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TRiz应用实例-菲利普灯泡的改进2008-1-26 22:50| 发布者: dragonair| 查看: 1418| 评论: 7|原作者: 不详|来自: 不详摘要: 应用背景：绿色家电是当今家电产业的发展趋势之一。所谓绿色家电是指家电的生产和消费能够降低对生态环境的破坏，减少资源浪费。白炽灯由于具有耗电量大，耐久性低，使用寿命短等缺点，已经不符合这种家电的发展趋势 .应用背景： 绿色家电是当今家电产业的发展趋势之一。所谓绿色家电是指家电的生产和消费能够降低对生态环境的破坏，减少资源浪费。白炽灯由于具有耗电量大，耐久性低，使用寿命短等缺点，已经不符合这种家电的发展趋势。Philips公司开发的小型荧光灯（CFL：Compact Fluorescent Lamp）是白炽灯良好的替代产品。它具有省电，使用寿命长，易回收再利用和环保的优点。 有何经济效益和社会效益：光灯具有省电，节能的优点，有很高的经济效益和社会效益。1997年的一份调查显示：1994年全年共销售了20亿只Philips小型荧光灯，并且以每年15-20%的速率稳步增长。这些荧光灯至少10倍寿命于相同功能的白炽灯。也就是说，相当于200亿只白炽灯。而且，一只18W的Philips小型荧光灯相当于75W的白炽灯，节省了3/4强的电能。可以算出，一只荧光灯可以节约约200升用于发电的石油。问题描述：荧光灯的发光原理是，荧光灯管里充满了水银蒸气，灯管内壁涂有荧光剂，水银蒸气受高压电激发使电子跳脱出来，部分电子撞击荧光剂后发出白光。长期使用的情况下，荧光灯往往亮度变弱。这是由于真空玻璃管吸收水银蒸气，造成管中的水银蒸气不断减少。这不仅削弱了荧光灯的亮度，而且缩短了荧光灯的寿命。由此可见，如果管内水银蒸气量过少，会降低荧光灯工作的可靠性，使产品在市场上缺乏竞争力。由于对真空玻璃管的水银吸收率缺乏真实的统计数据，以及不精确的制造技术，传统的荧光灯往往填充过量的水银蒸气，造成了物质上的浪费。如果荧光灯管破损，大量的水银蒸气释放出来，对环境和人体的损害是非常大的。但是，降低管内的水银蒸气量会增加电能的耗费。因为为了保证亮度，需要增加能量以激发出更多的电子。系统存在的技术矛盾有：为了保证荧光灯亮度的稳定性，就不得不增加水银蒸气的量；减少水银蒸气的量，有利于环境保护，但降低了荧光灯工作的可靠性；减少水银蒸气的量，有利于环境保护，但增加了能量的耗费。系统存在的物理矛盾有：对水银蒸气的量同时具有多和少的要求。解决思路和关键步骤：本例可以使用TRIZ矛盾矩阵和原理来分析，解决问题。使系统性能提高的技术特性是：1.物质的量2.作用于物体的坏的因素使系统性能降低的技术特性是：1. 可靠性2. 能量的浪费3. 静止物体使用的能量这样，得到三组技术矛盾：1. 减少水银蒸气的量（物质的量），但荧光灯工作的可靠性降低（可靠性）。2. 减少水银蒸气的量（物质的量），但需要耗费更多的电能（能量的浪费）。3. 有利于环境保护（作用于物体的坏的因素），但荧光灯使用的能量增加了（静止物体使用的能量）。对这三组技术矛盾分别运用技术矛盾解决矩阵的方法，得到3个创新原理提示以开拓思路： 1. 减少水银蒸气的量（物质的量），但荧光灯工作的可靠性降低（可靠性）。由技术矛盾矩阵物质的量/可靠性得到28#创新原理提示：机械系统的替代2. 减少水银蒸气的量（物质的量），但需要耗费更多的电能（能量的浪费）。由技术矛盾矩阵物质的量/能量的浪费得到7#创新原理提示：嵌套3. 有利于环境保护（作用于物体的坏的因素），但荧光灯使用的能量增加了（静止物体使用的能量）由技术矛盾矩阵作用于物体的坏的因素/静止物体使用的能量得到37#创新原理提示：热膨胀最终结果：在创新过程中应用了7#，28#和37#创新原理。A 应用7#创新原理解决方案：在真空管的里面内嵌一个玻璃囊。B应用28#创新原理解决方案：用高频的电磁场来打破这个玻璃囊。C应用37#创新原理解决方案：利用金属线和玻璃囊的热膨胀系数的不同释放水银蒸气。结论经过计算满足性能要求的最小剂量的水银蒸气被密封在玻璃囊中。在玻璃囊的内壁上嵌着金属线圈。该玻璃囊被内嵌在真空管的一端。荧光灯被制造出来后，通过一个高频的电磁场来加热玻璃囊。由于玻璃囊和金属线圈的热膨胀系数不一样，使得金属线圈能够切断玻璃囊，释放出水银蒸气。同一般的荧光管相比，用这种新的制造技术，至少可以减少75%的水银含量，减少了对环境的污染。TRIZ应用实例-特殊消防服2008-1-26 22:50| 发布者: dragonair| 查看: 1049| 评论: 2|原作者: 不详|来自: 不详摘要: 应用背景： 过去，消防员用他们的大胡子过滤浓烟，用他们裸露的双手和耳朵感觉温度。今天，消防员有了特殊的，可以保护他们在火灾区工作更长时间的专用消防装置。但是另一方面，这又阻碍了消防员及时察觉火焰所产生的 .应用背景： 过去，消防员用他们的大胡子过滤浓烟，用他们裸露的双手和耳朵感觉温度。今天，消防员有了特殊的，可以保护他们在火灾区工作更长时间的专用消防装置。但是另一方面，这又阻碍了消防员及时察觉火焰所产生的强烈而危险的热。专用消防装备，如消防夹克，虽然可以防火隔热，但是如果火区温度过高，超过消防夹克所能承受的极限，消防员的身体也会被高温灼伤。此外，消防员还有可能被高温的水蒸气灼伤，有可能被浓烟熏倒甚至丧失生命（图1）。为了保护消防员，发明了温度探测器。该系统可以探测温度，并且在温度过高时发出警报。然而，现在市场上买得到的探测器有以下几个方面的缺陷：太沉，体积大，不够灵敏或探测的温度不够准确。一个带有电池（9伏电压），温度传感器和报警装置的温度探测器是沉重的。而且，一个探测器只能探测某一部位的温度，不能全面而准确地报告内衣上积聚的温度。所以，不得不在消防夹克的每一面都装上温度探测器。最后，好几个探测器由于重量太沉，体积过大而妨碍了了消防员的活动（图2）。同样，湿度探测器可以探测湿度。当空气中水蒸气过多，极易造成伤害时，探测器将报警。但在应用中，也存在同温度探测器一样的问题。 有何经济效益和社会效益：应用TRIZ理论发明的聪明夹克不影响消防员的移动，能够准确的报告温度和湿度，使消防员能够防范危险，避免高温灼伤。当消防员遇到危险（如被烟熏倒）时，能够及时报警，使他们能够及时得到救助，挽救消防员的生命。 问题描述：消防夹克上可以携带探测器（图3为一个探测器的简单结构）。然而为了提高温度和湿度探测的灵敏度和准确度，需要增加更多的探测器。探测器的增加将导致整体探测系统体积和质量的增加，影响消防员的移动。 系统存在的技术矛盾是：如果要提高探测的准确性，就不得不在消防夹克上安装更多的探测器，妨碍了消防员的活动。解决思路和关键步骤：1. 技术矛盾解决思路应用TRIZ原理，根据Altshuller的39个技术特性分析，使系统性能提高的技术特性是：1).测定精度使系统性能降低的技术特性是：1). 温度探测系统的质量2). 温度探测系统的体积这样，得到两组技术矛盾：1) 提高测定精度，但增加了系统的质量2) 提高测定精度，但增大了系统的体积分别对这两组技术矛盾运用技术矛盾解决矩阵的方法，得到大扩号中的创新原理提示以开拓思路：1) 提高测定精度，但增加了系统的质量技术矛盾矩阵：28/2 = 28 35 25 26 这些创新原理是：28#创新原理：机械系统的替代35#创新原理：物体的物理或化学状态的变化25#创新原理：自助功能26#创新原理：代用品 2) 提高测定精度，但增大了系统的体积。矛盾矩阵：28/7 = 32 13 6 这些创新原理是：32#创新原理：改变颜色13#创新原理：逆问题6#创新原理：多面性，多功能2. 物理矛盾解决思路应用TRIZ理论的分离原则。分离原则包含两个方面：1) 时间分离 不是任何时刻都需要探测系统。在不很重要或不很关键的时候，无需使用探测系统。探测系统的使用取决于外部条件。2) 空间分离 探测系统应该能够被分成几个部分。不同的部分有不同的设计使用方法。最终结果：在创新过程中应用了28#和6#创新原理。针对探测系统的物理矛盾，应用了分离原则。A 应用28#创新原理建议：通过电场，磁场或电磁场实现物体间的相互作用。要解决的问题：想要增加探测精度，就不得不增加探测器的数量。解决方向：改变探测器内部传感器和电源的连接方式，变有线连接为无线连接。解决方案：在消防夹克上安装能发送信息给中央处理器的无线传感器。这样，只需一个电池和报警器即能满足要求。B 应用6#创新原理建议：把实现多个功能的多个物体合并成实现多个功能的一个物体。要解决的问题：温度探测，湿度探测和当危险发生时（如被浓烟熏倒）及时报警的功能分别由不同的探测器完成，使整个系统的质量增加。解决方向：把不同功能的探测器合并成一台综合探测器解决方案：不需要三个功能独立的探测器。通过金属线把各探测器内部的传感器相互连接起来，并且使用一个电源和警报系统作为中央处理单元。这些传感器通过金属线连接到中央处理单元。C 应用分离原则建议：把探测系统分成几个部分。要解决的问题：提高探测系统在使用中的灵活性。解决方向：把探测器中的传感器和电源/报警器分开解决方案：把探测器中较为沉重的部分（电池/报警器）设计为可移动，可卸载，而较轻的传感器缝在夹克里。结论 应用以上2个创新原理和分离原则，最终得到解决方案并已形成产品。这就是聪明夹克（图4）。它功能齐全，并且具有重量轻，易于携带，探测准确，有效保护了消防员的人身安全，且不妨碍消防员的活动。图4 聪明夹克 聪明夹克是一种理想的系统。夹克本身就是探测系统，但系统的质量和体积并没有增加。 图5是探测系统的传感器，电池和警报器的安放位置： 图5 探测系统的传感器，电池和警报器的安放位置图示 图6描述了消防夹克的衣层结构和传感器的安装位置 图6 消防夹克的衣层结构和传感器的安装位置图示TRiz应用实例-BMW车外形设计2008-1-26 22:50| 发布者: dragonair| 查看: 1099| 评论: 3|原作者: 不详|来自: 不详摘要: 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 .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： Area of moving object 运动物体尺寸：物体的线性尺寸。此例中为长度变短；Loss of energy 能量的消耗。得出相应的创新原理：2. 15# Dynamicity 动态性 3. 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。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-纺织工艺流程的改进2008-1-26 22:50| 发布者: dragonair| 查看: 727| 评论: 0|原作者: 不详|来自: 不详摘要: 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 .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。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高（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，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：涂层重量随涂敷速度增加而减少。解决方向：改变织物的组成或改变涂敷物的物理特性。解决方案：如果织物改为100%的棉织物，织物能成功地吸附涂敷物，这是由于棉纤维固有的棉芯吸附特性，但这样的改变将会完全改变我们的最终产品。这种改变，既改变最终产品的物理特性（抗张强度，延展性和手感），又改变织物本身的成本（100%的棉织物比棉/化纤比例为50/50的合成纤维织物昂贵的多）。在织物的涂敷过程之前，可应用预热方法使织物在涂敷过程中吸收涂敷物。预热方法有利于织物的干燥，也有利于涂敷物的吸收。加热涂敷物之后，涂敷物的粘度（2,500 cps）会降低到将近1,000 cps。这优化了涂敷物的流体特性，更利于涂敷物从涂敷部件转移到织物上。C 应用27创新原理建议： 以便宜的东西代替昂贵的东西，这个方案可改进现存的系统，但不能解决系统中的根本问题。要解决的问题：涂层重量随涂敷速度增加而减少。解决方向：更换部件，用更好的部件来完成涂敷过程。解决方案：将钢性修理铲用一个便宜的塑料铲来替代。从专利中我们发现，塑料铲更可靠，并适合更好的涂敷重量控制。D 应用28创新原理建议：用一个光学系统，声学系统或气味的系统来代替机械系统，即更换物质场。要解决的问题：涂层重量随涂敷速度增加而减少。解决方向：改变或改善系统的作用场。解决方案：当前的捏合辊，涂敷过程中，会在织物上的形成压力，它有一个硬橡皮层，印辊则是由坚固的钢制造。因为辊的橡皮相当硬，当它和印辊接触时没有弹性。这就使橡皮辊和印辊间的接触面积较小。当压力一定时，如果使用一个更软一点更富有弹性的橡皮辊，橡皮辊和印辊之间的接触面积将增加。这将增加织物吸附涂敷物的滞留时间。印辊得到的机械压力来自捏合辊，捏合辊也可用一个充气辊来代替，充气辊是中空的辊，可通过中间充气或放气来增加辊的硬度。结论：通过理论上的分析,我们利用创新原理，最终解决了问题。即：使用更软一点的辊，,涂层重量大大增加了,涂敷速度就可以在一定范围内增加。 生产线速度相对涂层重量关系图如下: 根据研究结果,我们改变原来的硬度为90(邵氏硬度)的橡皮辊，取而代之的是硬度为60(邵氏硬度)软一点的橡皮辊。我们期望总涂层重量为大约2.50 oz./yd2（盎司/平方码）。以前以30 yds./min（码/分钟）速度运行涂层重量大约2.35 oz./yd2（盎司/平方码）。改变辊的硬度后，得出结果如下图:TRiz应用实例-快捷信封2008-1-26 22:50| 发布者: dragonair| 查看: 894| 评论: 1|原作者: 不详|来自: 不详摘要: 应用背景：文具店出售信封的样式如图1，不同大小和格式的信件或文档有与之相匹配的信封。大页面的文件可用比其稍大些的信封封装以便拆开。人们往往认为撕开胶粘的信封是很快捷方便的，但是，这种方法通常会把信封内的 .应用背景： 文具店出售信封的样式如图1，不同大小和格式的信件或文档有与之相匹配的信封。大页面的文件可用比其稍大些的信封封装以便拆开。人们往往认为撕开胶粘的信封是很快捷方便的，但是，这种方法通常会把信封内的文件撕坏或使信封开口变粗糙。当然,如果借助某种辅助工具如剪刀且在剪开前抖动信封，就可既不损坏文件又获得好看的开口。但是，该方法给用户带来了不便。因此，设计一种能又快又可靠地拆开的信封很有必要。图1.常用信封样式有何经济效益和社会效益：新的设计方案使拆信简单方便，为用户节约了时间，在不损坏文件的同时获得美观的信封开口。问题描述：怎样用最少的时间安全快捷地取出信封内的文件或资料。解决思路和关键步骤：本例可以使用TRIZ矛盾矩阵和原理来分析，解决问题。运用技术矛盾解决矩阵分析该问题可得到如下技术矛盾：1 节约拆信时间与降低拆信的可靠性之间的矛盾，该矛盾中使系统提高的技术特性为时间浪费随之使系统恶化的技术特性为可靠性；2 改善拆信的可靠性与恶化拆信方便性之间的矛盾，该矛盾中使系统增强的技术特性为可靠性而随之使系统削弱的技术特性为操作性；3 减少信件信息丢失与增加拆信时间之间的矛盾，该矛盾中使系统提高的技术特性为信息浪费随之使系统恶化的技术特性为时间浪费针对技术矛盾1 得到如下的创新原理：10#原理：预置动作；30#原理：可挠性组件或薄膜；4#原理： 非对称性；在上述三个原理中，重点考虑前两个原理。10#原理建议：1预置必要的动作或机能；2 在适当时机或方便的位置加入所需动作或机能；30#原理建议：1使用挠性膜片或薄膜取代通常的结构；2 用柔性膜片或薄膜把物体和环境隔离；结论1根据10#和30#原理建议的信封设计是通过封装前于封盖下放置拆封线或拆封条来实现。该方案已申报美国专利。同样，根据技术矛盾解决矩阵，相应于技术矛盾2有：17#原理：转换成新的维数；40#原理：复合材料；相应于技术矛盾3有：24 #原理：中介物17#原理有如下建议：1.利用多层构造的复合物；2.使物体倾斜或侧向放置；3.利用特定表面的反面；而24#原理有如下建议：1.利用中介物实现某一动作；2使物体与另一容易去除的物体暂时相连；. 结论2根据17#和24#原理的建议设计了如图2所示的信封。该方案把中介物或其他媒介物在封信前置入封盖和面板之间，这样，便可简单地通过拉中介物或其他媒介物的一端很方便地打开信封并拿到信封内的文件且获得美观而整齐的信封开口。TRIZ应用实例-飞机机翼的进化2008-1-26 22:50| 发布者: dragonair| 查看: 867| 评论: 0|原作者: 不详|来自: 不详摘要: 应用背景：早期的飞机机翼都是平直的。最初是矩形机翼，很容易制作。但由于其翼端宽，会给飞机带来阻力，严重地影响了飞机的飞行速度。后掠翼：一举突破“音障”德国，英国,美国喷的气式飞机先后上天。飞机开始进入喷 .应用背景： 早期的飞机机翼都是平直的。最初是矩形机翼，很容易制作。但由于其翼端宽，会给飞机带来阻力，严重地影响了飞机的飞行速度。后掠翼：一举突破“音障” 德国，英国,美国喷的气式飞机先后上天。飞机开始进入喷气式时代，其飞行速度迅速提高，很快接近音速。机翼上出现“激波”，使机翼表面的空气压力发生变化。同时，飞机的阻力骤然剧增，比低速飞行时大十几倍甚至几十倍。这就是所谓的“音障”。为了突破“音障”，许多国家都在研制新型机翼。德国人发现，把机翼做成向后掠的形式，像燕子的翅膀一样，可以延迟“激波”的产生，缓和飞机接近音速时的不稳定现象。但是，向后掠的机翼比不向后掠的平直机翼，在同样的条件下产生的升力小，这对飞机的起飞、着陆和巡航都带来了不利的影响，浪费了很多不必要的燃料。能否设计一种适应飞机的各种飞行速度，具有快慢兼顾特点的机翼呢？这成为当时航空界面临的最大课题。有何经济效益和社会效益：新的设计方案抛弃了传统的固定翼设计概念使其在不同的速度之下机翼配合相应的飞行姿态,具备了平直机翼升力大的特点；而在高速飞行时，它的两翼又尽量后掠，后掠角可达725度，变得像三角机翼一样，因此能够轻易突破“音障”。,从而有效地降低了迎风面积（既作用在飞机表面的气流的横截面积）,达到了节能降耗,以及提高飞行速度的目的，.最终实现提高其战斗力的根本目的。TRIZ应用实例-汽车转向节的铸造问题2008-1-26 22:50| 发布者: dragonair| 查看: 907| 评论: 0|原作者: 不详|来自: 不详摘要: 用背景：汽车转向节是连接汽车方向盘与前轮轮轴的部件，并与减震器相连。它主要有三部分功能：1与前轮轴相连接，承担轴传来的力和力矩，2汽车转向的转动部件，3吸收汽车行进过程中的震荡。它是汽车中应力最为集中、最 .用背景： 汽车转向节是连接汽车方向盘与前轮轮轴的部件，并与减震器相连。它主要有三部分功能：1与前轮轴相连接，承担轴传来的力和力矩，2汽车转向的转动部件，3吸收汽车行进过程中的震荡。它是汽车中应力最为集中、最为复杂的零件，直接关系到汽车的安全性能，因此它的设计标准十分严格，制造过程和产品测试都要求符合规范。 图1 转向节 图2 6位置为转向节目前转向节是由球墨铸铁为主要原料铸造而成，并加入碳、硅等元素，在微观结构上在铁原子之间形成碳或硅小颗粒以加强合金钢的延展性（韧性），宏观上提高零件的抗拉强度和疲劳强度。而且碳、硅元素的含量要求适当，过多会使合金变脆而导致强度下降。 图3 转向节应力分析图2001年大众汽车（墨西哥）公司引进一套转向节铸造生产线，主要步骤是在感应电炉中在1400高温下熔化铸铁，以镁作催化剂混合适量沙粒（硅）产生反应形成熔液浇注入砂型中，冷却后打破砂型对铸件进行检测，进一步机械加工最终成品。生产线将型砂经传送带回收处理循环利用，熔渣与不合格铸件同样用升降机回收作为原料再次放入电炉。生产初期，应用此生产线使生产效率得以大幅提高，但同时也产生了铸件废品率（主要为缩型）也大幅提高的问题，经研究发现是由于熔液中沙粒含量超标（使熔液流动性差）造成的。导致生产成本升高以及效率下降。 图4 生产线示意图 有何经济效益和社会效益：应用TRIZ理论对问题进行分析和创新后，在对生产线稍加改造后，问题得以有效解决，产品不合格率由大于10%降到低于3%，同时不增加任何额外投入，在生产成本不变的情况下，简化了生产线，缩短了生产周期。问题描述：使用生产线后，整个铸造过程的操作性提高了，但相应的也产生了铸件废品率增加了。研究发现，问题的产生是由于感应电炉中的熔液的沙粒含量超标，导致熔液流动性差造成的。若提高熔液温度，可以是问题好转，但会给设备和人员带来危害。由此产生的技术矛盾为：为提高熔液的适应性和由此带来的温度提高之间的矛盾。解决思路和关键步骤：1 分析沙质含量超标问题一、将具体生产中待解决问题的技术矛盾提取出来由于问题的关键是熔液中沙质含量过高，使熔液的流动性变差，浇铸时容易产生缩型，废件率升高。在这种情况下，若要使熔液的流动性合乎标准，就要再升高熔液的温度，但是，升高温度对设备和人员都会造成损伤，显然这对于生产是很不利的。因此，想要提高的技术特性是熔液的适应性，而由此带来的问题是温度会升高。二、将技术矛盾的两方面抽象为软件分析需要的技术特性有利特性：35 Adaptability适应性不利特性：17 Temperature温度三、技术矛盾矩阵中得到相应的创新原理对应第35行第17列 得到四个创新原理：2、27、3、35。四、据提供的创新原理分析问题，找到解决方案，在解决本问题过程中，应用原理3。原理3 Local quality 部分改变A 将物体的均一构成或外部环境及作用改为不均一；B 让物体的不同部分各具不同功能；C 让物体的各部分处于各自动作的最佳状态。分析：根据这个原理想到：如果能改变有害物（沙粒）的位置，不让过量的沙粒进入熔炉应该是最好的解决办法。研究发现，过量沙粒是由于回收熔渣和废件过程中，混入了大量的沙粒（来自打破的砂型），再利用时，这些附着在表面的沙粒溶入了铸液中。如果在熔渣、不合格铸件的回收过程中去除沙粒，不使其进入再次生产，就可以避开熔液的升高温度问题。实际该公司也是基于此方法解决问题的。而由此又引出另外的新问题：由于回收物夹带的沙粒分两类，粘附性和非粘附性，应分别考虑予以解决。 2、分析非粘附性沙粒消除问题 分析生产线产生的问题可以发现，未使用此生产线时，对于废件不直接回收放入电炉，没有沙粒含量超标的问题；使用生产线之后，废件随传送带回收不经处理直接再利用，就出现了这样的问题。生产线的使用使生产过程的操作性提高了，但带来的问题是铸件不合格率提高了。（回收物的数量增加了。）一、提取技术矛盾：想要提高的技术特性是铸造的操作性，而随之带来的问题是回收物的量增大了。二、技术矛盾的两方面抽象为软件分析需要的技术特性有利特性： 33 Ease of operation 操作性不利特性： 1 Weight of moving object 运动物体质量三、技术矛盾矩阵中得到相应的创新原理由第33行第1列得到创新原理25、2、13、15。四、分析得到的创新原理，找到适用于本问题的解决方案, 在解决本问题过程中，应用原理25 13 15原理25 自助机能A 让物体具有自补充、自恢复功能B 灵活运用剩余的材料及能量分析：本原理启发使用生产线本身产生的能量作为除沙装置的动力来源。在升降机上增加吸尘装置，使升降机具备除砂功能，同时将熔液散发的热能转化为电能， 为升降机和洗尘装置提供能源。 原理 13 “The other way round” 逆问题A 用相反的动作代替要求指定的动作B 让物体可动部分不动，不动部分可动分析：根据原理提示，可以将“把沙粒从原料中去除”的思路改为“把原料从沙粒中去除”，将回收过程改为：升降机卸载时先将沙粒与回收物分离，再将已去除沙粒的原料卸下，而沙粒被留在升降机里继续传送。可以通过在回收物上先盖一个带有大量小孔的筛形盖子，筛掉沙粒后，小孔可以自动封闭，翻转回收装置，回收物落下而沙粒被保留在筛子中间。原理15 动态性A 将物体分割成既可变化又可相互配合的数个构成要素分析：承接上个原理应用双层装置，第一层是带有大量小孔的筛形面，第二层为一般平面，形成类似箱体结构；并加上一个滑动装置，在沙粒排除后，滑片滑动挡住小孔，再次翻转卸载原料时，沙粒被保留在两层之间并被吸尘装置吸收。（如图）图5 双层筛砂装置3 分析粘附性砂质去除问 题 分析发现，在铸铁熔化时，操作人员在感应电炉里还加入了催化剂（镁），它在浇铸时紧贴砂型析出，用途是使铸件表面光洁度高，便于深加工。但也使一些沙粒粘附在铸件表面造成废件，原因是沙粒与催化剂（镁）之间有较强的粘附力。一、提取技术矛盾：想要提高的技术特性是铸件表面的光洁度，而带来的问题是增加了沙粒与铸件之间力的强度。二、技术矛盾的两方面抽象为软件分析需要的技术特性有利特性： 18 Brightness 亮度不利特性： 14 Strength 强度三、技术矛盾矩阵中得到相应的创新原理由第18行第14列得到创新原理35、19四、分析得到的创新原理，找到适用于本问题的解决方案 , 在解决本问题过程中，应用原理35 19原理35 物体的物理状态或化学状态的变化A 改变物体的物理状态B 改变物体的凝聚度分析：通过将铸件浸入适当浓度的酸性或碱性溶液，使粘附于铸件上的沙粒脱落。这项工作安排在分离铸件时同时进行，从而不必花费过多的时间。原理19 周期性动作A 将连续动作改为周期性动作B 已是周期性的动作，改变其频率分析：作为辅助上一过程的工作，经清洗液处理过的回收物通过震荡脱落，这一工作在输送过程中进行。同非粘附性沙粒一同被排除。 图6 双层筛子与吸尘装置结论1通过以上分析，整个改进可以表述为在铸件分离时将其浸入适当浓度（不损伤铸件）的酸性溶液中，使所有粘附性沙粒脱落。然后回收物通过一个升降机输送过程中利用双层筛形装置通过翻转使沙粒落入装置两层之间，分别处理原料和沙粒。为防止经过这一过程后仍不能完全去除所有沙粒，实际应用中又在装料斗上装置了筛沙层（部分位置打孔如图），确保了改进效果。 图7 改进后生产示意图图8 装料斗的改进TRiz应用实例-新型扳手2008-1-26 22:50| 发布者: dragonair| 查看: 1244| 评论: 3|原作者: 不详|来自: 不详摘要: 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 .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术特性。在现有设计中，扳手在作用