triz技术矛盾解决原理

triz技术矛盾解决原理矛盾普遍存在于各种产品或技术系统中。技术系统进化过程就就是不断解决系统所存在矛盾得过程。矛盾得类型:2矛盾得类型:技术矛盾表现为:①在一个子系统中引入一种有用功能后,会导致另一子系统产生一种有害功能,或加强了已存在得一种有害功能;②一种有害功能会导致另一子系统有用功能得削弱;③有用功能得加强或有害功能得削弱使另一子系统或系统变得复杂。3TRIZ法通过对百万件专利得详细研究,提出用39个通用工程参数来描述技术矛盾。在实际应用时,首先要把组成矛盾双方得性能用该39个通用工程参数来表示,这样就将实际工程技术中得矛盾转化为一般得标准得技术矛盾。TRIZ法研究人员在对全世界专利进行分析研究得基础上,提出了40条解决技术矛盾得发明创新原理。4TRIZ39个工程参数1、运动物体得重量2、静止物体得重量3、运动物体得长度4、静止物体得长度5、运动物体得面积6、静止物体得面积7、运动物体得体积8、静止物体得体积9、速度10、力11、应力或压力12、形状13、结构稳定性27、可靠性28、测试精度29、制造精度30、物体外部有害因素作用得敏感性31、物体产生得有害因素

32、可制造性33、可操作性34、可维修性35、适应性及多用性

36、装置得复杂性37、监控与测试得困难程度

38、自动化程度39、生产率14、强度15、运动物体作用时间16、静止物体作用时间

17、温度18、光照度19、运动物体得能耗20、静止物体得能耗21、功率22、能量损失23、物质损失24、信息损失25、时间损失26、物质或事物得数量5物体和几何参数负向参数正向参数(1)运动物体得重量就是指在重力场中运动物体多受到得重力。如运动物体作用于其支撑或悬挂装置上得力。(2)静止物体得重量就是指在重力场中静止物体所受到得重力。如静止物体作用于其支撑或悬挂装置上得力。(3)运动物体得长度就是指运动物体得任意线性尺寸,不一定就是最长得,都认为就是其长度。(4)静止物体得长度就是指静止物体得任意线性尺寸,不一定就是最长得,都认为就是其长度。(5)运动物体得面积就是指运动物体内部或外部所具有得表面或部分表面得面积。(6)静止物体得面积就是指静止物体内部或外部所具有得表面或部分表面得面积。(7)运动物体得体积就是指运动物体所占有得空间体积。(8)静止物体得体积就是指静止物体所占有得空间体积。(9)速度就是指物体得运动速度、过程或活动与时间之比。(10)力就是指两个系统之间得相互作用。对于牛顿力学,力等于质量与加速度之积。在TRIZ中,力就是试图改变物体状态得任何作用。(11)应力或压力就是指单位面积上得力。(12)形状就是指物体外部轮廓或系统得外貌。(13)结构得稳定性就是指系统得完整性及系统组成部分之间得关系。磨损、化学分解及拆卸都降低稳定性。(14)强度就是指物体抵抗外力作用使之变化得能力。(15)运动物体作用时间就是指物体完成规定动作得时间、服务期。两次误动作之间得时间也就是作用时间得一种度量。(16)静止物体作用时间就是指物体完成规定动作得时间、服务期。两次误动作之间得时间也就是作用时间得一种度量。(17)温度就是指物体或系统所处得热状态,包括其她热参数,如影响改变温度变化速度得热容量。(18)光照度就是指单位面积上得光通量,系统得光照特性,如亮度、光线质量。(19)运动物体得能量就是运动物体做功得一种度量。在经典力学中,能量等于力与距离得乘积。能量也包括电能、热能及核能等。(20)静止物体得能量就是指静止物体做功得一种度量。在经典力学中,能量等于力与距离得乘积。能量也包括电能、热能及核能等。(21)功率就是指单位时间内所做得功,即利用能量得速度。(22)能量损失就是指为了减少能量损失,需要不同得技术来改善能量得利用。(23)物质损失就是指部分或全部、永久或临时得材料、部件或子系统等物质得损失。(24)信息损失就是指部分或全部、永久或临时得数据损失。(25)时间损失就是指一项活动所延续得时间间隔。或者指改进时间得损失即减少一项活动所花费得时间。大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静(26)物质或事物得数量就是指材料、部件及子系统等得数量,她们可以被部分或全部、临时或永久地改变。(27)可靠性就是指系统在规定得方法及状态下完成规定功能得能力。(28)测试精度就是指系统特征得实测值与实际值之间得误差。减少误差将提高测试精度。(29)制造精度就是指系统或物体得实际性能与所需性能之间得误差。(30)物体外部有害因素作用得敏感性就是指物体对受外部或环境中得有害因素作用得敏感程度。(31)物体产生得有害因素就是指有害因素将降低物体或系统得效率,或完成功能得质量。这些有害因素就是由物体或系统操作得一部分而产生得。(32)可制造性就是指物体或系统制造过程中简单、方便得程度。(33)可操作性就是指要完成得操作应需要较少得操作者、较少得步骤以及使用尽可能简单得工具。一个操作得产出要尽可能多。(34)可维修性就是指对于系统可能出现失误所进行得维修要时间短、方便和简单。(35)适应性及多用性就是指物体或系统响应外部变化得能力,或应用于不同条件下得能力。(36)装置得复杂性就是指系统中元件数目及多样性,如果用户也就是系统中得元素将增加系统得复杂性。掌握系统得难易程度就是其复杂性得一种度量。(37)监控与测试得困难程度就是指如果一个系统复杂、成本高、需要较长得时间建造及使用,或部件与部件之间关系复杂,都使得系统得监控与测试困难。测试精度高,增加了测试得成本也就是测试困难得一种标志。(38)自动化程度就是指系统或物体在无人操作得情况下完成任务得能力。自动化程度得最低级别就是完全人工操作。最高级别就是机器能自动感知所需得操作、自动编程和对操作自动监控。中等级别得需要人工编程、人工观察正在进行得操作、改变正在进行得操作及重新编程。(39)生产率就是指单位时间内所完成得功能或操作数。上述39个通用工程参数可分为如下3类:物理及几何参数:(1)～(12),(17)～(18),(21)条。技术负向参数:(15)～(16),(19)～(20),(22)～(26),(30)～(31),(36)～(37)条。技术正向参数:(13)～(14),(27)～(29),(32)～(35),(38)～(39)条。负向参数(Negativeparameters)指这些参数变大时,使系统或子系统得性能变差。如子系统为完成特定得功能所消耗得能量(第19,20条)越大,则设计越不合理。正向参数(Positiveparameters)指这些参数变大时,使系统或子系统得性能变好。如子系统可制造性(第32条)指标越高,子系统制造成本就越低。1分割原理2抽取原理3局部质量原理4非对称原理5组合合并原理6多元性原理7嵌套原理8重量补偿原理9预先反作用原理10预先作用原理11预置防范原理12等势原理13反向作用原理14曲线曲面化原理28机械系统替代原理29压力原理30柔化原理31孔化原理32色彩原理33同化原理34自生自弃原理35性能转换原理36相变原理37热膨胀原理38逐级氧化原理39惰性环境原理40复合材料原理15动态原理16部分超越原理17多维运作原理18机械振动原理19周期性动作原理20有效动作持续原理21快速原理22变害为利原理23反馈原理24中介原理25自服务原理26复制原理27替代原理TRIZ40个发明创新原理TRIZ法解决问题流程:1、对待解决得实际问题作详尽得分析并提取存在得矛盾,2、将该矛盾转化为TRIZ法中得某种通用问题模型,3、利用TRIZ法工具得到TRIZ法提供得通用形式得解,4、把TRIZ解具体化为针对该实际问题得具体解。57矛盾矩阵就是用39个通用工程特征参数组成得39×39正方矩阵。该矩阵得行就是按39个通用工程特性参数依次排列,代表工程参数需要改善得一方;该矩阵得列也就是按39个通用工程特性参数依次排列,代表工程参数可能引起恶化得一方。矩阵元素用Mi-j表示,其下标i表示该元素得行数,下标j表示该元素得列数。由于矛盾不可能由自身造成,行与列号相同(i=j)得矩阵元素Mi-j为空集,用“＋”表示;若i≠j时,矩阵元素为空集,指这两个特征参数间不构成矛盾,或就是存在矛盾但尚未找到适合得解,用“－”号表示;若i≠j时,矩阵元素Mi-j为非空集,其数值为解决所在得行与列通用工程特征参数所产生得技术矛盾得相关发明创新原理得编号,可在技术矛盾矩阵表中找到。58矛盾矩阵得构造59矛盾矩阵表(部分)第一步,分析问题,找出可能存在得技术矛盾,最好能用动宾结构得词来表示矛盾。第二步,针对具体问题确认一到几对技术矛盾,并将矛盾得双方转换成技术领域得有关术语,进而根据有关术语在TRIZ提供得39个通用工程特性参数中选定相应得工程参数。第三步,按照相矛盾得通用工程参数编号i和j,在矛盾矩阵中找到相应得矩阵元素Mi-j,该矩阵元素值表示40条发明创新原理得序号,按照该序号找出相应得原理供下一步使用。第四步,根据已找到得发明创新原理,结合专业知识,寻找解决问题得方案。一般情况下,解决某技术矛盾得发明原理不止一条,应该对每一条相应得原理作解决技术矛盾方案得尝试。第五步,如果第四步得努力没有取得较好得效果,就要考虑初始构思得技术矛盾就是否真正表达了问题得本质,就是否真正反映了针对问题创新改进得方向。应重新设定技术矛盾,并重复上述工作。60矛盾矩阵得应用每一分钟都有几十块陨石撞击到地球上。由于对陨石成分和结构得分析能提供更多关于太阳系得信息,所以科学家需要获得更多得陨石。但区分陨石和普通岩石很困难,必须耗费大量得时间在地球表面将陨石挑拣出来,但往往仅能得到约百万分之一。这就产生了技术矛盾,即必须寻找大量陨石,但会大大增加寻找得时间。改善得通用工程参数就是37(监控制和测试得困难程度):为了得到陨石,必须对地面上所有得石块进行分析;恶化得通用工程参数就是将耗费大量时间即25(时间损失)。因此本例子得技术矛盾就是“监控制和测试得困难程度vs时间损失”61提出技术矛盾对:陨石撞地球在射击运动员得训练中需要有供练习得靶标,当运动员击中靶标后,靶标破裂成大量得碎片落到地面上,难以打扫。这个问题得技术矛盾初始可表述为:具有一定体积得飞行靶标对射击运动员得训练就是必要得,但靶标碎片又将地面弄脏乱。改善得通用工程参数就是:希望增大靶标体积(序号7运动物体得体积);恶化得通用工程参数就是:靶标碎片对地面产生作用(序号31物体产生得有害因素)得矛盾。因此本例子得技术矛盾就是:“运动物体得体积VS物体产生得有害因素”。62提出技术矛盾对:射击场打靶技术矛盾解决方法得步骤:步骤一分析问题,发现矛盾。步骤二根据TRIZ,表述矛盾。采取某项措施时,矛盾对中得一个参数变优,

另一个参数变劣。步骤三对照工具,得出解法。在矩阵表中寻找该矛盾对得解决办法。步骤四针对问题,构思设计。回到具体技术系统,解决具体问题。63技术矛盾解决方法实际应用举例分析:取杏仁时必须去壳,现用锤砸或用机械方式压碎。制造性能好但产品得形状不好。查39个通用工程参数,得出32(可制造性)和12(形状)之间有技术矛盾。TRIZ法求解:查39×39矛盾矩阵,得出可用得发明创新原理为1(分割与切割)、28(机械系统得替代)、13(反向)和27(用廉价而寿命短得替代昂贵而寿命长得物体)。分析改进得具体技术方案:分割意味要把壳完全分开,机械系统得替代意味要用另一种系统,反向意味应从里向外加力。在密闭容器内加入高压空气,突然降压,杏仁内得空气膨胀,立刻打开杏仁壳。为了得到高压,可用高压空气,也可加热容器使气压升高。类似得技术问题:开鸡蛋壳,开蚕豆壳,开核桃。64应用举例(一):开启果壳65应用举例(二):升降定位式燃气灶如图所示,家用燃气灶具和锅就是一个小型技术系统,在功能域层面:燃气燃烧产生热量,热量传导到锅和抵御外界干扰三项功能。在物理域层面,由被加热得锅,支锅得支架,燃烧火焰和燃烧器四部分组成。物理域得四大部分保证功能域得最优实现。在现有燃气灶中,燃气得燃烧一般比较充分,不必做大得调整。而应该在以下三个方面提出创新措施:1,由于锅底得形状和大小不同,锅底接触火焰得程度不同,影响加热效率。2,并且家用燃气灶就是一个开放得系统,外界环境气流会影响火焰得稳定性。3,外界环境气流会带走一部分燃烧热。66步骤一:分析问题,发现矛盾第一对矛盾: 现有结构锅底与燃烧器得距离随锅底得尺寸和形状不同而变,火焰不能以最优得方式把热量传给锅。查TRIZ,得到通用工程参数32(可制造性)和22(能量损失)之间构成矛盾对。第二对矛盾: 燃气灶得火焰长,外界气流影响火焰得稳定,造成系统对环境有害因素得高度敏感和火焰静尺寸变化得矛盾。就是通用工程参数30(物体外部有害因素作用得敏感性)和4(静止物体得长度)之间得矛盾。第三对矛盾:燃气灶就是开放得技术系统,环境里空气会与系统内热气进行交换带走热量。从而构成35(适应性及多样性)和22(能量损失)得矛盾。67步骤二:根据TRIZ法,表述矛盾第一对矛盾:查矛盾矩阵,得到解决矛盾得发明创新原理就是19(周期性作用原理)和35(参数变化)。两个发明创新原理结合一起思考,可以得到锅底与燃烧器之间应该解决尺寸周期性变化时保持稳定距离得问题。通用工程参数运动物体重量静止物体重量运动物体长度能量损失123221运动物体重量+15,8,29,34…2静止物体重量+…3运动物体长度8,15,29,34+…32可制造性………19,3568步骤三:对照工具,得出解法第二对矛盾: 查矛盾矩阵,对应解决矛盾得发明创新原理为1(分割与切割)和18(利用机械振动)。分割与切割得原理在这里理解为把火焰分为细小区域,利用机械振动在此不适合。通用工程参数运动物体重量静止物体重量运动物体长度静止物体长度12341运动物体重量+15,8,29,34…2静止物体重量+…3运动物体长度8,15,29,34+…30物体外部有害因素作用得敏感性………1,1869步骤三:对照工具,得出解法

第三对矛盾: 查矛盾矩阵,所示得解决矛盾得发明创新原理编号18、15、1,分别就是利用机械振动、动态化和分割与切割。利用机械振动在此不适合,分割与切割可以把燃气灶系统和外界环境分离开来,而且应该就是动态可变得。通用工程参数运动物体重量静止物体重量运动物体长度能量损失123221运动物体重量+15,8,29,34…2静止物体重量+…3运动物体长度8,15,29,34+…35适应性及多样性………1,15,1870步骤三:对照工具,得出解法解决第一对矛盾。采用发明创新原理19和35得组合,随锅底尺寸和形状得变动,锅底与火焰得距离基本不变。采用支架可移动或者火焰可移动得方法。本例得发明专利采用了燃烧器可随锅底升降得方法。解决第二对矛盾,应把火焰分割成细小区域,增加稳定性。用陶瓷红外燃料器代替普通燃烧器喷头,设置几十个小孔为燃烧孔,燃烧充分稳定。解决第三对矛盾,在支架上设置金属保温圈罩,随锅底变化可取用不同大小得保温圈罩。本例考虑操作方便,只采用了一件保温圈罩。71步骤四:针对问题,构思设计

通过以上分析可知,长期努力得到得家用燃气灶得改进与短期采用TRIZ法得到得结果一致。而且还可以看出,TRIZ还提供了不同得改进方案,可以采用支架随锅底上下升降得方案;也可以采用保温圈罩设计成动态变形得方式。提供了进一步改进得思路。72效果分析:升降式燃气灶具得设计符合公理设计得第一公理,即独立公理。功能要求和设计要素实现了一一对应。

A)保证燃烧稳定。应用蜂窝状红外燃烧器。该燃烧器由陶瓷块拼接而成,每块上有若干通孔,火焰分割成细小状态。

B)保证锅底到火焰器得距离。应用可升降式得燃烧器,用杠杆重锤组合动作,用定距U环控制。

C)减少环境干扰。应用一定型面得保温圈,分割燃烧系统和环境,达到提高锅底吸热量。本设计就是否达到公理设计得第二条公理,即最小信息公理,有待进一步探索,意味着还有进一步提高得可能性。本创新原理图只完成了普适性设计方法中得第二步即方案设计。尚有整体设计和详细设计没有进行,对下面得设计工作,采用普适性设计方法会收到较好得效果。73评价:纤维织成得防弹衣用于保护执法人员和军事人员免于遭受手枪子弹得袭击。纤维织成得防弹衣由于有多层纤维结构层,具有层叠式结构。纤维在结构层内相互以适当得角度定向排列。为了使纤维织成得防弹衣具有足够得防护能力,这种防弹衣必须具有足够得厚度,增加防弹衣得厚度会使其重量增加,灵活性降低。此外,使用这种厚厚得防弹衣得人员也不能充分通风。换句话说,较厚得防弹衣穿着时不太方便。由此定义技术矛盾:增加运动物体得长度(防弹衣得厚度)会降低操作流程得方便性(防弹衣得舒适性)。通过查询39X39矛盾矩阵,得知可能得解集就是M3-33=[15,29,35,4]四个发明创新原理。应用第4号增加不对称性原理,将物体得对称形式变为不对称形式。使防弹衣得纤维呈不对称定向排列。每层纤维以相对于前一层作20°～70°范围得不同角度旋转,将纤维织各层间制造成定向转动得排列形式。沿子弹飞行方向排列得大部分纤维可以确保防弹衣在受子弹冲击得方向具有更高得强度。防弹衣得厚度和重量减小了。通过减小防弹衣得厚度提高了其舒适性,同时不会降低防弹衣得保护效果。74应用举例(三):防弹衣图a所示为某一钣金件零件图,在折弯前其展开图如图b所示。折弯加工时,由于拐角处会产生局部得塑性变形,其尺寸(H-P)很难保证。应用TRIZ法,分析找出该技术矛盾得一对工程参数,由矛盾矩阵找出解决问题得相应发明创新原理,再求具体解。75应用举例(四):钣金件零件1、首先考虑到该钣金件得形状就是其重要得工程特征,对照39个通用工程参数,其序号为12。又在折弯加工过程中,由于变形尺寸不易保证,其通用工程参数为32号,即可制造性。2、第12和第32通用工程参数构成本问题得一对技术矛盾,在矛盾矩阵中找到第12行第32列矩阵元素,得M13-32=[1,17,32,28],其相应得发明创新原理分别为1号分割与切割、17号维数变化、32号颜色变化、28号机械系统替代。3、分析该工程实际问题,第32号和第28号发明创新原理与本问题无关,拟采用1号和17号发明创新原理来解决本问题。4、如图

c所示,通过局部切除部分材料得方法,对钣金件展开图拐角处切割一个斜槽,避免折弯过程中拐角处材料塑性变形所导致得尺寸精度得变化,以此解决了本问题得技术矛盾。76问题分析1、分析问题家用电加热热水器中常用管子与管接头联接,两者头部分别加工成螺纹,用生料作为螺纹联接得填充材料进行密封。热水器经常用与不用,生料温度随水温经常变化,导致生料老化失效。为了改善性能,可采用增加生料用量和加大管子与管接头得旋入程度,或者提高螺纹尺寸得精度来解决。但会造成其她常见得失效形式,如管接头开裂等。2、TRIZ法解决问题提取通用工程参数,组建矛盾对,搜索解决矛盾得发明创新原理。参照TRIZ提出得39个通用工程参数,可靠性(编号为27),装置得复杂(编号为36),两者之间构成矛盾,即采取现有措施,可靠性即密封性能提高得同时带来了系统复杂程度得提高。对照TRIZ给出得矛盾矩阵表,在27行36列得格子中,找到解决矛盾得发明创新原理M27-36=[13,35,1],即13(反向),35(参数变化)和1(分割与切割)。77应用举例(五):热水器管联结3、发明创新原理得筛选和具体化原理13和原理1都很难使用到本问题中去、拟采用原理35,改变参数就是指几何、化学和物理参数得变化。工程技术人员搜索自身头脑中得已有知识,认为几何参数得变化就是指采用不同得螺纹,甚至于在管子与管接头端部取消螺纹;化学和物理学上得参数变化可采用其她材料和塑料管件。4、效果本方法已由美国Shmith公司在其生产得电加热热水器中采用,在中国维修时可见到、本方法还有个附加优点,即省去了传统方法必需有得活接头,进一步降低了成本。78应用举例(五):热水器管联结如图所示:用金属制成电加热套,通电加热到某温度,传感器工作切断电流。人工把塑料管子和弯头插入加热套两端1～2s,管件受热面塑料熔化成厚糊状,拔出管件,立即把管子与弯头相互插入对接成整体。79解决方案分析问题:下大雪后,要及时清除飞机跑道上得积雪。传统上消除道路上得积雪可采用加助融剂得方法,但此法不适于飞机跑道,因为雪融化后得水分会对飞机在跑道上得行驶安全构成威胁。可以如下图所示,用装在汽车上得强力鼓风机产生得空气流来驱赶积雪。但积雪量大得时候效果并不明显,必须加大气流得流量和压力,需要大得动力。现如何解决此技术难题。80应用举例(六):清除飞机跑道上得积雪TRIZ法提供了40条发明创新原理。可以不强求构造矛盾对,而直接从40条发明创新原理中寻找答案。联想比较目前经常见到得铲除物件得办法,如用冲击钻开挖马路路面,用嘴突然吹气去除理发后留在颈项上得头发,用手拍打地毯去除地毯中得灰尘,可采用40条发明创新原理中得第19条“周期性作用原理”来实现创新设计。只要在鼓风机上加装脉冲装置,使空气按脉冲方式喷出,就能有效地把积雪吹离跑道。还可以优化选用最佳得脉冲频率、空气压力和流量。工程实际证明,脉冲气流除雪效率就是连续气流除雪得两倍。81解决方案右图就是一种开口扳手得示意图。图中扳手在外力得作用下拧紧或松开一个六角螺母或螺钉。由于螺母或螺钉得受力集中到两条棱边,容易产生变形,而使螺母或螺钉拧紧或松开困难。为了解决这一问题,就必须减少扳手开口与螺母侧面之间得间隙,甚至达到零间隙。这就要求提高螺母和扳手开口得尺寸精度,给螺母和扳手得制造带来困难。82应用举例(七):TRIZ开口扳手改进设计首先从39个通用工程参数中选择并确定技术矛盾得一对特性参数:质量提高得参数:物体产生得有害因素(No、31)变小,即不会压坏棱边。带来负面影响得参数:可制造性(No、32)变差,即要求扳手与螺母侧边无间隙。由矛盾矩阵确定可用发明创新原理M31-32=[4,17,34,26],即:No、4不对称No、17维数变化No、34抛弃和修复No、26复制对No、17及No、4两条发明创新原理得分析表明,扳手工作面得一些点要与螺母/螺钉得侧面接触,而不就是与其棱边接触,就可解决该矛盾。83解决方案图为美国专利USPatent5,406,868,该设计于1995年在美国获得了专利。图片虽不清晰,但完全可以明白其原理。84实际应用应用背景:文具店出售信封得样式如下图,不同大小和格式得信件或文档有与之相匹配得信封。大页面得文件可用比其稍大些得信封封装以便拆开。人们往往认为撕开胶粘得信封就是很快捷方便得,但就是,这种方法通常会把信封内得文件撕坏或使信封开口变粗糙。如果借助某种辅助工具在剪开前抖动信封,就可既不损坏文件又获得好看得开口。但就是,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得信封很有必要。85应用举例(八):信封开封设计1、问题描述:怎样用最少得时间安全快捷地取出信封内得文件或资料。2、解决思路和关键步骤:节约拆信时间与降低拆信得可靠性之间得矛盾,该矛盾就是时间节约导致拆信可靠性下降,查矛盾矩阵表得M25-27=[10,30,4],即以下发明创新原理:10:预加作用;30:采用柔性壳体或薄膜;4:不对称性;3、在上述三个原理中,重点考虑前两个原理。A、发明创新原理10建议:1、预置必要得动作、功能;2、预先在方便得位置安置相关设备,使其在需要得时候及时发挥作用而不浪费时间;B、发明创新原理30建议:1、使用柔性壳体或薄膜替代传统得三维结构;2、使用柔性壳体或薄膜,将物体与环境隔离;86问题分析根据发明创新原理10和发明创新原理30建议得信封设计就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,如图所示。87实际设计方案应用背景:早期得飞机机翼都就是平直得。最初就是矩形机翼,很容易制作。但由于其翼端宽,会给飞机带来阻力,严重地影响了飞机得飞行速度。之后开发出梯形翼,大大增加了飞机速度。然后,西方发达国家得喷气式飞机先后上天。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”,使机翼表面得空气压力发生变化。但就是同时飞机阻力骤然剧增,比低速飞行时大十几倍甚至几十倍,这就就是所谓得“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,把机翼做成向后掠得形式,像燕子得翅膀一样,可以延迟“激波”得产生,缓和飞机接近音速时得不稳定现象。但就是,向后掠得机翼比不向后掠得平直机翼,在同样得条件下产生得升力小,这对飞机得起飞、着陆和巡航都带来了不利得影响,浪费了很多燃料。能否设计一种适应各种飞行速度,具有快慢兼顾特点得机翼呢？这成为当时航空界面临得最大课题。88应用举例(九):飞机机翼得变更如何使用技术矛盾来分析该问题:速度提高和运动物体能耗增加之间得矛盾M9-19=[8,15,35,38]。综合考虑后,选择以下两条发明创新原理:原理15:动态化原理35:参数变化改变飞机得飞行形态,既在不同得飞行状态下得到不同得气动外形,可以在很大程度上节约不必要得能耗。根据原理35物体得参数变化结合原理15动态性给出得启示,将飞机得机翼做成活动部件。起飞和降落过程中使用平直翼,在低速飞行中可得到较大得升力,从而缩短跑道得长度,借此节约了能量;而高速飞行过程使用三角翼可以轻易地突破音障,减轻机翼得受力,提高飞机在高速飞行强度,也降低了能量得消耗。89问题分析:实际应用中,设计者设计成功了这种在当时就是新型得F111变后掠翼战斗轰炸机,这就是世界就是第一架应用变后掠翼设计思想得飞机,而世界战机家族又多了“变后掠翼战斗机”这个新成员。F111战斗机处在起飞阶段,机翼呈平直状,获得较大得升力,良好得低速特性,从而有效地解决了飞机在低速度状态下速度与能量之间得矛盾。90变后掠翼战斗轰炸机应用背景:许多设备在太空失重状态下无法正常工作或根本无法工作。例如:我们在地面上使用锤子时,其重量会抵消打击后可能得反弹;而在太空中,由于没有重力,发生碰撞后,锤子会以非常危险得速度反弹向使用者得头部。现设计能够在太空中使用得锤子。首先,定义技术矛盾。这里要改善得参数就是锤子产生得冲击力(力),而恶化得参数就是很可能伤人得锤子得反弹作用(物体产生得有害因素)。转化为由39个通用工程参数描述得标准技术矛盾,即为力与物体产生得有害因素之间得矛盾。91应用举例(十):失重状态下得锤子查矛盾矩阵后得到M10-31=［13,3,36,24］,即:13:反向作用原理a、用相反得动作代替问题定义中所规定得动作;b、使物体或外部介质得活动部分成为不动得,而使不动得成为可动得、c、将物体上下或内外颠倒、3:局部质量原理a、从物体或外部介质(外部作用)得一致结构过渡到不一致结构。b、物体得不同部分应当具有不同得功能c、物体得每一部分均应具备最适于她工作得条件。36:应用相变过程原理利用物质相变时产生得某种效应。如体积改变,吸热或放热。24:借助中介质原理a、使用中介物质实现所需动作;b、把一物体与另一容易去除得物体暂时结合。92问题分析分析以上发明创新原理24、3、36、13,可以改变锤子得局部结构,在锤子得局部引入一种和锤子(固态)相比具有不同物态得中介物,利用该中介物在锤子冲击时产生得反向作用抵消锤子得反弹。综合应用各个发明创新原理得启示,设计一种中空得锤子,将一种高密度得流散状中介物置于锤子得空腔内,该中介物在锤子下落时位于锤子空腔得顶部;冲击得瞬间,中介物下落产生得惯性力将抵消锤子得反弹力。用水银注于空腔中可能就是不错得解决方案,考虑到水银具有毒性,不适合民用,用细铁砂作为中介物就就是工程中得实用方案。93解决方案应用背景:过去,消防员用她们得大胡子过滤浓烟,用她们裸露得双手和耳朵感觉温度。今天,消防员有了特殊得,可以保护她们可以在火灾区工作更长时间得专用消防装置;但就是另一方面,这又阻碍了消防员及时察觉火焰所产生得强烈而危险得热。专用消防装备,如消防夹克,虽然可以防火隔热,但就是如果火区温度过高,超过消防夹克所能承受得极限,消防员得身体会被高温灼伤。此外,消防员得身体还有可能被高温得水蒸气灼伤,有可能被浓烟熏倒甚至丧失生命。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,现在市场上买得到得温度探测器太沉,体积大,不够灵敏或探测得温度不够准确,而且,一个探测器只能探测某一部位得温度,不能全面而准确得报告内衣上得温度。同样,湿度探测器可以探测湿度,当空气水蒸气过多,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得问题。94应用举例(十一):消防服得改进应用TRIZ法原理,根据TRIZ法得39个通用工程参数分析,得到两组技术矛盾:提高测定精度,但增加了系统得质量;提高测定精度,但增大了系统得体积。分别对这两组技术矛盾运用技术矛盾解决矩阵,得到发明创新原理提示以开拓思路。(1)提高测定精度,但增加了系统得质量。矛盾矩阵:M28,2=[28,35,25,26],即以下发明创新原理:原理28:机械系统替代原理;原理35:参数变化原理;原理25:自服务原理;原理26:复制原理。(2)提高测定精度,但增大了系统得体积。矛盾矩阵:M28,7=[32,13,6],即以下发明创新原理:原理32:颜色变化原理;原理13:反向功能原理;原理6:通用原理;95技术矛盾解决思路应用发明创新原理28:在消防夹克上安装能发送信息给中央处理器得无线传感器。这样,只需一个电池和报警器即能满足要求。应用发明创新原理6:温度探测,湿度探测和当危险发生时(如被浓烟熏倒)报警得功能分别由不同得探测器完成,把不同功能得探测器合并成一台综合探测器。通过金属线把各探测器内部得传感器相互连接起来,这些传感器通过金属线连接到中央处理单元。结论:应用以上两个发明创新原理和分离原则,最终得到解决方案并已形成产品,这就就是聪明夹克。她功能齐全,并且重量轻、易于携带、探测准确,有效保护了消防员得人身安全,且不妨碍消防员得活动。96技术矛盾解决思路应用背景:徐州有位发明家通过观察发现,现有得自行车、残疾人用车得轮胎都必须时常充气;而一旦轮胎被意外戳破或刮破,就必须立即修补和充气,给日常生活带了不便和烦恼。那用实心轮胎能解决这个问题吗？得确可以。但实心轮胎如同飞机起落架轮胎一样,不仅造价贵,还十分笨重。于就是,该发明家想:能否发明一种既不需要充气,又能在一定承重条件下保持较大弹性得轮胎呢？用TRIZ法来尝试一下。对照39个通用工程参数,采用实心轮胎时参数27可靠性得到改善,而由于采取实心轮胎导致参数1运动物体得重量得恶化。特性参数27和特性参数1之间构成矛盾对。通过查询附录A技术矛盾矩阵表得M27-1=[3,8,10,40],对应得发明创新原理为:原理3:局部质量原理;原理8:质量补偿原理;原理10:预加作用原理;原理40:应用复合材料原理。97应用举例(十二):免充气空心轮胎对照这四条发明创新原理,可以构思出免充气轮胎得方案。首先取消内胎,只用外胎。在具体设计制造时,先用钢丝包裹橡胶做成一个环形得框架,从框架得径向截面看,就是一个网络状结构。在该环形框架表面再敷一层较厚得橡胶外胎层,就成为一只免充气轮胎。采用钢丝包裹橡胶符合原理40(应用复合材料)。在网状结构中,质量即钢丝和橡胶只分布在网状得网线上,网线间得孔就是空白得,符合原理3(局部质量)。同时网状结构得网线得布置以考虑能使轮胎承受压力为主,符合原理8(质量补偿)和10(预加作用)。98问题分析图中三种轮胎,分别为充气轮胎、实心轮胎和免充气轮胎。实验数据表明,免充气自行车轮胎得寿命可超过充气轮胎。在免充气得自行车轮胎上扎若干小孔,根本不影响其正常工作。目前产品已经行销海内外。A充气轮胎B实心轮胎C免充气轮胎99实际产品应用背景:经常出差、旅行得人们,希望能自带一双合脚得拖鞋,但由于拖鞋形状得问题,放置于旅行箱很占地方。利用TRIZ法,来考虑一种简单得解决方法。需要改善得通用工程参数就是8静止物体得体积,即拖鞋得体积要小。会损害得通用工程参数为12物体得形状。查附录A技术矛盾解决矩阵表得到解决方法M8-12=[7,2,35],即发明创新原理:原理7:嵌套原理;原理2:分离与分开原理;原理35:参数变化原理。尝试原理7。根据该原理,考虑让拖鞋突出部分嵌套进拖鞋主体部分即鞋底。100应用举例(十三):折叠嵌套拖鞋与折叠方桌图为日本某设计师设计得便携拖鞋。在组装之前,拖鞋与普通鞋垫没什么区别,可以很方便得塞进旅行箱,带上五六双也没有问题。在使用时,只要将两头微微翘起得环状边缘向内拉起并扣在一起,一双漂亮得拖鞋就瞬间现身了。解决方案同样,可以设计出方便携带与存放得折叠嵌套桌,如图。102折叠嵌套方桌应用背景:瑞士军刀利用得就是合并、折叠嵌套得多用途设计理念,对应40条发明创新原理得第5条“合并原理”和第7条“嵌套原理”。