机械创新TRIZ理论

1、五、物理冲突五、物理冲突n物理冲突的核心是指对一个物体或系统中的一个子系统物理冲突的核心是指对一个物体或系统中的一个子系统有相反的、矛盾的需求。有相反的、矛盾的需求。n如：安全气囊、飞机发动机罩。如：安全气囊、飞机发动机罩。n又如：飞机的机翼应有大的面积以便起飞与降落，但又又如：飞机的机翼应有大的面积以便起飞与降落，但又应较小以便高速飞行。应较小以便高速飞行。n侦察机应飞行得很快，以便尽快离开被侦察的地区，但侦察机应飞行得很快，以便尽快离开被侦察的地区，但在被侦察的地区上空又应飞行得很慢，以便多收集数据。在被侦察的地区上空又应飞行得很慢，以便多收集数据。n生活中也有很多物理冲突的例子生活中也有

2、很多物理冲突的例子。n软件应容易使用，但又应有多项选择以处理复杂的事软件应容易使用，但又应有多项选择以处理复杂的事物。物。n相对于技术冲突，物理冲突是尖锐的冲突。但设计中相对于技术冲突，物理冲突是尖锐的冲突。但设计中如果能确定物理冲突，则较容易解决。如果能确定物理冲突，则较容易解决。n物理冲突可通过对问题的详细分析及深刻理解确定，物理冲突可通过对问题的详细分析及深刻理解确定，也可通过对已有技术冲突的进一步分析确定。也可通过对已有技术冲突的进一步分析确定。六、技术冲突与物理冲突六、技术冲突与物理冲突n技术冲突技术冲突总是涉及到两个基本参数总是涉及到两个基本参数A与与B，当，当A得到改善时，得到改

3、善时，B变得更差。变得更差。n物理冲突物理冲突仅涉及系统中的一个子系统或部件，仅涉及系统中的一个子系统或部件，而对该子系统或部件提出了相反的要求。而对该子系统或部件提出了相反的要求。n往往技术冲突的存在隐含物理冲突的存在。往往技术冲突的存在隐含物理冲突的存在。n有时物理冲突的解比技术冲突更容易。有时物理冲突的解比技术冲突更容易。n从技术冲突出发确定物理冲突的核心是确定从技术冲突出发确定物理冲突的核心是确定另一参数或物体，该参数或物体控制着技术另一参数或物体，该参数或物体控制着技术冲突的两个参数冲突的两个参数A与与B。n 例：例：n波音公司改进波音公司改进737设计过程中，出现的一个技设计过程中

4、，出现的一个技术冲突为：既希望发动机吸入更多的空气，术冲突为：既希望发动机吸入更多的空气，又不希望发动机罩与地面的距离减小。又不希望发动机罩与地面的距离减小。n将该技术冲突转变为物理冲突：将该技术冲突转变为物理冲突：n发动机罩的直径应该加大，以吸入更多的空发动机罩的直径应该加大，以吸入更多的空气；但机罩直径又不能加大，以不使路面与气；但机罩直径又不能加大，以不使路面与机罩之间的距离减小。机罩之间的距离减小。n冲突广泛存在于产品设计之中，彻底地解决冲突广泛存在于产品设计之中，彻底地解决冲突是创新设计的核心。冲突是创新设计的核心。n冲突的分类：技术冲突与物理冲突冲突的分类：技术冲突与物理冲突n用物

5、质用物质-场分析方法确定冲突场分析方法确定冲突n设计人员如能发现待设计产品或已有产品中设计人员如能发现待设计产品或已有产品中的冲突，就完成了产品创新设计的关键步骤。的冲突，就完成了产品创新设计的关键步骤。4-6 技术冲突解决原理技术冲突解决原理n创新设计的核心是原理创新，原理创新的关创新设计的核心是原理创新，原理创新的关键是发现已有设计中存在的冲突，并解决冲键是发现已有设计中存在的冲突，并解决冲突。突。n冲突往往是从功能的角度提出的，解决冲突冲突往往是从功能的角度提出的，解决冲突首先要提出新的效应及作用原理。首先要提出新的效应及作用原理。nTRIZ的重点是如何确定冲突，特别是提出解的重点是如何

6、确定冲突，特别是提出解决冲突的效应。决冲突的效应。为指导技术创新，研究人员总结前人发明创造的经验。为指导技术创新，研究人员总结前人发明创造的经验。这种经验分为两类：适用于本领域的经验这种经验分为两类：适用于本领域的经验 适用于不同领域的通用经验。适用于不同领域的通用经验。n第一类经验主要由本领域的专家、研究人员自身总结。第一类经验主要由本领域的专家、研究人员自身总结。这些经验对指导本领域的产品创新有一定的参考意义，这些经验对指导本领域的产品创新有一定的参考意义，但对其它领域的创新指导意义不大。但对其它领域的创新指导意义不大。n第二类经验由专门研究人员对不同领域的已有创新成果第二类经验由专门研究

7、人员对不同领域的已有创新成果进行分析、总结，得到具有普遍意义的规律，这些规律进行分析、总结，得到具有普遍意义的规律，这些规律对指导不同领域的产品创新都有重要参考价值。对指导不同领域的产品创新都有重要参考价值。n TRIZ的技术冲突解决原理属于第二类经验，是在分析的技术冲突解决原理属于第二类经验，是在分析全世界大量专利的基础上提出的。全世界大量专利的基础上提出的。nTRIZ研究人员发现：研究人员发现：n在以往不同领域的发明中所用到的规则并不多，不同时在以往不同领域的发明中所用到的规则并不多，不同时代的发明，不同的领域的发明，这些规则反复被采用。代的发明，不同的领域的发明，这些规则反复被采用。n每

8、条规则并不限定于仅用于某一领域，融合了物理的、每条规则并不限定于仅用于某一领域，融合了物理的、化学的和各工程领域的原理，适用于不同领域的发明创化学的和各工程领域的原理，适用于不同领域的发明创造。造。 40条发明原理是条发明原理是TRIZ理论中关于问题（技术理论中关于问题（技术冲突）的解决原理，又称发明原理。冲突）的解决原理，又称发明原理。 实践证明这些原理对于指导设计人员的发明实践证明这些原理对于指导设计人员的发明创造具有重要的作用。创造具有重要的作用。一、发明原理一、发明原理1分割分割（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。n如用一辆卡车加拖车代替一辆载重量大的卡

9、车。如用一辆卡车加拖车代替一辆载重量大的卡车。（2）使物体分成容易组装及拆卸的部分。）使物体分成容易组装及拆卸的部分。n 如组合夹具由多个零件拼装而成。如组合夹具由多个零件拼装而成。（3）增加物体相互独立部分的程度。）增加物体相互独立部分的程度。n如用百叶窗代替整体窗帘。如用百叶窗代替整体窗帘。例例1 可拆卸铲斗唇缘设计可拆卸铲斗唇缘设计分离（分开）分离（分开）抽出抽出（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。 n将产生噪声的空调空气压缩机放于室外。n（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。nVCD机：计算机中光驱和解码部分

10、分离出来组合而成。 例例2 被绑缚的人造卫星被绑缚的人造卫星可以使用同一个太空船操作几个位置的太空探测器吗？可以使用同一个太空船操作几个位置的太空探测器吗？3局部质量局部质量部分改变部分改变（1）将物体或环境的均匀结构变成不均匀结构。）将物体或环境的均匀结构变成不均匀结构。 n如用变化中的压力或温度代替不变的压力、温度。如用变化中的压力或温度代替不变的压力、温度。（2）使组成物体的不同部分完成不同的功能。）使组成物体的不同部分完成不同的功能。 n如午餐盒、太空船。如午餐盒、太空船。 （3）使组成物体的每一部分都最大限度地发挥作用。）使组成物体的每一部分都最大限度地发挥作用。 n如带有起钉器的榔

11、头如带有起钉器的榔头 。n该原理在机械产品进化的过程中表现得非常明显。该原理在机械产品进化的过程中表现得非常明显。n如机器由零部件组成，每个零部件在机器中都应占据一个如机器由零部件组成，每个零部件在机器中都应占据一个最能发挥作用的位置。若某零件未能最大限度地发挥作用，最能发挥作用的位置。若某零件未能最大限度地发挥作用，则应改进设计。则应改进设计。 例例3-1 自攻螺钉结构自攻螺钉结构例例3-2 螺钉头功能面变型螺钉头功能面变型例例3-3 Sony公司的公司的Walkman族族 n主要的生产技术和产品元件不变，只改变局部的主要的生产技术和产品元件不变，只改变局部的技术和元件，使一些辅助功能和性能

12、发生变化。技术和元件，使一些辅助功能和性能发生变化。n这些局部变化依顾客的不同需求而改变。这些局部变化依顾客的不同需求而改变。n不变部分构成的产品平台与不同的其它元器件组不变部分构成的产品平台与不同的其它元器件组合，衍生出满足不同需求的合，衍生出满足不同需求的Walkman产品族。产品族。n仅在美国，从仅在美国，从20世纪世纪80年代到年代到90年代初，年代初，Sony就就推出了推出了572种种Walkman产品，形成一个庞大的产品，形成一个庞大的Walkman产品族。产品族。 4不对称不对称对称性对称性（1）将物体的形状由对称变为不对称。）将物体的形状由对称变为不对称。n如不对称搅拌容器，或

13、对称搅拌容器中的不对称叶片。如不对称搅拌容器，或对称搅拌容器中的不对称叶片。（2）如果物体是不对称的，增加其不对称的程度。）如果物体是不对称的，增加其不对称的程度。n如轮胎的一侧强度大于另一侧，以增加其抗冲击的能力。如轮胎的一侧强度大于另一侧，以增加其抗冲击的能力。n机械设计中经常采用对称性原理，传统的很多零部件都机械设计中经常采用对称性原理，传统的很多零部件都是对称的。事实上，设计中的很多冲突都与对称有关。是对称的。事实上，设计中的很多冲突都与对称有关。 合并合并组合组合（1）在空间上将相似的物体连接在一起，使其）在空间上将相似的物体连接在一起，使其完成并行的操作。完成并行的操作。n如网络中

14、的个人计算机；如网络中的个人计算机；n并行计算机中的多个微处理器。并行计算机中的多个微处理器。（2）在时间上合并相似或相连的操作。）在时间上合并相似或相连的操作。n如同时分析多个血液参数的医疗诊断仪。如同时分析多个血液参数的医疗诊断仪。 例例5-1 螺钉集成结构螺钉集成结构例例5-2 支架组合结构支架组合结构例例5-3 指甲刀整体结构设计指甲刀整体结构设计（功能集中的组合设计方法）（功能集中的组合设计方法）6多用性多用性多面性、多功能多面性、多功能n使一个物体能完成多项功能，可以减少原设使一个物体能完成多项功能，可以减少原设计中完成这些功能多个物体的数量。计中完成这些功能多个物体的数量。n飞跃

15、缝纫机具备缝纫、锁眼、钉扣、缝拉链、飞跃缝纫机具备缝纫、锁眼、钉扣、缝拉链、撬边、包缝、贴布绣等功能。撬边、包缝、贴布绣等功能。 （36种缝纫花样，种缝纫花样，800针针/分的缝纫速度）分的缝纫速度）7套装套装嵌套构成嵌套构成（1）将一个物体放在第二个物体中，将第二个）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，可进行下去。物体放在第三个物体中，可进行下去。 n如套装式油罐，内罐装粘度较高的油，外罐如套装式油罐，内罐装粘度较高的油，外罐装粘度较低的油。装粘度较低的油。 （2）使一个物体穿过另一物体的空腔。）使一个物体穿过另一物体的空腔。n如收音机伸缩式天线。如收音机伸缩式天线。8

16、质量补偿质量补偿（1）用另一个能产生提升力的物体补偿第一个物体）用另一个能产生提升力的物体补偿第一个物体的质量。的质量。 n如在圆木中注入发泡剂，使其更好地漂浮。如在圆木中注入发泡剂，使其更好地漂浮。（2）通过与环境相互作用产生空气动力或液体动力）通过与环境相互作用产生空气动力或液体动力的方法补偿第一个物体的质量。的方法补偿第一个物体的质量。n如船在航行过程中利用浮力使船身浮出水面，以如船在航行过程中利用浮力使船身浮出水面，以减少阻力。减少阻力。9预加反作用预加反作用事先对策预防事先对策预防（1）预先施加反作用。）预先施加反作用。n如缓冲器吸收能量，减少冲击带来的负面影响。如缓冲器吸收能量，减

17、少冲击带来的负面影响。（2）如果一物体处于或将处于受拉伸状态，预先增）如果一物体处于或将处于受拉伸状态，预先增加压力。加压力。n如浇混凝土之前的预压缩钢筋。如浇混凝土之前的预压缩钢筋。10预操作预操作事先对策预防事先对策预防（1）在操作开始前，使物体局部或全部产生所）在操作开始前，使物体局部或全部产生所需的变化。需的变化。 n如预先涂上胶的壁纸 。（2）预先对物体进行特殊安排，使其在时间上）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有准备，或已处于易操作的位置。n如灌装生产线中使所有瓶口朝一个方向，以增加灌装效率。 11预补偿预补偿事先对策预防事先对策预防n采用预先准备好

18、的应急措施，补偿物采用预先准备好的应急措施，补偿物体相对较低的可靠性。体相对较低的可靠性。n如飞机上的降落伞。如飞机上的降落伞。 例例11 汽车安全气囊（汽车安全气囊（Airbag） 12等势性等势性等位性等位性n改变工作条件，使物体不需要被升高或改变工作条件，使物体不需要被升高或降低。降低。n如与冲床工作台高度相同的工件输送带，将冲好的零件输送到另一工位。 例例12 汽车旋转装置汽车旋转装置 13反向反向逆问题逆问题（1）将所规定的操作改为相反的操作）将所规定的操作改为相反的操作。n压缩式空调器压缩式空调器：美国矿山技术员多西从空气变为压缩气过程中的发热现象，推想压缩空气变为常压气体应该吸热，能起制冷作用，发明了压缩式空调器。 （2）使物体中的运动部分静止，