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1、发明问题解决理论TRIZ技术创新应用案例TRIZ应用实例一BMW车外形设计应用背景：在欧洲那些最初为行人和马车修建的城市里，虽然燃料费用已经颇 高，然而交通仍然非常拥挤。为改善此种状况，市政府通过加税提高大型汽车 在城市里的费用，以鼓励小型汽车的生产。目前市场上无甚特色的小型汽车，在某种意义上，还不能成为有钱人身 份、地位的象征。以生产大型豪华私人轿车为主的德国宝马和奔驰公司，准备 联合开发出一种名牌智能化的小型汽车，使其在汽车市场上独领风骚。有何经济效益和社会效益：开发出的系列新款迷你形汽车，在城市中使用 非常方便：可以增加道路的使用空间，减轻空气污染，缓解交通拥挤，容易停 车，而且可以为人
2、们提供价格更为经济、性能更为有效的新型汽车。问题描述：车身较长，在碰撞中有一个大的变形空间，可以吸收能量，缓 解交通事故对人的冲击力，减轻对乘车者的人身伤害。但此种汽车体积较大， 比较笨拙，而且在一定程度上造成交通拥挤。而迷你形汽车因为车身较短，不 具备这种变形缓冲功能。系统存在的技术矛盾：迷你形汽车车身短与在交通事 故中防撞性能降低的矛盾。解决思路和关键步骤：本实例应用TRIZ理论来解决问题。根据本实例的技术特性矛盾对：运动物体尺寸(Area of moving object)：物体的线性尺寸。此例中为长度 变短；能量的消耗(Loss of energy)。得出相应的创新原理：15# Dyn
3、amici ty动态性17# Shift to a new dimension一维变多维应用15#创新原理可以得到如下解决方案：15#创新原理为“动态性”，提高运动目标的面积参数(improve the “area of moving object” parameter)。迷你形汽车的引擎被设计的位于车身下面，以增加引擎和乘客分隔空间的 大小。与客车相比，提升了位于碰撞影响区域上面的乘客空间。其动力装置是 一台600cc涡轮控制的3汽缸发动机完全电控的发动机系统，没有机械连 杆与油门或变速杆连接。这种装置激活6速自动变速箱，变速箱可以在若干模 式下运作，从完全自动到手工触摸转移，不必使用离合器
4、。应用17#创新原理可以得到如下解决方案：17#创新原理为“一维变多维”，将物体一维直线运动变为二维平面运动。 迷你形汽车的动力机车安装在滑翔架上，碰撞时车身沿斜面运动，减轻碰撞时 的冲击力，并增强了其抵抗外力变形的能力。与Mercedes最近揭开的一种概念车F300 Life Jet作比较发现，虽然微 小，这种智能型汽车似乎极其宽敞。乘车者坐在在前后纵向排列的两个座位 里，前面两个车轮由铰链连接，车身坐落在此悬浮臂上，像摩托车一样，经由 一种倾角控制系统控制转向端活动，并且车身前部可以斜靠进入边角。结论：迷你形汽车本身并没有使用特殊材料来吸收能量，仅仅做了结构上 的创新，其抵抗外力变形的能力
5、便可堪与一辆普通轿车相婢美。本实例遵循 TRIZ理论的基本原则：没有增加新的材料而实现了其预定功能。TRiz应用实例新型扳手应用背景：实际应用中，标准的六角形螺母常常会因为拧紧时用力过大或者使 用时间过长、螺母的六角形外表面被腐蚀，使表面遭到破坏。螺母被破坏后， 使用普通的传统型扳手往往不能再松动螺母，有时甚至会使情况更加恶化，也 就是说螺母外缘的六角形在扳手作用下破坏更加严重，扳手更加无法作用于螺 母。传统型扳手之所以会损坏螺母，其主要原因是扳手作用在螺母上的力主要集中 于六角形螺母的某两个角上，如图所示：在这种情况下，我们需要一种新型的扳手来解决这一问题。有何经济效益和社会效益：用扳手拧紧
6、或松动螺母是机械领域中的一个基本操 作。以新型扳手取代传统型扳手，必将会使机械安装工作更加简单、方便，提 高机械安装工作的工作效率。问题描述：在拧紧或松动螺母的过程中，扳手同时会损坏螺母的六角形表面。使用扳手时 用力越大，螺母损坏就会越严重。而使得扳手作用于螺母上的力大大降低，降 低了工作效率。在这一系统中存在的技术矛盾为：若想通过改变扳手形状降低扳手对螺母的损 坏程度，就可能会使扳手制造工艺复杂化。如果可以找到一种制造不是很复杂，而且又可以避免对螺母的严重损坏的扳 手，无疑是解决这一问题的最佳途径。解决思路和关键步骤：在应用TRIZ解决这一问题时，我们首先必须明确判定出存在于系统中对立的 技
7、术特性。在现有设计中，扳手在作用于螺母时会损坏螺母是存在于现有设计 中的一个重要缺陷。而这一缺陷则恰恰可以提示我们找出应该解决的技术矛盾 以改进现有的传统设计。若想彻底解决这一对技术矛盾，我们首先需要将我们所希望的降低螺母的损坏 程度”转换为TRIZ语言矛盾矩阵(Contradiction Matrix)中的某一个或几个参数。在这一问题中，很明显，副作用(Object Gen erated Harmful Factors)”就是我们希望提高的技术特性。现在，我们需要分析在降低螺母的损坏程度时，又有哪些技术特性恶化。相对 于确定得以改善的技术特性而言，确定恶化的技术特性则比较难。最简单的方 法是
8、分别将39个技术特性对号入座，寻找适合的技术特性。这里我们使用的是一种较为系统的方法。首先，我们问一个问题： 如果没有任 何目标，我们该如何解决这一问题？ ”根据传统型扳手，我们可以尝试从下列几个方面得到答案：a) 使扳手的各个表面与螺母的外表面完全吻和，从而使得用扳手拧螺母时扳手 的表面与螺母表面完全接触，以避免螺母的角与扳手平面的接触。b) 在扳手上增加一个小附件，使得扳手的表面可以自由移动以和不同的螺母 表面相接触。c) 使用比螺母材料硬度小的材料制造扳手，这样可以在操作过程中损坏扳手而 不是螺母。严格说来，这些都不是扳手设计过程中的恶化的技术特性，我们要把它转化 成为TRIZ语言才可以
9、使用矛盾对立矩阵。在解决这一问题时，第一个回答改变扳手的形状应是最实际的一个解决方 案。然而，改变扳手的形状则不免要增加扳手制造的复杂程度。因此，制造性(Ma nufaturability) ”即为恶化的技术特性。根据上述分析可得到下面的结论：有待提高的技术特性(Improving feature)：副作用(Object gen erated harmful factors, Parameter 31)恶化的技术特性(Worse ning feature)：制造性(Manufaturability、Parameter 32)最终结果：技术矛盾特性对比表提供了四个创新原理及相应的解决实例以帮助设
10、计者完成 设计。这四个创新原理分别为：1、4#创新原理：对称性(Asymmetry)建议：如果一个物体是不对称的，增强其非对称性。解决方向：扳手本身是一个不对称的形状，改变其形状，加强其形状的不对称 程度。2、17# 创新原理：一维变多维(Ano ther dime nsio n)建议：将一维直线形状的物体变换成为二维平面结构或者是三维空间结构的物 体。解决方向：改变传统扳手上、下钳夹的两个直线平面的形状，使其成为曲面。3、34#创新原理：零件的废弃或再生(Discarding and recovering)建议：废弃或改造机能已完成或没有作用的零部件。解决方向：去除在扳手工作过程中对螺母有损
11、害的部位，使其螺母的六角形外 表面的尖角而无法破坏螺母的六角形外表面。4、26#创新原理：代用品（Copying）根据4、17和34创新原理，这一问题的最终解决方案原理图如下图：在上述设计中，H为扳手手柄的中心线，W为扳手上、下两个钳夹的平分线。 X为两条线的交点，直线P通过点X且与直线W向垂直。上、下两个钳夹各 有一个突起。由图示可以看到，上钳夹上的凸起的圆心C点到直线P的距离为 S,而下钳夹上的凸起的圆心C点到直线P的距离为1.5S。因此扳手的上、下 两个钳夹并不对称。在上、下钳夹的突起两端各有一个凹槽与之平滑连接。这一设计可解决使用传统扳手时遇到的问题。当使用扳手时，螺母六角形表面 的其
12、中两条边刚好与扳手上、下钳夹上的突起相接触，使得扳手可以将力作用 在螺母上。而六角形表面的与扳手接触的角则刚好位于扳手上的凹槽中，因而 不会有力作用于其上。螺母不会被损坏。如图所示。TRIZ应用实例-纺织工艺流程的改进应用背景：纺织印涂工艺过程中，织物要经过印涂辊进行印涂。印涂辊的结 构中，有一个存放涂敷混合物的料槽。涂敷混合物是一种乳液状的粘着剂。凹 版印辊的表面是一些雕刻好的印刷单元，它的一半浸在料槽里面的涂敷混合物 中，当凹版印辊转动的时候，印辊表面上那些雕刻好的印刷单元在槽中被涂上 涂料。这些涂料经过一个修理铲的休整，印辊表面多余的涂层被清除，被清除 的涂敷混合物回到料槽中被再次利用。
13、印辊休整后，与一个向下扎压的橡皮辊 相遇。织物就是从这两个辊之间通过，织物在印辊和橡皮辊之间受到扎压。在 扎压的过程中，会产生一个微小的真空。涂敷混合物由于真空的吸合而离开印 刷滚筒，涂在织物的表面。这个特殊的涂敷过程使布料表面产生涂层，因而不 再用浸泡织物的方法来产生涂层。经过这个工艺的织物含有湿涂层，接着该织 物被卷入到加热的干燥罐中进行脱水，这样涂层就粘着在织物的面上。有何经济效益和社会效益：在生产过程中，生产线的生产速度就意味着产品的 成本。制作某种产品越快，就意味生产该产品的速率也就越咼（每小时或每班 生产的产量），因而生产该产品就更廉价。在产品占用较多资金时，生产率就 是公司的效益
14、，它有时也会给消费者带来效益。努力提高生产率，会给公司在 此行业中保持竞争力。高的生产率是与机器的生产量相关联，这是许多正在成 长的公司所需要的。问题描述:印涂辊的结构有如下部分组成：1、橡皮辊；2、凹版印辊；3、涂敷混合物;4、修理铲；5、织物。系统存在的技术矛盾有：在这个操作中，机器的速度提高了，但是涂层的重量 减轻了。我们需要的是一种方法来使我们增加涂敷速度的同时提供足够的涂层 重量。系统存在的物理矛盾有：处理过程同时必须既快又慢。 解决思路和关键步骤：本实例应用TRIZ理论来解决问题。利用创新原理，生产过程图示描述如下图1:涂敷过程的图形说明在生产过程中，我们要求涂敷部件应能完成这样的
15、操作：增加涂敷速度的同时使 织物有足够的厚涂层。我们利用技术矛盾矩阵来尝试解决上面提出的问题。矩阵表中，使系统提高的技术特性是：速度（Speed），表中第9号参数； 矩阵表中，使系统恶化的技术特性是（矛盾的特性）：移动物体的重量（Weight of moving object），表中第 1 号参数。最终结果:由矩阵表的显示，我们得出最可能解决矛盾的四个创新原理，这四个创新原理 分别是：11#创新原理：事先对策预防35#创新原理：物体的物理或化学状态变化27#创新原理：用便宜、寿命短的物品替代28#创新原理：机械系统的替代应用以上四个创新原理，可以得出如下解决方案：A应用11#创新原理建议：改进过程中，通过事先使用某些对策，来增加物体的可靠性。要解决的问题：涂层重量随涂敷速度增加而减少。解决方向：改变织物的物理特性或涂敷物的物理特性，增加相互间的吸附能 力。解决方案：1、对织物进行化学处理：添加某种化学物质来改进织物的湿面特性，织物增 加了对涂敷物的吸附能力，这样就能保证织物在涂敷速度增加的同时吸附上更 多的涂敷物。2、对涂敷物进行化学处理：添加某种化学物质，使涂敷物的粘性增加，更利 于涂敷物在织物的表面吸附。B应用35#创新原理 建议：改变物体的各种状态参数，如改变物体的密度，弹性程度或温度等。要解决的问题：涂层重量随涂
