技术冲突解决原理.doc

技术冲突解决原理
23. 反馈
1)引入反馈以改善过程或动作。如音频电路中的自动音量控制；加工中心自动检测装置。
图6-23 轧机控制
电子枪
传感器
辊子
被轧板
反馈
2)假如反馈已经存在，改变反馈控制信号的大小或灵敏度。如飞机接近机场时，改变自动驾驶系统的灵敏度。
例6-23 轧机钢板厚度控制(图6-23)
控制被轧钢板的厚度，重要的是控制钢板温度。最终的厚度是温度和接近辊子的板的厚度共同作用的结果。
建议使用“反馈”控制输出厚度。可以将接近辊子的钢板的厚度与加热器(电子枪)电子束的进给速度结合起来，电子束通过钢板被传感器监控。钢板越厚，接受到的辐射密度越低。那么发信号减少电子束的进给速度以增长钢板的温度。这种反馈控制改善了输出厚度的精度。
24. 中介物
1)使用中介物传递某一物体或某一种中间过程。如机械传动中的惰轮。
图6－24 抗磨喷嘴
同轴孔
气流
喷嘴
2)将一容易移动的物体与另一物体暂时接合。如机械手抓取重物并移动该重物到另一处。
例6-24 抗磨喷嘴(图6-24)
当一种研磨剂喷射器加速到高速时，喷嘴不久就会被磨损。
建议应用中介物原理来减小喷嘴的磨损。可以引进空气介质流来加速研磨剂。这些空气流，通过同轴孔(在喷嘴延长块中)流动，不仅加速了研磨剂并且保护了喷嘴壁少受磨损。

快捷信封
应用背景：文具店出售信封的样式如图1，不同大小和格式的信件或文档有与之相匹配的信封。大页面的文献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不久捷方便的，但是，这种方法通常会把信封内的文献撕坏或使信封开口变粗糙。当然,假如借助某种辅助工具如剪刀且在剪开前抖动信封，就可既不损坏文献又获得好看的开口。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。

图1.常用信封样式
有何经济效益和社会效益：新的设计方案使拆信简朴方便，为用户节约了时间，在不损坏文献的同时获得美观的信封开口。
问题描述：如何用最少的时间安全快捷地取出信封内的文献或资料。
解决思绪和关键环节：
　　本例可以使用TRIZ矛盾矩阵和原理来分析，解决问题。
　　运用技术矛盾解决矩阵分析该问题可得到如下技术矛盾：
　　1 节约拆信时间与减少拆信的可靠性之间的矛盾，该矛盾中使系统提高的技术特性为时间浪费随之使系统恶化的技术特性为可靠性；
　　２ 改善拆信的可靠性与恶化拆信方便性之间的矛盾，该矛盾中使系统增强的技术特性为可靠性而随之使系统削弱的技术特性为操作性；
　　3 减少信件信息丢失与增长拆信时间之间的矛盾，该矛盾中使系统提高的技术特性为信息浪费随之使系统恶化的技术特性为时间浪费
　　针对技术矛盾1 得到如下的创新原理：
　　10#原理：预先作用；
　　30#原理：柔性壳体或薄膜；
　　4#原理：增长不对称性；
　　在上述三个原理中，重点考虑前两个原理。
　　10#原理建议：
　　1．预置必要的动作、功能；
　　2．预先在方便的位置安顿相关设备，使其在需要的时候及时发挥作用而不浪费时间；
　　30#原理建议：
　　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；
结论1
　　根据10#和30#原理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。
　　同样，根据技术矛盾解决矩阵，相应于技术矛盾2有：
　　17#原理：一维变多维；
　　40#原理：复合材料；
　　相应于技术矛盾3有：
　　24 #原理：借助中介物
　　17#原理有如下建议：
　　1.单层排列的物体变为多层排列；
　　2.将物体倾斜或侧向放置；
　　3.运用给定表面的反面；
　　而24#原理有如下建议：
　　1.使用中介物实现所需动作；
　　2.把一物体与另一容易去除物暂时结合在一起；.
结论2
　　根据17#和24#原理的建议设计了如图2所示的信封。该方案把中介物或其他媒介物在封信前置入封盖和面板之间，这样，便可简朴地通过拉中介物或其他媒介物的一端很方便地打开信封并拿到信封内的文献且获得美观而整齐的信封开口。

图2. 依据TRIZ理论设计的信封

运用TRIZ理论的卧式卷烟包装盒设计

[ 网站编辑：天方夜谭  加入时间:2023-04-10  来自:   阅读:4 ]

1、引言
竖式卷烟包装盒设计中的弊病由来已久，随着社会经济、文化的发展，人们对这些问题的重视度在相应上升。在人们探索如何解决这些问题的过程中，出现了多种多样的新型包装，卧式卷烟包装盒就是其中之一，所不同的是，卧式盒的设计以TRIZ理论为指导，在分析传统卷烟包装盒的弊病的同时，分析了以往多种新型包装方式的优缺陷。
2、TRIZ理论——创新的科学
TRIZ是当前世界上著名的发明问题解决理论，它是由解决技术问题、实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系，这个体系包含许多系统、科学、富有可操作性的发明性思维方法和发明问题分析方法。称为“发明问题解决理论”，TRIZ就是它的俄语缩写。
3、传统竖式卷烟包装盒设计带来的问题
卷烟盒的包装有多种方式，比如：金属盒装、金属桶装、竖式方盒装，甚至梯形、三角形等异型包装方式。其中使用范围最广、数量最多的是传统的竖式方盒装，（见图1）其特点是：竖式斜翻盖，卷烟竖放，滤嘴朝上，烟盒的启动口在卷烟的滤嘴部位。这个传统包装方式重要存在如下2个问题：
3.1 卫生隐患
中国有3.2亿烟民，有占世界三分之一的生产和消费市场，我国香烟年均消费量达92亿1千2百万支，人们早已结识到香烟中的有害物质威胁着吸烟者及被动吸烟者的健康。但与此同时，大家忽略了一个同样重要的问题：香烟过滤嘴在吸食过程中也存在严重的卫生隐患，成为各种传染性疾病的传播源，因素在于：
1）传统的卷烟包装方式存在一个误区。在拆开烟盒后，过滤嘴海绵头部分暴露在包装盒之外，手与滤嘴直接接触，成为吸烟者的第一污染源。
2）绝大多数人都没故意识到吸烟前也应像吃饭前同样洗手，每个人的生活工作环境变化复杂，吸烟的时间、地点又无规则。消费者的手指不也许时常保持清洁卫生，工作生活中又很难做到吸烟前洗手。被污染的手指去拿香烟的海绵头，再放入口中，病菌也就随之进入了人体。
3）互相敬烟在国人的平常社交活动中已属一种礼节与和谐，然而就是这个享受吸烟乐趣的过程，却成了交叉感染各种疾病和致病微生物的过程。目前，在吸烟者中还很少有人能意识到这一点。
3.2 特殊人群的使用不便
传统的竖式卷烟盒是针对健全人设计的，忽视了手部残障者，特别是拇指残缺，及严重缺指者，他们手部的灵活性远远低于正常人。竖式卷烟包装盒中卷烟呈竖立状排列，手指与之接触的面积相称于卷烟的直径，手部残障者拿起来很不方便。特别是在竖式包装盒的启动初期，卷烟紧密排列在盒中，拿捏动作受到影响的手部残障者很难把烟支拈出来，这就忽略了人性关怀，为特殊人群的使用导致障碍。
4、卧式卷烟包装盒——运用TRIZ原理解决竖式包装盒的弊病
4.1 运用TRIZ理论40个创新原理中第2个创新原理——分离
分离原理的内容是：将一个物体中的“干扰”部分分离出去；将物体中的关键部分挑选或分离出来。
传统的竖式卷烟包装盒的最大问题是：烟盒的启动口在烟支的滤嘴部位，即口含处。这就是物体中产生“干扰”的部分。要将这部分分离出去，就规定拿烟时手不接触滤嘴，或者即使接触到滤嘴也不传播病菌。达成这个目的有若干种方法，其中比较有代表性的是：倒装设计、竖向抽拉式设计、使用特种杀菌滤嘴纸，这几种设计的前提都是不改变传统的竖式包装。
这些方法会同时产生有用有害两种结果。
倒装设计的有用结果是：滤嘴与外界隔离不再受到污染，有害结果是：水松纸包裹着烟丝的那端，相比滤嘴那端柔软的多，当烟支排列比较紧密时，取烟由此产生困难，往往烟还没取出来，就已经被捏坏了。竖向抽拉式设计的有用结果是：取烟时手不会直接接触滤嘴，有害结果是：烟盒的开口还是在滤嘴部位，滤嘴没有与外界隔离，被污染的也许性很大；卫生意识不强的人疏于将卷烟抽出再拿。竖向抽拉式烟盒不能保护所有使用者的卫生安全。使用特种滤嘴纸的有用结果是：能杀灭滤嘴上的细菌与致病微生物，有害结果是：成本高，杀菌成分有也许与卷烟中的化学成分起反映，破坏卷烟口感，产生其它化学物质。
针对于如何分离传统烟盒中滤嘴受污染这一“干扰”部分，卧式包装盒对以有产品采用改善设计，从物理角度解决上述问题：它的大小尺寸和传统竖式烟盒一致，烟支呈水平状置于盒内，启动部分在烟盒的侧面，是烟支的烟纸部份，取烟时手第一接触的是卷烟中段的烟纸部份，不触及滤嘴，人们在或吸或递的过程中，能最有效地避开细菌与致病微生物的传播和交叉污染。
4.2 运用TRIZ理论40个创新原理中第13个创新原理——反向
反向原理的内容是：将一个问题说明中所规定的操作改为相反的操作；使物体中的运动部分静止，静止部分运动；使一个物体的位置颠倒。
卧式包装盒设计在考虑如何分离传统烟盒中滤嘴受污染这一“干扰”部分时，使用了反向原理：在传统竖式卷烟包装盒中取烟时，是沿着竖直方向，这个方向使得使用者必须捏住卷烟的一端。只要把取烟的竖直方向改为横向，使用者就可以选择拿捏整支卷烟的任何一个部位，然后在内衬上稍加引导，让使用者拿捏卷烟的中段取烟，即可达成设计目的。（见图2）
4.3 运用TRIZ理论40个创新原理中第24个创新原理——中介物
中介物原理的内容是：使用中介物传递某一物体或一种中间过程；将一容易移动的物体与另一物体暂时接合。
卧式包装盒设计在解决滤嘴被污染的问题的同时，也产生了一个负面效果：卷烟不易被拿出。运用TRIZ理论中的中介物原理就能很好的解决这个问题：通过T RIZ中分离及反向原理的运用，取烟方式发生了由竖直方向到横向的转变，这个转变把手拿卷烟时接触的位置由滤嘴转变到烟身，此时手与卷烟接触的面积大大加宽，在这个基础上设立一个可来回抽拉的中介物，像抽屉同样能从横向把所有卷烟拉出来。这种横向抽拉式设计不仅方便普通人，也帮助了手部残障者。
5、总结
近年来，TRIZ理论不断完善，成为产品设计飞速发展的强有力的辅助工具。TRIZ在卧式卷烟包装盒设计中的应用，有针对性的解决了传统包装设计中的问题，使卧式卷烟包装盒具有如下优点：卷烟滤嘴不再受到污染，避免疾病传播有卫生保证；取烟更方便，照顾到特殊人群，充满人性关怀；节约用纸。传统竖式卷烟包装盒的外盒皮展开后有18个切口，而卧式包装盒为16个切口，并且防潮纸和内衬的面积小于传统包装，减少了纸张的使用。涉及外盒皮、防潮纸和内衬在内，使用卧式卷烟包装盒每箱卷烟可比使用传统竖式卷烟包装盒节约用纸2.5平方米。在现今社会这对节约资源、促进可连续发展、减少生产成本均有一定意义。
   （图一） 
                                                      （图二）
FBC(Fluidized Bed Combustion)锅炉
    FBC锅炉在使用中，其炉壁经常被煤磨损,不得不断机修理,导致巨大损失.希望提出改善设计方案：
   初始状况：在FBC锅炉系统中,煤通过循环密封通道进入炉内燃烧,未充足燃烧的煤循环运用。在运营过程中出现了如下的问题。由于空气的进入，处在流态的煤作用于炉壁，将炉壁的金属磨损掉。因此，锅炉不得不断机维护。

图2-1  锅炉炉壁磨损

技术冲突：
    为了提高生产率，需要增长空气的速度，其结果将增长煤的燃烧率，但这将导致磨损增长。由此拟定标准工程参数：
希望改善的特性：速度、生产率
    恶化的特性：物质损失（磨损）、外部物体作用的有害因素
    由冲突矩阵可查出发明原理如下表所示。

选定的发明原理是：No.10 预操作
                  No.24中介物
                  No.28机械系统的替代
                  No.35参数变化
    根据这些原理，可以拟定解决技术冲突的不同方案，从中选择最有也许实现的方案并将其实现。
方案1：在炉内经常被磨损的部位安装防护墙,如下图所示。也许引出的问题是防护墙的材料及安装方法。

方案2：炉壁受磨损处涂上一层粘性物质，能把煤粘在炉壁表面，如下图所示。也许出现的问题是难于发现在温度为800-900OC正常工作的粘结剂。

方案3：在炉壁周边吹入空气，使煤颗粒不落在炉壁上，如下图所示。也许出现的问题是这种空气喷嘴难于安装。

方案4：在炉壁上安装防护块，防止煤颗粒落到炉壁表面，如下图所示。也许出现的问题是安装问题。

方案5：在炉壁添加磨阻涂层，防止炉壁被煤颗粒磨损，如下图。此方案应负作用最小。

按照方案5，选择有关材料进行实验证明是可行的。