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1、希昌丸竽NANCHANG UNIVERSITY20152016 第一学期课程名称：现代设计方法教师:毛志伟副教授学院:机电工程学院 班级：材料加工2015级 姓名：徐涛学号：4059063150253局部质量原理3.局部质量原理的基本表述如下：1）将物体、环境或外部作用的均匀结构，变为不均匀的；（同类结构变为异类结构）2）让物体的不同部分，各具有不同的功能；3）让物体的各部分，均处于完成各自动作的最佳状态。局部质量原理是技术系统不均衡进化法则的一种体现，目的是使得系统资源达到最优配置。 一般情况下，如果系统的各个部分的作用是均匀的，则有如下情况：A）这种配置是合理的；B）元件之间的作用有重复，
2、某些元件的作用可以被其它元件替代；C）有些元件的作用没有得到充分发挥；如果是第一种情况，当然不需要做更改，但这种情况一般比较少，因为一般系统的配置都是 使得各元件充分发挥各自的作用，不太容易形成均匀态势；因此我们可以试着将均匀的结构 变为不均匀的，以达到各部件充分发挥自身作用的目的；如果系统有多个部分（元件），也可以尝试将这些不同部分赋予不同的功能，以实现一个系 统多种用途，这是第2种情况。这种情况也比较普遍，比如瑞士军刀，带橡皮擦的铅笔等。 当然这些系统不同部分具有的不同功能，应该是带有系列性质或者相反。系列性表示这些功 能一种用到时，其它功能用到的可能性非常高，比如瑞士军刀的功能。而相反则
3、是一种功能 使用时如果有问题，另外一种功能可以执行回退式操作，比如带起订器的锤子，如果锤子钉 钉子没钉好，起钉器就可以把钉子取出来，重新钉。4不对称原理增加不对称性原理表述如下：1）将对称物体变为不对称的；2）增加不对称物体的不对称度。增加不对称性原理表达的是利用对系统状态的改变来达到优化系统的目的。试着通过改变系 统平衡，让系统倾斜，减少材料用量，降低总的重量，调整物质流，变换支持负载等方式来 消除冗余（重量）或提高性能（如密封）。下面的情况下都可以利用这种原理：A）物体在超系统或环境中运行时各部分的作用（可能是有害的）是非对称的最典型的就是铰链门，门的一边按铰链，承受重力，只能通过一边的铰
4、链传递到环境中，如 果我们通过把门没有铰链的一边做得轻些，不仅可以节省材料，减轻铰链应力，延长铰链寿 命，还可以使得开门关门变得容易。B）物体在使用过程中，本身就有非对称要求，为了降低使用的出错所带来的风险，可以通 过增加产品的不对称性来规避这种风险典型的如有正负极要求的插头，如果是不对称的，插反了，就插不进，就避免了插错的风险。 USB接口的正反不对称；C）物体在使用过程中，可以通过增加不对称来增加产品的易用性和可识别性 典型的如将家具部件的接合件设计成不对称的，这样只有按一定的范顺才能完成家具组合， 这样就可以减少组装难度，使得普通人也可以组装。宜家家具使用这个原理使用得最好。D）系统在使
5、用过程中，各个部分所受的作用力本身就是不均衡的，那么通过增加不对称性， 可以减少材料的浪费比如桥孔的设计可以根据水流分布来设计孔的大小，泄洪隧道可以设计成上面小孔下面大 孔，这样水流不大时上面可以用作通道，水流大的时候又可以泄洪等。增强汽车轮胎一侧的 强度。E）将对物体功能需求不对称的事物引入到一起，以达到充分利用资源，降低资源消耗，节 省成本的目的这个就多了例子很多，比如云计算，分段收电费，错峰上下班等。F）通过不对称来改变系统的参数或者属性比如利用大小齿轮改变速度；利用对称齿轮带动不对称齿轮从而变匀速为变速等。G）利用不对称维持某种状态单向阀门可以保持水流只能朝一个方向流，浮球的重心不对称
6、可以使得较轻的一部分始终朝 上面等。5合并原理合并原理，有的书翻译成组合原理，我觉得叫合并原理比较好，因为组合的概念过于广 泛，不利于原理的引用，合并原理表述如下：1）在空间上，将同类的物体或者预定要相邻操作的物体进行合并；2）在时间上，将同类或相邻的操作进行合并。在管理领域，按目标进行合并也是一种合并（比如团队的成立等）在空间上进行合并其实是一种组件集成或者功能集成，可以提高系统的性能：整体性和便利 性。提高系统的整体性可以使得产品容易管理。比如集成电路；而相关的操作进行合并，可 以增加系统的易用性。当然，通过合并也可以达到节省空间和材料的目的，比如冷热水管的 混合，有各自都有开关合并成一个
7、开关就可以节省空间和材料，而且功能的使用更为容易。 在时间上将相同的或相关的操作进行合并，一可以序化操作，二可以减低操作衔接成本，从 而达到增加系统的易用性和健壮性。当然，合并原理还可以用来通过合并不同的系统来建立新的系统的目的，这种方式应用非常 多，比如车载电视等。合并原理是发明中用得最多最普遍的发明原理。在IT软件领域，合并原理也应用非常多，组合模式（空间上相同对象的合并（组合），但需 要注意的是工程领域的组合模式强调的不是层次结构和一致性对待，因此严格上来讲，TRIZ 的合并原理与IT领域的组合模式还是不一样的，只能在某种程度上它们表达的思想有类似 之处），构造者模式（相关操作的组合），
8、门面模式（时序上，空间上相关操作的组合）等 体现了这种原理。例子：计算机网络；多核处理器你计算机；组合机床；综合参数测试仪；电视线，网络线二 合一；产品套装等。A）相同的物体集成在一起，这些相同的物体必须处于同一个系统中，并作为系统元件提供 相似的功能；分割原理中的部件，原本在一起，分割的目的是为了某种操作便利性，最终他 们还是会作为一个系统整体来提供产品功能；B）相关操作是指：1）这些操作都是某个系统的一部分，它们按一定的时序来执行，从而 完成系统的某种功能；2）这些操作中某些操作被执行后，其它操作被执行的概率非常大， 这些操作有两种组合基本类型，一种是简单在空间上集成在一起，一是种将功能合
9、并到一个 物体上；6多用性原理多用性原理又叫普遍性原理，其表述如下：1）使一个物体具备多项功能；2）消除了该功能在其它物体内存在的必要性后，进而裁减其它物体；让一个物体具备多项功能有两种情况，第一种情况是，通过使一个产品具有多种功能可以增 加产品的价值，使得产品更具竞争力，第二种情况则是将多种相关性的功能组合在一个产品 上，可以降低整体成本，便于使用，另外也可获得第一种情况所述的价值。这两种情况跟组 合原理中的一些情况类似。2）所描述的情况则包括：A）在系统中，通过让其中一些组件尽可能的承担多种系统功能， 从而达到消减系统组件的目的，比如飞机设计中利用屏蔽板充当机架，在公司中将客服人员 和QA
10、测试合并，在编程中使用创建者模式时利用主题类本身作为工厂类，企业中的多面手 等；B）在一个系统中集成另外一个系统的功能，通过一物多用来达到减少系统的目的，这 类应用非常多，很多时候都是利用现有的系统来进行，比如利用电线作为网络线。7.嵌套原理一个物体具有多种用途也可从以下情况来进行：1）一物多用可以是时间上的，比如冷热两用空调；2）一物多用可以是空间位置上的，比如可拆卸的儿童安全椅子，在汽车内当座椅，在汽车 外当儿童车；3）物多用可以是系统级别上的，比如某种标准零件，可以防晒的雨伞等。7.嵌套原理原理表述如下：1）把一个物体嵌入另外一个物体，然后将这两个物体再嵌入第三个物体，以此类推； 这个原
11、理又叫俄罗斯娃原理，目的是在不影响原有功能的情况下：A）在需要时，可以减少系统的体积和便于携带，也可以减少系统的重量，比如伸缩式钓 鱼竿等；B）不妨碍正常作业，比如飞机的起落架；C）减少物体在超系统中的存放体积，比如超市的手推车；D）充分利用系统的空间，从而减少系统的占用空间，比如推拉门；嵌套原理与软件设计思想中的组合模式在组织上类似，但目的还是有些诧异，软件设计中的 组合模式的目的是一致性对待，而嵌套原理的目的是为了节省空间。考虑嵌套时可以尝试从不同的角度来考虑嵌套：水平，垂直，旋转和包容。目的是看能否节 省空间或者减少重量。8质量补偿原理重量补偿原理的表述如下：1）将某一物体与另一种提供上
12、升力的物体组合，以补偿其重量；2）通过与环境（利用空气动力，流体动力或其它力等）的相互作用，实现对物体的重量补 偿；重力使得我们能够稳稳的依附在地面，不会跑到外太空，是我们能够在地球上进行正常生存 的保证，但有的时候，我们又需要克服这种重力重力对系统产生了不利作用），比如需要 让物体脱离地球（飞船等），或者浮在空中，或者浮在流体表面。因此我们在制造这类作用 系统的时候，就需要提供对重力进行补偿的作用力。常见的补偿方式有如下几种：A）在系统中引入动力装置，如飞机，火箭等；需要注意的是光有动力不一定能补偿重力，玩 玩需要一套升降装置（如直升机的引擎+螺旋桨）；B）在系统中引入支撑装置，如广告牌的支
13、柱，建筑的承重墙等，但这类支撑装置必须有支撑 点，而且对支撑件也有一定的要求（健壮性）；C）在系统中引入场作用力来充当支撑装置，比如磁悬浮，这种支撑的好处是物体和支撑装 置之间不存在实物连接装置，可以分离；D）利用环境来进行重力补偿，如果环境是空气，液体等可以产生浮力的系统，则可以利用 这种现成的力对重力进行补偿，比如船，飞艇，孔明灯，悬浮气球，游泳圈等12等势性原理等势原理的表述如下：1）改变工作条件，而不需要升降物体。这里的势是势能的势，如重力势，电压势等，势的背后包含着一种力，这种力是势具有能量的根本原因，比如重力和物体势能。从等势原理的表述可以看出：1）这里的势是指重力势（当然也可以将
14、原理扩充到其它势）；2）工作时不需要升降物体，则表明物体处于工作平台上，只需要进行垂直于势方向运动（这 样就不用为克服重力而做功）；3）解决问题的方法是改变工作条件，工作条件的改变的目的显而易见：让操作物体与工作 为了不需要升降物体，就需要避免与重力作用（这时的重力作用为有害作用）直接对抗，我 们可以通过充分利用环境、结构和系统所提供的资源，以最低的附加能量的消耗来有效的消 除这种不等位势。下面是案例：1）汽车修理厂的维修地沟：通过维修地沟，我们可以不用升降汽车，降低了汽车修理难度；2）建立卸货车道，使得汽车的车厢位置与仓库地面持平，这样可以减少卸货劳动强度；3）叉车，货物升降机，电梯等是通过
15、机器设备来克服势差，从而减轻劳动的强度；16未达到或超过作用原理未达到或超过作用原理表述如下：1）如果得到规定效果的100%比较难，那么可以完成的少些或多些；这个原理告诉我们，如果一件事情所期望的效果难以百分之百实现时，那么做得稍微超过或 者稍微小于期望效果，可以使问题大大简化。我们可以先从最容易掌握的情况或者最容易获 得的东西入手，尝试在“多余”或“少于”之间过渡；尝试在“更多”和“更少”之间渐进调整，例如：A）填地板砖缝隙要刚刚填满填平，非常困难，那么我们就可以多填一些，然后通过打磨，来达平整光滑。B）对敌中的集中优势兵力通过集中优势兵力，形成对敌的绝对优势，不仅可以快速击败敌人，还可以减少己方的 损失；C）备品数在制造业订单中，有些零件在使用过程中或者运输过程中可能会造成损失，如果用刚刚 好的量给客户，往往会因为这些小的数量缺乏影响客户的生产，从而造成不必要的停工，因 此这些零件在下单时都会有个备品数的概念，目的就是通过这种超额来确保生产的顺利。在解决系统问题的时候，如果适量比较难一下子达到，就可以尝试通过过量或不足量的情况 下，再通过其它手段来达到适量的目标，如案例A。超额过量手段在实际生活中应用非常广 泛，比如备菜等，通过在时间上或者数量，质量上的余量来确保我们需要的东
