创新课期末报告

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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解决方案。一旦确定了问题并发现其中的矛盾，就可以通过40条发明原则找到所有相关的解决方案。TRIZ独具特色的地方在于，它拥有一个简单的解决方案清单，凝结了世界已知的40种解决吗逗你的方法。人人都可以自由访问，快速找到解决问题的方案，消除其中所包含的矛盾。