功能原理创新设计教材

32 改变颜色 33 同质性
34 抛弃与修复
35 参数变化
36 状态变化
37 热膨胀
38 加速强氧化 39 惰性环境 40 复合材料
第三章 功能原理创新设计
原理1：分割——断开——独立 把一个整体或有联系的事物强行分 • 将一个物体分割成几个独开立的部分
• 电冰箱——冷冻箱+冷藏箱 • 货运汽车——动力（机车）+装载（拖车） • 将一个物体分割成几个容易组装和拆卸的部分 • 结构设计——构件——多个独立的零件—分别
第三章 功能原理创新设计
发明问题解决理论
基本原理是什么？
“发明问题解决理论”认为技术系 统是不断进化的，进化的动力是解决冲 突。“发明问题解决理论”提出消除冲 突的发明原理，建立消除冲突的基于知 识的逻辑方法。——劝架—折中
第三章 功能原理创新设计
发明问题解决理论
基本方法如何？
应用“发明问题解决理论”解决设计 问题时，需要首先将待设计的问题表达 （翻译）为“发明问题解决理论”的标准 问题，利用该理论所提供的工具，可求得 标准解，将标准解表达（翻译）为问题领 域的解答，得到领域解，可以得到关于消 除技术冲突的有益提示。
• 通过物体与环境的作用为物体提供向上的作用力，以平衡 重力作用———
19 运动物体的能量
20 静止物体的能量
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
序 号
名称
27 可靠性
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 可维修性
35 适应性或多用性
36 装置的复杂性
8 质量补偿 18
9 预加反作用 19
10 预操作
20
振动 周期性作用 有效作用的连续性
序号
名称
21 紧急行动
22 变有害为有益、 23 反馈
24 中介物
25 自服务
26 复制
27 低成本、不耐用的物体 代替昂贵、耐用的物体
28 机械系统的替代
29 启动与液压结构
30 柔性壳体或薄膜
序号
名称
31 多孔材料
• 将时间上相关的物体合并 • • 铅笔+橡皮——便于携带 • • 制冷+加热——夏天制冷——冬天加热
第三章 功能原理创新设计
原理6：多用性——提高性价比
• 多种功能集于一身
•
• 多用工具——
•
• 多功能手机——
•
电话功能+短信+收音机+mp4+照相+GPS导航+蓝牙+
• 上网 ——————
一机多用
第三章 功能原理创新设计
原理8：质量补偿—减小质量负载
• 使一个向上的力与向下的重力相平衡 • • 氢气球悬挂广告牌——嵌入式 • • 电梯、立体车库——滑轮—起重负载配重 • •
• 精密滑动导轨——机械卸载导轨 • ——滚子分担导轨负载—导轨导向
第三章 功能原理创新设计
原理8：质量补偿—减小质量负载
序 号
名称
1 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 形状
13 结构的稳定性
序 号
名称
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
第三章 功能原理创新设计
发明问题解决理论
怎样分类？
“发明问题解决理论”将工程中的冲 突分为两类，一类称为技术冲突，另一类 称为物理冲突。
技术冲突指在一个子系统中引入有 用功能的同时会在另一个子系统中引入有 害功能。
物理冲突指对同一个子系统提出相 反的要求。
第三章 功能原理创新设计
该理论总结了常用的39个工程参数： 通用工程参数名称 ——七类
37 监控与测试的困难程度
38 自动化程度
39 生产率
第三章 功能原理创新设计
并总结了常用来解决技术冲突的40条发明原理： 发明原理
序号
名称
1 分割
百度文库
2 分离 3 局部质量
4 不对称
5 合并
6 多用性
7 套装
序号
名称
11 预补偿
12 等势性 13 反向
14 曲面化
15 动态化
16 未达到或超过
17 维数变化
第三章 功能原理创新设计
第三章 功能原理创新设计
第三章 功能原理创新设计
•基本原理是什么？ •基本方法如何？ •怎样分类？ •技术冲突的40条发明原理
第三章 功能原理创新设计
发明问题解决理论(TRIZ）
如何产生的？
前苏联学者 阿利特舒列尔（G.S.Altshuler） 及其领导的一批研究人员，从1946年开始，花 费1500人•年，在分析研究世界各国250万件专 利的基础上，提出了“发明问题解决理论”。 该理论一直对其他国家保密，直到前苏联解体 后，随着中一央C情批IA报原局 苏联科学P家K 移居国外克格，勃将该理 论介绍给其他国家，对全世界的创新设计领域
•
成像功能+扫描仪=复印机
•
成像功能+计算机=打印机
•
成像功能+通信功能=传真机
• 打印+复印+扫描+传真——一体机
第三章 功能原理创新设计
原理3：局部质量——区别对待
• 零件由均匀结构改为非均匀结构
•
•
——局部发挥最佳效能
• 零件不同部位——热处理方式不同
•
•
——齿轮齿面的表面处理。面硬心软
•
第三章 功能原理创新设计
第三章 功能原理创新设计
原理7：套装——减小占用空间
• 将某个物体放入另一个物体的空降内 • 地铁车门——嵌入式 • • 建筑、装修布线——墙内 • 地暖——地板下 • • 将第一个物体嵌入第二个物体内，将第二个物体嵌入第三
个物体内—— • • 多层伸缩式天线—— • 伸缩式钓鱼竿—— • 多层油缸—— •
制造 • 提高物体的可分性 • 刀具可拆卸结构——刀头+刀杆
第三章 功能原理创新设计
原理2：分离——隔开 ① 从混合物中隔离出来 ② 与其他部分或整体、主体分开
• 将一个物体中的有害部分与整体分离
• 家用空调——主机+散热器（噪音大——移往室外）
• 将一个物体中起某种专门作用的部分与整体分离
• 激光复印机——成像功能分离——独立功能
原理4：不对称——增加范围
• 机械零件多为对称——设计更简单 • 但是可以采用不对称结构——选择范围扩
大 • 轮毂设计的非对称结构 • ——定位 •
第三章 功能原理创新设计
原理5：合并——组合
• 将空间上相同或者相近的物体合并在一起 • • 收音机+录音机=收录机 • • 多功能手机=电话功能+短信+收音机+——