作用，當(dāng)問題的解越接近設(shè)計(jì)中的可用系統(tǒng)資源對(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)起著重要的

45、作用，當(dāng)問題的解越接近理想解，系統(tǒng)資源的利用就越重要。對(duì)于任何系統(tǒng)，只要還沒有達(dá)到理理想解，系統(tǒng)資源的利用就越重要。對(duì)于任何系統(tǒng)，只要還沒有達(dá)到理想解，就應(yīng)該具有系統(tǒng)資源。在設(shè)計(jì)過程中，合理利用系統(tǒng)資源既可以想解，就應(yīng)該具有系統(tǒng)資源。在設(shè)計(jì)過程中，合理利用系統(tǒng)資源既可以使問題的解更容易接近理想解，還可能取得附加的、意想不到的效益。使問題的解更容易接近理想解，還可能取得附加的、意想不到的效益。因此，對(duì)系統(tǒng)資源進(jìn)行詳細(xì)分析和深刻理解，對(duì)設(shè)計(jì)人員是十分必要的。因此，對(duì)系統(tǒng)資源進(jìn)行詳細(xì)分析和深刻理解，對(duì)設(shè)計(jì)人員是十分必要的。系統(tǒng)資源可分為內(nèi)部資源與外部資源。內(nèi)部資源是在沖突發(fā)生的時(shí)間、系統(tǒng)資源可分為內(nèi)

46、部資源與外部資源。內(nèi)部資源是在沖突發(fā)生的時(shí)間、區(qū)域內(nèi)存在的資源區(qū)域內(nèi)存在的資源;外部資源是在沖突發(fā)生的時(shí)間、區(qū)域外部存在的資源。外部資源是在沖突發(fā)生的時(shí)間、區(qū)域外部存在的資源。內(nèi)部資源與外部資源又可分為直接應(yīng)用資源、導(dǎo)出資源及差動(dòng)資源三類，內(nèi)部資源與外部資源又可分為直接應(yīng)用資源、導(dǎo)出資源及差動(dòng)資源三類，下面分別進(jìn)行介紹。下面分別進(jìn)行介紹。下一頁(yè)返回第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的可用資源發(fā)明創(chuàng)造的可用資源一、直接應(yīng)用資源一、直接應(yīng)用資源直接應(yīng)用資源是指在當(dāng)前存在狀態(tài)下可被應(yīng)用的資源，如物質(zhì)、場(chǎng)直接應(yīng)用資源是指在當(dāng)前存在狀態(tài)下可被應(yīng)用的資源，如物質(zhì)、場(chǎng)(能能量量)、空間和時(shí)間資源都是可被許多系統(tǒng)直接應(yīng)用

47、的資源。例如、空間和時(shí)間資源都是可被許多系統(tǒng)直接應(yīng)用的資源。例如:物質(zhì)資源物質(zhì)資源:任何可以完成特定功能的物質(zhì)資料，如木材可用做燃料。任何可以完成特定功能的物質(zhì)資料，如木材可用做燃料。能量資源能量資源:系統(tǒng)中存在的或能產(chǎn)生的能量流，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)既驅(qū)動(dòng)后輪或系統(tǒng)中存在的或能產(chǎn)生的能量流，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)既驅(qū)動(dòng)后輪或前輪，又可驅(qū)動(dòng)液壓泵，使液壓系統(tǒng)工作。前輪，又可驅(qū)動(dòng)液壓泵，使液壓系統(tǒng)工作。場(chǎng)資源場(chǎng)資源:系統(tǒng)中存在的或能產(chǎn)生的場(chǎng)，如地球上的重力場(chǎng)及電磁場(chǎng)。系統(tǒng)中存在的或能產(chǎn)生的場(chǎng)，如地球上的重力場(chǎng)及電磁場(chǎng)。信息資源信息資源:即技術(shù)系統(tǒng)中能產(chǎn)生的或存在的信號(hào)，通常信息需通過載體表即技術(shù)系統(tǒng)中能產(chǎn)生的或存

48、在的信號(hào)，通常信息需通過載體表現(xiàn)出來(lái)，如汽車運(yùn)行時(shí)所排廢氣中的油或其他顆粒，表明發(fā)動(dòng)機(jī)的性能現(xiàn)出來(lái)，如汽車運(yùn)行時(shí)所排廢氣中的油或其他顆粒，表明發(fā)動(dòng)機(jī)的性能信息。信息。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的可用資源發(fā)明創(chuàng)造的可用資源空間資源空間資源:即位置、子系統(tǒng)的次序、系統(tǒng)及超系統(tǒng)，包括產(chǎn)品的中空部分即位置、子系統(tǒng)的次序、系統(tǒng)及超系統(tǒng)，包括產(chǎn)品的中空部分或孔狀空間、子系統(tǒng)之間的距離、子系統(tǒng)的相互位置關(guān)系、對(duì)稱與非對(duì)或孔狀空間、子系統(tǒng)之間的距離、子系統(tǒng)的相互位置關(guān)系、對(duì)稱與非對(duì)稱等，如倉(cāng)庫(kù)中多層貨架中的高層貨架。稱等，如倉(cāng)庫(kù)中多層貨架中的高層貨架。時(shí)間資源時(shí)間資源:即沒有充分利用或根本沒有利

49、用的時(shí)間間隔，它存在于系統(tǒng)啟即沒有充分利用或根本沒有利用的時(shí)間間隔，它存在于系統(tǒng)啟動(dòng)之前、關(guān)閉之后或工程環(huán)節(jié)的循環(huán)之間，如雙向打印機(jī)。動(dòng)之前、關(guān)閉之后或工程環(huán)節(jié)的循環(huán)之間，如雙向打印機(jī)。功能資源功能資源:即技術(shù)或其環(huán)境中能夠產(chǎn)生輔助功能的能力，如人站在椅子上即技術(shù)或其環(huán)境中能夠產(chǎn)生輔助功能的能力，如人站在椅子上更換屋頂?shù)臒襞輹r(shí)，椅子的高度是一種輔助功能。更換屋頂?shù)臒襞輹r(shí)，椅子的高度是一種輔助功能。二、導(dǎo)出資源二、導(dǎo)出資源通過某種變換，使不能利用的資源成為可利用的資源，這種可利用的資通過某種變換，使不能利用的資源成為可利用的資源，這種可利用的資源就稱為導(dǎo)出資源。源就稱為導(dǎo)出資源。上一頁(yè) 下一頁(yè)返

50、回第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的可用資源發(fā)明創(chuàng)造的可用資源原材料、廢棄物、空氣、水等，經(jīng)過處理或變換都可在設(shè)計(jì)的產(chǎn)品中使原材料、廢棄物、空氣、水等，經(jīng)過處理或變換都可在設(shè)計(jì)的產(chǎn)品中使用，從而變成有用資源。在變成有用資源的過程中，常常需要物理狀態(tài)用，從而變成有用資源。在變成有用資源的過程中，常常需要物理狀態(tài)的改變或借助于化學(xué)反應(yīng)。的改變或借助于化學(xué)反應(yīng)。導(dǎo)出物質(zhì)資源導(dǎo)出物質(zhì)資源:由直接應(yīng)用資源，如物質(zhì)或原材料變換或施加作用所得到由直接應(yīng)用資源，如物質(zhì)或原材料變換或施加作用所得到的物質(zhì)。如毛坯是通過鑄造得到的材料，相對(duì)于鑄造的原材料已是導(dǎo)出的物質(zhì)。如毛坯是通過鑄造得到的材料，相對(duì)于鑄造的原材料已是導(dǎo)出資

51、源。資源。導(dǎo)出能量資源導(dǎo)出能量資源:通過對(duì)直接應(yīng)用能源的變換或改變其作用的強(qiáng)度、方向及通過對(duì)直接應(yīng)用能源的變換或改變其作用的強(qiáng)度、方向及其他特性所得到的能量資源。如變壓器將高壓變?yōu)榈蛪?，這種低電壓的其他特性所得到的能量資源。如變壓器將高壓變?yōu)榈蛪?，這種低電壓的電能成為導(dǎo)出資源。電能成為導(dǎo)出資源。導(dǎo)出場(chǎng)資源導(dǎo)出場(chǎng)資源:通過對(duì)直接應(yīng)用場(chǎng)資源的變換或改變其作用的強(qiáng)度、方向及通過對(duì)直接應(yīng)用場(chǎng)資源的變換或改變其作用的強(qiáng)度、方向及其他特性所得到的場(chǎng)資源。其他特性所得到的場(chǎng)資源。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的可用資源發(fā)明創(chuàng)造的可用資源如云體與地球之間的靜電場(chǎng)，在放電過程中轉(zhuǎn)換為閃電，得到一種新的

52、如云體與地球之間的靜電場(chǎng)，在放電過程中轉(zhuǎn)換為閃電，得到一種新的場(chǎng)形式，即電磁場(chǎng)。場(chǎng)形式，即電磁場(chǎng)。導(dǎo)出信息資源導(dǎo)出信息資源:通過變換與設(shè)計(jì)不相關(guān)的信息，使之與設(shè)計(jì)相關(guān)。如地球通過變換與設(shè)計(jì)不相關(guān)的信息，使之與設(shè)計(jì)相關(guān)。如地球表面電磁場(chǎng)的微小變化可用于發(fā)現(xiàn)礦藏。表面電磁場(chǎng)的微小變化可用于發(fā)現(xiàn)礦藏。導(dǎo)出空間資源導(dǎo)出空間資源:由于幾何形狀或效應(yīng)的變化所得到的額外空間。如雙面磁由于幾何形狀或效應(yīng)的變化所得到的額外空間。如雙面磁盤比單面磁盤存儲(chǔ)信息的容量更大。盤比單面磁盤存儲(chǔ)信息的容量更大。導(dǎo)出時(shí)間資源導(dǎo)出時(shí)間資源:由于加速、減速或中斷所獲得的時(shí)間間隔。如被壓縮的數(shù)由于加速、減速或中斷所獲得的時(shí)間間隔。

53、如被壓縮的數(shù)據(jù)可在較短時(shí)間內(nèi)傳遞完畢。據(jù)可在較短時(shí)間內(nèi)傳遞完畢。導(dǎo)出功能資源導(dǎo)出功能資源:經(jīng)過合理變化后，系統(tǒng)完成輔助功能的能力。如鍛模經(jīng)適經(jīng)過合理變化后，系統(tǒng)完成輔助功能的能力。如鍛模經(jīng)適當(dāng)改進(jìn)后，使鍛件本身可以帶有企業(yè)商標(biāo)。當(dāng)改進(jìn)后，使鍛件本身可以帶有企業(yè)商標(biāo)。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的可用資源發(fā)明創(chuàng)造的可用資源三、差動(dòng)資源三、差動(dòng)資源通常物質(zhì)與場(chǎng)的不同特性是一種可形成某種技術(shù)特征的資源，這種資源通常物質(zhì)與場(chǎng)的不同特性是一種可形成某種技術(shù)特征的資源，這種資源稱為差動(dòng)資源、差動(dòng)資源一般分為差動(dòng)物質(zhì)資源和差動(dòng)場(chǎng)資源。稱為差動(dòng)資源、差動(dòng)資源一般分為差動(dòng)物質(zhì)資源和差動(dòng)場(chǎng)資源。1.差

54、動(dòng)物質(zhì)資源差動(dòng)物質(zhì)資源(1)結(jié)構(gòu)各向異性各向異性是指物質(zhì)在不同的方向上物理特性不同。這種結(jié)構(gòu)各向異性各向異性是指物質(zhì)在不同的方向上物理特性不同。這種特性有時(shí)是設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)某種功能所需要的，例如特性有時(shí)是設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)某種功能所需要的，例如:光學(xué)特性光學(xué)特性:金剛石只有沿對(duì)稱面做出的小平面才能顯示出其亮度。金剛石只有沿對(duì)稱面做出的小平面才能顯示出其亮度。電特性電特性:石英板只有當(dāng)其晶體沿某一方向被切斷時(shí)才具有電致伸縮的性能。石英板只有當(dāng)其晶體沿某一方向被切斷時(shí)才具有電致伸縮的性能。聲學(xué)特性聲學(xué)特性:一個(gè)零件內(nèi)部由于其結(jié)構(gòu)有所不同，表現(xiàn)出不同的聲學(xué)特性，一個(gè)零件內(nèi)部由于其結(jié)構(gòu)有所不同，表現(xiàn)出不同的聲學(xué)特

55、性，使超聲探傷成為可能。使超聲探傷成為可能。力學(xué)性能力學(xué)性能:劈木材時(shí)一般是沿著最省力的方向劈。劈木材時(shí)一般是沿著最省力的方向劈。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的可用資源發(fā)明創(chuàng)造的可用資源化學(xué)性能化學(xué)性能:晶體的腐蝕往往是在有缺陷的點(diǎn)處首先發(fā)生。晶體的腐蝕往往是在有缺陷的點(diǎn)處首先發(fā)生。幾何性能幾何性能:只有球形表面符合要求的藥丸才能通過藥機(jī)的分檢裝置。只有球形表面符合要求的藥丸才能通過藥機(jī)的分檢裝置。(2)不同的材料特性。不同的材料特性可以在設(shè)計(jì)中用于實(shí)現(xiàn)不同的有用不同的材料特性。不同的材料特性可以在設(shè)計(jì)中用于實(shí)現(xiàn)不同的有用功能。功能。例如，合金碎片的混合物可通過逐步加熱到不同合金的

56、居里點(diǎn)，然后用例如，合金碎片的混合物可通過逐步加熱到不同合金的居里點(diǎn)，然后用磁性分檢的方法將不同的合金分開。磁性分檢的方法將不同的合金分開。2.差動(dòng)場(chǎng)資源差動(dòng)場(chǎng)資源場(chǎng)在系統(tǒng)中的不均勻性可以在設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)某些新的功能。場(chǎng)在系統(tǒng)中的不均勻性可以在設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)某些新的功能。(1)場(chǎng)梯度的利用。在煙囪的協(xié)助下，地球表面與場(chǎng)梯度的利用。在煙囪的協(xié)助下，地球表面與 3 200 m高空的壓力差，高空的壓力差，使?fàn)t子中的空氣流動(dòng)。使?fàn)t子中的空氣流動(dòng)。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)明創(chuàng)造的可用資源發(fā)明創(chuàng)造的可用資源(2)空間不均勻場(chǎng)的利用為了改善工作條件，工作地點(diǎn)應(yīng)處于聲場(chǎng)強(qiáng)度低空間不均勻場(chǎng)的利用為了改善工作條件，工作地點(diǎn)應(yīng)處于聲場(chǎng)強(qiáng)度低的位置。的位置。(3)利用場(chǎng)的值與標(biāo)準(zhǔn)值的偏差。病人的脈搏與正常人的不同，醫(yī)生通過利用場(chǎng)的值與標(biāo)準(zhǔn)值的偏差。病人的脈搏與正常人的不同，醫(yī)生通過對(duì)這種差異的分析為病人看病。對(duì)這種差異的分析為病人看病。四、資源利用四、資源利用在設(shè)計(jì)中認(rèn)真分析各種系統(tǒng)資源將有助于設(shè)計(jì)者開闊視野，使其跳出問在設(shè)計(jì)中認(rèn)真分析各種系統(tǒng)資源將有助于設(shè)計(jì)者開闊視野，