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TRIZ发明问题解决理论

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TRIZ发明问题解决理论nullnull*科技创新思维方法null第1章 TRIZ法基本思想和体系1-13 第2章 专利分级与系统进化S曲线14-26 第3章 技术系统进化及理想化27-48 第4章 物理矛盾与技术矛盾解决原理49-135 第5章 物质-场模型分析135-170 第6章 ARIZ算法简介 第7章 TRIZ法的产生和发展*null1.1 TRIZ法理论的由来及其基本思想 1.2 TRIZ法的定义 1.3 TRIZ法体系结构 1.3.1 理论基础 1.3.2 TRIZ法问题分析工具 1.3.3 基于知识的...

TRIZ发明问题解决理论
nullnull*科技创新思维方法null第1章 TRIZ法基本思想和体系1-13 第2章 专利分级与系统进化S曲线14-26 第3章 技术系统进化及理想化27-48 第4章 物理矛盾与技术矛盾解决原理49-135 第5章 物质-场模型分析135-170 第6章 ARIZ算法简介 第7章 TRIZ法的产生和发展*null1.1 TRIZ法理论的由来及其基本思想 1.2 TRIZ法的定义 1.3 TRIZ法体系结构 1.3.1 理论基础 1.3.2 TRIZ法问 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 分析工具 1.3.3 基于知识的问题解决工具 1.4 TRIZ法问题解决流程 1.5 TRIZ法中的科学思想和思维 *null“TRIZ”一词是俄文“发明问题解决理论”的首字母缩写,英文名称为Theory of Inventive Problem Solving。自从1946年以来,以G.S.Altschuller为首的专家,经过对250万份专利文献的研究发现,一切技术问题在解决过程中都有一定的模式可循,可对大量好的专利进行分析并将其解决问题的模式抽取出来,为人们进行学习并获得创新发明的能力提供参考。经多年搜集、分析、比较和归纳,这一研究建立了一整套体系化的、实用的发明问题解决方法,这就是所谓的TRIZ法理论。*null*null1.TRIZ法是一种基于知识的方法。 ①解决发明问题启发式的知识 ②采用自然科学及工程技术中的效应知识 ③技术问题领域的知识 2.TRIZ法是面向人的方法,而不是面向机器。 3.TRIZ法是系统化的方法。 4.TRIZ法是发明问题解决理论。*null  *null技术系统的进化模式是TRIZ法理论的基础,该模式包含用于工程技术系统进化的基本规律,理解这些模式可以帮助人们形成对问题发展轨迹的总体概念,得到其发展前景的正确判断,从而增强人们解决问题的能力。任何领域的技术产品都与生物系统一样,存在着产生、生长、成熟、衰老和灭亡的产品进化规律,掌握了这些进化规律,人们就能能动地进行产品的创新 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 开发并能预测产品的未来趋势。就像伴随着人类历史发展的计算技术一样,先是算盘的发明、推广和广泛运用,达到珠算技术的成熟。但随着计算机的出现,由于技术有了革命性进展,算盘技术也就走向衰老和灭亡。*null1.矛盾冲突分析 2.“物质-场”分析 3.ARIZ算法 4.需求功能分析*null1.40条发明创新原理 2.76个 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 解 不改变或仅少量改变已有系统(13种) 改变已有系统(23种) 系统的传递(6种) 检查与测量(17种) 简化与改进策略(17种) 3.效应知识库*null*null1.矛盾对立与统一 TRIZ法认为,矛盾是普遍存在的。 矛盾对立统一是辩证看待矛盾的科学观点。 矛盾的解决是推动系统进化的唯一途径。 2.系统论 系统应相对其环境独立,与环境有一定的边界,保持稳定。 系统得到输入量,经过系统的处理,向外输出输出量。 系统内部有功能组元和物理组元,物理组元是功能组元的载体,组元间网络状的联系和互动构成复杂而有序的系统,以达到最终有目的的改变输入量的目标。 *null3.逻辑三法 (1)比较分类法 (2)归纳法 1)通过归纳找到普遍规律 2)通过归纳提出科学的假说和猜想 3)通过归纳指导科学实验 (3)分析法 1)系统分析法 2)功能结构分析法 3)组成组元分析法 *null2.1 专利的等级划分 2.2 技术系统进化S曲线 2.2.1 技术系统介绍 2.2.2 系统进化S曲线 2.2.3 技术进化S曲线的运用 2.2.4 系统进化多维S曲线 2.2.5 系统进化多维S曲线的运用 *null*null2.2.1 技术系统介绍 所有实现某个功能的事物可称为技术系统。 一个技术系统可以包含一个或多个执行自身功能的子系统,子系统又可以分为更小的子系统,一直到分解为由元件和操作构成。 一个整体技术系统,由于研究的需要也可以视为更大环境下的子系统,系统的更高级系统称为超系统。*null*null*null*nullS曲线表示出系统或产品的发展阶段。 1.当产品处于婴儿期时,企业应该权衡一下自身的实力和产品的发展潜力以及婴儿期企业为之丧失的其他机会。 2.进入成长期阶段时,企业应加大产品的投入,为产品赢得尽可能多的技术支持、法律支持、客户支持,使其尽快进入成熟期,更远的摆脱竞争对手,确定时机上的优势,以便获得最大的经济效益。*null3.当产品处于成熟期阶段,产品的边际收益已经下滑,此时将会依靠规模来得到更高的收益,此时的市场一般会被几家企业所垄断,新企业只有另辟蹊径才能打入市场。处于此状况下的企业应该居安思危,进行产品关键替代技术的研究,以应对未来市场的竞争。 4.处于退出期的产品,很快就会被新产品超越,被旧客户抛弃,它们是企业利润的吸血鬼,应尽快淘汰。 *null图中的曲线表示为空间曲线,1、2、3分别代表不同发展轨迹的曲线族。点A为系统初始状态,点B为系统目标状态。 从图中可以看到,通过1、2、3等多条途径均可以从A点到达B点。每一条途径都代表了某个技术路线,都有其自己的S曲线发展轨迹。只是发展的速度和在同一时刻满足人类需要的程度不同。*null下图分别表示了BP机和手机、电话随时代进步在通信及时性和市场大小方面的变化*null下图表示交通工具随着时代进步在运输速度和技术综合水平方面的变化 *null1.企业战略的选择 不论是二维还是多维的S曲线,其最大的一个作用就是反应技术和产品所处的生命周期,从而为企业战略的选择提供参考。 2.技术方向的选择 多维S曲线最利于技术方向的选择。通过分析S曲线族的走势,同时配合曲线族对应的市场反应,可以找准此技术的核心发展路线,同时也可以找到一定时期内消费者最认同的技术方向。*null3.专利的布局 对于已经拥有技术实力的企业,可以通过对S曲线图的分析,预测未来技术的发展方向以及技术发展的扩展领域,从而不仅可以让自己的研发紧跟技术的发展方向,还能够分配余力进行扩展领域的研究。 4.消费者习惯的培养 为了消除人们对新事物新产品的接受的滞后时间差,达到最佳的经济效益,企业可以根据S曲线图,预测技术的发展方向,结合企业战略,在现阶段就开始设计将来某个时间段的产品。 *null3.1 技术系统和产品进化简介 3.2 技术系统进化模式 3.2.1 模式一 技术系统的生命周期 3.2.2 模式二 增加理想化水平 3.2.3 模式三 系统不均衡发展导致矛盾出现 3.2.4 模式四 增加动态性和可控性 3.2.5 模式五 技术集成以增加系统功能 3.2.6 模式六 系统元件的匹配与不匹配 3.2.7 模式七 系统由宏观向微观进化 3.2.8 模式八 提高自动化程度和智能化程度 3.3 技术系统进化综合运用 *null任何领域产品都与生物一样,存在着产生、生长、成熟、衰老、和灭亡的进化规律。掌握了这些规律,人们就能能动地进行产品的设计开发,有目的地制定技术改进和创新方向,预测产品当前和未来的地位趋势。TRIZ法进化理论把技术的进化分为新发明、技术进步和技术成熟三个阶段,并将产品分为婴儿期、成长期、成熟期和退出期四个阶段。*null模式一 技术系统的生命周期 模式二 增加理想化水平 模式三 系统不均衡发展导致矛盾出现 模式四 增加动态性和可控性 模式五 技术集成以增加系统功能 模式六 系统元件的匹配与不匹配 模式七 系统由宏观向微观进化 模式八 提高自动化程度和智能化程度 *null第二章中已经有详细的介绍。 需强调核心技术与关键技术的区别。 在现有的产品S曲线的基础上,如果对产品中的关键技术作改进和创新,会形成新一轮的S曲线,多次关键技术创新会形成多个S曲线,形成在同一核心技术支持下的所谓S曲线族。 但一旦核心技术发生变化,就应该形成新的产品,形成新的S曲线,并依靠相应的自有的关键技术的进步,形成新的S曲线族。*null1.理想化与理想解 2.理想化程度评价 3.理想化法则 4.理想化设计案例 *null理想化定义:一个技术系统,从某一起点向最终结果进化,是一个逐步理想化过程。 理想化目标:发明创新的理想状态是理想解的实现,尽可能地使产品接近于理想解是产品创新的指导思想。 理想化特点: 是对客观世界中所存在物体的一种抽象,这种抽象在客观世界并不存在,又不能通过实验验证。 理想化是真实物体存在的一种极限状态,只能够无限的接近但是不能达到。 理想状态的设想可以帮助去除其他繁杂的干扰因素,从而更加专注到矛盾和发展本身,有利于解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的快速寻求。例如物理学中的理想气体,几何学中的点与线,材料学的理想晶体结构等。 *null理想化分为局部理想化和全局理想化两类。 1.局部理想化是指对于选定的原理,通过不同的实现方法使其理想化。 如用太阳光来加热容器中的水,就成为太阳能热水器。但在这一原理下,人们采取了多种不同的关键技术,如加热面镀膜,光能可进不可出等,造就了市场上数十种不同的产品,并不断进化。 2.全局理想化是指对同一功能,通过选择不同的原理使之理想化。 如太阳能的利用可有多种途径,奥林匹克比赛圣火用透镜聚焦方式,把光线聚焦到一个点上,光的高能量使物质燃烧,光能转化为化学能。随着现代科技发展,出现了光伏电池,把太阳光能转变为电能。 *null局部理想化全局理想化*null理想化是追求理想解的过程。 理想解的特点 ①消除原有系统的缺点 ②保留并发展原有系统的优点 ③不导致系统的复杂化 ④不导入新的缺点 Max *null理想化过程是有规律的,是有一定的法则可以参考的。常用的理想化法则有: 法则1:去除辅助功能 法则2:去除一些元件 法则3:识别自服务 法则4:替换零部件 法则5:改变操作原理 法则6:利用资源*null理想化实现的四个步骤: 第一步:描述需要改进的专门技术系统的现有性能; 第二步:描述某个性能的理想化设想; 第三步:根据个人经验和理想化设想从上述已抽象出来的六种理想化法则中选定几种法则; 第四步:把第三步选定的法则具体化到专门具体的技术系统,并根据本文已叙述的理想化的四个特性来判定其解的有效性。*null随着跳高技术的进步,跨越式、剪式、滚式、俯卧式和背越式等不同的跳高姿势获得的高度是不一样的,如图所示:*null背景:有梭织机结构简单、造价便宜,但梭子从运动耗能太大,能占到整台织机能量消耗的60%。 结论:织机引纬理想化的目标是尽可能降低梭子的质量,甚至不要梭子。 理想化进步:首先出现了剑杆或片梭代替传统梭子,大大降低了质量。进而摈弃了梭子,发明了喷气和喷水引纬技术,利用气流和水流携带纬纱通过整个布面,不仅节省了能量、减少了噪声,还大大提高了入纬率。如喷水织机入纬率可高达1300m/min,而有梭织机最高也仅能达到600 m/min。*null背景:电子具有电荷特性同时具有自旋特性。电荷特性用于电信号的传输和能量的传递,自旋特性用于存储材料的制备等等。但是两个特性的综合运用很晚才出现。 方法:科研工作者运用理想化方法,首先假设材料达到理想状态,即材料中杂质不予考虑,材料性能稳定,周围环境完全理想状态。根据理想状态的条件研究发现,由于其独特的电子自旋和电荷效应的同时运用,电阻率可以随着外磁场的变化产生很大的变化,具有巨磁阻效应。与非铁磁材料结合,能够制备很多开创性的电子元器件。*null缺少任何一个部分,系统就不能成为一个完整的系统;如果系统中任一部分失效,整个技术系统就无法“幸存”,任何一个部分的薄弱环节都将使整个系统性能的提高受到限制。 系统均衡发展,有助于确定更好发挥系统功能的改进方向,从而少走弯路节约时间和资源。同时利用它可以对冗杂的系统进行简化。 在经济学中有短板理论。指出木桶的装载量由其最短的一块木板决定。这两种理论有异曲同工之妙。*null1.提高结构柔性 刚体——单铰链——多铰链——柔性体——液体、气体——场 2.提高可移动性 如板凳——转椅——滚轮椅。 如固定式民居——车载式民居——房车 3.提高可控性 通过可控性增加,系统能够向着更易操作,更智能的方向发展*null技术系统常通过先增加元件提高系统功能,然后再逐渐简化。如: 双体船可增加稳定性 组合音响将收音机、磁带机、VCD集成为一个多功能系统。 电子芯片上元器件的集成大大提高了运算存储功能 材料科学中的自旋器件集成,将单位面积的信息存储能力从几GB扩充到几百GB。*null系统元件可采用匹配也可不匹配来改善系统功能,消除负面效应。 如匹配: 一辆车上安装四个相同的车轮; 机械系统中的主要元件的应有相同的寿命设计 不匹配: 赛车的前轮小后轮大,便于加速。 机械系统中的安全销钉,电气装置中的保险装置等。这种不匹配使机电系统运行更安全。*null技术系统总是趋于从宏观向微观进化。如: 灶具初始烧木材,然后变为烧煤、烧气,后来出现电加热灶具、电磁炉、微波炉。 电子元器件从最初的真空管到晶体管到集成电路。 播放器从开始的庞大体积的录音机到后来巴掌大小的随身听、便携CD机到手指大小MP3,到可以放在耳朵旁的耳环播放器。 *null通过提高自动化程度可以由系统代替人完成各种繁重、乏味的工作。如: 最初洗衣都用搓衣板,后用洗衣机,并先后出现单缸、双缸、全自动洗衣机。 机器人智能化程度的日益提高,在一些场合已经可以代替人进行工作。 目前对机械和电气电子产品经常使用遥控器来控制,或编写操作程序控制,大大减轻了人的体力劳动和脑力劳动。*null利用技术系统进化规律进行产品设计可以有如下步骤: 1.分析具体技术系统的现状提出问题。 2.搜集市场同类系统的下列四方面数据并绘制曲线: 本类系统历年获得有关的专利数量, 本类系统历年获得有关的专利中,各专利所处技术水平等级(分为五级), 本类系统产品历年市场的销售情况和利润情况, 本类系统历年性能指标进步的情况。 *null3.根据上述 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 ,分析得出本系统在技术进化S曲线中的地位,是处于婴儿期,成长期,成熟期的哪一个时期,评判是否有进化的必要。 4.根据技术进化八项模式,考虑实现系统进化的途径。选定阶段性的理想化目标,物色系统中相关的关键技术做创新改进。 5.对解决方案和解决效果进行评估,把技术创新转化为产品创新,确定后期发展方向。 *null4.1 矛盾的概念及分类 4.2 物理矛盾及其解决原理 4.3 技术矛盾及其解决原理 4.4 矛盾矩阵及其应用 4.4.1 矛盾矩阵的构造 4.4.2 矛盾矩阵的应用 4.4.3 技术矛盾解决方法实际应用举例 4.5 TRIZ法技术矛盾和物理矛盾解的基本思路 4.6 40条发明创新原理的使用窍门 *null矛盾普遍存在于各种产品或技术系统中。 技术系统进化过程就是不断解决系统所存在矛盾的过程。 矛盾的类型:*null所谓物理矛盾是指为了实现某种功能,一个子系统或元件应具有某种特性,但该特性出现的同时会产生与此相反的不利或有害的后果。 物理矛盾一般来说有两种表现: 一是系统中有害性能降低的同时导致该系统中有用性能的降低; 二是系统中有用性能增强的同时导致该系统中有害性能的增强。*null*null*null1.空间分离:将矛盾双方分离在不同的空间,以降低解决问题的难度。当系统矛盾双方在某一空间只出现一方时,空间分离是可能的。 举例:测量海底时,将声纳探测器与船体空间分离,用以防止干扰,提高测试精度。又如在快车道上方建立人行天桥,车流和人流各行其道,实现空间的分离。 2.时间分离:将矛盾双方分离在不同的时间,以降低解决问题的难度。当系统矛盾双方在某一时间只出现一方时,时间分离是可能的。 举例:将飞机机翼设计成可调的活动机翼,以适应在飞行中各个时间段的不同要求。又如为了解决用电高峰期电能紧缺的矛盾,进行时间分离,用电低峰时降低电价,鼓励人们低峰时间用电。*null3.条件分离:将矛盾双方在不同的条件下分离,以降低解决问题的难度。当系统矛盾双方在某一条件性下只出现一方时,条件分离是可能的。 举例:将水射流条件分离,给予不同的射流速度和压力,即可获得“软”的或“硬”的不同用途的射流,用于洗澡按摩或用作加工手段甚至用于武器。 4.整体与部分分离:将矛盾双方在不同的层次分离,以降低解决问题的难度。当系统矛盾双方在系统层次只出现一方时,整体与部分分离是可能的。 举例:采用柔性生产线,以满足大众化和个性化市场需求的不同要求。 *null1.矛盾元素是通用工程参数,不同的设计条件对它提出了完全相反的要求。 例如,对于建筑领域,墙体的设计应该有足够的厚度以使其坚固。同时,墙体又要尽量薄以使建筑进程加快并且总重比较轻。 2.矛盾元素是通用工程参数,不同的工况条件对它有着不同的要求。 例如,某个装置要实现温度达到100℃,又要实现温度达到200 ℃ ;灯泡的功率既要是25W,又要是100W。 3.矛盾元素是非工程参数,不同的工况条件对它有着不同的要求。 例如,冰箱的门既要经常打开,又要经常保持关闭;道路上既要有十字路口,又要没有十字路口;歌咏比赛的奖项既要设立得多,又要设立得少等。*null这是古时候的一个神话故事。有一次土地爷外出,临行前嘱咐他的儿子替他在土地庙“当值”,并且一定要把前来祈祷者的话记下来。他走后,前前后后来了四个祈祷者—— 一位船夫祈祷赶快刮风,以便乘风远航; 一位果农祈祷别刮风,避免把快成熟的果子给刮下来; 一个种地的农民祈祷赶紧下雨,以免耽误播种的季节; 一位商人祈祷千万别下雨,以便趁着好天气带着大量的货物赶路。 这一下子可难住了土地爷的儿子,他不知该怎么办才能满足这些人们的彼此不同的要求,只好把所有祈祷者的话都原封不动地记了下来。 *null很快,土地爷回来了,看了儿子的记录,哈哈一笑说,别愁眉苦脸了,照我的办法做就是了,肯定能满足他们各自的要求。土地爷提笔在上面批了四句话: 刮风莫到果树园, 刮风河边好行船; 白天天晴好走路, 夜晚下雨润良田。 如此一来,四个不同的祈祷都如愿以偿、皆大欢喜。其实,土地爷的前两句话说的是风的“空间分离”,后两句话说的是雨的“时间分离”。 *null某欧洲鞋业公司生产一种知名品牌的运动靴。为了节约生产成本,该公司把生产地点转移到了东南亚某个国家。 刚开始时生产工艺和质量控制得非常严格,一切似乎都很顺利。但是没有过多久,问题出现了,管理者很快发现少数当地工人有偷靴子的行为。管理者曾多次公开警告,包括使用降薪、开除等管理手段,但始终难以奏效。 我们现在来分析一下这个欧洲鞋业公司遇到的问题。生产过程需要降低成本,因此需要让东南亚国家的当地人生产靴子,但是因为有当地工人偷靴子,所以又不能让当地工人生产靴子。在这里,“既要”又“不要”让当地工人生产靴子的矛盾出现了,这是一个典型的物理矛盾。*null解决这个矛盾的资源,实际上就是在这双靴子的本身。 在咨询了技术创新专家以后,这个欧洲鞋业公司选择了如下的生产方案。生产地点还是选择在东南亚,但是,在某个国家生产左靴子,在另外一个国家生产右靴子,在第三个国家生产靴带子。对于生产地点来说,应用的空间分离原理;对于靴子来说,应用的是整体与部分的分离原理。此后,工人偷靴子的现象基本上就杜绝了。 同理,在生产诸如枪械等军工产品的时候,也常常采用把枪栓、撞针等零部件异地生产的方法,以避免在某一地枪支零部件丢失以后被窃贼装成整枪的危险。 *null分析问题:燃具工作时燃气的输入大小希望可控,从而减少能源的浪费。当加热锅时,应加大燃气输入量,当锅是空的或锅不在位置时,应仅输入少量燃气,起保温或保持炉火燃烧的功能。 物理矛盾提取:根据条件的不同,希望燃气输入可大可小,构成物理矛盾。 *null使用分离原理中的条件分离原理来解决。 1.当锅被取走或锅内食物较轻时,移动杆受弹簧推力向上移动,移动杆上的控制孔与输气管道上的孔几乎封合,燃气输入会变小。 2.当锅内装有食物放在此燃具上时,移动杆受锅的重力下移量增加,控制孔与主管上的孔口相连部分变大,输气量也随之变大。*null北京的公交目前存在的问题: 单路车因路线长而总是不按时到达。 多路车在一条线上拥堵占道。 单路车为保证时间间隔短大量配车,而除上下班时间外,开只有几人乘坐的空车。 每个等车站很长,很乱,一来车,可以坐这路也可坐哪路,跑来跑去。 站牌太多,字太小,有时两个远离的牌子看起来很困难。有时一个红绿灯口两边有不同的车,来回走。 *nullTIRZ法分析解决: 空间上分离:专用公交线。就像路上的无轨“铁路”。 时间上分离:高峰时段每3min发一次车,低谷时段每10min发一次车。 整体与部分的分离:部分单位可在上下班时租用专线公交车作班车。 基于条件的分离:设立公交车停车港湾,减少公交车停车时造成的道路拥堵。 *null矛盾表达: 工程技术人员需要单独工作,便于静心思考提高工作效率;同时需要他们一起工作,便于交流想法,互相学习和促进。构成物理矛盾。 1.时间分离 1)咖啡间歇 平时各人单独工作,每天上下午有咖啡间歇,大家休息和交流。 2)弹性工作制 每人每天工作8小时,不限时间段,但每天下午必须上班,保证见面和交流时间。 *null3.空间分离 设置小办公室和大会议室。或者大办公室中设置挡板隔成相对单独的办公空间。 4.基于条件的分离 小型家庭办公如soho,大家在网络上沟通并随时上交工作结果,定期到公司交流与接收新任务。 5.整体与部分分离 领导使用单独办公室,一般职员集体办公。 *null物理矛盾和技术矛盾是可以彼此转换的。通常来说,许多技术矛盾,经过分解和细化,最终都转化成为物理矛盾。 4个分离原理与40条发明创新原理的对应*null技术矛盾表现为: ①在一个子系统中引入一种有用功能后,会导致另一子系统产生一种有害功能,或加强了已存在的一种有害功能; ②一种有害功能会导致另一子系统有用功能的削弱; ③有用功能的加强或有害功能的削弱使另一子系统或系统变得复杂。*nullTRIZ法通过对百万件专利的详细研究,提出用39个通用工程参数来描述技术矛盾。在实际应用时,首先要把组成矛盾双方的性能用该39个通用工程参数来表示,这样就将实际工程技术中的矛盾转化为一般的标准的技术矛盾。 TRIZ法研究人员在对全世界专利进行分析研究的基础上,提出了40条解决技术矛盾的发明创新原理。 这两表是解决技术矛盾的关键,但由于篇幅的原故在此不详列。可见TIRZ法浅谈教程第四章同样位置。*nullTRIZ法解决问题流程大致分为四步: 1.对待解决的实际问题作详尽的分析并提取存在的矛盾, 2.将该矛盾转化为TRIZ法中的某种通用问题模型, 3.利用TRIZ法工具得到TRIZ法提供的通用形式的解, 4.把TRIZ解具体化为针对该实际问题的具体解。*null矛盾矩阵是用39个通用工程特征参数组成的39×39正方矩阵。 该矩阵的行是按39个通用工程特性参数依次排列,代表工程参数需要改善的一方;该矩阵的列也是按39个通用工程特性参数依次排列,代表工程参数可能引起恶化的一方。 矩阵元素用Mi-j表示,其下标i表示该元素的行数,下标j表示该元素的列数。 由于矛盾不可能由自身造成,行与列号相同(i=j)的矩阵元素Mi-j为空集,用“+”表示;若i≠j时,矩阵元素为空集,指这两个特征参数间不构成矛盾,或是存在矛盾但尚未找到适合的解,用“-”号表示;若i≠j时,矩阵元素Mi-j为非空集,其数值为解决所在的行与列通用工程特征参数所产生的技术矛盾的相关发明创新原理的编号,可在技术矛盾矩阵表中找到。 *null*null*null1.运动物体的重量 2.静止物体的重量 3.运动物体的长度 4.静止物体的长度 5.运动物体的面积 6.静止物体的面积 7.运动物体的体积 8.静止物体的体积 9.速度 10.力 11.应力或压力 12.形状 13.结构稳定性 27.可靠性 28.测试精度 29.制造精度 30.物体外部有害因素作用的敏感性 31.物体产生的有害因素 32.可制造性 33.可操作性 34.可维修性 35.适应性及多用性 36.装置的复杂性 37.监控与测试的困难程度 38.自动化程度 39.生产率14.强度 15.运动物体作用时间 16.静止物体作用时间 17.温度 18.光照度 19.运动物体的能耗 20.静止物体的能耗 21.功率 22.能量损失 23.物质损失 24.信息损失 25.时间损失 26.物质或事物的数量 *null第一步,分析问题,找出可能存在的技术矛盾,最好能用动宾结构的词来表示矛盾。 第二步,针对具体问题确认一到几对技术矛盾,并将矛盾的双方转换成技术领域的有关术语,进而根据有关术语在TRIZ提供的39个通用工程特性参数中选定相应的工程参数。 第三步,按照相矛盾的通用工程参数编号i和j,在矛盾矩阵中找到相应的矩阵元素Mi-j,该矩阵元素值表示40条发明创新原理的序号,按照该序号找出相应的原理供下一步使用。 第四步,根据已找到的发明创新原理,结合专业知识,寻找解决问题的方案。一般情况下,解决某技术矛盾的发明原理不止一条,应该对每一条相应的原理作解决技术矛盾方案的尝试。 第五步,如果第四步的努力没有取得较好的效果,就要考虑初始构思的技术矛盾是否真正表达了问题的本质,是否真正反映了针对问题创新改进的方向。应重新设定技术矛盾,并重复上述工作。 *null每一分钟都有几十块陨石撞击到地球上。由于对陨石成分和结构的分析能提供更多关于太阳系的信息,所以科学家需要获得更多的陨石。但区分陨石和普通岩石很困难,必须耗费大量的时间在地球表面将陨石挑拣出来,但往往仅能得到约百万分之一。这就产生了技术矛盾,即必须寻找大量陨石,但会大大增加寻找的时间。 改善的通用工程参数是37(监控制和测试的困难程度):为了得到陨石,必须对地面上所有的石块进行分析;恶化的通用工程参数是将耗费大量时间即25(时间损失)。 因此本例子的技术矛盾是“监控制和测试的困难程度vs时间损失”。 *null在射击运动员的训练中需要有供练习的靶标,当运动员击中靶标后,靶标破裂成大量的碎片落到地面上,难以打扫。这个问题的技术矛盾初始可表述为:具有一定体积的飞行靶标对射击运动员的训练是必要的,但靶标碎片又将地面弄脏乱。 改善的通用工程参数是:希望增大靶标体积(序号7运动物体的体积);恶化的通用工程参数是:靶标碎片对地面产生作用(序号31物体产生的有害因素)的矛盾。 因此本例子的技术矛盾是:“运动物体的体积VS物体产生的有害因素”。 *null技术矛盾解决方法的步骤: 步骤一 分析问题,发现矛盾。 步骤二 根据TRIZ,表述矛盾。 采取某项措施时,矛盾对中的一个参数变优, 另一个参数变劣。 步骤三 对照工具,得出解法。 在矩阵表中寻找该矛盾对的解决办法。 步骤四 针对问题,构思设计。 回到具体技术系统,解决具体问题。 *null分析:取杏仁时必须去壳,现用锤砸或用机械方式压碎。制造性能好但产品的形状不好。查39个通用工程参数,得出32(可制造性)和12(形状)之间有技术矛盾。 TRIZ法求解:查39×39 矛盾矩阵,得出可用的发明创新原理为1(分割与切割)、28(机械系统的替代)、13(反向)和27(用廉价而寿命短的替代昂贵而寿命长的物体)。 分析改进的具体技术方案:分割意味要把壳完全分开,机械系统的替代意味要用另一种系统,反向意味应从里向外加力。在密闭容器内加入高压空气,突然降压,杏仁内的空气膨胀,立刻打开杏仁壳。为了得到高压,可用高压空气,也可加热容器使气压升高。 类似的技术问题:开鸡蛋壳,开蚕豆壳,开核桃。 *null*null1. 分割与切割原理 13. 反向功能原理 27.用廉价而寿命短的替代昂贵而寿命长的物体 28. 机械系统的替代 *null*null如图所示,家用燃气灶具和锅是一个小型技术系统, 在功能域层面:燃气燃烧产生热量,热量传导到锅和抵御外界干扰三项功能。在物理域层面,由被加热的锅,支锅的支架,燃烧火焰和燃烧器四部分组成。物理域的四大部分保证功能域的最优实现。 在现有燃气灶中,燃气的燃烧一般比较充分,不必做大的调整。而应该在以下三个方面提出创新措施: 1,由于锅底的形状和大小不同,锅底接触火焰的程度不同,影响加热效率。 2,并且家用燃气灶是一个开放的系统,外界环境气流会影响火焰的稳定性。 3,外界环境气流会带走一部分燃烧热。*null第一对矛盾: 现有结构锅底与燃烧器的距离随锅底的尺寸和形状不同而变,火焰不能以最优的方式把热量传给锅。查TRIZ,得到通用工程参数32(可制造性)和22(能量损失)之间构成矛盾对。 第二对矛盾: 燃气灶的火焰长,外界气流影响火焰的稳定,造成系统对环境有害因素的高度敏感和火焰静尺寸变化的矛盾。是通用工程参数30(物体外部有害因素作用的敏感性)和4(静止物体的长度)之间的矛盾。 第三对矛盾: 燃气灶是开放的技术系统,环境里空气会与系统内热气进行交换带走热量。从而构成35(适应性及多样性)和22(能量损失)的矛盾。 *null第一对矛盾: 查矛盾矩阵,得到解决矛盾的发明创新原理是19(周期性作用原理)和35(参数变化)。两个发明创新原理结合一起思考,可以得到锅底与燃烧器之间应该解决尺寸周期性变化时保持稳定距离的问题。 *null第二对矛盾: 查矛盾矩阵,对应解决矛盾的发明创新原理为1(分割与切割)和18(利用机械振动)。分割与切割的原理在这里理解为把火焰分为细小区域,利用机械振动在此不适合。 *null第三对矛盾: 查矛盾矩阵,所示的解决矛盾的发明创新原理编号18、15、1,分别是利用机械振动、动态化和分割与切割。利用机械振动在此不适合,分割与切割可以把燃气灶系统和外界环境分离开来,而且应该是动态可变的。 *null解决第一对矛盾。采用发明创新原理19和35的组合,随锅底尺寸和形状的变动,锅底与火焰的距离基本不变。采用支架可移动或者火焰可移动的方法。本例的发明专利采用了燃烧器可随锅底升降的方法。 解决第二对矛盾,应把火焰分割成细小区域,增加稳定性。用陶瓷红外燃料器代替普通燃烧器喷头,设置几十个小孔为燃烧孔,燃烧充分稳定。 解决第三对矛盾,在支架上设置金属保温圈罩,随锅底变化可取用不同大小的保温圈罩。本例考虑操作方便,只采用了一件保温圈罩。 *null 通过以上分析可知,长期努力得到的家用燃气灶的改进与短期采用TRIZ法得到的结果一致。而且还可以看出,TRIZ还提供了不同的改进方案,可以采用支架随锅底上下升降的方案;也可以采用保温圈罩设计成动态变形的方式。提供了进一步改进的思路。*null升降式燃气灶具的设计符合公理设计的第一公理,即独立公理。功能要求和设计要素实现了一一对应。 A)保证燃烧稳定。应用蜂窝状红外燃烧器。该燃烧器由陶瓷块拼接而成,每块上有若干通孔,火焰分割成细小状态。 B)保证锅底到火焰器的距离。应用可升降式的燃烧器,用杠杆重锤组合动作,用定距U环控制。 C)减少环境干扰。应用一定型面的保温圈,分割燃烧系统和环境,达到提高锅底吸热量。 本设计是否达到公理设计的第二条公理,即最小信息公理,有待进一步探索,意味着还有进一步提高的可能性。 本创新原理图只完成了普适性设计方法中的第二步即方案设计。尚有整体设计和详细设计没有进行,对下面的设计工作,采用普适性设计方法会收到较好的效果。 *null纤维织成的防弹衣用于保护执法人员和军事人员免于遭受手枪子弹的袭击。纤维织成的防弹衣由于有多层纤维结构层,具有层叠式结构。纤维在结构层内相互以适当的角度定向排列。为了使纤维织成的防弹衣具有足够的防护能力,这种防弹衣必须具有足够的厚度,增加防弹衣的厚度会使其重量增加,灵活性降低。此外,使用这种厚厚的防弹衣的人员也不能充分通风。换句话说,较厚的防弹衣穿着时不太方便。由此定义技术矛盾:增加运动物体的长度(防弹衣的厚度)会降低操作流程的方便性(防弹衣的舒适性)。 通过查询39X39矛盾矩阵,得知可能的解集是M3-33=[15,29,35,4]四个发明创新原理。 应用第4号增加不对称性原理,将物体的对称形式变为不对称形式。使防弹衣的纤维呈不对称定向排列。每层纤维以相对于前一层作20 ° ~70°范围的不同角度旋转,将纤维织各层间制造成定向转动的排列形式。 沿子弹飞行方向排列的大部分纤维可以确保防弹衣在受子弹冲击的方向具有更高的强度。防弹衣的厚度和重量减小了。通过减小防弹衣的厚度提高了其舒适性,同时不会降低防弹衣的保护效果。*null图a所示为某一钣金件零件图,在折弯前其展开图如图b所示。折弯加工时,由于拐角处会产生局部的塑性变形,其尺寸(H-P)很难保证。应用TRIZ法,分析找出该技术矛盾的一对工程参数,由矛盾矩阵找出解决问题的相应发明创新原理,再求具体解。 *null1.首先考虑到该钣金件的形状是其重要的工程特征,对照39个通用工程参数,其序号为12。又在折弯加工过程中,由于变形尺寸不易保证,其通用工程参数为32号,即可制造性。 2.第12和第32通用工程参数构成本问题的一对技术矛盾,在矛盾矩阵中找到第12行第32列矩阵元素,得 M13-32=[1,17,32,28],其相应的发明创新原理分别为1号分割与切割、17号维数变化、32号颜色变化、28号机械系统替代。 3.分析该工程实际问题,第32号和第28号发明创新原理与本问题无关,拟采用1号和17号发明创新原理来解决本问题。 4.如图 c所示,通过局部切除部分材料的方法,对钣金件展开图拐角处切割一个斜槽,避免折弯过程中拐角处材料塑性变形所导致的尺寸精度的变化,以此解决了本问题的技术矛盾。*null1.分析问题 家用电加热热水器中常用管子与管接头联接,两者头部分别加工成螺纹,用生料作为螺纹联接的填充材料进行密封。热水器经常用与不用,生料温度随水温经常变化,导致生料老化失效。为了改善性能,可采用增加生料用量和加大管子与管接头的旋入程度,或者提高螺纹尺寸的精度来解决。但会造成其他常见的失效形式,如管接头开裂等。 2.TRIZ法解决问题 提取通用工程参数,组建矛盾对,搜索解决矛盾的发明创新原理。 参照TRIZ提出的39个通用工程参数,可靠性(编号为27),装置的复杂 (编号为36),两者之间构成矛盾,即采取现有措施,可靠性即密封性能提高的同时带来了系统复杂程度的提高。 对照TRIZ给出的矛盾矩阵表,在27行36列的格子中,找到解决矛盾的发明创新原理M27-36=[13,35,1],即13(反向),35(参数变化)和1(分割与切割)。*null3.发明创新原理的筛选和具体化 原理13和原理1都很难使用到本问题中去.拟采用原理35,改变参数是指几何、化学和物理参数的变化。 工程技术人员搜索自身头脑中的已有知识,认为几何参数的变化是指采用不同的螺纹,甚至于在管子与管接头端部取消螺纹;化学和物理学上的参数变化可采用其它材料和塑料管件。 4.效果 本方法已由美国Shmith公司在其生产的电加热热水器中采用,在中国维修时可见到.本方法还有个附加优点,即省去了传统方法必需有的活接头,进一步降低了成本。 *null如图所示: 用金属制成电加热套,通电加热到某温度,传感器工作切断电流。人工把塑料管子和弯头插入加热套两端1~2s,管件受热面塑料熔化成厚糊状,拔出管件,立即把管子与弯头相互插入对接成整体。*null分析问题:下大雪后,要及时清除飞机跑道上的积雪。传统上消除道路上的积雪可采用加助融剂的方法,但此法不适于飞机跑道,因为雪融化后的水分会对飞机在跑道上的行驶安全构成威胁。可以如下图所示,用装在汽车上的强力鼓风机产生的空气流来驱赶积雪。但积雪量大的时候效果并不明显,必须加大气流的流量和压力,需要大的动力。现如何解决此技术难题。*nullTRIZ法提供了40条发明创新原理。可以不强求构造矛盾对,而直接从40条发明创新原理中寻找答案。联想比较目前经常见到的铲除物件的办法,如用冲击钻开挖马路路面,用嘴突然吹气去除理发后留在颈项上的头发,用手拍打地毯去除地毯中的灰尘,可采用40条发明创新原理中的第19条“周期性作用原理”来实现创新设计。只要在鼓风机上加装脉冲装置,使空气按脉冲方式喷出,就能有效地把积雪吹离跑道。还可以优化选用最佳的脉冲频率、空气压力和流量。工程实际证明,脉冲气流除雪效率是连续气流除雪的两倍。*null右图是一种开口扳手的示意图。图中扳手在外力的作用下拧紧或松开一个六角螺母或螺钉。由于螺母或螺钉的受力集中到两条棱边,容易产生变形,而使螺母或螺钉拧紧或松开困难。 为了解决这一问题,就必须减少扳手开口与螺母侧面之间的间隙,甚至达到零间隙。这就要求提高螺母和扳手开口的尺寸精度,给螺母和扳手的制造带来困难。*null首先从39个通用工程参数中选择并确定技术矛盾的一对特性参数: 质量提高的参数:物体产生的有害因素(No.31)变小,即不会压坏棱边。 带来负面影响的参数:可制造性(No.32)变差,即要求扳手与螺母侧边无间隙。 由矛盾矩阵确定可用发明创新原理M31-32=[4,17,34,26],即: No.4不对称 No.17维数变化 No.34抛弃和修复 No.26复制 对No.17及No.4两条发明创新原理的分析表明,扳手工作面的一些点要与螺母/螺钉的侧面接触,而不是与其棱边接触,就可解决该矛盾。 *null图为美国专利USPatent5,406,868,该设计于1995年在美国获得了专利。图片虽不清晰,但完全可以明白其原理。*null应用背景:文具店出售信封的样式如下图,不同大小和格式的信件或文档有与之相匹配的信封。大页面的文件可用比其稍大些的信封封装以便拆开。人们往往认为撕开胶粘的信封是很快捷方便的,但是,这种方法通常会把信封内的文件撕坏或使信封开口变粗糙。如果借助某种辅助工具在剪开前抖动信封,就可既不损坏文件又获得好看的开口。但是,该方法给用户带来了不便。因此,设计一种能又快又可靠地拆开的信封很有必要。 *null1.问题描述:怎样用最少的时间安全快捷地取出信封内的文件或资料。 2.解决思路和关键步骤: 节约拆信时间与降低拆信的可靠性之间的矛盾,该矛盾是时间节约导致拆信可靠性下降,查矛盾矩阵表得M25-27=[10,30,4],即以下发明创新原理: 10:预加作用; 30:采用柔性壳体或薄膜; 4:不对称性; 3.在上述三个原理中,重点考虑前两个原理。 A.发明创新原理10建议: 1.预置必要的动作、功能; 2.预先在方便的位置安置相关设备,使其在需要的时候及时发挥作用而不浪费时间; B.发明创新原理30建议: 1.使用柔性壳体或薄膜替代传统的三维结构; 2.使用柔性壳体或薄膜,将物体与环境隔离; *null根据发明创新原理10和发明创新原理30建议的信封设计是通过封装前于封盖下放置拆封线或拆封条来实现。该方案已申报美国专利,如图所示。*null应用背景:早期的飞机机翼都是平直的。最初是矩形机翼,很容易制作。但由于其翼端宽,会给飞机带来阻力,严重地影响了飞机的飞行速度。之后开发出梯形翼,大大增加了飞机速度。然后,西方发达国家的喷气式飞机先后上天。飞机开始进入喷气式时代,其飞行速度迅速提高,很快接近音速。机翼上出现“激波”,使机翼表面的空气压力发生变化。但是同时飞机阻力骤然剧增,比低速飞行时大十几倍甚至几十倍,这就是所谓的“音障”。为了突破“音障”,许多国家都在研制新型机翼。德国人发现,把机翼做成向后掠的形式,像燕子的翅膀一样,可以延迟“激波”的产生,缓和飞机接近音速时的不稳定现象。但是,向后掠的机翼比不向后掠的平直机翼,在同样的条件下产生的升力小,这对飞机的起飞、着陆和巡航都带来了不利的影响,浪费了很多燃料。能否设计一种适应各种飞行速度,具有快慢兼顾特点的机翼呢?这成为当时航空界面临的最大课题。*null如何使用技术矛盾来分析该问题:速度提高和运动物体能耗增加之间的矛盾M9-19=[8,15,35,38]。综合考虑后,选择以下两条发明创新原理: 原理15:动态化 原理35:参数变化 改变飞机的飞行形态,既在不同的飞行状态下得到不同的气动外形,可以在很大程度上节约不必要的能耗。根据原理35物体的参数变化结合原理15动态性给出的启示,将飞机的机翼做成活动部件。起飞和降落过程中使用平直翼,在低速飞行中可得到较大的升力,从而缩短跑道的长度,借此节约了能量;而高速飞行过程使用三角翼可以轻易地突破音障,减轻机翼的受力,提高飞机在高速飞行强度,也降低了能量的消耗。*null实际应用中,设计者设计成功了这种在当时是新型的F111变后掠翼战斗轰炸机,这是世界是第一架应用变后掠翼设计思想的飞机,而世界战机家族又多了“变后掠翼战斗机”这个新成员。F111战斗机处在起飞阶段,机翼呈平直状,获得较大的升力,良好的低速特性,从而有效地解决了飞机在低速度状态下速度与能量之间的矛盾。*nullF111在云层之上高速飞行,两翼后掠减小阻力,从而减小了能耗,延迟“激波”的产生,缓和飞机接近音速时的不稳定现象,使飞机能够达到更高的速度。该飞机可在不同的速度之下采用不同的后掠角,以适应当前的飞行速度。 *null应用背景:许多设备在太空失重状态下无法正常工作或根本无法工作。例如:我们在地面上使用锤子时,其重量会抵消打击后可能的反弹;而在太空中,由于没有重力,发生碰撞后,锤子会以非常危险的速度反弹向使用者的头部。现设计能够在太空中使用的锤子。 首先,定义技术矛盾。这里要改善的参数是锤子产生的冲击力(力),而恶化的参数是很可能伤人的锤子的反弹作用(物体产生的有害因素)。转化为由39个通用工程参数描述的标准技术矛盾,即为力与物体产生的有害因素之间的矛盾。 *null查矛盾矩阵后得到M10-31=[13,3,36,24],即: 13:反向作用原理 a、用相反的动作代替问题定义中所规定的动作; b、使物体或外部介质的活动部分成为不动的,而使不动的成为可动的. c.将物体上下或内外颠倒. 3:局部质量原理 a.从物体或外部介质(外部作用)的一致结构过渡到不一致结构。 b.物体的不同部分应当具有不同的功能 c.物体的每一部分均应具备最适于它工作的条件。 36:应用相变过程原理 利用物质相变时产生的某种效应。如体积改变,吸热或放热。 24:借助中介质原理 a.使用中介物质实现所需动作; b.把一物体与另一容易去除的物体暂时结合。 *null分析以上发明创新原理24、3、36、13,可以改变锤子的局部结构,在锤子的局部引入一种和锤子(固态)相比具有不同物态的中介物,利用该中介物在锤子冲击时产生的反向作用抵消锤子的反弹。 综合应用各个发明创新原理的启示,设计一种中空的锤子,将一种高密度的流散状中介物置于锤子的空腔内,该中介物在锤子下落时位于锤子空腔的顶部;冲击的瞬间,中介物下落产生的惯性力将抵消锤子的反弹力。用水银注于空腔中可能是不错的解决方案,考虑到水银具有毒性,不适合民用,用细铁砂作为中介物就是工程中的实用方案。*null应用背景:过去,消防员用他们的大胡子过滤浓烟,用他们裸露的双手和耳朵感觉温度。今天,消防员有了特殊的,可以保护他们可以在火灾区工作更长时间的专用消防装置;但是另一方面,这又阻碍了消防员及时察觉火焰所产生的强烈而危险的热。专用消防装备,如消防夹克,虽然可以防火隔热,但是如果火区温度过高,超过消防夹克所能承受的极限,消防员的身体会被高温灼伤。此外,消防员的身体还有可能被高温的水蒸气灼伤,有可能被浓烟熏倒甚至丧失生命。 为了保护消防员,发明了温度探测器,该系统可以探测温度,并且在温度过高时发出警报,然而,现在市场上买的到的温度探测器太沉,体积大,不够灵敏或探测的温度不够准确,而且,一个探测器只能探测某一部位的温度,不能全面而准确的报告内衣上的温度。 同样,湿度探测器可以探测湿度,当空气水蒸气过多,造成伤害时,探测器将报警。但在应用中,也存在同温度探测器一样的问题。*null应用TRIZ法原理,根据TRIZ法的39个通用工程参数分析,得到两组技术矛盾: 提高测定精度,但增加了系统的质量; 提高测定精度,但增大了系统的体积。 分别对这两组技术矛盾运用技术矛盾解决矩阵,得到发明创新原理提示以开拓思路。 (1)提高测定精度,但增加了系统的质量。 矛盾矩阵:M28,2=[28,35,25,26],即以下发明创新原理: 原理28:机械系统替代原理; 原理35:参数变化原理; 原理25:自服务原理; 原理26:复制原理。 (2)提高测定精度,但增大了系统的体积。 矛盾矩阵:M28,7=[32,13,6],即以下发明创新原理: 原理32:颜色变化原理; 原理13:反向功能原理; 原理6:通用原理;*null应用TRIZ理论的分离原则。分离原则包含两个方面: (1)时间分离 不是任何时刻都需要探测系统,在不很重要或不很关键的时候,无需使用探测系统,探测系统的使用取决于外部条件。 (2)空间分离 针对实际问题来进行不同分析:探测系统应该能够被分成几个部分,不同的部分有不同的设计使用方法,故解决方案也不相同。*null(1)针对探测器的技术矛盾,应用了发明创新原理28和6。 应用发明创新原理28: 在消防夹克上安装能发送信息给中央处理器的无线传感器。这样,只需一个电池和报警器即能满足要求。 应用发明创新原理6: 温度探测,湿度探测和当危险发生时(如被浓烟熏倒)报警的功能分别由不同的探测器完成,把不同功能的探测器合并成一台综合探测器。通过金属线把各探测器内部的传感器相互连接起来,这些传感器通过金属线连接到中央处理单元。 (2)解决探测器的物理矛盾,应用了分离原则: 把探测器中较沉重的部分(电池/报警器)设计为可移动,可卸载,而较轻的传感器缝在夹克里。信息由无线传感器发送。 结论:应用以上两个发明创新原理和分离原则,最终得到解决方案并已形成产品,这就是聪明夹克。它功能齐全,并且重量轻、易于携带、探测准确,有效保护了消防员的人身安全,且不妨碍消防员的活动。 *null应用背景:徐州有位发明家通过观察发现,现有的自行车、残疾人用车的轮胎都必须时常充气;而一旦轮胎被意外戳破或刮破,就必须立即修补和充气,给日常生活带了不便和烦恼。那用实心轮胎能解决这个问题吗?的确可以。但实心轮胎如同飞机起落架轮胎一样,不仅造价贵,还十分笨重。于是,该发明家想:能否发明一种既不需要充气,又能在一定承重条件下保持较大弹性的轮胎呢? 用TRIZ法来尝试一下。对照39个通用工程参数,采用实心轮胎时参数27可靠性得到改善,而由于采取实心轮胎导致参数1运动物体的重量的恶化。特性参数27和特性参数1之间构成矛盾对。通过查询附录A技术矛盾矩阵表得M27-1=[3,8,10,40],对应的发明创新原理为: 原理3:局部质量原理; 原理8:质量补偿原理; 原理10:预加作用原理; 原理40:应用复合材料原理。 *null对照这四条发明创新原理,可以构思出免充气轮胎的方案。首先取消内胎,只用外胎。在具体设计制造时,先用钢丝包裹橡胶做成一个环形的框架,从框架的径向截面看,是一个网络状结构。在该环形框架表面再敷一层较厚的橡胶外胎层,就成为一只免充气轮胎。采用钢丝包裹橡胶符合原理40(应用复合材料)。在网状结构中,质量即钢丝和橡胶只分布在网状的网线上,网线间的孔是空白的,符合原理3(局部质量)。同时网状结构的网线的布置以考虑能使轮胎承受压力为主,符合原理8(质量补偿)和10(预加作用)。*null图中三种轮胎,分别为充气轮胎、实心轮胎和免充气轮胎。实验数据表明,免充气自行车轮胎的寿命可超过充气轮胎。在免充气的自行车轮胎上扎若干小孔,根本不影响其正常工作。目前产品已经行销海内外。 *null应用背景:经常出差、旅行的人们,希望能自带一双合脚的拖鞋,但由于拖鞋形状的问题,放置于旅行箱很占地方。利用TRIZ法,来考虑一种简单的解决方法。需要改善的通用工程参数是8静止物体的体积,即拖鞋的体积要小。会损害的通用工程参数为12物体的形状。查附录A技术矛盾解决矩阵表得到解决方法 M8-12=[7,2,35],即发明创新原理: 原理7:嵌套原理; 原理2:分离与分开原理; 原理35:参数变化原
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