个创新原理课件

TRIZ 40个创新原理,天津大学精仪学院 朱险峰 ,2019/5/16,2,天津大学精仪学院朱险峰,公元前354年，魏国军队围赵国都城邯郸，双方战守年余，赵衰魏疲。这时，齐国应赵国的求救，派田忌为将，孙膑为军师，率兵八万救赵。攻击方向选在哪里？起初，田忌准备直趋邯郸。孙膑认为，要解开纷乱的丝线，不能用手强拉硬扯，要排解别人打架，不能直接参与去打。派兵解围，要避实就虚，击中要害。他向田忌建议说，现在魏国精锐部队都集中在赵国，内部空虚，我们如带兵向魏国折都城大梁猛插进去，占据它的交通要道，袭击它空虚的地方，向魏国的国都大梁（今河南开封）进军,它必然放下赵国回师自救，齐军乘其疲惫，在预先选好的作战地区桂陵迎敌于归途，魏军大败，赵国之围遂解。,三十六计,2019/5/16,3,天津大学精仪学院朱险峰,金蝉脱壳、抛砖引玉、借刀杀人、以逸待劳、擒贼擒王、趁火打劫、关门捉贼、浑水摸鱼、打草惊蛇、瞒天过海、反间计、笑里藏刀、顺手牵羊、调虎离山、李代桃僵、指桑骂槐、隔岸观火、树上开花、暗渡陈仓、走为上、假痴不癫、欲擒故纵、釜底抽薪、空城计、苦肉计、远交近攻、反客为主、上屋抽梯、偷梁换柱、无中生有、美人计、借尸还魂、声东击西、围魏救赵、连环计、假道伐虢。,40个创新原理,2019/5/16,4,天津大学精仪学院朱险峰,01、分割 02、抽取 03、局部质量 04、增加不对称性 05、组合，合并 06、多用性 07、嵌套 08、重量补偿 09、预先反作用 10、预先作用 11、预先防范 12、等势 13、反向作用 14、曲面化,15、动态特性 16、未达到或过度的作用 17、空间维数变化 18、机械振动 19、周期性作用 20、有效作用的连续性 21、减少有害作用的时间 22、变害为利 23、反馈 24、借助中介物 25、自服务 26、复制 27、廉价替代品 28、机械系统代替,29、气动与液压结构 30、柔性壳体或薄膜 31、多孔材料 32、颜色改变，拟态 33、均质性 34、抛弃或再生 35、物理或化学参数改变 36、相变 37、热膨胀 38、加速氧化 39、惰性环境 40、复合材料,创新原理的表述形式,01、分割原理 A、将一个对象分成多个相互独立的部分； B、将对象分成容易组装（或组合）和拆卸的部分； C、增加对象的分割程度。,原理的编号,原理的名称,原理所包含的指导原则,（1）将一个物体分成相互独立的部分 用个人计算机代替大型计算机 （2）使物体分成容易组装及拆卸的部分 总装车间的快接气线 （3）增加物体相互独立部分的程度 用百叶窗代替整体窗帘,No.1 分割,2.1 40个发明原理介绍：,（1）用不对称形式代替对称形式 全车线束中的插接件为非对称形式 （2）如果对象已经是不对称的，增加其不对称的程度 将圆形垫片改成椭圆形或异型， 来提高垫片的密封性,No.4 非对称,2.1 40个发明原理介绍：,No.4 非对称,2.1 40个发明原理介绍：,（1）合并空间上的同类或相邻的物体或操作 集成电路板上的多个电子芯片 （2）合并时间上的同类或相邻的物体或操作 同时分析多个血液参数的医疗 诊断仪,No.5 合并,2.1 40个发明原理介绍：,使物体或物体的一部分实现多种功能，以代替其它部分的功能 多用雨伞,No.6 多用性,2.1 40个发明原理介绍：,（1）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 俄罗斯套娃 （2）使一个物体穿过另一物体的空腔 收音机的伸缩天线 汽车安全带卷收器 滑行门,No.7 套装,2.1 40个发明原理介绍：,（1）用另一个能产生提升力的 物体补偿第一个物体的重量 用气球携带广告条幅 （2）通过与环境（利用气体、 液体的动力或浮力等）相互作用 实现物体重量的补偿 飞机机翼的形状使其上部空气压力减少，下部压力增 加，从而产生升力,No.8 重量补偿,2.1 40个发明原理介绍：,（1） 预先施加反作用 缓冲器能吸收能量、减少 冲击带来的负面影响 （2）如果物体处于或将处于受拉伸状态，预先增加压力 浇混凝土之前的预压缩钢筋,No.9 预加反作用,2.1 40个发明原理介绍：,（1）事先完成部分或全部的动作或功能 不干胶带 （2）在方便的位置预先安置物体，使其在第一时间发挥作用，避免时间的浪费 停车位的咪表,预着色,No.10 预操作,2.1 40个发明原理介绍：,采用预先准备好的应急措施补偿物体相对较低的可靠性 汽车安全气囊 应急电路照明 防火通道,安全气囊,No.11 预先应急措施,2.1 40个发明原理介绍：,在势能场中，避免物体位置的改变 运河上，在两个不同高度的水域之间设置水闸,No.12 等势性,2.1 40个发明原理介绍：,（1）颠倒过去解决问题的办法 为了松开粘连在一起的物 体，不是加热外部件，而是 冷却内部件 （2）使物体中的运动部分静止，静止部分运动 使工件旋转，刀具固定。 （3）使一个物体的位置颠倒 杯子倒置从下喷水冲洗。,No.13 逆向思维,2.1 40个发明原理介绍：,（1）将直线、平面用曲线、曲面代替，将立方结构改变成球体结构 在结构设计中用圆角过渡， 避免应力集中 （2）采用滚筒、球体、螺旋状等结构 螺旋形楼梯，圆珠笔球形笔尖 （3）用旋转运动代替直线运动，利用离心力 甩干洗衣机,No.14 曲面化,2.1 40个发明原理介绍：,（1）使物体或其环境自动调整，以使其在每个动作阶段的性能达到最佳 可调整座椅、可调整反光镜 （2）把物体分成几个部分，各部分之间可改变相对位置 折叠椅，笔记本电脑 （3）将静止的物体该变成可动的，或使物体具有自适应性 用来检查发动机的柔性内孔窥视仪 可弯曲的吸管,No.15 动态化,2.1 40个发明原理介绍：,如果用现有方法很难完成对象的100%，可用同样的方法“稍多”或“稍少”一点，问题的解决将被大大简化 缸筒外壁刷漆 可将缸筒浸泡在盛漆的容器中完成，但取出缸筒后外壁粘漆太多，通过快速旋转可以甩掉多余的漆。,No.16 不足或超额行动,2.1 40个发明原理介绍：,（1）将物体从一维变到二维或三维空间 螺旋楼梯可以减少占用的房屋面积 （2）将物体用多层结构代替单层结构 K1的6碟CD机、立体车库 （3）使物体倾斜或侧向放置 自卸车 （4）使用给定表面的反面 在集成电路两面都安装电子元件,No.17 维数变化,2.1 40个发明原理介绍：,初始的工况: 用于航空摄影的地面标志盘可以帮助驾驶员更准确地找到地面控制点。,地面标志盘,No.17 维数变化,实例描述: 原有地面标志盘为镜面反射，不容易发现。,改善后的标志盘,2.1 40个发明原理介绍：,（1）使物体处于振动状态 （2）对于振动物体，增加其振动频 率，甚至到超声波 （3）使用共振频率 （4）使用压电振动器代替机械振动器 石英晶体振荡驱动高精度钟表 （5）使用超声波与电磁场振荡耦合 在电频炉里混合合金，使混合均匀,No.18 振动,2.1 40个发明原理介绍：,（1）用周期性动作或脉动代替连续动作 点焊 警灯 （2）对周期性的动作改变其动作频率 用变幅值与变频率的报警器代替脉动报警器 （3）利用脉动之间的间隙来执行另一动作 医用心肺呼吸系统中，每5次胸腔压缩后进行1次呼吸,No.19 周期性动作,2.1 40个发明原理介绍：,（1）持续采取行动，使对象的 所有部分一直处于满负荷状态 （2）消除空闲的、间歇的行动 打印机的打印头在回程过程 中也进行打印,No.20 有效运动的连续性,2.1 40个发明原理介绍：,以最快的快速完成有害的操作 修理牙齿的钻头高速旋转，以防止牙组织升温被破坏。 照相闪光灯,切断管路的方法,No.21 紧急行动,2.1 40个发明原理介绍：,（1）利用有害因素，特别是对环境有害的因素，获得有益的结果 （2）“以毒攻毒”，将有害作用相结合消除另一种有害因素 （3）加大一种有害因素的程度，使其不再有害 森林灭火时用逆火灭火,No.22 变害为利,2.1 40个发明原理介绍：,（1）引入反馈，改善性能 声控喷泉 用于探测火与烟的热/烟传感器 （2）如果已引入反馈，改变 其控制信号的大小或灵敏度 飞机接近机场时，改变自动 驾驶系统的灵敏度。,No.23 反馈,2.1 40个发明原理介绍：,（1）使用中介物传递或完成所需动作 用拨子弹琴 （2）使一物体与另一容易去除物暂时接合 饭店上菜的托盘 化学反应中催化剂,No.24 中介物,2.1 40个发明原理介绍：,（1）使物体具有自补充、自恢复的功能 自清洁玻璃、自动饮水机 （2）灵活利用废弃的材料、能量与物质 包装材料的再利用 玉米丰收后秸秆还田,No.25 自服务,2.1 40个发明原理介绍：,（1）用简单的、低廉的复制品代替复杂的、昂贵的、易碎的或不易获得的物体 虚拟驾驶游戏机 （2）用光学拷贝或图像代替实物，可以按比例放大或缩小图像 用卫星照片代替实地考察 （3）如果已使用了可见光拷贝，进一步扩展到红外线或紫外线拷贝 用紫外线诱杀蚊蝇,No.26 复制,2.1 40个发明原理介绍：,用便宜的物体代替昂贵的物体， 同时降低某些质量要求，实现相 同的功能 一次性纸杯 一次性医药用品,No.27 廉价替代品,2.1 40个发明原理介绍：,（1）用视觉、听觉、嗅觉系统代替机械系统 天然气中混入难闻的气体代替机械或电子 传感器来警告人们天然气的泄漏。 （2）使用与物体相互作用电场、磁场及电磁场 为了混合两种粉末，使其中一种带正电荷，另一种带负电荷 （3）用动态场替代静态场，确定场替代随机场 早期通讯用全方位检测，现在使用定点雷达特定发射 （4）将场和铁磁粒子组合使用 铁磁催化剂，呈现顺磁状态,No.28 机械系统的替代,2.1 40个发明原理介绍：,将物体的固体部分用气体或流体代替，（如利用气垫、液体静压、流体动压产生缓冲功能） 充气床垫 内河水系辅助气候控制,No.29 气动与液压结构,2.1 40个发明原理介绍：,（1）用柔性壳体或薄膜代替传统三维结构 薄膜开关 （2）使用柔性壳体或薄膜将物体与环境隔离 餐厅内部的屏风 舞台上的幕布将舞台与观众隔开 鸡蛋专用箱,No.30 柔性壳体或薄膜,2.1 40个发明原理介绍：,（1）使物体多孔或增加多孔元素（通过插入、涂层等） 充气砖、泡沫金属 （2）如果物体已是多孔结构，利用多孔结构引入有用的物质或功能 药棉,No.31 多孔材料,2.1 40个发明原理介绍：,（1）改变物体或环境的颜色 （2）改变一个物体的透明度，或改变某一过程的可视性 透明创可贴 （3）采用有颜色的添加物，使不易被观察到的物体或过程被观察到 （4）如果已添加了颜色添加物，则用发光迹线追踪物质,No.32 改变颜色,2.1 40个发明原理介绍：,主要物体与其相互作用 的其它物体采用同一材料 或特性相近的材料 用金刚石切割钻石,No.33 同质性,2.1 40个发明原理介绍：,（1）采用溶解、蒸发等手段废弃已完成功能的零部件， 或在工作过程中直接变化 可降解餐具 子弹壳 （2）在工作过程中迅速补充消耗或 减少的部分 水循环系统 自动铅笔,No.34 抛弃与修复,2.1 40个发明原理介绍：,（1）改变物体的物理状态 酒心巧克力 （2）改变物体的浓度或粘度 洗手液 （3）改变物体的柔性 排气系统中的软连接 （4）改变物体的温度、压力等参数 食物的烹饪,No.35 参数变化,2.1 40个发明原理介绍：,利用物质相变时产生的某种效应（如：体积改变、吸热或放热） 合理利用水在结冰时体积膨胀的原理实现无声爆破 利用相变材料制作的降温服,No.36 相变,2.1 40个发明原理介绍：,（1）利用材料的热膨胀或热收缩性质 在过盈配合装配中，冷却内部件，加热外部件，装配完成后恢复常温，两者实现紧配合。 （2）使用具有不同热膨胀系数的材料 双金属片传感器,No.37 热膨胀,2.1 40个发明原理介绍：,No.38 加速强氧化,（1）用富氧空气代替普通空气 水下呼吸系统中存储浓缩空气 （2）用纯氧代替富氧空气 用氧气乙炔火焰高温切割 高压纯氧灭菌 （3）用电离射线处理空气或氧气，使用离子化的氧气 在化学试验中加快反应速度 （4）用臭氧代替离子化的氧气 臭氧溶于水中去除船体上的有机污染物,2.1 40个发明原理介绍：,（1）用惰性气体环境代替通常环境 为了防止炽热灯丝的失效， 让其置于氩气中（霓虹灯） （2）在物体中添加惰性或中性添加剂 高保真音响中添加泡沫吸收声 振动 （3）使用真空环境 真空包装,No.39 惰性环境,2.1 40个发明原理介绍：,用复合材料代替均质材料 钢筋混凝土结构 混纺地毯，具有良好的阻燃性能,No.40 复合材料,2.1 40个发明原理介绍：,40个创新原理练习,2019/5/16,48,天津大学精仪学院朱险峰,RACLETTE GRILLS瑞士电烧烤炉,2019/5/16,49,天津大学精仪学院朱险峰,Raclette Grill是一种烧烤，是瑞士人冬季的主要饮食方式之一。食用时先将奶酪放在烤炉中熔化，再将熔化的奶酪浇盖在煮熟的土豆上，伴以黑胡椒洋葱和腌黄瓜。名字来源于法语的动词racler，意指“刮掉”，因为要刮掉热锅上熔化的奶酪。,2019/5/16,50,天津大学精仪学院朱险峰,2019/5/16,51,天津大学精仪学院朱险峰,2019/5/16,52,天津大学精仪学院朱险峰,问题,2019/5/16,53,天津大学精仪学院朱险峰,请对照参考书p52，遍历40个发明原理，看看Raclette Grill中暗合了哪些发明原理？,注意：充分调用你的想象力，大胆设想，拿出“穿凿附会”、“望文生义”、 “胡搅蛮缠”、“脑筋急转弯” 、“狗带嚼子-胡勒”的精神！,40个创新原理,2019/5/16,54,天津大学精仪学院朱险峰,01、分割 02、抽取 03、局部质量 04、增加不对称性 05、组合，合并 06、多用性 07、嵌套 08、重量补偿 09、预先反作用 10、预先作用 11、预先防范 12、等势 13、反向作用 14、曲面化,15、动态特性 16、未达到或过度的作用 17、空间维数变化 18、机械振动 19、周期性作用 20、有效作用的连续性 21、减少有害作用的时间 22、变害为利 23、反馈 24、借助中介物 25、自服务 26、复制 27、廉价替代品 28、机械系统代替,29、气动与液压结构 30、柔性壳体或薄膜 31、多孔材料 32、颜色改变，拟态 33、均质性 34、抛弃或再生 35、物理或化学参数改变 36、相变 37、热膨胀 38、加速氧化 39、惰性环境 40、复合材料,RACLETTE 中的发明原理,2019/5/16,55,天津大学精仪学院朱险峰,原理1：segmentation,分割。大烧烤盘被分割成68个小盘。 原理2：extraction,seperation,移走、抽取。整个烤盘从厨房（从一个系统）移到餐厅（到另一个系统）；小烤盘从烤盘系统中移出放到桌面上。 原理3：local conditions, property,局部质量、局部特性。系统的零部件具有不同的功能和特性；可以分出不同加热区。 原理5：unite,consolidation,合并。小盘合并成大盘（空间合并）并同时加热（时间合并） 原理6：universality,普遍性。烤盘可以烧烤不同食物。,2019/5/16,56,天津大学精仪学院朱险峰,原理7：nesting, matryoshka(nested doll)嵌套。小盘子放在大盘子内。 原理10：prior action,预先动作。食物要预先洗净、切好。 原理12：equipotentiality,等势。所有食物都放在桌上，没有必要有专人上菜。 原理13：inversion,inverse action,逆向。不是人走到炉旁是炉子走到人旁边。 原理14：spheroidality 曲面化。外观可以是圆的或椭球面。,2019/5/16,57,天津大学精仪学院朱险峰,原理15：dynamization,动态化。不是做好再吃而是动态地一边做一边吃。 原理16：partial or excess actions不足或过足。就像烤牛排，有人爱吃八成熟有人爱吃well done。 原理17：transition into another dimension维数变化。盘子可以分层，可以分出加热区和保温区。 原理19：periodic action 周期性动作。可以不时更换小盘子。 原理20：continuity of useful action有效作用的连续性。持续加热；一边做一边吃。,2019/5/16,58,天津大学精仪学院朱险峰,原理22：convert a harm into benefit变害为利。厨房油烟味道变成食物的香气。 原理23：feedback反馈：控温系统根据达到的温度反馈控制加热电路导通或断开。 原理24：mediator中介物。加热部件外保护套绝缘但导热；烤盘本身是餐桌话题之一。 原理25：self-servicing自服务。每个用餐者自己伺候自己。 原理26：copy复制。头一次使用该烤盘的人可以copy他人的操作方法。,2019/5/16,59,天津大学精仪学院朱险峰,原理32：change the color颜色变化。透明的盖子，不同颜色的小盘