矛盾矩阵与40个发明原理的实际应用.ppt

六、矛盾矩阵与40个发明原理,1、39个通用工程参数 2、40个发明原理 3、矛盾矩阵的组成 4、矛盾矩阵的应用,TRI认为，发明问题的核心是解决矛盾，未克服矛盾的设计不是创新设计，设计中不断的发现并解决矛盾，是推动产品向理想化方向进化的动力产品创新的标志是解决或移走设计中的矛盾，从而产生出新的具有竞争力的新技术、新产品如何将一个具体的问题转化并表达为一个TRIZ的问题呢?TRI中的一个方法是使用通用工程参数来进行问题的表达，通用工程参数是连接具体问题与TRI的桥梁 在问题的定义、分析过程中，选择39个工程参数中相适宜的参数来表述系统的性能，这样就将一个具体的问题用TRIZ的通用语言表述了出来1、39个通用工程参数,（1）运动物体的重量是指在重力场中运动物体多受到的重力如运动物体作用于其支撑或悬挂装置上的力 （2）静止物体的重量是指在重力场中静止物体所受到的重力如静止物体作用于其支撑或悬挂装置上的力 （3）运动物体的长度是指运动物体的任意线性尺寸，不一定是最长的，都认为是其长度 （4）静止物体的长度是指静止物体的任意线性尺寸，不一定是最长的，都认为是其长度 （5）运动物体的面积是指运动物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积。

（6）静止物体的面积是指静止物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积 （7）运动物体的体积是指运动物体所占有的空间体积 （8）静止物体的体积是指静止物体所占有的空间体积9）速度是指物体的运动速度、过程或活动与时间之比 （10）力是指两个系统之间的相互作用对于牛顿力学，力等于质量与加速度之积在TRIZ中，力是试图改变物体状态的任何作用 （11）应力或压力是指单位面积上的力 （12）形状是指物体外部轮廓或系统的外貌 （13）结构的稳定性是指系统的完整性及系统组成部分之间的关系磨损、化学分解及拆卸都降低稳定性 （14）强度是指物体抵抗外力作用使之变化的能力 （15）运动物体作用时间是指物体完成规定动作的时间、服务期两次误动作之间的时间也是作用时间的一种度量16）静止物体作用时间是指物体完成规定动作的时间、服务期两次误动作之间的时间也是作用时间的一种度量 （17）温度是指物体或系统所处的热状态，包括其他热参数，如影响改变温度变化速度的热容量18）光照度是指单位面积上的光通量，系统的光照特性，如亮度、光线质量 （19）运动物体的能量是指能量是物体做功的一种度量在经典力学中，能量等于力与距离的乘积。

能量也包括电能、热能及核能等 （20）静止物体的能量是指能量是物体做功的一种度量在经典力学中，能量等于力与距离的乘积能量也包括电能、热能及核能等 （21）功率是指单位时间内所做的功，即利用能量的速度 （22）能量损失是指为了减少能量损失，需要不同的技术来改善能量的利用 （23）物质损失是指部分或全部、永久或临时的材料、部件或子系统等物质的损失24）信息损失是指部分或全部、永久或临时的数据损失 （25）时间损失是指一项活动所延续的时间间隔改进时间的损失指减少一项活动所花费的时间 （26）物质或事物的数量是指材料、部件及子系统等的数量，它们可以被部分或全部、临时或永久地改变 （27）可靠性是指系统在规定的方法及状态下完成规定功能的能力 （28）测试精度是指系统特征的实测值与实际值之间的误差减少误差将提高测试精度 （29）制造精度是指系统或物体的实际性能与所需性能之间的误差 （30）物体外部有害因素作用的敏感性是指物体对受外部或环境中的有害因素作用的敏感程度 （31）物体产生的有害因素是指有害因素将降低物体或系统的效率，或完成功能的质量这些有害因素是由物体或系统操作的一部分而产生的 （32）可制造性是指物体制造过程中简单、方便的程度。

33）可操作性是指要完成的操作应需要较少的操作者、较少的步骤以及使用尽可能简单的工具 （34）可维修性是指对于系统可能出现失误所进行的维修要时间短、方便和简单 （35）适应性及多用性是指物体或系统响应外部变化的能力，或应用于不同条件下的能力 （36）装置的复杂性是指系统中元件数目及多样性，如果用户也是系统中的元素将增加系统的复杂性掌握系统的难易程度是其复杂性的一种度量 （37）监控与测试的困难程度是指如果一个系统复杂、成本高、需要较长的时间建造及使用，或部件与部件之间关系复杂，都使得系统的监控与测试困难测试精度高，增加了测试的成本也是测试困难的一种标志 （38）自动化程度是指系统或物体在无人操作的情况下完成任务的能力自动化程度分为最低级别、中等级别、最高级别 （39）生产率是指单位时间内所完成的功能或操作数根据39个通用工程参数的特点，可分为物理及几何参数、技术负向参数、技术正向参数3大类 1、物理及几何参数，共15个：运动物体的重量，静止物体的重量，运动物体的长度，静止物体的长度，运动物体的面积，静止物体的面积，运动物体的体积，静止物体的体积，速度，力，应力或压力，形状，温度，光照度，功率。

2、技术负向参数，指这些参数提高时，系统的性能变差，共11个：运动物体作用时间，静止物体作用时间，运动物体的能量，静止物体的能量，能量损失，物质损失，信息损失，时间损失，物质或事物的数量，物体外部有害因素作用的敏感性，物体产生的有害因素 3、技术正向参数，指这些参数提高时，系统的性能变好，共13个：结构的稳定性，强度，可靠性，测试精度，制造精度，可制造性，可操作性，可维修性，适应性及多用性，装置的复杂性，监控与测试的困难程度，自动化程度，生产率例如：法兰连接的工程参数确定 两段管道的接口处，经常会用到法兰连接因为维修时法兰连接需要拆开，所以希望螺钉数量少些，以便快速完成拆卸工作，同时，系统的重量可以轻些但从密封的角度讲，又要求螺钉数量尽可能的多，以得到均匀的密封压力，尤其在输送一些高温高压气体时，对螺钉数量要求更多 问题：如果保证密封性好，则维修时需要耗费较长时间来拆卸，效率低，系统重量大 对照39个工程参数来描述，欲改善的工程参数是： 1、静止物体的重量； 2、可操作性； 3、系统的复杂性 随之欲恶化的参数是： 1、结构的稳定性； 2、可靠性2、40个发明原理,1、分割原理（分离法） （1）将物体分成独立的部分。

（2）使物体成为可拆卸的 （3）增加物体的分割程度 实例：组合家具，分类垃圾箱，百叶窗，分体式冰箱等 如下图：分体式电子琴可以拆卸为相互独立的部分，即可单独使用又可联合使用，既便于携带又节省空间组合家具,分类垃圾箱,分体式电子琴,2 、抽取原则（提取法） （1）从物体中抽出产生负面影响的部分或属性 （2）从物体中抽出必要的部分或属性 实例：避雷针，舞台上的反光镜 如下图：避雷针利用金属导电原理，将可能对建筑物造成损害的雷电引入大地，以消除雷电对建筑物的损害3 、局部性质原则（局部质量改善法） （1）从物体或外部介质（外部作用）的一致结构过渡到不一致结构 （2）使物体的不同部分具有不同的功能 （3）物体的每一部分均应具备最适于它工作的条件 实例：瑞士军刀，家庭药箱，分割式餐盒，多功能手表（兼备通话、存储等功能）等 如下图：瑞士军刀整个刀身的不同部分具有其不同的功能4 、不对称原则（非对称法） （1）物体的对称形式转为不对称形式 （2）如果物体是不对称的，则加强它的不对称程度 实例：将电脑的插口设置为非对称性的以防止不正确使用；为增强防水保温性，采用多重坡的屋顶等。

如下图：双角不对称机床铣刀可以增加摩擦力，有利于提高工作效率5 、联合原则（组合法） （1）把相同的物体或完成类似操作的物体联合起来 （2）把时间上相同或类似的操作联合起来 实例：集成电路板，冷热水混水器等 如下图：集成电路板将电子元件组合起来，有利于发挥整体功能并节约空间集成电路板,冷热水混水器,6 、多功能原则（一物多用法） 每一个物件、物体具有多项功能以取代其余部件 实例：可以坐的拐杖，可当作U盘使用的MP3，多功能螺丝刀等 如下图：数码摄像机兼有摄像、照相、录音、存储器功能数码摄像机,7、 嵌套原则（套叠法） （1）一个物体位于另一物体之内，而后者又位于第三个物体之内等 （2）一个物体通过另一个物体的空腔 实例：俄罗斯套娃，伸缩式荧光棒，伸缩式天线，推拉门等 如下图：多功能螺丝刀只有一个刀柄，却有很多刀头，便于携带和使用俄罗斯套娃,多功能螺丝刀,推拉门,8 、反重量原则（巧提重物法） （1）将物体与具有上升力的另一物体结合以抵消起重量 （2）将物体与介质（最好是气动力和液动力）相互作用以抵消重量 实例：热气球，广告条幅氢气球，快艇等。

如下图：热气球利用燃烧形成的热空气升空广告条幅氢气球,快艇,热气球,9 、预先反作用原则（预先反作用法） （1）事先施加反作用力，用来消除不利影响 （2）如果一个物体处于受拉伸状态，预先施加压力 实例：钉马掌，给树木罩上黑色的防护网等 如下图：给树木刷上渗透漆以阻止树木腐烂10 、预先作用原则（预先作用法） （1）预先完成要求的作用（整个的或部分的） （2）预先将物体安防妥当，使它们能在现场和最方便地点立即完成所起的作用 实例：在停车场安装的缴费系统、胎儿营养剂叶酸等 如下图：灭火器在易于发生火灾的地点安放好，用来快速消除火灾发生时的不利影响灭火器,胎儿营养剂,11 、预先应急措施原则（预先防范法） 以事先准备好的应急手段补偿物体的低可靠性 实例：安全气囊，降落伞备用包，安全出口，电梯的应急按钮等 如下图：事先给汽车安装安全气囊，在发生事故时使对驾驶员的伤害降到最低安全气囊,降落伞备用包,12 、等势原则（等势法） 改变工作状态而不必升高或降低物品 实例：汽车修理部的地下修理通道，悬挂式流水线等 如下图：现在的大型工厂大部分采用流水线生产，传送带上的物品是不动的，而传送带旁的机械手臂代替了人的劳动，在不改变位置的前提下可以上下左右自由伸缩，提高了生产效率。

13、 相反原则（逆向作用法） （1）不用常规的解决方法，反其道而行之 （2）使物体或外部介质的活动部分变成为不动的，而使不动的成为可动的 （3）将物体运动部分颠倒 实例：起跑器，做泥塑时用的转盘，滚梯等 如下图：跑步机将不动的地面变成了可动的橡胶滚轮，减少了人们锻炼时空间和场地的限制14 、球形原则（曲面化法） （1）从直线部分过渡到曲线部分，从平面过渡到球面，从正六面体或平行六面体过渡到球形结构 （2）利用滚筒、球体、螺旋等结构 （3）利用离心力，以回转运动代替直线运动 实例：圆形跑道，圆珠笔的笔尖，洗衣机，汽车的轮胎等 如下图：滚轮办公椅将固定的椅腿变为可随意移动的圆轮，方便工作人员移动滚轮办公椅,洗衣机,15 、动态原则（动态法） （1）物体（或外部介质）的特性的变化应当在每一工作阶段都是最佳的 （2）将物体分成彼此相对移动的几个部分 （3）使不动的物体成为动的 实例：用于矫正牙齿的记忆合金，分成一段一段的利于转弯的火车车厢，可以弯曲的吸管、柔性结肠镜等 如下图：可折叠式健身器可以折叠，节约空间折叠椅 笔记本电脑,可折叠式健身器,16 、局部作用或过量作用原则（部分超越法） 如果难于取得百分之百的效果，则应当部分达到或超越理想效果。

这样可以把问题大大简化 实例：抹墙时总是先将大量水泥抹在墙上，然后除去多余的；给自行车打气不一定要百分之百打满 如下图：用针管抽取液体的时候不可能直接吸入准确的剂量，而是先多。