機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案

1、第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述一、機(jī)械系統(tǒng)的概念由若干機(jī)械裝置組成的一個(gè)特定系統(tǒng)稱為機(jī)械系統(tǒng)。 機(jī)械系統(tǒng)可能是一臺(tái)機(jī)器，如機(jī)床、塑料擠出機(jī)、紡織機(jī)等，系統(tǒng)中主要包含有能量的轉(zhuǎn)化，運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換等；也可能是一臺(tái)設(shè)備，如化工容器、反應(yīng)塔、變壓器等，系統(tǒng)中主要包含有能量、物料形態(tài)與性質(zhì)的轉(zhuǎn)變等；還可能是一臺(tái)儀器，如應(yīng)變儀、流量計(jì)、振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)等，主要包含了信息與信號(hào)的變換。 不管系統(tǒng)以什么形式體現(xiàn)，它都不是一個(gè)空泛的概念，而是一個(gè)實(shí)體，是以產(chǎn)品形式體現(xiàn)的。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述一、機(jī)械系統(tǒng)的概念（續(xù)）1機(jī)械系統(tǒng)的組成 現(xiàn)代機(jī)械種類繁多，結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜，但從實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功

2、能的角度出發(fā)，一般機(jī)械系統(tǒng)由動(dòng)力部分、傳動(dòng)部分、執(zhí)行部分和控制部分四部分組成。 動(dòng)力部分控制部分傳動(dòng)部分執(zhí)行部分第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述一、機(jī)械系統(tǒng)的概念（續(xù)）2機(jī)械系統(tǒng)的相關(guān)性 每個(gè)系統(tǒng)一般都由若干個(gè)子系統(tǒng)組成，子系統(tǒng)又由各種元件與操作構(gòu)成。 系統(tǒng)中的各子系統(tǒng)之間互相影響，互相關(guān)聯(lián)，同時(shí)各子系統(tǒng)也影響著系統(tǒng)，而系統(tǒng)又受超系統(tǒng)的制約。 超系統(tǒng)可以理解是系統(tǒng)的環(huán)境，系統(tǒng)得以存在的條件。這種各子系統(tǒng)之間，系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間，以及系統(tǒng)與超系統(tǒng)之間相互關(guān)聯(lián)的性質(zhì)稱為系統(tǒng)的相關(guān)性。 進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)要考慮這種相關(guān)性的問(wèn)題，合理的利用關(guān)系，使得設(shè)計(jì)方向有利于系統(tǒng)的發(fā)展，而不是造成更大的制約。

3、 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述一、機(jī)械系統(tǒng)的概念（續(xù)）3機(jī)械系統(tǒng)的進(jìn)化性在進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)決策時(shí)，要分析當(dāng)前產(chǎn)品的技術(shù)水平，預(yù)測(cè)進(jìn)化方向，確定產(chǎn)品發(fā)展的階段。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述二、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容（1）產(chǎn)品規(guī)劃階段 （2）方案設(shè)計(jì)階段 （3）技術(shù)設(shè)計(jì)階段 （4）施工設(shè)計(jì)階段 機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不論是在S形曲線的各拐點(diǎn)位置，還是處于開(kāi)發(fā)下一代產(chǎn)品交替的位置，以及開(kāi)發(fā)一種全新的產(chǎn)品，一般都須經(jīng)歷下列四個(gè)階段： 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述三、方案設(shè)計(jì)的創(chuàng)新 方案設(shè)計(jì)的主要工作有功能綜合、原理綜合和構(gòu)型綜合。功能、原理、構(gòu)型綜合都沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)律可遵

4、循，其方案解是發(fā)散的。 例如洗衣機(jī)的主要功能可以抽象的描述為分離，即污物與衣物的分離。探索實(shí)現(xiàn)這一功能解的過(guò)程就是明確效應(yīng)，確定其工作原理。一旦確定了工作原理，就要按照工作原理尋求相應(yīng)的工藝動(dòng)作。其中每一步驟都存在多個(gè)解，每個(gè)解都是創(chuàng)新的產(chǎn)物。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)任務(wù)功能綜合功能分析功能分解功能分類原理綜合創(chuàng)新技法沖突矩陣解法目錄資源利用確定方案方案評(píng)價(jià)構(gòu)形綜合機(jī)構(gòu)構(gòu)形結(jié)構(gòu)構(gòu)形第一節(jié) 概述三、方案設(shè)計(jì)的創(chuàng)新（續(xù)） 方案設(shè)計(jì)的過(guò)程是發(fā)散收斂的過(guò)程，是創(chuàng)新的過(guò)程。 其設(shè)計(jì)過(guò)程如框圖所示。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第二節(jié)功能綜合功能綜合是指將口頭提出的任務(wù)形成技術(shù)系統(tǒng)的目的或要求。

5、 其主要工作是功能的分析與功能的分解，并判斷與功能相對(duì)應(yīng)的效應(yīng)，為下一步尋求實(shí)現(xiàn)功能的工作原理打下基礎(chǔ)。 另外為了更方便地進(jìn)行功能的分析與分解，還對(duì)機(jī)械系統(tǒng)中常需要實(shí)現(xiàn)的各種功能進(jìn)行分類。 一、功能分析 功能分析就是對(duì)系統(tǒng)要達(dá)到結(jié)果(輸出)的描述，并不說(shuō)明如何達(dá)到這個(gè)結(jié)果。 功能分析可以采用黑箱法。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)一、功能分析（續(xù)）技 術(shù)系 統(tǒng)機(jī) 器設(shè) 備儀 器輸入接口輸出接口能量物料能量信號(hào)物料信號(hào)黑箱法描述未知系統(tǒng)凈衣系 統(tǒng)電能接通凈衣物臟衣物污物切斷照 明系 統(tǒng)電能接通信號(hào)光能第二節(jié)功能綜合第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)二、功能分類 功能分類就是將系統(tǒng)中輸入與輸出的三要素

6、操作具體化，這將有利于功能的分析，也有利于原理的綜合與構(gòu)型的綜合。 1按機(jī)械系統(tǒng)的組成進(jìn)行功能分類為系統(tǒng)提供能量或動(dòng)力，它接受測(cè)控部分發(fā)出的指令，執(zhí)行驅(qū)動(dòng)部分工作。其功能載體為各種類型原動(dòng)機(jī)。如電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等。（1）驅(qū)動(dòng)功能（2）傳動(dòng)功能 傳遞驅(qū)動(dòng)和執(zhí)行部分之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。包括運(yùn)動(dòng)形式、性質(zhì)、方向、大小的變換。其功能載體可以是機(jī)械式、液壓氣動(dòng)式或電磁式等。 第二節(jié)功能綜合第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)二、功能分類（續(xù)）1按機(jī)械系統(tǒng)的組成進(jìn)行功能分類（續(xù)）（3）執(zhí)行功能 實(shí)現(xiàn)和完成產(chǎn)品的最終功能。簡(jiǎn)單系統(tǒng)可用簡(jiǎn)單的構(gòu)件實(shí)現(xiàn)特定的動(dòng)作；復(fù)雜的系統(tǒng)有多個(gè)執(zhí)行功能，各動(dòng)作需要協(xié)調(diào)與配合。（4）控制

7、功能 包括檢測(cè)、傳感與控制。它把系統(tǒng)工作過(guò)程中各種參數(shù)和工作狀況檢測(cè)出來(lái)，變換成可測(cè)定和可控制的物理量，傳送到信息處理部分，并發(fā)出對(duì)各部分的工作指令和控制信號(hào)。第二節(jié)功能綜合二、功能分類（續(xù)）2按三要素變換的物理作用進(jìn)行分類為了有利于開(kāi)拓與創(chuàng)新，常把機(jī)器、設(shè)備、儀器中的復(fù)雜過(guò)程，即功能歸結(jié)為物理的基本作用類型。 凡是引起能量、物料或信號(hào)特性發(fā)生變化的活動(dòng)都應(yīng)稱為轉(zhuǎn)變或復(fù)原。它具有類型的特征。 （）轉(zhuǎn)變復(fù)原 （）放大縮小 一切使物理量放大或縮小的活動(dòng)都稱為放大或縮小。它具有大小的特征。第二節(jié)功能綜合第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)二、功能分類（續(xù)）2按三要素變換的物理作用進(jìn)行分類（續(xù)）（）混合分離

8、 凡是根據(jù)不同的物理特性參量(密度、原子量、波長(zhǎng)、頻率、幾何形狀等)使兩個(gè)或幾個(gè)混合在一起的流分離開(kāi)，或者使已經(jīng)分開(kāi)的流混合在一起的活動(dòng)都應(yīng)稱為分離混合?；蛘呤鼓芰亢臀锪?、能量和信號(hào)、物料和信號(hào)混合和分離的過(guò)程也稱為混合分離。它具有數(shù)量的特征。 （）接合分開(kāi) 用來(lái)把體現(xiàn)能量的物理量(如功率、力、位移等)合成(相加)，或者分解成幾個(gè)分量的過(guò)程；以及用來(lái)產(chǎn)生或取消相同或不同物料間結(jié)合力的活動(dòng)都可歸納為接合分開(kāi)。它具有位置的特征。第二節(jié)功能綜合第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)二、功能分類（續(xù)）2按三要素變換的物理作用進(jìn)行分類（續(xù)）（）存儲(chǔ)取出 把能量、物料、信號(hào)存放起來(lái)，或從存貯器中取出來(lái)的活動(dòng)稱為存

9、儲(chǔ)取出。它具有數(shù)量、位置、時(shí)間的特征。（）傳導(dǎo)中斷 是指能量、物料、信號(hào)通過(guò)電流、光纖、管道、機(jī)構(gòu)等進(jìn)行傳輸或斷開(kāi)的活動(dòng)。它具有位置與時(shí)間的特征。第二節(jié)功能綜合第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)3機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)的基本功能二、功能分類（續(xù)）變換運(yùn)動(dòng)的形式 運(yùn)動(dòng)形式主要有轉(zhuǎn)動(dòng)、單雙向移動(dòng)、單雙向擺動(dòng)以及間歇運(yùn)動(dòng)等。變換運(yùn)動(dòng)的速度 即減速、增速、變速或調(diào)速等。變換運(yùn)動(dòng)的方向 主要指轉(zhuǎn)動(dòng)件的兩軸線可平行、相交、空間交錯(cuò)；對(duì)于空間連桿機(jī)構(gòu)與空間凸輪機(jī)構(gòu)可在運(yùn)動(dòng)空間實(shí)現(xiàn)任意方向運(yùn)動(dòng)的變換。進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成與分解 兩個(gè)自由度的機(jī)構(gòu)以及各種差速機(jī)構(gòu)。第二節(jié)功能綜合第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)3機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)的基本功能（續(xù)

10、）二、功能分類（續(xù)）對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行操縱與控制 主要指各種離合裝置、操縱裝置。 實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)軌跡 機(jī)構(gòu)中的浮動(dòng)構(gòu)件可實(shí)現(xiàn)各種軌跡要求。如連桿機(jī)構(gòu)中的連桿；行星齒輪機(jī)構(gòu)中的行星齒輪以及撓性件傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的撓性構(gòu)件等。 實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)位置 指兩個(gè)連架桿的對(duì)應(yīng)位置，以及浮動(dòng)構(gòu)件的導(dǎo)引位置。實(shí)現(xiàn)某些特殊功能 有增力、增程、微動(dòng)、急回、夾緊、定位和自鎖等。第二節(jié)功能綜合第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)三、功能分解一個(gè)系統(tǒng)的總功能是該系統(tǒng)中各子系統(tǒng)乃至各個(gè)元件共同完成的。各子系統(tǒng)分擔(dān)各自的分功能、子功能，乃至功能元。各分功能的類型不完全相同，它們之間有聯(lián)系，也有區(qū)別。為了更方便地求得功能解，即確定實(shí)現(xiàn)功能的工作原

11、理，需要將系統(tǒng)的總功能進(jìn)行分解。 功能分解圖的結(jié)構(gòu)形狀有樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，稱為功能樹(shù)；也有串聯(lián)結(jié)構(gòu)、并聯(lián)結(jié)構(gòu)以及環(huán)形結(jié)構(gòu)。如圖所示。 第二節(jié)功能綜合第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)F1F12F11F121F122F1F2F11F1F2F11并聯(lián)結(jié)構(gòu)環(huán)狀結(jié)構(gòu)F1F2F3樹(shù)狀結(jié)構(gòu)串聯(lián)結(jié)構(gòu)通過(guò)以上分解，就可將任務(wù)書(shū)給出的總功能劃分為已知的分功能或基本功能，并把分功能或基本功能邏輯地聯(lián)接起來(lái)，從而產(chǎn)生所要求的整個(gè)系統(tǒng)的因果關(guān)系。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)三、功能分解（續(xù)）包裝紙包裝機(jī)化妝品電能信號(hào)袋裝化妝品數(shù)量信號(hào)包裝紙走紙截?cái)嗉埢瘖y品輸送截流裝袋輸送并記數(shù)電能第二節(jié)功能綜合第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

12、三、功能分解（續(xù)）齒輪減速器輸入傳動(dòng)支撐聯(lián)接輸出齒輪潤(rùn)滑箱體軸軸承端蓋密封聯(lián)軸器聯(lián)軸器鍵銷(xiāo)釘螺釘減速器功能結(jié)構(gòu)圖第二節(jié)功能綜合第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 功能綜合后，對(duì)基本功能求解過(guò)程就是工作原理的綜合。 發(fā)明問(wèn)題的解決理論TRIZ理論、建立原理解法目錄、資源的分析與利用 TRIZ為俄文字母對(duì)應(yīng)的拉丁字母縮寫(xiě)，含義為發(fā)明問(wèn)題的解決理論，也有人將其譯為技術(shù)沖突的解決原理。 TRIZ理論認(rèn)為發(fā)明問(wèn)題的核心是解決沖突，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，不斷發(fā)現(xiàn)沖突，利用發(fā)明原理解決沖突，才能獲得理想的產(chǎn)品。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 一、TRIZ理論

13、概述阿奇舒勒(GSAltshuller) 在研究和整理世界各國(guó)高水平的發(fā)明專利過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)任何領(lǐng)域的產(chǎn)品改進(jìn)、技術(shù)變革與創(chuàng)新和生物系統(tǒng)一樣，都存在產(chǎn)生、生長(zhǎng)、成熟、衰老、消亡的過(guò)程，是有規(guī)律可循的。 結(jié)論：許多技術(shù)問(wèn)題可以利用解決其它領(lǐng)域中相似問(wèn)題的原理和方法輕而易舉地得到解決。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 一、TRIZ理論概述（續(xù)）（一）產(chǎn)品設(shè)計(jì)所面臨的問(wèn)題 人們進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)通常面臨兩類需要解決的問(wèn)題：一類是知道一般的解決方法（常規(guī)問(wèn)題），一類是不知道解決方法（發(fā)明問(wèn)題）。GSAhshuller認(rèn)為，解決發(fā)明問(wèn)題過(guò)程中所尋求的科學(xué)原理和法則是客觀存在的。

14、 TRIZ更加易于操作、系統(tǒng)化、流程化，不過(guò)多地依賴設(shè)計(jì)者的靈感、個(gè)人知識(shí)以及經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 一、TRIZ理論概述（續(xù)）（二）發(fā)明的級(jí)別與TRIZ理論的前提1發(fā)明的級(jí)別 發(fā)明級(jí)別與知識(shí)的關(guān)系級(jí)別發(fā)明程度解決方法()知識(shí)來(lái)源考慮的問(wèn)題1方法明顯32個(gè)人知識(shí)102小的改進(jìn)45公司知識(shí)1003大的改進(jìn)18行業(yè)知識(shí)10004新概念4行業(yè)以外知識(shí)100005新發(fā)現(xiàn)1所有的知識(shí)100000第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 一、TRIZ理論概述（續(xù)）（二）發(fā)明的級(jí)別與應(yīng)用前提概述（續(xù)）2TRIZ的理論前提 1)產(chǎn)品或技

15、術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化有規(guī)律可循。 2)生產(chǎn)實(shí)踐中遇到的工程沖突重復(fù)出現(xiàn)。 3)徹底解決工程沖突的發(fā)明原理容易掌握。 4)其他領(lǐng)域的科學(xué)原理可解決本領(lǐng)域技術(shù)問(wèn)題。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 一、TRIZ理論概述（續(xù)）（三）TRIZ解決發(fā)明問(wèn)題的方法 TRIZ的核心是技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化原理及沖突解決原理，并建立了基于知識(shí)消除沖突的邏輯方法，用通用解的方法解決特殊問(wèn)題或沖突。這些原理和方法包括技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則、發(fā)明原理、發(fā)明問(wèn)題解決算法等。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)二、技術(shù)系統(tǒng)及其進(jìn)化法則 第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 1技術(shù)系統(tǒng) 技術(shù)系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)組成，并通過(guò)子系統(tǒng)

16、間的相互作用實(shí)現(xiàn)一定的功能，簡(jiǎn)稱為系統(tǒng)。子系統(tǒng)本身也是系統(tǒng)，是由元件和操作構(gòu)成的。系統(tǒng)的更高級(jí)系統(tǒng)稱為超系統(tǒng)。第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)二、技術(shù)系統(tǒng)及其進(jìn)化法則（續(xù)） 第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 2 產(chǎn)品的進(jìn)化分析 嬰兒期成長(zhǎng)期成熟期衰退期性能時(shí)間時(shí)間功能潛力用于表示產(chǎn)品從誕生到退出市場(chǎng)這樣一個(gè)生命周期的基本發(fā)展過(guò)程，稱為產(chǎn)品進(jìn)化曲線。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)二、技術(shù)系統(tǒng)及其進(jìn)化法則（續(xù)） 第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 3技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則 （1）完備性法則要實(shí)現(xiàn)某項(xiàng)功能，一個(gè)完整的技術(shù)系統(tǒng)必須包含以下四個(gè)部件：動(dòng)力裝置、傳輸裝置、執(zhí)行裝置和控制裝置。完備性法則有助于確定實(shí)現(xiàn)所

17、需技術(shù)功能的方法并節(jié)約資源，利用它可對(duì)效率低下的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化。第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)二、技術(shù)系統(tǒng)及其進(jìn)化法則（續(xù)） 第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 3技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則（續(xù)） （2）能量傳遞法則技術(shù)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其功能，必須保證能量能夠從能量源流向技術(shù)系統(tǒng)的所有元件。 技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化應(yīng)該沿著使能量流動(dòng)路徑縮短的方向發(fā)展，以減少能量損失。 能量傳遞法則有助于減少技術(shù)系統(tǒng)的能量損失，保證其在特定階段提供最大效率。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)二、技術(shù)系統(tǒng)及其進(jìn)化法則（續(xù)） 第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 3技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則（續(xù)） （3）動(dòng)態(tài)進(jìn)化法則 動(dòng)態(tài)進(jìn)化法則包括三個(gè)子法則： 提高系統(tǒng)柔

18、性法則 提高可移動(dòng)性法則 提高可控性法則 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)二、技術(shù)系統(tǒng)及其進(jìn)化法則（續(xù)） 第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 3技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則（續(xù)） （4）提高理想度法則 最理想的技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)該是作為物理實(shí)體時(shí)并不存在也不消耗任何的資源，卻能夠?qū)崿F(xiàn)所有必要的功能。 技術(shù)系統(tǒng)是沿著提高其理想度，向最理想系統(tǒng)的方向進(jìn)化。提高理想度法則代表著所有技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則的最終方向。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)二、技術(shù)系統(tǒng)及其進(jìn)化法則（續(xù)） 第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 3技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則（續(xù)） （5）子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化法則 任何技術(shù)系統(tǒng)所包含的各個(gè)子系統(tǒng)都不會(huì)同步、均衡地進(jìn)化，每個(gè)子系統(tǒng)都是沿

19、著自己的技術(shù)進(jìn)化路徑向前發(fā)展的。這種不均衡的進(jìn)化經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致子系統(tǒng)之間的沖突出現(xiàn)。 整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化速度取決于系統(tǒng)中發(fā)展最慢的子系統(tǒng)的進(jìn)化速度。找到關(guān)鍵的子系統(tǒng)，可以幫助人們及時(shí)發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)最不理想的子系統(tǒng)。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)二、技術(shù)系統(tǒng)及其進(jìn)化法則（續(xù)） 第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 3技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則（續(xù)） （6）向超系統(tǒng)進(jìn)化法則 技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化是沿著從單系統(tǒng)雙系統(tǒng)多系統(tǒng)的方向發(fā)展。 技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化到極限時(shí)，它實(shí)現(xiàn)某項(xiàng)功能的子系統(tǒng)會(huì)從系統(tǒng)中剝離，轉(zhuǎn)移至超系統(tǒng)，作為超系統(tǒng)的一部分。在該子系統(tǒng)的功能得到增強(qiáng)改進(jìn)的同時(shí)，也簡(jiǎn)化了原有的技術(shù)系統(tǒng)。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)二、技術(shù)

20、系統(tǒng)及其進(jìn)化法則（續(xù)） 第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 3技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則（續(xù)） （7）向微觀級(jí)進(jìn)化法則 技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化沿著減小其元件尺寸的方向發(fā)展，即元件從最初的尺寸向原子、基本粒子的尺寸進(jìn)化，同時(shí)能夠更好地實(shí)現(xiàn)相同的功能。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)二、技術(shù)系統(tǒng)及其進(jìn)化法則（續(xù)） 第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 3技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則（續(xù)） （8）協(xié)調(diào)性法則 技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化是沿著各個(gè)子系統(tǒng)相互之間更協(xié)調(diào)的方向發(fā)展，即系統(tǒng)的各個(gè)部件在保持協(xié)調(diào)的前提下，充分發(fā)揮各自的功能。 這也是整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)能發(fā)揮其功能的必要條件，子系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性可以表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)上的協(xié)調(diào)、各性能參數(shù)的協(xié)調(diào)和工作節(jié)奏的協(xié)調(diào)。 第四

21、章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)三、TRIZ理論及其應(yīng)用第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 當(dāng)產(chǎn)品一個(gè)技術(shù)特征參數(shù)的改進(jìn)對(duì)另一技術(shù)特征參數(shù)產(chǎn)生負(fù)面影響時(shí)，就產(chǎn)生了沖突。 TRIZ理論認(rèn)為，發(fā)明問(wèn)題的核心是解決沖突，未克服沖突的設(shè)計(jì)不是創(chuàng)新設(shè)計(jì)。 解決沖突所應(yīng)遵循的規(guī)則是：改進(jìn)系統(tǒng)中的一個(gè)零部件或性能的同時(shí)，不能對(duì)系統(tǒng)或相鄰系統(tǒng)中的其他零部件或性能造成負(fù)面影響。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)三、TRIZ理論及其應(yīng)用（續(xù)）第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 沖突解決流程 沖突可分為物理沖突和技術(shù)沖突。 物理沖突是指當(dāng)對(duì)同一子系統(tǒng)具有相反的要求時(shí)就出現(xiàn)了物理沖突，系統(tǒng)中的某一部分同時(shí)表現(xiàn)出兩種相反的狀態(tài)。 技術(shù)

22、沖突是指系統(tǒng)中一個(gè)部分性能的增強(qiáng)導(dǎo)致了有用及有害兩種結(jié)果，也可指有益作用的引入或有害效應(yīng)的消除導(dǎo)致其他的一個(gè)或幾個(gè)子系統(tǒng)性能的劣化。第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)三、TRIZ理論及其應(yīng)用（續(xù)）第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) （一）發(fā)明原理 GSAltshuller在對(duì)全世界專利進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)在以往不同領(lǐng)域的發(fā)明中所用到的規(guī)則并不多，不同時(shí)代的發(fā)明，不同領(lǐng)域的發(fā)明，這些規(guī)則被反復(fù)采用。 GSAltshuller提出了40條沖突解決原理即發(fā)明原理，是在產(chǎn)生新的工作原理的過(guò)程中所應(yīng)遵循的規(guī)律。實(shí)踐證明這些原理對(duì)于指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員的發(fā)明創(chuàng)造具有重要的作用。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)三、T

23、RIZ理論及其應(yīng)用（續(xù)）第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) （二）分離原理在總結(jié)解決物理沖突的各種方法的基礎(chǔ)上，TRIZ提出了分離原理解決方法： 1空間分離(從空間上分離相反的特性) 2時(shí)間分離(從時(shí)間上分離相反的特性) 4基于條件的分離(在同一種物質(zhì)中相反的特性共存)3整體與部分的分離(從整體與部分上分離相反的特性) 解決物理沖突的分離原理與解決技術(shù)沖突的發(fā)明原理之間存在關(guān)系，對(duì)于一條分離原理，可以有多條發(fā)明原理與之對(duì)應(yīng)。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)三、TRIZ理論及其應(yīng)用（續(xù)）第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) （三）解決物理沖突物理沖突是TRIZ要研究解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。常見(jiàn)的物理沖突 出現(xiàn)

24、物理沖突的子系統(tǒng)成為關(guān)鍵子系統(tǒng)。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)三、TRIZ理論及其應(yīng)用（續(xù)）第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) （三）解決物理沖突（續(xù)）GSAltshuller提出了解決物理沖突主要采用的分離原理。 發(fā)明問(wèn)題解決算法ARIZ是TRIZ理論中的一個(gè)主要分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法，其目標(biāo)是為了解決問(wèn)題的物理沖突。 用ARIZ算法解決創(chuàng)新問(wèn)題的流程 物理沖突的一般描述方法 例：解決大工件的摩擦焊接問(wèn)題 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)三、TRIZ理論及其應(yīng)用（續(xù)）第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) （四）解決技術(shù)沖突技術(shù)沖突常表現(xiàn)為一個(gè)系統(tǒng)中兩個(gè)子系統(tǒng)之間的沖突。不同領(lǐng)域中，人們所面臨的創(chuàng)新問(wèn)

25、題不同，其中包含的沖突也千差萬(wàn)別。若想解決這些沖突，首先要對(duì)它們進(jìn)行統(tǒng)一的描述。技術(shù)沖突出現(xiàn)的幾種情況 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)三、TRIZ理論及其應(yīng)用（續(xù)）第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) （四）解決技術(shù)沖突（續(xù)）在TRIZ理論中，不同領(lǐng)域中相互沖突的特性經(jīng)過(guò)高度概括，被抽象為39個(gè)技術(shù)特性參數(shù)，它們可對(duì)不同問(wèn)題中所包含的各種沖突進(jìn)行統(tǒng)一、明確的描述。 表中的參數(shù)可以分為三類：通用物理與幾何參數(shù)(112、17、18、21)；通用負(fù)向技術(shù)參數(shù)(15、16、19、20、2226、30、31)；通用正向技術(shù)參數(shù)(13、14、2729、3239)。負(fù)向的含義是指這些參數(shù)若變大，系統(tǒng)性能變差；正向

26、的含義是指這些參數(shù)若變大，系統(tǒng)的性能變好。第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)三、TRIZ理論及其應(yīng)用（續(xù)）第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) （四）解決技術(shù)沖突（續(xù)）39項(xiàng)通用技術(shù)特性參數(shù)描述了問(wèn)題的技術(shù)特性，40條發(fā)明原理表明了問(wèn)題的解決方法。 TRIZ理論提出了沖突解決矩陣的概念。 沖突解決矩陣的行表示沖突中惡化的參數(shù)，列則表示改善的參數(shù)，單元格中列出了推薦的解決該問(wèn)題的發(fā)明原理（用發(fā)明原理的序號(hào)表示）。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)三、TRIZ理論及其應(yīng)用（續(xù)）第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) （四）解決技術(shù)沖突（續(xù)） 使用該沖突矩陣解決設(shè)計(jì)中的特定問(wèn)題時(shí)，首先應(yīng)該確定實(shí)際設(shè)計(jì)中存在的沖突，并分

27、析沖突中哪些問(wèn)題是有利因素，哪些是有害的。再將這些沖突抽象化為39個(gè)工程技術(shù)參數(shù)中的相關(guān)特定術(shù)語(yǔ)通用問(wèn)題，然后利用沖突矩陣找到?jīng)_突的原理解通用解決方法。最后分析原理解，將其表達(dá)為解決特定問(wèn)題的特定解決方法（領(lǐng)域解）?？蓪⑸鲜鲈O(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)化為程序框圖。第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 通常所選定的發(fā)明原理多于一個(gè)，這說(shuō)明前人已用這幾個(gè)原理解決了一些特定的技術(shù)沖突。這些原理僅僅表明解的可能方向，即應(yīng)用這些原理可以過(guò)濾掉很多不太可能的解的方向。盡可能將選定的每條原理都用到設(shè)計(jì)過(guò)程中去，對(duì)于推薦的任何原理都應(yīng)該仔細(xì)思考。三、TRIZ理論及其應(yīng)用（續(xù)）（四）解決技術(shù)沖突（續(xù)）假

28、如所有可能的解都不滿足要求，則可以對(duì)沖突重新定義并求解。第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)例1振動(dòng)篩 例2汽車(chē)安全氣囊 第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 三、TRIZ理論及其應(yīng)用（續(xù)）TRIZ理論應(yīng)用舉例 例3新型扳手 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第三節(jié) TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì) 三、TRIZ理論及其應(yīng)用（續(xù)）TRIZ理論對(duì)解決發(fā)明問(wèn)題的創(chuàng)新思路有明確的方向指導(dǎo)性。但是，僅有解決問(wèn)題的思路和方向還是不夠的，從問(wèn)題解決思路到解決問(wèn)題的具體方案之間，還有一個(gè)復(fù)雜的創(chuàng)新過(guò)程，即如何得到一個(gè)可行的、可操作的解決方案。如何根據(jù)所得到的通用解決方案，經(jīng)過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)來(lái)得到特定問(wèn)題的實(shí)際解決方案，需要設(shè)計(jì)者具有大量的

29、知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。具體來(lái)說(shuō)，這些知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)包括科學(xué)原理、技術(shù)知識(shí)、社會(huì)知識(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、成功案例，甚至失敗案例等。知識(shí)是創(chuàng)新的源泉知識(shí)是創(chuàng)新的源泉第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第四節(jié) 原理綜合 一、建立原理解法目錄原理解法目錄實(shí)際上是一種信息庫(kù)。凡是導(dǎo)致功能三要素實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)變的操作或原理都被有規(guī)律的分類、排列、儲(chǔ)存起來(lái)，以便設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)用。一個(gè)基本功能或許有，也或許沒(méi)有直接的原理解，但肯定會(huì)有許多間接的原理可利用。原理解的目錄編寫(xiě)必須密切結(jié)合設(shè)計(jì)過(guò)程與功能要求編寫(xiě)，應(yīng)該是功能明確、內(nèi)容清晰、信息面廣、查取方便。原理解目錄的編寫(xiě)需要具有一定的理論知識(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，需要進(jìn)行廣泛的調(diào)查、研究與搜集。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)

30、方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第四節(jié) 原理綜合 一、建立原理解法目錄（續(xù)）下面根據(jù)部分輸入輸出因果關(guān)系進(jìn)行原理解目錄的編寫(xiě)： 1物料分離混合功能的原理解使兩種或幾種具有不同物理特征的物料實(shí)現(xiàn)分離是設(shè)計(jì)系統(tǒng)經(jīng)常遇到的一項(xiàng)任務(wù)，它可能是固體與固體的分離，也可能是固體與液體的分離或氣體與液體的分離。 按分離的特征又可能是不同幾何尺寸大小的分離、不同密度、輕重的分離或不同導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性等性能的分離。 為了解決“物料分離”，應(yīng)盡量將適合于分離的全部原理匯集起來(lái)，并按一定的規(guī)律進(jìn)行編排。附表是部分固體與固體分離的原理解目錄。第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第四節(jié) 原理綜合 一、建立原理解法目錄

31、（續(xù)）1物料分離混合功能的原理解（續(xù)）物料的混合就是指將不同的物料結(jié)合在一起。各類攪拌器、混合機(jī)是完成混合的技術(shù)系統(tǒng)。 混合就是通過(guò)分子微粒的運(yùn)動(dòng)加快，來(lái)縮短混合過(guò)程所需要的時(shí)間，并使各類物料混合的均勻。 附表列出了物料混合的部分原理解目錄。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第四節(jié) 原理綜合 一、建立原理解法目錄（續(xù)）2物理量放大縮小功能的原理解 物理量的放大與縮小主要有尺寸參數(shù)（例如長(zhǎng)度、面積、體積等）的放大與縮小；運(yùn)動(dòng)參數(shù)（如距離、速度、加速度等）的放大與縮小；能量參數(shù)（如力、力矩、功率、電壓等）的放大與縮小。其中既包含有能量流，也有信號(hào)流，還有物料流。 附表列出了部分物理量的放大縮小原理解

32、目錄。第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第四節(jié) 原理綜合 一、建立原理解法目錄（續(xù)） 利用類似的方法還可以對(duì)變換復(fù)原、儲(chǔ)存取出、接合分開(kāi)、傳導(dǎo)中斷等功能進(jìn)行原理解目錄的編排。也可以按照機(jī)械系統(tǒng)的組成成分，即動(dòng)力、傳動(dòng)、執(zhí)行、控制四個(gè)部分的具體功能進(jìn)行原理解目錄的編排。 可以看出原理解目錄的編寫(xiě)需要大量的技術(shù)信息與設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，這也可以采納TRIZ理論的研究方法，通過(guò)對(duì)世界已有的大量技術(shù)專利的分析、研究與歸納總結(jié)得出；或者將各學(xué)科領(lǐng)域的已有技術(shù)成果或產(chǎn)品進(jìn)行歸類與編排。 總之原理解目錄不同于一般的手冊(cè)與資料，它應(yīng)該比手冊(cè)與資料更方便于搜索與提取。第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第四節(jié) 原理綜合 二、資源的

33、分析與利用 為求得原理解，不能忽視資源的利用。因?yàn)樗O(shè)計(jì)的系統(tǒng)是屬于超系統(tǒng)范疇，而超系統(tǒng)又是自然的一部分，因此合理地利用某些資源會(huì)對(duì)原理解產(chǎn)生意想不到的效果。 1資源的主要類型（1）自然資源： （2）時(shí)間資源： （3）空間資源： （4）信息資源： （5）系統(tǒng)資源： 指自然界中存在的場(chǎng)、物質(zhì)、能量等任何資源。 指系統(tǒng)啟動(dòng)之前，工作之后，兩個(gè)循環(huán)之間的時(shí)間。 指系統(tǒng)本身，超系統(tǒng)的空間位置、次序等。指系統(tǒng)及超系統(tǒng)中任何存在的或能產(chǎn)生的信號(hào)、反映等。指系統(tǒng)內(nèi)部的可利用資源。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第四節(jié) 原理綜合 二、資源的分析與利用（續(xù)）2資源的分析與利用（1）自然資源的利用 （2）時(shí)間資

34、源的利用 自然資源的利用應(yīng)做到合理、有效。 在工作效率最高、最有價(jià)值的階段最大限度地利用時(shí)間，使過(guò)程連續(xù)，消除停頓。 （3）空間資源的利用 （4）信息資源的利用 系統(tǒng)本身所產(chǎn)生的信號(hào)是多種多樣的。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)第四節(jié) 原理綜合 二、資源的分析與利用（續(xù)）2資源的分析與利用（續(xù)）（5）系統(tǒng)資源的利用 系統(tǒng)中的能量、材料、產(chǎn)品、副產(chǎn)品、制品等都是系統(tǒng)可充分利用的豐富資源。系統(tǒng)中的資源可以交互利用，各子系統(tǒng)分享資源。動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)資源的使用，可避免資源的損失與浪費(fèi)。 可以充分利用系統(tǒng)中材料的特性以及產(chǎn)品或制品的形狀，有效發(fā)揮各種資源，簡(jiǎn)化工藝過(guò)程，使系統(tǒng)變得簡(jiǎn)單，各方面的浪費(fèi)與損失也會(huì)相

35、應(yīng)減少。加工螺紋的搓絲機(jī) 、搬運(yùn)鋼板的機(jī)械裝置 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)TRIZ解決發(fā)明問(wèn)題的方法 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)解決沖突流程圖 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)序號(hào)名稱序號(hào)名稱序號(hào)名稱序號(hào)名稱1分割11預(yù)先防范21縮短有害作用31多孔材料2提煉12等勢(shì)22變害為利32改變顏色3改變局部13逆向作用23反饋33同質(zhì)性4不對(duì)稱14曲面化24中介物34拋棄與修復(fù)5組合15動(dòng)態(tài)化25自服務(wù)35改變參數(shù)6多用性16近似化26復(fù)制36相變7嵌套17多維化27廉價(jià)替代品37熱膨脹8重量補(bǔ)償18機(jī)械振動(dòng)28替代機(jī)械系統(tǒng)38加速氧化9預(yù)先反作用19周期性作用29用氣體與液體39惰性環(huán)境10

36、預(yù)先作用20利用有效作用30柔性殼體或薄膜40復(fù)合材料發(fā)明原理序號(hào)15“動(dòng)態(tài)化” 序號(hào)17“多維化” 序號(hào)28“替代機(jī)械系統(tǒng)” 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)自適應(yīng)建筑物的設(shè)想 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)上部開(kāi)門(mén)的轎車(chē) 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)利用磁效應(yīng)搬運(yùn)鋼板 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)分離原理與發(fā)明原理的對(duì)應(yīng)關(guān)系分離原理發(fā)明原理空間分離1，2，3，4，7，13，17，24，26，30時(shí)間分離9，10，11，15，16，18，19，20，21，29，34，37整體與部分的分離 12，28，31，32，35，36，38，39，40基于條件的分離1，5，6，7，8，13，14，22

37、，23，25，27，33，35第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)幾何類材料及能量類功能類長(zhǎng)與短多與少噴射與卡住對(duì)稱與不對(duì)稱密度大與小推與拉平行與交叉熱導(dǎo)率高與低冷與熱厚與薄溫度高與低快與慢圓與非圓時(shí)間長(zhǎng)與短運(yùn)動(dòng)與靜止鋒利與鈍粘度高與低強(qiáng)與弱窄與寬功率大與小軟與硬水平與垂直摩擦系數(shù)大與小成本高與低常見(jiàn)的物理沖突第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)用ARIZ算法解決創(chuàng)新問(wèn)題的流程 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)大工件的摩擦焊接問(wèn)題 將一塊金屬固定并將另一塊相對(duì)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)兩塊金屬接觸時(shí)，接觸部分就會(huì)產(chǎn)生很高的熱量，金屬開(kāi)始熔化，再加以一定的壓力兩塊金屬就能夠焊在一起。 某工廠需要用每節(jié)10m長(zhǎng)的鑄鐵管建成一條通

38、道，想把這些鑄鐵管通過(guò)摩擦焊接的方法連接。但要使這么大的鐵管旋轉(zhuǎn)起來(lái)需要建造非常大的機(jī)器，并需要很大的工作場(chǎng)地。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì) 解決該問(wèn)題的過(guò)程： (1)最小問(wèn)題 (2)系統(tǒng)沖突 (3)問(wèn)題模型 (4)對(duì)立領(lǐng)域和資源分析 (5)理想解 (6)物理沖突 (7)物理沖突的去除及問(wèn)題的解決對(duì)策 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)特性參數(shù)序號(hào)名稱序號(hào)名稱序號(hào)名稱1運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量14強(qiáng)度27可靠性2靜止物體的質(zhì)量15運(yùn)動(dòng)物體作用時(shí)間28測(cè)試精度3運(yùn)動(dòng)物體的長(zhǎng)度16靜止物體作用時(shí)間29制造精度4靜止物體的長(zhǎng)度17溫度30物體外部有害因素作用的敏感性5運(yùn)動(dòng)物體的面積18光照度31物體產(chǎn)生的

39、有害因素6靜止物體的面積19運(yùn)動(dòng)物體的能量32可制造性7運(yùn)動(dòng)物體的體積20靜止物體的能量33可操作性8靜止物體的體積21功率34可維護(hù)性9速度22能量損失35適應(yīng)性及多用性10力23物質(zhì)損失36裝置的復(fù)雜性11應(yīng)力或壓力24信息損失37監(jiān)控與測(cè)試的困難程度12形狀25時(shí)間損失38自動(dòng)化程度13結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性26物質(zhì)或事物的數(shù)量39生產(chǎn)率第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)沖突解決矩陣 局部放大第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì) 改 善 的 技 術(shù) 特 性 參 數(shù) 惡 化 的 技 術(shù) 特 性 參 數(shù) 12309153912519313922 35 31 3935 3 24 3735 22 1 391 28

40、15 358 15 35 382 24 35 219 5 34 313 17 1928 6 35 1835 17 14 1922 21 27 392 22 13 2422 1 33 281 24 6 2722 35 13 2435 26 24 37 29 1 7 38 3435 12 34 3129 30 342 28 13 3821 39 16 2210 26 34 3135 22 18 3935 10 38 19第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的創(chuàng)新分析待改進(jìn)的產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)沖突沖突抽象發(fā)明原理抽象解領(lǐng)域解TRIZ設(shè)計(jì)模型 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)振動(dòng)篩在選礦、化工原料分選、糧食分選以及垃圾的分選

41、中都是主要的設(shè)備。其中篩網(wǎng)的損壞是設(shè)備報(bào)廢的原因之一。尤其對(duì)篩分垃圾的振動(dòng)篩更是如此。分析其原因，分別確定對(duì)設(shè)備有利和有害的環(huán)節(jié)，并尋求解決問(wèn)題的方法。經(jīng)分析，認(rèn)為篩網(wǎng)面積大、篩分效率高，是有利的一個(gè)方面；但由此篩網(wǎng)接觸物料的面積也就增大，則物料對(duì)篩網(wǎng)的傷害也就增大。將分析的結(jié)果用抽象的技術(shù)參數(shù)術(shù)語(yǔ)描述，改善的參數(shù)是第5條參數(shù)，即“運(yùn)動(dòng)物體的面積”；惡化的參數(shù)則是第30條“物體外部有害因素作用的敏感性”。根據(jù)沖突解決矩陣可確定原理解為22，1，33，28。例1第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)其中第1條發(fā)明原理是“分割”，根據(jù)這條原理，設(shè)計(jì)時(shí)可考慮將篩網(wǎng)制成小塊狀，再聯(lián)接成一體，局部損壞，局部更換

42、。第33條是“同質(zhì)性”，即采用相似或相同的物質(zhì)制造與某物體相互作用的物體。分析這條原理，認(rèn)為用于篩分垃圾的振動(dòng)篩篩網(wǎng)易損的主要原因是物料的粘濕性與腐蝕性所致。參考發(fā)明原理，采用同質(zhì)性材料制作篩網(wǎng)，例如耐腐蝕的聚氨酯。經(jīng)過(guò)這樣的改進(jìn)，取得了很好的應(yīng)用效果。第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)汽車(chē)安全氣囊是在汽車(chē)發(fā)生正面碰撞時(shí)保護(hù)駕駛員和乘客的有效裝置。調(diào)查表明，約有5%的情況安全氣囊不能有效起作用，受害者一般身材矮小。氣囊裝在氣囊筒內(nèi)，駕駛員位置的氣囊筒裝在方向盤(pán)前端。傳感器收到的汽車(chē)減速信號(hào)傳給激發(fā)器，使氣囊迅速膨脹，完全膨脹后壓力降低，依靠氣體的緩沖作用保護(hù)司機(jī)和乘客。身材矮小的司機(jī)通常身體更接近

43、方向盤(pán)，碰撞發(fā)生時(shí)容易與正在膨脹中的安全氣囊相撞，因而受傷害。為保障安全而設(shè)計(jì)的安全氣囊保護(hù)了大多數(shù)乘客，但傷害了另一部分乘客，系統(tǒng)存在技術(shù)沖突。希望改進(jìn)設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)身材高和身材矮的乘客都能實(shí)施保護(hù)。例2第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)美國(guó)政府有關(guān)部門(mén)曾建議采用降低安全氣囊膨脹速度的方法解決問(wèn)題，這雖然能夠減小乘客與氣囊碰撞所造成的傷害，但是增大了乘客與方向盤(pán)、儀表盤(pán)、擋風(fēng)玻璃等發(fā)生碰撞所造成的傷害。技術(shù)沖突的一方是氣囊的膨脹速度，另一方是可能對(duì)乘客造成的傷害。將技術(shù)沖突表達(dá)為T(mén)RIZ理論的標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，沖突參數(shù)為：改善的技術(shù)特性參數(shù)31：物體產(chǎn)生的有害因素惡化的技術(shù)特性參數(shù)15：運(yùn)動(dòng)物體作用的時(shí)間

44、從沖突解決矩陣中查出發(fā)明原理： 16：近似化 21：縮短有害作用 22：變害為益 39：惰性環(huán)境 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)對(duì)發(fā)明原理的解釋序號(hào)發(fā)明原理消除技術(shù)沖突的方法16近似化減小氣囊體積，增大膨脹速度,21縮短有害作用加快膨脹速度，使得當(dāng)膨脹完成后才發(fā)生碰撞，22變害為利增大膨脹速度，當(dāng)膨脹完成后司機(jī)和乘客才可能與氣囊碰撞,39惰性環(huán)境軟化氣囊表面，減小剛性，減少傷害。第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)例3在實(shí)際應(yīng)用中，標(biāo)準(zhǔn)的六角形螺母常常會(huì)因?yàn)閿Q緊時(shí)用力過(guò)大或者使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、螺母外緣的六角形在扳手作用下被破壞。螺母被破壞后，使用普通的傳統(tǒng)型扳手往往無(wú)法作用于螺母。在這種情況下，我們需要

45、一種新型的扳手來(lái)解決這一問(wèn)題。傳統(tǒng)型扳手之所以會(huì)損壞螺母，其主要原因是扳手作用在螺母上的力主要集中于六角形螺母的某兩個(gè)角上。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)2)在扳手上增加一個(gè)“小附件”，使得扳手的表面可以自由移動(dòng)以和不同的螺母是面接觸。根據(jù)傳統(tǒng)型扳手，我們可以嘗試：1)改變扳手形狀，使扳手的各個(gè)表面與螺母的外表面完全吻和，從而使得用扳手?jǐn)Q螺母時(shí)扳手的表面與螺母表面是完全面接觸，以避免螺母的角與扳手平面的線接觸。3)使用比螺母材料硬度小的材料制造扳手，這樣可以在操作過(guò)程中損壞扳手而不是螺母。 顯然，改變扳手的形狀是最實(shí)際的一個(gè)解決方案。 第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)首先，將所希望的“降低螺母的損壞程度”轉(zhuǎn)換為T(mén)RIZ沖突解決矩陣中的某一個(gè)或幾個(gè)參數(shù)。很明顯，“物體產(chǎn)生的有害因素 ”就是在這一問(wèn)