技术创新与TRIZ理论教材(PPT 50页).ppt

动态性进化法则,技术系统应该沿着结构柔性、可移动性、可控制性增加的方向进化,提高柔性子法则 提高可移动性子法则 提高可控性子法则,1. 提高柔性子法则,单铰链,多铰链,刚体,柔性体,气体,液体,场,粉末,有两种特性 的刚体,实例：键盘,提高可移动性子法则,技术系统应该沿着系统整体可移动性增强的方向进化,不可动,部分可动,高度可动,整体可动,可移动性进化路线,实例,不可动,部分可动,高度可动,整体可动,提高可控性子法则,技术系统应该沿着系统整体可控制性增强的方向进化,利用中介物,引入反馈机制,智能反馈,直接控制,间接控制,反馈控制,自我控制,子系统不均衡进化法则,发动机功率小，机翼面积大,发动机功率提高，机翼面积减小,早期,一战期间,发动机功率进一步提高,二战结束,近现代,后掠翼,三角翼,任何技术系统所包含的各个子系统都不是同步、均衡进化的，每个子系统都是沿着自己的S曲线向前发展； 这种不均衡的进化常常导致子系统之间出现矛盾； 整个技术系统的进化速度取决于系统中发展最慢的子系统的进化速度,子系统不均衡进化法则,一只木桶，最短的一片决定其容量,向微观级进化法则,电子管收音机,晶体管收音机,集成电路收音机,技术系统是沿着减小其元件尺寸的方向进化的,向超系统进化法则,A、技术系统沿着以下路线进化： 单系统 双系统多系统 B、当技术系统进化到极限的时候，系统中实现某项功能的子系统会从系统中被剥离出来，转移到超系统中，成为超系统的一部分。

在该子系统的功能得到增强的同时，也简化了原有的技术系统,11,产品进化,12,不同产品技术的进化路径,刚性,单铰链,多铰链,柔性,气体、液体,场,有规律可循（道亦有道,13,Washing Machine: Function Structure,Loosen dirt,Separate dirt,Remove dirt,Water,Detergent洗净剂,Water,Dirty water,Soiled clothes,Clean Clothes,松散,分离,14,技术预测,技术进化定律给出了技术进化的一般方向，但没有给出每个方向进化的细节每条定律之下有多条技术进化路线，每条技术进化路线由技术所处的不同状态构成，表明了技术进化由低级向高级进化的过程，提供了技术预测的功能,15,技术预测,工程系统的进化遵循一定的技术进化模式和规律这就是说，技术系统的发展（在一定限度内）是可预测的,16,四、技术创新方法（ TRI,问题,100万只青椒要去籽做罐头，有什么好的办法呢,解决方案,置于压力锅内，先升至6psi， 后急速降至2psi,其他问题类似的解决方案,坚果工业化加工原理,葵花籽工业化加工原理,工程矛盾往复出现（道法自然,人们不断的用相同的方法来解决来自于不同领域的“相同”问题,解决问题的规律性 在不同的时代，不同的技术系统中，同样的问题反复出现，相同的解决方法被反复使用,它山之石，可以攻玉,前苏联的专利,20万,4万,Descriptive Title,Current Design,Purpose of Invention,Solution Description,Picture of Design,发明的级别,Level 1: 显而易见的解(32,常规的解决方法 没有解决矛盾 专业范围内已经熟知的方法 试错次数: 120,Level 2: 小的改进( 45,对现有系统进行小的改进 部分解决矛盾，通常有妥协 行业范围内已经熟知的方法 试错次数 : 20100,Level 3: 根本性的改进( 18,对现有系统进行根本性改进 解决矛盾 行业范围外已知的方法 试错次数 : 1001,000,Level 4: 全新的概念( 4,使用新的原理实现系统主要功能 不是在技术方面，而是在科学方面找到更多的解决方案 试错次数 : 1,00010,000,Level 5: 科学发现( 1,科学发现 全新的系统开拓性创新 试错次数 : 10,000100,000,为提高防寒效果：双层玻璃,为减轻重量，将斧头柄做成空心的,电动控制系统代替机械控制系统,内燃机替代蒸汽机,飞机、计算机,重要结论： 95%的问题可以依靠 已有的知识体系来解决,40个创新原理,01、分割原理 02、抽取原理 03、局部质量原理 04、增加不对称性原理 05、组合，合并原理 06、多用性原理 07、嵌套原理 08、重量补偿原理 09、预先反作用原理 10、预先作用原理 11、预先防范原理 12、等势原理 13、反向作用原理 14、曲面化原理,15、动态特性原理 16、未达到或过度的作用原理 17、空间维数变化原理 18、机械振动原理 19、周期性作用原理 20、有效作用的连续性原理 21、减少有害作用的时间原理 22、变害为利原理 23、反馈原理 24、借助中介物原理 25、自服务原理 26、复制原理 27、廉价替代品原理 28、机械系统替代原理,29、气动与液压结构原理 30、柔性壳体或薄膜原理 31、多孔材料原理 32、颜色改变，拟态原理 33、均质性原理 34、抛弃或再生原理 35、物理或化学参数改变原理 36、相变原理 37、热膨胀原理 38、加速氧化原理 39、惰性环境原理 40、复合材料原理,原理1：分割,A、一个物体分割成几个独立的部分 B、使物体成易于组装和拆卸几部分 C、提高物体的分割程度,椿头分割为砂粒以分散受力,奶粉分装盒,临时交通灯的电杆,原理3：局部质量,A、将均匀的物体结构或外部环境变成不均匀的 B、让物体的各部分执行不同的功能 C、使物体的各部分具有不同的功能,尘土过滤器,婴儿勺,超声波钻孔机 为降低温度，核心部分用导热材料， 外围部分用耐磨材料,原理7：嵌套,A、把一个物体嵌入第二个物体，然后将这两个物体再嵌入第三个物体，依此类推 B、一物体穿过另一物体的空腔,俄罗斯套娃,原理8：重量补偿,A、将物体与另一具有升力的物体组合，来补偿物体的重量 B、利用外部环境（空气动力或流体动力或其它力）来补偿物体的重量,原理12：等势,在势能场中限制位置改变（即在重力场中改善运作状态），以减少物体提升或下降,三峡大坝五级船闸,原理31：多孔材料,A、使物体多孔或添加多孔元素（嵌入其中或涂层） B、如果已经是多孔的物体，则利用这些孔，引入有用的物质或功能,焦炭,用药棉沾药水擦伤口,四种工具,创新原理技术矛盾 分离方法物理矛盾 标准解系统标准问题 科学原理/效应库 “How to,创新原理技术矛盾,产品技术矛盾 改进产品或工艺流程的某一特性时常常引起其它特性恶化,参数A,参数B,技术矛盾是两个参数之间的矛盾： 对参数 A 的改善，导致参数 B 的恶化,实例：折叠椅,为了提高折叠椅的承受能力，最简单的方法就是将其主要的支撑部件加粗，但如此一来却增加了整个系统的重量,折叠椅强度,折叠椅的重量,矛盾,技术矛盾,用来对技术系统中出现的技术矛盾进行分类,寻找“通用”技术参数的目的,39个通用技术参数,来自于不同技术领域 的众多参数,39个具有代表性的参数,归纳、总结,39个通用技术参数,01、运动对象的重量 02、静止对象的重量 03、运动对象的长度 04、静止对象的长度 05、运动对象的面积 06、静止对象的面积 07、运动对象的体积 08、静止对象的体积 09、速度 10、力 11、应力或压力 12、形状 13、稳定性,14、强度 15、运动对象的作用时间 16、静止对象的作用时间 17、温度 18、照度 19、运动对象的能量消耗 20、静止对象的能量消耗 21、功率 22、能量的无效损耗 23、物质的无效损耗 24、信息损失 25、时间的无效损耗 26、物质的量,27、可靠性 28、测量的精确性 29、制造精度 30、作用于对象的有害因素 31、对象产生的有害因素 32、可制造性 33、可操作性 34、可维修性 35、适应性及通用性 36、对象的复杂性 37、检测的复杂性 38、自动化程度 39、生产率,矛盾矩阵,将技术矛盾分类； 将解决每种技术矛盾最常用的创新原理找出来； 建一个表来描述技术矛盾与创新原理之间的对应关系,在解决不同类型的技术矛盾时，不同的创新原理使用的频率是不同的,矛盾矩阵,恶化的参数,改善的参数,创新原理解决技术矛盾,矛盾 问题,解决产品技术矛盾 如何实现“双赢”？ （即不折衷地解决问题,参数A,参数B,创新原理技术矛盾 例:重型坦克装甲的改进,德国 “虎2” 式重型坦克,战斗全重：69.8 吨,为了提高坦克在战场上的生存能力，需要提高装甲的抗打击能力 增加装甲的厚度，以改善装甲强度 导致坦克战斗全重增加,改善的参数：坦克的装甲强度 恶化的参数：坦克的战斗全重,技术矛盾,矛盾矩阵,01、分割原理 08、重量补偿原理 40、复合材料原理 15、动态特性原理,创新原理,美国 “M60A1” 坦克,战斗全重：52 吨,08、重量补偿原理 浪里白条 63A水陆两栖坦克,分离方法物理矛盾,物理矛盾 一个参数的矛盾 对同一个参数提出了相互矛盾的要求； 物理矛盾是技术系统进化中比较尖锐的矛盾，深层次的矛盾,时间分离 空间分离 条件分离 系统级别上的分离,分离方法物理矛盾,舰载机的机翼面积：大 vs. 小,时间分离,机翼面积，起飞时要大 ； 舰载时要小,分离方法物理矛盾,立交桥,空间分离,不同方向的车同时通过同一位置,怎样防止漏斗破损,43,分离方法物理矛盾,如何筛选破损的药片,44,条件分离,分离方法物理矛盾,利用不同的形状特性筛选,实例,刚性,刚性柔性,系统级别上的分离,分离方法物理矛盾,刚性铁环,柔性铁链,系统级别上的分离,真正的创新是解决矛盾，妥协的解决方案最多只能算优化； 像社会系统一样，技术系统可以通过解决矛盾而得到发展,通过系统级别解决又柔又刚的矛盾,47,物场分析与标准解,基于物质-场和标准解的发明问题解决过程,物场分析:煤与传送带。