7機(jī)械創(chuàng)新TRIZ理論

1、五、物理沖突物理沖突的核心是指對(duì)一個(gè)物體或系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)有相反的、矛盾的需求。如：平安氣囊、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)罩。又如：飛機(jī)的機(jī)翼應(yīng)有大的面積以便起飛與降落,但又應(yīng)較小以便高速飛行。偵察機(jī)應(yīng)飛行得很快,以便盡快離開被偵察的地區(qū),但在被偵察的地區(qū)上空又應(yīng)飛行得很慢,以便多收集數(shù)據(jù)。1生活中也有很多物理沖突的例子。軟件應(yīng)容易使用,但又應(yīng)有多項(xiàng)選擇以處理復(fù)雜的事物。相對(duì)于技術(shù)沖突,物理沖突是鋒利的沖突。但設(shè)計(jì)中如果能確定物理沖突,則較容易解決。物理沖突可通過對(duì)問題的詳細(xì)分析及深刻理解確定,也可通過對(duì)已有技術(shù)沖突的進(jìn)一步分析確定。2六、技術(shù)沖突與物理沖突技術(shù)沖突總是涉及到兩個(gè)根本參數(shù)A與B,當(dāng)A得到改善時(shí)

2、,B變得更差。物理沖突僅涉及系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)或部件,而對(duì)該子系統(tǒng)或部件提出了相反的要求。3往往技術(shù)沖突的存在隱含物理沖突的存在。有時(shí)物理沖突的解比技術(shù)沖突更容易。從技術(shù)沖突出發(fā)確定物理沖突的核心是確定另一參數(shù)或物體,該參數(shù)或物體控制著技術(shù)沖突的兩個(gè)參數(shù)A與B。4 例：波音公司改進(jìn)737設(shè)計(jì)過程中,出現(xiàn)的一個(gè)技術(shù)沖突為：既希望發(fā)動(dòng)機(jī)吸入更多的空氣,又不希望發(fā)動(dòng)機(jī)罩與地面的距離減小。將該技術(shù)沖突轉(zhuǎn)變?yōu)槲锢頉_突：發(fā)動(dòng)機(jī)罩的直徑應(yīng)該加大,以吸入更多的空氣；但機(jī)罩直徑又不能加大,以不使路面與機(jī)罩之間的距離減小。5沖突廣泛存在于產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中,徹底地解決沖突是創(chuàng)新設(shè)計(jì)的核心。沖突的分類：技術(shù)沖突與物理沖突

3、用物質(zhì)-場(chǎng)分析方法確定沖突設(shè)計(jì)人員如能發(fā)現(xiàn)待設(shè)計(jì)產(chǎn)品或已有產(chǎn)品中的沖突,就完成了產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟。64-6 技術(shù)沖突解決原理創(chuàng)新設(shè)計(jì)的核心是原理創(chuàng)新,原理創(chuàng)新的關(guān)鍵是發(fā)現(xiàn)已有設(shè)計(jì)中存在的沖突,并解決沖突。沖突往往是從功能的角度提出的,解決沖突首先要提出新的效應(yīng)及作用原理。TRIZ的重點(diǎn)是如何確定沖突,特別是提出解決沖突的效應(yīng)。7為指導(dǎo)技術(shù)創(chuàng)新,研究人員總結(jié)前人創(chuàng)造創(chuàng)造的經(jīng)驗(yàn)。這種經(jīng)驗(yàn)分為兩類：適用于本領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn) 適用于不同領(lǐng)域的通用經(jīng)驗(yàn)。第一類經(jīng)驗(yàn)主要由本領(lǐng)域的專家、研究人員自身總結(jié)。這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)指導(dǎo)本領(lǐng)域的產(chǎn)品創(chuàng)新有一定的參考意義,但對(duì)其它領(lǐng)域的創(chuàng)新指導(dǎo)意義不大。第二類經(jīng)驗(yàn)由專門研究人員

4、對(duì)不同領(lǐng)域的已有創(chuàng)新成果進(jìn)行分析、總結(jié),得到具有普遍意義的規(guī)律,這些規(guī)律對(duì)指導(dǎo)不同領(lǐng)域的產(chǎn)品創(chuàng)新都有重要參考價(jià)值。8 TRIZ的技術(shù)沖突解決原理屬于第二類經(jīng)驗(yàn),是在分析全世界大量專利的根底上提出的。TRIZ研究人員發(fā)現(xiàn)：在以往不同領(lǐng)域的創(chuàng)造中所用到的規(guī)則并不多,不同時(shí)代的創(chuàng)造,不同的領(lǐng)域的創(chuàng)造,這些規(guī)則反復(fù)被采用。每條規(guī)則并不限定于僅用于某一領(lǐng)域,融合了物理的、化學(xué)的和各工程領(lǐng)域的原理,適用于不同領(lǐng)域的創(chuàng)造創(chuàng)造。9 40條創(chuàng)造原理是TRIZ理論中關(guān)于問題（技術(shù)沖突）的解決原理,又稱創(chuàng)造原理。 實(shí)踐證明這些原理對(duì)于指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造創(chuàng)造具有重要的作用。10一、創(chuàng)造原理111分割（1）將一個(gè)物體分

5、成相互獨(dú)立的局部。如用一輛卡車加拖車代替一輛載重量大的卡車。（2）使物體分成容易組裝及拆卸的局部。 如組合夾具由多個(gè)零件拼裝而成。（3）增加物體相互獨(dú)立局部的程度。如用百葉窗代替整體窗簾。12例1 可拆卸鏟斗唇緣設(shè)計(jì)13別離（分開）抽出（1）將一個(gè)物體中的“干擾局部別離出去。 將產(chǎn)生噪聲的空調(diào)空氣壓縮機(jī)放于室外。（2）將物體中的關(guān)鍵局部挑選或別離出來。VCD機(jī)：計(jì)算機(jī)中光驅(qū)和解碼局部別離出來組合而成。14 例2 被綁縛的人造衛(wèi)星可以使用同一個(gè)太空船操作幾個(gè)位置的太空探測(cè)器嗎？153局部質(zhì)量局部改變（1）將物體或環(huán)境的均勻結(jié)構(gòu)變成不均勻結(jié)構(gòu)。 如用變化中的壓力或溫度代替不變的壓力、溫度。（2）使

6、組成物體的不同局部完成不同的功能。 如午餐盒、太空船。 （3）使組成物體的每一局部都最大限度地發(fā)揮作用。 如帶有起釘器的榔頭 。該原理在機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)化的過程中表現(xiàn)得非常明顯。如機(jī)器由零部件組成,每個(gè)零部件在機(jī)器中都應(yīng)占據(jù)一個(gè)最能發(fā)揮作用的位置。假設(shè)某零件未能最大限度地發(fā)揮作用,則應(yīng)改進(jìn)設(shè)計(jì)。 16例3-1 自攻螺釘結(jié)構(gòu)17例3-2 螺釘頭功能面變型18例3-3 Sony公司的Walkman族 主要的生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品元件不變,只改變局部的技術(shù)和元件,使一些輔助功能和性能發(fā)生變化。這些局部變化依顧客的不同需求而改變。不變局部構(gòu)成的產(chǎn)品平臺(tái)與不同的其它元器件組合,衍生出滿足不同需求的Walkman產(chǎn)品族

7、。僅在美國(guó),從20世紀(jì)80年代到90年代初,Sony就推出了572種Walkman產(chǎn)品,形成一個(gè)龐大的Walkman產(chǎn)品族。 194不對(duì)稱對(duì)稱性（1）將物體的形狀由對(duì)稱變?yōu)椴粚?duì)稱。如不對(duì)稱攪拌容器,或?qū)ΨQ攪拌容器中的不對(duì)稱葉片。（2）如果物體是不對(duì)稱的,增加其不對(duì)稱的程度。如輪胎的一側(cè)強(qiáng)度大于另一側(cè),以增加其抗沖擊的能力。機(jī)械設(shè)計(jì)中經(jīng)常采用對(duì)稱性原理,傳統(tǒng)的很多零部件都是對(duì)稱的。事實(shí)上,設(shè)計(jì)中的很多沖突都與對(duì)稱有關(guān)。 2021合并組合（1）在空間上將相似的物體連接在一起,使其完成并行的操作。如網(wǎng)絡(luò)中的個(gè)人計(jì)算機(jī)；并行計(jì)算機(jī)中的多個(gè)微處理器。（2）在時(shí)間上合并相似或相連的操作。如同時(shí)分析多個(gè)血液

8、參數(shù)的醫(yī)療診斷儀。 22例5-1 螺釘集成結(jié)構(gòu)23例5-2 支架組合結(jié)構(gòu)24例5-3 指甲刀整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（功能集中的組合設(shè)計(jì)方法）256多用性多面性、多功能使一個(gè)物體能完成多項(xiàng)功能,可以減少原設(shè)計(jì)中完成這些功能多個(gè)物體的數(shù)量。飛躍縫紉機(jī)具備縫紉、鎖眼、釘扣、縫拉鏈、撬邊、包縫、貼布繡等功能。 （36種縫紉把戲,800針/分的縫紉速度）267套裝嵌套構(gòu)成（1）將一個(gè)物體放在第二個(gè)物體中,將第二個(gè)物體放在第三個(gè)物體中,可進(jìn)行下去。 如套裝式油罐,內(nèi)罐裝粘度較高的油,外罐裝粘度較低的油。 （2）使一個(gè)物體穿過另一物體的空腔。如收音機(jī)伸縮式天線。278質(zhì)量補(bǔ)償（1）用另一個(gè)能產(chǎn)生提升力的物體補(bǔ)償?shù)谝粋€(gè)

9、物體的質(zhì)量。 如在圓木中注入發(fā)泡劑,使其更好地漂浮。（2）通過與環(huán)境相互作用產(chǎn)生空氣動(dòng)力或液體動(dòng)力的方法補(bǔ)償?shù)谝粋€(gè)物體的質(zhì)量。如船在航行過程中利用浮力使船身浮出水面,以減少阻力。289預(yù)加反作用事先對(duì)策預(yù)防（1）預(yù)先施加反作用。如緩沖器吸收能量,減少?zèng)_擊帶來的負(fù)面影響。（2）如果一物體處于或?qū)⑻幱谑芾鞝顟B(tài),預(yù)先增加壓力。如澆混凝土之前的預(yù)壓縮鋼筋。2910預(yù)操作事先對(duì)策預(yù)防（1）在操作開始前,使物體局部或全部產(chǎn)生所需的變化。 如預(yù)先涂上膠的壁紙 。（2）預(yù)先對(duì)物體進(jìn)行特殊安排,使其在時(shí)間上有準(zhǔn)備,或已處于易操作的位置。如灌裝生產(chǎn)線中使所有瓶口朝一個(gè)方向,以增加灌裝效率。 3011預(yù)補(bǔ)償事先對(duì)

10、策預(yù)防采用預(yù)先準(zhǔn)備好的應(yīng)急措施,補(bǔ)償物體相對(duì)較低的可靠性。如飛機(jī)上的降落傘。 31例11 汽車平安氣囊（Airbag） 3212等勢(shì)性等位性改變工作條件,使物體不需要被升高或降低。如與沖床工作臺(tái)高度相同的工件輸送帶,將沖好的零件輸送到另一工位。 33例12 汽車旋轉(zhuǎn)裝置 3413反向逆問題（1）將所規(guī)定的操作改為相反的操作。壓縮式空調(diào)器：美國(guó)礦山技術(shù)員多西從空氣變?yōu)閴嚎s氣過程中的發(fā)熱現(xiàn)象,推想壓縮空氣變?yōu)槌簹怏w應(yīng)該吸熱,能起制冷作用,創(chuàng)造了壓縮式空調(diào)器。 （2）使物體中的運(yùn)動(dòng)局部靜止,靜止局部運(yùn)動(dòng)。如使工件旋轉(zhuǎn),使刀具固定；扶梯運(yùn)動(dòng),乘客相對(duì)扶梯靜止。（3）使一個(gè)物體的位置顛倒。如將一個(gè)部件或機(jī)器總成翻轉(zhuǎn),以安裝緊固件。 35例13-1 凸輪機(jī)構(gòu)的球面位置變換36例13-2 并聯(lián)六桿機(jī)構(gòu)37例13-3 日本烤魚器原設(shè)計(jì)把熱源置于魚的下方,烤魚滴下的油產(chǎn)生油煙魚污漬污染空氣和盤子。將加熱用的電阻絲（熱源）放在魚的上方,克服了原缺點(diǎn)。可以這樣改進(jìn)是因?yàn)榭爵~器加熱空間狹小而且密封。3814曲面化（1）將直線或平面局部用曲線或曲面代替,立方形