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1、第九章第九章 应用应用TRIZ解决创新问题的实例解决创新问题的实例1243 35第一节第一节 污水管材的创新设计污水管材的创新设计第二节第二节 薄板玻璃的加工薄板玻璃的加工第三节第三节 减少热处理过程中的烟雾污染减少热处理过程中的烟雾污染第四节第四节 宝马汽车的外形设计宝马汽车的外形设计第五节第五节 飞机机翼的进化飞机机翼的进化下一页返回第九章第九章 应用应用TRIZ解决创新问题的实例解决创新问题的实例6793 8第六节第六节 提高智能吸尘器的清洁效果提高智能吸尘器的清洁效果第七节第七节 破冰船的创新设计破冰船的创新设计第八节第八节 滚动直线导轨的集成化创新设计滚动直线导轨的集成化创新设计第九
2、节第九节 计算机辅助创新设计简介计算机辅助创新设计简介上一页返回第九章第九章 应用应用TRIZ解决创新问题的实例解决创新问题的实例利用利用TRIZ理论解决发明问题时，可能使用到该理论的一个或多个工具，理论解决发明问题时，可能使用到该理论的一个或多个工具，图图9-1所示为利用所示为利用TRIZ理论解决问题的流程图，该图不仅描述了理论解决问题的流程图，该图不仅描述了TRIZ理理论各工具之间的关系，也描述了产品创新设计问题的解决方法。在解决论各工具之间的关系，也描述了产品创新设计问题的解决方法。在解决发明问题时，首先是对给定的问题进行分析，包括系统的功能分析、理发明问题时，首先是对给定的问题进行分析
3、，包括系统的功能分析、理想化目标分析以及可用资源分析等。若发现系统存在技术冲突，则利用想化目标分析以及可用资源分析等。若发现系统存在技术冲突，则利用TRIZ理论提供的技术冲突矩阵加以解决理论提供的技术冲突矩阵加以解决;若所需解决的问题明确，但不若所需解决的问题明确，但不知道如何进行处理，则可通过功能分析应用效应知识库直接来解决知道如何进行处理，则可通过功能分析应用效应知识库直接来解决;也可也可对需要创新的技术系统进行进化过程的预测，并应用物场理论和对需要创新的技术系统进行进化过程的预测，并应用物场理论和76个标个标准解法找到进化途径。当利用准解法找到进化途径。当利用TRIZ理论的工具获得问题的
4、解决方案后，理论的工具获得问题的解决方案后，需对候选方案进行评估，包括理想化评估和系统特性评估，检验候选方需对候选方案进行评估，包括理想化评估和系统特性评估，检验候选方案是否满足系统目标要求，是否符合进化模式要求。案是否满足系统目标要求，是否符合进化模式要求。下一页返回第九章第九章 应用应用TRIZ解决创新问题的实例解决创新问题的实例在对候选方案进行评估后，若候选方案达到满意的要求，则进行后续的在对候选方案进行评估后，若候选方案达到满意的要求，则进行后续的设计工作设计工作;反之，需要利用反之，需要利用TRIZ对问题进行反复循环的分析，直到找出对问题进行反复循环的分析，直到找出解决问题的最终可行
5、方案。由此可见，利用解决问题的最终可行方案。由此可见，利用TRIZ理论解决问题的关键是理论解决问题的关键是应用之前的前处理和应用之后的后处理。应用之前的前处理和应用之后的后处理。TRIZ作为解决发明问题的比较实用的创新理论，更应强调其在科研和生作为解决发明问题的比较实用的创新理论，更应强调其在科研和生产实践中的应用，强调由应用而给企业带来的实际效益。下面通过一些产实践中的应用，强调由应用而给企业带来的实际效益。下面通过一些实例，介绍实例，介绍TRIZ理论在科研和生产中的应用情况。理论在科研和生产中的应用情况。上一页返回第一节第一节 污水管材的创新设计污水管材的创新设计一、应用背景一、应用背景随
6、着国家对环境保护力度的加大，传统的水泥管随着国家对环境保护力度的加大，传统的水泥管正在逐步退出市场。正在逐步退出市场。20世纪世纪90年代后期，新型替年代后期，新型替代产品代产品各类环保排水管材开始在工程上应用。各类环保排水管材开始在工程上应用。在排污管道领域，应用较多的是塑料管，如在排污管道领域，应用较多的是塑料管，如PV C双壁波纹管、双壁波纹管、PE双壁波纹管、高密度聚乙烯双壁波纹管、高密度聚乙烯(HDPE)缠绕结构壁管等。近年来，采用欧洲瑞士缠绕结构壁管等。近年来，采用欧洲瑞士与美国技术制作的镀锌螺旋钢管开始进入国内市与美国技术制作的镀锌螺旋钢管开始进入国内市场，广泛应用于通风、雨水管
7、道系统中，由于受场，广泛应用于通风、雨水管道系统中，由于受防腐性能的限制，还没有大量在污水管道工程中防腐性能的限制，还没有大量在污水管道工程中使用。使用。二、问题描述二、问题描述下一页返回第一节第一节 污水管材的创新设计污水管材的创新设计污水管道系统要求管材具有较高的可靠性，由于管材既要求承受静载荷污水管道系统要求管材具有较高的可靠性，由于管材既要求承受静载荷又要求承受动载荷，所以要求管材必须具有较高的环刚度。由于污水具又要求承受动载荷，所以要求管材必须具有较高的环刚度。由于污水具有一定的酸碱度并伴有沙土等，所以要求管材既要耐腐蚀，又要耐磨损。有一定的酸碱度并伴有沙土等，所以要求管材既要耐腐蚀
8、，又要耐磨损。分析塑料管及镀锌螺旋钢管的性能差别，主要是由于材质不同，而造成分析塑料管及镀锌螺旋钢管的性能差别，主要是由于材质不同，而造成两类管材性能上具有的优势不同。镀锌螺旋钢管的优点是环刚度较大，两类管材性能上具有的优势不同。镀锌螺旋钢管的优点是环刚度较大，耗材较少，不足是防腐性能一般，并且不耐磨损耗材较少，不足是防腐性能一般，并且不耐磨损;塑料管的优点是耐腐蚀、塑料管的优点是耐腐蚀、耐磨损，但是环刚度的提高受到限制，耗材较多。耐磨损，但是环刚度的提高受到限制，耗材较多。三、问题分析三、问题分析根据以上对问题的描述，从承受载荷、提高刚度的角度讲，镀锌螺旋钢根据以上对问题的描述，从承受载荷、
9、提高刚度的角度讲，镀锌螺旋钢管本身强度好，使用镀锌螺旋钢管具有明显的优势，但其本身不耐腐蚀、管本身强度好，使用镀锌螺旋钢管具有明显的优势，但其本身不耐腐蚀、不耐磨损，可靠性下降，致使其使用寿命降低。不耐磨损，可靠性下降，致使其使用寿命降低。上一页 下一页返回第一节第一节 污水管材的创新设计污水管材的创新设计因此，若要改善镀锌螺旋钢管的耐腐蚀、耐磨损性能，提高其可靠性，因此，若要改善镀锌螺旋钢管的耐腐蚀、耐磨损性能，提高其可靠性，就要增加镀锌层的钢板厚度，使运动物体重量增加，提高刚度与消耗钢就要增加镀锌层的钢板厚度，使运动物体重量增加，提高刚度与消耗钢材之间形成一对明显冲突材之间形成一对明显冲突
10、;从耐腐蚀、耐磨损角度讲，使用塑料管有一定从耐腐蚀、耐磨损角度讲，使用塑料管有一定的优势，但当管道直径超过一定值时，塑料管承受载荷加大，其工作可的优势，但当管道直径超过一定值时，塑料管承受载荷加大，其工作可靠性降低，提高刚度与消耗管材之间也形成一对明显冲突。靠性降低，提高刚度与消耗管材之间也形成一对明显冲突。在提高管材可靠性的同时，应降低材料消耗，减轻介质对管道内壁的流在提高管材可靠性的同时，应降低材料消耗，减轻介质对管道内壁的流动磨损和减少有害介质的浓度。从材料力学的角度考虑，当通过提高材动磨损和减少有害介质的浓度。从材料力学的角度考虑，当通过提高材料弹性模量受限时，只能另辟新径采用增强设计
11、，但增强设计只是一个料弹性模量受限时，只能另辟新径采用增强设计，但增强设计只是一个实现理想化的命题，究竟应采用怎样的设计方案能够解决提高刚度与减实现理想化的命题，究竟应采用怎样的设计方案能够解决提高刚度与减少材料之间的冲突，从而设计生产出一种新型管材，使其既具有钢管的少材料之间的冲突，从而设计生产出一种新型管材，使其既具有钢管的高刚度性能，又具有塑料管的耐腐蚀、耐酸碱性能呢高刚度性能，又具有塑料管的耐腐蚀、耐酸碱性能呢?上一页 下一页返回第一节第一节 污水管材的创新设计污水管材的创新设计四、问题解决四、问题解决1.将一般领域间题描述转换成将一般领域间题描述转换成39项工程参数中的项工程参数中的
12、两项，即转换为两项，即转换为TRIZ标准间题标准间题无论是塑料管还是镀锌螺旋钢管，若要提高其环无论是塑料管还是镀锌螺旋钢管，若要提高其环刚度，就要增加耗材，技术冲突是既要提高管材刚度，就要增加耗材，技术冲突是既要提高管材强度，同时管材的单位重量还要下降。根据对技强度，同时管材的单位重量还要下降。根据对技术冲突的描述，将该技术冲突转换为术冲突的描述，将该技术冲突转换为39项工程参项工程参数中的两项数中的两项:(1)工程参数工程参数14号强度号强度:强度指物体受到外力作用强度指物体受到外力作用时，抵制使其发生变化的能力时，抵制使其发生变化的能力;或者在外部影响下或者在外部影响下的抵抗破坏的抵抗破坏
13、(分裂分裂)和不发生形变的性质。在此问和不发生形变的性质。在此问题中，管材强度要提高，为改善的参数。题中，管材强度要提高，为改善的参数。(2)工程参数工程参数1号运动物体的重量号运动物体的重量:运动物体的重量运动物体的重量指重力场中的运动物体作用在阻止其自由下落的指重力场中的运动物体作用在阻止其自由下落的支撑物上的力，重量也常常表示物体的质量。支撑物上的力，重量也常常表示物体的质量。上一页 下一页返回第一节第一节 污水管材的创新设计污水管材的创新设计在此问题中，管材的单位重量要提高，为恶化的参数。在此问题中，管材的单位重量要提高，为恶化的参数。2.根据得到的工程参数，确定解决间题需要的发明原理
14、根据得到的工程参数，确定解决间题需要的发明原理根据得到的两个工程参数，改善参数根据得到的两个工程参数，改善参数14为强度，恶化参数为强度，恶化参数1为运动物体为运动物体的重量，查阅阿奇舒勒技术冲突矩阵得到的重量，查阅阿奇舒勒技术冲突矩阵得到4个创新原理个创新原理:1号、号、8号、号、15号、号、40号。号。(1) 1号分割原理的基本内容是号分割原理的基本内容是:将物体分成独立的部分将物体分成独立的部分;使物体成为使物体成为可拆卸的可拆卸的;增加物体的分割程度。增加物体的分割程度。(2) 8号质量补偿原理的基本内容是号质量补偿原理的基本内容是:将物体与具有上升力的另一物体将物体与具有上升力的另一
15、物体结合以抵消其质量结合以抵消其质量;将物体与介质将物体与介质(最好是气动力和液动力最好是气动力和液动力)相互作用以相互作用以抵消其质量。抵消其质量。上一页 下一页返回第一节第一节 污水管材的创新设计污水管材的创新设计(3)15号动态化原理的基本内容是号动态化原理的基本内容是:物体物体(或外部介质或外部介质)的特性的变化应当的特性的变化应当在每一工作阶段都是最佳的在每一工作阶段都是最佳的;将物体分成彼此相对移动的几个部分将物体分成彼此相对移动的几个部分;使不动的物体成为动的。使不动的物体成为动的。(4) 40号复合材料原理的基本内容是号复合材料原理的基本内容是:用复合材料代替单一材料。用复合材
16、料代替单一材料。综合分析以上综合分析以上4条发明原理，其中条发明原理，其中1号分割原理、号分割原理、8号质量补偿原理、号质量补偿原理、15号动态化原理对该问题的彻底解决指导意义不大，而号动态化原理对该问题的彻底解决指导意义不大，而40号复合材料原理号复合材料原理是解决该问题最有价值的发明原理。是解决该问题最有价值的发明原理。3. TRIZ解的类比应用得到间题的最终解解的类比应用得到间题的最终解高密度聚乙烯高密度聚乙烯(HDPE )的物理性能的物理性能:密度为密度为0. 941 0. 970 g/cm3，熔点，熔点为为131。上一页 下一页返回第一节第一节 污水管材的创新设计污水管材的创新设计有
17、较好的耐磨性、耐寒性、透气性、不透水性、耐化学药品性、电气绝有较好的耐磨性、耐寒性、透气性、不透水性、耐化学药品性、电气绝缘性、耐应力开裂性、硬度和机械强度，较高的结晶度、软化点和使用缘性、耐应力开裂性、硬度和机械强度，较高的结晶度、软化点和使用强度，在室温下几乎不溶于任何有机溶剂。在空气中加热或在日光中照强度，在室温下几乎不溶于任何有机溶剂。在空气中加热或在日光中照射易老化作用。射易老化作用。HDPE具有很好的抗冲击性、耐腐性，在埋地应用上备受欢迎，然而由具有很好的抗冲击性、耐腐性，在埋地应用上备受欢迎，然而由于它较低的弹性模量值，这使其在用于大口径管道时，遇到一个不可克于它较低的弹性模量值
18、，这使其在用于大口径管道时，遇到一个不可克服的瓶颈服的瓶颈管的环刚度无法提升到符合要求。管的环刚度无法提升到符合要求。按照按照ISO的定义，环刚度由下式表述的定义，环刚度由下式表述: SN=EI/D3当直径当直径D增加一倍时，环刚度增加一倍时，环刚度SN则相应地降低则相应地降低8倍。因而做倍。因而做2 000 mm口口径的管与做径的管与做500 mm口径的管，在技术上的难度不可同日而语。口径的管，在技术上的难度不可同日而语。上一页 下一页返回第一节第一节 污水管材的创新设计污水管材的创新设计因为直径因为直径D增加了增加了4倍使得环刚度减少了倍使得环刚度减少了64倍。若要求保持环刚度倍。若要求保
19、持环刚度SN不不变，必须通过增加截面惯性矩变，必须通过增加截面惯性矩I或材料弹性模量或材料弹性模量E至相当倍数，以抵消直至相当倍数，以抵消直径增加对环刚度产生的影响。而单靠增加径增加对环刚度产生的影响。而单靠增加I值是不现实的，因为几十倍值是不现实的，因为几十倍I值值的增加，意味着材料成本成数十倍的增加，同时当的增加，意味着材料成本成数十倍的增加，同时当I值增加到一定程度时，值增加到一定程度时，工艺技术必然遇到难以实现的问题。故必须同时在提升工艺技术必然遇到难以实现的问题。故必须同时在提升E值方面做文章，值方面做文章，才能实现才能实现SN值的保持。钢材的高弹性模量刚好使它能够担此重任。表值的保
20、持。钢材的高弹性模量刚好使它能够担此重任。表9-1是钢与是钢与HDPE的弹性模量的比较。的弹性模量的比较。可见在长期条件下，钢的弹性模量是可见在长期条件下，钢的弹性模量是HDPE的近的近200倍。钢的这一卓越性倍。钢的这一卓越性能是钢塑复合的理论基础。能是钢塑复合的理论基础。以以TRIZ理论中理论中40号复合材料原理用复合材料替代单一材料为指导，采用号复合材料原理用复合材料替代单一材料为指导，采用二层共挤技术复合压延工艺，制成塑料二层共挤技术复合压延工艺，制成塑料(PVC , PE , PP )膜。膜。上一页 下一页返回第一节第一节 污水管材的创新设计污水管材的创新设计再与镀锌钢板采用熔融粘贴
21、的工艺制成塑钢复合板材，再以塑钢复合板再与镀锌钢板采用熔融粘贴的工艺制成塑钢复合板材，再以塑钢复合板材为原材料，在专用成管设备上制成复合螺旋波纹管材，如图材为原材料，在专用成管设备上制成复合螺旋波纹管材，如图9-2所示。所示。五、结论五、结论将研究对象理想化是自然科学的基本方法之一。理想化是对客观世界中将研究对象理想化是自然科学的基本方法之一。理想化是对客观世界中存在物体的一种抽象，这种抽象客观世界既不存在，又不能通过实验验存在物体的一种抽象，这种抽象客观世界既不存在，又不能通过实验验证。理想化的物体是真实物体存在的一种极限状态，对于某些研究起着证。理想化的物体是真实物体存在的一种极限状态，对
22、于某些研究起着重要的作用。在重要的作用。在TRIZ中理想化是一种强有力的工具，在创新过程中起着中理想化是一种强有力的工具，在创新过程中起着重要的作用。重要的作用。上一页 下一页返回第一节第一节 污水管材的创新设计污水管材的创新设计塑钢复合螺旋波纹钢管与塑料管材相比，管材刚度大幅度提高塑钢复合螺旋波纹钢管与塑料管材相比，管材刚度大幅度提高;与镀锌螺与镀锌螺旋钢管相比抗腐蚀性、耐磨损性能提高。以镀锌板材作基体材料连续成旋钢管相比抗腐蚀性、耐磨损性能提高。以镀锌板材作基体材料连续成型为骨架内管，以塑料片层为防腐抗磨材料，使管材的抗压强度指标、型为骨架内管，以塑料片层为防腐抗磨材料，使管材的抗压强度指
23、标、耐腐蚀性、耐磨损性能都得到保证。以耐腐蚀性、耐磨损性能都得到保证。以TRIZ理论为基础研发的污水管材理论为基础研发的污水管材既具备钢管的高刚度性又有塑料管的高防腐性，因此该产品填补了国内既具备钢管的高刚度性又有塑料管的高防腐性，因此该产品填补了国内同时具备高刚度性和高防腐性的钢管的空白。同时具备高刚度性和高防腐性的钢管的空白。上一页返回第二节第二节 薄板玻璃的加工薄板玻璃的加工一、应用背景一、应用背景某企业需要生产大量的、各种形状的玻璃板。在某企业需要生产大量的、各种形状的玻璃板。在玻璃板的加工过程中，首先工人需要将玻璃板切玻璃板的加工过程中，首先工人需要将玻璃板切成长方形，然后根据客户的
24、要求，加工成一定的成长方形，然后根据客户的要求，加工成一定的形状。然而，在加工过程中，由于薄板玻璃受力形状。然而，在加工过程中，由于薄板玻璃受力时很容易断裂，容易出现玻璃破碎现象，而且玻时很容易断裂，容易出现玻璃破碎现象，而且玻璃的厚度是客户订单上要求的，不能通过增加玻璃的厚度是客户订单上要求的，不能通过增加玻璃厚度来达到防止玻璃破碎的目的。璃厚度来达到防止玻璃破碎的目的。二、问题描述二、问题描述为了加工出各种形状的玻璃板，薄板玻璃在加工为了加工出各种形状的玻璃板，薄板玻璃在加工过程中必然会受到力的作用，由于薄板玻璃无法过程中必然会受到力的作用，由于薄板玻璃无法承受该力的作用而发生破碎，从而增
25、加了加工过承受该力的作用而发生破碎，从而增加了加工过程的难度。程的难度。下一页返回第二节第二节 薄板玻璃的加工薄板玻璃的加工为了避免发生玻璃破碎的现象，工人们在加工过程中必须非常小心。因为了避免发生玻璃破碎的现象，工人们在加工过程中必须非常小心。因此，在加工过程中，对薄板玻璃的加工操作就要进行严格的控制，保证此，在加工过程中，对薄板玻璃的加工操作就要进行严格的控制，保证玻璃受力不超过极限，以达到加工成型玻璃板的目的。玻璃受力不超过极限，以达到加工成型玻璃板的目的。三、问题分析三、问题分析根据以上对问题的描述，发现加工过程的现状是根据以上对问题的描述，发现加工过程的现状是:要生产出满足客户要求要
26、生产出满足客户要求的玻璃板，在制造过程中极容易出现玻璃破碎的情况的玻璃板，在制造过程中极容易出现玻璃破碎的情况;而要防止玻璃破碎，而要防止玻璃破碎，需要增加玻璃厚度，可这又无法满足客户要求。分析得出薄板玻璃加工需要增加玻璃厚度，可这又无法满足客户要求。分析得出薄板玻璃加工过程中存在着一对技术冲突，即玻璃板的可制造性与制造流程的方便性过程中存在着一对技术冲突，即玻璃板的可制造性与制造流程的方便性之间的冲突。之间的冲突。四、问题解决四、问题解决上一页 下一页返回第二节第二节 薄板玻璃的加工薄板玻璃的加工1.将一般领域间题描述转换成将一般领域间题描述转换成39项工程参数中的两项，即转换为项工程参数中
27、的两项，即转换为TRIZ标标准间题准间题“既要保证玻璃板能加工成型又要避免玻璃的破碎既要保证玻璃板能加工成型又要避免玻璃的破碎”，从待解决问题的文，从待解决问题的文字叙述中，试着找出问题是由哪些互相矛盾冲突的属性所引起，将文字字叙述中，试着找出问题是由哪些互相矛盾冲突的属性所引起，将文字叙述转换成叙述转换成39项工程参数中的两项项工程参数中的两项:工程参数工程参数32号可制造性号可制造性:可制造性指物体或系统制造过程中简单、方便的可制造性指物体或系统制造过程中简单、方便的程度。这是欲改善的特性，以此作为改善的参数。程度。这是欲改善的特性，以此作为改善的参数。工程参数工程参数33号操作流程的方便
28、性号操作流程的方便性:操作流程的方便性指在操作过程中，如操作流程的方便性指在操作过程中，如果需要的人数越少，操作步骤越少，以及所需的工具越少，同时又有较果需要的人数越少，操作步骤越少，以及所需的工具越少，同时又有较高的产出，则代表方便性越高。这是被恶化的特性，以此作为被恶化的高的产出，则代表方便性越高。这是被恶化的特性，以此作为被恶化的参数。参数。上一页 下一页返回第二节第二节 薄板玻璃的加工薄板玻璃的加工2.根据得到的工程参数，确定解决间题需要的发明原理根据得到的工程参数，确定解决间题需要的发明原理查找阿奇舒勒技术冲突矩阵，从矩阵表查找第查找阿奇舒勒技术冲突矩阵，从矩阵表查找第32列和第列和
29、第33行对应的方格，行对应的方格，得到方格中推荐的发明原理序号共得到方格中推荐的发明原理序号共4个，分别是个，分别是2号、号、5号、号、13号、号、16号号与前面的发明原理序号对应，得到与前面的发明原理序号对应，得到4条发明原理及其解释如下条发明原理及其解释如下:(1) 2号分离原理号分离原理:将物体中将物体中“负面负面”的部分或特性抽取出来的部分或特性抽取出来;只从物体只从物体中抽取出必要的部分或特性。中抽取出必要的部分或特性。(2) 5号合并原理号合并原理:合并空间上的同类或相邻的物体或操作合并空间上的同类或相邻的物体或操作;合并时间合并时间上的同类或相邻的物体或操作。上的同类或相邻的物体
30、或操作。(3) 13号反向作用原理号反向作用原理:颠倒过去解决问题的方法颠倒过去解决问题的方法;使物体的活动部使物体的活动部分改变为固定的，让固定的部分变为活动的分改变为固定的，让固定的部分变为活动的;翻转物体翻转物体(或过程或过程)。上一页 下一页返回第二节第二节 薄板玻璃的加工薄板玻璃的加工(4) 16号未达到或超过的作用原理号未达到或超过的作用原理:主要体现在现有的方法难以完成对象主要体现在现有的方法难以完成对象的的100% ,可用同样的方法完成可用同样的方法完成“稍少稍少”或或“稍多稍多”一点，使问题简化。一点，使问题简化。综合分析以上综合分析以上4条发明原理的解释，其中条发明原理的解
31、释，其中2号分离原理、号分离原理、13号反向作用原号反向作用原理、理、16号未达到或超过的作用原理对问题彻底解决的贡献有限，而号未达到或超过的作用原理对问题彻底解决的贡献有限，而5号号合并原理对问题的彻底解决贡献最大，是最有价值的发明原理。合并原理对问题的彻底解决贡献最大，是最有价值的发明原理。 3. TRIZ解的类比应用得到间题的最终解解的类比应用得到间题的最终解由由5号合并原理的解释号合并原理的解释“合并空间上的同类或相邻的物体或操作合并空间上的同类或相邻的物体或操作”，想到将，想到将多层薄板玻璃叠放在一起，从而形成一叠玻璃，而且事先在每层玻璃面多层薄板玻璃叠放在一起，从而形成一叠玻璃，而
32、且事先在每层玻璃面上洒一层水或涂一层油，以保证堆叠后的玻璃可以形成足够强的豁附力。上洒一层水或涂一层油，以保证堆叠后的玻璃可以形成足够强的豁附力。一叠玻璃的强度会远大于单层玻璃的强度，在加工中就可以承受较大的一叠玻璃的强度会远大于单层玻璃的强度，在加工中就可以承受较大的力的作用，从而改善了薄板玻璃的可制造性。力的作用，从而改善了薄板玻璃的可制造性。上一页 下一页返回第二节第二节 薄板玻璃的加工薄板玻璃的加工当加工完成后，再分开每层玻璃，从而获得了满足客户要求的产品。当加工完成后，再分开每层玻璃，从而获得了满足客户要求的产品。五、结论五、结论通过薄板玻璃加工过程中通过薄板玻璃加工过程中“可制造性
33、与操作流程的方便性可制造性与操作流程的方便性”问题的解决，问题的解决，说明了利用说明了利用TRIZ的冲突解决原理，将冲突标准化，使用冲突矩阵，选择的冲突解决原理，将冲突标准化，使用冲突矩阵，选择TRIZ中的发明原理解决冲突，从而形成了确定冲突及解决冲突问题的系中的发明原理解决冲突，从而形成了确定冲突及解决冲突问题的系统化方法与过程。统化方法与过程。上一页返回第三节第三节 减少热处理过程中的烟雾污染减少热处理过程中的烟雾污染一、应用背景一、应用背景某工厂得到一份订单，需要对大型的金属零件进某工厂得到一份订单，需要对大型的金属零件进行热处理。进行这项工作的操作程序是行热处理。进行这项工作的操作程序
34、是:吊车司机吊车司机必须从加热炉中吊出通红的铸铁，将它运到一个必须从加热炉中吊出通红的铸铁，将它运到一个油槽的上方并将其缓慢地放入油槽中。每次当炙油槽的上方并将其缓慢地放入油槽中。每次当炙热的铸铁被放入到油槽中去的时候，都会产生大热的铸铁被放入到油槽中去的时候，都会产生大量的烟雾，会让吊车司机的喉咙感觉很不舒服。量的烟雾，会让吊车司机的喉咙感觉很不舒服。工作了几天后，吊车司机找到车间经理抱怨说工作了几天后，吊车司机找到车间经理抱怨说:“天天笼罩在烟雾中，这样干我很难呼吸。我的控天天笼罩在烟雾中，这样干我很难呼吸。我的控制室离房顶很近，所有从油槽里升起的烟都向我制室离房顶很近，所有从油槽里升起的
35、烟都向我飘来，我不干了。飘来，我不干了。”在对小型零件进行热处理的时候，烟雾本来不是在对小型零件进行热处理的时候，烟雾本来不是问题，因为车间里的通风设备能够满足要求。问题，因为车间里的通风设备能够满足要求。下一页返回第三节第三节 减少热处理过程中的烟雾污染减少热处理过程中的烟雾污染但是，在对大型零件做热处理时，烟雾就变成了主要问题，因为热处理但是，在对大型零件做热处理时，烟雾就变成了主要问题，因为热处理工艺不能改变，如图工艺不能改变，如图9-3所示。车间经理面临一个典型的管理情况所示。车间经理面临一个典型的管理情况:他必他必须想出一种办法来解决烟雾的问题，但他并不知道办法在哪里。须想出一种办法
36、来解决烟雾的问题，但他并不知道办法在哪里。二、问题分析二、问题分析1.分析技术系统分析技术系统从定义上来说，一个技术系统应该包括从定义上来说，一个技术系统应该包括3个部分个部分:两种物质和一个场。要两种物质和一个场。要解决问题，首先应明确引起问题的技术系统。在这个例子中，引起问题解决问题，首先应明确引起问题的技术系统。在这个例子中，引起问题的技术系统是油槽里的油、金属部件，以及该部件的热能。烟是这个过的技术系统是油槽里的油、金属部件，以及该部件的热能。烟是这个过程的副产物，对吊车司机造成危害。程的副产物，对吊车司机造成危害。我们可以列出该技术系统中的主要成分及其相应功能，如表我们可以列出该技术
37、系统中的主要成分及其相应功能，如表9 -2所示。所示。上一页 下一页返回第三节第三节 减少热处理过程中的烟雾污染减少热处理过程中的烟雾污染在本例中，吊车司机将通红的部件放到装满油的油槽中，金属部件一接在本例中，吊车司机将通红的部件放到装满油的油槽中，金属部件一接触油就会产生浓烟，污染环境。我们的目的就是希望通过消除烟雾或降触油就会产生浓烟，污染环境。我们的目的就是希望通过消除烟雾或降低烟雾造成的危害，改善吊车司机的工作环境。低烟雾造成的危害，改善吊车司机的工作环境。2.陈述技术冲突陈述技术冲突在本例中，需要被消除的负面特性是烟雾。最直接的方法就是用金属盖在本例中，需要被消除的负面特性是烟雾。最
38、直接的方法就是用金属盖把油槽盖住，这样可以防止油烟四散。但是，这样做会使系统的复杂性把油槽盖住，这样可以防止油烟四散。但是，这样做会使系统的复杂性和重量增加。和重量增加。针对这种情况，可以构建出下列技术冲突针对这种情况，可以构建出下列技术冲突:技术冲突技术冲突1:如果利用金属盖将特性如果利用金属盖将特性(浓烟带来的有害作用浓烟带来的有害作用)减少减少(消除消除)，则系统的则系统的“复杂性复杂性”增加。增加。上一页 下一页返回第三节第三节 减少热处理过程中的烟雾污染减少热处理过程中的烟雾污染技术冲突技术冲突2:如果利用金属盖将特性如果利用金属盖将特性(浓烟带来的有害作用浓烟带来的有害作用)减少减
39、少(消除消除)，则系统的则系统的“重量重量”增加。增加。3.解决技术冲突解决技术冲突1)技术冲突技术冲突1让我们对照冲突矩阵来看一下技术冲突让我们对照冲突矩阵来看一下技术冲突1。与特性与特性“浓烟带来的有害作用浓烟带来的有害作用”在意义上最接近的是在意义上最接近的是“物体产生的有害物体产生的有害因素因素”，与，与“复杂性复杂性”在意义上最接近的是在意义上最接近的是“系统的复杂性系统的复杂性”。在冲突。在冲突矩阵表中，对应的单元格中的创新原理是矩阵表中，对应的单元格中的创新原理是:19 , 1 , 31。让我们来分析一。让我们来分析一下这些创新原理。下这些创新原理。原理原理19“周期性作用原理周
40、期性作用原理”建议建议:(1)用周期性动作或脉冲动作代替连续动作。用周期性动作或脉冲动作代替连续动作。上一页 下一页返回第三节第三节 减少热处理过程中的烟雾污染减少热处理过程中的烟雾污染(2)如果周期性动作正在进行，改变其运动频率。如果周期性动作正在进行，改变其运动频率。(3)在脉冲周期中利用暂停来执行另一有用动作。在脉冲周期中利用暂停来执行另一有用动作。应用原理应用原理19意味着间歇地将金属部件放入油槽加温，这只有通过打开和意味着间歇地将金属部件放入油槽加温，这只有通过打开和关闭油槽的盖子才能实现。可惜的是，现存的条件不允许这样做，所以关闭油槽的盖子才能实现。可惜的是，现存的条件不允许这样做
41、，所以该原理不适用。该原理不适用。原理原理1“分割原理分割原理”建议建议:(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;(2)将一个物体分成容易组装和拆卸的部分将一个物体分成容易组装和拆卸的部分;(3)增加一个物体的可分性。增加一个物体的可分性。应用原理应用原理1 (1)意味着将盖子分割成不同的部分，应用意味着将盖子分割成不同的部分，应用1 (2)将盖子分割程将盖子分割程度增加至成千上万，甚至上百万份。度增加至成千上万，甚至上百万份。上一页 下一页返回第三节第三节 减少热处理过程中的烟雾污染减少热处理过程中的烟雾污染进一步延伸这个概念，盖子即可由非常细小的球体进一步延伸这个概
42、念，盖子即可由非常细小的球体(甚至是液体甚至是液体)构成。构成。这样的活动盖就不会影响将炽热部件放入油中。这样的活动盖就不会影响将炽热部件放入油中。原理原理31“多孔材料原理多孔材料原理”建议建议:(1)给物体加孔，或运用辅助的有孔材料给物体加孔，或运用辅助的有孔材料(插入或覆盖等插入或覆盖等);(2)如果一物体已经有孔，事先向孔中充入相应物质如果一物体已经有孔，事先向孔中充入相应物质应用原理应用原理31 (1)意味着用多孔材料制成盖子。将原理意味着用多孔材料制成盖子。将原理1 (2)和原理和原理31 (1)结结合，使我们想到用有孔的小球或液体来做油槽盖。有孔材料可以吸收烟合，使我们想到用有孔
43、的小球或液体来做油槽盖。有孔材料可以吸收烟雾。雾。2)技术冲突技术冲突2让我们对照冲突矩阵来看一下技术冲突让我们对照冲突矩阵来看一下技术冲突2。上一页 下一页返回第三节第三节 减少热处理过程中的烟雾污染减少热处理过程中的烟雾污染与特性与特性“浓烟带来的有害作用浓烟带来的有害作用”在意义上最接近的是在意义上最接近的是“物体产生的有害物体产生的有害因素因素”，与，与“重量重量”在意义上最接近的是在意义上最接近的是“静止物体的重量静止物体的重量”。在冲突。在冲突矩阵表中，对应的单元格中的创新原理是矩阵表中，对应的单元格中的创新原理是:35, 22, 1、39。下面来分析。下面来分析一下这些创新原理。
44、一下这些创新原理。原理原理35“参数变化原理参数变化原理”建议建议:(1)改变物体的物理状态。改变物体的物理状态。(2)改变浓度或密度。改变浓度或密度。(3)改变物体的柔性。改变物体的柔性。(4)改变温度或体积。改变温度或体积。原理原理35 (1)建议改变系统的物理性能，即将目前固态的系统变成液态或建议改变系统的物理性能，即将目前固态的系统变成液态或气态。在技术冲突气态。在技术冲突1中已涉及利用液态。中已涉及利用液态。上一页 下一页返回第三节第三节 减少热处理过程中的烟雾污染减少热处理过程中的烟雾污染将油槽盖变为气态是很有趣的一项建议，但我们如何实现呢将油槽盖变为气态是很有趣的一项建议，但我们
45、如何实现呢?种比空气重种比空气重的惰性气体，可以覆盖在油的表面充当油槽盖。的惰性气体，可以覆盖在油的表面充当油槽盖。原理原理22“变有害为有益原理变有害为有益原理”建议建议:(1)利用有害因素获得积极的效果，尤其是环境中的有害因素。利用有害因素获得积极的效果，尤其是环境中的有害因素。(2)通过与一个有害因素结合，消除另一个有害因素。通过与一个有害因素结合，消除另一个有害因素。(3)在一定的范围内增加有害作用，来停止原有的有害作用。在一定的范围内增加有害作用，来停止原有的有害作用。原理原理22(3)提出增加烟雾使其成为在油和氧气间的屏障，而防止油槽冒烟。提出增加烟雾使其成为在油和氧气间的屏障，而
46、防止油槽冒烟。原理原理1“分割原理分割原理”再次出现，请参看上面的分析。再次出现，请参看上面的分析。原理原理39“惰性环境原理惰性环境原理”建议建议:(1)用惰性环境代替通常的环境。用惰性环境代替通常的环境。(2)在物体中添加惰性或中性添加剂。在物体中添加惰性或中性添加剂。上一页 下一页返回第三节第三节 减少热处理过程中的烟雾污染减少热处理过程中的烟雾污染(3)使用真实环境。使用真实环境。三、最终方案三、最终方案将原理将原理3s (1)和原理和原理39 ( 1)结合起来，提出了一个简单的解决方案结合起来，提出了一个简单的解决方案:用一用一种液体种液体(35(1)或惰性或惰性(39 (1)气体作
47、为油槽盖来防止油槽冒烟，这样既能气体作为油槽盖来防止油槽冒烟，这样既能防止冒烟，又不会增加系统的复杂性，还不影响司机的工作。防止冒烟，又不会增加系统的复杂性，还不影响司机的工作。上一页返回第四节第四节 宝马汽车的外形设计宝马汽车的外形设计一、应用背景一、应用背景在欧洲那些最初为行人和马车修建的城市道路上，在欧洲那些最初为行人和马车修建的城市道路上，由于汽车持有量的增加，交通变得十分拥挤，虽由于汽车持有量的增加，交通变得十分拥挤，虽然政府采取了提高燃料费的措施，但交通拥挤的然政府采取了提高燃料费的措施，但交通拥挤的状况并没有得到明显改善。为了改变这种状况，状况并没有得到明显改善。为了改变这种状况
48、，市政府通过增加税收以进一步提高大型汽车在城市政府通过增加税收以进一步提高大型汽车在城市里的使用费用，目的在于鼓励小型汽车的生产。市里的使用费用，目的在于鼓励小型汽车的生产。然而由于市场上没有非常有特色的小型汽车，在然而由于市场上没有非常有特色的小型汽车，在某种意义上小型汽车还不能成为有钱人身份、地某种意义上小型汽车还不能成为有钱人身份、地位的象征。因此，以生产大型私人豪华轿车为主位的象征。因此，以生产大型私人豪华轿车为主的德国宝马和奔驰公司，准备联合开发一种名牌的德国宝马和奔驰公司，准备联合开发一种名牌智能化的小型汽车，使其在汽车市场上能独领风智能化的小型汽车，使其在汽车市场上能独领风骚，满
49、足有钱人的需要。骚，满足有钱人的需要。宝马和奔驰公司决定开发的系列新款迷你型汽车，宝马和奔驰公司决定开发的系列新款迷你型汽车，不仅在城市中使用非常方便。不仅在城市中使用非常方便。下一页返回第四节第四节 宝马汽车的外形设计宝马汽车的外形设计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，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，而且价格更为经济、性能更为有效。而且价格更为经济、性能更为有效。二、问题描述二、问题描述当汽车的车身较长时，在碰撞过程中会有一个较大的变形空间，可以吸当汽车的车身较长时，在碰撞过程中会有一个较大的变形空间，可以吸收碰撞过程中产生的能量，缓
50、解交通事故对人的冲击力，减轻对乘车者收碰撞过程中产生的能量，缓解交通事故对人的冲击力，减轻对乘车者的人身伤害。但这种汽车的重量与体积较大，转弯半径大，机动性差，的人身伤害。但这种汽车的重量与体积较大，转弯半径大，机动性差，非常笨拙，在一定程度上造成了交通拥挤。而迷你型汽车体积小、重量非常笨拙，在一定程度上造成了交通拥挤。而迷你型汽车体积小、重量轻，转弯半径小，机动灵活性好，可以减轻交通拥堵问题，但因为车身轻，转弯半径小，机动灵活性好，可以减轻交通拥堵问题，但因为车身较短，不具备变形缓冲功能，因此在碰撞时容易造成人员的伤亡。较短，不具备变形缓冲功能，因此在碰撞时容易造成人员的伤亡。三、问题分析三
51、、问题分析上一页 下一页返回第四节第四节 宝马汽车的外形设计宝马汽车的外形设计根据以上对问题的描述，发现在汽车制造过程中，如果缩短车身长度，根据以上对问题的描述，发现在汽车制造过程中，如果缩短车身长度，则汽车的安全性降低，碰撞时容易造成人员的伤亡，而增加车身长度，则汽车的安全性降低，碰撞时容易造成人员的伤亡，而增加车身长度，在一定程度上会造成交通拥堵。分析得出在汽车制造过程中存在着一对在一定程度上会造成交通拥堵。分析得出在汽车制造过程中存在着一对物理冲突物理冲突:交通拥堵与防撞性能的冲突。既要减轻交通拥堵、提高机动灵交通拥堵与防撞性能的冲突。既要减轻交通拥堵、提高机动灵活性，又要避免因车身长度
52、缩短造成的在交通事故中防撞性能降低的冲活性，又要避免因车身长度缩短造成的在交通事故中防撞性能降低的冲突。突。四、问题解决四、问题解决1.将一般领域间题描述转换成将一般领域间题描述转换成39项工程参数中的两项，即转换为项工程参数中的两项，即转换为TRIZ标标准间题准间题“既要减轻交通拥堵、提高机动灵活性，又要避免因车身长度缩短造成既要减轻交通拥堵、提高机动灵活性，又要避免因车身长度缩短造成的在交通事故中防撞性能降低的在交通事故中防撞性能降低” 。上一页 下一页返回第四节第四节 宝马汽车的外形设计宝马汽车的外形设计从待解决问题的文字描述中，试着找出问题是由哪些相互矛盾冲突的属从待解决问题的文字描述
53、中，试着找出问题是由哪些相互矛盾冲突的属性所引起，将文字描述转换成性所引起，将文字描述转换成39项工程参数中的两项项工程参数中的两项:工程参数工程参数5号运动物体的面积参数号运动物体的面积参数:运动物体的面积指运动物体被线条封运动物体的面积指运动物体被线条封闭的一部分或者表面的几何度量，或者运动物体内部或者外部表面的几闭的一部分或者表面的几何度量，或者运动物体内部或者外部表面的几何度量。面积是以填充平面图形的正方形个数来度量的，如面积不仅可何度量。面积是以填充平面图形的正方形个数来度量的，如面积不仅可以是平面轮廓的面积，也可以是三维表面的面积，或一个三维物体所有以是平面轮廓的面积，也可以是三维
54、表面的面积，或一个三维物体所有平面、凸面或凹面的面积之和，此例中为物体的长度，属于改善的参数。平面、凸面或凹面的面积之和，此例中为物体的长度，属于改善的参数。工程参数工程参数22号能量损失号能量损失:能量损失指做无用功消耗的能量为了减少能量能量损失指做无用功消耗的能量为了减少能量损失，有时需要应用不同的技术手段，来提高能量利用率。损失，有时需要应用不同的技术手段，来提高能量利用率。2.根据得到的工程参数，确定解决问题需要的发明原理根据得到的工程参数，确定解决问题需要的发明原理上一页 下一页返回第四节第四节 宝马汽车的外形设计宝马汽车的外形设计根据上述两个工程参数，查阅阿奇舒勒技术冲突矩阵，可以
55、得到对该问根据上述两个工程参数，查阅阿奇舒勒技术冲突矩阵，可以得到对该问题的解决有指导意义的两条创新原理题的解决有指导意义的两条创新原理:(1)15号动态化原理号动态化原理:使一个物体或其环境在操作的每一个阶段自动调整，以达到优化的性使一个物体或其环境在操作的每一个阶段自动调整，以达到优化的性能能;划分一个物体成具有相互关系的元件，元件之间可以改变相对位置划分一个物体成具有相互关系的元件，元件之间可以改变相对位置;如果一个物体是静止的，使之变为运动的或可改变的。如果一个物体是静止的，使之变为运动的或可改变的。(2) 17号维数变化原理号维数变化原理:将一维空间中运动或静止的物体变成在二维空将一
56、维空间中运动或静止的物体变成在二维空间中运动或静止的物体，将二维空间中运动或静止的物体变成在三维空间中运动或静止的物体，将二维空间中运动或静止的物体变成在三维空间中运动或静止的物体间中运动或静止的物体;将物体用多层排列代替单层排列将物体用多层排列代替单层排列;使物体倾使物体倾斜或改变其方向斜或改变其方向;使用给定表面的反面。使用给定表面的反面。3. TRIZ解的类比应用得到问题的最终解解的类比应用得到问题的最终解上一页 下一页返回第四节第四节 宝马汽车的外形设计宝马汽车的外形设计应用巧号动态化创新原理可以得到以下解决方案应用巧号动态化创新原理可以得到以下解决方案:15号创新原理为动态化原理，提
57、高运动物体的面积参数。号创新原理为动态化原理，提高运动物体的面积参数。迷你型汽车的发动机被安装在车身下面，以增加发动机与乘客分隔空间迷你型汽车的发动机被安装在车身下面，以增加发动机与乘客分隔空间的大小。与客车相比，碰撞影响区域位于车身下面发动机的位置，因此的大小。与客车相比，碰撞影响区域位于车身下面发动机的位置，因此可提升位于碰撞影响区域上面的乘客空间。其动力装置采用完全电控的可提升位于碰撞影响区域上面的乘客空间。其动力装置采用完全电控的发动机系统，是一台发动机系统，是一台600cc涡轮控制的三气缸发动机，没有机械连杆与涡轮控制的三气缸发动机，没有机械连杆与油门或变速杆连接。这种装置激活六速自
58、动变速箱，变速箱可以在若干油门或变速杆连接。这种装置激活六速自动变速箱，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。模式下运作，从完全自动到手工触摸转移，不必使用离合器。应用应用17号维数变化创新原理可以得到如下解决方案号维数变化创新原理可以得到如下解决方案:17号创新原理为号创新原理为“维数变化原理维数变化原理”，将物体一维直线运动变为二维平面，将物体一维直线运动变为二维平面运动。运动。上一页 下一页返回第四节第四节 宝马汽车的外形设计宝马汽车的外形设计迷你型汽车的动力机车安装在滑翔架上，碰撞时车身沿斜面运动，减轻迷你型汽车的动力机车安装在滑翔架上，碰撞时车身沿斜面
59、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。碰撞时的冲击力，并增强了其抵抗外力变形的能力。与其他类似的概念车进行比较发现，这种迷你型智能汽车虽然微小，但与其他类似的概念车进行比较发现，这种迷你型智能汽车虽然微小，但空间似乎极其宽敞。乘车者坐在前、后纵向排列的两个座位里，前面两空间似乎极其宽敞。乘车者坐在前、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。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。五、结论五
60、、结论迷你型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迷你型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便可堪与一辆普通轿车相媲美。本实例遵循新，其抵抗外力变形的能力便可堪与一辆普通轿车相媲美。本实例遵循了了TRIZ理论的基本原则理论的基本原则:没有增加新的材料而实现了其预定功能。没有增加新的材料而实现了其预定功能。上一页返回第五节第五节 飞机机翼的进化飞机机翼的进化一、应用背景一、应用背景早期的飞机机翼都是平直的。最初，飞机采用的早期的飞机机翼都是平直的。最初，飞机采用的是矩形机翼，这种机翼很容易制造。但由于其翼是矩形机翼，这种机翼很容易制造
61、。但由于其翼端较宽，会给飞机带来很大的飞行阻力，因而，端较宽，会给飞机带来很大的飞行阻力，因而，也就严重影响了飞机的飞行速度。也就严重影响了飞机的飞行速度。后来，德国、英国、美国的喷气式飞机先后上天。后来，德国、英国、美国的喷气式飞机先后上天。飞机开始进入了喷气式时代，其飞行速度迅速提飞机开始进入了喷气式时代，其飞行速度迅速提高，接近音速。这时，机翼出现高，接近音速。这时，机翼出现“激波激波”，使机，使机翼表面的空气压力发生变化。同时，飞机的前进翼表面的空气压力发生变化。同时，飞机的前进阻力骤然剧增，比低速飞行时达十几倍甚至几十阻力骤然剧增，比低速飞行时达十几倍甚至几十倍，这就是所谓的倍，这就
62、是所谓的“音障音障”。为了突破。为了突破“音障音障”，许多国家都在研制新型机翼。后掠翼型机翼一，许多国家都在研制新型机翼。后掠翼型机翼一举突破了举突破了“音障音障”的障碍。当时德国人发现把机的障碍。当时德国人发现把机翼做成向后掠的形式，像燕子的翅膀一样，可以翼做成向后掠的形式，像燕子的翅膀一样，可以延迟延迟“激波激波”的产生，缓和飞机接近音速时的不的产生，缓和飞机接近音速时的不稳定现象。稳定现象。下一页返回第四节第四节 宝马汽车的外形设计宝马汽车的外形设计但是，新的问题又随之出现了。向后掠的机翼，与不向后掠的平直机翼但是，新的问题又随之出现了。向后掠的机翼，与不向后掠的平直机翼相比，在同样的条
63、件下产生的升力要小。这不仅对飞机的起飞、着陆和相比，在同样的条件下产生的升力要小。这不仅对飞机的起飞、着陆和巡航带来了不利影响，而且浪费了很多宝贵的燃料。能否设计出一种适巡航带来了不利影响，而且浪费了很多宝贵的燃料。能否设计出一种适应飞机的各种飞行速度又具有快慢兼顾特点的机翼呢，这成为当时航空应飞机的各种飞行速度又具有快慢兼顾特点的机翼呢，这成为当时航空界所面临的一大难题。界所面临的一大难题。二、问题描述二、问题描述根据上述分析，系统存在的技术冲突为根据上述分析，系统存在的技术冲突为:(1)传统固定机翼不适合高空飞行。这是因为，在突破传统固定机翼不适合高空飞行。这是因为，在突破“音障音障”的时
64、候，的时候，会产生非常大的阻力，容易导致飞机在空中解体，而且此时飞机消耗的会产生非常大的阻力，容易导致飞机在空中解体，而且此时飞机消耗的能量也相应加大。能量也相应加大。上一页 下一页返回第四节第四节 宝马汽车的外形设计宝马汽车的外形设计(2)改进的三角机翼不适合低速飞行。这是因为，当起飞与降落以及巡航改进的三角机翼不适合低速飞行。这是因为，当起飞与降落以及巡航时，在相同推力条件下，飞机产生的升力小。当然，飞机消耗的能量，时，在相同推力条件下，飞机产生的升力小。当然，飞机消耗的能量，也相应的加大了。总之，矛盾集中体现在飞机的飞行速度与其在飞行时也相应的加大了。总之，矛盾集中体现在飞机的飞行速度与
65、其在飞行时能量的消耗这两个工程参数之间。能量的消耗这两个工程参数之间。三、问题分析三、问题分析我们要解决的这个问题，涉及两个工程参数我们要解决的这个问题，涉及两个工程参数:19号运动物体的能量消耗和号运动物体的能量消耗和9号速度。号速度。根据这两个工程参数，可从冲突矩阵中得到以下根据这两个工程参数，可从冲突矩阵中得到以下4条创新原理条创新原理:8号质量补偿原理号质量补偿原理;15号动态化原理号动态化原理;35号参数变化原理号参数变化原理;上一页 下一页返回第四节第四节 宝马汽车的外形设计宝马汽车的外形设计38号加速强氧化原理。号加速强氧化原理。显然，质量补偿原理不适合用来解决这个问题。因为，战
66、斗机要求机身显然，质量补偿原理不适合用来解决这个问题。因为，战斗机要求机身轻便、灵活、机动。而且，加重机身还会使速度这个技术特性恶化。轻便、灵活、机动。而且，加重机身还会使速度这个技术特性恶化。可以使用加速强氧化原理，使燃料的燃烧更加充分，以使飞机获得更大可以使用加速强氧化原理，使燃料的燃烧更加充分，以使飞机获得更大的推力。但是众所周知，战斗机上使用的是特制的、高热量的航空油，的推力。但是众所周知，战斗机上使用的是特制的、高热量的航空油，它们在涡轮喷气发动机中的燃烧，也已经比较充分了。所以，再使用加它们在涡轮喷气发动机中的燃烧，也已经比较充分了。所以，再使用加速强氧化原理来改善燃油的充分燃烧率
67、，效果就不是很明显了。速强氧化原理来改善燃油的充分燃烧率，效果就不是很明显了。再来看一看后面两个原理再来看一看后面两个原理:15号动态化原理和号动态化原理和35号参数变化原理。号参数变化原理。按照这两条创新原理提供的方法，技术人员对机翼进行改进，使其成为按照这两条创新原理提供的方法，技术人员对机翼进行改进，使其成为活动部件。活动部件。上一页 下一页返回第四节第四节 宝马汽车的外形设计宝马汽车的外形设计并且，在飞机飞行的时候，飞行员可以自由地控制机翼的形态，使之能并且，在飞机飞行的时候，飞行员可以自由地控制机翼的形态，使之能够在比较大的范围内改变够在比较大的范围内改变“后掠角后掠角”的大小，从而
68、获得从平直翼到三角的大小，从而获得从平直翼到三角翼的变化。这样就适应了飞机从低速到高速不同飞行状态下的要求。翼的变化。这样就适应了飞机从低速到高速不同飞行状态下的要求。以以F111战斗机为例，它在起飞阶段，处于低速度飞行状态，如图战斗机为例，它在起飞阶段，处于低速度飞行状态，如图9 -4所所示。此时，机翼呈平直状，可以获得较大升力，飞机表现出良好的低速示。此时，机翼呈平直状，可以获得较大升力，飞机表现出良好的低速特性。另一方面，由于避免了长距离滑行所浪费的能量，也有效地解决特性。另一方面，由于避免了长距离滑行所浪费的能量，也有效地解决了飞机在低速度状态下，速度与能量消耗之间的矛盾。了飞机在低速
69、度状态下，速度与能量消耗之间的矛盾。F111在云层之上高速飞行时，两翼后掠以减小飞行阻力，如图在云层之上高速飞行时，两翼后掠以减小飞行阻力，如图9-5所示。所示。这样，不仅减小了飞机的能耗，也延迟了这样，不仅减小了飞机的能耗，也延迟了“激波激波”的产生，从而缓和了的产生，从而缓和了飞机接近音速时的不稳定现象，使飞机能够安全地达到更高的速度。飞飞机接近音速时的不稳定现象，使飞机能够安全地达到更高的速度。飞机在不同的速度之下，采用不同的后掠角，可很好地适应不同的飞行要机在不同的速度之下，采用不同的后掠角，可很好地适应不同的飞行要求。求。上一页 下一页返回第四节第四节 宝马汽车的外形设计宝马汽车的外
70、形设计四、讨论结果四、讨论结果综合考虑上面几个创新原理，最终的解决方案为综合考虑上面几个创新原理，最终的解决方案为:(1)应用应用15号动态化原理号动态化原理;(2)应用应用35号参数变化原理。号参数变化原理。改变飞机的飞行形态，使飞机在不同的飞行状态改变飞机的飞行形态，使飞机在不同的飞行状态下，得到不同的气动外形，可以在很大程度上节下，得到不同的气动外形，可以在很大程度上节约不必要的能耗。根据约不必要的能耗。根据35号参数变化原理，并结号参数变化原理，并结合合15号动态化原理给出的启示，技术人员将飞机号动态化原理给出的启示，技术人员将飞机的机翼设计成一个活动的可变翼。这是飞机设计的机翼设计成
71、一个活动的可变翼。这是飞机设计理念上一个大胆的创新，它一举突破了传统的固理念上一个大胆的创新，它一举突破了传统的固定翼设计理念，在飞行器设计领域开辟了一片新定翼设计理念，在飞行器设计领域开辟了一片新天地。反思传统的妥协设计思维方式，就只能在天地。反思传统的妥协设计思维方式，就只能在速度与能耗之间，做拆中性的设计了。速度与能耗之间，做拆中性的设计了。上一页 下一页返回第四节第四节 宝马汽车的外形设计宝马汽车的外形设计采用冲突矩阵查出的创新原理启示，则避免了传统的妥协设计方式，从采用冲突矩阵查出的创新原理启示，则避免了传统的妥协设计方式，从一个全新的角度，更好地解决了速度与能量这对技术冲突。一个全
72、新的角度，更好地解决了速度与能量这对技术冲突。TRIZ理论与理论与妥协设计的不同之处，在此得到了充分的体现，这是妥协设计的不同之处，在此得到了充分的体现，这是TRIZ理论应用的一理论应用的一个经典例证。个经典例证。五、设计思路五、设计思路现在，设计人员已经找到了最满意的设计思路现在，设计人员已经找到了最满意的设计思路:能够在同一架飞机上得到能够在同一架飞机上得到平直翼和三角翼的优良的飞行特性，极大地节约了在起飞与降落过程平直翼和三角翼的优良的飞行特性，极大地节约了在起飞与降落过程(平平直翼在低速飞行中，可得到较大的升力，从而缩短跑道的长度，借此节直翼在低速飞行中，可得到较大的升力，从而缩短跑道
73、的长度，借此节约了能源约了能源)和高速飞行过程和高速飞行过程(三角翼在高速飞行中，可以轻易地突破音障，三角翼在高速飞行中，可以轻易地突破音障，减轻机翼的受力，提高飞机在高速飞行时的强度，最终的结果也是降低减轻机翼的受力，提高飞机在高速飞行时的强度，最终的结果也是降低了能量的消耗了能量的消耗)消耗的能量。消耗的能量。上一页 下一页返回第四节第四节 宝马汽车的外形设计宝马汽车的外形设计六、最终方案六、最终方案根据上述分析的结果，技术人员成功地设计出根据上述分析的结果，技术人员成功地设计出F111这种在当时是最新型的可变后掠翼战斗这种在当时是最新型的可变后掠翼战斗/轰炸轰炸机。这是世界上第一架采用后
74、掠翼思想设计的飞机。这是世界上第一架采用后掠翼思想设计的飞机，它开创了新一代超音速战斗机的新纪元。从机，它开创了新一代超音速战斗机的新纪元。从此以后，世界战机家族又多了此以后，世界战机家族又多了“可变后掠翼战斗可变后掠翼战斗机机”这个新成员。在此之后设计出的一系列战斗这个新成员。在此之后设计出的一系列战斗机，如英国、德国、意大利三国联合成立的帕纳机，如英国、德国、意大利三国联合成立的帕纳维亚飞机公司的狂风超音速战斗机等维亚飞机公司的狂风超音速战斗机等(见图见图9-6)，都采用了这种全新的设计思想。都采用了这种全新的设计思想。上一页 下一页返回第四节第四节 宝马汽车的外形设计宝马汽车的外形设计新
75、的设计方案虽然抛弃了传统的固定翼设计概念，但可变翼飞机仍保留新的设计方案虽然抛弃了传统的固定翼设计概念，但可变翼飞机仍保留了平直机翼升力大的优点。而在高速飞行时，它的两翼又尽量后掠，飞了平直机翼升力大的优点。而在高速飞行时，它的两翼又尽量后掠，飞机变得像三角机翼一样，能轻而易举地突破机变得像三角机翼一样，能轻而易举地突破“音障音障”，从而有效地降低，从而有效地降低了飞机迎风面积大的不足，实现了节能减耗以及提高飞行速度的期望，了飞机迎风面积大的不足，实现了节能减耗以及提高飞行速度的期望，最终实现了提高其战斗力的根本目的。最终实现了提高其战斗力的根本目的。上一页返回第六节第六节 提高智能吸尘器的清
76、洁效果提高智能吸尘器的清洁效果一、背景技术简介一、背景技术简介吸尘器机器人又称清洁机器人，自动吸尘器或智吸尘器机器人又称清洁机器人，自动吸尘器或智能吸尘器，它是目前家用电器领域最具挑战性的能吸尘器，它是目前家用电器领域最具挑战性的热门研发课题，而且开发的难度极大。热门研发课题，而且开发的难度极大。作为一种令人满意的智能化的吸尘机器人，它应作为一种令人满意的智能化的吸尘机器人，它应当具备能自动并彻底清洁家庭或办公室中它能走当具备能自动并彻底清洁家庭或办公室中它能走得到的地面的功能得到的地面的功能不需要人弯着腰操作，不需不需要人弯着腰操作，不需要人拖着电线移来移去，不需要人把它拆开把累要人拖着电线
77、移来移去，不需要人把它拆开把累积在内部的垃圾倾倒出来，不需要人在旁边忍受积在内部的垃圾倾倒出来，不需要人在旁边忍受它的噪声，需要的只是人们一次性设定它的工作它的噪声，需要的只是人们一次性设定它的工作方式方式(例如，一次性工作还是每天工作一次，还是例如，一次性工作还是每天工作一次，还是隔天工作，还是隔天工作，还是3天或隔几天工作一次，每次工作天或隔几天工作一次，每次工作在什么时刻等在什么时刻等)，其余人们便不用管它，其余人们便不用管它(当然人们当然人们也可把它当作普通吸尘器使用也可把它当作普通吸尘器使用插上导管清洁插上导管清洁如床或茶几底下等它走不进去的地方如床或茶几底下等它走不进去的地方)。下
78、一页返回第六节第六节 提高智能吸尘器的清洁效果提高智能吸尘器的清洁效果它能自动充电，自动把内部垃圾传送到一个大容量垃圾箱中去。同时它它能自动充电，自动把内部垃圾传送到一个大容量垃圾箱中去。同时它还很安全还很安全:不会有触电危险，不会撞坏东西，不会被撞坏，不会跌落至楼不会有触电危险，不会撞坏东西，不会被撞坏，不会跌落至楼梯下，也不会走得太远而消失得无影无踪，更重要的是作为一种家用电梯下，也不会走得太远而消失得无影无踪，更重要的是作为一种家用电器而非奢侈品，它的价格不会太贵，普通家庭完全买得起。器而非奢侈品，它的价格不会太贵，普通家庭完全买得起。日本日立公司自日本日立公司自20世纪世纪80年代后期
79、，便开始研发这样的吸尘机器人，但年代后期，便开始研发这样的吸尘机器人，但是至今尚未有成熟的产品面世。其他如日本松下、韩国三星、是至今尚未有成熟的产品面世。其他如日本松下、韩国三星、LG、 Hanool Robotics、瑞典伊莱克斯、荷兰飞利浦、德国、瑞典伊莱克斯、荷兰飞利浦、德国Karcher、英国、英国Dyson、澳大利亚、澳大利亚Floorbotics、美国、美国Eureka及及iRobot , Evolution Robotic、中国台湾联腾电子等公司均曾经开发并提供了一些样品或小、中国台湾联腾电子等公司均曾经开发并提供了一些样品或小批量产品。批量产品。上一页 下一页返回第六节第六节
80、提高智能吸尘器的清洁效果提高智能吸尘器的清洁效果有的如玩具般在房间内随意移动有的如玩具般在房间内随意移动(如如iRobotics的的Roomba被时代周被时代周刊评为刊评为2002年度全球最佳发明，最近中国台湾联腾电子公司也推出了同年度全球最佳发明，最近中国台湾联腾电子公司也推出了同它类似的产品它类似的产品)，有的能在单个房间内较简单地按一定的路线移动并能自，有的能在单个房间内较简单地按一定的路线移动并能自动充电动充电(如伊莱克斯公司的如伊莱克斯公司的Trilobite )，有的还能在垃圾回收站清理掉内，有的还能在垃圾回收站清理掉内部垃圾部垃圾(如如karcher ) 。事实上，虽然有了这样一
81、些样品或产品，但并不能达到令人满意的程度，事实上，虽然有了这样一些样品或产品，但并不能达到令人满意的程度，尚存的缺点是尚存的缺点是:清洁效果不佳，功能没有完全达到，还有价格更是不能让清洁效果不佳，功能没有完全达到，还有价格更是不能让人接受。因此，均只能算是早期产品或称第一代产品。人接受。因此，均只能算是早期产品或称第一代产品。二、初始问题情境二、初始问题情境三星公司开发的是一种全新的机器人真空清洁器，如图三星公司开发的是一种全新的机器人真空清洁器，如图9 -7所示。机器所示。机器人可充当自主真空清洁器，从而在无需人工参与的情况下清洁房间地面。人可充当自主真空清洁器，从而在无需人工参与的情况下清
82、洁房间地面。上一页 下一页返回第六节第六节 提高智能吸尘器的清洁效果提高智能吸尘器的清洁效果电池充电后大约可使用电池充电后大约可使用50 60 min。当工作期间电池电量不足时，机器。当工作期间电池电量不足时，机器人会自动将真空关闭，并返回充电座重新充电。当充电完毕后，它会回人会自动将真空关闭，并返回充电座重新充电。当充电完毕后，它会回到原来的位置继续进行清洁。到原来的位置继续进行清洁。三星公司面对的主要难题是三星公司面对的主要难题是:为了提高机器人的清洁能力，消费者尝试过为了提高机器人的清洁能力，消费者尝试过用更大功率的电机增大吸力，虽然缩短了清洁时间，但却需要更频繁地用更大功率的电机增大吸
83、力，虽然缩短了清洁时间，但却需要更频繁地为电池充电。为电池充电。所以，该项目的目标是所以，该项目的目标是:需要对现有真空清洁器进行最小的改动，以提供需要对现有真空清洁器进行最小的改动，以提供更高的真空清洁能力，同时不增大电池容量和吸风电机功率。更高的真空清洁能力，同时不增大电池容量和吸风电机功率。三、应用三、应用TRIZ进行矛盾问题求解进行矛盾问题求解1.定义问题模型定义问题模型上一页 下一页返回第六节第六节 提高智能吸尘器的清洁效果提高智能吸尘器的清洁效果技术冲突技术冲突1:如果机器人真空清洁器的吸入功率足够大，则灰尘可从被清如果机器人真空清洁器的吸入功率足够大，则灰尘可从被清洁表面上很好地
84、除去，但电池电量会由于耗电量的增大而快速用完，并洁表面上很好地除去，但电池电量会由于耗电量的增大而快速用完，并且真空工作时间会缩短。且真空工作时间会缩短。技术冲突技术冲突2:如果机器人真空清洁器的吸入功率足够小，则电池的工作时如果机器人真空清洁器的吸入功率足够小，则电池的工作时间可延长，但吸尘器没有足够的吸力来吸收微尘。间可延长，但吸尘器没有足够的吸力来吸收微尘。整个系统的主要功能整个系统的主要功能:提供更高的真空清洁能力提供更高的真空清洁能力(即技术冲突即技术冲突1要改善的功要改善的功能能)。整个系统的作用对象整个系统的作用对象:尘埃和污物。尘埃和污物。系统实现主要功能所使用工具系统实现主要
85、功能所使用工具:机器人真空清洁器吸气口中的气流。机器人真空清洁器吸气口中的气流。根据根据TRIZ理论的发明问题解决算法，为了解决此问题，应该找出一些特理论的发明问题解决算法，为了解决此问题，应该找出一些特殊的功能单元殊的功能单元(在在TRIZ理论中把它们称为理论中把它们称为X-element ) 。上一页 下一页返回第六节第六节 提高智能吸尘器的清洁效果提高智能吸尘器的清洁效果并把它们转变为技术系统，在吸气口处提供强大的气流，同时不增大耗并把它们转变为技术系统，在吸气口处提供强大的气流，同时不增大耗电量，并不因此而增大电池和电机的容量。电量，并不因此而增大电池和电机的容量。2.研究理想解决方案
86、研究理想解决方案物理冲突物理冲突:吸气口处的吸力应该足够大，以便除去灰尘，同时又应该足够吸气口处的吸力应该足够大，以便除去灰尘，同时又应该足够小，以便减小耗电量。小，以便减小耗电量。技术最终理想结果技术最终理想结果:通过对机器人真空清洁器进行最小的改动，让其自身通过对机器人真空清洁器进行最小的改动，让其自身提供大的吸力并作用在吸气口处的灰尘上，同时使电池保持足够长的工提供大的吸力并作用在吸气口处的灰尘上，同时使电池保持足够长的工作时间。作时间。物理理想最终结果物理理想最终结果:通过对吸气口进行最小的改动，让气流在吸气口与被通过对吸气口进行最小的改动，让气流在吸气口与被清洁表面的相互作用工作区中
87、，自身提供大的吸力并作用在吸气口处的清洁表面的相互作用工作区中，自身提供大的吸力并作用在吸气口处的灰尘上，同时使电池保持足够长的工作时间。灰尘上，同时使电池保持足够长的工作时间。上一页 下一页返回第六节第六节 提高智能吸尘器的清洁效果提高智能吸尘器的清洁效果 3.具体解决方案具体解决方案研究具体解决方案研究具体解决方案:利用空气搅动原理工作的机器人真空清洁器。利用空气搅动原理工作的机器人真空清洁器。具体解决方案实例具体解决方案实例:怎样使用整个真空清洁器的物场资源取得最终理想结怎样使用整个真空清洁器的物场资源取得最终理想结果果?对真空清洁器的物场资源分析见表对真空清洁器的物场资源分析见表9-3
88、。最终三星公司采用如图。最终三星公司采用如图9-8所所示的技术方案，让过滤后的排出气流重新进入工作区。示的技术方案，让过滤后的排出气流重新进入工作区。该方案采用了一个吸气口，以通过它从被清洁表面吸入灰尘，该方案还该方案采用了一个吸气口，以通过它从被清洁表面吸入灰尘，该方案还至少采用了一种包含空气循环机构的搅动装置，以从空气中过滤灰尘。至少采用了一种包含空气循环机构的搅动装置，以从空气中过滤灰尘。那些污浊的空气通过吸气口吸入并被过滤。那些污浊的空气通过吸气口吸入并被过滤。上一页 下一页返回第六节第六节 提高智能吸尘器的清洁效果提高智能吸尘器的清洁效果过滤后的空气回流到排气管线内，排气管线上有一个
89、空气喷射口，用于过滤后的空气回流到排气管线内，排气管线上有一个空气喷射口，用于帮助从需要清洁的表面移走灰尘。空气喷射口位于吸气口附近，并被一帮助从需要清洁的表面移走灰尘。空气喷射口位于吸气口附近，并被一个密封件包围。通过在清洁器机壳附近对被清洁表面的一部分进行密封，个密封件包围。通过在清洁器机壳附近对被清洁表面的一部分进行密封，我们可防止灰尘被空气射流驱散到外面。我们可防止灰尘被空气射流驱散到外面。上一页返回第七节第七节 破冰船的创新设计破冰船的创新设计一、应用背景一、应用背景冬季通过水路运输货物时，常用破冰船冬季通过水路运输货物时，常用破冰船(见图见图9 -9)穿过冰层封闭的航道。破冰船用尖
90、而硬的船头，穿过冰层封闭的航道。破冰船用尖而硬的船头，或使船头翘起、落下，船身左右摇摆，从而压破或使船头翘起、落下，船身左右摇摆，从而压破冰层，在这种情况下破冰船只能以较低的速度前冰层，在这种情况下破冰船只能以较低的速度前进。现希望增加其前进的速度。进。现希望增加其前进的速度。增加破冰船前进速度的常用方法是增加其发动机增加破冰船前进速度的常用方法是增加其发动机的功率，但发动机功率增加会带来一系列的负面的功率，但发动机功率增加会带来一系列的负面影响，如传动系统体积增加、船的质量增加等。影响，如传动系统体积增加、船的质量增加等。这些改变都是不理想的，因此存在技术冲突。为这些改变都是不理想的，因此存
91、在技术冲突。为了提高船速，必须克服技术冲突。了提高船速，必须克服技术冲突。二、问题描述二、问题描述下一页返回第七节第七节 破冰船的创新设计破冰船的创新设计当前的技术冲突为当前的技术冲突为:速度与功率之间的冲突速度与功率之间的冲突;生产率生产率(生产能力生产能力)与功率之与功率之间的冲突在工程参数表中，速度是间的冲突在工程参数表中，速度是No. 9，生产率是，生产率是No. 39，功率是，功率是No. 21。在冲突矩阵中可以找到相应的发明原理，见表。在冲突矩阵中可以找到相应的发明原理，见表9-4。三、问题分析三、问题分析1. 19号周期性作用原理号周期性作用原理(1)用周期性运动或脉冲代替连续运
92、动。用周期性运动或脉冲代替连续运动。(2)对周期性的运动改变其运动频率对周期性的运动改变其运动频率(3)在两个无脉动的运动之间增加脉动。在两个无脉动的运动之间增加脉动。目前的破冰船用尖而硬的船头，或使船头翘起、落下，船身左右摇摆，目前的破冰船用尖而硬的船头，或使船头翘起、落下，船身左右摇摆，从而压破冰层。从而压破冰层。上一页 下一页返回第七节第七节 破冰船的创新设计破冰船的创新设计应用该原理可知，改变船头翘起与落下的频率、船身左右摇摆的频率或应用该原理可知，改变船头翘起与落下的频率、船身左右摇摆的频率或增加船头与冰之间的脉动性等，都有可能提高船的运行速度。增加船头与冰之间的脉动性等，都有可能提
93、高船的运行速度。2. 35号参数变化原理号参数变化原理(1)改变物体的物理状态，即使物体在气态、液态和固态之间变化。改变物体的物理状态，即使物体在气态、液态和固态之间变化。(2)改变物体的浓度或茹度。改变物体的浓度或茹度。(3)改变物体的柔性。改变物体的柔性。(4)改变温度。改变温度。该原理建议改变船头与冰接触处的物理状态或密度等参数。该原理建议改变船头与冰接触处的物理状态或密度等参数。3. 2号分离原理号分离原理(1)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。(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。上一页 下一页返回第七节第七节 破
94、冰船的创新设计破冰船的创新设计该原理建议分离船头与冰接触的部分。该原理建议分离船头与冰接触的部分。4. 10号预操作原理号预操作原理(1)在操作开始前，使物体局部或全部产生所需的变化。在操作开始前，使物体局部或全部产生所需的变化。(2)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。位置。该原理建议在破冰之前能对冰有一定的预处理。该原理建议在破冰之前能对冰有一定的预处理。四、问题解决四、问题解决对这几条原理进行详细分析表明对这几条原理进行详细分析表明:必须改变船与冰接触的部分。必须改变船与冰接触的部分。上一页 下一页
95、返回第七节第七节 破冰船的创新设计破冰船的创新设计如果将与冰接触的部分全部移走，速度将会提高，但船体冰层以下的部如果将与冰接触的部分全部移走，速度将会提高，但船体冰层以下的部分将会沉入大海为了避免这种情况，可以将船体上下两部分用一垂直放分将会沉入大海为了避免这种情况，可以将船体上下两部分用一垂直放置的刀片连接，在冰层以下的船舱放货物，冰层以上部分可以容纳乘客置的刀片连接，在冰层以下的船舱放货物，冰层以上部分可以容纳乘客或货物。刀片在行进中的破冰阻力减小，能使速度提高。改进后的破冰或货物。刀片在行进中的破冰阻力减小，能使速度提高。改进后的破冰船原理图如图船原理图如图9-10所示。所示。上一页返回
96、第八节第八节 滚动直线导轨的集成化创新设计滚动直线导轨的集成化创新设计随着社会的进步和科学技术的发展，人们对产品设计的要求越来越高。随着社会的进步和科学技术的发展，人们对产品设计的要求越来越高。如何尽快地推出新产品不断满足顾客个性化需求成为企业吸引顾客，进如何尽快地推出新产品不断满足顾客个性化需求成为企业吸引顾客，进而占有更大市场份额的关键要素。这就要求采用新的设计方法和手段来而占有更大市场份额的关键要素。这就要求采用新的设计方法和手段来提高产品的功能，从而满足用户的需求，实现产品的创新设计。发明问提高产品的功能，从而满足用户的需求，实现产品的创新设计。发明问题解决理论题解决理论TRIZ的兴起
97、为满足该要求提供了强有力的手段，除此之外还的兴起为满足该要求提供了强有力的手段，除此之外还有许多重要的设计方法，如质量功能配置有许多重要的设计方法，如质量功能配置QFD、基于实例推理、基于实例推理CBR等，等，这些方法在产品创新设计的某个步骤或方面存在自身的优势和不足，因这些方法在产品创新设计的某个步骤或方面存在自身的优势和不足，因此将它们与此将它们与TRIZ理论进行集成是现代产品创新设计的发展方向。因而在理论进行集成是现代产品创新设计的发展方向。因而在产品创新设计中应采用将产品创新设计中应采用将QFD , TRIZ和和CBR等方法进行集成的策略，以等方法进行集成的策略，以满足现代产品创新设计
98、的需要。满足现代产品创新设计的需要。下一页返回第八节第八节 滚动直线导轨的集成化创新设计滚动直线导轨的集成化创新设计一、基于创造性思维和创造性技法的创新设计一、基于创造性思维和创造性技法的创新设计产品创新设计过程是一个提出新概念、设计新方产品创新设计过程是一个提出新概念、设计新方案、开发新产品的过程，因此产品创新离不开人案、开发新产品的过程，因此产品创新离不开人的创造性思维。通过产品创新使其具有更新更好的创造性思维。通过产品创新使其具有更新更好的功能来满足用户的需求，因此创新是设计的灵的功能来满足用户的需求，因此创新是设计的灵魂，是产品的生命。产品创新需要将逻辑思维和魂，是产品的生命。产品创新
99、需要将逻辑思维和形象思维协调运用，设计者靠逻辑思维进行严密形象思维协调运用，设计者靠逻辑思维进行严密的逻辑推理，而靠形象思维判断许多由逻辑无法的逻辑推理，而靠形象思维判断许多由逻辑无法决定的问题，并使设计具有创造性。创新设计既决定的问题，并使设计具有创造性。创新设计既要利用领域知识和经验，也要应用模糊和非定量要利用领域知识和经验，也要应用模糊和非定量的感性认识，是逻辑思维和形象思维综合作用的的感性认识，是逻辑思维和形象思维综合作用的结果。由于产品设计问题本身是一种病态结构，结果。由于产品设计问题本身是一种病态结构，设计过程无法完全用数学公式来建模，即设计不设计过程无法完全用数学公式来建模，即设
100、计不是单纯的逻辑推理过程，设计知识和经验起着关是单纯的逻辑推理过程，设计知识和经验起着关键作用。键作用。上一页 下一页返回第八节第八节 滚动直线导轨的集成化创新设计滚动直线导轨的集成化创新设计因此创新设计的核心是领域知识、设计经验在设计各阶段的应用，而设因此创新设计的核心是领域知识、设计经验在设计各阶段的应用，而设计过程中那些对产品最具有创造性的、最有价值的设计思想仍需主要由计过程中那些对产品最具有创造性的、最有价值的设计思想仍需主要由人的创造性思维来产生并被有机地、实时地融合到设计过程中去。在强人的创造性思维来产生并被有机地、实时地融合到设计过程中去。在强烈的创新意识驱动下，往往通过直觉、灵
101、感、顿悟、类比等方式受到启烈的创新意识驱动下，往往通过直觉、灵感、顿悟、类比等方式受到启发，经过跳跃式思维和大范围搜索，灵活地运用人类已有的知识和经验，发，经过跳跃式思维和大范围搜索，灵活地运用人类已有的知识和经验，进行重新组合、叠加、联想、综合、推理及抽象等过程，并形成新思想进行重新组合、叠加、联想、综合、推理及抽象等过程，并形成新思想和新概念。因此创造性思维具有主动性、目的性、预见性、求异性、发和新概念。因此创造性思维具有主动性、目的性、预见性、求异性、发散性、独创性和突变性等特征为了使创新构思得到有效的创造结果，可散性、独创性和突变性等特征为了使创新构思得到有效的创造结果，可以在创新设计
102、中综合运用各种创造性技法，例如智暴法、组合法、移植以在创新设计中综合运用各种创造性技法，例如智暴法、组合法、移植法、还原法、分解法、仿生法和联想法等。法、还原法、分解法、仿生法和联想法等。上一页 下一页返回第八节第八节 滚动直线导轨的集成化创新设计滚动直线导轨的集成化创新设计这些创新技法主要是基于认知的方法，它们只限于提出问题，而没有进这些创新技法主要是基于认知的方法，它们只限于提出问题，而没有进行过多的约束及建立相关的模型。由于基于认知的方法不利于创新设计行过多的约束及建立相关的模型。由于基于认知的方法不利于创新设计的自动化，同时在具体应用时操作性欠佳，因此还需要结合的自动化，同时在具体应用
103、时操作性欠佳，因此还需要结合TRIZ理论与理论与方法来实现。方法来实现。二、基于发明创造方法学二、基于发明创造方法学TRIZ的创新设计的创新设计TRIZ理论是产品开发过程中解决技术冲突和实现创新设计的有力工具，理论是产品开发过程中解决技术冲突和实现创新设计的有力工具，利用该理论可以为产品开发过程中冲突的解决提供技术帮助。利用该理论可以为产品开发过程中冲突的解决提供技术帮助。TRIZ认为，认为，创新并不是灵感的闪现和随机的探索，它存在解决问题的一般规律，这创新并不是灵感的闪现和随机的探索，它存在解决问题的一般规律，这些规律告诉人们按照什么样的方法和过程去进行创新并对结果具有预测些规律告诉人们按照
104、什么样的方法和过程去进行创新并对结果具有预测性和可控性。性和可控性。上一页 下一页返回第八节第八节 滚动直线导轨的集成化创新设计滚动直线导轨的集成化创新设计因此，在解决技术问题时，将已有解决方法建立知识库，使问题可以通因此，在解决技术问题时，将已有解决方法建立知识库，使问题可以通过选择类似的方法得到解决。而对于一些可能从未遇到过的创新性问题，过选择类似的方法得到解决。而对于一些可能从未遇到过的创新性问题，也可以从现有专利中总结出设计的基本原则、方法和模式，通过这些方也可以从现有专利中总结出设计的基本原则、方法和模式，通过这些方法和原则的应用进行解决，同时反过来它又可以扩展类似问题的知识库。法和
105、原则的应用进行解决，同时反过来它又可以扩展类似问题的知识库。用用TRIZ求解问题是基于技术进化不是一个随机的过程，而是遵循某种模求解问题是基于技术进化不是一个随机的过程，而是遵循某种模式的客观事实，根据技术系统的进化法则，人们可以预测产品的发展趋式的客观事实，根据技术系统的进化法则，人们可以预测产品的发展趋势，把握新产品的开发方向。基于势，把握新产品的开发方向。基于TRIZ技术进化定律及进化路线的解空技术进化定律及进化路线的解空间搜索过程为间搜索过程为:设计者从问题出发，首先选择一条或几条进化定律，其次设计者从问题出发，首先选择一条或几条进化定律，其次在进化定律下选择进化路线，之后在进化路线下
106、寻找产品目前的状态，在进化定律下选择进化路线，之后在进化路线下寻找产品目前的状态，及可能变动到的新的结构状态，参照已有的工程实例，确定在新的结构及可能变动到的新的结构状态，参照已有的工程实例，确定在新的结构状态下产品的工作原理，该工作原理即为问题的解。状态下产品的工作原理，该工作原理即为问题的解。上一页 下一页返回第八节第八节 滚动直线导轨的集成化创新设计滚动直线导轨的集成化创新设计TRIZ理论为创新问题求解提供了有效工具，使设计者能正确地发现产品理论为创新问题求解提供了有效工具，使设计者能正确地发现产品设计中存在的技术冲突，找到具有创新性的解决方案，从而保证了产品设计中存在的技术冲突，找到具
107、有创新性的解决方案，从而保证了产品开发方向的正确性。开发方向的正确性。基于基于TRIZ理论的计算机辅助创新设计软件理论的计算机辅助创新设计软件TechOptmize:将多个领域的将多个领域的科学知识有机地综合起来，可以辅助设计人员进行产品创新，以便帮助科学知识有机地综合起来，可以辅助设计人员进行产品创新，以便帮助设计者从问题空间设计者从问题空间(市场需求市场需求)推理到达解空间推理到达解空间(创新设计创新设计)。由于。由于TechOptmize:中的产品改进过程有非常丰富的知识库支持，因此用它来中的产品改进过程有非常丰富的知识库支持，因此用它来解决产品的技术问题和进行创新比传统的方法更为有效，
108、可以帮助设计解决产品的技术问题和进行创新比传统的方法更为有效，可以帮助设计者快速找到完成所需功能的方法。如果应用该软件还不能解决问题，那者快速找到完成所需功能的方法。如果应用该软件还不能解决问题，那么就需要借助创新思维库来进行产品创新构思。么就需要借助创新思维库来进行产品创新构思。上一页 下一页返回第八节第八节 滚动直线导轨的集成化创新设计滚动直线导轨的集成化创新设计因为计算机软件并不能完全取代人，它只能提供进行产品创新的思路，因为计算机软件并不能完全取代人，它只能提供进行产品创新的思路，还需要设计人员将新的想法具体化，以形成新产品方案，这种情况下人还需要设计人员将新的想法具体化，以形成新产品
109、方案，这种情况下人们习惯采用基于实例推理的设计方法来完成创新产品的开发。们习惯采用基于实例推理的设计方法来完成创新产品的开发。三、基于质量功能配置三、基于质量功能配置QFD的创新设计的创新设计质量功能配置质量功能配置QFD (Quality Function Deployment)是在产品设计阶段是在产品设计阶段应用的一种重要的质量设计方法，它采用一定的方法保证将来自顾客或应用的一种重要的质量设计方法，它采用一定的方法保证将来自顾客或市场的需求准确无误地转移到产品寿命循环中每个阶段的有关技术和措市场的需求准确无误地转移到产品寿命循环中每个阶段的有关技术和措施中去，是满足顾客需求、赢得市场竞争的
110、有效方法施中去，是满足顾客需求、赢得市场竞争的有效方法QFD的主要功能就的主要功能就是确定产品最主要的问题和参数，明确优先权及各参数与最终目标值的是确定产品最主要的问题和参数，明确优先权及各参数与最终目标值的关系，采用规范化方法将顾客所需特性转化为一系列工程特性。所用的关系，采用规范化方法将顾客所需特性转化为一系列工程特性。所用的基本工具是质量屋基本工具是质量屋(HOQ, House of Quality)。上一页 下一页返回第八节第八节 滚动直线导轨的集成化创新设计滚动直线导轨的集成化创新设计质量功能配置不但可以建立用户需求与设计要求之间的关系，而且可以质量功能配置不但可以建立用户需求与设计
111、要求之间的关系，而且可以支持产品设计及制造的全过程。它用设计要求代替顾客需求，然后用零支持产品设计及制造的全过程。它用设计要求代替顾客需求，然后用零件特性代替设计要求，依次类推，将上一个质量屋的输出作为下一个质件特性代替设计要求，依次类推，将上一个质量屋的输出作为下一个质量屋的输入，就可以得到质量功能配置的质量屋系列。从整个产品开发量屋的输入，就可以得到质量功能配置的质量屋系列。从整个产品开发过程来看，需要产品规划、概念设计、技术设计和详细设计过程来看，需要产品规划、概念设计、技术设计和详细设计4个质量屋，个质量屋，就可以将顾客需求和设计任务转化为最终的产品制造要求。通过就可以将顾客需求和设计
112、任务转化为最终的产品制造要求。通过QFD方方法可以了解客户需求、明确新产品设计的客观条件，但由于问题的模糊法可以了解客户需求、明确新产品设计的客观条件，但由于问题的模糊性，很难明确问题本质。因此，需要结合发明问题解决理论性，很难明确问题本质。因此，需要结合发明问题解决理论TRIZ的原理，的原理，对产品设计的过程加以完善。对产品设计的过程加以完善。TRIZ理论主要是解决设计中怎么做的问题，对设计中做什么的问题未能理论主要是解决设计中怎么做的问题，对设计中做什么的问题未能给出合适的工具。而质量功能配置给出合适的工具。而质量功能配置QFD方法恰恰能解决做什么的问题。方法恰恰能解决做什么的问题。上一页
113、 下一页返回第八节第八节 滚动直线导轨的集成化创新设计滚动直线导轨的集成化创新设计所以将它们有机地结合起来，发挥各自的优势，将更有助于产品创新。所以将它们有机地结合起来，发挥各自的优势，将更有助于产品创新。TRIZ与与QFD都没有给出需求产品具体的设计过程，而基于实例推理的设都没有给出需求产品具体的设计过程，而基于实例推理的设计却可以通过检索到的最相似实例给出完整的设计过程，因而可以结合计却可以通过检索到的最相似实例给出完整的设计过程，因而可以结合TRIZ理论来解决实例调整中的技术冲突，并借助于领域设计知识在修改理论来解决实例调整中的技术冲突，并借助于领域设计知识在修改的基础上构成完整的创新设
114、计方案。的基础上构成完整的创新设计方案。四、基于实例推理方法四、基于实例推理方法CBR的创新设计的创新设计基于实例推理基于实例推理CBR( Case-Based Reasoning)的设计方法是基于实例的的设计方法是基于实例的推理方法在设计领域中的应用，其设计思想来源于人类习惯的类比思维推理方法在设计领域中的应用，其设计思想来源于人类习惯的类比思维方式，即设计者在进行创新设计时，面对新的设计要求，往往首先想到方式，即设计者在进行创新设计时，面对新的设计要求，往往首先想到以前工作中曾经出现过的相似实例，找出两者之间的区别，并以此为依以前工作中曾经出现过的相似实例，找出两者之间的区别，并以此为依据
115、根据创新设计的要求，确定新的设计方案。据根据创新设计的要求，确定新的设计方案。上一页 下一页返回第八节第八节 滚动直线导轨的集成化创新设计滚动直线导轨的集成化创新设计基于实例的设计过程为基于实例的设计过程为:用户首先对当前问题进行描述，系统根据用户对用户首先对当前问题进行描述，系统根据用户对设计条件的描述抽象出实例特征并建立筛选条件设计条件的描述抽象出实例特征并建立筛选条件;根据这一条件从实例库根据这一条件从实例库中选出与当前问题最相似的实例，对比两者之间的区别，调整选定实例中选出与当前问题最相似的实例，对比两者之间的区别，调整选定实例中不能满足条件的因素，生成最终的设计方案并存入实例库中，从
116、而扩中不能满足条件的因素，生成最终的设计方案并存入实例库中，从而扩充了知识，实现了自学习的能力。由于系统是开放体系，因此随着实例充了知识，实现了自学习的能力。由于系统是开放体系，因此随着实例的积累，系统的求解能力将不断提高。在的积累，系统的求解能力将不断提高。在CBR系统中，设计实例是对具系统中，设计实例是对具体经验的描述，属于直接原知识，因此与其他方法相比具有很大的优越体经验的描述，属于直接原知识，因此与其他方法相比具有很大的优越性，它避免了知识获取的瓶颈，非常符合产品设计过程，是提高设计效性，它避免了知识获取的瓶颈，非常符合产品设计过程，是提高设计效率和自动化程度的有效手段。基于实例的设计
117、中实例的调整是完成创新率和自动化程度的有效手段。基于实例的设计中实例的调整是完成创新设计的关键步骤，它包括确定所选实例与创新问题之间的区别，找出需设计的关键步骤，它包括确定所选实例与创新问题之间的区别，找出需要变更的部分，适当修改设计实例以满足新的要求。要变更的部分，适当修改设计实例以满足新的要求。上一页 下一页返回第八节第八节 滚动直线导轨的集成化创新设计滚动直线导轨的集成化创新设计实例修改常用的方法有人工干预、基于知识的修改以及实例的组合等，实例修改常用的方法有人工干预、基于知识的修改以及实例的组合等，因此需要结合领域知识和因此需要结合领域知识和TRIZ知识库来解决修改中的技术冲突，从而实
118、知识库来解决修改中的技术冲突，从而实现最终的创新设计方案。现最终的创新设计方案。五、现代机械产品创新设计集成化框架模型五、现代机械产品创新设计集成化框架模型产品开发过程包括产品规划、概念设计、技术设计和详细设计产品开发过程包括产品规划、概念设计、技术设计和详细设计4个阶段，个阶段，它是它是QFD,TRIZ和和CBR等方法集成的基础。在创造性思维的基础上，实等方法集成的基础。在创造性思维的基础上，实现现QFD , TRIZ和和CBR等方法的集成，其特色在于这种集成是在原有的产等方法的集成，其特色在于这种集成是在原有的产品开发过程基础上，充分发挥各种设计理论的优点，形成了以人为本的品开发过程基础上
119、，充分发挥各种设计理论的优点，形成了以人为本的系统化的创新设计思想与方法，为计算机辅助产品创新集成工具的开发系统化的创新设计思想与方法，为计算机辅助产品创新集成工具的开发提供了有效的框架模型。三者在产品开发过程基础上的集成模型如图提供了有效的框架模型。三者在产品开发过程基础上的集成模型如图9-11所示。所示。上一页 下一页返回第八节第八节 滚动直线导轨的集成化创新设计滚动直线导轨的集成化创新设计按照创新设计的框架模型，在整个产品设计过程中，调查分析用户需求按照创新设计的框架模型，在整个产品设计过程中，调查分析用户需求并填写质量屋的各个部分，作为产品规划阶段将产品质量与用户要求相并填写质量屋的各
120、个部分，作为产品规划阶段将产品质量与用户要求相联系的纽带。由质量屋可以得到技术要求之间的关系，当它们之间存在联系的纽带。由质量屋可以得到技术要求之间的关系，当它们之间存在冲突时，则利用冲突时，则利用TRIZ理论中的冲突解决矩阵来解决冲突，得到新的用户理论中的冲突解决矩阵来解决冲突，得到新的用户满意的技术要求，作为详细设计的输入，否则直接转到详细设计阶段。满意的技术要求，作为详细设计的输入，否则直接转到详细设计阶段。在设计过程中采用在设计过程中采用CBR方法，以检索到的最相似实例为基础，并借助方法，以检索到的最相似实例为基础，并借助TRIZ理论及创造性思维进行改进，可以加快产品创新的速度。理论及
121、创造性思维进行改进，可以加快产品创新的速度。现通过实例简要说明上述模型在产品开发中的应用。根据市场需求，需现通过实例简要说明上述模型在产品开发中的应用。根据市场需求，需要开发一种能够承受轻、中、重载荷的四方等载型多功能滚动直线导轨，要开发一种能够承受轻、中、重载荷的四方等载型多功能滚动直线导轨，以适应不同的加工要求。利用以适应不同的加工要求。利用QFD方法提出的设计要求主要是当载荷加方法提出的设计要求主要是当载荷加大时具有承受重载荷的能力，其工程特性为提高导轨的刚性。大时具有承受重载荷的能力，其工程特性为提高导轨的刚性。上一页 下一页返回第八节第八节 滚动直线导轨的集成化创新设计滚动直线导轨的
122、集成化创新设计在在CBR方法的基础上，依据功能相似提取了四方等载型单圆弧滚动直线方法的基础上，依据功能相似提取了四方等载型单圆弧滚动直线导轨作为实例进行分析，由于这种导轨一般只适用于承受轻、中载荷，导轨作为实例进行分析，由于这种导轨一般只适用于承受轻、中载荷，因此根据因此根据TRIZ中的技术进化理论，按照实现功能进化的要求，产品功能中的技术进化理论，按照实现功能进化的要求，产品功能应由单一功能向多功能变化，在创造性思维和创新技法的指导下，作者应由单一功能向多功能变化，在创造性思维和创新技法的指导下，作者以单圆弧滚动直线导轨为研究对象，抽取了最能表现导轨产品结构特点以单圆弧滚动直线导轨为研究对象
123、，抽取了最能表现导轨产品结构特点的基本形状特征单圆弧作为基因单元，通过分割、组合和变异操作，对的基本形状特征单圆弧作为基因单元，通过分割、组合和变异操作，对产品的组成结构进行系统而有规律地调整来优化并增加产品的功能，使产品的组成结构进行系统而有规律地调整来优化并增加产品的功能，使之具有新的功能，形成了新型类双圆弧结构滚动直线导轨，实现了承受之具有新的功能，形成了新型类双圆弧结构滚动直线导轨，实现了承受轻、中、重载荷的功能要求，同时提高了刚性，完成了创新设计的要求。轻、中、重载荷的功能要求，同时提高了刚性，完成了创新设计的要求。现分析滚动直线导轨结构的创新设计过程如下现分析滚动直线导轨结构的创新
124、设计过程如下:上一页 下一页返回第八节第八节 滚动直线导轨的集成化创新设计滚动直线导轨的集成化创新设计如图如图9-12所示为矩形断面四方等载型单圆弧沟槽滚动直线导轨，其滚动所示为矩形断面四方等载型单圆弧沟槽滚动直线导轨，其滚动沟槽的形状特征为单圆弧，如图沟槽的形状特征为单圆弧，如图9-13 (a)所示，这种结构一般只能承受所示，这种结构一般只能承受轻、中载荷。现提取该特征，并分别在滑块和导轨滚道上进行上下对称轻、中载荷。现提取该特征，并分别在滑块和导轨滚道上进行上下对称组合，从而使它们分别形成了双圆弧沟槽，如图组合，从而使它们分别形成了双圆弧沟槽，如图9-13 (b)所示。当使滑块所示。当使滑
125、块上的双圆弧沟槽与导轨轴上的双圆弧沟槽发生上下偏位即变异时，便形上的双圆弧沟槽与导轨轴上的双圆弧沟槽发生上下偏位即变异时，便形成了独特的类双圆弧形状设计，如图成了独特的类双圆弧形状设计，如图9-14所示。在这种情况下，当导轨所示。在这种情况下，当导轨副承受轻、中载荷时处于单圆弧接触状态，承受重载荷时处于双圆弧接副承受轻、中载荷时处于单圆弧接触状态，承受重载荷时处于双圆弧接触状态，兼具二者之优点，具有较好的静刚度、摩擦力特性、误差均化触状态，兼具二者之优点，具有较好的静刚度、摩擦力特性、误差均化能力等性能指标。因此通过对单圆弧沟槽的组合及变异完成了滚动直线能力等性能指标。因此通过对单圆弧沟槽的组
126、合及变异完成了滚动直线导轨结构的创新设计，使得这种结构既能承受轻、中载荷，又能承受重导轨结构的创新设计，使得这种结构既能承受轻、中载荷，又能承受重载荷。四列矩形断面类双圆弧沟槽的组合结构如图载荷。四列矩形断面类双圆弧沟槽的组合结构如图9-15所示所示:上一页 下一页返回第八节第八节 滚动直线导轨的集成化创新设计滚动直线导轨的集成化创新设计现设导轨沟槽间的距离为现设导轨沟槽间的距离为A，滑块沟槽间的距离为，滑块沟槽间的距离为B，如图，如图9-15所示。由所示。由A和和B之间的微小差别可分为之间的微小差别可分为:当当AB时称为自动调心设计，如图时称为自动调心设计，如图9-15 (a)所示所示;当当
127、AB时称为高刚性设计，如图时称为高刚性设计，如图9-15 (b)所示。其接触状态为，所示。其接触状态为，在承受轻、中载荷时，左右的两条沟槽中各有在承受轻、中载荷时，左右的两条沟槽中各有1条承受向下载荷，而另一条承受向下载荷，而另一条沟槽只有预加载荷的作用，接触情况与单圆弧沟槽类似条沟槽只有预加载荷的作用，接触情况与单圆弧沟槽类似;在承受重、冲在承受重、冲击载荷时，由于弹性变形，滑块沿载荷作用方向产生较大的位移，从而击载荷时，由于弹性变形，滑块沿载荷作用方向产生较大的位移，从而可使间隙消失，此时左右两条沟槽全部承受载荷。由于承受载荷的槽数可使间隙消失，此时左右两条沟槽全部承受载荷。由于承受载荷的
128、槽数增加，故其刚性及负载能力增大，同时具有较大的摩擦阻力，因此对加增加，故其刚性及负载能力增大，同时具有较大的摩擦阻力，因此对加工时产生的振动具有抑制作用。工时产生的振动具有抑制作用。上一页 下一页返回第八节第八节 滚动直线导轨的集成化创新设计滚动直线导轨的集成化创新设计当承受力矩载荷时，通过力矩分析可知前者力臂比后者小，因而后者力当承受力矩载荷时，通过力矩分析可知前者力臂比后者小，因而后者力矩刚性高，而前者力矩刚性低，从而对导轨轴垂直方向的装配误差有很矩刚性高，而前者力矩刚性低，从而对导轨轴垂直方向的装配误差有很大的调整作用。综上所述，通过结构创新，使得具有多列类双圆弧沟槽大的调整作用。综上
129、所述，通过结构创新，使得具有多列类双圆弧沟槽的滚动直线导轨具有独特的功能特性，可以综合用于多种工况。的滚动直线导轨具有独特的功能特性，可以综合用于多种工况。上一页返回第九节第九节 计算机辅助创新设计简介计算机辅助创新设计简介创新设计是新产品、新工艺开发过程中最能体现人类创造性的环节，它创新设计是新产品、新工艺开发过程中最能体现人类创造性的环节，它需要设计者有极强的综合分析能力和多领域的专业知识。虽然现有的许需要设计者有极强的综合分析能力和多领域的专业知识。虽然现有的许多多CAD/CAM软件在产品的辅助设计、辅助计算、辅助绘图以及辅助制软件在产品的辅助设计、辅助计算、辅助绘图以及辅助制造等方面发
130、挥了很大的作用，但是产品和工艺的妥协设计却依然比比皆造等方面发挥了很大的作用，但是产品和工艺的妥协设计却依然比比皆是。因为新产品、新工艺开发更多更重要的是非数据计算的、通过思考、是。因为新产品、新工艺开发更多更重要的是非数据计算的、通过思考、推理和判断来解决的创新活动。只有创新才能从根本原理上进行产品革推理和判断来解决的创新活动。只有创新才能从根本原理上进行产品革新，才能为社会提供品种更多、功能更丰富、价格更低、性能更好的新新，才能为社会提供品种更多、功能更丰富、价格更低、性能更好的新产品。可以说现代设计的核心就是创新设计。产品。可以说现代设计的核心就是创新设计。当今新产品的发展趋势是当今新产
131、品的发展趋势是:以光机电液磁一体化为特征的高新技术大量渗以光机电液磁一体化为特征的高新技术大量渗入到新产品中，产品日趋小型化、多功能化、智能化入到新产品中，产品日趋小型化、多功能化、智能化;产品易于制造、生产品易于制造、生命周期短、成本低。命周期短、成本低。下一页返回第九节第九节 计算机辅助创新设计简介计算机辅助创新设计简介因而在新产品开发中需要有较为成熟的创新理论和工具支撑，于是计算因而在新产品开发中需要有较为成熟的创新理论和工具支撑，于是计算机辅助创新技术机辅助创新技术(Computer Aided Innovation, CAI)应时而生。计算机应时而生。计算机辅助创新技术是新产品开发的
132、一项关键技术，它是以近年来在欧美国家辅助创新技术是新产品开发的一项关键技术，它是以近年来在欧美国家迅速发展的发明创造方法学迅速发展的发明创造方法学TRIZ研究为基础，结合本体论、现代设计方研究为基础，结合本体论、现代设计方法学、计算机技术、多领域学科知识综合而成的创新技术，不仅为产品法学、计算机技术、多领域学科知识综合而成的创新技术，不仅为产品研发、创新提供实时的指导，而且还能在产品研发过程中不断扩充和丰研发、创新提供实时的指导，而且还能在产品研发过程中不断扩充和丰富，已经成为企业新产品开发、实现技术创新的必备工具。富，已经成为企业新产品开发、实现技术创新的必备工具。所谓所谓“本体论本体论”是
133、研究世间万物之间联系的科学理论，主要内容有是研究世间万物之间联系的科学理论，主要内容有:产产品创新需要对自然科学和工程技术领域的基本原理以及人类已有的科研品创新需要对自然科学和工程技术领域的基本原理以及人类已有的科研成果建立千丝万缕的联系成果建立千丝万缕的联系;构建大千世界普遍联系的关系网，研究自然构建大千世界普遍联系的关系网，研究自然科学及工程领域中万物之间关系及其应用的边缘学科科学及工程领域中万物之间关系及其应用的边缘学科;关系是本体论的关系是本体论的灵魂灵魂;得到人们没有意识到的有用方案。得到人们没有意识到的有用方案。上一页 下一页返回第九节第九节 计算机辅助创新设计简介计算机辅助创新设
134、计简介因此本体论在创新设计中具有重要的指导作用。因此本体论在创新设计中具有重要的指导作用。一、计算机辅助创新设计软件一、计算机辅助创新设计软件目前以目前以TRIZ理论为基础开发的计算机辅助创新设计软件按功能多少、结理论为基础开发的计算机辅助创新设计软件按功能多少、结构复杂程度以及用途的不同有数十种之多，软件所用开发语言以英文为构复杂程度以及用途的不同有数十种之多，软件所用开发语言以英文为主，也有俄文、中文等其他语言开发的软件，主要有美国主，也有俄文、中文等其他语言开发的软件，主要有美国Invention Machine公司的公司的TcchOptitnizc:和和Ideation Intcrnt
135、ional公司的公司的Innovation Workbench (IWB)等，它们是产品开发中解决技术难题实等，它们是产品开发中解决技术难题实现创新设计的有效工具，在国外很多企业及研究机构得到了广泛的应用。现创新设计的有效工具，在国外很多企业及研究机构得到了广泛的应用。其中其中TechO画画mizc:由由6个功能模块组成个功能模块组成:问题分析定义模块问题分析定义模块;整理模整理模块块;特征转换模块特征转换模块;工程学原理知识库工程学原理知识库;创新原理模块创新原理模块;系统改进系统改进与预测模块。与预测模块。上一页 下一页返回第九节第九节 计算机辅助创新设计简介计算机辅助创新设计简介产品分析
136、定义模块的主要目的是功能分解和产品分析，然后说明什么途产品分析定义模块的主要目的是功能分解和产品分析，然后说明什么途径可以提高产品性能。整理模块和特征转换模块用来完善产品分析模块，径可以提高产品性能。整理模块和特征转换模块用来完善产品分析模块，主要方法是在保证产品的有用功能不受影响的前提下，通过去除产品的主要方法是在保证产品的有用功能不受影响的前提下，通过去除产品的一些部件和特征，来改进或消除产品的有害功能。特征转换模块将一个一些部件和特征，来改进或消除产品的有害功能。特征转换模块将一个部件或特征的功能转移到需要改进的构件或特征上。工程学原理模块存部件或特征的功能转移到需要改进的构件或特征上。
137、工程学原理模块存储了大量的物理、化学等多学科的原理，并配有图文并茂的说明和成功储了大量的物理、化学等多学科的原理，并配有图文并茂的说明和成功利用该原理解决问题的专利，通过功能检索可以得到。创新原理模块即利用该原理解决问题的专利，通过功能检索可以得到。创新原理模块即为前述的为前述的40个发明创造原理，用来解决各种技术冲突问题。系统改进与个发明创造原理，用来解决各种技术冲突问题。系统改进与预测模块首先利用物质一场分析方法建立问题的模型，根据预测树可以预测模块首先利用物质一场分析方法建立问题的模型，根据预测树可以改变模型中作用的方式、强度等，为问题的改进提供探索的方向改变模型中作用的方式、强度等，为
138、问题的改进提供探索的方向;同时还同时还可以对技术系统的发展方向加以预测，为产品创新提供正确导向。可以对技术系统的发展方向加以预测，为产品创新提供正确导向。上一页 下一页返回第九节第九节 计算机辅助创新设计简介计算机辅助创新设计简介由于由于TcchOptitnizcr中的产品改进过程有非常丰富的知识库支持，因此中的产品改进过程有非常丰富的知识库支持，因此用它来解决产品的技术问题和进行创新比传统的方法更有效，可以帮助用它来解决产品的技术问题和进行创新比传统的方法更有效，可以帮助使用者快速找到完成所需功能的方法。与使用者快速找到完成所需功能的方法。与TcchOptitnizcr紧密结合的软紧密结合的
139、软件是件是Knowledgist，主要用于知识获取，它应用人工智能的最新成果即，主要用于知识获取，它应用人工智能的最新成果即强大的语义处理技术代替人的工作，以极高的效率在浩瀚的信息海洋中强大的语义处理技术代替人的工作，以极高的效率在浩瀚的信息海洋中查询相关的信息，并对其进行提炼、概括和总结，建立针对某一专题的查询相关的信息，并对其进行提炼、概括和总结，建立针对某一专题的知识库，为产品创新设计提供极有价值的最新信息。应用知识库，为产品创新设计提供极有价值的最新信息。应用Knowledgist可以加快获取知识的速度，缩短科研时间，提高效率，使得企业在最新可以加快获取知识的速度，缩短科研时间，提高效
140、率，使得企业在最新资料的获取上取得竞争优势，并能最先发现新的市场需求，快速进行未资料的获取上取得竞争优势，并能最先发现新的市场需求，快速进行未来市场急需的新产品开发和研制。来市场急需的新产品开发和研制。CAI工具已经有了十多年的历史，其发展主要历经了以下几个阶段工具已经有了十多年的历史，其发展主要历经了以下几个阶段:上一页 下一页返回第九节第九节 计算机辅助创新设计简介计算机辅助创新设计简介(1) 1946-19x6年，年，TRIZ理论的萌芽一成型期，主要是少数发明家在使用理论的萌芽一成型期，主要是少数发明家在使用TRIZ。(2) 1986-1992年，年，TRIZ理论日趋完善，进入了实际的工
141、程化应用期，理论日趋完善，进入了实际的工程化应用期，主要使用者是专家、学者。主要使用者是专家、学者。(3) 1992-2000年，年，TRIZ理论与理论与IT技术相结合，形成了早期的技术相结合，形成了早期的CAI软件。软件。同时，本体论开始出现并取得一定的研究成果。这个时期的使用者为接同时，本体论开始出现并取得一定的研究成果。这个时期的使用者为接受一定层次受一定层次TRIZ训练的工程技术人员。训练的工程技术人员。(4) 2000年至今，年至今，TRIZ与本体论相结合，形成了更为先进的与本体论相结合，形成了更为先进的CAI理论基理论基础。同时，在易用性上做了很大的改进，软件的使用者已经可以包括任
142、础。同时，在易用性上做了很大的改进，软件的使用者已经可以包括任何接受过高等教育的工程技术人员。何接受过高等教育的工程技术人员。上一页 下一页返回第九节第九节 计算机辅助创新设计简介计算机辅助创新设计简介现代现代CAI技术的出现具有重大的意义和深远的影响，它把过去只有专家、技术的出现具有重大的意义和深远的影响，它把过去只有专家、学者才能使用的高深技术，把过去需要熟知创新理论才能学好的传统学者才能使用的高深技术，把过去需要熟知创新理论才能学好的传统CAI软件，变成了易学好用的计算机辅助创新平台和创新能力拓展平台。软件，变成了易学好用的计算机辅助创新平台和创新能力拓展平台。使得人们无需熟知创新理论，
143、只要受过高等教育和工程训练，就能在这使得人们无需熟知创新理论，只要受过高等教育和工程训练，就能在这样的平台上来培养创新意识，直至做出发明创新。样的平台上来培养创新意识，直至做出发明创新。二、创新能力拓展平台二、创新能力拓展平台CBT/NOVA亿维讯公司亿维讯公司(IWINT)根据根据TRIZ理论开发的理论开发的CAI技术包括两大软件平台技术包括两大软件平台:计计算机辅助创新设计平台算机辅助创新设计平台(Pro/Innovator, The Computer Aided Innovation Solution)和创新能力拓展平台和创新能力拓展平台(CBT/NOVA , Computer-Base
144、d Training for Innovation )。上一页 下一页返回第九节第九节 计算机辅助创新设计简介计算机辅助创新设计简介计算机辅助创新设计平台计算机辅助创新设计平台(Pro/Innovator)将将TRIZ创新理论、本体论、创新理论、本体论、多领域解决技术难题的技法、现代设计方法、自然语言处理技术和计算多领域解决技术难题的技法、现代设计方法、自然语言处理技术和计算机软件技术融为一体，成为设计人员的创新工具。借助其强大的分析综机软件技术融为一体，成为设计人员的创新工具。借助其强大的分析综合工具和源于专利的创新方案库，技术人员在不同工程技术领域的产品合工具和源于专利的创新方案库，技术人
145、员在不同工程技术领域的产品概念设计阶段，可打破思维定势，拓宽思路，根据市场需求，正确地发概念设计阶段，可打破思维定势，拓宽思路，根据市场需求，正确地发现现有产品或工艺流程中存在的问题，并迅速解决产品开发中的关键问现现有产品或工艺流程中存在的问题，并迅速解决产品开发中的关键问题，最终高质量高效率地找出切实可行的创新设计方案。它含有问题分题，最终高质量高效率地找出切实可行的创新设计方案。它含有问题分析、方案生成、方案评价、成果保护和成果共享析、方案生成、方案评价、成果保护和成果共享5个内容，是快速、高效个内容，是快速、高效解决问题的良好软件平台。现举一个应用该软件的有趣实例解决问题的良好软件平台。
146、现举一个应用该软件的有趣实例:曾有用户提曾有用户提出出“如何清洁船用发动机的冷却水过滤器如何清洁船用发动机的冷却水过滤器”的问题，结果的问题，结果Pro/Innovator的创新方案库提出的解决方案是的创新方案库提出的解决方案是“爆米花爆米花”。上一页 下一页返回第九节第九节 计算机辅助创新设计简介计算机辅助创新设计简介“爆米花爆米花”与与“清洁船用发动机的冷却水过滤器清洁船用发动机的冷却水过滤器”有什么联系有什么联系?这就是这就是TRIZ理论与本体论的妙处，应用瞬时的压力差，使米粒膨化，这就是爆米花理论与本体论的妙处，应用瞬时的压力差，使米粒膨化，这就是爆米花原理的本质原理的本质(见图见图9
147、-16)。因此应用这一原理，不同领域的许多相似问题。因此应用这一原理，不同领域的许多相似问题都可以解决。例如，利用瞬时压力差可以打破物体的外壳，迅速批量剥都可以解决。例如，利用瞬时压力差可以打破物体的外壳，迅速批量剥除松子、葵花籽和花生的壳，迅速批量去除青椒的籽和蒂除松子、葵花籽和花生的壳，迅速批量去除青椒的籽和蒂;利用瞬间压力利用瞬间压力差使人造宝石沿内部原有的微裂纹分割差使人造宝石沿内部原有的微裂纹分割;清除下水管道中的淤泥。清除下水管道中的淤泥。创新能力拓展平台创新能力拓展平台(CBT/NOVA)是专门用于拓展创新能力的培训平台。是专门用于拓展创新能力的培训平台。使用者通过培训平台的学习
148、，能够在较短的时间内掌握创新技法，激发使用者通过培训平台的学习，能够在较短的时间内掌握创新技法，激发创新潜能，学会运用创新思维和创新方法来解决问题，进行自身创新能创新潜能，学会运用创新思维和创新方法来解决问题，进行自身创新能力的提高和拓展，进而在解决实际问题时能够产生创造性的解决方法。力的提高和拓展，进而在解决实际问题时能够产生创造性的解决方法。上一页 下一页返回第九节第九节 计算机辅助创新设计简介计算机辅助创新设计简介CBT/NOVA所提供的培训内容涵盖了当今世界先进、实用的创新理论和所提供的培训内容涵盖了当今世界先进、实用的创新理论和技法，以培养全新的思维方式，创造性地解决实际创新设计问题
149、，还提技法，以培养全新的思维方式，创造性地解决实际创新设计问题，还提供有丰富权威的创新能力测试题库，并能够自动生成创新能力测试试卷。供有丰富权威的创新能力测试题库，并能够自动生成创新能力测试试卷。其创新理论和技法主要来源于发明问题解决理论其创新理论和技法主要来源于发明问题解决理论TRIZ ; 40个创新原理、个创新原理、物一场分析法、技术进化法则、物一场分析法、技术进化法则、TRIZ算法、算法、76种创新问题标准解法等。种创新问题标准解法等。CBT/NOVA可以根据各专业特点，为不同课程定制教学平台，还可以方可以根据各专业特点，为不同课程定制教学平台，还可以方便地添加科研中积累的知识和经验，加
150、速知识的传递和共享。用户还可便地添加科研中积累的知识和经验，加速知识的传递和共享。用户还可以随时通过网络进行学习，自主安排学习进程。以随时通过网络进行学习，自主安排学习进程。CBT/NOVA主要用在企业员工创新能力拓展、企业智力资产储存和共享、主要用在企业员工创新能力拓展、企业智力资产储存和共享、高校创新教育体系的教学、社会再教育或咨询机构的创新能力培训、相高校创新教育体系的教学、社会再教育或咨询机构的创新能力培训、相关机构创新能力认证培训等方面。关机构创新能力认证培训等方面。上一页 下一页返回第九节第九节 计算机辅助创新设计简介计算机辅助创新设计简介在在“信息化带动新型工业化信息化带动新型工
151、业化”的国策下，提高企业创新能力的需求日益的国策下，提高企业创新能力的需求日益突显。以成熟的创新理论作为支撑的计算机辅助创新技术填补了突显。以成熟的创新理论作为支撑的计算机辅助创新技术填补了LAX领领域的技术空白，成功地把信息化技术应用到了产品生命周期的最前端，域的技术空白，成功地把信息化技术应用到了产品生命周期的最前端，为制造业企业信息化技术提供了新的应用，也为知识工程、产品策划、为制造业企业信息化技术提供了新的应用，也为知识工程、产品策划、概念设计、方案设计、产品研发过程优化、先进工程环境概念设计、方案设计、产品研发过程优化、先进工程环境(AEE)等具体的等具体的信息化项目提供了新的解决方
152、案。信息化项目提供了新的解决方案。三、计算机辅助创新设计应用三、计算机辅助创新设计应用有杆抽油方法是最广泛应用的抽油方法，目前全世界拥有有杆抽油方法是最广泛应用的抽油方法，目前全世界拥有85万多口机械万多口机械采油井，其中有采油井，其中有78万多口有杆抽油机井，占世界机械采油井的万多口有杆抽油机井，占世界机械采油井的91%。游。游梁式采油机由于其结构简单，可靠性高，并易于在全天候状态下工作，梁式采油机由于其结构简单，可靠性高，并易于在全天候状态下工作，而成为一种应用广泛的有杆抽油设备。而成为一种应用广泛的有杆抽油设备。上一页 下一页返回第九节第九节 计算机辅助创新设计简介计算机辅助创新设计简介
153、钢丝绳是游梁式抽油机中的韧性连接，用于连接驴头和抽油杆，将抽油钢丝绳是游梁式抽油机中的韧性连接，用于连接驴头和抽油杆，将抽油机的动力传递给井下深井泵，其上部嵌在驴头上，下部悬挂悬绳器，与机的动力传递给井下深井泵，其上部嵌在驴头上，下部悬挂悬绳器，与抽油杆连接，如图抽油杆连接，如图9-17所示。所示。钢丝绳在野外全天候状态下工作过程中，受到较大的交变载荷作用和自钢丝绳在野外全天候状态下工作过程中，受到较大的交变载荷作用和自然环境的影响，易出现锈蚀或断裂等失效行为，严重影响着抽油机的正然环境的影响，易出现锈蚀或断裂等失效行为，严重影响着抽油机的正常工作。通常，工作现场没有专门的维护工具，多年来应用
154、的传统钢丝常工作。通常，工作现场没有专门的维护工具，多年来应用的传统钢丝绳维护方式是人工涂抹黄油，但是高空作业不利于保证工人的人身安全，绳维护方式是人工涂抹黄油，但是高空作业不利于保证工人的人身安全，且长时间的停井会引起井下作业条件的恶化。因此，钢丝绳的及时保养且长时间的停井会引起井下作业条件的恶化。因此，钢丝绳的及时保养成为保证游梁式抽油机高效工作的重要环节之一。在上述情境中显然出成为保证游梁式抽油机高效工作的重要环节之一。在上述情境中显然出现了冲突，钢丝绳的及时润滑成为解决问题的关键。构思钢丝绳润滑装现了冲突，钢丝绳的及时润滑成为解决问题的关键。构思钢丝绳润滑装置的功能原理方案是其概念设计
155、的重点。置的功能原理方案是其概念设计的重点。上一页 下一页返回第九节第九节 计算机辅助创新设计简介计算机辅助创新设计简介分析现有的解决方案，人工涂抹黄油是常用的润滑方式，工人普遍采用，分析现有的解决方案，人工涂抹黄油是常用的润滑方式，工人普遍采用，但是存在人身安全隐患，同时又费时费力。此冲突可以选取但是存在人身安全隐患，同时又费时费力。此冲突可以选取39个工程参个工程参数中的两个加以描述。现有的润滑流程容易组织，选取优化的参数为数中的两个加以描述。现有的润滑流程容易组织，选取优化的参数为No. 33，即操作流程的方便性，但同时带来了安全隐患和井下作业条件的恶，即操作流程的方便性，但同时带来了安
156、全隐患和井下作业条件的恶化，选取恶化的参数为化，选取恶化的参数为No. 30，即作用于物体的有害因素，如图，即作用于物体的有害因素，如图9-18所所示。示。在在CAI软件环境中，可以方便地通过冲突矩阵进行发明原理实例库的搜软件环境中，可以方便地通过冲突矩阵进行发明原理实例库的搜索，如图索，如图9-19所示，为在所示，为在Pro/Techniques 5. 0中的发明原理知识库。用中的发明原理知识库。用户可根据自己的客观条件参考或选择可行方案，在此基础上进行具体设户可根据自己的客观条件参考或选择可行方案，在此基础上进行具体设计。计。上一页 下一页返回第九节第九节 计算机辅助创新设计简介计算机辅助
157、创新设计简介在冲突矩阵中，推荐有在冲突矩阵中，推荐有4条发明原理来解决此技术冲突，这四条发明原理条发明原理来解决此技术冲突，这四条发明原理分别是分别是“分离分离(抽取抽取)”“自服务自服务”“机械系统替代机械系统替代”和和“惰性环境惰性环境”。其中，其中，“自服务自服务”原理的含义是，一个物体通过辅助功能或维护功能为原理的含义是，一个物体通过辅助功能或维护功能为自身服务自身服务;利用废弃的资源、能量或物质。利用废弃的资源、能量或物质。“自服务自服务”原理为冲突的解决原理为冲突的解决提供了有效的启示。如果抽油机在运行过程中能够自我完成钢丝绳的润提供了有效的启示。如果抽油机在运行过程中能够自我完成
158、钢丝绳的润滑功能，是比较理想的工作方式。滑功能，是比较理想的工作方式。TRIZ中包括中包括7种潜在的资源类型种潜在的资源类型:物质、物质、能量能量/场、可用空间、可用时间、物体结构、系统功能和系统参数。针对场、可用空间、可用时间、物体结构、系统功能和系统参数。针对游梁式抽油机运行系统开展资源分析，寻找隐性资源，充分利用废弃的游梁式抽油机运行系统开展资源分析，寻找隐性资源，充分利用废弃的资源、能量或物质。其中，超系统中存在的重力场和技术系统中游梁的资源、能量或物质。其中，超系统中存在的重力场和技术系统中游梁的周期性运动功能是实现抽油机自服务润滑的关键资源。周期性运动功能是实现抽油机自服务润滑的关
159、键资源。上一页 下一页返回第九节第九节 计算机辅助创新设计简介计算机辅助创新设计简介在驴头上部安放一个润滑油容器，调节其位置和润滑油的滴油速度，在在驴头上部安放一个润滑油容器，调节其位置和润滑油的滴油速度，在游梁的一个运动周期内，当驴头处于最低点时，钢丝绳处于竖直位置，游梁的一个运动周期内，当驴头处于最低点时，钢丝绳处于竖直位置，油滴在重力场的作用下，可顺着钢丝绳流至低端。而系统自身的周期性油滴在重力场的作用下，可顺着钢丝绳流至低端。而系统自身的周期性运动，可以实现润滑的节奏控制，如图运动，可以实现润滑的节奏控制，如图9 - 20所示。在发明原理的基础上，所示。在发明原理的基础上，实现了钢丝绳
160、润滑装置概念设计中的功能原理创新，此功能原理方案在实现了钢丝绳润滑装置概念设计中的功能原理创新，此功能原理方案在实践中显示出其有效性。实践中显示出其有效性。发明原理是概念设计中实现功能原理创新的有效途径，通常需要冲突的发明原理是概念设计中实现功能原理创新的有效途径，通常需要冲突的标准化、基于冲突矩阵选择发明原理及类比设计等步骤。标准化、基于冲突矩阵选择发明原理及类比设计等步骤。上一页返回谢谢观赏谢谢观赏图图9-1 应用应用TRIZ理论解决问题的流程图理论解决问题的流程图返回表表9-1 钢与钢与HDPE的弹性模量比较表的弹性模量比较表返回图图9-2 塑钢复合螺旋波纹管材塑钢复合螺旋波纹管材返回图
161、图9 -3 油槽里升起的烟雾影响到了吊车油槽里升起的烟雾影响到了吊车司机司机返回表表9-2 技术系统中主要成分及其相应功能技术系统中主要成分及其相应功能返回图图9-4 低速飞行状态低速飞行状态返回图图9-5 高速飞行状态高速飞行状态返回图图9-6 狂风超音速战斗机狂风超音速战斗机返回图图9-7 改进前机器人真空清洁器的技术改进前机器人真空清洁器的技术方案方案返回表表9 -3 真空清洁器物场资源分析真空清洁器物场资源分析返回图图9-8 改进后机器人真空清洁器的技术改进后机器人真空清洁器的技术方案方案返回图图9-9 破冰船原设计破冰船原设计返回表表9-4 技术冲突及解决方法技术冲突及解决方法返回图
162、图9-10 改进后的破冰船原理图改进后的破冰船原理图返回图图9-11 现代机械产品创新设计集成化框现代机械产品创新设计集成化框架模型架模型返回图图9-12 矩形断面四列单圆弧沟槽矩形断面四列单圆弧沟槽返回图图9-13 滚动导轨的基本沟槽结构滚动导轨的基本沟槽结构返回图图9-14 类双圆弧形状的沟槽结构类双圆弧形状的沟槽结构返回图图9-15 类双圆弧沟槽的组合结构类双圆弧沟槽的组合结构返回图图9-16 爆米花原理爆米花原理返回图图9 -17 抽油机中的钢丝绳润滑问题抽油机中的钢丝绳润滑问题返回图图9-18 冲突的标准化冲突的标准化返回图图9 -19 Pro/Techniques 5. 0中的发明中的发明原理知识库原理知识库返回
