0TRIZ法(发明问题解决理论)

1科技创新思维方法第1章TRIZ法根本思想和体系1-13第2章专利分级与系统进化S曲线14-26第3章技术系统进化及抱负化27-48第4章物理冲突与技术冲突解决原理49-135第5章物质-场模型分析135-170第6章ARIZ算法简介第7章TRIZ法的产生和进展2名目1.1TRIZ法理论的由来及其根本思想 1.2TRIZ法的定义 1.3TRIZ法体系构造 1.3.1理论根底 1.3.2TRIZ法问题分析工具 1.3.3基于学问的问题解决工具 1.4TRIZ法问题解决流程 1.5TRIZ法中的科学思想和思维 3第1章TRIZ法根本思想和体系“TRIZ”一词是俄文“制造问题解决理论”的首字母缩写，英文名称为TheoryofInventiveProblemSolving。自从1946年以来，以为首的专家，经过对250万份专利文献的争论觉察，一切技术问题在解决过程中都有肯定的模式可循，可对大量好的专利进展分析并将其解决问题的模式抽取出来，为人们进展学习并获得创新制造的力量供给参考。经多年搜集、分析、比较和归纳，这一争论建立了一整套体系化的、有用的制造问题解决方法，这就是所谓的TRIZ法理论。41.1TRIZ法理论的由来及其根本思想51.1TRIZ法理论的由来及其根本思想世界专利及技术信息解决问题过程的发现自然科学知识TRIZ法理论概念：资源的发现描述发明级别划分技术进化模式理想化工具及模型技术系统中的矛盾39个通用工程参数40条发明创新原理物–场分析模型76个标准解效应知识库ARIZ算法1．TRIZ法是一种基于学问的方法。①解决制造问题启发式的学问②承受自然科学及工程技术中的效应学问③技术问题领域的学问2．TRIZ法是面对人的方法，而不是面对机器。3．TRIZ法是系统化的方法。4．TRIZ法是制造问题解决理论。61.2TRIZ法的定义

71.3TRIZ法体系构造理论基础

冲突分析40条发明创新原理建议方案物质–场分析ARIZ算法分析76个标准解需求功能分析效应知识库

技术系统进化模式

问题分析分析工具基于知识的工具结论矛盾矩阵技术系统的进化模式是TRIZ法理论的根底，该模式包含用于工程技术系统进化的根本规律，理解这些模式可以帮助人们形成对问题进展轨迹的总体概念，得到其进展前景的正确推断，从而增加人们解决问题的力量。任何领域的技术产品都与生物系统一样，存在着产生、生长、成熟、年轻和灭亡的产品进化规律，把握了这些进化规律，人们就能能动地进展产品的创新设计开发并能猜测产品的将来趋势。就像伴随着人类历史进展的计算技术一样，先是算盘的制造、推广和广泛运用，到达珠算技术的成熟。但随着计算机的消失，由于技术有了革命性进展，算盘技术也就走向年轻和灭亡。81.3.1理论根底1.冲突冲突分析2.“物质-场”分析3.ARIZ算法4.需求功能分析91.3.2TRIZ法问题分析工具FS1S2

物质－场模型1.40条制造创新原理2.76个标准解不转变或仅少量转变已有系统〔13种〕转变已有系统〔23种〕系统的传递〔6种〕检查与测量〔17种〕简化与改进策略〔17种〕3.效应学问库101.3.3基于学问的问题解决工具111.4TRIZ法问题解决流程1．冲突对立与统一TRIZ法认为，冲突是普遍存在的。冲突对立统一是辩证对待冲突的科学观点。冲突的解决是推动系统进化的唯一途径。2．系统论系统应相对其环境独立，与环境有肯定的边界，保持稳定。系统得到输入量，经过系统的处理，向外输出输出量。系统内部有功能组元和物理组元，物理组元是功能组元的载体，组元间网络状的联系和互动构成简单而有序的系统，以到达最终有目的的转变输入量的目标。121.5TRIZ法中的科学思想和思维3．规律三法〔1〕比较分类法〔2〕归纳法1〕通过归纳找到普遍规律2〕通过归纳提出科学的假说和猜测3〕通过归纳指导科学试验〔3〕分析法1〕系统分析法2〕功能构造分析法3〕组成组元分析法131.5TRIZ法中的科学思想和思维2.1专利的等级划分 2.2技术系统进化S曲线 2.2.1技术系统介绍 2.2.2系统进化S曲线2.2.3技术进化S曲线的运用2.2.4系统进化多维S曲线2.2.5系统进化多维S曲线的运用14第2章专利分级与系统进化S曲线 级别创新程度比例知识来源试错法求解的试错数量1简单的解32%个人知识102少量的改进45%个人＋部门知识1003根本性的改进18%行业内的知识10004全新的概念4%跨行业跨学科的知识100005发现<1%所有已知的知识或新知识10000015专利的等级划分2.2.1技术系统介绍全部实现某个功能的事物可称为技术系统。一个技术系统可以包含一个或多个执行自身功能的子系统，子系统又可以分为更小的子系统，始终到分解为由元件和操作构成。一个整体技术系统，由于争论的需要也可以视为更大环境下的子系统，系统的更高级系统称为超系统。162.2技术系统进化S曲线172.2.2系统进化S曲线18产品的进化曲线19产品的进化曲线族S曲线表示出系统或产品的进展阶段。1.当产品处于婴儿期时，企业应当权衡一下自身的实力和产品的进展潜力以及婴儿期企业为之丧失的其他时机。2.进入成长期阶段时，企业应加大产品的投入，为产品赢得尽可能多的技术支持、法律支持、客户支持，使其尽快进入成熟期，更远的摆脱竞争对手，确定时机上的优势，以便获得最大的经济效益。202.2.3技术进化S曲线的运用3.当产品处于成熟期阶段，产品的边际收益已经下滑，此时将会依靠规模来得到更高的收益，此时的市场一般会被几家企业所垄断，新企业只有另辟蹊径才能打入市场。处于此状况下的企业应当居安思危，进展产品关键替代技术的争论，以应对将来市场的竞争。4.处于退出期的产品，很快就会被新产品超越，被旧客户抛弃，它们是企业利润的吸血鬼，应尽快淘汰。212.2.3技术进化S曲线的运用图中的曲线表示为空间曲线，1、2、3分别代表不同进展轨迹的曲线族。点A为系统初始状态，点B为系统目标状态。从图中可以看到，通过1、2、3等多条途径均可以从A点到达B点。每一条途径都代表了某个技术路线，都有其自己的S曲线进展轨迹。只是进展的速度和在同一时刻满足人类需要的程度不同。222.2.4系统进化多维S曲线以下图分别表示了BP机和手机、随时代进步在通信准时性和市场大小方面的变化23系统进化多维S曲线——通讯工具以下图表示交通工具随着时代进步在运输速度和技术综合水平方面的变化24系统进化多维S曲线——交通工具1.企业战略的选择不管是二维还是多维的S曲线，其最大的一个作用就是反响技术和产品所处的生命周期，从而为企业战略的选择供给参考。2.技术方向的选择多维S曲线最利于技术方向的选择。通过分析S曲线族的走势，同时协作曲线族对应的市场反响，可以找准此技术的核心进展路线，同时也可以找到肯定时期内消费者最认同的技术方向。252.2.5系统进化多维S曲线的运用3.专利的布局对于已经拥有技术实力的企业，可以通过对S曲线图的分析，猜测将来技术的进展方向以及技术进展的扩展领域，从而不仅可以让自己的研发紧跟技术的进展方向，还能够安排余力进展扩展领域的争论。4.消费者习惯的培育为了消退人们对新事物新产品的承受的滞后时间差，到达最正确的经济效益，企业可以依据S曲线图，猜测技术的进展方向，结合企业战略，在现阶段就开头设计将来某个时间段的产品。262.2.5系统进化多维S曲线的运用3.1技术系统和产品进化简介3.2技术系统进化模式3.2.1模式一技术系统的生命周期 3.2.2模式二增加抱负化水平3.2.3模式三系统不均衡进展导致冲突消失3.2.4模式四增加动态性和可控性 3.2.5模式五技术集成以增加系统功能3.2.6模式六系统元件的匹配与不匹配3.2.7模式七系统由宏观向微观进化3.2.8模式八提高自动化程度和智能化程度3.3技术系统进化综合运用27第3章技术系统进化及其模式分析任何领域产品都与生物一样，存在着产生、生长、成熟、年轻、和灭亡的进化规律。把握了这些规律，人们就能能动地进展产品的设计开发，有目的地制定技术改进和创新方向，猜测产品当前和将来的地位趋势。TRIZ法进化理论把技术的进化分为新制造、技术进步和技术成熟三个阶段，并将产品分为婴儿期、成长期、成熟期和退出期四个阶段。283.1技术系统和产品进化简介模式一技术系统的生命周期模式二增加抱负化水平模式三系统不均衡进展导致冲突消失模式四增加动态性和可控性模式五技术集成以增加系统功能模式六系统元件的匹配与不匹配模式七系统由宏观向微观进化模式八提高自动化程度和智能化程度293.2技术系统进化模式其次章中已经有具体的介绍。需强调核心技术与关键技术的区分。在现有的产品S曲线的根底上，假设对产品中的关键技术作改进和创新，会形成新一轮的S曲线，屡次关键技术创新会形成多个S曲线，形成在同一核心技术支持下的所谓S曲线族。但一旦核心技术发生变化，就应当形成新的产品，形成新的S曲线，并依靠相应的自有的关键技术的进步，形成新的S曲线族。303.2.1模式一技术系统的生命周期1.抱负化与抱负解2.抱负化程度评价3.抱负化法则4.抱负化设计案例313.2.2模式二增加抱负化水平抱负化定义：一个技术系统，从某一起点向最终结果进化，是一个逐步抱负化过程。抱负化目标：制造创新的抱负状态是抱负解的实现，尽可能地使产品接近于抱负解是产品创新的指导思想。抱负化特点：是对客观世界中所存在物体的一种抽象，这种抽象在客观世界并不存在，又不能通过试验验证。抱负化是真实物体存在的一种极限状态，只能够无限的接近但是不能到达。抱负状态的设想可以帮助去除其他繁杂的干扰因素，从而更加专注到冲突和进展本身，有利于解决方案的快速寻求。例如物理学中的抱负气体，几何学中的点与线，材料学的抱负晶体构造等。32抱负化与抱负解抱负化分为局部抱负化和全局抱负化两类。1.局部抱负化是指对于选定的原理，通过不同的实现方法使其抱负化。如用太阳光来加热容器中的水，就成为太阳能热水器。但在这一原理下，人们实行了多种不同的关键技术，如加热面镀膜，光能可进不行出等，造就了市场上数十种不同的产品，并不断进化。2.全局抱负化是指对同一功能，通过选择不同的原理使之抱负化。如太阳能的利用可有多种途径，奥林匹克竞赛圣火用透镜聚焦方式，把光线聚焦到一个点上，光的高能量使物质燃烧，光能转化为化学能。随着现代科技进展，消失了光伏电池，把太阳光能转变为电能。33抱负化分类局部抱负化与全局抱负化局部抱负化加强通过参数优化、采用更高级的材料、引入附加调节装置等加强有用功能的作用。降低通过对有害功能的补偿，减少或消除损失和浪费，采用更加便宜的材料、标准零部件等。通用化采用多功能技术增加有用功能的个数。专业化突出功能的主次。全局抱负化取消子功能在不影响主要功能的前提下，去掉中性的及辅助的功能。取消子系统如果采用某种可用资源后可省掉辅助子系统，可降低系统成本。改变原理改变已有系统的工作原理，可简化系统或使过程更为简便。34抱负化是追求抱负解的过程。抱负解的特点①消退原有系统的缺点②保存并进展原有系统的优点③不导致系统的简单化④不导入新的缺点35抱负化程度评价(抱负化公式〕MaxMAXS抱负化过程是有规律的，是有肯定的法则可以参考的。常用的抱负化法则有：法则1：去除帮助功能法则2：去除一些元件法则3：识别自效劳法则4：替换零部件法则5：转变操作原理法则6：利用资源36抱负化法则抱负化实现的四个步骤：第一步：描述需要改进的特地技术系统的现有性能；其次步：描述某共性能的抱负化设想；第三步：依据个人阅历和抱负化设想从上述已抽象出来的六种抱负化法则中选定几种法则；第四步：把第三步选定的法则具体化到特地具体的技术系统，并依据本文已表达的抱负化的四个特性来判定其解的有效性。37抱负化设计案例随着跳高技术的进步，跨越式、剪式、滚式、俯卧式和背越式等不同的跳高姿势获得的高度是不一样的，如下图：38案例一跳高运动的抱负化背景：有梭织机构造简洁、造价廉价，但梭子从运动耗能太大，能占到整台织机能量消耗的60%。结论：织机引纬抱负化的目标是尽可能降低梭子的质量，甚至不要梭子。抱负化进步：首先消失了剑杆或片梭代替传统梭子，大大降低了质量。进而摈弃了梭子，制造了喷气和喷水引纬技术，利用气流和水流携带纬纱通过整个布面，不仅节省了能量、削减了噪声，还大大提高了入纬率。如喷水织机入纬率可高达1300m/min，而有梭织机最高也仅能到达600m/min。39案例二织机引纬工作的抱负化背景：电子具有电荷特性同时具有自旋特性。电荷特性用于电信号的传输和能量的传递，自旋特性用于存储材料的制备等等。但是两个特性的综合运用很晚才消失。方法：科研工作者运用抱负化方法，首先假设材料到达抱负状态，即材料中杂质不予考虑，材料性能稳定，四周环境完全抱负状态。依据抱负状态的条件争论觉察，由于其独特的电子自旋和电荷效应的同时运用，电阻率可以随着外磁场的变化产生很大的变化，具有巨磁阻效应。与非铁磁材料结合，能够制备很多开创性的电子元器件。40案例三巨磁阻材料的觉察与运用缺少任何一个局部，系统就不能成为一个完整的系统；假设系统中任一局部失效，整个技术系统就无法“幸存”，任何一个局部的薄弱环节都将使整个系统性能的提高受到限制。系统均衡进展，有助于确定更好发挥系统功能的改进方向，从而少走弯路节省时间和资源。同时利用它可以对冗杂的系统进展简化。在经济学中有短板理论。指出木桶的装载量由其最短的一块木板打算。这两种理论有异曲同工之妙。413.2.3模式三系统不均衡进展导致冲突消失1.提高构造柔性刚体——单铰链——多铰链——柔性体——液体、气体——场2.提高可移动性如凳子——转椅——滚轮椅。如固定式民居——车载式民居——房车3.提高可控性通过可控性增加，系统能够向着更易操作，更智能的方向进展42模式四增加动态性和可控性技术系统常通过先增加元件提高系统功能，然后再渐渐简化。如：双体船可增加稳定性组合音响将收音机、磁带机、VCD集成为一个多功能系统。电子芯片上元器件的集成大大提高了运算存储功能材料科学中的自旋器件集成，将单位面积的信息存储力量从几GB扩大到几百GB。433.2.5模式五技术集成以增加系统功能系统元件可承受匹配也可不匹配来改善系统功能，消退负面效应。如匹配：一辆车上安装四个一样的车轮；机械系统中的主要元件的应有一样的寿命设计不匹配：赛车的前轮小后轮大，便于加速。机械系统中的安全销钉，电气装置中的保险装置等。这种不匹配使机电系统运行更安全。443.2.6模式六系统元件的匹配与不匹配技术系统总是趋于从宏观向微观进化。如：灶具初始烧木材，然后变为烧煤、烧气，后来消失电加热灶具、电磁炉、微波炉。电子元器件从最初的真空管到晶体管到集成电路。播放器从开头的浩大体积的录音机到后来巴掌大小的随身听、便携CD机到手指大小MP3，到可以放在耳朵旁的耳环播放器。453.2.7模式七系统由宏观向微观进化通过提高自动化程度可以由系统代替人完成各种繁重、乏味的工作。如：最初洗衣都用搓衣板，后用洗衣机，并先后消失单缸、双缸、全自动洗衣机。机器人智能化程度的日益提高，在一些场合已经可以代替人进展工作。目前对机械和电气电子产品常常使用遥控器来掌握，或编写操作程序掌握，大大减轻了人的体力劳动和脑力劳动。463.2.8模式八提高自动化程度和智能化程度利用技术系统进化规律进展产品设计可以有如下步骤：1．分析具体技术系统的现状提出问题。2．搜集市场同类系统的以下四方面数据并绘制曲线：本类系统历年获得有关的专利数量，本类系统历年获得有关的专利中，各专利所处技术水公平级〔分为五级〕，本类系统产品历年市场的销售状况和利润状况，本类系统历年性能指标进步的状况。473.3技术系统进化综合运用3．依据上述资料，分析得出本系统在技术进化S曲线中的地位，是处于婴儿期，成长期，成熟期的哪一个时期，评判是否有进化的必要。4．依据技术进化八项模式，考虑实现系统进化的途径。选定阶段性的抱负化目标，物色系统中相关的关键技术做创新改进。5．对解决方案和解决效果进展评估，把技术创新转化为产品创新，确定后期进展方向。483.3技术系统进化综合运用4.1冲突的概念及分类 4.2物理冲突及其解决原理 4.3技术冲突及其解决原理 4.4冲突矩阵及其应用 4.4.1冲突矩阵的构造 4.4.2冲突矩阵的应用 4.4.3技术冲突解决方法实际应用举例 4.5TRIZ法技术冲突和物理冲突解的根本思路 4.640条制造创新原理的使用窍门 49第4章物理冲突与技术冲突解决原理冲突普遍存在于各种产品或技术系统中。技术系统进化过程就是不断解决系统所存在冲突的过程。冲突的类型：504.1冲突的概念及分类所谓物理冲突是指为了实现某种功能，一个子系统或元件应具有某种特性，但该特性消失的同时会产生与此相反的不利或有害的后果。物理冲突一般来说有两种表现：一是系统中有害性能降低的同时导致该系统中有用性能的降低；二是系统中有用性能增加的同时导致该系统中有害性能的增加。514.2物理冲突及其解决原理类别物理矛盾几何类长与短圆与非圆对称与非对称锋利与钝平行与交叉窄与宽厚与薄水平与垂直材料类多与少密度大与小导热率高与低温度高与低能量类时间长与短黏度高与低功率大与小摩擦系数大与小功能类喷射与堵塞运动与静止推与拉强与弱冷与热软与硬快与慢成本高与低52常见的物理冲突序号解决方法应用举例1矛盾特性的空间分离用齿形带进行运动传递可降低因齿轮啮合运动产生的噪声。2矛盾特征的时间分离折叠式自行车在行走时体积大，在储存时因折叠体积变小。3不同系统或元件与另一系统相连轧钢时，传送带上的钢板首尾相连，使钢板端部保持一定温度。4将系统改为反系统，或将系统与反系统相结合为防止润滑系统渗漏，常采用密封装置。5系统作为一个整体具有特性+B，其子系统具有特性－B链条与链轮组成的传动系统是柔性的，但每个链节却是刚性的。6微观操作为核心的系统微波炉可代替电炉加热食物。7系统中一部分物质的状态交替变化运输时氧气处于液态，使用时处于气态。8由于工作条件变化使系统从一种状态向另一种状态过渡形状记忆合金管接头在低温下很容易安装，而常温下不会松开。9利用状态变化所伴随的现象一种输送冷冻物品装置的支撑部件是由冰制成的，在冷冻物品融化过程中能最大限度地减少摩擦力。10用两相的物质代替单相的物质抛光液可由一种液体与一种粒子混合组成。11通过物理作用及化学反应使物质从一种状态过渡到另一种状态为了增加木材的可塑性，可将木材注入含有盐的氨水。53物理冲突的解决方法〔11种表示法〕1.空间分别：将冲突双方分别在不同的空间，以降低解决问题的难度。当系统冲突双方在某一空间只消失一方时，空间分别是可能的。举例：测量海底时，将声纳探测器与船体空间分别，用以防止干扰，提高测试精度。又如在快车道上方建立人行天桥，车流和人流各行其道，实现空间的分别。2.时间分别：将冲突双方分别在不同的时间，以降低解决问题的难度。当系统冲突双方在某一时间只消失一方时，时间分别是可能的。举例：将飞机机翼设计成可调的活动机翼，以适应在飞行中各个时间段的不同要求。又如为了解决用电顶峰期电能紧缺的冲突，进展时间分别，用电低峰时降低电价，鼓舞人们低峰时间用电。54物理冲突的解决方法〔4种表示法〕3.条件分别：将冲突双方在不同的条件下分别，以降低解决问题的难度。当系统冲突双方在某一条件性下只消失一方时，条件分别是可能的。举例：将水射流条件分别，赐予不同的射流速度和压力，即可获得“软”的或“硬”的不同用途的射流，用于洗澡按摩或用作加工手段甚至用于武器。4.整体与局部分别：将冲突双方在不同的层次分别，以降低解决问题的难度。当系统冲突双方在系统层次只消失一方时，整体与局部分别是可能的。举例：承受柔性生产线，以满足群众化和共性化市场需求的不同要求。55物理冲突的解决方法〔4种表示法〕1.冲突元素是通用工程参数，不同的设计条件对它提出了完全相反的要求。例如，对于建筑领域，墙体的设计应当有足够的厚度以使其牢固。同时，墙体又要尽量薄以使建筑进程加快并且总重比较轻。2.冲突元素是通用工程参数，不同的工况条件对它有着不同的要求。例如，某个装置要实现温度到达100℃，又要实现温度到达200℃；灯泡的功率既要是25W，又要是100W。3.冲突元素是非工程参数，不同的工况条件对它有着不同的要求。例如，冰箱的门既要常常翻开，又要常常保持关闭；道路上既要有十字路口，又要没有十字路口；歌咏竞赛的奖项既要设立得多，又要设立得少等。56物理冲突的类型这是古时候的一个神话故事。有一次土地爷外出，临行前叮嘱他的儿子替他在土地庙“当值”，并且肯定要把前来祈祷者的话登记来。他走后，前前后后来了四个祈祷者——一位船夫祈祷赶快刮风，以便乘风远航；一位果农祈祷别刮风，避开把快成熟的果子给刮下来；一个种地的农民祈祷抓紧下雨，以免耽误播种的季节；一位商人祈祷千万别下雨，以便趁着好天气带着大量的货物赶路。这一下子可难住了土地爷的儿子，他不知该怎么办才能满足这些人们的彼此不同的要求，只好把全部祈祷者的话都原封不动地记了下来。57例1：土地爷的哲学很快，土地爷回来了，看了儿子的记录，哈哈一笑说，别愁眉苦脸了，照我的方法做就是了，确定能满足他们各自的要求。土地爷提笔在上面批了四句话：刮风莫到果树园，刮风河边好行船；白每天晴好走路，夜晚下雨润良田。如此一来，四个不同的祈祷都如愿以偿、皆大快乐。其实，土地爷的前两句话说的是风的“空间分别”，后两句话说的是雨的“时间分别”。58土地爷的方法某欧洲鞋业公司生产一种知名品牌的运动靴。为了节省生产本钱，该公司把生产地点转移到了东南亚某个国家。刚开头时生产工艺和质量掌握得特别严格，一切似乎都很顺当。但是没有过多久，问题消失了，治理者很快觉察少数当地工人有偷靴子的行为。治理者曾屡次公开警告，包括使用降薪、开除等治理手段，但始终难以奏效。我们现在来分析一下这个欧洲鞋业公司遇到的问题。生产过程需要降低本钱，因此需要让东南亚国家的当地人生产靴子，但是由于有当地工人偷靴子，所以又不能让当地工人生产靴子。在这里，“既要”又“不要”让当地工人生产靴子的冲突消失了，这是一个典型的物理冲突。59例2：一个欧洲鞋业公司遇到的难题解决这个冲突的资源，实际上就是在这双靴子的本身。在询问了技术创新专家以后，这个欧洲鞋业公司选择了如下的生产方案。生产地点还是选择在东南亚，但是，在某个国家生产左靴子，在另外一个国家生产右靴子，在第三个国家生产靴带子。对于生产地点来说，应用的空间分别原理；对于靴子来说，应用的是整体与局部的分别原理。此后，工人偷靴子的现象根本上就杜绝了。同理，在生产诸如枪械等军工产品的时候，也常常承受把枪栓、撞针等零部件异地生产的方法，以避开在某一地枪支零部件丧失以后被窃贼装成整枪的危急。60鞋业公司的解决方法分析问题：燃具工作时燃气的输入大小希望可控，从而削减能源的铺张。当加热锅时，应加大燃气输入量，当锅是空的或锅不在位置时，应仅输入少量燃气，起保温或保持炉火燃烧的功能。物理冲突提取：依据条件的不同，希望燃气输入可大可小，构成物理冲突。61例3：燃灶燃气输入掌握使用分别原理中的条件分别原理来解决。1.当锅被取走或锅内食物较轻时，移动杆受弹簧推力向上移动，移动杆上的掌握孔与输气管道上的孔几乎封合，燃气输入会变小。2.当锅内装有食物放在此燃具上时，移动杆受锅的重力下移量增加，掌握孔与主管上的孔口相连局部变大，输气量也随之变大。62燃灶燃气输入掌握方法北京的公交目前存在的问题：单路车因路线长而总是不按时到达。多路车在一条线上拥堵占道。单路车为保证时间间隔短大量配车,而除上下班时间外,开只有几人乘坐的空车。每个等车站很长，很乱，一来车，可以坐这路也可坐哪路，跑来跑去。站牌太多，字太小，有时两个远离的牌子看起来很困难。有时一个红绿灯口两边有不同的车，来回走。63例4：北京公交系统TIRZ法分析解决：空间上分别：专用公交线。就像路上的无轨“铁路”。时间上分别：顶峰时段每3min发一次车，低谷时段每10min发一次车。整体与局部的分别：局部单位可在上下班时租用专线公交车作班车。基于条件的分别：设立公交车停车港湾，削减公交车停车时造成的道路拥堵。64北京公交系统的解决方案冲突表达：工程技术人员需要单独工作，便于静心思考提高工作效率；同时需要他们一起工作，便于沟通想法，相互学习和促进。构成物理冲突。1.时间分别1〕咖啡间歇寻常各人单独工作，每天上下午有咖啡间歇，大家休息和沟通。2〕弹性工作制每人每天工作8小时，不限时间段，但每天下午必需上班，保证见面和沟通时间。65例6：治理问题3.空间分别设置小办公室和大会议室。或者大办公室中设置挡板隔成相对单独的办公空间。4.基于条件的分别小型家庭办公如soho，大家在网络上沟通并随时上交工作结果，定期到公司沟通与接收新任务。5.整体与局部分别领导使用单独办公室，一般职员集体办公。66物理冲突和技术冲突是可以彼此转换的。通常来说，很多技术冲突，经过分解和细化，最终都转化成为物理冲突。4个分别原理与40条制造创新原理的对应67物理冲突和技术冲突的联系分离原理发明原理序号空间分离1、2、3、4、7、13、17、24、26、30时间分离9、10、11、15、16、18、19、20、21、29、34、37整体与部分分离12、28、31、32、35、36、38、39、40基于条件的分离1、7、25、27、5、22、23、6、8、14、25、35、13技术冲突表现为：①在一个子系统中引入一种有用功能后，会导致另一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；②一种有害功能会导致另一子系统有用功能的减弱；③有用功能的加强或有害功能的减弱使另一子系统或系统变得简单。684.3技术冲突及其解决原理TRIZ法通过对百万件专利的具体争论，提出用39个通用工程参数来描述技术冲突。在实际应用时，首先要把组成冲突双方的性能用该39个通用工程参数来表示，这样就将实际工程技术中的冲突转化为一般的标准的技术冲突。TRIZ法争论人员在对全世界专利进展分析争论的根底上，提出了40条解决技术冲突的制造创新原理。这两表是解决技术冲突的关键，但由于篇幅的原故在此不详列。可见TIRZ法浅谈教程第四章同样位置。6939个通用工程参数与40个制造原理TRIZ法解决问题流程大致分为四步：1.对待解决的实际问题作详尽的分析并提取存在的冲突，2.将该冲突转化为TRIZ法中的某种通用问题模型，3.利用TRIZ法工具得到TRIZ法供给的通用形式的解，4.把TRIZ解具体化为针对该实际问题的具体解。704.4冲突矩阵及其应用

冲突矩阵是用39个通用工程特征参数组成的39×39正方矩阵。该矩阵的行是按39个通用工程特性参数依次排列，代表工程参数需要改善的一方；该矩阵的列也是按39个通用工程特性参数依次排列，代表工程参数可能引起恶化的一方。矩阵元素用Mi-j表示，其下标i表示该元素的行数，下标j表示该元素的列数。由于冲突不行能由自身造成，行与列号一样〔i=j〕的矩阵元素Mi-j为空集，用“＋”表示；假设i≠j时，矩阵元素为空集，指这两个特征参数间不构成冲突，或是存在冲突但尚未找到适合的解，用“－”号表示；假设i≠j时，矩阵元素Mi-j为非空集，其数值为解决所在的行与列通用工程特征参数所产生的技术冲突的相关制造创新原理的编号，可在技术冲突矩阵表中找到。714.4.1冲突矩阵的构造724.4.1技术冲突矩阵表〔局部〕恶化的技术特性改善的技术特性1运动物体重量2静止物体重量3运动物体长度4静止物体长度5运动物体面积。。22能量的损失。。30物体外部有害因素作用的敏感性。39生产率

1运动物体重量+-15,829,34-29,3738,346,1234,1922,2118,2735,324,37

2静止物体重量-+-10,129,35-18,1928,152,1922,71,2815,35

3运动物体长度8,1529,34-+-15,174735,91,1517,2414,428,29

4静止物体长度35,2840,29-+-6,281,1830,147,26

5运动物体面积2,1729,4-14,1518,4-+15,1730,2622,2328,110,2634,2

33可操作性25,215,136,131,251,1713,12-1,1713,16219,132,2528,3915,12839生产率35,2624,3728,2715,318,428,3830,714,2610,2634,3128,1029,522,3513,24-

734.4.1技术冲突矩阵表〔局部〕39个技术特征参数741.运动物体的重量2.静止物体的重量3.运动物体的长度4.静止物体的长度5.运动物体的面积6.静止物体的面积7.运动物体的体积8.静止物体的体积9.速度10.力11.应力或压力12.外形13.构造稳定性27.牢靠性28.测试精度29.制造精度30.物体外部有害因素作用的敏感性31.物体产生的有害因素32.可制造性33.可操作性34.可修理性35.适应性及多用性36.装置的简单性37.监控与测试的困难程度38.自动化程度39.生产率14.强度15.运动物体作用时间16.静止物体作用时间17.温度18.光照度19.运动物体的能耗20.静止物体的能耗21.功率22.能量损失23.物质损失24.信息损失25.时间损失26.物质或事物的数量第一步，分析问题，找出可能存在的技术冲突，最好能用动宾构造的词来表示冲突。其次步，针对具体问题确认一到几对技术冲突，并将冲突的双方转换成技术领域的有关术语，进而依据有关术语在TRIZ供给的39个通用工程特性参数中选定相应的工程参数。第三步，依据相冲突的通用工程参数编号i和j，在冲突矩阵中找到相应的矩阵元素Mi-j，该矩阵元素值表示40条制造创新原理的序号，依据该序号找出相应的原理供下一步使用。第四步，依据已找到的制造创新原理，结合专业学问，查找解决问题的方案。一般状况下，解决某技术冲突的制造原理不止一条，应当对每一条相应的原理作解决技术冲突方案的尝试。第五步，假设第四步的努力没有取得较好的效果，就要考虑初始构思的技术冲突是否真正表达了问题的本质，是否真正反映了针对问题创新改进的方向。应重新设定技术冲突，并重复上述工作。754.4.2冲突矩阵的应用每一分钟都有几十块陨石撞击到地球上。由于对陨石成分和构造的分析能供给更多关于太阳系的信息，所以科学家需要获得更多的陨石。但区分陨石和一般岩石很困难，必需消耗大量的时间在地球外表将陨石挑拣出来，但往往仅能得到约百万分之一。这就产生了技术冲突，即必需查找大量陨石，但会大大增加查找的时间。改善的通用工程参数是37〔监掌握和测试的困难程度〕：为了得到陨石，必需对地面上全部的石块进展分析；恶化的通用工程参数是将消耗大量时间即25〔时间损失〕。因此本例子的技术冲突是“监掌握和测试的困难程度vs时间损失”。76提取技术冲突对：陨石撞地球在射击运发动的训练中需要有供练习的靶标，当运发动击中靶标后，靶标裂开成大量的碎片落到地面上，难以清扫。这个问题的技术冲突初始可表述为：具有肯定体积的飞行靶标对射击运发动的训练是必要的，但靶标碎片又将地面弄脏乱。改善的通用工程参数是：希望增大靶标体积〔序号7运动物体的体积〕；恶化的通用工程参数是：靶标碎片对地面产生作用〔序号31物体产生的有害因素〕的冲突。因此本例子的技术冲突是：“运动物体的体积VS物体产生的有害因素”。77提取技术冲突对的例子：射击场清扫技术冲突解决方法的步骤：步骤一分析问题，觉察冲突。步骤二依据TRIZ，表述冲突。实行某项措施时,冲突对中的一个参数变优,另一个参数变劣。步骤三比照工具，得出解法。在矩阵表中查找该冲突对的解决方法。步骤四针对问题，构思设计。回到具体技术系统，解决具体问题。784.4.3技术冲突解决方法实际应用举例分析：取杏仁时必需去壳，现用锤砸或用机械方式压碎。制造性能好但产品的外形不好。查39个通用工程参数，得出32〔可制造性〕和12〔外形〕之间有技术冲突。TRIZ法求解：查39×39冲突矩阵，得出可用的制造创新原理为1〔分割与切割〕、28〔机械系统的替代〕、13〔反向〕和27〔用廉价而寿命短的替代昂贵而寿命长的物体〕。分析改进的具体技术方案：分割意味要把壳完全分开，机械系统的替代意味要用另一种系统，反向意味应从里向外加力。在密闭容器内参加高压空气，突然降压，杏仁内的空气膨胀，马上翻开杏仁壳。为了得到高压，可用高压空气，也可加热容器使气压上升。类似的技术问题：开鸡蛋壳，开蚕豆壳，开核桃。79应用举例(一)：开启果壳80TRIZ技术冲突分析通用工程参数运动物体重量静止物体重量运动物体长度形状123121运动物体重量+15,8,29,34…2静止物体重量+…3运动物体长度8,15,29,34+…32可制造性………1,28,13,271.分割与切割原理13.反向功能原理27.用廉价而寿命短的替代昂贵而寿命长的物体28.

机械系统的替代81冲突解的得出通用工程参数12形状32可制造性1,28,13,2782应用举例(二)：升降定位式燃气灶如下图,家用燃气灶具和锅是一个小型技术系统,在功能域层面：燃气燃烧产生热量,热量传导到锅和抵挡外界干扰三项功能。在物理域层面,由被加热的锅,支锅的支架,燃烧火焰和燃烧器四局部组成。物理域的四大局部保证功能域的最优实现。在现有燃气灶中，燃气的燃烧一般比较充分，不必做大的调整。而应当在以下三个方面提出创新措施：1，由于锅底的外形和大小不同，锅底接触火焰的程度不同，影响加热效率。2，并且家用燃气灶是一个开放的系统，外界环境气流会影响火焰的稳定性。3，外界环境气流会带走一局部燃烧热。83步骤一:分析问题，觉察冲突第一对冲突： 现有构造锅底与燃烧器的距离随锅底的尺寸和外形不同而变，火焰不能以最优的方式把热量传给锅。查TRIZ，得到通用工程参数32〔可制造性〕和22〔能量损失〕之间构成冲突对。其次对冲突： 燃气灶的火焰长，外界气流影响火焰的稳定，造成系统对环境有害因素的高度敏感和火焰静尺寸变化的冲突。是通用工程参数30〔物体外部有害因素作用的敏感性〕和4〔静止物体的长度〕之间的冲突。第三对冲突：燃气灶是开放的技术系统，环境里空气会与系统内热气进展交换带走热量。从而构成35〔适应性及多样性〕和22〔能量损失〕的冲突。84步骤二：依据TRIZ法，表述冲突第一对冲突：查冲突矩阵，得到解决冲突的制造创新原理是19〔周期性作用原理〕和35〔参数变化〕。两个制造创新原理结合一起思考，可以得到锅底与燃烧器之间应当解决尺寸周期性变化时保持稳定距离的问题。85步骤三：比照工具，得出解法通用工程参数运动物体重量静止物体重量运动物体长度能量损失123221运动物体重量+15,8,29,34…2静止物体重量+…3运动物体长度8,15,29,34+…32可制造性………19，35其次对冲突： 查冲突矩阵，对应解决冲突的制造创新原理为1〔分割与切割〕和18〔利用机械振动〕。分割与切割的原理在这里理解为把火焰分为细小区域，利用机械振动在此不适合。86步骤三：比照工具，得出解法通用工程参数运动物体重量静止物体重量运动物体长度静止物体长度12341运动物体重量+15,8,29,34…2静止物体重量+…3运动物体长度8,15,29,34+…30物体外部有害因素作用的敏感性………1，18第三对冲突： 查冲突矩阵，所示的解决冲突的制造创新原理编号18、15、1,分别是利用机械振动、动态化和分割与切割。利用机械振动在此不适合，分割与切割可以把燃气灶系统和外界环境分别开来，而且应当是动态可变的。87步骤三：比照工具，得出解法通用工程参数运动物体重量静止物体重量运动物体长度能量损失123221运动物体重量+15,8,29,34…2静止物体重量+…3运动物体长度8,15,29,34+…35适应性及多样性………1,15,18解决第一对冲突。承受制造创新原理19和35的组合，随锅底尺寸和外形的变动，锅底与火焰的距离根本不变。承受支架可移动或者火焰可移动的方法。本例的制造专利承受了燃烧器可随锅底升降的方法。解决其次对冲突，应把火焰分割成细小区域，增加稳定性。用陶瓷红外燃料器代替一般燃烧器喷头，设置几十个小孔为燃烧孔，燃烧充分稳定。解决第三对冲突，在支架上设置金属保温圈罩，随锅底变化可取用不同大小的保温圈罩。本例考虑操作便利，只承受了一件保温圈罩。88步骤四:针对问题，构思设计通过以上分析可知，长期努力得到的家用燃气灶的改进与短期承受TRIZ法得到的结果全都。而且还可以看出，TRIZ还供给了不同的改进方案，可以承受支架随锅底上下升降的方案；也可以承受保温圈罩设计成动态变形的方式。供给了进一步改进的思路。89效果分析升降式燃气灶具的设计符合公理设计的第一公理，即独立公理。功能要求和设计要素实现了一一对应。A〕保证燃烧稳定。应用蜂窝状红外燃烧器。该燃烧器由陶瓷块拼接而成，每块上有假设干通孔，火焰分割成细小状态。B〕保证锅底到火焰器的距离。应用可升降式的燃烧器，用杠杆重锤组合动作，用定距U环掌握。C〕削减环境干扰。应用肯定型面的保温圈，分割燃烧系统和环境，到达提高锅底吸热量。本设计是否到达公理设计的其次条公理，即最小信息公理，有待进一步探究，意味着还有进一步提高的可能性。本创新原理图只完成了普适性设计方法中的其次步即方案设计。尚有整体设计和具体设计没有进展，对下面的设计工作，承受普适性设计方法会收到较好的效果。90评价纤维织成的防弹衣用于爱护执法人员和军事人员免于患病手枪子弹的攻击。纤维织成的防弹衣由于有多层纤维构造层，具有层叠式构造。纤维在构造层内相互以适当的角度定向排列。为了使纤维织成的防弹衣具有足够的防护力量，这种防弹衣必需具有足够的厚度，增加防弹衣的厚度会使其重量增加，敏捷性降低。此外，使用这种厚厚的防弹衣的人员也不能充分通风。换句话说，较厚的防弹衣穿着时不太便利。由此定义技术冲突：增加运动物体的长度〔防弹衣的厚度〕会降低操作流程的便利性〔防弹衣的舒适性〕。通过查询39X39冲突矩阵，得知可能的解集是M3-33=[15，29，35，4]四个制造创新原理。应用第4号增加不对称性原理，将物体的对称形式变为不对称形式。使防弹衣的纤维呈不对称定向排列。每层纤维以相对于前一层作20°～70°范围的不同角度旋转，将纤维织各层间制造成定向转动的排列形式。沿子弹飞行方向排列的大局部纤维可以确保防弹衣在受子弹冲击的方向具有更高的强度。防弹衣的厚度和重量减小了。通过减小防弹衣的厚度提高了其舒适性，同时不会降低防弹衣的爱护效果。91应用举例〔三〕：防弹衣图a所示为某一钣金件零件图，在折弯前其开放图如图b所示。折弯加工时，由于拐角处会产生局部的塑性变形，其尺寸〔H-P〕很难保证。应用TRIZ法，分析找出该技术冲突的一对工程参数，由冲突矩阵找出解决问题的相应制造创新原理，再求具体解。92应用举例(四)：钣金件零件1.首先考虑到该钣金件的外形是其重要的工程特征，比照39个通用工程参数，其序号为12。又在折弯加工过程中，由于变形尺寸不易保证，其通用工程参数为32号，即可制造性。2.第12和第32通用工程参数构本钱问题的一对技术冲突，在冲突矩阵中找到第12行第32列矩阵元素，得M13-32=[1,17,32,28],其相应的制造创新原理分别为1号分割与切割、17号维数变化、32号颜色变化、28号机械系统替代。3.分析该工程实际问题，第32号和第28号制造创新原理与本问题无关，拟承受1号和17号制造创新原理来解决本问题。4.如图c所示，通过局部切除局部材料的方法，对钣金件开放图拐角处切割一个斜槽，避开折弯过程中拐角处材料塑性变形所导致的尺寸精度的变化，以此解决了本问题的技术冲突。93问题分析1.分析问题家用电加热热水器中常用管子与管接头联接,两者头局部别加工成螺纹,用生料作为螺纹联接的填充材料进展密封。热水器常常用与不用,生料温度随水温常常变化,导致生料老化失效。为了改善性能,可承受增加生料用量和加大管子与管接头的旋入程度,或者提高螺纹尺寸的精度来解决。但会造成其他常见的失效形式,如管接头开裂等。2.TRIZ法解决问题提取通用工程参数,组建冲突对,搜寻解决冲突的制造创新原理。参照TRIZ提出的39个通用工程参数,牢靠性(编号为27),装置的简单(编号为36),两者之间构成冲突,即实行现有措施,牢靠性即密封性能提高的同时带来了系统简单程度的提高。比照TRIZ给出的冲突矩阵表,在27行36列的格子中,找到解决冲突的制造创新原理M27-36=[13,35,1],即13(反向),35(参数变化)和1(分割与切割)。94应用举例(四):热水器管联接3.制造创新原理的筛选和具体化原理13和原理1都很难使用到本问题中去.拟承受原理35,转变参数是指几何、化学和物理参数的变化。工程技术人员搜寻自身头脑中的已有学问,认为几何参数的变化是指承受不同的螺纹,甚至于在管子与管接头端部取消螺纹；化学和物理学上的参数变化可承受其它材料和塑料管件。4.效果本方法已由美国Shmith公司在其生产的电加热热水器中承受,在中国修理时可见到.本方法还有个附加优点,即省去了传统方法必需有的活接头,进一步降低了本钱。95应用举例(五):热水器管联接如下图：用金属制成电加热套,通电加热到某温度,传感器工作切断电流。人工把塑料管子和弯头插入加热套两端1～2s,管件受热面塑料熔化成厚糊状,拔出管件,马上把管子与弯头相互插入对接成整体。96解决方案分析问题：下大雪后，要准时去除飞机跑道上的积雪。传统上消退道路上的积雪可承受加助融剂的方法，但此法不适于飞机跑道，由于雪溶化后的水分会对飞机在跑道上的行驶安全构成威逼。可以如以下图所示，用装在汽车上的强力鼓风机产生的空气流来驱除积雪。但积雪量大的时候效果并不明显，必需加大气流的流量和压力，需要大的动力。现如何解决此技术难题。97应用举例(六)：去除飞机跑道上的积雪TRIZ法供给了40条制造创新原理。可以不强求构造冲突对，而直接从40条制造创新原理中查找答案。联想比较目前常常见到的铲除物件的方法，如用冲击钻开挖大路路面，用嘴突然吹气去除理发后留在颈项上的头发，用手拍打地毯去除地毯中的灰尘，可承受40条制造创新原理中的第19条“周期性作用原理”来实现创新设计。只要在鼓风机上加装脉冲装置，使空气按脉冲方式喷出，就能有效地把积雪吹离跑道。还可以优化选用最正确的脉冲频率、空气压力和流量。工程实际证明，脉冲气流除雪效率是连续气流除雪的两倍。98解决方案右图是一种开口扳手的示意图。图中扳手在外力的作用下拧紧或松开一个六角螺母或螺钉。由于螺母或螺钉的受力集中到两条棱边，简洁产生变形，而使螺母或螺钉拧紧或松开困难。为了解决这一问题，就必需削减扳手开口与螺母侧面之间的间隙，甚至到达零间隙。这就要求提高螺母和扳手开口的尺寸精度，给螺母和扳手的制造带来困难。99应用举例(七)：TRIZ开口扳手改进设计首先从39个通用工程参数中选择并确定技术冲突的一对特性参数：质量提高的参数：物体产生的有害因素〔No.31〕变小，即不会压坏棱边。带来负面影响的参数：可制造性〔No.32〕变差，即要求扳手与螺母侧边无间隙。由冲突矩阵确定可用制造创新原理M31-32=[4,17,34,26],即：No.4不对称No.17维数变化No.34抛弃和修复No.26复制对No.17及No.4两条制造创新原理的分析说明，扳手工作面的一些点要与螺母/螺钉的侧面接触，而不是与其棱边接触，就可解决该冲突。100解决方案图为美国专利USPatent5,406,868，该设计于1995年在美国获得了专利。图片虽不清晰，但完全可以明白其原理。101实际应用应用背景：文具店出售信封的样式如以下图，不同大小和格式的信件或文档有与之相匹配的信封。大页面的文件可用比其稍大些的信封封装以便拆开。人们往往认为撕开胶粘的信封是很快捷便利的，但是，这种方法通常会把信封内的文件撕坏或使信封开口变粗糙。假设借助某种帮助工具在剪开前抖动信封，就可既不损坏文件又获得好看的开口。但是，该方法给用户带来了不便。因此，设计一种能又快又牢靠地拆开的信封很有必要。102应用举例(八)：信封开封设计问题分析1031.问题描述：怎样用最少的时间安全快捷地取出信封内的文件或资料。2.解决思路和关键步骤：节省拆信时间与降低拆信的牢靠性之间的冲突，该冲突是时间节省导致拆信牢靠性下降，查冲突矩阵表得M25-27=[10,30,4],即以下制造创新原理：10：预加作用；30：承受柔性壳体或薄膜；4：不对称性；3.在上述三个原理中，重点考虑前两个原理。A.制造创新原理10建议：1．预置必要的动作、功能；2．预先在便利的位置安置相关设备，使其在需要的时候准时发挥作用而不铺张时间；B.制造创新原理30建议：1．使用柔性壳体或薄膜替代传统的三维构造；2．使用柔性壳体或薄膜，将物体与环境隔离；依据制造创新原理10和制造创新原理30建议的信封设计是通过封装前于封盖下放置拆封线或拆封条来实现。该方案已申报美国专利，如下图。104实际设计方案应用背景：早期的飞机机翼都是平直的。最初是矩形机翼，很简洁制作。但由于其翼端宽，会给飞机带来阻力，严峻地影响了飞机的飞行速度。之后开发出梯形翼，大大增加了飞机速度。然后，西方兴旺国家的喷气式飞机先后上天。飞机开头进入喷气式时代，其飞行速度快速提高，很快接近音速。机翼上消失“激波”，使机翼外表的空气压力发生变化。但是同时飞机阻力突然剧增，比低速飞行时大十几倍甚至几十倍，这就是所谓的“音障”。为了突破“音障”，很多国家都在研制新型机翼。德国人觉察，把机翼做成向后掠的形式，像燕子的翅膀一样，可以延迟“激波”的产生，缓和飞机接近音速时的不稳定现象。但是，向后掠的机翼比不向后掠的平直机翼，在同样的条件下产生的升力小，这对飞机的起飞、着陆和巡航都带来了不利的影响，铺张了很多燃料。能否设计一种适应各种飞行速度，具有快慢兼顾特点的机翼呢？这成为当时航空界面临的最大课题。105应用举例〔九〕：飞机机翼的变革如何使用技术冲突来分析该问题：速度提高和运动物体能耗增加之间的冲突M9-19=[8,15,35,38]。综合考虑后，选择以下两条制造创新原理：原理15：动态化原理35：参数变化转变飞机的飞行形态，既在不同的飞行状态下得到不同的气动外形，可以在很大程度上节省不必要的能耗。依据原理35物体的参数变化结合原理15动态性给出的启发，将飞机的机翼做成活动部件。起飞和降落过程中使用平直翼，在低速飞行中可得到较大的升力，从而缩短跑道的长度，借此节省了能量；而高速飞行过程使用三角翼可以轻易地突破音障，减轻机翼的受力，提高飞机在高速飞行强度，也降低了能量的消耗。106问题分析实际应用中，设计者设计成功了这种在当时是新型的F111变后掠翼战斗轰炸机，这是世界是第一架应用变后掠翼设计思想的飞机，而世界战机家族又多了“变后掠翼战斗机”这个新成员。107变后掠翼战斗机F111战斗机处在起飞阶段，机翼呈平直状，获得较大的升力，良好的低速特性，从而有效地解决了飞机在低速度状态下速度与能量之间的冲突。F111在云层之上高速飞行，两翼后掠减小阻力，从而减小了能耗，延迟“激波”的产生，缓和飞机接近音速时的不稳定现象，使飞机能够到达更高的速度。该飞机可在不同的速度之下承受不同的后掠角，以适应当前的飞行速度。108变后掠翼战斗机应用背景：很多设备在太空失重状态下无法正常工作或根本无法工作。例如：我们在地面上使用锤子时，其重量会抵消打击后可能的反弹；而在太空中，由于没有重力，发生碰撞后，锤子会以特别危急的速度反弹向使用者的头部。现设计能够在太空中使用的锤子。首先，定义技术冲突。这里要改善的参数是锤子产生的冲击力〔力〕，而恶化的参数是很可能伤人的锤子的反弹作用〔物体产生的有害因素〕。转化为由39个通用工程参数描述的标准技术冲突，即为力与物体产生的有害因素之间的冲突。109应用举例〔十〕失重状态下的锤子查冲突矩阵后得到M10-31=［13，3，36，24］,即：13：反向作用原理a、用相反的动作代替问题定义中所规定的动作;b、使物体或外部介质的活动局部成为不动的，而使不动的成为可动的．c．将物体上下或内外颠倒．3：局部质量原理a．从物体或外部介质(外部作用)的全都构造过渡到不全都构造。b．物体的不同局部应当具有不同的功能c．物体的每一局部均应具备最适于它工作的条件。36：应用相变过程原理利用物质相变时产生的某种效应。如体积转变，吸热或放热。24：借助中介质原理a．使用中介物质实现所需动作；b．把一物体与另一简洁去除的物体临时结合。110问题分析分析以上制造创新原理24、3、36、13，可以转变锤子的局部构造，在锤子的局部引入一种和锤子〔固态〕相比具有不同物态的中介物，利用该中介物在锤子冲击时产生的反向作用抵消锤子的反弹。综合应用各个制造创新原理的启发，设计一种中空的锤子，将一种高密度的流散状中介物置于锤子的空腔内，该中介物在锤子下落时位于锤子空腔的顶部；冲击的瞬间，中介物下落产生的惯性力将抵消锤子的反弹力。用水银注于空腔中可能是不错的解决方案，考虑到水银具有毒性，不适合民用，用细铁砂作为中介物就是工程中的有用方案。111解决方案应用背景：过去，消防员用他们的大胡子过滤浓烟，用他们暴露的双手和耳朵感觉温度。今日，消防员有了特殊的，可以爱护他们可以在火灾区工作更长时间的专用消防装置；但是另一方面，这又阻碍了消防员准时觉察火焰所产生的猛烈而危急的热。专用消防装备，如消防夹克，虽然可以防火隔热，但是假设火区温度过高，超过消防夹克所能承受的极限，消防员的身体会被高温灼伤。此外，消防员的身体还有可能被高温的水蒸气灼伤，有可能被浓烟熏倒甚至丧失生命。为了爱护消防员，制造了温度探测器，该系统可以探测温度，并且在温度过高时发出警报，然而，现在市场上买的到的温度探测器太沉，体积大，不够灵敏或探测的温度不够准确，而且，一个探测器只能探测某一部位的温度，不能全面而准确的报告内衣上的温度。同样，湿度探测器可以探测湿度，当空气水蒸气过多，造成损害时，探测器将报警。但在应用中，也存在同温度探测器一样的问题。112应用举例〔十一〕：消防服的改进应用TRIZ法原理，依据TRIZ法的39个通用工程参数分析，得到两组技术冲突：提高测定精度，但增加了系统的质量；提高测定精度，但增大了系统的体积。分别对这两组技术冲突运用技术冲突解决矩阵，得到制造创新原理提示以开拓思路。〔1〕提高测定精度，但增加了系统的质量。冲突矩阵：M28,2=[28,35,25,26]，即以下制造创新原理：原理28：机械系统替代原理；原理35：参数变化原理；原理25：自效劳原理；原理26：复制原理。〔2〕提高测定精度，但增大了系统的体积。冲突矩阵：M28,7=[32,13,6]，即以下制造创新原理：原理32：颜色变化原理；原理13：反向功能原理；原理6：通用原理；1131．技术冲突解决思路应用TRIZ理论的分别原则。分别原则包含两个方面：〔1〕时间分别不是任何时刻都需要探测系统，在不很重要或不很关键的时候，无需使用探测系统，探测系统的使用取决于外部条件。〔2〕空间分别针对实际问题来进展不同分析：探测系统应当能够被分成几个局部，不同的局部有不同的设计使用方法，故解决方案也不一样。1142．物理冲突解决思路〔1〕针对探测器的技术冲突，应用了制造创新原理28和6。应用制造创新原理28：在消防夹克上安装能发送信息给中心处理器的无线传感器。这样，只需一个电池和报警器即能满足要求。应用制造创新原理6：温度探测，湿度探测和当危急发生时〔如被浓烟熏倒〕报警的功能分别由不同的探测器完成，把不同功能的探测器合并成一台综合探测器。通过金属线把各探测器内部的传感器相互连接起来，这些传感器通过金属线连接到中心处理单元。〔2〕解决探测器的物理冲突，应用了分别原则：把探测器中较沉重的局部〔电池/报警器〕设计为可移动，可卸载，而较轻的传感器缝在夹克里。信息由无线传感器发送。结论：应用以上两个制造创新原理和分别原则，最终得到解决方案并已形成产品，这就是聪明夹克。它功能齐全，并且重量轻、易于携带、探测准确，有效爱护了消防员的人身安全，且不阻碍消防员的活动。1153.最终解决方案应用背景：徐州有位制造家通过观看觉察，现有的自行车、残疾人用车的轮胎都必需时常充气；而一旦轮胎被意外戳破或刮破，就必需马上修补和充气，给日常生活带了不便和苦恼。那用实心轮胎能解决这个问题吗？确实可以。但实心轮胎犹如飞机起落架轮胎一样，不仅造价贵，还特别笨重。于是，该制造家想：能否制造一种既不需要充气，又能在肯定承重条件下保持较大弹性的轮胎呢？用TRIZ法来尝试一下。比照39个通用工程参数，承受实心轮胎时参数27牢靠性得到改善，而由于实行实心轮胎导致参数1运动物体的重量的恶化。特性参数27和特性参数1之间构成冲突对。通过查询附录A技术冲突矩阵表得M27-1=[3,8,10,40]，对应的制造创新原理为：原理3：局部质量原理；原理8：质量补偿原理；原理10：预加作用原理；原理40：应用复合材料原理。116应用举例〔十二〕：免充气空心轮胎比照这四条制造创新原理，可以构思出免充气轮胎的方案。首先取消内胎，只用外胎。在具体设计制造时，先用钢丝包裹橡胶做成一个环形的框架，从框架的径向截面看，是一个网络状构造。在该环形框架外表再敷一层较厚的橡胶外胎层，就成为一只免充气轮胎。承受钢丝包裹橡胶符合原理40〔应用复合材料〕。在网状构造中，质量即钢丝和橡胶只分布在网状的网线上，网线间的孔是空白的，符合原理3〔局部质量〕。同时网状构造的网线的布置以考虑能使轮胎承受压力为主，符合原理8〔质量补偿〕和10〔预加作用〕。117问题分析图中三种轮胎，分别为充气轮胎、实心轮胎和免充气轮胎。试验数据说明，免充气自行车轮胎的寿命可超过充气轮胎。在免充气的自行车轮胎上扎假设干小孔，根本不影响其正常工作。目前产品已经行销海内外。118实际产品A充气轮胎B实心轮胎C免充气轮胎应用背景：常常出差、旅行的人们，希望能自带一双合脚的拖鞋，但由于拖鞋外形的问题，放置于旅行箱很占地方。利用TRIZ法，来考虑一种简洁的解决方法。需要改善的通用工程参数是8静止物体的体积，即拖鞋的体积要小。会损害的通用工程参数为12物体的外形。查附录A技术冲突解决矩阵表得到解决方法M8-12=[7,2,35]，即制造创新原理：原理7：嵌套原理；原理2：分别与分开原理；原理35：参数变化原理。尝试原理7。依据该原理，考虑让拖鞋突出局部嵌套进拖鞋主体局部即鞋底。119应用举例〔十三〕：折叠嵌套拖鞋与折叠方桌图为日本某设计师设计的便携拖鞋。在组装之前，拖鞋与一般鞋垫没什么区分，可以很便利的塞进旅行箱，带上五六双也没有问题。在使用时，只要将两头微微翘起的环状边缘向内拉起并扣在一起，一双美丽的拖鞋就瞬间现身了。120解决方案：同样，可以设计出便利携带与存放的折叠嵌套桌，如图。121折叠嵌套方桌应用背景：瑞士军刀利用的是合并、折叠嵌套的多用途设计理念，对应40条制造创新原理的第5条“合并原理”和第7条“嵌套原理”。同理，可以设计一套新型的紧急医疗用“瑞士军刀”，如下图。只要将其部件一一翻开，你就会觉察这原来是一款微型医药箱——创可贴、急救药丸、消毒喷雾和哨子，小小的空间一点也不铺张，满满当当。正如依据该设计生产出的产品广告中所写：“移除的是刀光剑影的锋利，留下的是满满的爱与和平”。122应用举例〔十四〕：医药箱版瑞士军刀123医药箱版瑞士军刀是不是很有创意应用背景：在日常生活中，有不少人都遇到过插座太远、电器电源线太短的状况，在使用电吹风、笔记本电脑时给人带来姿势或移动的不便利。如图4.22A中女士使用电吹风时受到电源线长度的限制不能便利的使用，并且还需留意以免扯出插头。最直接的解决方法是把各种电器的电源线都加长，保证长距离使用。不过对生产厂家来说电器的生产本钱将提高，对用户来说长电源线可能带来放置和使用的不便。124应用举例〔十五〕：自动伸缩的面板插座尝试用TRIZ法来解决此问题。即假设希望改善参数33——可操作性，将导致参数26——物质或事物的数量消耗增多。查附录A技术冲突矩阵表得解决方法M33-26=[12,35]。制造创新原理12等势性原理，在此很难用上。制造创新原理35为参数变化原理，包括长度、温度、固液气三态等参数的变化。还可以从另一角度来构思原有装置的冲突对，假设添加一个多孔有线插座，也能解决问题，即改善参数35——适应性及多样性，但同时导致参数36——装置的简单性增加不少，查技术冲突矩阵列表得解决方法M35-36=[15,29,37,28]。其中的制造创新原理15为动态化原理，依据该原理也可以联想到让插座变得伸缩自如。综合两个冲突对，可以认为实行制造创新原理35参数变化和制造创新原理15动态化的结合来解决冲突。125问题分析图为按制造创新原理35、15重新设计的插座。126解决方案应用背景：由于人们对卫生条件的重视程度日益增加，日常生活中一次性纸杯的使用率越来越高。便利虽是便利，但在装满开水时这种杯子就会变得烫手难端，比较不好用。有些厂家为了解决此问题，便在设计纸杯时给纸杯加上了手柄(图A〕。这样确实使装有开水的纸杯变得简洁端持了，但同时大大增加了本钱，并且由于不好叠放，给纸杯的包装和运输添加了难度。127应用举例〔十八〕：纸杯隔热设计A有没有一种既便利有用又好看的解决方法呢？现用TRIZ法来分析一下。要改善的通用工程参数是17温度，即希望在温度较高的状况下实现人抓起杯子的操作，让人能喝到可口的饮料。同时会损害的通用工程参数是36装置的简单性，如上面所述的纸杯上加装手柄。查技术冲突矩阵得解决方案为M17-36=[2,17,16]，即制造创新原理：原理2：分别与分开原理；原理17：维数变化原理；原理16：不完全到达或者超过的作用原理。原理16在此很难适用。综合应用原理2和原理17，就可以通过增加装置的层数，相当于增加维数，同时将纸杯与人手接触的局部分别开，既不烫手又便利端持。128问题分析对应的有三种设计：第一种是杯托法〔图B〕；其次种是加套法〔图C〕；第三种是加柄法〔图D〕。129解决方案BCD一元二次方程求根有两种途径，头脑风暴法〔试错法〕与TRIZ法的差异类似如此。1304.5TRIZ法技术冲突和物理冲突解的根本思路131TRIZ法程式化的求解为了便利制造人有针对性的利用40条制造创新原理，德国TRIZ专家统计出40条制造创新原理中特殊适用于1〕走捷径马上可求解，10条；2〕有利于设计场合，13条；3〕有利于大幅降低本钱的三大类制造原理，10条。1324.640个制造创新原理的使用窍门35.参数变化原理10.预加作用原理1.分割与切割原理28.机械系统替代原理2.分别与分开原理15.动态化原理19.周期性作用原理18.利用机械振动原理32.颜色变化原理13.反向功能原理13310个使用频率最高的创新原理：1.分割与切割原理2.分别与分开原理3.局部质量原理4.不对称原理26.复制原理5.通用原理7.嵌套原理〔集成原理〕8.质量补偿原理〔反重力原理〕13.反向功能原理15.动态化原理17.维度变化原理〔主要是扩大〕24.利用中介质原理31.利用多孔材料原理134应用于设计场合的13项原理1.分割与分别原理2.分别与分开原理〔取消某一局部〕3.局部质量原理5.通用万能原理10.预加作用原理16.不完全到达或超过原理20.持续有效作用原理25.自效劳原理26.复制原理28.用价廉而寿命短的代替昂贵而寿命长的原理135可大幅降低产品的本钱的10项原理5.1物质-场模型 5.2物质-场模型分析模式 5.3物质-场模型的描述 5.4物质-场模型工作流程 5.5物质-场组建的规章 5.6物质-场模型功能分析法的应用 5.7物质-场模型理论运用实例 136第5章物质-场模型分析物质－场模型是TRIZ法重要分析工具，是用来分析与现存技术有关的模型类问题〔ModelingProblems〕。全部技术系统的作用是实现某种功能，全部的系统都可分解为由两个物质(S1,S2)和一个场(F)三个根本元件组成。如下图，其中物质S1是系统动作的承受者,场F通过物质S2作用于物质S1并转变S1。1375.1物质-场模型物质S1和S2：二者定义取决于每一个具体的应用，它们可以是整个系统、子系统或单个物体，可以是材料、工具、零件、人或环境等任何东西。场：为系统供给能量，促使系统发生反响，从而可以实现某种效应。这种效应可以作用于S2上，或作用在场信息的输出物上。物质-场模型简称物场模型，相应的分析称为物场