创新课期末报告.pdf

创新课期末报告 案例 飞机机翼的声音传感器设计 背景 在客机设备试验中 有一项重要的检测任务 要求在飞机航行过程中对 机翼的声发射进行测量 并且要保证数据的准确性 然而 在实施过程中 受到实验环境的影响 很难在飞机上安装一种精确的传感器 出于安全考虑 当局对在飞机上安装一定重量和体积的实验设备有严格的限制 工程师对此先是提出了两种可能的方法 第一种是电子传感器 系统设计完美 能提供准确的测量 但重量超 过要求 第二种是光学传感器 重量轻但准确度不高 问题讨论 我们想要获得优越的性能 声发射测量的准确性 不幸的是可能会 引发危害 成本或是其他方面的问题 传感器重量增加 这是一对技术矛 盾 当我们试图改变一个技术参数 准确性 是 会造成其他指标 重量 的恶化 反之亦然 起初 工程师在分析问题时 他们的思路被限制在妥协 曲线上 难以自拔 而找到真正有效的办法却应该像其斜下方移动 为了做 到这点 需要好到有效的方案来解决这个矛盾 发现矛盾并找到解决它的方案是 triz 最精要的部分 任何问题都包含 了至少一个以上的矛盾 我们的任务就是要想办法解决它 在这个案例中 如果能释疑测量准确性与传感器质量大小之间的制约干系 就能设计出更好 的方案 针对这个案例中的问题 我们试图找到 一种传感器能提供准确的声发射测量 电子传感器测量精度高但较 重 一种传感器重量比较轻 光学传感器较轻但测量精度不高 理想的传感器的解决方案应该是在保证测量结果准确的情况下 自身 的重量较轻 乍一看 这样的结果似乎不现实 我们不妨将这个疑惑搁置 沿着 TRIZ 系统解决问题的思路 看看是否能找到矛盾的解决方案 即便没有很大的把 我 当然 这种潜在的方案在呢能够实现我们的既定收益的同时 减少危害 不会有额外的成本产生 只要一开放的思维面对世界一直的解决办法 就能 最终找到合理的解决方案 问题处置 矛盾矩阵法 这种方法吸收了当今世界解决问题的相关经验 特别是 解决这类矛盾的有效做法 对我们所面临的问题会有很大的帮助 解决问题 的程序如下 步骤一 发现矛盾 并按照技术参数的性质进行归类 步骤二 借助矛盾矩阵 找到世界上能够解决此类矛盾的方法 机器 所采用的发明原则等 步骤三 把上一步骤所得的发明原理应用于具体问题 据此 我们可 以获得大量的备选方案 并从中选取最适合的一种 应用到本案中 第一步 发现矛盾 Triz 处理的矛盾分为两种 意识技术矛盾 另一个是物理矛盾 技术 矛盾是系统中两个参数相互制约而产生的 如本案例中的折发射测量与准确 性 物理矛盾是有系统中同一技术参数引起的 比如一把雨伞在使用时要大 不用时则要小 在定义矛盾的过程中 在正常的情况下 建议进行多方面的尝试 设 想更多的可能性 切忌在一棵树上吊死 比如 我们发现本案例这里存在两种矛盾 比如 我们想要传感器测量非常 准确 但不想它太重 对于这样一个矛盾 需进一步提问 为什么传感器比 较重 答案可能是为了获取足够的能量 这样一来变衍生出另外一对矛盾 即 我们需要传感器的测量结果非常准确 担忧不想它拥有太大的功率 第二步 使用矛盾矩阵 在使用矛盾矩阵之前那 有必要将实际问题的参数 传感器衡量的准 确性 重量和能量 与 TRIZ 矛盾矩阵中的一般技术参数进行匹配 从一定程度上讲 实际问题的参数与 39 个技术参数之间的对应关系 有些微妙 矛盾矩阵中的参数是一般意义上的表述 需要仔细地斟酌和思考 才能把 现实世界 中的问题参数与矛盾矩阵中的参数对应起来 在这个案 例中 这样的匹配关系似乎不那末困难 可直接应用 参数 28 测量精度 与声发射测量的准确性比较吻合 参数 1 运动物体重量 与传感器的重量比较吻合 参数 21 功率 与传感器要求的能量比较吻合 对照实际问题与矛盾矩阵中的参数 便形成了一下俩都一技术矛盾 1 测量的准确性与运动物体重量 2 测量准确性与功率 利用矛盾矩阵就能找出处理这两队技术矛盾所需要的发明原则 第一个矛盾 参数改善 改善一个方面 量准确性 参数恶化 防止另一个方面恶化 运动物体重量 矛盾矩阵给出了 4 条发明原则 他们能很好滴解决这对矛盾 在提升 测量准确性的同时 不会造成运动物体 传感器 重量的增加 处理 衡量准确性与运动物体重量 这对技术矛盾的 4 条发明原则包括 32 改变颜色 35 改变参数 26 防制 28 替代机械系统 第二个矛盾 参数改善 改善一个方面 测量准确性 参数恶化 防止另一个方面恶化 功率 不想让传感器拥有太大的功率 针对 测量准确性与功率 这对技术矛盾 矛盾矩阵给出了以下三条 发明原则 3 局部质量 6 多用行 32 改变颜色 第三部 应用所建议的发明原则 从矛盾矩阵找到一般的发明原则后 接下来的任务就是把这些原则应 用到具体的问题上 这就是 triz 解决矛盾的一般程序 从具体问题出发 通 过抽象和概括成一般性概念 问题 0 寻访一般性解决方案 最后将这些一 般性方案应用到具体问题上 在处理以上两队技术矛盾 测量准确性与运动物体重量 测量准确性 与功率 的发放中 同时涉及到第 32 条发明原则 改变颜色 因此 可 以把它作为解决问题的一个重要的切入点 改变颜色的内涵包括 1 改变物体的颜色或者它的外部环境 2 改变 物体的透明度或他的外部环境 3 为了提升对不可见物的观察能力 使用颜 色添加剂或者冷光元素 4 改变物体的辐射率以增加热辐射 接下来的任务就是要深入理解改变颜色的发明原则 这一 i 但非常重 要 因为 40 条发明原则犹如一些便于查找的标签 在正式运用之前俺必须 对它们做深入地解读 在本案中需要了解改变颜色的区域 对象 物体本身 还是环境 技术 方法等 需要在较宽的范围内掌握有关知识 在改变颜色这个发明原则的引导下 案例中 研发团队发明了一种新 型压电式传感器 它采用了一种电致变色材料 吧从电子感应器上接受的信 号转化成颜色 并通过光纤进行传到 输送到数据库中 对于所需的材料 工程师通过研究现有的伪装术及应用 很快找到了解决方案 这一案例说明 triz 能够帮助我们以最快的速度找到正确的