triz理论与产品概念设计（续二）

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1、TRIZ理论与产品概念设计（续二）TRIZ讲座TRIZ理论与产品概念设计(续二)许乃尘,孙海良,张红兵(1.杭州和达机电工程有限公司,浙江杭州310012;2.国电机械设计研究院,浙江杭州310012)●●............'.....................'........................................●●●摘要:阐述了TRIZ理论即发明问题的解决理论,该理论用三个层次来解决不同等级的:发明问题.第一个层次是用39个工程参数和40个发明原理组成的解决矛盾矩阵表来求得相:应的矛盾

2、解决办法(原理解);第二层次是用物一场模型和76个标准解,通过分析来得出相应的矛盾解决办法;第三层次是通过科学效应原理来解决高级的发明问题.还介绍了产品技术进化规律,产品技术成熟度的预测以及概念设计等方法.关键词:TRIZ理论;工程参数;发明原理;物一场模型;产品技术成熟度;:概论设计●●●----●-●---●●----●●●----●●----●●-●--●●●●--●●●-'_-●●-'__●●-'__.●-'____-'__.._●●中图分类号:N3文献标识码:B文章编号:1006—8449(2006)02—0083—0

3、43.3效应原理解TRIZ理论创始人Ahshuller在研究了大量专利后得出结论:大约只有1%的专利是真正的首创,其余的均是利用了各种已知的物理,化学,几何等效应,加上自己的一些新的想法组合而成的.按照这一思路,任意一个发明问题的解决方法可能已经存在,只要你去搜寻和进行知识的综合.3.3.1效应原理解这是TRIZ理论的最高层次解,通过效应原理解可以解决发明问题等级表中第三层次问题即第3～5类等级的问题,但由于世界上存在着数以万计的各种科技效应,而且是分门别类的.要想以个人的知识去实现效应原理解实在是力不从心,所以只有籍助于TRI

4、Z软件中的效应知识库,才能迅速的接近最优解.人们在创新过程中存在着三个障碍:1)心理惯性;2)局限的知识结构;3)实践中的偏差.这就大大地影响了人们的创新进程.另一方面,我们在学习知识过程中,总是用逻辑思维的方法去"学习",这种方法用现代名字叫做"中性"学习法.所谓"中性"就是只热衷于理解某种"知识",不是拿所学知识用来创新发明.比如我们知道水冷到0~C就会结冰,冰可以冷冻食品,冰可以保鲜等,这是"中性"的理解和应用.但冰还有多种用途,如:可以当炸药用(利用结冰时的相变产生体积膨胀效应),亦可以加固土垠(当遇到流砂时所采用的冻结

5、法施工)等,这是带了点创新的成分.3.3.2效应解方式通过效应可以实现某种功能:如利用多卜勒效应可以制成测速仪,对移动物体进行速度测量,常用于测量汽车是否超速行驶.在实际使用中,常可以通过几种不同方式的效应来实现功能,如:1)单一效应方式,功能只通过一种效应实现目标功能;2)关联效应方式,将几个效应联合起来实现目标功能;3)控制效应方式,通过效应的输出量来控制另一系统来实现目标功能.表4效应解方式效应方式效应链种类效应的输入与输出单一效应方式第一效应链堕八_二垂二l旦…～……….一输人广——]输出1r———1输出2关联效应方式串

6、联效应链'ri-F=并联效应链混联效应链—一输出堕.嚼捡出P控制效应方式环形效应链堕—塑1o8111一~27@I183总第oj3.3.3效应解应用模式一般应用模式是将几个效应结合起来使用的,如电气开关中常用的热继电器是通过双金属片来实现的,其效应为热胀冷缩效应及金属弹性变形的虎克效应结合起来.另有一种方式是同样一种效应,可在不同的领域中应用,如我们常见的爆米花,是利用气体突然膨胀效应.这种效应至少在以下不同领域中在使用:爆米花,松籽,向日葵,栗子去壳,常用压力在1MPa以下.青椒去籽等清洗管道结垢常用压力在3MPa以下.钻石沿自

7、身裂纹分解常用压力在100～200MPa.效应解本身并不新鲜,过去亦有很多的成功例子,但这要求设计师具有丰富的设计经验和触类旁通的联想技巧,这不是每个设计人员都能具备,而且设计出的解又不一定是最佳或接近最佳解.而TRLZ理论提出了一套应用效应知识库解决问题的设计方法,可快速获得最佳或接近最佳解.工作流程见图15.3.3.4工程实例3.3.4.1PCCP承插口环的精加工(1)提出问题.预应力钢筒混凝土管(PCCP)是一种新型大口径压力输水管道(其口径从600～4000mm或更大).现已取代压力钢管成为引水工程的首选产品.管道的接头

8、是一对钢质环(名叫承口环和插口环),见图16.用O型圈密封,结构简单,成本低,拆装方便,现图15效应解工艺流程图在关键是要寻找一种最佳的加工方法.(2)总功能分析.一开始就否定了采用切削加工,因为这是一种又费时又费钱的方法.新法必须满足:1)加工效率要高,每班产