TRIZ理论应用淬火工艺的案例

TRIZ理论应用淬火工艺的案例

车间得到一份订单，对很大的金属零件进行热处理。要进行这项工作，吊

车司机必需从炼铁炉中吊出通红的铸铁，将它运到一个油池上方并使其落

人油槽。工作了几天之后，吊车司机找到老板埋怨说：“这样干我很难呼

吸。我的限制室离房顶很近，全部从油槽里升起的烟都向我飘来，我不干

了。”烟雾原来不是问题，因为处理小部件时，车问里的通风设备满意要

求；现在，在处理大型部件时，烟就变成了主要问题。因为处理过程不能

变更，老板面临一个典型的管理局面：得想出一种方法，但他还不知方法

在哪里。

从定义上来说，一个技术系统应当有三种成分：两种物质和一个场（能

量）。要解决问题，首先应明确引起问题的技术系统。在这个例子中，引起

问题的技术系统是油池里的油、金属部件，以与该部件的热能。烟是这个

过程的副产物，对吊车司机造成危害。

现在，须要确定在技术系统中必需改善的特性。为做到这一步，我们

来填写附表1,指出需改善的特性。

L标明技术系统的名称金属处理过程

2.指出技术系统的系统对大型金属部件进行过油处理

3.列出该技术系统中的主要成分与相应作用

4.描述技术系统的操作本例中，吊车司机将通红的部件放到装满油

的油槽中，金属部件一接触油就会激起浓烟，污染环境。

5.表示出应当改善或取消的特性：例如通过取消烟雾或削减烟雾所造

成的危害，改善吊车司机的工作条件。利用附表2构建技术冲突。（填写

附表2,能够有助于清晰地确定问题中的技术冲突。）在问题中，从la项

到Id项都与问题无关，因为不是要改善技术系统的特性。相反，我们是

想去除有害的作用。2a.“讲明须要减掉、去除或使其中性化的负面特

性”。这个特性就是烟雾。2b.“列出传统的减掉、去除该特性或使该特性

中性化的方法”。利用金属盖来覆盖油槽，这样可以防止油烟四散。2c.

“写出在2b项条件中更加恶化的特性”。系统的困难性和重量增加。2d.

“构建技术冲突如下”：

技术冲突1：假如利用金属盖将（油烟雾带来的有害）特性削减（去除），

则系统的困难性增加,

技术冲突2：假如利用金属盖将（油烟雾带来的有害）特性削减（去除），

则系统的重量特性增加。

技术矛盾袅1

技术矛后表中交叉点推荐原理原理名称

19陶故法

石鲁因素…/装置的更杂性31x361分离法

31孔化法

技术矛盾表2

技术矛肝表中交叉点推荐原理城理名称

35性能转换法

22变害为利法

有害因索/静物的爪属31x2

1分离法

39情性环境法

与特性“由烟雾带来的有害作用”最接近的是表中31行的“由一物

引起的有害因素”，与困难性最接近的是表中36列的“由一物引起的困

难性”。在表中31行和36列的交叉处是表示指向解决技术冲突的最合适

的原则（参看技术冲突表1）。

细小的球体（或甚至是液体或气体）构成。这样的活动盖就不会影响将炙热部

件放入油中。

原理31“孔化法”表示：

a.将一物做成孔状，或运用有孔的协助物I插入或遮盖）。

b.假如一物已经是孔状物，事先在孔中加入某种物质。

运用原理31a意味着用孔状物作成盖子。将原理31a和原理31b结

合，使我们想到用有孔的小球或液体来做油池盖「有孔材料可以汲取烟

雾。

分析其次个技术冲突（技术冲突表2）

原理35“性能转换法”，即：

a.变更系统的物理状态。

b.变更浓度或密度。

c.变更灵敏程度c

d.变更温度或体积。

原理35建议变更系统的物质性能，即将目前固态的系统变成液态或

气态。在谈技术冲突1时已提到利用液态。将油槽盖转换成气态是很好玩

的一项建议。但我们如何实现呢?一种比空气重的惰性气体，可以覆盖在油

的表面而充当油池盖,

原理22“变害为利法”：

a.利用有害因素一特殊是环境方面一取得有利的效果。

b.将一有害因素和另一有害因素结合起来，以去除该有害因素。

c.提高有害性至某种程度，以至丢失有害性。

原理22c提出增加烟雾使其成为在油和氧气问的屏障，而防止油池冒

烟。

原理1“分别法”重新提出，参看我们上文的说明。

最终原理39,“惰性环境法”提出：

a.将正常环境转换成惰性环境。

b.将一中性物质或添加物加入一物体。

c.在真空中操作c

结论：将原理39a和原理35a结合，提出对该问题的简洁的解决方

法。用一种液体或惰性气体形成的油池盖来防止油槽冒烟，既未使系统困

难化也不阻碍吊机司机的工作

纺织工艺流程的改进

应用背景：纺织印涂工艺过程中，织物要经过印涂根进行印涂。印

涂根的结构中，有一个存放涂敷混合物的料槽。涂敷混合物是一种乳液状

的粘着剂。凹版印辐的表面是一些雕刻好的印刷单元，它的一半浸在料槽

里面的涂敷混合物中，当凹版印辐转动的时候，印辑表面上那些雕刻好的

印刷单元在槽中被涂上涂料。这些涂料经过一个修理铲的休整，印福表面

多余的涂层被清除，被清除的涂敷混合物回到料槽中被再次利用。印银休

整后，与一个向下扎压的橡皮根相遇。织物就是从这两个根之间通过，织

物在印辐和橡皮根之间受到扎压。在扎压的过程中，会产生一个微小的真

空。涂敷混合物由于真空的吸合而离开印刷滚筒，涂在织物的表面。这个

特殊的涂敷过程使布料表面产生涂层，因而不再用浸泡织物的方法来产生

涂层。经过这个工艺的织物含有湿涂层，接着该织物被卷入到加热的干燥

罐中进行脱水，这样涂层就粘着在织物的面上。

有何经济效益和社会效益：在生产过程中，生产线的生产速度就意味

着产品的成本。制作某种产品越快，就意味生产该产品的速率也就越高

（每小时或每班生产的产量），因而生产该产品就更廉价。在产品占用较

多资金时，生产率就是公司的效益，它有时也会给消费者带来效益。努力

提高生产率，会给公司在此行业中保持竞争力。高的生产率是与机器的生

产量相关联，这是很多正在成长的公司所须要的。

问题描述:

印涂根的结构有如卜.部分组成：1、橡皮根；2、凹版印辑；3、涂敷

混合物；4、修理铲；5、织物。

系统存在的技术冲突有：在这个操作中，机器的速度提高了，但是涂

层的重量减轻了。我们须要的是一种方法来使我们增加涂敷速度的同时供

应足够的涂层重量。

系统存在的物理冲突有：处理过程同时必需既快又慢。

解决思路和关键步骤：

本实例应用TRIZ理论来解决问题。

利用创新原理，生产过程图示描述如下

图1：涂敷过程的图形说明

在生产过程中，我们要求涂敷部件应能完成这样的操作：增加涂敷速度

的同时使织物有足够的厚涂层。

我们利用技术冲突矩阵来尝试解决上面提出的问题。

矩阵表中，使系统提高的技术特性是：速度(Speed),表中第9号

参数；

矩阵表中，使系统恶化的技术特性是(冲突的特性)：移动物体的重

量(Weightofmovingobject),表中第1号参数。

最终结果：

由矩阵表的显示，我们得出最可能解决冲突的四个创新原理，这四个

创新原理分别是：

11#创新原理：事先对策预防

35#创新原理：物体的物理或化学状态变更

27#创新原理：用便宜、寿命短的物品替代

28#创新原理：机械系统的替代

应用以上四个创新原理，可以得出如下解决方案：

A应用11#创新原理

建议：改进过程申，通过事先运用某些对策，来增加物体的牢靠性。

要解决的问题：涂层重量随涂敷速度增加而削减。

解决方向：变更织物的物理特性或涂敷物的物理特性，增加相互间的

吸附实力。

解决方案：

1、对织物进行化学处理：添加某种化学物质来改进织物的湿面特性，

织物增加了对涂敷物的吸附实力，这样就能保证织物在涂敷速度增加的同时

吸附上更多的涂敷物。

2、对涂敷物进行化学处理：添加某种化学物质，使涂敷物的粘性增

加，更利于涂敷物在织物的表面吸附。

B应用35#创新原理

建议：变更物体的各种状态参数，如变更物体的密度，弹性程度或温

度等。

要解决的问题：涂层重量随涂敷速度增加而削减。

解决方向：变更织物的组成或变更涂敷物的物理特性。

解决方案：假如织物改为100%的棉织物，织物能胜利地吸附涂敷

物，这是由于棉纤维固有的棉芯吸附特性，但这样的变更将会完全变更我们

的最终产品。这种变更，既变更最终产品的物理特性（抗张强度，延展性和

手感），又变更织物本身的成本（100%的棉织物比棉/化纤比例为50/50

的合成纤维织物昂贵的多）。

在织物的涂敷过程之前，可应用预热方法使织物在涂敷过程中汲取涂

敷物。预热方法有利于织物的干燥，也有利于涂敷物的汲取。加热涂敷物之

后，涂敷物的粘度（2,500cps）会降低到将近1,00。cps。这优化了涂敷

物的流体特性，更利于涂敷物从涂敷部件转移到织物上。

C应用27#创新原理

建议：以便宜的东西代替昂贵的东西，这个方案可改进现存的系统，

但不能解决系统中的根本问题。

要解决的问题：涂层重量随涂敷速度增加而削减。

解决方向：更换部件，用更好的部件来完成涂敷过程。

解决方案：将钢性修理铲用一个便宜的塑料铲来替代。从专利中我们

发觉，塑料铲更牢靠，并适合更好的涂敷重量限制。

D应用28#创新原理

建议：用一个光学系统，声学系统或气味的系统来代替机械系统，即

更换物质场。

要解决的问题：涂层重量随涂敷速度增加而削减。

解决方向：变更或改善系统的作用场。

解决方案：当前的捏合根，涂敷过程中，会在织物上的形成压力，它

有一个硬橡皮层，印馄则是由坚实的钢制造。因为根的橡皮相当硬，当它和

印根接触时没有弹性。这就使橡皮根和印根间的接触面积较小。当压力肯定

时，假如运用一个更软一点更富有弹性的橡皮馄，橡皮根和印辑之间的接触

面积将增加。这将增加织物吸附涂敷物的滞留时间。印根得到的机械压力来

自捏合辐，捏合根也可用一个充气辐来代替，充气根是中空的辐，可通过中

间充气或放气来增加轻的硬度。

结论：

通过理论上的分析,我们利用创新原理，最终解决了问题。

即：运用更软一点的根，，涂层重量大大增加了，涂敷速度就可以在肯定

范围内增加。

生产线速度相对涂层重量关系图如下：

依据探讨结果，我们变更原来的硬度为90（邵氏硬度）的橡皮根，取而代

之的是硬度为60（邵氏硬度）软一点的橡皮根。我们期望总涂层重量为大约

2.50oz./yd2（盎司/平方码）。以前以30yds./min（码/分钟）速度运

行涂层重量大约2.35oz./yd2（盎司/平方码）。变更辐的硬度后，得出结

果如下图：

TRIZ独创创建原理举例

1分割

1）火车车厢之间是单独的个体，可调整车厢的数量

2）圆珠笔的笔心与笔套是两个可分的部分，笔心可以换

3）电风扇的三片叶片是三个独立的个体，可拆卸

4）田地里的浇水水管系统，每一段用一个接头连接。

5）自行车、摩托车等的链条是一环一环相接的，每环都是可以取下来的

2分别

1）石油加工中，将一些油渣或其他有害物质提炼分别，已获得精度较高的汽

油或柴油。

2）子弹发出后，弹芯与弹壳分别

3）电脑键盘与鼠标分开，为的是便利人们跟好的操作

4）火箭在冲出大气层的过程中将已经燃完燃料的部分解体分别

5）现在用在建筑中的隔音材料将噪音汲取或隔离，从而使噪音被分别出我们

所处的环境

3局部质量

1）锤子的一边做成平的一边做成扁的，增加了锤子的切削功能（采石场专用

锤）。

2）自动笔。将笔心上作一对耳朵，再加一根弹簧。

3）电钻的钻头作成螺旋状，增加了打孔时的稳定性，防止打滑

4）三键模式的电脑鼠标，变更了原先单键的麻烦与不便。

5）变更杯子的开口，在上面做一个切口，可以最大程度的防止在倒水时泄漏

（暖瓶外皮的口也是这样的）

4不对称

1）衣服上的拉链，一边又拉头另一边没有。

2）电风扇的叶片

3）有天线的手机不对称

4）大刀从侧面来看是不对称的

5）眼镜的两个镜片因人眼近视程度不同，镜片度数不同

5合并

1）将火车每个车厢合并在一起，增加载客。

2）电话的话筒与听筒合并在一个盒子里，可以便利人们打电话时可以腾出

一只手来干别的事情。

3）农场里喂养牲畜的食槽连在一起，可以节约喂食的时间，提高效率。

4）将室内的多个等串联在一起，共用一个开关。

5）凳子上加一个靠背，两者合并成为椅子

6多用性

1）键盘可以用来打字，也可以用来打嬉戏。

2）多功能手机

3）瑞士军刀（最多的功能可到五十多种）

4）mp3既可以听歌，也可以存储资料.

5）现在的打印机集打印复印于一体

7套装

1）墨水、笔心、笔套套在一起

2）电视机的室内天线

3）雨伞的伞柄

4）保温杯、暖瓶也是套装原理制成的

5）消防车和起重机

8质量补偿

1）气垫船，内充空气，使船漂移。

2）液压千斤顶

3）潜艇运用排放水来实现升浮

4）风筝利用风对其向上的升力而升到空中

5）将气球内部充入氢气（而不是空气），可以使气球飘起来

9预加反作用

1）着陆伞

2）手机按钮按下后，能自动复原原位

3）汽车减震器

4）船利用水对船的反作用力（浮力）

5）儿童蹦蹦床利用反作用力将儿童弹起

10预操作

1）易拉罐的开口

2）注射药品按量与品种放在固定瓶内，并贴标签。

3）食品袋的切口，便利人们撕开

4）印刷时先将要印刷的内容排版

5）在打字时先将电脑打开

11预补偿

1）洗衣机、微波炉等在未关舱门之前，无法进行工作，以保证平安。

2）保温杯上的软皮套，可以防止被子打滑或烫手

3）摩托车前的保险杠，防止车体滑倒时损坏车子

4）飞机起落架有三种起落方式（自动、机械、人工），后两者是对前一种

方式的补偿

5）摩托车有点子打火启动和脚动启动两种，相互补偿。

12等势性

1）椅子多了占用空间，设计成折叠椅

2）现在的公交系统中提倡讲公交车的车门底部与候车亭地面相平，便利残

疾人上下车

3）有些门让人们搞不懂是推还是拉，这样的场合可设计成推拉门

4）用来吹气球的充气仪

5）台式风扇可以旋转，可以吹到不同方向的人们

13反向

1）篮球。打球时球利用地对其反作用力弹起

2）电梯运动，人不动。变更了楼梯不动人费劲爬楼的艰难。

3）安装螺丝钉用的手持机器，正转是安装，反转是拆卸。

4）电冰箱利用汲取箱内的热量达到降温

5）运动会上赛跑用的助力器，运动员利用它对脚的反作用力提高加速度。

14曲面化

1）过山车采纳急剧曲线运动产生的向心力，使其不会掉下来。

2）杯子设计成圆柱形，与其他形态相比容量更大，也易于拿握。

3）车轮用的都是圆形

4）车轮表面为增加摩擦，上面是凹凸不平的纹路

5）螺丝钉与螺帽采纳螺旋相接，增加了结合力和稳定性

15动态化

1）学校用的电铃，当到下课或上课时间时，小锤振动敲打铃。

2）百米赛跑的画面是赛道旁的跟踪摄像机拍摄的。

3）舞台上的灯能自动旋转变更照耀位置，产生不同的灯光效果。

4）电脑显示器下边有个托盘，可以将电脑的位置与方向调整。

5）楼梯自动化后变成电梯

16未达到或超过的作用

1）洗衣机虽然将衣服洗干净了，但衣服仍旧是湿的，还须要晒干

2）摄像机的拍摄效果并不志向，还须要在电脑或专用设备上处理，例如将

拍摄的视频放在影视制作软件中处理。

3）用热得快烧水，烧开后虽然有提示装置，但假如近处没人，还是没用

的。

4）电视上的按钮不便利，所以人们独创了遥控器。

5）汽车最高时速超出人们在正常生理与心理状况下的正常调整，所以一般

人们在开车时达不到此速度。

17维数变更

1）键盘操作是在水平面上进行的，而结果却出现在垂直面上的显示屏上。

2）潜水艇上的潜望镜

3）学校的双人床，双层，垂直分布。一般双人床节约空间。

4）可调整倾斜度的桌子

5）可调整书架，可以调整书架的层数。

18振动

1）手机的振动

2）现在市场上流行的甩脂机，用于减肥。

3）电铃通过小锤的振动敲打外铃壳发出铃响

4）电磁共振医疗器械

5）选矿运用的筛选机通过振动筛去不须要的东西，留下矿石。

19周期性

1）手机的闹铃会在每天的固定时间（即24小时后）响一次。

2）电话铃是周期性的

3）钟表的摇摆是周期性的（虽有一点误差）

4）卫星绕地球转的时间是肯定的，所以也是周期的。

5）饮料的灌装生产线隔一段时间装一瓶饮料，为的是保证下一个瓶子与时

到位。

20有效作用的连续性

1）超市的电梯为保证顾客的与时疏散与便利，采纳连续性工作。

2）啤酒喝饮料生产线市连续工作的，保证企业效率。

3）太阳能热水器将太阳能转化成电能在加热水，这样在没有太阳的时候,

也能运用。

4）车轮滚动代替其他的平滑运动，用在车上或其他设备上。

5）报警器在遇到状况报警后，是连续响个不停直到人们听到。

21紧急行动

1）火箭以高速运动冲出大气层。

2）在蒸馒头时，馒头熟后打开锅盖的最好方法是快速揭开锅盖，以防烫

伤。

3）飞机上空难的氧气面罩

4）手术刀要锐利，帮助手术尽快完成，削减失血。

5）火灾消防要快速，削减人员伤亡与财产损失

22变有害为有利

1）将废旧饮料瓶、酒瓶等回收消毒重复利用，削减奢侈与污染。

2）电解海水产生金属，产生的氯气回收制消毒液。

3）将海潮利用来发电

4）将火电厂的煤渣用在建筑用品上。

5）将废旧秸秆、大粪等用来制作沼气

23反馈

1）电脑中有很多反馈例子，如在删除文件时会提示是否删除

2）汽车前部有速度、油量等表，用来与时反馈有用的信息。

3）手机的反馈就比电话好，出声音提示，还有屏幕反馈。

4）热得快将水烧开后会发出声音提示

5）宇宙飞船的反馈系统将船内船外的一切状况报告给地面接收装置。

24中介物

1）电通过电线传播，变更癫痫的材料与尺寸将帮助削减电能的消耗。

2）人从一个地方到另一个地方可借助于汽车、飞机……

3）子弹借助手枪放射出去，因此对强的设计有助于提高射击的精确性。

4）电话实现声音的传播

5）为了爱护食物不变质，用冰箱将食物冷冻。

25自服务

1）假如将汽车设计成以太阳能为能源的，那就使汽车自己给自己供应能

量。

2）火箭在冲出大气的过程中，每一节燃料用完后，就会将壳体自动解体落

回地面

3）将电话上安一个留言系统，可以在主子不在的状况下记录有用的信息。

4）潜水艇上可以自制淡水实现淡水的自我供应

5）电脑假如前一次非法关机，在开启时会自我检测修复。

26复制

1）宇航员在正式动身前，必需在模拟舱内训练很长一段时间。

2）电影、电视所播放的节目是对实际的模拟复制

3）用水代替刚用在手术刀的研制上，消毒简洁便利，且削减留血。

4）用烟料代替刚或玻璃用在建筑和家具上

5）用石油产品代替粮食来酿酒；用水代替石油来作汽车燃料

27低成本、不耐用的物体代替昂贵、耐用的物体

1）用涂塑纸板代替木材做家具（用后即弃产品）

2）用泡沫代替铁或其它材料来做饭盒

3）用烟料为材料作脸盘、茶缸等生活用品

4）用一次性塑料瓶代替玻璃瓶盛装饮料

5）一次性纸杯或塑料杯

28机械系统的代替

1）将楼梯做成运动的就成了电梯

2）道路上的感应路灯，当天黑到肯定程度时自动打开。

3）儿童磁铁手写板

4）打印机硒鼓

5）自鸣式水壶，通过鸣叫提示人们水开了。

29气动与液压结构

1）SYY-A气动液压PLC综合限制试验台，集气动限制技术、液压传动限

制技术以PLC可编程序限制器限制技术于一体的志向的综合性试验设备。

2）气动工业智能标识机内部采纳气动液压装置

3）气动液压防爆电磁阀

4）液压气动油缸：启动电机,齿轮泵在电动机的驱动下，泵体内两个相互啮

合的齿轮作旋转运动，吸油腔内容积不断增大,形成部分真空，产生吸油作用，

油箱内的液压油再大气压的作用卜.由吸油腔进入泵内，随着齿轮的转动液压

油渐渐进入密封的压油腔内，使压油腔不断缩小于是形成了油压作用，把液压

油压出泵外，被压出的液压油经管路进入换向阀,操纵限制杆使液压油定向流

淌，液压油沿着安排方向通过管道进入油缸，液压油的不断流进使油缸内的活

塞承受巨大压力，推动推杆作直线运动。

5）挖掘机手臂采纳液压气动装置实现伸缩自如。

30柔性壳体与薄膜

1）用塑料薄膜用在温室大棚

2）用塑料瓶或纸杯代替玻璃盛装水或饮料

3）足球场上的架草皮

4）非晶硅柔性薄膜太阳能电池，变更了以往太阳能电池的物体形态，由于

其自身的柔性，使它可以衬联到其它柔性物如塑料、纺织物以与刚性物如金

属、建筑等静止或移动的物体上面。

5）薄膜开光（轻触型、防水型等），用在手机、电脑等智能产品上

31多孔材料

1）纤维

2）木材

3）蜂窝煤

4）以植物纤维为原料制成的吸声板用以解决建筑物的隔声问题，从而消退

噪音。

5）阻性消声器主要是利用多孔吸声材料来降低噪声的，用于手枪的消音

器。

32变更颜色

1）荧光棒中有特殊添加剂，当折弯棒后，发出亮光。

2）在驾驶室内部有很多按钮，采纳不同的颜色提示人们不同的操作和操作

的重要程度。（如红色代表重要且危急的操作）

3）救生衣的设计一般采纳艳丽的颜色或者带有荧光成分的颜色，以引起人

们的留意。

4）在酒店或餐厅中，采纳绿色或其他自然色给人一种回来自然的感觉，提

高人们的用餐环境。

5）将玻璃中添加特殊成分制成有色特殊玻璃，使人能从内部看到外部但从

外部看不到内部。增加隐私性。

33同质性

1）电源插座与插头，内部相同材质的金属导体，同样为保证平安性，外部

都采纳相同的绝缘材料。

2）电脑屏幕常加一个爱护视力的爱护屏，为保证不影响观看，采纳与显示

屏相同的透亮材料，只是内部加了一些爱护视力的元素与成分。

3）螺丝与螺帽为保证耐用性与稳定性，采纳的都是钢铁材料

4）自行车车闸，为保证摩擦力度而不易磨损，采纳车闸材料与车轮相像。

5）桌椅组合，为保证整体效果的美观，一般采纳同种材料，采纳相同工

艺，搭配较好。

34抛弃与修复

1）家用切菜刀变得钝后，须要打磨以下

2）塑料瓶回收后消毒后可接着运用

3）将玻璃碎片回收制成新的玻璃再运用

4）将一次性筷子用来造纸

5）滇池用完后耍销毁，否则造成污染

35参数变更

1）变更自行车的一些特性与部件，就成为折叠自行车

2）以镁盐晶须为主要成分加少量玻璃纤维和树脂浆液制成的复合材料-玻

璃纤维增加塑料，其性能大大加强，比一般塑料稳定性好，硬度高，用来做

一次性成型椅等。

3）将温度降到肯定状态后，事物的保存时间大大加长