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文檔簡介
1、一、 40個發(fā)明原理概述,二、 40個發(fā)明原理介紹,(1)將一個物體分成相互獨立的部分【例】過去的電視機所有按鈕(開關、選臺、音量、顏色)都在機體上,每個動作都要到電視機跟前才能操作?,F在的電視機都是帶遙控器的。,,No.1 分割,TRIZ解決技術沖突問題的一般模式( TRIZ 橋),標準問題,創(chuàng)新問題,解決方案,標準解,,,,,上橋,過橋,下橋,試錯法,標準沖突適應性(35)+使用方便性(33)-,我的沖突選臺+使用不方便-,
2、沖突矩陣,NO:1分割將選臺功能和顯示功能一分為二,出現“遙控器”。,40個發(fā)明原理15、34、1、16,(2)使物體分成容易組裝及拆卸的部分【例】組合家具,,TRIZ解決技術沖突問題的一般模式( TRIZ 橋),標準問題,創(chuàng)新問題,解決方案,標準解,,,,,上橋,過橋,下橋,試錯法,標準沖突靜止物體體積(8)+易維護性(34)-,我的沖突存儲空間大+搬運時易損-,沖突矩陣,NO:1分割將家具設計為可拆卸式(組合式),40
3、個發(fā)明原理1,【例】我國過去公路運輸車基本上都是整體式的載貨汽車?,F在以半掛式列車為主?!M量減少空載率——使用靈活,,【例】半掛汽車列車,這個例子,我的理解,實際上不是參數沖突,而是物理沖突。就是同一個車頭,有時候拉這件物品,有時候拉那件物品——時間沖突。,【例】斯太爾91系列重型汽車產品的模塊化設計——多品種——標準化91系列以盡可能少的總成(模塊),采用適當組合的辦法來滿足不同載荷、不同軸數、不同發(fā)動機功率及不同變
4、型的要求。,TRIZ解決技術沖突問題的一般模式( TRIZ 橋),標準問題,創(chuàng)新問題,解決方案,標準解,,,,,上橋,過橋,下橋,試錯法,標準沖突適應性和通用性 (35)+可制造性 (32)-,我的沖突多品種+生產制造-,沖突矩陣,NO:1分割產品模塊化設計,40個發(fā)明原理1,13,31,(3)增加物體被分割的程度【例】塊狀竹制涼席,我認為這也是一個物理沖突,而非參數沖突的問題。用的時候要大,不用的時候要小(時間沖突:折疊
5、)。,,,,TRIZ故事1——通紅的玻璃板在玻璃批量生產線上,對玻璃先進行加熱然后再加工,加工后的玻璃仍處于通紅狀態(tài),需要將其輸送到指定位置直至冷卻下來。現在的問題是,因為玻璃還處于高溫,呈現柔軟的狀態(tài),在滾軸傳輸線的輸送過程中會因為重力下垂而造成變形,導致玻璃表面凹凸不平。年輕的工程師提出將傳輸線上的滾軸直徑做到盡量小,以減少玻璃懸空的面積,提高玻璃的平度?!拔覀兛梢詫L軸直徑像火柴棍一樣細,”年輕的工程師說,“組成一個傳輸
6、線”?!澳敲?,每米長度內將有大約500個滾軸,安裝時需要像做珠寶首飾一樣細致?!崩瞎こ處熣f,“想一想這個傳輸線的造價?!薄拔艺J為我們不能再考慮滾軸傳輸線,”一位工程師說,“最好用新的方法來替代它?!薄坝惺裁春棉k法呢?”年輕的工程師說道?!?突然,TRIZ先生出現了?!白屛覀儊硌芯恳幌逻@個問題,”他說,“從方法上來選擇?!彪S后,一個基于分割原理的解決方案展示了出來:突破常規(guī)思維的限制,將滾軸直徑無限縮小,小到頭發(fā)絲、1/1
7、00毫米、1/1000毫米、1/10000毫米……一直分割下去,會是什么呢?物質呈現分子、原子狀態(tài)。解決方案是:用熔化的錫來代替滾軸。傳輸線是一個長長的、盛滿熔化錫的槽子。由于錫的熔點低而沸點高,正適合通紅的玻璃板的冷卻溫度區(qū)間,熔化錫在重力作用下,會呈現出一個絕對平面,可以很好地滿足此工序的要求。而基于這個解決方案,又出現了很多的專利,比如給錫通電可以與磁鐵一起作用,來完成對玻璃的成型加工。,TRIZ解決技術沖突問題的一般模式(
8、TRIZ 橋),標準問題,創(chuàng)新問題,解決方案,標準解,,,,,上橋,過橋,下橋,試錯法,標準沖突形狀 (12)+有害的副作用(31)-,我的沖突滾軸+玻璃變形-,沖突矩陣,NO:1分割無限地減小單個運動物體的尺寸-液態(tài)化,40個發(fā)明原理35,1,(1)將物體中的“負面”部分或特性抽取出來【例】空調:將嘈雜的壓縮機放在室外當然,要有效?!纠坑幸粋€人手痛,就在墻上挖一個洞,把手伸到隔壁,說:“這下好了,是他家在痛”。,,N
9、o.2 抽取,TRIZ解決技術沖突問題的一般模式( TRIZ 橋),標準問題,創(chuàng)新問題,解決方案,標準解,,,,,上橋,過橋,下橋,試錯法,標準沖突功率 (21)+有害的副作用(31)-,我的沖突做功+噪音-,沖突矩陣,NO:2抽取抽取噪音(壓縮機放在室外),40個發(fā)明原理2,35,18,(2)只從物體中抽取必要的部分和特性【例】用狗叫聲作為報警器的警聲 ,而不用養(yǎng)一條真正的狗【例】一個小偷,半夜從外墻爬到十幾層樓,正準備
10、進窗戶,主人陽臺上的鸚鵡叫了一聲:“你是誰呀?”小偷受驚嚇,掉下摔死了!,,,TRIZ解決技術沖突問題的一般模式( TRIZ 橋),標準問題,創(chuàng)新問題,解決方案,標準解,,,,,上橋,過橋,下橋,試錯法,標準沖突速度(9)+運動物體的重量(1)-,我的沖突報警+物體太大-,沖突矩陣,NO:2抽取抽取報警音,40個發(fā)明原理2,28,13,38,TRIZ故事2——三個火槍手大仲馬在小說《三個火槍手》中,描述了普托斯是如何在裁縫店
11、定制新裝的。普托斯不允許裁縫接觸他的身體,裁縫無法量體,僵持之中,劇作家莫里哀來到了裁縫店。莫里哀將普托斯帶到鏡子前,然后讓裁縫對著鏡子里的普托斯進行測量,一個兩難的問題得到了解決。這里,莫里哀使用的就是抽取原理,有效地化解了普托斯和裁縫之間的矛盾。還有沒有其他辦法?,(1)將物體或環(huán)境的同類結構轉化成異類結構【例】采用溫度、密度或壓力的梯度,而不用恒定 的溫度、密度或壓力(2)使組成物體的不同部分實現不同的功能
12、【例】午餐盒被分成放熱食、冷食及液體的空間(3)使組成物體的每一部分都最大限度地發(fā)揮作用【例】帶有橡皮的鉛筆,帶有起釘器的榔頭等,,No.3 局部質量,TRIZ故事3——巨大的過濾器一家工廠獲得了一個大訂單,產品是一個圓柱形過濾器,圓柱的直徑1米,長度2米,軸向均勻分布直徑為0.5毫米的密密麻麻的很多過濾孔。工程師們看到圖紙后都驚呆了,每個過濾器要加工出成千上萬個軸向小孔?!拔覀冊撊绾蝸砑庸み@么多的小孔呢?”總工程師問大家
13、,“用鉆床來鉆嗎?”“顯然,鉆這么長的小孔是不可能實現的,也許可以用高溫鐵針來扎出這些孔,”一位年輕的工程師毫無把握地說道。所有的工程師都陷入了沉默。這似乎是一個無法解決的難題?!?突然,TRIZ先生出現了。“我們既不需要鉆床,也不需要鐵針,這件事應該這樣來考慮……”隨后,一個基于局部質量原理的解決方案展示了出來:將過濾器的功能進行分解,其主要構成元素是過濾孔和基體,有用功能的元素是過濾孔,即過濾孔是有用的局部質量。每個
14、過濾孔不就是一條管子嗎!哦,答案找到了。1)拿一些細管,并捆扎起來,就形成了過濾器。這種過濾器的組裝制造和拆離都可以非常方便的完成。2)用細圓棒做原料,然后捆扎起來,而圓棒之間的空隙就形成了過濾孔,也可以實現過濾器的功能。,(1)用不對稱形式代替對稱形式【例】插接件【例】模具設計,對稱位置定位銷設計成不同直徑【例】容器里的非對稱攪拌葉片(2)如果對象已經是不對稱的,增加其不對稱的程度【例】將圓形墊片改成橢圓形或異型,來提
15、高墊片的密封性,,No.4 非對稱,【例】夯土機,TRIZ故事4——聰明的氣罐很多家庭在使用灌裝液化石油氣,但讓他們煩惱的是,不知道氣罐里的氣體何時將耗完,所以不能及時更換燃氣。一家燃氣公司的工程師們試圖解決這個問題。前提是方法簡單易行,并能準確預報何時罐中燃氣將耗完?!皽y量壓力?”一位工程師說?!安恍?,這不管用,只要罐中還有少量燃氣,其壓力的變化不明顯,而且,壓力表的成本較高?!绷硪晃还こ處熂纯谭磳??!叭绻Q重量呢?”又一
16、位工程師說?!斑@也不行。每次都要拆出氣罐來稱重量,對于用戶來說太麻煩了,況且容易引發(fā)安全問題?!痹僖晃还こ處煼磳Φ馈?磥?,在不增加成本和復雜性的基礎上要獲得氣罐的信息是一個似乎不能解決的難題?!?突然,TRIZ先生出現了?!拔抑来鸢浮!彼f,“這個氣罐應該會很有禮貌地報告自己的情況?!彪S后,一個基于非對稱原理的解決方案展示了出來:煤氣罐的傳統(tǒng)結構設計中,氣罐的底面一般是完整的圓形。現在,要改變這種習慣性的對稱結構,采用非
17、對稱的結構。新的設計是:煤氣罐的底面做成部分斜面。這樣,當有液體燃氣充當氣罐底部重物時,氣罐保持直立,一旦液態(tài)燃氣消耗完畢時,底部失去壓重物,煤氣罐會在重力作用下歪向一邊。相當于提醒用戶:“煤氣將盡,請速更換。”,(1)合并空間上的同類或相鄰的物體或操作【例】集成電路板上的多個電子芯片【例】按照品種,分批組裝汽車(2)合并時間上的同類或相鄰的物體或操作【例】冷熱水龍頭,,No.5 合并,,TRIZ故事5——玻璃磨角
18、一個工廠接到一個大訂單,需要生產大量橢圓形的玻璃板。首先,工人們將玻璃板切成長方形,然后將四角磨成弧形從而形成橢圓形。然而,在磨削工序中,出現了大量的破碎現象,因為薄玻璃受力時很容易斷裂?!拔覀儜搶⒉AО遄龅煤褚稽c。”一位工人對主管說。“不行,”主管說,“客戶的訂單上要求的就是這種厚度的產品。”這似乎是一個難以解決的難題?!?突然,TRIZ先生出現了?!拔覀兊牟A摷群裼直?,”他說,“玻璃在磨削的工序中應該是厚的,而加
19、工完成后應該是薄的?!彪S后,一個基于合并原理的解決方案展示了出來:將多層玻璃疊放在一起從而形成一疊玻璃,而且事先在每層玻璃面上灑一層水,以保證堆疊后的玻璃可以形成相當強的粘貼力。一疊玻璃的強度會遠大于單層玻璃的強度,在磨削加工中就可以承受較大的磨削力,從而改善了玻璃的可加工性。當磨削加工完成后,再分開每層玻璃,水分自行會揮發(fā)掉,從而獲得了所需要的產品。,使物體或物體的一部分實現多種功能,以代替其它部分的功能,,No.6 多用性,
20、【例】燙衣板與鏡子的完美組合,【例】創(chuàng)意長凳變成餐桌套件的組合家具,TRIZ故事6——一物二用渥倫哥爾船長(阿奇舒勒筆下的一位主人公,阿奇舒勒經常使用科幻小說的形式,進行TRIZ相關知識的講解和傳播。)經常應用一物二用來產生發(fā)明。比如船上的壓艙物,常規(guī)的是用水或沙子。但渥倫哥爾船長卻使用土作為壓艙物。在土中種上可以生長的棕櫚樹,棕櫚樹又用來作為船的桅桿。這就是普遍性原理的應用。,(1)將一個物體放在第二個物體中,將第二個物體放在
21、第 三個物體中……【例】俄羅斯套娃,,No.7 嵌套,【例】嵌套果籃,,,(2)使一個物體穿過另一物體的空腔【例】伸縮天線【例】汽車安全帶卷收器,,,【例】嵌套式可拉伸桌椅,【例】臺北101大廈在88-92樓懸掛一個重達660噸、直徑5.5米的巨大鋼球,作為風阻尼器,抵消、緩解大風引起的搖擺。,TRIZ故事7——火星車一個科幻故事里描述了一次火星探險。宇宙飛船降落在一個石頭山谷,宇航員乘坐一輛火星車開始火星之旅。這個特型火
22、星車有巨大的輪胎,當行駛到陡坡時,很容易在石頭的顛簸下翻車。怎么辦?這個問題刊登在一本雜志上,收到了大量的讀者來信,提供解決辦法:在火星車的下面懸掛重物,降低整車的重心,增加穩(wěn)定性;將輪胎的氣放出一半,輪胎下陷,增加穩(wěn)定性;在火星車的兩邊分別多安裝一只輪胎;讓宇航員探出身體來保持車子的平衡;……,上面的各種建議,確實能改善火星車的穩(wěn)定性,但明顯都帶來另一些問題,比如:降低了火星車的運動性能,降低了車速,讓火星車變得更復雜,增
23、加宇航員的危險性等。由于以上正反兩方面問題的存在,有一位讀者干脆建議:“什么辦法都沒有了,讓宇航員走路吧!”這個問題似乎是一個難以解決的問題?!?突然,TRIZ先生出現了?!皩⒅匚锓诺梅浅5鸵越咏鹦堑牡孛?,以降低車子的重心,而且在火星車里面。”他說。隨后,一個基于嵌套原理的解決方案展示了出來:在火星車的輪胎里放置球形重物,這些重物可以滾動,總處在輪胎的最下面,以最低的重心來保持火星車的穩(wěn)定。,,(1)用另一個能產生提升力
24、的物體補償第一個物體的重量【例】用氣球攜帶廣告條幅 (2)通過與環(huán)境(利用氣體、液體的動力或浮力等)相互作用實現物體重量的補償【例】飛機機翼的形狀使其上部空氣壓力減少,下部壓力增加,從而產生升力,,No.8 重量補償(配重),【例】宋代-懷丙和尚-撈鐵牛,TRIZ故事8——飛機緊急降落之后一架巨型運輸機在起飛后出現了故障,緊急迫降在距離飛機場200公里外的空地上。經過檢查,發(fā)現飛機機體上出現了許多裂縫和損壞,必須將飛機運
25、送往工廠進行維修。這架運輸機非常重,如何運送成為問題。專家們聚在一起,商討如何將這個龐然大物運走?!暗厣蠜]有跑道,只有將飛機用吊車吊起來運走。”一位年輕的工程師說。“年輕人,”一位專家沮喪地說,“哪里有這么大的吊車?而且我們也沒那么大的車子將飛機運走!”問題處于僵持之中而不能解決。,突然,TRIZ先生出現了?!拔覀兇_實需要將飛機吊起,”他說,“而且用車子運走?!庇谑?,一個基于配重原理的解決方案產生了。將氣袋固定在飛機翅膀
26、下,然后充氣,氣袋所產生的浮力可以抬起飛機,然后將平板拖車開到飛機下面,拖走飛機。,(1) 預先施加反作用【例】緩沖器能吸收能量、減少 沖擊帶來的負面影響 (2)如果物體處于或將處于受拉伸狀態(tài),預先增加壓力【例】澆混凝土之前的預壓縮鋼筋,,No.9 預加反作用,TRIZ故事9——讓暴風雨來得更猛烈些吧在靠近岸邊約5公里的海上,一只挖泥船正在為航道進行清理工作,挖出的混著海水的泥巴通過一條管道被抽送到岸上,為保證管道浮在水
27、面,管道上捆綁著一長溜的浮桶?!疤鞖忸A報說一場暴風雨即將來臨!”船長說,“我們要立即停止工作,將管道拆開并帶回岸上。暴風雨過后再帶回來安裝。大家行動要快,必須在暴風雨來臨之前完成?!薄皼]有別的辦法,”船員們說,“如果暴風雨將管道破壞,情況會更糟,趕快拆卸?!薄?突然,TRIZ先生出現了。“不用拆卸管道,”他說,“不管什么樣的暴風雨,我們都可以繼續(xù)工作?!庇谑牵粋€基于預先反作用原理的解決方案產生了。管道不必浮于水面,而是沉
28、入海水中。暴風雨的影響被消除了。,(1)事先完成部分或全部的動作或功能【例】不干膠帶(2)在方便的位置預先安置物體,使其在第一時間發(fā)揮作用,避免時間的浪費【例】停車位的咪表,預著色,,No.10 預操作,TRIZ故事10——請你做偵探一家糧油公司購買的食用油,用油罐車來運裝,每罐可裝3000升。但老板發(fā)現每次卸出的油都短缺30升,經過核準流量儀、檢查封條和所有可能漏油部位后,沒有找到短缺的原因。沒辦法,請來了老偵探調查這個
29、問題,老偵探進行了暗地跟蹤,發(fā)現油罐車在運送途中沒有停過車,但依然短缺了30升,連老偵探也百思不得其解?!?突然,TRIZ先生出現了?!拔覀冎灰伎家幌?,”他說,“就知道是司機偷了油?!苯又?,他解釋了這個基于預先作用原理的問題答案。原來司機事先在油罐內掛了一個桶,當油罐中注滿食用油時,桶中就盛滿了食用油。但是卸油后,桶中的油卻保存了下來。司機隨后伺機取出這一桶油。司機真是聰明??!,采用預先準備好的應急措施補償物體相對較低的可
30、靠性 【例】汽車安全氣囊【例】應急電路照明【例】防火通道,安全氣囊,,No.11 預先應急措施,TRIZ故事11——危險的冰柱北方的冬天,房子上的排水槽和排水管里會形成堅硬的冰柱,有的長達數米。當春天來到的時候,排水管受到太陽的照射,吸收的熱量會首先融化冰柱的外表。當融化到一定程度時,冰柱會在重力的作用下從排水管中滑落,撞破排水管的彎頭,有時,冰柱碎塊會從排水管中飛出,扎傷經過的行人。如何消除這個問題?成為人們面
31、臨的一道難題?!?突然,TRIZ先生出現了。“這個問題需要我們預先做些應急的事情?!彼f。于是一個基于預先應急措施原理的解決方案是:在冬天來臨之前,在排水管里穿進一根繩子,冰柱中的繩子可有效防止冰柱滑落,保證其漸漸地消融。,在勢能場中,避免物體位置的改變【例】運河上,在兩個不同高度的水域之間設置水閘,,No.12 等勢性,,TRIZ故事12——古塔是否在下沉城市的中心廣場有一座古塔,似乎在逐漸下沉。名勝古跡保護委員會前來
32、測量研究這個古塔的下沉問題。測量的第一步是要選擇一個高度不變的水平基準,并且在塔上可以看到這個基準以便進行比較測量。很可能廣場周圍建筑也在一起下沉,所以需要尋找一個遠離古塔而且高度不變的基準,最后他們選擇了遠離古塔1500英尺以外的一個公園的墻壁,但古塔和公園的墻壁之間被高層建筑物遮擋住了,無法直接進行測量。“非常復雜的情況,”測量員沉思后說,“看來我們得求助于其他的專家。”……,,突然,TRIZ先生出現了?!安槐芈闊<?,”他
33、說,“看一下初中物理書就可以找到此問題的解決辦法。”于是,一個基于等勢原則的方案呈現了。拿兩根玻璃管,一個安裝在塔上,一個安裝在公園的墻壁上,用膠管將其連接起來,然后灌入液體,就組成一個水平儀,兩只玻璃管中的液體應保持同樣的高度,我們在玻璃管上標出這個高度。如果古塔下沉,則塔上的玻璃管內液體會升高。,(1)顛倒過去解決問題的辦法【例】為了松開粘連在一起的物 體,不是加熱外部件,而是 冷卻內部件 (2)使物體中的運動部分
34、靜止,靜止部分運動【例】使工件旋轉,刀具固定。(3)使一個物體的位置顛倒,,No.13 逆向思維,,TRIZ故事13——巧克力的竅門這一天是一個漂亮女孩的生日,有一個客人帶來了一大盒巧克力糖,這是一種酒瓶形的果汁巧克力糖,巧克力的中心是液態(tài)的果汁,大家都非常喜歡。一邊吃著巧克力,有位客人好奇地問道:“我很納悶這種果汁巧克力的果汁是怎么裝進去的?”“先做好巧克力,然后往里面灌上果汁,再封口?!绷硪晃豢腿瞬聹y道?!肮仨毞浅5?/p>
35、稠,要不然會影響巧克力成型,”第三位客人說,“但是果汁不容易灌進巧克力中。通過加熱是可以讓果汁稀些以便灌入,卻會熔化巧克力。”……,,突然,TRIZ先生出現了。于是一個基于逆向思維的解決方案產生了。先將果汁降溫,降到冰凍狀態(tài),將一顆顆冰凍的果汁顆粒放入巧克力中,然后進行成型,隨后冰凍的果汁會在常溫下恢復液體。果汁巧克力就完成了。,(1)將直線、平面用曲線、曲面代替,將立方結構改變成球體結構圓,是最簡單、最穩(wěn)定、最完整的圖形。很
36、多事物都有最大-最小的特性:星球、肥皂泡、水滴的形狀?!纠吭诮Y構設計中用圓角過渡,避免應力集中(2)采用滾筒、球體、螺旋狀等結構【例】螺旋形樓梯 (3)用旋轉運動代替直線運動,利用離心力【例】甩干洗衣機,,No.14 曲面化,TRIZ故事14——莫比烏斯環(huán)科幻故事《黑暗的墻》中,哲人格里爾手里拿著一張紙,對同伴不里爾頓說:“這是一個平面,它有兩個面。你能設法讓這兩個面變成一個面嗎?”不里爾頓驚奇地看著格里爾說:“這是不
37、可能的。”“是的,乍看起來是不可能的,”格里爾說,“但是,你如果將紙條的一端扭轉180度,再將紙條對接起來,會出現什么情況?”不里爾頓將紙條一端扭轉180度后對接,然后黏貼起來?!艾F在把你的食指伸到紙面上?!备窭餇栰o靜地說。,不里爾頓已經明白了這位智者同伴的智慧,他移開了自己的手指?!拔叶?!現在不再是分開的兩個面,只有一個連續(xù)的面”。這就是以著名的德國數學家莫比烏斯命名的“莫比烏斯環(huán)”。很多人利用這個奇妙的“莫比烏斯環(huán)”來獲
38、得發(fā)明。大約有100多項專利均是基于這個奇妙的環(huán)。有砂帶機、錄音機、皮帶過濾器等?!澳葹跛弓h(huán)”正是曲面化原理的典型代表。,(1)使物體或其環(huán)境自動調整,以使其在每個動作階段的性能達到最佳【例】可調整座椅、可調整反光鏡 (2)把物體分成幾個部分,各部分之間可改變相對位置【例】筆記本電腦 (3)將靜止的物體該變成可動的,或使物體具有自適應性【例】用來檢查發(fā)動機的柔性內孔窺視儀,,No.15 動態(tài)化,TRIZ故事15——神奇的不
39、倒翁玩具公司的總裁召集工程師們開會??偛脝柕溃骸拔覀兡懿荒茉诓坏刮痰幕A上發(fā)明一種新的玩具?”大家說不倒翁很早就被發(fā)明出來了,還能挖掘出什么新意呢?“這種玩具太簡單了,”一位年輕的工程師叫道,“沒什么可增加或減少的?!笨偛谜f:“新專利645661號頒發(fā)給了發(fā)明家柴茲塞夫的一款新型不倒翁?!?工程師們圍過來看這個新玩具,發(fā)現它與傳統(tǒng)的不倒翁不同的是內部安裝了滑槽,重物可以沿著滑槽滑動,所以,這個新的不倒翁可以倒立和平躺。“哦
40、,這是動態(tài)性原理?!笨偣こ處熢u論道,“重物原來是固定的,現在可移動了?!薄白屛覀円罁討B(tài)性原理,發(fā)明一個更動態(tài)的不倒翁吧!”總裁說。于是,一個基于動態(tài)化原理的新方案產生了。將重物分成兩部分,而且都可以滑動,這樣,重心會不斷移動和變化,不倒翁的晃動頻率會不斷地變化,顯得更有趣。,如果用現有方法很難完成對象的100%,可用同樣的方法“稍多”或“稍少”一點,問題的解決將被大大簡化【例】缸筒外壁刷漆可將缸筒浸泡在盛漆的容器中完成,但取
41、出缸筒后外壁粘漆太多,通過快速旋轉可以甩掉多余的漆。,,No.16 不足或超額行動,【例】中國重汽MAN發(fā)動機主軸承蓋漲斷工藝:預先切一個小道道,造成應力集中,再漲斷,再對接——定位精度高——運轉平順性——噪音降低,TRIZ故事16——大直徑鋼管的切割現在要生產一種直徑1米、長度12米的鋼管。原材料為帶狀卷料,在鋼管彎卷焊接設備上進行加工,此設備以連續(xù)的2米/秒的速度輸出焊接完成的鋼管,所以,需要每6秒完成一次切割。因為切割
42、設備的電鋸切割這1米直徑的鋼管需要一定的時間才可以完成,而鋼管在連續(xù)向前輸出,所以切割設備得與在鋼管同步前進中進行切割,切割完成后還需要快速返回到原來的位置,以開始對下一段鋼管的切割,切割和返回的動作需要在6秒之內完成?,F在的矛盾是,切割設備的功率選擇和移動速度產生了矛盾,大功率的設備切割速度快但比較笨重、移動起來緩慢,小功率的設備比較輕巧,可快速移動但切割時間會比較長。工程部被要求來解決這個問題,工程師們陷入了激烈的爭論,最后折中
43、方案似乎占據了上風,那就是降低鋼管彎卷焊接設備的輸出速度。“難道我們非得降低焊接設備的鋼管輸出速度嗎?”總工程師說,“如果將輸出速度降低到1米/秒,我們的生產率將降低一半,根本無法按時交貨?!薄?突然,TRIZ先生出現了。“我們根本不必降低輸出速度,切割工作可以預先來做一部分?!庇谑牵粋€基于不足或超額行動的解決方案產生了。可以事先將帶狀原材料鋼板進行切割,但是不能完全切斷,要保留部分連接以保證彎卷焊接過程中的足夠連接強度,
44、這樣,在后續(xù)切割中,只切斷那部分保留的部位就可以了。最后,以一個振動來實現鋼管的切割,生產效率得到了大幅提升。,(1)將物體從一維變到二維或三維空間【例】螺旋樓梯可以減少占用的房屋面積 (2)將物體用多層結構代替單層結構【例】多碟CD機、立體車庫 (3)使物體傾斜或側向放置【例】自裝自卸車 (4)使用給定表面的反面【例】印制電路板,兩面都焊接電子元器件,,No.17 維數變化,,【例】上海南浦大橋西側螺旋車道,T
45、RIZ故事17——會變身的自行車對很多人來說,學騎自行車可能是件令人煩惱的事,經常會摔倒,尤其是兒童學騎自行車時可能會產生危險?,F在,人們將不再有這種顧慮了。美國帕杜大學的工業(yè)設計師利用維數變化原理發(fā)明出了一種“變身三輪車”,當騎車者加速時,它的兩個后輪會靠的越來越近,而減速或停車時,兩個后輪又會分開,騎車者根本不用擔心車子會側翻。,(1)使物體處于振動狀態(tài)【例】剃須刀(2)對于振動物體,增加其振動頻 率,甚至到超
46、聲波 【例】超聲波可以探傷、測厚、測距、遙控和超聲成像技術【例】超聲焊接、鉆孔、固體的粉碎、乳化 、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌,No.18 振動,(3)使用共振頻率共振有害有利【例】19世紀初,一隊拿破侖士兵在指揮官的口令下,邁著威武雄壯、整齊劃一的步伐,通過法國昂熱市一座大橋。快走到橋中間時,橋梁突然發(fā)生強烈的顫動并且最終斷裂坍塌,造成許多官兵和市民落入水中喪生。后經調查,造成這次慘劇的罪魁禍首,正是共振!因為大隊士兵齊步
47、走時,產生的一種頻率正好與大橋的固有頻率一致,使橋的振動加強,當它的振幅達到最大限度直至超過橋梁的抗壓力時,橋就斷裂了。有鑒于此,所以后來許多國家的軍隊都有這么一條規(guī)定:大隊人馬過橋時,要改齊走為便步走。,【例】如唐代的軍隊中就有一種用皮革制成的叫做“空胡鹿”的隨軍枕,讓聽覺靈敏和睡覺警醒的戰(zhàn)士在宿營時使用,“凡人馬行在三十里外,東西南北皆響聞”?!纠肯覙菲髦械墓缠Q箱、無線電中的電諧振等,就是使系統(tǒng)固有頻率與驅動力的頻率相同,發(fā)生
48、共振。,【例】在建筑工地經??梢钥吹?,建筑工人在澆灌混凝土的墻壁或地板時,為了提高質量,總是一面灌混凝土,一面用振蕩器進行震蕩,使混凝土之間由于振蕩的作用而變得更緊密、更結實。此外,粉碎機、測振儀、電振泵、測速儀等,也都是利用共振現象進行工作的?!纠咳藗円呀涢_始運用音樂產生的共振,來緩解人們由于各種因素造成的緊張、焦慮、憂郁等不良心理狀態(tài),而且還能用于治療人的一些心理和生理上的疾病?!纠苛W蛹铀倨鳎何镔|因為具有波的性質,也就
49、有了頻率。粒子加速器就是運用了這樣的共振原理,把許多小小的“波紋”迭加起來,結果變成很大的“波峰”,可把電子或質子推到近乎光速,在高速的相撞下產生新的粒子來。,(4)使用壓電振動器代替機械振動器【例】石英晶體振蕩驅動高精度鐘表(5)使用超聲波與電磁場振蕩耦合【例】在電頻爐里混合合金,使混合均勻,TRIZ故事18——聰明的測量儀化工廠車間里,一種強腐蝕性的液體裝在一個巨大的容器中,生產時,讓液體從容器流向反應器,但進入反應器的
50、液體量需要進行精確的控制?!拔覀儑L試使用了各種玻璃或金屬制作的儀表,”車間主任對廠長說,“但它們很快就被液體給腐蝕了?!薄叭绻粶y量流量,只測量液體高度的變化怎么樣?”廠長問。“容器很大,高度變化很微小,”車間主任說,“我們無法得到準確的結果,而且容器接近天花板,操作上很不方便。”這似乎是一個難以解決的問題?!?突然,TRIZ先生出現了?!拔覀冃枰慌_聰明的測量儀,”他說,“不是測量液體,而是測量空隙?!庇谑?,一個基于振
51、動原理的解決方案產生了。原來,利用振動的原理,測量容器中液面以上的空氣部分的共振頻率,得到空氣部分的變化量,從而準確推算出液面的細微變化量。,,,(1)用周期性動作或脈動代替連續(xù)動作【例】點焊 【例】警燈(2)對周期性的動作改變其動作頻率【例】用變幅值與變頻率的報警器代替脈動報警器 (3)利用脈動之間的間隙來執(zhí)行另一動作【例】醫(yī)用心肺呼吸系統(tǒng)中,每5次胸腔壓縮后進行1次呼吸,,No.19 周期性動作,TRIZ故事19——兩
52、根繩子在一個空房間里,有一個布娃娃放在窗臺上,兩根細繩從天花板上垂直下來。你的任務是將兩根繩子的下端綁在一起。但是,如果你拿著一根繩子卻夠不到另一根繩子,旁邊沒有人,所以不會得到幫助。當然的想法是讓繩子動起來。但是繩子又輕又軟,根本就動不起來。怎么辦?,突然,TRIZ先生出現了?!翱吹搅舜芭_上的那只布娃娃了嗎?”他說,“用它來解決這個難題。”于是,一個基于周期性動作原理的解決方案產生了。將布娃娃綁在繩子的下端,然后讓繩子在
53、布娃娃的重力作用下形成周期性的擺動,問題就迎刃而解了。,(1)持續(xù)采取行動,使對象的所有部分一直處于滿負荷狀態(tài)(2)消除空閑的、間歇的行動【例】打印機的打印頭在回程過程中也進行打印,,No.20 有效運動的連續(xù)性,TRIZ故事20——穿山甲《先驅者真理》雜志上刊登了一個問題:在地底下可以隨意穿行的車子應該是一個什么樣子的?雜志社收到了很多解答。用一輛拖拉機,前面裝上鏟子,把土挖開形成通道。帶翅膀的車子?!械脑O
54、想基于挖掘原理,將土從車前移到車后,而車后的土,需要運輸處理掉才可以形成通道。車子要達到地下行動自如的目標,看來不大可能實現?!?突然,TRIZ先生出現了。“這是有一定的難度,”他說,“不過是可以實現的,讓我們看看穿山甲是怎么工作的?!贝┥郊状蚨吹脑硎牵簩⑼烈稽c點的用頭拍到隧道壁上,這連續(xù)的有效動作不斷地重復,最后“擠”出一條隧道來?;诖┥郊子行幼鬟B續(xù)性原理的“人造穿山甲”專利在蘇聯誕生,是一種前邊帶有尖錐形的切土器的機
55、器,不僅將土切下來,而且擠拍到隧道壁上去。,以最快的快速完成有害的操作【例】修理牙齒的鉆頭高速旋轉,以防止牙組織升溫被破壞?!纠夸h利的刀子切豆腐,切斷管路的方法,,No.21 緊急行動,TRIZ故事——“磁速”網球拍菲舍爾公司推出的“磁速”網球拍不但不會限制你的正手擊球,反而能擊中最有效的擊球點,你將會體驗到其中的不同。在正常擊球時,球拍的結構在恢復前會稍微變形。然而,一旦擁有“磁速”網球拍,安裝在拍頭兩側的兩個單極磁鐵有助
56、于加快球拍恢復的速度,這樣,球就有了更大的力量可以彈回到球網的方向。德國網球選手格羅恩菲爾德和其他著名選手都使用這種球拍進行比賽。磁鐵就是在瞬間完成的球拍恢復原位的緊急行動。,(1)利用有害因素,特別是對環(huán)境有害的因素,獲得有益的結果【例】垃圾發(fā)電【例】戰(zhàn)國后期的成都平原,洪水泛濫吞沒良田,十年九不收??な乩畋鶠橹卫硭迹珜d建了水利工程都江堰,改變了成都平原水害、旱災交織的局面。,,No.22 變害為利,(2)“以毒攻毒”,將
57、有害作用相結合消除另一種有害因素【例】中醫(yī)里用含有毒性的藥物治療毒瘡、癌癥等疾病【例】法國著名的生物學家巴斯德便是從狂犬的腦組織中分離出狂犬病毒,并把它加以培養(yǎng),制成病毒疫苗,來預防和醫(yī)治狂犬病毒的。(3)加大一種有害因素的程度,使其不再有害【例】逆火滅火燒掉一部分植物,形成隔離帶,防止森林大火蔓延。,TRIZ故事22——渥倫哥爾船長的遭遇渥倫哥爾船長要從加拿大乘雪橇前往阿拉斯加,一個叫“倒霉蛋”的團伙給他買了一只“鹿”和
58、一條“狗”,但他實際收到的不是鹿和狗,所謂的“鹿”實際是牛,“狗”是狼。渥倫哥爾船長并沒有被難住,他變害為利,巧妙地利用牛和狼之間的矛盾關系,順利完成了旅行任務。渥倫哥爾船長將牛和狼一前一后套在雪橇上,受驚嚇的牛拼命的拉著雪橇向前奔,狼想撲牛也拼命地拉著雪橇向前跑。,(1)引入反饋,改善性能【例】聲控噴泉【例】用于探測火與煙的熱/煙傳感器 (2)如果已引入反饋,改變 其控制信號的大小或靈敏度【例】飛機接近機場時,改變自動
59、駕駛系統(tǒng)的靈敏度。,,No.23 反饋,TRIZ故事23——聰明繩索任何一個消防隊員或者攀巖者都可以告訴你,一條簡單的繩子可以救你的命,條件是它不要磨損或突然斷裂。如今科學家研制出了“聰明繩索”,這種智能繩索里面有電子傳導金屬纖維,可以判斷它所承受的重量,如果重量太大,它無法承受,繩索就會向使用者發(fā)出警告。智能繩索還可以用于停泊船只、保護貴重物品或者用于營救行動。聰明的繩索就是在普通繩索上增加了反饋,從而提高安全性。,(1)使用
60、中介物傳遞或完成所需動作【例】用撥子彈琴 (2)使一物體與另一容易去除物暫時接合【例】飯店上菜的托盤,,No.24 中介物,【例】鑄造的砂芯,,TRIZ故事24——膠管上的孔現在需要在一根長膠管上鉆出很多徑向小直徑的標準孔,因為膠管很軟,鉆孔操作起來顯得非常不容易。有人建議用燒紅的鐵棍來燙出小孔。經過嘗試,發(fā)現燙出的小孔很毛糙,而且很容易破損,不能滿足質量要求?!坝袥]有什么號的辦法?”經理問。大家面面相覷。這似乎是一個
61、不容易解決的問題?!?突然,TRIZ先生出現了?!坝幸粋€很簡單的辦法,可以幫助我們完成這項加工?!彼f。于是,一個基于中介物原理的解決方案產生了。先給膠管里面充滿水,然后進行冷凍,待水凍成冰態(tài)時,再進行鉆孔加工。加工完成后,冰會融化成水很容易流出管道。,(1)使物體具有自補充、自恢復的功能【例】自清潔玻璃、自動飲水機 (2)靈活利用廢棄的材料、能量與物質【例】包裝材料的再利用、玉米豐收后秸稈還田,,No.25 自服務,T
62、RIZ故事25——鋼珠輸送管道的難題在一個輸送鋼珠的管道中,拐彎部位在工作一兩個小時后就會壞掉。根本的原因是鋼珠在高速氣體的驅動下,對彎曲部位的管壁進行著連續(xù)撞擊,很快就會撞出一個洞來。管道損壞后必須停止輸送來進行維修,這就影響了生產效率?!翱磥磉€需要一條管道,”工程師說,“當需要維修時,啟動另一條管道來輸送鋼珠。”“兩條管道會增加成本,”經理說,“而且更替管道時仍然會影響生產效率。”這似乎是一個難以解決的難題?!?突然
63、,TRIZ先生出現了?!翱偸切扪a管道不是個辦法,”他說,:“我有一個主意,可以保證管道永遠工作而不必修補?!庇谑?,一個基于自服務原理的解決方案產生了。在拐彎部位的管道外,放置一個磁鐵,當鋼珠到達磁場范圍內時,會被磁鐵吸附到管道內壁上,從而形成保護層。鋼珠的沖擊將作用在由鋼珠形成的保護層上,并不斷補充那些被沖掉的鋼珠。這樣,輸送管道就被完全保護起來。,(1)用簡單的、低廉的復制品代替復雜的、昂貴的、易碎的或不易獲得的物體【例】虛擬
64、駕駛游戲機(2)用光學拷貝或圖像代替實物,可以按比例放大或縮小圖像【例】用衛(wèi)星照片代替實地考察(3)如果已使用了可見光拷貝,進一步擴展到紅外線或紫外線拷貝,,No.26 復制,TRIZ故事26——火車將在5分鐘內開動貨運列車上裝滿了大圓木,檢查員們都正滿頭大汗地測量每根圓木的直徑,以準確計算出圓木體積?!翱磥淼米尰疖囃七t開出,”經理說,“今天我們無論如何都是測量不完的?!薄暗?,火車必須在5分鐘內開出,”站長說?!跋乱涣谢?/p>
65、車正在等待著進站?!比绾谓鉀Q這個問題?大家給出了很多建議,主要的有以下幾個方法。讓更多的人來進行測量,三五百人總可以了吧!通過測量其中一根圓木的直徑,數出圓木總數,相乘后估算總的體積。鋸下每根圓木的一片,稍后進行測量。以上所有的解決辦法,都會帶來另外的其他一些問題。這個問題似乎難以解決?!?突然,TRIZ先生出現了。“這個問題應該這樣解決?!彼f。于是,一個基于復制原理的解決方案產生了。對火車上的圓木進行拍照,然后
66、依據照片進行詳細的分析測量。當然,照片中需要一個精確的參照比例尺。,用便宜的物體代替昂貴的物體,同時降低某些質量要求,實現相同的功能【例】一次性紙杯【例】一次性醫(yī)藥用品,,No.27 廉價替代品(一次性用品),TRIZ故事27——秘密的上油方法將鋼板加溫來軋制鋼管,軋制完成后,需要在冷卻前給鋼管內壁涂上一層均勻的潤滑油。這個涂油工作看起來似乎比較簡單,但是實現起來卻比較復雜。需要設計制造一臺專用的可移動機器進入鋼管內,完成
67、涂油工作。由于是在管內壁作業(yè),是非平面涂油,所以涂油的速度比較慢,導致整個軋制生產的速度下降,影響生產效率。為解決這個問題,專家們開始了研究,但無法得到理想答案。這似乎是一個難以解決的問題。……,突然,TRIZ先生出現了。TRIZ先生給出了一個基于一次性用品原理的解決方案。制作一種上面涂好潤滑油的紙帶,直接貼到鋼板上,紙會在高溫下燃燒,剩下的只有潤滑油了。這個紙帶作為一次性用品,起到均勻分配潤滑油的作用。,(1)用視覺、聽覺
68、、嗅覺系統(tǒng)代替機械系統(tǒng)【例】天然氣中混入難聞的氣體代替機械或電子傳感器來警告人們天然氣的泄漏。(2)使用與物體相互作用電場、磁場及電磁場【例】為了混合兩種粉末,使其中一種帶正電荷,另一種帶負電荷 (3)用動態(tài)場替代靜態(tài)場,確定場替代隨機場(4)將場和鐵磁粒子組合使用【例】鐵磁催化劑,呈現順磁狀態(tài),,No.28 機械系統(tǒng)的替代,TRIZ故事28——敲鐘在瓷器的二次燒制工序之間,要進行檢驗,俗稱“敲鐘”,根據檢驗結果來確
69、定第2次燒制的溫度?!扒苗姟钡墓ば蚴沁@樣進行的:檢驗員用一只特制的小錘輕輕敲擊瓷器,然后根據聲音判斷燒制的程度。由于這個工序對檢驗員的技能要求很高,而且這種人工判斷的方式波動很大,公司決定使用機器人來代替檢驗員的工作。于是,工程師們設計制造了有兩只手的機器人,一只手拿瓷器,另一只手拿小錘。敲擊的聲音通過麥克風來接收,然后傳送到聲音分析儀進行分析判斷。機器人安裝到生產線上后,很快又被搬走,恢復到原來人工檢驗的狀態(tài)。原因是,機器人檢驗
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