技术冲突及其解决原理

2015/3/51赵新军©allrightreserved2015.03四川第4部分技术冲突及其解决原理4.1技术冲突的概念4.2技术冲突的一般化4.3技术冲突的解决原理4.4利用冲突矩阵实现创新4.5工程创新实例分析赵新军©allrightreserved2015.03四川4.1技术冲突的概念技术冲突是指技术系统中某个参数或特性的改善会引起另一个参数或特性的恶化。指系统中有用作用的引入或有害效应的消除导致一个或几个子系统或系统性能变坏。技术冲突常表现为一个系统中两个子系统（或参数）之间的冲突。技术冲突出现的几种情况如下：赵新军©allrightreserved2015.03四川4.1技术冲突的概念1）一个子系统中引入一种有用功能，导致另一个子系统产生一种有害功能，或加强了已存在的一种有害功能。2）一有害功能导致另一个子系统有用功能变化。3）有用功能的加强或有害功能的减少使另一个子系统或系统变得太复杂。赵新军©allrightreserved2015.03四川4.2技术冲突的一般化通过对250万件专利的详细研究，TRIZ理论提出用39个通用工程参数来描述冲突。实际应用中，首先要把组成冲突的双方内部性能用这39个工程参数中的某2个来表示。目的是把实际工程设计中的冲突转化为一般的或标准的技术冲突。赵新军©allrightreserved2015.03四川(1).通用工程参数39个工程参数中常用到运动物体（Movingobjects）与静止物体（Stationaryobjects）两个术语，分别介绍如下：运动物体是指自身或借助于外力可在一定的空间内运动的物体。静止物体是指自身或借助于外力都不能使其在空间内运动的物体。赵新军©allrightreserved2015.03四川39个工程参数1.移动件重量14.强度27.可靠度2.固定件重量15.移动对象耐久性28.量测精确度3.移动件长度16.固定对象耐久性29.制造精确度4.固定件长度17.温度30.物体上有害因素5.移动件面积18.亮度31.有害侧效应6.固定件面积19.移动件消耗能量32.制造性7.移动件体积20.固定件消耗能量33.使用方便性8.固定件体积21.动力34.可修理性9.速度22.能源浪费35.适合性10.力量23.物质浪费36.装置复杂性11.张力,压力24.信息丧失37.控制复杂性12.形状25.时间浪费38.自动化程度13.物体稳定性26.物料数量39.生产性2015/3/52赵新军©allrightreserved2015.03四川(2)应用实例例：很多铸件或管状结构是通过法兰连接的，为了机器或设备维护，法兰连接处常常还要被拆开；有些连接处还要承受高温、高压，并要求密封良好。有的重要法兰需要很多个螺栓连接，如一些气轮透平机械的法兰需要100多个螺栓。但为了减轻质量，或减少安装时间、或维护时间、减少拆卸的时间，则螺栓数量越少越好。传统的设计方法是在螺栓数量与密封性之间取得折衷方案。赵新军©allrightreserved2015.03四川例:法兰的螺栓连接赵新军©allrightreserved2015.03四川(2)应用实例本例的技术冲突为：1）如果密封性良好，则操作时间变长且结构的质量增加。2）如果质量轻，则密封性变差。3）如果操作时间短，则密封性变差。赵新军©allrightreserved2015.03四川(2)应用实例按39个工程参数描述如下：希望改进的特性：1）静止物体的重量2）可操作性3）装置的复杂性三种特性改善将导致如下特性的降低：1）结构的稳定性2）可靠性赵新军©allrightreserved2015.03四川4.3技术冲突的解决原理（1）概述在技术创新的历史中，人类已完成了很多产品的设计，一些设计人员或发明家已经积累了很多发明创造的经验。进入21世纪，设计创新已逐渐成为企业市场竞争的焦点。为了指导技术创新，一些研究人员开始总结前人发明创造的经验。这种经验的总结可以分为两类：适应于本领域的经验与适应于不同领域的通用经验。赵新军©allrightreserved2015.03四川（1）概述第一类经验主要由本领域的专家、研究人员本身总结，或与这些人员讨论并整理总结。这些经验对指导本领域的产品创新有一定的参考意义，但对其他领域的创新意义不大。第二类经验由专门研究人员对不同领域的已有创新结果进行分析、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的参考价值。2015/3/53赵新军©allrightreserved2015.03四川（1）概述TRIZ的技术冲突解决原理属于第二类经验，这些原理是在分析全世界大量专利的基础上提出的。通过对专利的分析，TRIZ研究人员发现: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，不同领域的发明，这些规则被反复采用。每条规则并不限定于某一领域，它融合了物理的、化学的和各工程领域的原理，适用于不同领域的发明创造。赵新军©allrightreserved2015.03四川（2）发明原理在对全世界专利进行分析研究的基础上，Altshuller等提出了40条发明原理。实践证明这些原理对于指导设计人员的发明创新具有非常重要的作用。下面将对部分原理进行介绍，并包括工程实例的分析。赵新军©allrightreserved2015.03四川1.Segmentation分割2.Takingout提炼3.LocalQuality局部品质4.Asymmetry非对称性5.Merging组合6.Universality普遍性7.Nesteddoll重叠放置8.Anti-weight配重9.Preliminaryanti-action事先的平衡动作10.Preliminaryaction事先动作11.Beforehandcushioning进一步缓衡12.Equi-potentiality均衡潜能13.Theotherwayaround反置14.Spheroidality球体化15.Dynamics动态性16.Partialorexcessiveactions部份或过量动作17.Anotherdimension移至新的维度18.Mechanicalvibration机械振动19.Periodicaction周期性动作20.Continuityofusefulaction利用动作连续性21.Skipping急冲22.Blessingindisguise转变害处为利处23.Feedback反馈24.Intermediary调节器25.Self-service自我服务26.Copying复制27.Cheapshort-living以便宜物体取代28.Mechanicssubstitution置换机械系统29.Pneumaticsandhydraulics气压或液压构造30.Flexibleshellsandthinfilms可挠性薄板或薄膜31.Porousmaterials使用多孔性材料32.Colorchanges改变顏色33.Homogeneity均质性34.Discardingandrecovering去除且重新产生零件35.Parameterchanges转换物体之物理、化學状态36.Phasetransitions相变化37.Thermalexpansion热膨胀38.Strongoxidants使用強氧化剂39.Inertatmosphere钝气环境40.Compositematerial复合材料40发明原理赵新军©allrightreserved2015.03四川16原理1:分割原理1)将一个物体分成相互独立的部分2）使物体分成容易组装及拆卸的部分3）增加物体相互独立部分的程度可拆卸铲斗唇缘设计赵新军©allrightreserved2015.03四川设计师推新型鳞片概念汽车:铰链连接碳纤维部件赵新军©allrightreserved2015.03四川英研发变形金刚战机：可分解出三架飞机原理1：分割2015/3/54赵新军©allrightreserved2015.03四川原理4：不对称1）将物体形状由对称变为不对称2）如果物体是不对称的，增加其不对称的程度赵新军©allrightreserved2015.03四川原理5:组合（合并）Havetheobjectperformmultiplefunctions,therebyeliminatingtheneedforsomeotherobject(s)FishingrodandcameraIffishermancouldpiercethewaterdepthwithhiseyesandseewherethehopedfishishidingandwhereitisworthpegging!Thedreamcametrue.赵新军©allrightreserved2015.03四川渐变式灯光闹钟一个灯光闹钟，根据时间设定慢慢的变亮，让你舒舒服服的起来，而不是突然的被惊醒。“发光枕头”里面有一些发光二极管，在早晨只用光唤醒使用者。这种可编程的泡沫枕头就开始模拟自然光发光，接下来慢慢变亮。赵新军©allrightreserved2015.03四川复合式烤面包和煎蛋器创新实现了增值：3+4≠12？赵新军©allrightreserved2015.03四川车撑锁这把自行车锁选择了以车撑为载体，只需要踩下车撑，便完成了停车、锁车两个动作，相当快捷。原理5：组合/合并赵新军©allrightreserved2015.03四川汽车尿素—柴油机尾气处理液它是一种使用在SCR技术中，用来减少柴油车尾气中的氮氧化物污染的液体。其组成成分为32.5%的高纯尿素和67.5%的去离子水。2015/3/55赵新军©allrightreserved2015.03四川原理5:组合（1）把相同或相近似的物体组合在一起并行运行（2）把临近的或并行的作业安排在同时进行赵新军©allrightreserved2015.03四川原理14：曲面化1）将直线或平面部分用曲线或曲面代替，立方形用球形代替如为了增加建筑结构的强度，采用拱形和圆弧形结构。2）采用辊、球和螺旋如斜齿轮提供均匀的承载能力；千斤顶中螺旋机构可产生很大的升举力。3）用旋转运动代替直线运动，采用离心力如鼠标采用球形结构产生计算机屏幕内光标的运动。洗衣机采用旋转产生离心力的方法，去除湿衣服中的部分水分。赵新军©allrightreserved2015.03四川原理14：球体化新型鼠标赵新军©allrightreserved2015.03四川不易倒得手推车赵新军©allrightreserved2015.03四川环形打印机汉城大学的科学家们将喷墨管组合到一起，三星公司的专家们没有像以往一样把喷墨管按直线排列而是把它们按环形排列。这样打印机本身就是环形的，把纸卷起来再塞进去就可以打印了。因为这样的设计，这款打印机是以往机型的三分之一大小。这款打印机在国际设计竞赛IDEA中获得金奖。赵新军©allrightreserved2015.03四川原理15：动态化1）使一个物体或其环境在操作的每一个阶段自动调整，以达到优化的性能如可调整驱动轮；可调整座椅；可调整反光镜；飞机中的自动导航系统。2）把一个物体划分成具有相互关系的元件，元件之间可以改变相对位置如装卸货物的铲车，通过铰链连接两个半圆形铲斗，可以自由开闭，装卸货物时张开铲车，移动时铲斗闭合。3）如果一个物体是静止的，使之变为运动的或可改变的如检测发动机用柔性光学内孔件检测仪；医疗检查中挠性肠镜的使用。2015/3/56赵新军©allrightreserved2015.03四川例:可变式书架赵新军©allrightreserved2015.03四川原理15：动态化体积大小可变的旅行箱尺寸可以变长的鞋赵新军©allrightreserved2015.03四川Riflewhichcanshootturn