矛盾矩阵举例

1、新型扳手新型扳手 改善的参数：物体的有害因素改善的参数：物体的有害因素 （31） 恶化的参数：制造精度（恶化的参数：制造精度（29）结果：结果：4，17，34，26新型扳手新型扳手 改善的参数：物体的有害因素改善的参数：物体的有害因素 （31） 恶化的参数：制造精度（恶化的参数：制造精度（29）4#创新原理：增加不对称性创新原理：增加不对称性17#创新原理：一维变多维创新原理：一维变多维34#创新原理：抛弃或再生创新原理：抛弃或再生26#创新原理：复制创新原理：复制 新型扳手新型扳手 根据根据4、17和和34创新原理，这一问题的最创新原理，这一问题的最终解决方案原理图如下图：终解决方案原理图如

2、下图： 飞机机翼的进化 早期的飞机机翼都是平直的。最初是矩形机翼，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：阻力，严重地影响了飞机的飞行速度。后掠翼：一举突破一举突破“音障音障” 德国，英国德国，英国,美国喷的气式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。机翼上出飞行速度迅速提高，很快接近音速。机翼上出现现“激波激波”，使机翼表面的空气压力发生变化。，使机翼表面的空气压力发生变化。同时，飞机的

3、阻力骤然剧增，比低速飞行时大同时，飞机的阻力骤然剧增，比低速飞行时大十几倍甚至几十倍。这就是所谓的十几倍甚至几十倍。这就是所谓的“音障音障”。 飞机机翼的进化 德国人发现，把机翼做成向后掠的形式，像燕德国人发现，把机翼做成向后掠的形式，像燕子的翅膀一样，可以延迟子的翅膀一样，可以延迟“激波激波”的产生，缓的产生，缓和飞机接近音速时的不稳定现象。但是，向后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，浪费了很多不必要巡航

4、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。航空界面临的最大课题。 飞机机翼的进化 德国人发现，把机翼做成向后掠的形式，像燕德国人发现，把机翼做成向后掠的形式，像燕子的翅膀一样，可以延迟子的翅膀一样，可以延迟“激波激波”的产生，缓的产生，缓和飞机接近音速时的不稳定现象。但是，向后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

5、的起飞、着陆和件下产生的升力小，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。航空界面临的最大课题。 飞机机翼的进化 新的设计方案抛弃了传统的固定翼设计概念使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；而在高速飞行具备了平直机翼升力大的特点；而在高速飞行时

6、，它的两翼又尽量后掠，后掠角可达时，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，因此能够轻易突破度，变得像三角机翼一样，因此能够轻易突破“音障音障”。,从而有效地降低了迎风面积（既作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）用在飞机表面的气流的横截面积）,达到了节能达到了节能降耗降耗,以及提高飞行速度的目的，以及提高飞行速度的目的，.最终实现提最终实现提高其战斗力的根本目的。高其战斗力的根本目的。 技术矛盾有： 传统的固定翼不适合高速飞行，在突破音障的传统的固定翼不适合高速飞行，在突破音障的时候产生非常大的阻力，消耗的能量相应加大，时候产生非常大的阻力，消耗的

7、能量相应加大，而且容易产生飞机在空中解体；而且容易产生飞机在空中解体； 三角翼不适合低速飞行，而且起飞与降落以及三角翼不适合低速飞行，而且起飞与降落以及巡航时在相同推力条件下产生的升力小相应的巡航时在相同推力条件下产生的升力小相应的能量消耗又相应地加大了。能量消耗又相应地加大了。 总之，矛盾集中体现在速度与其在运动中能量总之，矛盾集中体现在速度与其在运动中能量消耗之间的矛盾上。消耗之间的矛盾上。技术矛盾描述： 改善的参数：改善的参数：9# 速度速度 恶化的参数：恶化的参数：19#运动物体的能量消耗运动物体的能量消耗 查阅技术矛盾解决矩阵，可以得到以下四条创查阅技术矛盾解决矩阵，可以得到以下四条

8、创新原理：新原理： 8# 重量补偿重量补偿 15# 动态特性动态特性 35# 物理或化学参数变化物理或化学参数变化 38# 加速氧化加速氧化 结果：结果： 15# 动态特性动态特性 35# 物理或化学参数变化物理或化学参数变化 综合考虑这两条创新原理。通过对机翼综合考虑这两条创新原理。通过对机翼的改造的改造,使其成为活动部件，并且在飞行的使其成为活动部件，并且在飞行的时候有效地控制机翼的形态，使之能够在时候有效地控制机翼的形态，使之能够在比较大的范围内改变比较大的范围内改变“后掠角后掠角”，获得从，获得从平直翼到三角翼的优点，来获得从低速到平直翼到三角翼的优点，来获得从低速到高速不同的飞行状态

9、，表现出很强的适应高速不同的飞行状态，表现出很强的适应性。性。 F111战斗机在低速度飞行（图战斗机在低速度飞行（图1）中，处在起）中，处在起飞阶段，机翼呈平直状，获得较大的升力，良飞阶段，机翼呈平直状，获得较大的升力，良好的低速特性，避免长距离滑行所浪费的能量，好的低速特性，避免长距离滑行所浪费的能量，从而有效地解决了飞机在低速度状态下速度与从而有效地解决了飞机在低速度状态下速度与能量之间的矛盾。能量之间的矛盾。 F111在云层之上高速飞行，两翼后掠减小阻力，在云层之上高速飞行，两翼后掠减小阻力，从而减小了能耗，延迟从而减小了能耗，延迟“激波激波”的产生，缓和的产生，缓和飞机接近音速时的不稳

10、定现象，使飞机能够达飞机接近音速时的不稳定现象，使飞机能够达到更高的速度。适应于不同速度下的巡航，既到更高的速度。适应于不同速度下的巡航，既在不同的速度之下采用不同的后掠角，以适应在不同的速度之下采用不同的后掠角，以适应当前的飞行速度。当前的飞行速度。 F111变后掠翼战斗变后掠翼战斗/轰炸机，这是世界是第一架应用变轰炸机，这是世界是第一架应用变后掠翼设计思想的飞机，开创了新一代超音速战斗机后掠翼设计思想的飞机，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的新纪元。从此以后，世界战机家族又多了“变后掠变后掠翼战斗机翼战斗机”这个新成员。以后设计出的一系列变后掠这个新成员。以后

11、设计出的一系列变后掠翼战斗机，如：英国、德国、意大利三国联合成立的翼战斗机，如：英国、德国、意大利三国联合成立的帕那维亚飞机公司的狂风超音速战斗机等（上图），帕那维亚飞机公司的狂风超音速战斗机等（上图），都采用了这种新的设计思想。都采用了这种新的设计思想。 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

12、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 。特殊消防服 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。特殊消防服 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。 特殊消防服 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。 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

13、增大了系统的体积特殊消防服 1) 提高测定精度，但增加了系统的质量提高测定精度，但增加了系统的质量 技术矛盾矩阵：技术矛盾矩阵：28/2 = 28 35 25 26 得到的创新原理是：得到的创新原理是： 28#创新原理：机械系统替代创新原理：机械系统替代 35#创新原理：物理或化学参数变化创新原理：物理或化学参数变化 25#创新原理：自服务创新原理：自服务 26#创新原理：复制创新原理：复制 特殊消防服 2) 提高测定精度，但增大了系统的体积。 技术矛盾矩阵：技术矛盾矩阵：28/7 = 32 13 6 得到的创新原理是：得到的创新原理是： 32#创新原理：改变颜色；拟态创新原理：改变颜色；拟态

14、 13#创新原理：反向作用创新原理：反向作用 6#创新原理：多用性创新原理：多用性 特殊消防服 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。 物理矛盾解决思路 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

15、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：