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1、第3部分 技术冲突及其解决原理,3.1 技术冲突的概念 3.2 技术冲突的一般化 3.3 技术冲突的解决原理 3.4 利用冲突矩阵实现创新 3.5 工程创新实例分析,1,3.1 技术冲突的概念,技术冲突是指一个作用同时导致有用及有害两种结果。 也可指有用作用的引入或有害效应的消除导致一个或几个子系统或系统变坏。 技术冲突常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突。技术冲突出现的几种情况如下：,2,3.1 技术冲突的概念,1）一个子系统中引入一种有用功能，导致另一个子系统产生一种有害功能，或加强了已存在的一种有害功能。 2）一有害功能导致另一个子系统有用功能变化。 3）有用功能的加强或有害功能的减少
2、使另一个子系统或系统变得太复杂。,3,3.1 技术冲突的概念,例：波音公司改进737的设计时，需要将使用中的发动机改为功率更大的发动机。发动机功率越大，它工作时需要的空气量就越多，发动机罩的直径就要增大。发动机罩得增大，机罩离地面的距离就会减少，而距离的减少是不允许的。,4,例：波音公司改进737的设计,5,上述的改进设计中已出现了一个技术冲突，即希望发动机吸入更多的空气，但是又不希望发动机罩与地面的距离减少。,3.2 技术冲突的一般化,通过对250万件专利的详细研究，TRI提出用39个通用工程参数来描述冲突。 实际应用中，首先要把组成冲突的双方内部性能用这39个工程参数中的某2个来表示。 目
3、的是把实际工程设计中的冲突转化为一般的或标准的技术冲突。,6,(1).通用工程参数,39个工程参数中常用到运动物体（Moving objects）与静止物体（Stationary objects）两个术语，分别介绍如下： 运动物体是指自身或借助于外力可在一定的空间内运动的物体。 静止物体是指自身或借助于外力都不能使其在空间内运动的物体。,7,39个工程参数,1.移动件重量 14.强度 27.可靠度 2.固定件重量 15.移动对象耐久性 28.量测精确度 3.移动件长度 16.固定对象耐久性 29.制造精确度 4.固定件长度 17.温度 30.物体上有害因素 5.移动件面积 18.亮度 31.有
4、害侧效应 6.固定件面积 19.移动件消耗能量 32.制造性 7.移动件体积 20.固定件消耗能量 33.使用方便性 8.固定件体积 21.动力 34.可修理性 9.速度 22.能源浪费 35.适合性 10.力量 23.物质浪费 36.装置复杂性 11.张力,压力 24.信息丧失 37.控制复杂性 12.形状 25.时间浪费 38.自动化程度 13.物体稳定性 26.物料数量 39.生产性,8,(1) 通用工程参数,39个通用工程参数可分为如下三类： 1）通用物理及几何参数：NO.112，NO.1718，NO.21。 2）通用技术负向参数：NO.1516，NO.1920，NO.2226，NO.
5、3031。 负向参数（Negative parameters）指参数变大时使系统或子系统的性能变差。 如子系统为完成特定的功能所消耗的能量（NO.1920）越大，则设计越不合理。,9,(1) 通用工程参数,3）通用技术正向参数：NO.1314，NO.2729，NO.3239。 正向参数（Positive parameters）指参数变大时使系统或子系统的性能变好。 如子系统可制造性（NO.32）指标越高，子系统制造成本就越低。,10,(2) 应用实例,例：很多铸件或管状结构是通过法兰连接的，为了机器或设备维护，法兰连接处常常还要被拆开；有些连接处还要承受高温、高压，并要求密封良好。 有的重要法
6、兰需要很多个螺栓连接，如一些气轮透平机械的法兰需要100多个螺栓。但为了减轻质量，或减少安装时间、或维护时间、减少拆卸的时间，则螺栓数量越少越好。 传统的设计方法是在螺栓数量与密封性之间取得折衷方案。,11,例: 法兰的螺栓连接,12,(2) 应用实例,本例的技术冲突为： 1）如果密封性良好，则操作时间变长且 结构的质量增加。 2）如果质量轻，则密封性变差。 3）如果操作时间短，则密封性变差。,13,(2) 应用实例,按39个工程参数描述如下： 希望改进的特性： 1）静止物体的重量 2）可操作性 3）装置的复杂性 三种特性改善将导致如下特性的降低： 1）结构的稳定性 2）可靠性,14,(3)技
7、术冲突与物理冲突的转换,技术冲突总是涉及到两个基本参数A与B，当A得到改善时，B变的更差。 物理冲突仅涉及系统中的一个子系统或部件，而对该子系统或部件提出了相反的要求。往往技术冲突的存在隐含物理冲突的存在，有时物理冲突的解比技术冲突更容易。,15,(3)技术冲突与 物理冲突的转换,例：用化学的方法为金属表面镀层的过程如下： 金属制品放置于充满金属盐溶液的池子中，溶液中含有被镀的镍等金属元素。 在化学反应过程中，溶液中的金属元素凝结到金属制品表面形成镀层。 温度越高，镀层形成的速度越快，但温度高有用的元素沉淀到池子底部与池壁的速度也越快。温度低又大大降低生产率。,16,(3)技术冲突与 物理冲突
8、的转换,该问题的技术冲突为：两个标准参数为生产率A与材料浪费B，加热溶液使生产率A提高，同时材料浪费B增加。 为了将该问题转化为物理冲突，选温度作为另一参数C。 物理冲突可描述为：溶液温度C增加，生产率A提高，材料浪费B增加；反之，生产率A降低，材料B浪费减少；溶液温度既应该高，以提高生产率，又应该低，以减少材料消耗。,17,(3)技术冲突与物理冲突的转换,例：波音公司改进737设计过程中，出现的一个技术冲突为：既希望发动机吸入更多的空气，但又不希望发动机罩与地面的距离减少。 现将该技术冲突转变为物理冲突：发动机罩的直径应该加大，以吸入更多的空气，但机罩直径又不能加大，以不使路面与机罩之间的距
9、离减少。,18,3.3 技术冲突的解决原理,（1）概述 在技术创新的历史中，人类已完成了很多产品的设计，一些设计人员或发明家已经积累了很多发明创造的经验。 进入21世纪，设计创新已逐渐成为企业市场竞争的焦点。为了指导技术创新，一些研究人员开始总结前人发明创造的经验。 这种经验的总结可以分为两类：适应于本领域的经验与适应于不同领域的通用经验。,19,（1）概述,第一类经验主要由本领域的专家、研究人员本身总结，或与这些人员讨论并整理总结。这些经验对指导本领域的产品创新有一定的参考意义，但对其他领域的创新意义不大。 第二类经验由专门研究人员对不同领域的已有创新结果进行分析、总结，得到具有普遍意义的规
10、律，这些规律对指导不同领域的产品创新都有重要的参考价值。,20,（1）概述,TRIZ的技术冲突解决原理属于第二类经验，这些原理是在分析全世界大量专利的基础上提出的。通过对专利的分析，TRIZ研究人员发现: 在以往不同领域的发明中所用到的规则并不多，不同时代的发明，不同领域的发明，这些规则被反复采用。 每条规则并不限定于某一领域，它融合了物理的、化学的和各工程领域的原理，适用于不同领域的发明创造。,21,（2）发明原理,在对全世界专利进行分析研究的基础上，Altshuller等提出了40条发明原理。 实践证明这些原理对于指导设计人员的发明创新具有非常重要的作用。 下面将对部分原理进行介绍，并包括
11、工程实例的分析。,22,23,40 发 明 原 理,1. Segmentation 分割 2. Taking out 提炼 3. Local Quality 局部品质 4. Asymmetry 非对称性 5. Merging 组合 6. Universality 普遍性 7. Nested doll 重叠放置 8. Anti-weight 配重 9. Preliminary anti-action 事先的平衡动作 10. Preliminary action 事先动作 11. Beforehand cushioning 进一步缓衡 12. Equi-potentiality 均衡潜能 13.
12、The other way around 反置 14. Spheroidality 球体化 15. Dynamics 动态性 16. Partial or excessive actions 部份或过量动作 17. Another dimension 移至新的维度 18. Mechanical vibration 机械振动 19. Periodic action 周期性动作 20. Continuity of useful action 利用动作连续性,21. Skipping 急冲 22. Blessing in disguise 转变害处为利处 23. Feedback 反馈 24. In
13、termediary 调节器 25. Self-service 自我服务 26. Copying 复制 27. Cheap short-living 以便宜物体取代 28. Mechanics substitution 置换机械系统 29. Pneumatics and hydraulics 气压或液压构造 30. Flexible shells and thin films 可挠性薄板或薄膜 31. Porous materials 使用多孔性材料 32. Color changes 改变顏色 33. Homogeneity 均质性 34. Discarding and recovering
14、 去除且重新产生零件 35. Parameter changes 转换物体之物理、化學状态 36. Phase transitions 相变化 37. Thermal expansion 热膨胀 38. Strong oxidants 使用強氧化剂 39. Inert atmosphere 钝气环境 40. Composite material 复合材料,24,原理4：不对称,1）将物体形状由对称变为不对称 2）如果物体是不对称的，增加其不对称的程度,24,流动的洗手盆,25,a物体的对称形式转为不对称形式。 b如果物体不是对称的，则加强它的不对称程度,原理5：组合/合并,1）在空间上将相似的
15、物体连接在一起，使其完成并行的操作 2）在时间上合并相似或相连的操作,26,例:易于运输的“玻璃块”,原理5: 组合,Have the object perform multiple functions, thereby eliminating the need for some other object(s),27,Fishing rod and camera If fisherman could pierce the water depth with his eyes and see where the hoped fish is hiding and where it is worth pegging! The dream came true.,Motor boat-fisher,A fisherman wants to peg as far in the river as possible and the fishing rod must be short so that it is convenient to handle. They use the remote control boat to fishing.,28,29,瑞士推出神奇水陆两栖车,29,30,瑞士推出神奇水陆两栖车,30,31,瑞士推出神奇水陆两栖车,31,32,首辆潜水汽车,
