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文檔簡介
第7章發(fā)明原理本章主要內容7.1發(fā)明原理7.4本章小結7.2發(fā)明原理內容詳解7.3發(fā)明原理的應用7.5練習7.1發(fā)明原理
阿奇舒勒通過對250萬份專利進行研究、分析和總結,發(fā)現(xiàn)只有20%左右的專利才稱得上是真正的創(chuàng)新,許多宣稱為專利的技術,其實早已經在其他行業(yè)中出現(xiàn)并應用過。在不同的技術領域,類似的問題和相同的解決方案被人們反復使用。7.1發(fā)明原理食品加工行業(yè)中的爆米花設備、農產品加工行業(yè)中的辣椒去籽設備、珠寶加工行業(yè)中的鉆石破碎設備等等,它們雖然所處的行業(yè)不同,解決的問題也不一樣,但都運用了相同的原理,即應用緩慢加壓,待壓力增大到一定程度,再突然卸壓,從而達到預期效果。40個發(fā)明原理
阿奇舒勒認為發(fā)明問題的原理一定是客觀存在的,如果掌握了這些原理,就可將其應用到各個行業(yè)中。阿奇舒勒提煉出了TRIZ理論中最重要,具有普遍用途的40個發(fā)明原理。這40個發(fā)明原理開啟了一道發(fā)明問題解決的天窗,將發(fā)明從魔術推向科學。40個發(fā)明原理
針對典型矛盾的典型解決方案,在大多數情況下,能夠有效解決問題。阿奇舒勒將這些典型的解決方案進行歸納總結并進行編號,總共40個,稱為40個發(fā)明原理。40個發(fā)明原理的序號和內容內容是一一對應的,順序是固定不變的。序號原理名稱序號原理名稱序號原理名稱序號原理名稱No.1分割No.11預先應急措施No.21緊急行動No.31多孔材料No.2抽取No.12等勢性No.22變害為利No.32改變顏色No.3局部質量No.13逆向思維No.23反饋No.33同質性No.4非對稱No.14曲面化No.24中介物No.34拋棄與修復No.5合并No.15動態(tài)化No.25自服務No.35參數變化No.6多用性No.16不足或超額行動No.26復制No.36相變No.7套裝No.17維數變化No.27廉價替代品No.37熱膨脹No.8重量補償No.18振動No.28機械系統(tǒng)的替代No.38加速強氧化No.9增加反作用No.19周期性動作No.29氣動與液壓結構No.39惰性環(huán)境No.10預操作No.20有效運動的連續(xù)性No.30柔性殼體或薄膜No.40復合材料
每一個發(fā)明原理包括原理的編號、名稱、原理所包含的若干個指導原則。下面將40個發(fā)明原理結合案例逐一解釋。3.局部質量原理A.將物體、環(huán)境或外部作用的均勻結構變?yōu)椴痪鶆虻?。B.讓物體的不同部分各具不同功能。C.讓物體的各部分處于完成各自功能的最佳狀態(tài)。原理的編號原理的名稱原理所包含的指導原則A.將一個物體分成多個相互獨立的部分。(1)內燃機分成多個汽缸(2)暖氣上的多個暖氣片B.將物體分成容易組裝和拆卸的部分。(1)組合家具方便運輸和搬運(2)建筑上的預制件和活動房屋C.增加物體的分割程度。(1)武器中的子母彈(2)用百葉窗代替整體窗簾原理1.分割原理A.從物體中抽取出有害的部分或屬性。(1)從口腔中拔掉一顆壞牙,以保持口腔的健康(2)分體式空調,將產生噪聲的壓縮機移到室外B.從物體中抽取出有用的部分或屬性。(1)將稻草人放在稻田中,驅趕害鳥(2)使用狂吠的狗的聲音,作為防盜報警器原理2.抽取原理A.將物體、環(huán)境或外部作用的均勻結構變?yōu)椴痪鶆蚪Y構。(1)將好鋼用在刀刃上,改善刀的強度(2)將金屬表面進行滲碳處理,提高其耐磨性能B.讓物體的不同部分具有不同的功能或特性。(1)帶橡皮檫的鉛筆(既可寫字,又可擦字)(2)羊角錘運用錘子的兩個部分(既可釘釘子,又可起釘子)C.讓物體的不同部分處于完成各自功能的最佳狀態(tài)。(1)快餐飯盒分區(qū)存放熱、冷食物和湯(2)電腦鍵盤按使用頻率來分布各鍵原理3.局部質量原理A.將物體由對稱變?yōu)椴粚ΨQ。(1)攪拌車采用不對稱的攪拌裝置,增強攪拌效果(2)USB插頭等設計成不對稱的形狀,避免插反B.增加不對稱物體的不對稱程度。(1)將圓形的墊片改成橢圓形或異形,以提高密封效果(2)坦克不同部位的裝甲厚度不同原理4.非對稱原理A.在空間上,將相似的(相同的、相關的、接近的、時間上連續(xù))的對象加以組合(合并)。(1)利用網絡將多臺計算機聯(lián)結起來(2)將多種機床按工藝排列形成一條生產線B.在時間上,將相似的(相關的、同類的、接近的、相同的、時間上連續(xù)的)操作或功能加以組合(合并)。(1)冷熱水水龍頭(2)攝像機在拍攝影像時,同步錄音C.將具有不同(或相反)功能的對象合并或組合在一起實現(xiàn)新的功能。(1)羊角錘,既可釘釘子,又可起釘子(2)帶橡皮的鉛筆,既可以寫字,又可以擦除原理5.組合原理A.使一個物體能夠執(zhí)行多種不同的功能,消除了該功能在其他物體內存在的必要性。(1)瑞士軍刀可以提供多種功能(2)智能手機提供通話、短信、拍照、播放歌曲、導航等多種功能原理6.多用性原理A.把一個物體嵌入另一個物體,然后將這兩個物體再嵌入第三個物體,依此類推。(1)吊車的吊臂(2)俄羅斯套娃B.讓某一物體穿過或處于另一物體的空腔。(1)收音機拉桿天線(2)照相機伸縮式變焦鏡頭原理7.嵌套原理A.將某一物體與另一能提供上升力的物體組合,以補償其重量。(1)飛艇利用浮力來補償人和貨物的重量(2)用氫氣球懸掛廣告條幅B.通過與環(huán)境的相互作用(利用空氣動力、流體動力等)實現(xiàn)物體的重量補償(1)飛機機翼在空氣中運動時,可以減小機翼上方空氣的密度,增加機翼下方空氣的密(2)直升機的螺旋槳與空氣發(fā)生相對運動時,可以提升上升力原理8.重量補償原理A.事先施加反作用力,以抵消工作狀態(tài)下過大的和不期望的應力。(1)給枕木滲入油脂來阻止腐朽(2)在溶液中加入緩沖劑來防止高PH值帶來的危害B.如果物體處于或將處于受拉伸狀態(tài),那么事先施加反作用。(1)在澆注混凝土之前對鋼筋進行預壓處理(2)用覆蓋膠帶,保護不被噴涂物體的一部分原理9.預先反作用原理A.預先對物體(全部或部分)施加必要的改變。(1)預先被打孔的郵票(2)預先做好的方便面B.預先安置物體,使其在最方便的位置開始發(fā)揮作用而不浪費運送時間。(1)加油站預付費自助加油卡(2)預先在建筑通道里安置滅火器原理10.預先作用原理原理11.事先防范原理A.采用預先準備好的應急措施,補償物體相對較低的可靠性。(1)建筑物中的應急燈(2)降落傘的備用傘包A.以某種方式改變作業(yè)條件(工作狀態(tài)),而不必升高或降低物體。(1)高層建筑運送乘客的電梯(2)水力發(fā)電站水壩上的船閘原理12.等勢原理A.用與原來相反的作用實現(xiàn)相同的目的。(1)用白板加黑筆代替?zhèn)鹘y(tǒng)的黑板加白粉筆(2)直流電動機也可作直流發(fā)電機B.讓物體或環(huán)境可動部分不動,不動部分可動。(1)健身跑步機讓機械運動,人在原地(2)機加工中使工件旋轉,刀具固定C.將物體上下或內外顛倒。(1)通過翻轉容器,將谷物倒出(2)把杯子倒置,從下往上噴水清洗原理13.反向作用原理A.用曲線或球面代替直線或平面,用球體代替多面體。(1)跑道設計成圓形,而不是直線形(2)結構設計中用圓倒角,避免應力集中B.采用滾筒、球、螺旋結構。(1)滾筒洗衣機,減少衣物磨損(2)螺旋形樓梯,節(jié)省空間C.利用離心力,用旋轉運動代替直線運動。(1)洗衣機中的離心脫水機(2)酒店旋轉門原理14.曲面化原理A.將物體分割為多個部分,使其各部分可以改變相對位置。(1)自行車鏈條(2)蝴蝶電腦鍵盤B.使不動的物體可移動。(1)柔性的孔窺視儀用于檢查發(fā)動機(2)在醫(yī)療檢查中,使用胃鏡C.調整物體或物體所處的環(huán)境,使其在工作的各階段達到最佳狀態(tài)。(1)多功能可調方向盤(2)可調整的折疊椅原理15.動態(tài)特性原理A.如果所期望的效果難以百分之百實現(xiàn),采用稍微超過或稍微小于期望值的做法,使問題得到簡化。(1)先采用過量噴涂,再去除多余的油漆(2)打土坯時先在模具中放入過量的泥漿,再壓實刮掉多余的泥漿原理16.不足或過度作用原理A.將物體變?yōu)槎S運動,以克服一維運動或定位的困難;或過渡到三維空間運動以消除物體在二維平面運動或定位的問題。(1)螺旋樓梯(2)工字鋼B.將單層排列的物體變?yōu)槎鄬优帕?1)立體車庫(2)三碟影碟機C.將物體傾斜或側向放置。(1)自動卸載車(2)汽車裝卸油桶時,利用木板形成斜坡,使裝卸容易D.利用給定表面的反面。(1)雙面的地毯(2)兩面穿的衣服原理17.空間維數變化原理A.使物體發(fā)生機械振動。(1)用篩子篩米(2)電動剃須刀B.如果物體已處于振動狀態(tài),提高振動頻率。(1)高速運轉的電鉆(2)利用超聲波的洗碗機C.利用共振頻率(1)超聲波碎石機利用共振頻率擊碎膽結石(2)微波爐利用諧振腔產生微波加熱食物D.用壓電振動代替機械振動。(1)高精度時鐘使用石英晶體振動(2)CPU時鐘信號采用石英晶體振動E.超聲波振動和電磁場耦合。(1)利用感應電爐制作合金(2)將超聲波與加熱組合用來進行烘干原理18.機械振動原理A.用周期性動作或脈沖動作代替非周期性動作。(1)警笛和警燈利用周期性的鳴叫和閃爍,更容易引起人們的注意(2)松開生銹的螺母時,用間歇性沖力比持續(xù)擰力有效B.如果已經是周期性動作,改變其動作頻率。(1)用頻率調制來傳送信息,而不用Morse編碼(2)洗衣機脫水時通過提高轉速,增大離心力,來甩干衣物C.在脈沖周期的間隙來完成其他有用動作。(1)醫(yī)用呼吸機,每五次胸廓運動,進行一次心肺呼吸(2)電視信號利用傳送圖像信號的間隙來傳送聲音信號原理19.周期性作用原理A.讓物體滿載持續(xù)工作,以提供更佳性能(1)工廠采用倒班制,讓機器滿負荷連續(xù)運行(2)汽車臨時停車時,飛輪儲存能量,使發(fā)動機運轉平穩(wěn)B.消除空閑和間歇性動作。(1)建筑關鍵部位施工時,必須連續(xù)澆注混凝土(2)針式打印機的打印頭在回程過程中,也進行打印原理20.有效作用的連續(xù)性原理A.將危險或有害的過程或步驟在高速下進行(1)快速切割塑料管,避免塑料受熱變形(2)照機閃光燈快速閃光,避免強光傷害眼睛原理21.快速通過原理A.利用有害因素(或有害效應),得到有益的結果。(1)工廠的廢水處理和利用(2)利用廢爐渣制作爐渣磚B.將兩個有害的因素相結合進而中和或消除它們的有害作用。(1)潛水中用氮氧混合氣體,以避免單用時造成氮昏迷或氧中毒(2)垃圾焚燒發(fā)電,既消除了垃圾,還能產生電能C.增大有害因素的幅度直至有害作用消失。(1)森林滅火時采用逆火來滅火(2)利用可控的氧化作用來保護鋼鐵原理22.變害為利原理A.在系統(tǒng)中引入反饋,以改善性能(1)自動導航系統(tǒng)(2)利用力矩扳手顯示螺絲擰緊的程度B.如果已引入反饋,改變其大小或作用(1)飛機接近機場時,改變自動駕駛系統(tǒng)的靈敏度(2)電飯煲根據食物的成熟度來自動加熱或斷電原理23.反饋原理A.使用中介物實現(xiàn)所需的作用(1)利用扳手擰緊螺栓(2)利用撥子來彈琴B.把一物體與另一容易去除的物體暫時結合在一起。(1)化學反應用的催化劑(2)飯店上菜用的托盤原理24.中介物原理A.物體通過執(zhí)行輔助或維護功能,為自身服務。(1)自清潔玻璃(2)自動除霜電冰箱B.利用廢棄的能量與物質(1)稻稈直接填埋做下一季肥料(2)用生活垃圾作肥料原理25.自服務原理A.用簡單、廉價的復制品代替復雜、昂貴、易損或不易獲得的物體。(1)服裝店里利用塑料模特代替真人模特(2)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng),如虛擬訓練駕駛員B.用光學復制品(圖像)代替實物或實物系統(tǒng),可按一定比例放大或縮小復制品。(1)用衛(wèi)星圖片代替實地測量(2)由圖片測量實物尺寸C.如果已使用了可見光復制品,用紅外光或紫外光復制品代替。(1)用紅外報警系統(tǒng)探測入侵者(2)利用紫外光誘殺害蟲原理26.復制原理A.用廉價的物體代替昂貴的物體,雖然降低了某些特性,但可以實現(xiàn)相同功能(1)使用一次性餐具,清潔衛(wèi)生(2)使用仿真軟件,代替昂貴的實物設備原理27.廉價替代品原理A.用光學、聲學、味覺或嗅覺系統(tǒng)來代替機械系統(tǒng)。(1)用聲音、指紋或視網膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械鑰匙(2)洗手間紅外感應開關代替機械開關B.使用與物體相互作用的電場、磁場、電磁場。(1)靜電除塵代替機械除塵(2)電磁鐵吊裝重物代替機械吊裝重物原理28.機械系統(tǒng)替代原理C.用移動場代替固定場,動態(tài)場代替靜態(tài)場,結構化場代替非結構化場。(1)變頻空調代替普通空調(2)交流電動機代替直流電動機D.把場和能夠與場發(fā)生相互作用的粒子,組合起來使用。(1)通過使用變化磁場加熱含有鐵磁材料的物質,當溫度超過居里點時變成順磁性,并不再吸收熱量,從而實現(xiàn)恒溫(2)對光反應變色的玻璃原理28.機械系統(tǒng)替代原理A.將物體的固體部分用氣體或流體代替,如充氣結構、充液結構、氣墊、液體靜力結構和流體動力結構等。(1)用氣墊運動鞋代替普通運動鞋(2)用氣動釘釘槍代替機械釘釘槍原理29.氣壓和液壓結構原理A.使用柔性殼體或薄膜代替標準結構。(1)用布衣柜代替木制衣柜(2)用薄膜開關代替機械開關B.使用柔性殼體或薄膜,將物體與環(huán)境隔離。(1)游泳帽將頭發(fā)和水隔離開來(2)用地膜防止土地的水分蒸發(fā)原理30.柔性殼體或薄膜原理A.使物體變?yōu)槎嗫谆蚣尤攵嗫孜矬w。(1)蜂窩煤(2)多孔磚B.如果物體是多孔結構,則可以利用這種多孔結構引入有用的物質或功能。(1)在海綿的孔隙存儲液體氫(2)泡沫金屬用于制造飛機機翼原理31.多孔材料原理A.改變物體或環(huán)境的顏色(1)在沖洗照片的暗房中使用紅色燈光(2)化學試紙通過顏色變化測量溶液的酸堿度。B.改變物體或環(huán)境的透明度(1)感光玻璃,隨光線改變其透明度(2)變色眼鏡,根據光強改變透光度原理32.改變顏色原理A.存在相互作用的物體用相同材料或特性相近的材料制成(1)用金剛石切割鉆石(2)用傷者身上的其他部位組織醫(yī)治傷口原理33.同質性原理A.采用溶解、蒸發(fā)等手段拋棄已完成功能的零部件,或在系統(tǒng)運行過程中直接改變它。(1)可溶性藥物膠囊,在進入病人胃部后,即刻溶解消失(2)火箭助推器在完成其作用后,立即分離和拋棄B.在工作過程中迅速補充系統(tǒng)或物體中消耗的部分。(1)自動鉛筆,在使用完一段筆芯后,自動加載另一段筆芯(2)自動步槍,在發(fā)射完一發(fā)子彈后自動裝填另一發(fā)子彈原理34.拋棄或再生原理A.改變物體的聚集態(tài)(物態(tài))。(1)將二氧化碳制成干冰,便于存儲和運輸(2)將氧氣、氮氣從氣態(tài)轉換為液態(tài),以減小體積B.改變濃度或密度(1)用洗手液代替肥皂,可以定量控制,減少浪費(2)改變硫酸的濃度,硫酸的性質也不同原理35.物理\化學狀態(tài)變化原理C.改變柔度。(1)硫化橡膠改變了橡膠的柔性和耐用性(2)把固定鎖改成鏈條鎖,增加其柔度D.改變溫度。(1)提高烹飪食品的溫度,可改變食品的色香味(2)利用冰箱將食物冷凍起來,可增加其保鮮時間原理35.物理\化學狀態(tài)變化原理A.利用物質相變時產生的某種效應,如體積改變、吸熱或放熱。(1)制冷設備利用制冷劑蒸發(fā)時吸熱,冷凝時放熱將熱量從室內帶到室外(2)利用水在冰凍后膨脹這一特性,進行定向無聲爆破原理36.相變原理A.使用熱膨脹或熱收縮材料(1)裝配鋼雙環(huán)時,可使內環(huán)冷卻收縮,外環(huán)升溫膨脹,再將兩環(huán)裝配,待恢復常溫后,內外環(huán)就緊緊裝配在一起了。(2)利用熱膨脹材料做成自動噴淋系統(tǒng),用于防火。B.組合使用不同熱膨脹系數的幾種材料。(1)雙金屬片傳感器,使用兩種不同膨脹系數的金屬材料并連接在一起,當溫度變化時雙金屬片會發(fā)生彎曲,從而實現(xiàn)開關功能。(2)利用不同熱膨脹系數的幾種金屬做成記憶合金,當溫度達到設定溫度時,合金恢復原來的形狀。原理37.熱膨脹原理A.用富氧空氣代替普通空氣。(1)水下呼吸器中存儲濃縮空氣,以保持長久呼吸(2)用風箱或鼓風機將空氣吹入火爐中,以提供更多氧氣B.用純氧代替空氣(1)用乙炔-氧代替乙炔-空氣切割金屬(2)火箭發(fā)動機采用氫氣和純氧作燃料原理38.強氧化劑原理C.用離子化氧代替純氧。(1)空氣過濾器通過電離空氣來捕獲污染物(2)對食物進行放射處理,以改善其儲藏質量D.用臭氧代替含臭氧氧氣或離子化氧氣。(1)臭氧溶于水中去除船體上的有機污染物(2)用臭氧殺死谷物中的微生物原理38.強氧化劑原理A.用惰性環(huán)境代替通常環(huán)境(1)利用二氧化碳進行滅火(2)在輪胎中充入氮氣,延長輪胎的壽命B.使用真空環(huán)境。(1)真空包裝食品,延長儲存期(2)在真空環(huán)境中生產芯片,防止灰塵污染原理39.惰性環(huán)境原理A.用復合材料代替均質材料。(1)汽車擋風玻璃由玻璃層、塑料薄膜和玻璃層等復合材料構成(2)平底煎鍋上的不粘鍋涂料由特氧龍復合材料涂層構成原理40.復合材料原理7.3發(fā)明原理的應用
前面我們對40個發(fā)明原理進行了詳細的介紹。下面我們將分別以發(fā)明原理3(局部質量原理)、發(fā)明原理15(動態(tài)特性原理)為例,說明其具體的應用方法。7.3發(fā)明原理的應用
一、應用發(fā)明原理3(局部質量原理),解決發(fā)明問題的示例如下。圖7-3菜刀把好鋼用在刀刃上
局部質量原理A:將物體、環(huán)境或外部作用的均勻結構變?yōu)椴痪鶆蚪Y構。
菜刀把好鋼用在刀刃上,如圖7-3所示。圖7-4羊角錘
(2)局部質量原理B:讓物體的不同部分具有不同的功能或特性。羊角錘運用錘子的兩個部分(既可釘釘子,又可起釘子),如圖7-4所示。圖7-5快餐飯盒分區(qū)存放不同食物
(3)局部質量原理C:讓物體的不同部分處于完成各自功能的最佳狀態(tài)。快餐飯盒分區(qū)存放熱、冷食物和湯,如圖7-5所示。原理15.動態(tài)特性原理A.將物體分割為多個部分,使其各部分可以改變相對位置。B.使不動的物體可移動。C.調整物體或物體所處的環(huán)境,使其在工作的各階段達到最佳狀態(tài)。二、應用發(fā)明原理15(動態(tài)特性原理)解決發(fā)明問題的示例如下。圖7-6自行車鏈條
(1)動態(tài)特性原理A:將物體分割為多個部分,使其各部分可以改變相對位置。自行車鏈條,如圖7-6所示。圖7-7醫(yī)療檢查中使用的胃鏡
(2)動態(tài)特性原理B:使不動的物體可移動。醫(yī)療檢查中使用的胃鏡,如圖7-7所示。圖7-8多功能可調方向盤
(3)動態(tài)特性原理C:調整物體或物體所處的環(huán)境,使其在工作的各階段達到最佳狀態(tài)。多功能可調方向盤,如圖7-8所示。
發(fā)明原理的應用是TRIZ理論中的一個解決問題的工具,在現(xiàn)代TRIZ理論體系中的位置如圖7-9所示。發(fā)明原理一般結合其他的工具,如技術矛盾和物理矛盾來運用,也可以作為一個獨立的解決問題的工具來運用。圖7-9發(fā)明原理在現(xiàn)代TRIZ中的位置(1)40個發(fā)明原理:阿奇舒勒發(fā)現(xiàn),在工程系統(tǒng)中不同領域的解決方案千差萬別,但所使用的原理基本類似,他將這些典型的解決方案進行歸納總結并進行編號,共計40個,稱為40個發(fā)明原理。(2)每一個發(fā)明原理都有編號、名稱、指導原則。我們既可以單獨使用一個發(fā)明原理,也可以組合使用幾個發(fā)明原理來解決實際問題。(3)發(fā)明原理是一個解決問題的工具,發(fā)明原理一般結合其他的工具,如技術矛盾和物理矛盾來運用,也可以作為一個獨立的解決問題的工具來運用。(4)掌握40個發(fā)明原理,可以跨越領域、行業(yè)的局限,提高發(fā)明的效率、縮短發(fā)明的周期,使解決發(fā)明問題更具有可預見性。本章小結(1)“跑步機”是利用了40個發(fā)明原理中的(
)。A.預先作用 B.曲面化C.等勢原理D.反向作用(2)“備用降落傘”是利用了40個發(fā)明原理中的(
)。A.預先防范 B.廉價替代品 C.中介物D.氣壓和液壓結構(3)“在藥品中使用消融性的膠囊”是利用了40個發(fā)明原理中的(
)。A.拋棄或再生B.變害為利C.多孔材料D.熱膨脹課堂練習(4)“用托盤把熱盤子端到餐桌上”是利用了40個發(fā)明原理中的(
)。A.中介物 B.分割 C.預先防范 D.嵌套(5)“用氬氣來防止發(fā)熱的金屬燈絲氧化”是利用了40個發(fā)明原理中的(
)。A.中介物 B.分割 C.嵌套 D.惰性環(huán)境課堂練習第八章技術矛盾和矛盾矩陣8.1什么是矛盾8.4阿奇舒勒矛盾矩陣8.2什么是技術矛盾8.3通用工程參數8.5運用阿奇舒勒矛盾矩陣解決技術矛盾的步驟8.6案例:飛機機翼的變更8.1什么是矛盾從廣義上講,如果兩件事物在一件存在時,另一件一定不存在,那么這兩件事物就有矛盾,反映了事物之間存在著“對立”的關系。——來自百度百科8..1什么是矛盾矛盾普遍存在于各種產品或技術系統(tǒng)中。技術系統(tǒng)進化過程就是不斷解決系統(tǒng)所存在矛盾的過程。矛盾的類型:69矛盾的類型:便捷性更好的商務本可視化更好的游戲本or718.2什么是技術矛盾技術矛盾總是涉及到兩個基本參數A與B,就像蹺蹺板一樣,當A得到改善時,B變得更差。在改善一個參數的同時導致另一個參數的惡化。1.改善改善是指與我們的期望一致。2.惡化惡化是指與我們的期望相反。3.描述技術矛盾
技術矛盾-1技術矛盾-2如果常規(guī)的工程解決方案(A)常規(guī)的工程解決方案(-A)那么改善的參數(B)改善的參數(C)但是惡化的參數(C)惡化的參數(B)技術矛盾-1技術矛盾-2如果增加油箱的體積減小油箱的體積那么提高飛機的飛行距離飛機的重量減小但是飛機的重量增加飛機的飛行距離縮短飛機油箱應用738.3通用工程參數阿奇舒勒對數量眾多的工程參數進行了一般化處理,最終確定了39種能夠表達所有技術矛盾的通用工程參數,并對它們進行了編號處理。1.運動物體運動物體是指對象可以很容易地改變空間位置,無論是對自己,還是為外力所致。車輛以及設計為可運動(可攜帶等)的對象是這一類的基本組成。2.靜止物體靜止物體是指對象在空間位置上不改變,無論是對自己,還是為外力所致。根據該對象正在使用的條件進行考慮。TRIZ法通過對百萬件專利的詳細研究,提出用39個通用工程參數來描述技術矛盾。在實際應用時,首先要把組成矛盾雙方的性能用該39個通用工程參數來表示,這樣就將實際工程技術中的矛盾轉化為一般的標準的技術矛盾。TRIZ法研究人員在對全世界專利進行分析研究的基礎上,提出了40條解決技術矛盾的發(fā)明創(chuàng)新原理。TRIZ39個工程參數1.運動物體的重量2.靜止物體的重量3.運動物體的長度4.靜止物體的長度5.運動物體的面積6.靜止物體的面積7.運動物體的體積8.靜止物體的體積9.速度10.力11.應力或壓力12.形狀
13.結構穩(wěn)定性27.可靠性28.測試精度29.制造精度30.物體外部有害因素作用的敏感性31.物體產生的有害因素
32.可制造性33.可操作性34.可維修性35.適應性及多用性
36.裝置的復雜性37.監(jiān)控與測試的困難程度
38.自動化程度39.生產率14.強度15.運動物體作用時間16.靜止物體作用時間
17.溫度18.光照度19.運動物體的能耗20.靜止物體的能耗21.功率22.能量損失23.物質損失24.信息損失25.時間損失26.物質或事物的數量75物體和幾何參數負向參數正向參數(1)運動物體的重量是指在重力場中運動物體多受到的重力。如運動物體作用于其支撐或懸掛裝置上的力。(2)靜止物體的重量是指在重力場中靜止物體所受到的重力。如靜止物體作用于其支撐或懸掛裝置上的力。(3)運動物體的長度是指運動物體的任意線性尺寸,不一定是最長的,都認為是其長度。(4)靜止物體的長度是指靜止物體的任意線性尺寸,不一定是最長的,都認為是其長度。(5)運動物體的面積是指運動物體或外部所具有的表面或部分表面的面積。(6)靜止物體的面積是指靜止物體或外部所具有的表面或部分表面的面積。(7)運動物體的體積是指運動物體所占有的空間體積。(8)靜止物體的體積是指靜止物體所占有的空間體積。(9)速度是指物體的運動速度、過程或活動與時間之比。(10)力是指兩個系統(tǒng)之間的相互作用。對于牛頓力學,力等于質量與加速度之積。在TRIZ中,力是試圖改變物體狀態(tài)的任何作用。(11)應力或壓力是指單位面積上的力。(12)形狀是指物體外部輪廓或系統(tǒng)的外貌。(13)結構的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)的完整性及系統(tǒng)組成部分之間的關系。磨損、化學分解及拆卸都降低穩(wěn)定性。(14)強度是指物體抵抗外力作用使之變化的能力。(15)運動物體作用時間是指物體完成規(guī)定動作的時間、服務期。兩次誤動作之間的時間也是作用時間的一種度量。(16)靜止物體作用時間是指物體完成規(guī)定動作的時間、服務期。兩次誤動作之間的時間也是作用時間的一種度量。(17)溫度是指物體或系統(tǒng)所處的熱狀態(tài),包括其他熱參數,如影響改變溫度變化速度的熱容量。(18)光照度是指單位面積上的光通量,系統(tǒng)的光照特性,如亮度、光線質量。(19)運動物體的能量是運動物體做功的一種度量。在經典力學中,能量等于力與距離的乘積。能量也包括電能、熱能及核能等。(20)靜止物體的能量是指靜止物體做功的一種度量。在經典力學中,能量等于力與距離的乘積。能量也包括電能、熱能及核能等。(21)功率是指單位時間內所做的功,即利用能量的速度。(22)能量損失是指為了減少能量損失,需要不同的技術來改善能量的利用。(23)物質損失是指部分或全部、永久或臨時的材料、部件或子系統(tǒng)等物質的損失。(24)信息損失是指部分或全部、永久或臨時的數據損失。(25)時間損失是指一項活動所延續(xù)的時間間隔。或者指改進時間的損失即減少一項活動所花費的時間。(26)物質或事物的數量是指材料、部件及子系統(tǒng)等的數量,它們可以被部分或全部、臨時或永久地改變。(27)可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定的方法及狀態(tài)下完成規(guī)定功能的能力。(28)測試精度是指系統(tǒng)特征的實測值與實際值之間的誤差。減少誤差將提高測試精度。(29)制造精度是指系統(tǒng)或物體的實際性能與所需性能之間的誤差。(30)物體外部有害因素作用的敏感性是指物體對受外部或環(huán)境中的有害因素作用的敏感程度。(31)物體產生的有害因素是指有害因素將降低物體或系統(tǒng)的效率,或完成功能的質量。這些有害因素是由物體或系統(tǒng)操作的一部分而產生的。(32)可制造性是指物體或系統(tǒng)制造過程中簡單、方便的程度。(33)可操作性是指要完成的操作應需要較少的操作者、較少的步驟以及使用盡可能簡單的工具。一個操作的產出要盡可能多。(34)可維修性是指對于系統(tǒng)可能出現(xiàn)失誤所進行的維修要時間短、方便和簡單。(35)適應性及多用性是指物體或系統(tǒng)響應外部變化的能力,或應用于不同條件下的能力。(36)裝置的復雜性是指系統(tǒng)中元件數目及多樣性,如果用戶也是系統(tǒng)中的元素將增加系統(tǒng)的復雜性。掌握系統(tǒng)的難易程度是其復雜性的一種度量。(37)監(jiān)控與測試的困難程度是指如果一個系統(tǒng)復雜、成本高、需要較長的時間建造及使用,或部件與部件之間關系復雜,都使得系統(tǒng)的監(jiān)控與測試困難。測試精度高,增加了測試的成本也是測試困難的一種標志。(38)自動化程度是指系統(tǒng)或物體在無人操作的情況下完成任務的能力。自動化程度的最低級別是完全人工操作。最高級別是機器能自動感知所需的操作、自動編程和對操作自動監(jiān)控。中等級別的需要人工編程、人工觀察正在進行的操作、改變正在進行的操作及重新編程。(39)生產率是指單位時間內所完成的功能或操作數。上述39個通用工程參數可分為如下3類:物理及幾何參數:(1)~(12),(17)~(18),(21)條。技術負向參數:(15)~(16),(19)~(20),(22)~(26),(30)~(31),(36)~(37)條。技術正向參數:(13)~(14),(27)~(29),(32)~(35),(38)~(39)條。負向參數(Negativeparameters)指這些參數變大時,使系統(tǒng)或子系統(tǒng)的性能變差。如子系統(tǒng)為完成特定的功能所消耗的能量(第19,20條)越大,則設計越不合理。正向參數(Positiveparameters)指這些參數變大時,使系統(tǒng)或子系統(tǒng)的性能變好。如子系統(tǒng)可制造性(第32條)指標越高,子系統(tǒng)制造成本就越低。矛盾矩陣是用39個通用工程特征參數組成的39×39正方矩陣。該矩陣的行代表工程參數需要改善的一方;該矩陣的列代表工程參數可能引起惡化的一方。矩陣元素用Mi-j表示,其下標i表示該元素的行數,下標j表示該元素的列數。由于矛盾不可能由自身造成,行與列號相同(i=j)的矩陣元素Mi-j為空集,用“+”表示;若i≠j時,矩陣元素為空集,指這兩個特征參數間不構成矛盾,或是存在矛盾但尚未找到適合的解,用“-”號表示;若i≠j時,矩陣元素Mi-j為非空集,其數值為解決所在的行與列通用工程特征參數所產生的技術矛盾的相關發(fā)明創(chuàng)新原理的編號,可在技術矛盾矩陣表中找到。858.4矛盾矩陣的構造86矛盾矩陣表(部分)技術矛盾解決方法的步驟:步驟一分析問題,發(fā)現(xiàn)矛盾。步驟二根據TRIZ,表述矛盾。采取某項措施時,矛盾對中的一個參數變優(yōu),
另一個參數變劣。步驟三對照工具,得出解法。在矩陣表中尋找該矛盾對的解決辦法。步驟四針對問題,構思設計?;氐骄唧w技術系統(tǒng),解決具體問題。878.5技術矛盾解決方法實際應用舉例應用背景:早期的飛機
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