7机械创新TRIZ理论.ppt

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1、五、物理冲突五、物理冲突n物物理理冲冲突突的的核核心心是是指指对对一一个个物物体体或或系系统统中中的的一一个个子子系系统统有相反的、矛盾的需求。有相反的、矛盾的需求。n如：安全气囊、飞机发动机罩。如：安全气囊、飞机发动机罩。n又又如如：飞飞机机的的机机翼翼应应有有大大的的面面积积以以便便起起飞飞与与降降落落，但但又又应较小以便高速飞行。应较小以便高速飞行。n侦侦察察机机应应飞飞行行得得很很快快，以以便便尽尽快快离离开开被被侦侦察察的的地地区区，但但在被侦察的地区上空又应飞行得很慢，以便多收集数据。在被侦察的地区上空又应飞行得很慢，以便多收集数据。2021/9/231n生活中也有很多物理冲突的例

2、子生活中也有很多物理冲突的例子。n软软件件应应容容易易使使用用，但但又又应应有有多多项项选选择择以以处处理理复复杂杂的的事事物。物。n相相对对于于技技术术冲冲突突，物物理理冲冲突突是是尖尖锐锐的的冲冲突突。但但设设计计中中如果能确定物理冲突，则较容易解决。如果能确定物理冲突，则较容易解决。n物物理理冲冲突突可可通通过过对对问问题题的的详详细细分分析析及及深深刻刻理理解解确确定定，也可通过对已有技术冲突的进一步分析确定。也可通过对已有技术冲突的进一步分析确定。2021/9/232六、技术冲突与物理冲突六、技术冲突与物理冲突n技技术术冲冲突突总总是是涉涉及及到到两两个个基基本本参参数数A与与B，当

3、当A得到改善时，得到改善时，B变得更差。变得更差。n物物理理冲冲突突仅仅涉涉及及系系统统中中的的一一个个子子系系统统或或部部件件，而对该子系统或部件提出了相反的要求。而对该子系统或部件提出了相反的要求。2021/9/233n往往技术冲突的存在隐含物理冲突的存在。往往技术冲突的存在隐含物理冲突的存在。n有时物理冲突的解比技术冲突更容易。有时物理冲突的解比技术冲突更容易。n从从技技术术冲冲突突出出发发确确定定物物理理冲冲突突的的核核心心是是确确定定另另一一参参数数或或物物体体，该该参参数数或或物物体体控控制制着着技技术术冲冲突突的两个参数的两个参数A与与B。2021/9/234n 例：例：n波波音

4、音公公司司改改进进737设设计计过过程程中中，出出现现的的一一个个技技术术冲冲突突为为：既既希希望望发发动动机机吸吸入入更更多多的的空空气气，又又不希望发动机罩与地面的距离减小。不希望发动机罩与地面的距离减小。n将该技术冲突转变为物理冲突：将该技术冲突转变为物理冲突：n发发动动机机罩罩的的直直径径应应该该加加大大，以以吸吸入入更更多多的的空空气气；但但机机罩罩直直径径又又不不能能加加大大，以以不不使使路路面面与与机机罩罩之之间的距离减小。间的距离减小。2021/9/235n冲冲突突广广泛泛存存在在于于产产品品设设计计之之中中，彻彻底底地地解解决决冲突是创新设计的核心。冲突是创新设计的核心。n冲

5、突的分类：技术冲突与物理冲突冲突的分类：技术冲突与物理冲突n用物质用物质-场分析方法确定冲突场分析方法确定冲突n设设计计人人员员如如能能发发现现待待设设计计产产品品或或已已有有产产品品中中的冲突，就完成了产品创新设计的关键步骤。的冲突，就完成了产品创新设计的关键步骤。2021/9/2364-6 技术冲突解决原理技术冲突解决原理n创创新新设设计计的的核核心心是是原原理理创创新新，原原理理创创新新的的关关键键是发现已有设计中存在的冲突，并解决冲突。是发现已有设计中存在的冲突，并解决冲突。n冲冲突突往往往往是是从从功功能能的的角角度度提提出出的的，解解决决冲冲突突首首先要提出新的效应及作用原理。先要

6、提出新的效应及作用原理。nTRIZ的的重重点点是是如如何何确确定定冲冲突突，特特别别是是提提出出解解决冲突的效应。决冲突的效应。2021/9/237为指导技术创新，研究人员总结前人发明创造的经验。为指导技术创新，研究人员总结前人发明创造的经验。这种经验分为两类：适用于本领域的经验这种经验分为两类：适用于本领域的经验 适用于不同领域的通用经验。适用于不同领域的通用经验。n第第一一类类经经验验主主要要由由本本领领域域的的专专家家、研研究究人人员员自自身身总总结结。这这些些经经验验对对指指导导本本领领域域的的产产品品创创新新有有一一定定的的参参考考意意义义，但对其它领域的创新指导意义不大。但对其它领

7、域的创新指导意义不大。n第第二二类类经经验验由由专专门门研研究究人人员员对对不不同同领领域域的的已已有有创创新新成成果果进进行行分分析析、总总结结，得得到到具具有有普普遍遍意意义义的的规规律律，这这些些规规律律对指导不同领域的产品创新都有重要参考价值。对指导不同领域的产品创新都有重要参考价值。2021/9/238n TRIZ的的技技术术冲冲突突解解决决原原理理属属于于第第二二类类经经验验，是是在在分分析析全世界大量专利的基础上提出的。全世界大量专利的基础上提出的。nTRIZ研究人员发现：研究人员发现：n在在以以往往不不同同领领域域的的发发明明中中所所用用到到的的规规则则并并不不多多，不不同同时

8、时代的发明，不同的领域的发明，这些规则反复被采用。代的发明，不同的领域的发明，这些规则反复被采用。n每每条条规规则则并并不不限限定定于于仅仅用用于于某某一一领领域域，融融合合了了物物理理的的、化化学学的的和和各各工工程程领领域域的的原原理理，适适用用于于不不同同领领域域的的发发明明创创造。造。2021/9/239 40条发明原理是条发明原理是TRIZ理论中关于问题（技术理论中关于问题（技术冲突）的解决原理，又称发明原理。冲突）的解决原理，又称发明原理。实实践践证证明明这这些些原原理理对对于于指指导导设设计计人人员员的的发发明明创造具有重要的作用。创造具有重要的作用。2021/9/2310一、发

9、明原理一、发明原理2021/9/23112021/9/23121分割分割（1）将一个物体分成相互独立的部分。）将一个物体分成相互独立的部分。n如用一辆卡车加拖车代替一辆载重量大的卡车。如用一辆卡车加拖车代替一辆载重量大的卡车。（2）使物体分成容易组装及拆卸的部分。）使物体分成容易组装及拆卸的部分。n 如组合夹具由多个零件拼装而成。如组合夹具由多个零件拼装而成。（3）增加物体相互独立部分的程度。）增加物体相互独立部分的程度。n如用百叶窗代替整体窗帘。如用百叶窗代替整体窗帘。2021/9/2313例例1 可拆卸铲斗唇缘设计可拆卸铲斗唇缘设计2021/9/2314分离（分开）分离（分开）抽出抽出（1

10、）将一个物体中的）将一个物体中的“干扰干扰”部分分离出去。部分分离出去。n将产生噪声的空调空气压缩机放于室外。n（2）将物体中的关键部分挑选或分离出来。）将物体中的关键部分挑选或分离出来。nVCD机：计算机中光驱和解码部分分离出来组合而成。2021/9/2315 例例2 被绑缚的人造卫星被绑缚的人造卫星可以使用同一个太空船操作几个位置的太空探测器吗？可以使用同一个太空船操作几个位置的太空探测器吗？2021/9/23163局部质量局部质量部分改变部分改变（1）将物体或环境的均匀结构变成不均匀结构。）将物体或环境的均匀结构变成不均匀结构。n如用变化中的压力或温度代替不变的压力、温度。如用变化中的压

11、力或温度代替不变的压力、温度。（2）使组成物体的不同部分完成不同的功能。）使组成物体的不同部分完成不同的功能。n如午餐盒、太空船。如午餐盒、太空船。（3）使组成物体的每一部分都最大限度地发挥作用。）使组成物体的每一部分都最大限度地发挥作用。n如带有起钉器的榔头如带有起钉器的榔头。n该原理在机械产品进化的过程中表现得非常明显。该原理在机械产品进化的过程中表现得非常明显。n如机器由零部件组成，每个零部件在机器中都应占据一个如机器由零部件组成，每个零部件在机器中都应占据一个最能发挥作用的位置。若某零件未能最大限度地发挥作用，最能发挥作用的位置。若某零件未能最大限度地发挥作用，则应改进设计。则应改进设

12、计。2021/9/2317例例3-1 自攻螺钉结构自攻螺钉结构2021/9/2318例例3-2 螺钉头功能面变型螺钉头功能面变型2021/9/2319例例3-3 Sony公司的公司的Walkman族族 n主要的生产技术和产品元件不变，只改变局部的主要的生产技术和产品元件不变，只改变局部的技术和元件，使一些辅助功能和性能发生变化。技术和元件，使一些辅助功能和性能发生变化。n这些局部变化依顾客的不同需求而改变。这些局部变化依顾客的不同需求而改变。n不变部分构成的产品平台与不同的其它元器件组不变部分构成的产品平台与不同的其它元器件组合，衍生出满足不同需求的合，衍生出满足不同需求的Walkman产品族

13、。产品族。n仅在美国，从仅在美国，从20世纪世纪80年代到年代到90年代初，年代初，Sony就就推出了推出了572种种Walkman产品，形成一个庞大的产品，形成一个庞大的Walkman产品族。产品族。2021/9/23204不对称不对称对称性对称性（1）将物体的形状由对称变为不对称。）将物体的形状由对称变为不对称。n如不对称搅拌容器，或对称搅拌容器中的不对称叶片。如不对称搅拌容器，或对称搅拌容器中的不对称叶片。（2）如果物体是不对称的，增加其不对称的程度。）如果物体是不对称的，增加其不对称的程度。n如轮胎的一侧强度大于另一侧，以增加其抗冲击的能力。如轮胎的一侧强度大于另一侧，以增加其抗冲击的

14、能力。n机械设计中经常采用对称性原理，传统的很多零部件都机械设计中经常采用对称性原理，传统的很多零部件都是对称的。事实上，设计中的很多冲突都与对称有关。是对称的。事实上，设计中的很多冲突都与对称有关。2021/9/23212021/9/2322合并合并组合组合（1）在空间上将相似的物体连接在一起，使其）在空间上将相似的物体连接在一起，使其完成并行的操作。完成并行的操作。n如网络中的个人计算机；如网络中的个人计算机；n并行计算机中的多个微处理器。并行计算机中的多个微处理器。（2）在时间上合并相似或相连的操作。）在时间上合并相似或相连的操作。n如同时分析多个血液参数的医疗诊断仪。如同时分析多个血液

15、参数的医疗诊断仪。2021/9/2323例例5-1 螺钉集成结构螺钉集成结构2021/9/2324例例5-2 支架组合结构支架组合结构2021/9/2325例例5-3 指甲刀整体结构设计指甲刀整体结构设计（功能集中的组合设计方法）（功能集中的组合设计方法）2021/9/23266多用性多用性多面性、多功能多面性、多功能n使一个物体能完成多项功能，可以减少原设计使一个物体能完成多项功能，可以减少原设计中完成这些功能多个物体的数量。中完成这些功能多个物体的数量。n飞跃缝纫机具备缝纫、锁眼、钉扣、缝拉链、飞跃缝纫机具备缝纫、锁眼、钉扣、缝拉链、撬边、包缝、贴布绣等功能。撬边、包缝、贴布绣等功能。（3

16、6种缝纫花样，种缝纫花样，800针针/分的缝纫速度）分的缝纫速度）2021/9/23277套装套装嵌套构成嵌套构成（1）将一个物体放在第二个物体中，将第二个）将一个物体放在第二个物体中，将第二个物体放在第三个物体中，可进行下去。物体放在第三个物体中，可进行下去。n如套装式油罐，内罐装粘度较高的油，外罐装如套装式油罐，内罐装粘度较高的油，外罐装粘度较低的油。粘度较低的油。（2）使一个物体穿过另一物体的空腔。）使一个物体穿过另一物体的空腔。n如收音机伸缩式天线。如收音机伸缩式天线。2021/9/23288质量补偿质量补偿（1）用另一个能产生提升力的物体补偿第一个物体）用另一个能产生提升力的物体补偿

17、第一个物体的质量。的质量。n如在圆木中注入发泡剂，使其更好地漂浮。如在圆木中注入发泡剂，使其更好地漂浮。（2）通过与环境相互作用产生空气动力或液体动力）通过与环境相互作用产生空气动力或液体动力的方法补偿第一个物体的质量。的方法补偿第一个物体的质量。n如如船船在在航航行行过过程程中中利利用用浮浮力力使使船船身身浮浮出出水水面面，以以减少阻力。减少阻力。2021/9/23299预加反作用预加反作用事先对策预防事先对策预防（1）预先施加反作用。）预先施加反作用。n如缓冲器吸收能量，减少冲击带来的负面影响。如缓冲器吸收能量，减少冲击带来的负面影响。（2）如如果果一一物物体体处处于于或或将将处处于于受受

18、拉拉伸伸状状态态，预预先先增增加压力。加压力。n如浇混凝土之前的预压缩钢筋。如浇混凝土之前的预压缩钢筋。2021/9/233010预操作预操作事先对策预防事先对策预防（1）在操作开始前，使物体局部或全部产生所）在操作开始前，使物体局部或全部产生所需的变化。需的变化。n如预先涂上胶的壁纸。（2）预先对物体进行特殊安排，使其在时间上）预先对物体进行特殊安排，使其在时间上有准备，或已处于易操作的位置有准备，或已处于易操作的位置。n如灌装生产线中使所有瓶口朝一个方向，以增加灌装效率。2021/9/233111预补偿预补偿事先对策预防事先对策预防n采用预先准备好的应急措施，补偿物采用预先准备好的应急措施

19、，补偿物体相对较低的可靠性。体相对较低的可靠性。n如飞机上的降落伞。如飞机上的降落伞。2021/9/2332例例11 汽车安全气囊（汽车安全气囊（Airbag）2021/9/233312等势性等势性等位性等位性n改变工作条件，使物体不需要被升高或改变工作条件，使物体不需要被升高或降低。降低。n如与冲床工作台高度相同的工件输送带，将冲好的零件输送到另一工位。2021/9/2334例例12 汽车旋转装置汽车旋转装置 2021/9/233513反向反向逆问题逆问题（1）将所规定的操作改为相反的操作）将所规定的操作改为相反的操作。n压缩式空调器压缩式空调器：美国矿山技术员多西从空气变为压缩气过程中的发

20、热现象，推想压缩空气变为常压气体应该吸热，能起制冷作用，发明了压缩式空调器。（2）使物体中的运动部分静止，静止部分运动）使物体中的运动部分静止，静止部分运动。n如使工件旋转，使刀具固定；扶梯运动，乘客相对扶梯静止。（3）使一个物体的位置颠倒。）使一个物体的位置颠倒。n如将一个部件或机器总成翻转，以安装紧固件。2021/9/2336例例13-1 凸轮机构的球面位置变换凸轮机构的球面位置变换2021/9/2337例例13-2 并联六杆机构并联六杆机构2021/9/2338例例13-3 日本烤鱼器日本烤鱼器n原设计把热源置于鱼的下方，烤鱼滴下原设计把热源置于鱼的下方，烤鱼滴下的油产生油烟鱼污渍污染空

21、气和盘子。的油产生油烟鱼污渍污染空气和盘子。n将加热用的电阻丝（热源）放在鱼的上将加热用的电阻丝（热源）放在鱼的上方，克服了原缺点。方，克服了原缺点。n可以这样改进是因为烤鱼器加热空间狭可以这样改进是因为烤鱼器加热空间狭小而且密封。小而且密封。2021/9/233914曲面化曲面化（1）将直线或平面部分用曲线或曲面代替，立方形用球）将直线或平面部分用曲线或曲面代替，立方形用球形代替形代替。n如为了增加建筑结构的强度，采用弧或拱。（2）采用辊、球和螺旋）采用辊、球和螺旋。n如以斜齿轮传动代替直齿轮传动。（3）旋转运动代替直线运动，或采用离心力）旋转运动代替直线运动，或采用离心力。n如洗衣机采用旋转产生离心力的方法，去除湿衣服中的部分水份。n鼠标采用球形结构产生计算器屏幕内光标的运动。2021/9/2340例例14-1 鼠标器鼠标器2021/9/2341例例14-2 蛙式打夯机蛙式打夯机2021/9/2342例例14-3 泰晤士河防潮闸门泰晤士河防潮闸门2021/9/2343