第4章-triz发明物理矛盾与技术矛盾解决原理省名师优质课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。谢谢,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。谢谢,第,4,章 物理矛盾与技术矛盾,处理原理,第1页,1,理论基础,冲突分析,40,条创造创新原理,提议方案,物质,场,分析,ARIZ,算法分析,76,个标准解,需求功效分析,效应知识库,技术系统进化模式,问题分析,分析工具,基于知识工具,结论,矛盾矩阵,2,回顾：,TRIZ法体系结构,第2页,2,3,系统进化,S,曲线,第3页,3,4.1,矛盾概念及分类,4.2,物理矛盾及其处理原理,4.3,技术矛盾及其处理原理,4.4,矛盾矩阵及其应用,4.4.1,矛盾矩阵结构,4.4.2,矛盾矩阵应用,4.4.3,技术矛盾处理方法实际应用举例,4.5 TRIZ,法技术矛盾和物理矛盾解基本思绪,4.6 40,条创造创新原理使用窍门,4,第4页,4,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停处理系统所存在矛盾过程。,矛盾类型,5,4.1,矛盾概念及分类,第5页,5,所谓物理矛盾是指为了实现某种功效，一个子系统或元件应,含有某种特征,，但该特征出现同时会产生与此相反不利,或有害后果。,6,4.2,物理矛盾及其处理原理,物理矛盾普通来说有两种表现：,一是系统中,有害性能降低,同时造成该系统中,有用性能,降低；,二是系统中,有用性能增强,同时造成该系统中,有害性能,增强。,飞机机翼大小，起飞大，飞行小,手机大小，携带小，显示器和键盘大,一块菜地，要全部种白菜，又要全部种萝卜。,第6页,6,7,常见物理矛盾,处理物理矛盾就是要满足双方相反要求。,第7页,7,序,处理方法,应用举例,1,矛盾特征空间分离,用齿形带进行运动传递可降低因齿轮啮合运动产生噪声。,2,矛盾特征时间分离,折叠式自行车在行走时体积大，在储存时因折叠体积变小。,3,不一样系统或元件与另一系统相连,轧钢时，传送带上钢板首尾相连，使钢板端部保持一定温度。,4,将系统改为反系统，或将系统与,反系统相结合,为预防润滑系统渗漏，常采取密封装置。,5,系统作为一个整体含有特征+B，,其子系统含有特征B,链条与链轮组成传动系统是柔性，但每个链节却是刚性。,8,物理矛盾表示方法（,11,种）,第8页,8,序,处理方法,应用举例,6,微观操作为关键系统,微波炉,可代替电炉加热食物。,7,系统中一部分物质状态交替改变,液化气：,运输时氧气处于液态，使用时处于气态,8,因为工作条件改变使系统从一个状态向另一个状态过渡,形状记忆合金管接头在低温下很轻易安装，而常温下不会松开。,9,利用状态改变所伴随现象,一个输送冷冻物品装置支撑部件是由冰制成，在冷冻物品融化过程中能最大程度地降低摩擦力。,10,用两相物质代替单相物质,抛光液可由一个液体与一个粒子混合组成。,11,经过物理作用及化学反应使物质从一个状态过渡到另一个状态,为了增加木材可塑性，可将木材注入含有盐氨水。,9,物理矛盾表示方法（,11,种表示法）（续）,第9页,9,2.,时间分离,将矛盾双方分离在不一样时间，以降低处理问题难度。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。,将飞机机翼设计成可调活动机翼，以适应在飞行中各个时间段不一样要求。,又如为了处理用电高峰期电能紧缺矛盾，进行时间分离，用电低峰时降低电价，勉励人们低峰时间用电。,物理矛盾表示方法（,11,种表示法可由四个原理表述）,1.,空间分离,将,矛盾双方分离,在不一样空间，以降低处理问题难度。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。,测量海底时，将声纳探测器与船体空间分离，用以预防干扰，提升测试精度。,又如在快车道上方建立人行天桥，车流和人流各行其道，实现空间分离。,第10页,10,4.,整体与部分分离,将矛盾双方在不一样层次分离，以降低处理问题难度。,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。,固定电话,矛盾：人打电话不能离开，又需要离开,电线与主机连在一起。机械系统替换，电磁场,子母机,11,物理矛盾表示方法（,4,种表示法）,3.,条件分离,将矛盾双方在不一样条件下分离，以降低处理问题难度。,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。,高台跳水,要求：,水硬（预防运动员撞击池底）,水软（预防运动员受伤）,条件分离：,采取物理参数改变水密度，向游泳池水中打入气泡，降低水密度，使水变得柔软一些，防受伤,第11页,11,1.,矛盾元素是通用工程参数，不一样,设计条件,对它提出了完全相反要求。,比如，对于建筑领域，墙体设计应该有足够,厚度,以使其坚固。同时，墙体又要尽可能,薄,以使建筑进程加紧而且总重比较轻。,2.,矛盾元素是通用工程参数，不一样,工况条件,对它有着不一样要求。比如，某个装置要实现温度到达,100,，又要实现温度到达,200,；灯泡功率既要是,25W,，又要是,100W,。,3.,矛盾元素,是非工程参数,，不一样工况条件对它有着不一样要求。,比如，冰箱门既要经常打开，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；歌咏比赛奖项既要设置得多，又要设置得少等。,12,物理矛盾类型,第12页,12,这是古时候一个神话故事。有一次土地爷外出，临行前嘱咐他儿子替他在土地庙“当值”，而且一定要把前来祈祷者话记下来。他走后，前前后以后了四个祈祷者,一位船夫祈祷赶快刮风，方便乘风远航；,一位果农祈祷别刮风，防止把快成熟果子给刮下来；,一个种地农民祈祷赶快下雨，以免耽搁播种季节；,一位商人祈祷千万别下雨，方便趁着好天气带着大量货物赶路。,这一下子可难住了土地爷儿子，他不知该怎么办才能满足这些人们彼此不一样要求，只好把全部祈祷者话都原封不动地记了下来。,13,案例,1,土地爷哲学,第13页,13,很快，土地爷回来了，看了儿子统计，哈哈一笑说，别愁眉苦脸了，照我方法做就是了，必定能满足他们各自要求。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，四个不一样祈祷都如愿以偿、皆大欢喜。,其实，土地爷前两句话说是风,“空间分离”,，后两句话说是雨,“时间分离”,。,14,案例,1,土地爷哲学续,空间分离,时间分离,第14页,14,空间分离案例,折弯枪,第15页,15,时间分离,第16页,16,分析问题：,燃具工作时燃气输入大小希望可控，从而降低能源浪费。当加热锅时，应加大燃气输入量，当锅是空或锅不在位置时，应仅输入少许燃气，起保温或保持炉火燃烧功效。,物理矛盾提取：,依据条件不一样，希望燃气,输入,可大可小,，组成物理矛盾。,17,案例,3,燃灶燃气输入控制,第17页,17,使用分离原理中条件分离原理来处理。,依据锅里食物质量进行分离。,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，移动杆上控制孔与输气管道上孔几乎封合，燃气输入会变小。,2.,当锅内装有食物放在此燃具上时，移动杆受锅重力下移量增加，控制孔与主管上孔口相连部分变大，输气量也随之变大。,18,案例,3,燃灶燃气输入控制,续,第18页,18,技术矛盾表现为：,在一个子系统中引入一个有用功效后，会造成,另一子系统,产生一个有害功效，或加强了已存在一个有害功效；,一个有害功效会造成另一子系统有用功效减弱；,有用功效加强或有害功效减弱使另一子系统或系统变得复杂。,19,4.3,技术矛盾及其处理原理,第19页,19,TRIZ,法经过对百万件专利详细研究，,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性能用该,39,个通用工程参数来表示，这么就将实际工程技术中矛盾转化为普通标准技术矛盾。,TRIZ,法研究人员在对全世界专利进行分析研究基础上，提出了,40,条,处理,技术矛盾创造创新原理,。,这两表是处理技术矛盾关键。,20,39,个通用工程参数与,40,个创造原理,第20页,20,1.,运动物体重量,2.,静止物体重量,3.,运动物体长度,4.,静止物体长度,5.,运动物体面积,6.,静止物体面积,7.,运动物体体积,8.,静止物体体积,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.,物体外部有害原因作用敏感性,31.,物体产生有害原因,32.,可制造性,33.,可操作性,34.,可维修性,35.,适应性及多用性,36.,装置复杂性,37.,监控与测试困难程度,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.,运动物体能耗,20.,静止物体能耗,21.,功率,22.,能量损失,23.,物质损失,24.,信息损失,25.,时间损失,26.,物质或事物数量,21,39,个通用工程参数,第21页,21,40,个创造原理,序号,原理名称,序号,原理名称,序号,原理名称,序号,原理名称,No.1,分割,No.11,预先应急方法,No.21,紧急行动,No.31,多孔材料,No.2,抽取,No.12,等势性,No.22,变害为利,No.32,改变颜色,No.3,局部质量,No.13,逆向思维,No.23,反馈,No.33,同质性,No.4,非对称,No.14,曲面化,No.24,中介物,No.34,抛弃与修复,No.5,合并,No.15,动态化,No.25,自服务,No.35,参数改变,No.6,多用性,No.16,不足或超额行动,No.26,复制,No.36,相变,No.7,套装,No.17,维数改变,No.27,廉价替换品,No.37,热膨胀,No.8,重量赔偿,No.18,振动,No.28,机械系统替换,No.38,加速强氧化,No.9,增加反作用,No.19,周期性动作,No.29,气动与液压结构,No.39,惰性环境,No.10,预操作,No.20,有效运动连续性,No.30,柔性壳体或薄膜,No.40,复合材料,第22页,22,TRIZ,法处理问题流程大致分为四步：,1.,对待处理实际问题作详尽分析并提取存在矛盾，,2.,将该矛盾转化为,TRIZ,法中某种通用问题模型，,3.,利用,TRIZ,法工具得到,TRIZ,法提供通用形式解，,4.,把,TRIZ,解详细化为针对该实际问题详细解。,23,4.4,矛盾矩阵及应用,第23页,23,矛盾矩阵是用,39,个通用工程特征参数组成,3939,正方矩阵,。,该矩阵,行,是按,39,个通用工程特征参数依次排列，代表工程参数需要,改进,一方；该矩阵,列,也是按,39,个通用工程特征参数依次排列，代表工程参数可能引发,恶化,一方。,矩阵元素用,M,i-j,表示，其下标,i,表示该元素行数，下标,j,表示该元素列数。,24,4.4.1,矛盾矩阵结构,第24页,24,因为矛盾不可能由本身造成，行与列号相同（,i=j,）矩阵元素,M,i,-,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组成矛盾，或是存在矛盾但还未找到适合解，用“”号表示；,若,i,j,时，矩阵元素,M,i,-,j,为非空集，其数值为处理所在行与列通用工程特征参数所产生技术矛盾相关创造创新原理编号，可在技术矛盾矩阵表中找到。,第25页,25,4.4.1,技术矛盾矩阵表（局部）,26,技术矛盾矩阵表（局部）,第26页,26,第一步，分析问题,，找出可能存在技术矛盾，最好能用动宾结构词来表示矛盾。,第二步，针对详细问题确认一到几对技术矛盾,，并将矛盾双方转换成技术领域相关术语，进而依据相关术语在,TRIZ,提供,39,个通用工程特征参数中选定对应工程参数。,第三步，按摄影矛盾通用工程参数编号,i,和,j,，在矛盾矩阵中,找到对应矩阵元素,M,i-j,，该矩阵元素值表示,40,条创造创新原理序号，按照该序号找出对应原理供下一步使用。,第四步，依据已找到创造创新原理，结合专业知识，寻找处理问题方案。普通情况下，处理某技术矛盾创造原理不止一条，应该对每一条对应原理作处理技术矛盾方案尝试。,第五步，假如第四步努力没有取得很好效果，就要考虑初始构思技术矛盾是否真正表示了问题本质，是否真正反应了针对问题创新改进方向。应重新设定技术矛盾，并重复上述工作。,27,4.4.2,技术矛盾矩阵应用,第27页,27,每一分钟都有几十块陨石撞击到地球上。因为对陨石成份和结构分析能提供更多关于太阳系信息，所以科学家需要取得更多陨石。但区分陨石和普通岩石很困难，必须花费大量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，但会大大增加寻找时间。,改进通用工程参数,是,37,（监控和测试困难程度）,：为了得到陨石，必须对地面上全部石块进行分析；,恶化通用工程参数,是将花费大量时间即,25,（时间损失）,。,所以本例子技术矛盾是,“监控和测试困难程度,vs,时间损失,”。,28,提取技术矛盾对：陨石撞地球,第28页,28,在射击运动员训练中需要有供练习靶标，当运动员击中靶标后，靶标破裂成大量碎片落到地面上，难以清扫。,这个问题技术矛盾初始可表述为：,含有一定体积飞行靶标对射击运动员训练是必要，但靶标碎片又将地面弄脏乱。,改进通用工程参数是：,希望增大靶标体积（序号,7,运动物体体积）,恶化通用工程参数是,：靶标碎片对地面产生作用（序号,31,物体产生有害原因）矛盾。,所以本例子技术矛盾是：,“,运动物体体积,VS,物体产生有害原因,”,。,29,提取技术矛盾对：射击场清扫,第29页,29,技术矛盾处理方法步骤：,步骤一 分析问题，发觉矛盾。,步骤二 依据,TRIZ,，表述矛盾。,采取某项方法时,矛盾对中一个参数变优,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正确处理方法。,步骤四 针对问题，构思设计。,回到详细技术系统，处理详细问题。,30,4.4.3,技术矛盾处理方法实际应用举例,第30页,30,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,3939,矛盾矩阵，得出可用,创造创新原理,为,1,（分割与切割）,、,28,（机械系统替换）,、,13,（反向）,和,27,（用廉价而寿命短替换昂贵而寿命长物体）,。,分析改进详细技术方案：,分割意味要把壳完全分开，机械系统替换意味要用另一个系统，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。,类似技术问题：,开鸡蛋壳，开蚕豆壳，开核桃。,31,应用举例,1,：开启果壳,第31页,31,32,应用举例：升降定位式燃气灶,第32页,32,步骤一,:,分析问题，发觉矛盾,如图所表示,家用燃气灶具和锅是一个小型技术系统,在功效域层面：,燃气燃烧产生热量,热量传导到锅和抵抗外界干扰三项功效。,在物理域层面,由被加热锅,支锅支架,燃烧火焰和燃烧器四部分组成。物理域四大部分确保功效域最优实现。,在现有燃气灶中，燃气燃烧普通比较充分，无须做大调整。而应该在以下三个方面提出创新办法：,1,，因为锅底形状和大小不一样，锅底接触火焰程度不一样，影响加热效率。,2,，而且家用燃气灶是一个开放系统，外界环境气流会影响火焰稳定性。,3,，外界环境气流会带走一部分燃烧热。,33,第33页,33,步骤二：依据,TRIZ,法，表述矛盾,第一对矛盾：,现有结构锅底与燃烧器距离随锅底尺寸和形状不一样而变，火焰不能以最优方式把热量传给锅。查,TRIZ,，得到,通用工程参数,32,（可制造性）,和,22,（能量损失）,之间组成矛盾对。,第二对矛盾：,燃气灶火焰长，外界气流影响火焰稳定，造成系统对环境有害原因高度敏感和火焰静尺寸改变矛盾。是,通用工程参数,30,（物体外部有害原因作用敏感性）,和,4,（静止物体长度）,之间矛盾。,第三对矛盾：,燃气灶是开放技术系统，环境里空气会与系统内热气进行交换带走热量。从而组成,35,（适应性及多样性）,和,22,（能量损失）,矛盾。,34,因为锅底形状和大小不一样，锅底接触火焰程度不一样，影响加热效率而且家用燃气灶是一个开放系统，外界环境气流会影响火焰稳定性,。,外界环境气流会带走一部分燃烧热。,第34页,34,步骤三：对照工具，得出解法,通用工程参数,运动,物体,重量,静止,物体,重量,运动,物体,长度,能量,损失,1,2,3,22,1,运动,物体,重量,+,15,8,29,34,2,静止,物体,重量,+,3,运动,物体,长度,8,15,29,34,+,32,可制造性,19,，,35,35,第一对矛盾：,通用工程参数,32,（可制造性）,和,22,（能量损失）,查矛盾矩阵，得到处理矛盾创造创新原理是,19,（周期性作用原理）和,35,（参数改变）。,两个创造创新原理结合一起思索，能够得到锅底与燃烧器之间,应该处理尺寸周期性改变时保持稳定距离问题。,因为锅底形状和大小不一样，锅底接触火焰程度不一样，影响加热效率。,处理方法：,采取创造创新原理,19,和,35,组合，随锅底尺寸和形状变动，锅底与火焰距离基本不变。采取支架可移动或者火焰可移动方法。本例创造专利,采取了燃烧器可随锅底升降方法,。,第35页,35,步骤三：对照工具，得出解法,通用工程参数,运动,物体,重量,静止,物体,重量,运动,物体,长度,静止,物体,长度,1,2,3,4,1,运动,物体,重量,+,15,8,29,34,2,静止,物体,重量,+,3,运动,物体,长度,8,15,29,34,+,30,物体外部,有害原因,作用,敏感性,1,，,18,36,第二对矛盾：,通用工程参数,30,（物体外部有害原因作用敏感性）,和,4,（静止物体长度）,之间矛盾。,查矛盾矩阵，对应处理矛盾创造创新原理为,1,（分割与切割）,和,18,（,利用机械振动）,。,分割与切割原理在这里了解为把火焰分为细小区域，利用机械振动在此不适合。,而且家用燃气灶是一个开放系统，外界环境气流会影响火焰稳定性,。,处理方法：,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。,第36页,36,步骤三：对照工具，得出解法,通用工程参数,运动,物体,重量,静止,物体,重量,运动,物体,长度,能量,损失,1,2,3,22,1,运动,物体,重量,+,15,8,29,34,2,静止,物体,重量,+,3,运动,物体,长度,8,15,29,34,+,35,适应性及多样性,1,15,18,37,第三对矛盾：,35,（适应性及多样性）,和,22,（能量损失）,矛盾,查矛盾矩阵，所表示处理矛盾创造创新原理编号,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，分割与切割能够把燃气灶系统和外界环境分离开来，而且应该是动态可变。,外界环境气流会带走一部分燃烧热。,处理方法：,在支架上设置金属保温圈罩，随锅底改变可取用不一样大小保温圈罩。本例考虑操作方便，只采取了一件保温圈罩。,第37页,37,升降式燃气灶具设计符合公理设计第一公理，即独立公理。功效要求和设计要素实现了一一对应。,A,）确保燃烧稳定。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,）确保锅底到火焰器距离。应用可,升降式燃烧器,，用杠杆重锤组合动作，用定距,U,环控制。,C,）降低环境干扰。应用一定型面,保温圈,，分割燃烧系统和环境，到达提升锅底吸热量。,本创新原理图只完成了普适性设计方法中第二步即方案设计。还有整体设计和详细设计没有进行，对下面设计工作，采取普适性设计方法会收到很好效果。,38,第38页,38,纤维织成防弹衣用于保护执法人员和军事人员免于遭受手枪子弹攻击。,纤维织成防弹衣因为有,多层,纤维结构层，含有层叠式结构。纤维在结构层内相互以,适当角度,定向排列。为了使纤维织成防弹衣含有足够防护能力，这种防弹衣必须含有,足够厚度,，增加防弹衣厚度会使其,重量增加,，灵活性降低。另外，使用这种厚厚防弹衣人员也不能充分,通风,。换句话说，较厚防弹衣穿着时不太方便。,由此定义技术矛盾：,增加运动物体长度（防弹衣厚度）会降低操作流程方便性（防弹衣舒适性）。,39,应用举例,2,：防弹衣,第39页,39,经过查询,39X39,矛盾矩阵，得知可能解集是,M,3-33,=15,，,29,，,35,，,4,四个创造创新原理。应用第,4,号,增加不对称性原理,，将物体对称形式变为不对称形式。,使防弹衣纤维呈不对称定向排列。每层纤维以相对于前一层作,20,70,范围不一样角度旋转，将纤维织各层间制造成定向转动排列形式。,沿子弹飞行方向排列大部分纤维能够确保防弹衣在受子弹冲击方向含有更高强度。防弹衣厚度和重量减小了。,经过减小防弹衣厚度提升了其舒适性，同时不会降低防弹衣保护效果。,第40页,40,应用举例,(,四,),：钣金件零件,图,a,所表示为某一钣金件零件图，在折弯前其展开图如图,b,所表示。折弯加工时，因为拐角处会产生局部塑性变形，其尺寸（,H,-,P,）极难确保。应用,TRIZ,法，分析找出该技术矛盾一对工程参数，由矛盾矩阵找出处理问题对应创造创新原理，再求详细解。,41,3,第41页,41,问题分析,1.,首先考虑到该钣金件,形状,是其主要工程特征，对照,39,个通用工程参数，其序号为,12,。又在折弯加工过程中，因为变形尺寸不易确保，其通用工程参数为,32,号，即,可制造性,。,2.,第,12,和第,32,通用工程参数组成本问题一对技术矛盾，在矛盾矩阵中找到第,12,行第,32,列矩阵元素，得,M,12-32,=1,17,32,28,其对应创造创新原理分别为,1,号分割与切割、,17,号维数改变、,32,号颜色改变、,28,号机械系统替换,。,3.,分析该工程实际问题，第,32,号和第,28号创造创新原理与本问题无关，拟采取,1,号和,17,号,创造创新原理来处理本问题。,4.,如图,c,所表示，经过局部切除部分材料方法，对钣金件展开图拐角处切割一个斜槽，防止折弯过程中拐角处材料塑性变形所造成尺寸精度改变，以此处理了本问题技术矛盾。,42,第42页,42,应用举例,(,六,),：去除飞机跑道上积雪,分析问题：下大雪后，要及时去除飞机跑道上积雪。传统上消除道路上积雪可采取加,助融剂,方法，但此法,不适于飞机跑道,，因为雪融化后水分会对飞机在跑道上行驶安全组成威胁。能够以下列图所表示，用装在汽车上强力鼓风机产生,空气流,来驱赶积雪。但积雪,量大时候效果并不显著,，必须加大气流流量和压力，需要大动力。现怎样处理此技术难题。,43,3,4,第43页,43,处理方案,TRIZ,法提供了,40,条创造创新原理。能够,不强求结构矛盾对,，而直接从,40,条创造创新原理中寻找答案。,联想比较当前经常见到,铲除物件,方法，如用冲击钻开挖马路路面，用嘴突然吹气去除剪发后留在颈项上头发，用手拍打地毯去除地毯中灰尘，可采取,40,条创造创新原理中第,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。,还能够优化选取最正确脉冲频率、空气压力和流量。工程实际证实，脉冲气流除雪效率是连续气流除雪两倍。,44,第44页,44,应用举例,(,七,),：,TRIZ,开口扳手改进设计,右图是一个开口扳手示意图。图中扳手在外力作用下拧紧或松开一个六角螺母或螺钉。因为螺母或螺钉受力集中到两条,棱边,，轻易产生变形，而使螺母或螺钉拧紧或松开困难。,为了处理这一问题，就必须降低扳手开口与螺母侧面之间间隙，甚至到达零间隙。,这就要求提升螺母和扳手开口尺寸精度，给螺母和扳手制造带来困难。,45,5,第45页,45,处理方案,首先从,39,个通用工程参数中选择并确定技术矛盾一对特征参数：,质量提升参数：,物体产生有害原因（,No.31,）变小，即不会压坏棱边。,带来负面影响参数：,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创造创新原理,M,31-32,=4,17,34,26,即：,No.4,不对称,No.17,维数改变,No.34,抛弃和修复,No.26,复制,对,No.17,及,No.4,两条创造创新原理分析表明，,扳手工作面一些点要与螺母,/,螺钉侧面接触，而不是与其棱边接触,，就可处理该矛盾。,46,第46页,46,图为美国专利,USPatent5,406,868,，该设计于,1995,年在美国取得了专利。图片虽不清楚，但完全能够明白其原理。,47,第47页,47,应用举例,(,八,),：信封开封设计,应用背景,：,文具店出售信封样式以下列图，不一样大小和格式信件或文档有与之相匹配信封。大页面文件可用比其稍大些信封封装方便拆开。人们往往认为撕开胶粘信封是很快捷方便，不过，这种方法通常会把信封内文件撕坏或使信封开口变粗糙。假如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取得好看开口。不过，该方法给用户带来了不便。所以，设计一个能又快又可靠地拆开信封很有必要。,48,6,第48页,48,1.,问题描述：,怎样用最少时间安全快捷地取出信封内文件或资料。,2.,处理思绪和关键步骤：,节约拆信时间与降低拆信可靠性之间矛盾，该矛盾是时间节约造成拆信可靠性下降，查矛盾矩阵表得,M,25-27,=10,30,4,即以下创造创新原理：,10,：预加作用；,30,：采取柔性壳体或薄膜；,4,：不对称性；,3.,在上述三个原理中，重点考虑前两个原理。,A.,创造创新原理,10,提议：,1,预置必要动作、功效；,2,预先在方便位置安置相关设备，使其在需要时候及时发挥作用而不浪费时间；,B.,创造创新原理,30,提议：,1,使用柔性壳体或薄膜替换传统三维结构；,2,使用柔性壳体或薄膜，将物体与环境隔离；,49,第49页,49,实际设计方案,依据创造创新原理,10,和创造创新原理,30,提议信封设计是经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，如图所表示。,50,第50页,50,应用举例（九）：飞机机翼变革,应用背景：,早期飞机机翼都是平直。,最初是,矩形机翼,，很轻易制作。但因为其翼端宽，会给飞机带来阻力，严重地影响了飞机飞行速度。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，其飞行速度快速提升，很快靠近音速。,机翼上出现“激波”，使机翼表面空气压力发生改变。不过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“音障”。为了突破“音障”，许多国家都在研制新型机翼。,德国人发觉，把机翼做成,向后掠,形式，像燕子翅膀一样，能够延迟“,激波,”产生，缓解飞机靠近音速时不稳定现象。不过，向后掠机翼比不向后掠平直机翼，,在一样条件下产生升力小，这对飞机起飞、着陆和巡航都带来了不利影响，,浪费了很多燃料。能否设计一个适应各种飞行速度，含有快慢兼顾特点机翼呢？这成为当初航空界面临最大课题。,51,7,第51页,51,问题分析,怎样使用技术矛盾来分析该问题：,速度提升和运动物体能耗增加之间矛盾,M,9-19,=8,15,35,38,。综合考虑后，选择以下两条创造创新原理：,原理,15,：动态化,原理,35,：参数改变,改变飞机飞行形态，既在不一样飞行状态下得到不一样气动外形，能够在很大程度上节约无须要能耗。,依据原理,35,物体参数改变结合原理,15,动态性给出启示，将飞机机翼做成活动部件。,起飞和降落过程中使用平直翼,，在低速飞行中可得到较大升力，从而缩短跑道长度，借此节约了能量；,而高速飞行过程使用三角翼,能够轻易地突破音障，减轻机翼受力，提升飞机在高速飞行强度，也降低了能量消耗。,52,第52页,52,变后掠翼战斗机,实际应用中，设计者设计成功了这种在当初是新型,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飞机，而世界战机家族又多了“变后掠翼战斗机”这个新组员。,F111,战斗机处于起飞阶段，机翼呈平直状，取得较大升力，良好低速特征，从而有效地处理了飞机在低速度状态下速度与能量之间矛盾。,53,第53页,53,变后掠翼战斗机,F111,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”产生，缓解飞机靠近音速时不稳定现象，使飞机能够到达更高速度。该飞机可在不一样速度之下采取不一样后掠角，以适应该前飞行速度。,54,第54页,54,应用举例（十二）：免充气空心轮胎,应用背景：徐州有位创造家经过观察发觉，现有自行车、残疾人用车轮胎都必须时常,充气,；而一旦轮胎被意外戳破或刮破，就必须马上修补和充气，给日常生活带了不便和烦恼。那用,实心轮胎,能处理这个问题吗？确实能够。但实心轮胎如同飞机起落架轮胎一样，不但,造价贵，还十分粗笨,。于是，该创造家想：能否创造一个既不需要充气，又能在一定承重条件下保持较大弹性轮胎呢？,用,TRIZ,法来尝试一下。对照,39,个通用工程参数，采取实心轮胎时参数,27,可靠性得到改进,，而因为采取实心轮胎造成参数,1,运动,物体重量恶化,。特征参数,27,和特征参数,1,之间组成矛盾对。经过查询附录,A,技术矛盾矩阵表得,M,27-1,=3,8,10,40,，对应创造创新原理为：,原理,3,：局部质量原理；,原理,8,：质量赔偿原理；,原理,10,：预加作用原理；,原理,40,：应用复合材料原理。,55,8,第55页,55,问题分析,对照这四条创造创新原理，能够构思出免充气轮胎方案。,局部质量原理：,首先取消内胎，只用外胎。,在详细设计制造时，先用钢丝包裹橡胶做成一个环形框架，从框架径向截面看，是一个网络状结构。在该环形框架表面再敷一层较厚橡胶外胎层，就成为一只免充气轮胎。,采取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网线上，网线间孔是空白，符合原理,3,（局部质量）。同时网状结构网线布置以考虑能使轮胎承受压力为主，符合原理,8,（质量赔偿）和,10,（预加作用）。,56,第56页,56,图中三种轮胎，分别为充气轮胎、实心轮胎和免充气轮胎。试验数据表明，免充气自行车轮胎寿命可超出充气轮胎。在免充气自行车轮胎上扎若干小孔，根本不影响其正常工作。当前产品已经行销海内外。,A,充气轮胎,B,实心轮胎,C,免充气轮胎,57,第57页,57,应用举例（十三）：折叠嵌套拖鞋与折叠方桌,应用背景：,经常出差、旅行人们，希望能自带一双合脚拖鞋，但因为拖鞋形状问题，放置于旅行箱很占地方。,需要改进通用工程参数是,8,静止物体体积,，即拖鞋体积要小。会损害通用工程参数为,12,物体形状,。查技术矛盾处理矩阵表得到处理方法,M,8-12,=7,2,35,，即创造创新原理：,原理,7,：,嵌套原理；,原理,2,：,分离与分开原理；,原理,35,：,参数改变原理。,尝试原理,7,。依据该原理，考虑让拖鞋突出部分嵌套进拖鞋主体部分即鞋底。,58,9,第58页,58,图为日本某设计师设计便携拖鞋。在组装之前，拖鞋与普通鞋垫没什么区分，能够很方便塞进旅行箱，带上五六双也没有问题。在使用时，只要将两头微微翘起环状边缘向内拉起并扣在一起，一双漂亮拖鞋就瞬间现身了。,59,第59页,59,折叠嵌套方桌,一样，能够设计出方便携带与存放折叠嵌套桌，如图。,60,第60页,60,应用举例（十四）：医药箱版瑞士军刀,应用背景：,瑞士军刀利用是合并、折叠嵌套多用途设计理念，对应,40,条创造创新原理第,5,条“合并原理”和第,7,条“嵌套原理”。,同理，能够设计一套新型紧急医疗用“瑞士军刀”，如图所表示。只要将其部件一一打开，你就会发觉这原来是一款微型医药箱,创可贴、抢救药丸、消毒喷雾和哨子，小小空间一点也不浪费，满满当当。正如依据该设计生产出产品广告中所写：“移除是刀光剑影尖锐，留下是满满爱与和平”。,61,第61页,61,医药箱版瑞士军刀,是不是很有创意,62,第62页,62,应用举例（十五）：自动伸缩面板插座,应用背景：,在日常生活中，有不少人都碰到过插座太远、电器电源线太短情况，在使用电吹风、笔记本电脑时给人带来姿势或移动不方便。如图,4.22A,中女士使用电吹风时受到电源线长度限制不能方便使用，而且还需留心以免扯出插头。,最直接处理方法是把各种电器电源线都加长，确保长距离使用。不过对生产厂家来说电器生产成本将提升，对用户来说长电源线可能带来放置和使用不便。,63,第63页,63,问题分析,尝试用,TRIZ,法来处理此问题。即假如希望改进参数,33,可操作性,，将造成参数,26,物质或事物数量消耗增多,。查附录A,技术矛盾矩阵表得处理方法,M,33-26,=12,35,。创造创新原理,12,等势性原理,，在此极难用上。创造创新原理,35,为参数改变原理，包含长度、温度、固液气三态等参数改变,。,还能够从另一角度来构思原有装置矛盾对，假如,添加一个多孔有线插座,，也能处理问题，即改进参数,35,适应性及多样性,，但同时造成参数,36,装置复杂性增加不少,，查技术矛盾矩阵列表得处理方法,M,35-36,=15,29,37,28,。其中创造创新原理,15,为动态化原理,，依据该原理也能够联想到让插座变得伸缩自如。,综合两个矛盾对，能够认为采取创造创新原理,35,参数改变,和创造创新原理,15,动态化,结合来处理矛盾。,64,第64页,64,处理方案,图为按创造创新原理,35,、,15,重新设计插座。,65,第65页,65,应用举例（十八）：纸杯隔热设计,应用背景：因为人们对卫生条件重视程度日益增加，日常生活中一次性纸杯使用率越来越高。方便虽是方便，但在装满开水时这种杯子就会变得烫手难端，比较不好用。有些厂家为了处理此问题，便在设计纸杯时给纸杯加上了,手柄,(,图,A,）。这么确实使装有开水纸杯变得轻易端持了，但同时大大增加了,成本,，而且因为,不好叠放,，给纸杯包装和运输添加了难度。,66,第66页,66,问题分析,有没有一个既方便实用又好看处理方法呢？现用,TRIZ,法来分析一下。要改进通用工程参数是,17,温度,，即希望在温度较高情况下实现人抓起杯子操作，让人能喝到可口饮料。同时会损害通用工程参数是,36,装置复杂性,，如上面所述纸杯上加装手柄。查技术矛盾矩阵得处理方案为,M,17-36,=2,17,16,，即创造创新原理：,原理,2,：分离与分开原理；,原理,17,：维数改变原理；,原理,16,：不完全到达或者超出作用原理。,原理,16,在此极难适用。,综合应用原理,2,和原理,17,，就能够经过,增加装置层数,，相当于增加维数，同时将纸杯与人手接触部分分离开，既不烫手又方便端持。,67,第67页,67,处理方案,对应有三种设计：第一个是杯托法（图,B,）；第二种是加套法（图,C,）；第三种是加柄法（图,D,）。,68,第68页,68,为了方便创造人有针对性利用,40,条创造创新原理，德国,TRIZ,教授统计出,40,条创造创新原理中尤其适合用于,1,）走捷径马上可求解，,10,条；,2,）有利于设计场所，,13,条；,3,）有利于大幅降低成本三大类创造原理，,10,条。,69,4.5 40,个创造创新原理使用窍门,第69页,69,35.,参数改变原理,10.,预加作用原理,1.,分割与切割原理,28.,机械系统替换原理,2.,分离与分开原理,15.,动态化原理,19.,周期性作用原理,18.,利用机械振动原理,32.,颜色改变原理,13.,反向功效原理,70,