TRIZ法的實(shí)踐應(yīng)用

TRIZ法的實(shí)踐應(yīng)用應(yīng)用舉例(一)：開(kāi)啟果殼分析：取杏仁時(shí)必須去殼，現(xiàn)用錘砸或用機(jī)械方式壓碎。制造性能好但產(chǎn)品的形狀不好。查39個(gè)通用工程參數(shù)，得出32〔可制造性〕和12〔形狀〕之間有技術(shù)矛盾。TRIZ法求解：查39×39矛盾矩陣，得出可用的創(chuàng)造創(chuàng)新原理為1〔分割與切割〕、28〔機(jī)械系統(tǒng)的替代〕、13〔反向〕和27〔用廉價(jià)而壽命短的替代昂貴而壽命長(zhǎng)的物體〕。分析改進(jìn)的具體技術(shù)方案：分割意味要把殼完全分開(kāi)，機(jī)械系統(tǒng)的替代意味要用另一種系統(tǒng)，反向意味應(yīng)從里向外加力。在密閉容器內(nèi)參加高壓空氣，突然降壓，杏仁內(nèi)的空氣膨脹，立刻翻開(kāi)杏仁殼。為了得到高壓，可用高壓空氣，也可加熱容器使氣壓升高。類(lèi)似的技術(shù)問(wèn)題：開(kāi)雞蛋殼，開(kāi)蠶豆殼，開(kāi)核桃。2TRIZ技術(shù)矛盾分析3通用工程參數(shù)運(yùn)動(dòng)物體重量靜止物體重量運(yùn)動(dòng)物體長(zhǎng)度形狀123121運(yùn)動(dòng)物體重量+15,8,29,34…2靜止物體重量+…3運(yùn)動(dòng)物體長(zhǎng)度8,15,29,34+…32可制造性………1,28,13,27矛盾解的得出1.分割與切割原理13.反向功能原理27.用廉價(jià)而壽命短的替代昂貴而壽命長(zhǎng)的物體28.

機(jī)械系統(tǒng)的替代4通用工程參數(shù)12形狀32可制造性1,28,13,27應(yīng)用舉例(二)：升降定位式燃?xì)庠?步驟一:分析問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)矛盾如下圖,家用燃?xì)庠罹吆湾伿且粋€(gè)小型技術(shù)系統(tǒng),在功能域?qū)用妫喝細(xì)馊紵a(chǎn)生熱量,熱量傳導(dǎo)到鍋和抵御外界干擾三項(xiàng)功能。在物理域?qū)用?由被加熱的鍋,支鍋的支架,燃燒火焰和燃燒器四局部組成。物理域的四大局部保證功能域的最優(yōu)實(shí)現(xiàn)。在現(xiàn)有燃?xì)庠钪?，燃?xì)獾娜紵话惚容^充分，不必做大的調(diào)整。而應(yīng)該在以下三個(gè)方面提出創(chuàng)新措施：1，由于鍋底的形狀和大小不同，鍋底接觸火焰的程度不同，影響加熱效率。2，并且家用燃?xì)庠钍且粋€(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)，外界環(huán)境氣流會(huì)影響火焰的穩(wěn)定性。3，外界環(huán)境氣流會(huì)帶走一局部燃燒熱。6步驟二：根據(jù)TRIZ法，表述矛盾第一對(duì)矛盾： 現(xiàn)有結(jié)構(gòu)鍋底與燃燒器的距離隨鍋底的尺寸和形狀不同而變，火焰不能以最優(yōu)的方式把熱量傳給鍋。查T(mén)RIZ，得到通用工程參數(shù)32〔可制造性〕和22〔能量損失〕之間構(gòu)成矛盾對(duì)。第二對(duì)矛盾： 燃?xì)庠畹幕鹧骈L(zhǎng)，外界氣流影響火焰的穩(wěn)定，造成系統(tǒng)對(duì)環(huán)境有害因素的高度敏感和火焰靜尺寸變化的矛盾。是通用工程參數(shù)30〔物體外部有害因素作用的敏感性〕和4〔靜止物體的長(zhǎng)度〕之間的矛盾。第三對(duì)矛盾：燃?xì)庠钍情_(kāi)放的技術(shù)系統(tǒng)，環(huán)境里空氣會(huì)與系統(tǒng)內(nèi)熱氣進(jìn)行交換帶走熱量。從而構(gòu)成35〔適應(yīng)性及多樣性〕和22〔能量損失〕的矛盾。7步驟三：對(duì)照工具，得出解法第一對(duì)矛盾：查矛盾矩陣，得到解決矛盾的創(chuàng)造創(chuàng)新原理是19〔周期性作用原理〕和35〔參數(shù)變化〕。兩個(gè)創(chuàng)造創(chuàng)新原理結(jié)合一起思考，可以得到鍋底與燃燒器之間應(yīng)該解決尺寸周期性變化時(shí)保持穩(wěn)定距離的問(wèn)題。8通用工程參數(shù)運(yùn)動(dòng)物體重量靜止物體重量運(yùn)動(dòng)物體長(zhǎng)度能量損失123221運(yùn)動(dòng)物體重量+15,8,29,34…2靜止物體重量+…3運(yùn)動(dòng)物體長(zhǎng)度8,15,29,34+…32可制造性………19，35步驟三：對(duì)照工具，得出解法第二對(duì)矛盾： 查矛盾矩陣，對(duì)應(yīng)解決矛盾的創(chuàng)造創(chuàng)新原理為1〔分割與切割〕和18〔利用機(jī)械振動(dòng)〕。分割與切割的原理在這里理解為把火焰分為細(xì)小區(qū)域，利用機(jī)械振動(dòng)在此不適合。9通用工程參數(shù)運(yùn)動(dòng)物體重量靜止物體重量運(yùn)動(dòng)物體長(zhǎng)度靜止物體長(zhǎng)度12341運(yùn)動(dòng)物體重量+15,8,29,34…2靜止物體重量+…3運(yùn)動(dòng)物體長(zhǎng)度8,15,29,34+…30物體外部有害因素作用的敏感性………1，18步驟三：對(duì)照工具，得出解法第三對(duì)矛盾： 查矛盾矩陣，所示的解決矛盾的創(chuàng)造創(chuàng)新原理編號(hào)18、15、1,分別是利用機(jī)械振動(dòng)、動(dòng)態(tài)化和分割與切割。利用機(jī)械振動(dòng)在此不適合，分割與切割可以把燃?xì)庠钕到y(tǒng)和外界環(huán)境別離開(kāi)來(lái)，而且應(yīng)該是動(dòng)態(tài)可變的。10通用工程參數(shù)運(yùn)動(dòng)物體重量靜止物體重量運(yùn)動(dòng)物體長(zhǎng)度能量損失123221運(yùn)動(dòng)物體重量+15,8,29,34…2靜止物體重量+…3運(yùn)動(dòng)物體長(zhǎng)度8,15,29,34+…35適應(yīng)性及多樣性………1,15,18步驟四:針對(duì)問(wèn)題，構(gòu)思設(shè)計(jì)解決第一對(duì)矛盾。采用創(chuàng)造創(chuàng)新原理19和35的組合，隨鍋底尺寸和形狀的變動(dòng)，鍋底與火焰的距離根本不變。采用支架可移動(dòng)或者火焰可移動(dòng)的方法。本例的創(chuàng)造專(zhuān)利采用了燃燒器可隨鍋底升降的方法。解決第二對(duì)矛盾，應(yīng)把火焰分割成細(xì)小區(qū)域，增加穩(wěn)定性。用陶瓷紅外燃料器代替普通燃燒器噴頭，設(shè)置幾十個(gè)小孔為燃燒孔，燃燒充分穩(wěn)定。解決第三對(duì)矛盾，在支架上設(shè)置金屬保溫圈罩，隨鍋底變化可取用不同大小的保溫圈罩。本例考慮操作方便，只采用了一件保溫圈罩。11效果分析通過(guò)以上分析可知，長(zhǎng)期努力得到的家用燃?xì)庠畹母倪M(jìn)與短期采用TRIZ法得到的結(jié)果一致。而且還可以看出，TRIZ還提供了不同的改進(jìn)方案，可以采用支架隨鍋底上下升降的方案；也可以采用保溫圈罩設(shè)計(jì)成動(dòng)態(tài)變形的方式。提供了進(jìn)一步改進(jìn)的思路。12評(píng)價(jià)升降式燃?xì)庠罹叩脑O(shè)計(jì)符合公理設(shè)計(jì)的第一公理，即獨(dú)立公理。功能要求和設(shè)計(jì)要素實(shí)現(xiàn)了一一對(duì)應(yīng)。A〕保證燃燒穩(wěn)定。應(yīng)用蜂窩狀紅外燃燒器。該燃燒器由陶瓷塊拼接而成，每塊上有假設(shè)干通孔，火焰分割成細(xì)小狀態(tài)。B〕保證鍋底到火焰器的距離。應(yīng)用可升降式的燃燒器，用杠桿重錘組合動(dòng)作，用定距U環(huán)控制。C〕減少環(huán)境干擾。應(yīng)用一定型面的保溫圈，分割燃燒系統(tǒng)和環(huán)境，到達(dá)提高鍋底吸熱量。本設(shè)計(jì)是否到達(dá)公理設(shè)計(jì)的第二條公理，即最小信息公理，有待進(jìn)一步探索，意味著還有進(jìn)一步提高的可能性。本創(chuàng)新原理圖只完成了普適性設(shè)計(jì)方法中的第二步即方案設(shè)計(jì)。尚有整體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)沒(méi)有進(jìn)行，對(duì)下面的設(shè)計(jì)工作，采用普適性設(shè)計(jì)方法會(huì)收到較好的效果。13應(yīng)用舉例〔三〕：防彈衣纖維織成的防彈衣用于保護(hù)執(zhí)法人員和軍事人員免于遭受手槍子彈的襲擊。纖維織成的防彈衣由于有多層纖維結(jié)構(gòu)層，具有層疊式結(jié)構(gòu)。纖維在結(jié)構(gòu)層內(nèi)相互以適當(dāng)?shù)慕嵌榷ㄏ蚺帕?。為了使纖維織成的防彈衣具有足夠的防護(hù)能力，這種防彈衣必須具有足夠的厚度，增加防彈衣的厚度會(huì)使其重量增加，靈活性降低。此外，使用這種厚厚的防彈衣的人員也不能充分通風(fēng)。換句話(huà)說(shuō)，較厚的防彈衣穿著時(shí)不太方便。由此定義技術(shù)矛盾：增加運(yùn)動(dòng)物體的長(zhǎng)度〔防彈衣的厚度〕會(huì)降低操作流程的方便性〔防彈衣的舒適性〕。通過(guò)查詢(xún)39X39矛盾矩陣，得知可能的解集是M3-33=[15，29，35，4]四個(gè)創(chuàng)造創(chuàng)新原理。應(yīng)用第4號(hào)增加不對(duì)稱(chēng)性原理，將物體的對(duì)稱(chēng)形式變?yōu)椴粚?duì)稱(chēng)形式。使防彈衣的纖維呈不對(duì)稱(chēng)定向排列。每層纖維以相對(duì)于前一層作20°～70°范圍的不同角度旋轉(zhuǎn)，將纖維織各層間制造成定向轉(zhuǎn)動(dòng)的排列形式。沿子彈飛行方向排列的大局部纖維可以確保防彈衣在受子彈沖擊的方向具有更高的強(qiáng)度。防彈衣的厚度和重量減小了。通過(guò)減小防彈衣的厚度提高了其舒適性，同時(shí)不會(huì)降低防彈衣的保護(hù)效果。14應(yīng)用舉例(四)：鈑金件零件圖a所示為某一鈑金件零件圖，在折彎前其展開(kāi)圖如圖b所示。折彎加工時(shí)，由于拐角處會(huì)產(chǎn)生局部的塑性變形，其尺寸〔H-P〕很難保證。應(yīng)用TRIZ法，分析找出該技術(shù)矛盾的一對(duì)工程參數(shù)，由矛盾矩陣找出解決問(wèn)題的相應(yīng)創(chuàng)造創(chuàng)新原理，再求具體解。15問(wèn)題分析1.首先考慮到該鈑金件的形狀是其重要的工程特征，對(duì)照39個(gè)通用工程參數(shù)，其序號(hào)為12。又在折彎加工過(guò)程中，由于變形尺寸不易保證，其通用工程參數(shù)為32號(hào)，即可制造性。2.第12和第32通用工程參數(shù)構(gòu)本錢(qián)問(wèn)題的一對(duì)技術(shù)矛盾，在矛盾矩陣中找到第12行第32列矩陣元素，得M13-32=[1,17,32,28],其相應(yīng)的創(chuàng)造創(chuàng)新原理分別為1號(hào)分割與切割、17號(hào)維數(shù)變化、32號(hào)顏色變化、28號(hào)機(jī)械系統(tǒng)替代。3.分析該工程實(shí)際問(wèn)題，第32號(hào)和第28號(hào)創(chuàng)造創(chuàng)新原理與本問(wèn)題無(wú)關(guān)，擬采用1號(hào)和17號(hào)創(chuàng)造創(chuàng)新原理來(lái)解決本問(wèn)題。4.如圖c所示，通過(guò)局部切除局部材料的方法，對(duì)鈑金件展開(kāi)圖拐角處切割一個(gè)斜槽，防止折彎過(guò)程中拐角處材料塑性變形所導(dǎo)致的尺寸精度的變化，以此解決了本問(wèn)題的技術(shù)矛盾。16應(yīng)用舉例(四):熱水器管聯(lián)接1.分析問(wèn)題家用電加熱熱水器中常用管子與管接頭聯(lián)接,兩者頭局部別加工成螺紋,用生料作為螺紋聯(lián)接的填充材料進(jìn)行密封。熱水器經(jīng)常用與不用,生料溫度隨水溫經(jīng)常變化,導(dǎo)致生料老化失效。為了改善性能,可采用增加生料用量和加大管子與管接頭的旋入程度,或者提高螺紋尺寸的精度來(lái)解決。但會(huì)造成其他常見(jiàn)的失效形式,如管接頭開(kāi)裂等。2.TRIZ法解決問(wèn)題提取通用工程參數(shù),組建矛盾對(duì),搜索解決矛盾的創(chuàng)造創(chuàng)新原理。參照TRIZ提出的39個(gè)通用工程參數(shù),可靠性(編號(hào)為27),裝置的復(fù)雜(編號(hào)為36),兩者之間構(gòu)成矛盾,即采取現(xiàn)有措施,可靠性即密封性能提高的同時(shí)帶來(lái)了系統(tǒng)復(fù)雜程度的提高。對(duì)照TRIZ給出的矛盾矩陣表,在27行36列的格子中,找到解決矛盾的創(chuàng)造創(chuàng)新原理M27-36=[13,35,1],即13(反向),35(參數(shù)變化)和1(分割與切割)。17應(yīng)用舉例(五):熱水器管聯(lián)接3.創(chuàng)造創(chuàng)新原理的篩選和具體化原理13和原理1都很難使用到本問(wèn)題中去.擬采用原理35,改變參數(shù)是指幾何、化學(xué)和物理參數(shù)的變化。工程技術(shù)人員搜索自身頭腦中的已有知識(shí),認(rèn)為幾何參數(shù)的變化是指采用不同的螺紋,甚至于在管子與管接頭端部取消螺紋；化學(xué)和物理學(xué)上的參數(shù)變化可采用其它材料和塑料管件。4.效果本方法已由美國(guó)Shmith公司在其生產(chǎn)的電加熱熱水器中采用,在中國(guó)維修時(shí)可見(jiàn)到.本方法還有個(gè)附加優(yōu)點(diǎn),即省去了傳統(tǒng)方法必需有的活接頭,進(jìn)一步降低了本錢(qián)。18解決方案如下圖：用金屬制成電加熱套,通電加熱到某溫度,傳感器工作切斷電流。人工把塑料管子和彎頭插入加熱套兩端1～2s,管件受熱面塑料熔化成厚糊狀,拔出管件,立即把管子與彎頭相互插入對(duì)接成整體。19應(yīng)用舉例(六)：去除飛機(jī)跑道上的積雪分析問(wèn)題：下大雪后，要及時(shí)去除飛機(jī)跑道上的積雪。傳統(tǒng)上消除道路上的積雪可采用加助融劑的方法，但此法不適于飛機(jī)跑道，因?yàn)檠┤诨蟮乃謺?huì)對(duì)飛機(jī)在跑道上的行駛平安構(gòu)成威脅?？梢匀缫韵聢D所示，用裝在汽車(chē)上的強(qiáng)力鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的空氣流來(lái)驅(qū)趕積雪。但積雪量大的時(shí)候效果并不明顯，必須加大氣流的流量和壓力，需要大的動(dòng)力?，F(xiàn)如何解決此技術(shù)難題。20解決方案TRIZ法提供了40條創(chuàng)造創(chuàng)新原理。可以不強(qiáng)求構(gòu)造矛盾對(duì)，而直接從40條創(chuàng)造創(chuàng)新原理中尋找答案。聯(lián)想比較目前經(jīng)常見(jiàn)到的鏟除物件的方法，如用沖擊鉆開(kāi)挖馬路路面，用嘴突然吹氣去除理發(fā)后留在頸項(xiàng)上的頭發(fā)，用手拍打地毯去除地毯中的灰塵，可采用40條創(chuàng)造創(chuàng)新原理中的第19條“周期性作用原理”來(lái)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。只要在鼓風(fēng)機(jī)上加裝脈沖裝置，使空氣按脈沖方式噴出，就能有效地把積雪吹離跑道。還可以?xún)?yōu)化選用最正確的脈沖頻率、空氣壓力和流量。工程實(shí)際證明，脈沖氣流除雪效率是連續(xù)氣流除雪的兩倍。21應(yīng)用舉例(七)：TRIZ開(kāi)口扳手改進(jìn)設(shè)計(jì)右圖是一種開(kāi)口扳手的示意圖。圖中扳手在外力的作用下擰緊或松開(kāi)一個(gè)六角螺母或螺釘。由于螺母或螺釘?shù)氖芰械絻蓷l棱邊，容易產(chǎn)生變形，而使螺母或螺釘擰緊或松開(kāi)困難。為了解決這一問(wèn)題，就必須減少扳手開(kāi)口與螺母?jìng)?cè)面之間的間隙，甚至到達(dá)零間隙。這就要求提高螺母和扳手開(kāi)口的尺寸精度，給螺母和扳手的制造帶來(lái)困難。22解決方案首先從39個(gè)通用工程參數(shù)中選擇并確定技術(shù)矛盾的一對(duì)特性參數(shù)：質(zhì)量提高的參數(shù)：物體產(chǎn)生的有害因素〔No.31〕變小，即不會(huì)壓壞棱邊。帶來(lái)負(fù)面影響的參數(shù)：可制造性〔No.32〕變差，即要求扳手與螺母?jìng)?cè)邊無(wú)間隙。由矛盾矩陣確定可用創(chuàng)造創(chuàng)新原理M31-32=[4,17,34,26],即：No.4不對(duì)稱(chēng)No.17維數(shù)變化No.34拋棄和修復(fù)No.26復(fù)制對(duì)No.17及No.4兩條創(chuàng)造創(chuàng)新原理的分析說(shuō)明，扳手工作面的一些點(diǎn)要與螺母/螺釘?shù)膫?cè)面接觸，而不是與其棱邊接觸，就可解決該矛盾。23實(shí)際應(yīng)用圖為美國(guó)專(zhuān)利USPatent5,406,868，該設(shè)計(jì)于1995年在美國(guó)獲得了專(zhuān)利。圖片雖不清晰，但完全可以明白其原理。24應(yīng)用舉例(八)：信封開(kāi)封設(shè)計(jì)應(yīng)用背景：文具店出售信封的樣式如以下圖，不同大小和格式的信件或文檔有與之相匹配的信封。大頁(yè)面的文件可用比其稍大些的信封封裝以便拆開(kāi)。人們往往認(rèn)為撕開(kāi)膠粘的信封是很快捷方便的，但是，這種方法通常會(huì)把信封內(nèi)的文件撕壞或使信封開(kāi)口變粗糙。如果借助某種輔助工具在剪開(kāi)前抖動(dòng)信封，就可既不損壞文件又獲得好看的開(kāi)口。但是，該方法給用戶(hù)帶來(lái)了不便。因此，設(shè)計(jì)一種能又快又可靠地拆開(kāi)的信封很有必要。25問(wèn)題分析1.問(wèn)題描述：怎樣用最少的時(shí)間平安快捷地取出信封內(nèi)的文件或資料。2.解決思路和關(guān)鍵步驟：節(jié)約拆信時(shí)間與降低拆信的可靠性之間的矛盾，該矛盾是時(shí)間節(jié)約導(dǎo)致拆信可靠性下降，查矛盾矩陣表得M25-27=[10,30,4],即以下創(chuàng)造創(chuàng)新原理：10：預(yù)加作用；30：采用柔性殼體或薄膜；4：不對(duì)稱(chēng)性；3.在上述三個(gè)原理中，重點(diǎn)考慮前兩個(gè)原理。A.創(chuàng)造創(chuàng)新原理10建議：1．預(yù)置必要的動(dòng)作、功能；2．預(yù)先在方便的位置安置相關(guān)設(shè)備，使其在需要的時(shí)候及時(shí)發(fā)揮作用而不浪費(fèi)時(shí)間；B.創(chuàng)造創(chuàng)新原理30建議：1．使用柔性殼體或薄膜替代傳統(tǒng)的三維結(jié)構(gòu)；2．使用柔性殼體或薄膜，將物體與環(huán)境隔離；26實(shí)際設(shè)計(jì)方案根據(jù)創(chuàng)造創(chuàng)新原理10和創(chuàng)造創(chuàng)新原理30建議的信封設(shè)計(jì)是通過(guò)封裝前于封蓋下放置拆封線(xiàn)或拆封條來(lái)實(shí)現(xiàn)。該方案已申報(bào)美國(guó)專(zhuān)利，如下圖。27應(yīng)用舉例〔九〕：飛機(jī)機(jī)翼的變革應(yīng)用背景：早期的飛機(jī)機(jī)翼都是平直的。最初是矩形機(jī)翼，很容易制作。但由于其翼端寬，會(huì)給飛機(jī)帶來(lái)阻力，嚴(yán)重地影響了飛機(jī)的飛行速度。之后開(kāi)發(fā)出梯形翼，大大增加了飛機(jī)速度。然后，西方興旺國(guó)家的噴氣式飛機(jī)先后上天。飛機(jī)開(kāi)始進(jìn)入噴氣式時(shí)代，其飛行速度迅速提高，很快接近音速。機(jī)翼上出現(xiàn)“激波”，使機(jī)翼外表的空氣壓力發(fā)生變化。但是同時(shí)飛機(jī)阻力驟然劇增，比低速飛行時(shí)大十幾倍甚至幾十倍，這就是所謂的“音障”。為了突破“音障”，許多國(guó)家都在研制新型機(jī)翼。德國(guó)人發(fā)現(xiàn)，把機(jī)翼做成向后掠的形式，像燕子的翅膀一樣，可以延遲“激波”的產(chǎn)生，緩和飛機(jī)接近音速時(shí)的不穩(wěn)定現(xiàn)象。但是，向后掠的機(jī)翼比不向后掠的平直機(jī)翼，在同樣的條件下產(chǎn)生的升力小，這對(duì)飛機(jī)的起飛、著陸和巡航都帶來(lái)了不利的影響，浪費(fèi)了很多燃料。能否設(shè)計(jì)一種適應(yīng)各種飛行速度，具有快慢兼顧特點(diǎn)的機(jī)翼呢？這成為當(dāng)時(shí)航空界面臨的最大課題。28問(wèn)題分析如何使用技術(shù)矛盾來(lái)分析該問(wèn)題：速度提高和運(yùn)動(dòng)物體能耗增加之間的矛盾M9-19=[8,15,35,38]。綜合考慮后，選擇以下兩條創(chuàng)造創(chuàng)新原理：原理15：動(dòng)態(tài)化原理35：參數(shù)變化改變飛機(jī)的飛行形態(tài)，既在不同的飛行狀態(tài)下得到不同的氣動(dòng)外形，可以在很大程度上節(jié)約不必要的能耗。根據(jù)原理35物體的參數(shù)變化結(jié)合原理15動(dòng)態(tài)性給出的啟示，將飛機(jī)的機(jī)翼做成活動(dòng)部件。起飛和降落過(guò)程中使用平直翼，在低速飛行中可得到較大的升力，從而縮短跑道的長(zhǎng)度，借此節(jié)約了能量；而高速飛行過(guò)程使用三角翼可以輕易地突破音障，減輕機(jī)翼的受力，提高飛機(jī)在高速飛行強(qiáng)度，也降低了能量的消耗。29變后掠翼戰(zhàn)斗機(jī)實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)成功了這種在當(dāng)時(shí)是新型的F111變后掠翼戰(zhàn)斗轟炸機(jī)，這是世界是第一架應(yīng)用變后掠翼設(shè)計(jì)思想的飛機(jī)，而世界戰(zhàn)機(jī)家族又多了“變后掠翼戰(zhàn)斗機(jī)”這個(gè)新成員。30F111戰(zhàn)斗機(jī)處在起飛階段，機(jī)翼呈平直狀，獲得較大的升力，良好的低速特性，從而有效地解決了飛機(jī)在低速度狀態(tài)下速度與能量之間的矛盾。變后掠翼戰(zhàn)斗機(jī)F111在云層之上高速飛行，兩翼后掠減小阻力，從而減小了能耗，延遲“激波”的產(chǎn)生，緩和飛機(jī)接近音速時(shí)的不穩(wěn)定現(xiàn)象，使飛機(jī)能夠到達(dá)更高的速度。該飛機(jī)可在不同的速度之下采用不同的后掠角，以適應(yīng)當(dāng)前的飛行速度。31應(yīng)用舉例〔十〕失重狀態(tài)下的錘子應(yīng)用背景：許多設(shè)備在太空失重狀態(tài)下無(wú)法正常工作或根本無(wú)法工作。例如：我們?cè)诘孛嫔鲜褂缅N子時(shí)，其重量會(huì)抵消打擊后可能的反彈；而在太空中，由于沒(méi)有重力，發(fā)生碰撞后，錘子會(huì)以非常危險(xiǎn)的速度反彈向使用者的頭部?，F(xiàn)設(shè)計(jì)能夠在太空中使用的錘子。首先，定義技術(shù)矛盾。這里要改善的參數(shù)是錘子產(chǎn)生的沖擊力〔力〕，而惡化的參數(shù)是很可能傷人的錘子的反彈作用〔物體產(chǎn)生的有害因素〕。轉(zhuǎn)化為由39個(gè)通用工程參數(shù)描述的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)矛盾，即為力與物體產(chǎn)生的有害因素之間的矛盾。32問(wèn)題分析查矛盾矩陣后得到M10-31=［13，3，36，24］,即：13：反向作用原理a、用相反的動(dòng)作代替問(wèn)題定義中所規(guī)定的動(dòng)作;b、使物體或外部介質(zhì)的活動(dòng)局部成為不動(dòng)的，而使不動(dòng)的成為可動(dòng)的．c．將物體上下或內(nèi)外顛倒．3：局部質(zhì)量原理a．從物體或外部介質(zhì)(外部作用)的一致結(jié)構(gòu)過(guò)渡到不一致結(jié)構(gòu)。b．物體的不同局部應(yīng)當(dāng)具有不同的功能c．物體的每一局部均應(yīng)具備最適于它工作的條件。36：應(yīng)用相變過(guò)程原理利用物質(zhì)相變時(shí)產(chǎn)生的某種效應(yīng)。如體積改變，吸熱或放熱。24：借助中介質(zhì)原理a．使用中介物質(zhì)實(shí)現(xiàn)所需動(dòng)作；b．把一物體與另一容易去除的物體暫時(shí)結(jié)合。33解決方案分析以上創(chuàng)造創(chuàng)新原理24、3、36、13，可以改變錘子的局部結(jié)構(gòu)，在錘子的局部引入一種和錘子〔固態(tài)〕相比具有不同物態(tài)的中介物，利用該中介物在錘子沖擊時(shí)產(chǎn)生的反向作用抵消錘子的反彈。綜合應(yīng)用各個(gè)創(chuàng)造創(chuàng)新原理的啟示，設(shè)計(jì)一種中空的錘子，將一種高密度的流散狀中介物置于錘子的空腔內(nèi)，該中介物在錘子下落時(shí)位于錘子空腔的頂部；沖擊的瞬間，中介物下落產(chǎn)生的慣性力將抵消錘子的反彈力。用水銀注于空腔中可能是不錯(cuò)的解決方案，考慮到水銀具有毒性，不適合民用，用細(xì)鐵砂作為中介物就是工程中的實(shí)用方案。34應(yīng)用舉例〔十一〕：消防服的改進(jìn)應(yīng)用背景：過(guò)去，消防員用他們的大胡子過(guò)濾濃煙，用他們裸露的雙手和耳朵感覺(jué)溫度。今天，消防員有了特殊的，可以保護(hù)他們可以在火災(zāi)區(qū)工作更長(zhǎng)時(shí)間的專(zhuān)用消防裝置；但是另一方面，這又阻礙了消防員及時(shí)覺(jué)察火焰所產(chǎn)生的強(qiáng)烈而危險(xiǎn)的熱。專(zhuān)用消防裝備，如消防夾克，雖然可以防火隔熱，但是如果火區(qū)溫度過(guò)高，超過(guò)消防夾克所能承受的極限，消防員的身體會(huì)被高溫灼傷。此外，消防員的身體還有可能被高溫的水蒸氣灼傷，有可能被濃煙熏倒甚至喪失生命。為了保護(hù)消防員，創(chuàng)造了溫度探測(cè)器，該系統(tǒng)可以探測(cè)溫度，并且在溫度過(guò)高時(shí)發(fā)出警報(bào)，然而，現(xiàn)在市場(chǎng)上買(mǎi)的到的溫度探測(cè)器太沉，體積大，不夠靈敏或探測(cè)的溫度不夠準(zhǔn)確，而且，一個(gè)探測(cè)器只能探測(cè)某一部位的溫度，不能全面而準(zhǔn)確的報(bào)告內(nèi)衣上的溫度。同樣，濕度探測(cè)器可以探測(cè)濕度，當(dāng)空氣水蒸氣過(guò)多，造成傷害時(shí)，探測(cè)器將報(bào)警。但在應(yīng)用中，也存在同溫度探測(cè)器一樣的問(wèn)題。351．技術(shù)矛盾解決思路應(yīng)用TRIZ法原理，根據(jù)TRIZ法的39個(gè)通用工程參數(shù)分析，得到兩組技術(shù)矛盾：提高測(cè)定精度，但增加了系統(tǒng)的質(zhì)量；提高測(cè)定精度，但增大了系統(tǒng)的體積。分別對(duì)這兩組技術(shù)矛盾運(yùn)用技術(shù)矛盾解決矩陣，得到創(chuàng)造創(chuàng)新原理提示以開(kāi)拓思路?！?〕提高測(cè)定精度，但增加了系統(tǒng)的質(zhì)量。矛盾矩陣：M28,2=[28,35,25,26]，即以下創(chuàng)造創(chuàng)新原理：原理28：機(jī)械系統(tǒng)替代原理；原理35：參數(shù)變化原理；原理25：自效勞原理；原理26：復(fù)制原理?！?〕提高測(cè)定精度，但增大了系統(tǒng)的體積。矛盾矩陣：M28,7=[32,13,6]，即以下創(chuàng)造創(chuàng)新原理：原理32：顏色變化原理；原理13：反向功能原理；原理6：通用原理；362．物理矛盾解決思路應(yīng)用TRIZ理論的別離原那么。別離原那么包含兩個(gè)方面：〔1〕時(shí)間別離不是任何時(shí)刻都需要探測(cè)系統(tǒng)，在不很重要或不很關(guān)鍵的時(shí)候，無(wú)需使用探測(cè)系統(tǒng)，探測(cè)系統(tǒng)的使用取決于外部條件?！?〕空間別離針對(duì)實(shí)際問(wèn)題來(lái)進(jìn)行不同分析：探測(cè)系統(tǒng)應(yīng)該能夠被分成幾個(gè)局部，不同的局部有不同的設(shè)計(jì)使用方法，故解決方案也不相同。373.最終解決方案〔1〕針對(duì)探測(cè)器的技術(shù)矛盾，應(yīng)用了創(chuàng)造創(chuàng)新原理28和6。應(yīng)用創(chuàng)造創(chuàng)新原理28：在消防夾克上安裝能發(fā)送信息給中央處理器的無(wú)線(xiàn)傳感器。這樣，只需一個(gè)電池和報(bào)警器即能滿(mǎn)足要求。應(yīng)用創(chuàng)造創(chuàng)新原理6：溫度探測(cè)，濕度探測(cè)和當(dāng)危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)〔如被濃煙熏倒〕報(bào)警的功能分別由不同的探測(cè)器完成，把不同功能的探測(cè)器合并成一臺(tái)綜合探測(cè)器。通過(guò)金屬線(xiàn)把各探測(cè)器內(nèi)部的傳感器相互連接起來(lái)，這些傳感器通過(guò)金屬線(xiàn)連接到中央處理單元?！?〕解決探測(cè)器的物理矛盾，應(yīng)用了別離原那么：把探測(cè)器中較沉重的局部〔電池/報(bào)警器〕設(shè)計(jì)為可移動(dòng)，可卸載，而較輕的傳感器縫在夾克里。信息由無(wú)線(xiàn)傳感器發(fā)送。結(jié)論：應(yīng)用以上兩個(gè)創(chuàng)造創(chuàng)新原理和別離原那么，最終得到解決方案并已形成產(chǎn)品，這就是聰明夾克。它功能齊全，并且重量輕、易于攜帶、探測(cè)準(zhǔn)確，有效保護(hù)了消防員的人身平安，且不阻礙消防員的活動(dòng)。38應(yīng)用舉例〔十二〕：免充氣空心輪胎應(yīng)用背景：徐州有位創(chuàng)造家通過(guò)觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的自行車(chē)、殘疾人用車(chē)的輪胎都必須時(shí)常充氣；而一旦輪胎被意外戳破或刮破，就必須立即修補(bǔ)和充氣，給日常生活帶了不便和煩惱。那用實(shí)心輪胎能解決這個(gè)問(wèn)題嗎？確實(shí)可以。但實(shí)心輪胎如同飛機(jī)起落架輪胎一樣，不僅造價(jià)貴，還十分笨重。于是，該創(chuàng)造家想：能否創(chuàng)造一種既不需要充氣，又能在一定承重條件下保持較大彈性的輪胎呢？用TRIZ法來(lái)嘗試一下。對(duì)照39個(gè)通用工程參數(shù)，采用實(shí)心輪胎時(shí)參數(shù)27可靠性得到改善，而由于采取實(shí)心輪胎導(dǎo)致參數(shù)1運(yùn)動(dòng)物體的重量的惡化。特性參數(shù)27和特性參數(shù)1之間構(gòu)成矛盾對(duì)。通過(guò)查詢(xún)附錄A技術(shù)矛盾矩陣表得M27-1=[3,8,10,40]，對(duì)應(yīng)的創(chuàng)造創(chuàng)新原理為：原理3：局部質(zhì)量原理；原理8：質(zhì)量補(bǔ)償原理；原理10：預(yù)加作用原理；原理40：應(yīng)用復(fù)合材料原理。39問(wèn)題分析對(duì)照這四條創(chuàng)造創(chuàng)新原理，可以構(gòu)思出免充氣輪胎的方案。首先取消內(nèi)胎，只用外胎。在具體設(shè)計(jì)制造時(shí)，先用鋼絲包裹橡膠做成一個(gè)環(huán)形的框架，從框架的徑向截面看，是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。在該環(huán)形框架外表再敷一層較厚的橡膠外胎層，就成為一只免充氣輪胎。采用鋼絲包裹橡膠符合原理40〔應(yīng)用復(fù)合材料〕。在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，質(zhì)量即鋼絲和橡膠只分布在網(wǎng)狀的網(wǎng)線(xiàn)上，網(wǎng)線(xiàn)間的孔是空白的，符合原理3〔局部質(zhì)量〕。同時(shí)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)線(xiàn)的布置以考慮能使輪胎承受壓力為主，符合原理8〔質(zhì)量補(bǔ)償〕和10〔預(yù)加作用〕。40實(shí)際產(chǎn)品圖中三種輪胎，分別為充氣輪胎、實(shí)心輪胎和免充氣輪胎。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明，免充氣自行車(chē)輪胎的壽命可超過(guò)充氣輪胎。在免充氣的自行車(chē)輪胎上扎假設(shè)干小孔，根本不影響其正常工作。目前產(chǎn)品已經(jīng)行銷(xiāo)海內(nèi)外。41A充氣輪胎B實(shí)心輪胎C免充氣輪胎應(yīng)用舉例〔十三〕：折疊嵌套拖鞋與折疊方桌應(yīng)用背景：經(jīng)常出差、旅行的人們，希望能自帶一雙合腳的拖鞋，但由于拖鞋形狀的問(wèn)題，放置于旅行箱很占地方。利用TRIZ法，來(lái)考慮一種簡(jiǎn)單的解決方法。需要改善的通用工程參數(shù)是8靜止物體的體積，即拖鞋的體積要小。會(huì)損害的通用工程參數(shù)為12物體的形狀。查附錄A技術(shù)矛盾解決矩陣表得到解決方法M8-12=[7,2,35]，即創(chuàng)造創(chuàng)新原理：原理7：嵌套原理；原理2：別離與分開(kāi)原理；原理35：參數(shù)變化原理。嘗試原理7。根據(jù)該原理，考慮讓拖鞋突出局部嵌套進(jìn)拖鞋主體局部即鞋底。42解決方案：圖為日本某設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的便攜拖鞋。在組裝之前，拖鞋與普通鞋墊沒(méi)什么區(qū)別，可以很方便的塞進(jìn)旅行箱，帶上五六雙也沒(méi)有問(wèn)題。在使用時(shí)，只要將兩頭微微翹起的環(huán)狀邊緣向內(nèi)拉起并扣在一起，一雙漂亮的拖鞋就瞬間現(xiàn)身了。43折疊嵌套方桌同樣，可以設(shè)計(jì)出方便攜帶與存放的折疊嵌套桌，如圖。44應(yīng)用舉例〔十四〕：醫(yī)藥箱版瑞士軍刀應(yīng)用背景：瑞士軍刀利用的是合并、折疊嵌套的多用途設(shè)計(jì)理念，對(duì)應(yīng)40條創(chuàng)造創(chuàng)新原理的第5條“合并原理”和第7條“嵌套原理”。同理，可以設(shè)計(jì)一套新型的緊急醫(yī)療用“瑞士軍刀”，如下圖。只要將其部件一一翻開(kāi)，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)這原來(lái)是一款微型醫(yī)藥箱——?jiǎng)?chuàng)可貼、急救藥丸、消毒噴霧和哨子，小小的空間一點(diǎn)也不浪費(fèi)，滿(mǎn)滿(mǎn)當(dāng)當(dāng)。正如依據(jù)該設(shè)計(jì)生產(chǎn)出的產(chǎn)品廣告中所寫(xiě)：“移除的是刀光劍影的鋒利，留下的是滿(mǎn)滿(mǎn)的愛(ài)與和平”。45醫(yī)藥箱版瑞士軍刀46是不是很有創(chuàng)意應(yīng)用