发明问题解决理论TRIZ技术创新应用实例

发明问题解决理论TRIZ技术创新应用实例发明问题解决理论TRIZ技术创新应用案例

TRIZ应用实例——BMW车外形设计

应用背景:在欧洲那些最初为行人和马车修建的城市里，虽然燃料费用已经颇高，然而交通仍然非常拥挤。为改善此种状况，市政府通过加税提高大型汽车在城市里的费用，以鼓励小型汽车的生产。

目前市场上无甚特色的小型汽车，在某种意义上，还不能成为有钱人身份、地位的象征。以生产大型豪华私人轿车为主的德国宝马和奔驰公司，准备联合开发出一种名牌智能化的小型汽车，使其在汽车市场上独领风骚。

有何经济效益和社会效益:开发出的系列新款迷你形汽车，在城市中使用非常方便:可以增加道路的使用空间，减轻空气污染，缓解交通拥挤，容易停车，而且可以为人们提供价格更为经济、性能更为有效的新型汽车。

问题描述:车身较长，在碰撞中有一个大的变形空间，可以吸收能量，缓解交通事故对人的冲击力，减轻对乘车者的人身伤害。但此种汽车体积较大，比较笨拙，而且在一定程度上造成交通拥挤。而迷你形汽车因为车身较短，不具备这种变

形缓冲功能。系统存在的技术矛盾:迷你形汽车车身短与在交通事故中防撞性能降

低的矛盾。

解决思路和关键步骤:

本实例应用TRIZ理论来解决问题。根据本实例的技术特性矛盾对:

运动物体尺寸(Area of moving object):物体的线性尺寸。此例中为长度变短;

能量的消耗(Loss of energy)。

得出相应的创新原理:

15# Dynamicity 动态性

17# Shift to a new dimension 一维变多维

应用15,创新原理可以得到如下解决方案:

15# 创新原理为“动态性”，提高运动目标的面积参数(improve the “area

of moving object” parameter)。

迷你形汽车的引擎被设计的位于车身下面，以增加引擎和乘客分隔空间的大

小。与客车相比，提升了位于碰撞影响区域上面的乘客空间。其动力装置是一台

600cc 涡轮控制的3汽缸发动机——完全电控的发动机系统，没有机械连杆与油门

或变速杆连接。这种装置激活6速自动变速箱，变速箱可以在若干模式下运作，从

完全自动到手工触摸转移，不必使用离合器。

应用17,创新原理可以得到如下解决方案:

17#创新原理为“一维变多维”，将物体一维直线运动变为二维平面运动。迷

你形汽车的动力机车安装在滑翔架上，碰撞时车身沿斜面运动，减轻碰撞时的冲击力，并增强了其抵抗外力变形的能力。

与Mercedes最近揭开的一种概念车F300 Life Jet作比较发现，虽然微小，

这种智能型汽车似乎极其宽敞。乘车者坐在在前后纵向排列的两个座位里，前面两

个车轮由铰链连接，车身坐落在此悬浮臂上，像摩托车一样，经由一种倾角控制系统控制转向端活动，并且车身前部可以斜靠进入边角。

结论:迷你形汽车本身并没有使用特殊材料来吸收能量，仅仅做了结构上的创新，其抵抗外力变形的能力便可堪与一辆普通轿车相婢美。本实例遵循TRIZ理论的基本原则:没有增加新的材料而实现了其预定功能。

TRiz应用实例--新型扳手

应用背景:实际应用中，标准的六角形螺母常常会因为拧紧时用力过大或者使用时间过长、螺母的六角形外表面被腐蚀，使表面遭到破坏。螺母被破坏后，使用普通的传统型扳手往往不能再松动螺母，有时甚至会使情况更加恶化，也就是说螺母外缘的六角形在扳手作用下破坏更加严重，扳手更加无法作用于螺母。

传统型扳手之所以会损坏螺母，其主要原因是扳手作用在螺母上的力主要集中于六角形螺母的某两个角上，如图所示:

在这种情况下，我们需要一种新型的扳手来解决这一问题。有何经济效益和社会效益:用扳手拧紧或松动螺母是机械领域中的一个基本操作。以新型扳手取代传统型扳手，必将会使机械安装工作更加简单、方便，提高机械安装工作的工作效率。

问题描述:

在拧紧或松动螺母的过程中，扳手同时会损坏螺母的六角形表面。使用扳手时用力越大，螺母损坏就会越严重。而使得扳手作用于螺母上的力大大降低，降低了工作效率。

在这一系统中存在的技术矛盾为:若想通过改变扳手形状降低扳手对螺母的损坏程度，就可能会使扳手制造工艺复杂化。

如果可以找到一种制造不是很复杂，而且又可以避免对螺母的严重损坏的扳手，无疑是解决这一问题的最佳途径。

解决思路和关键步骤:

在应用TRIZ解决这一问题时，我们首先必须明确判定出存在于系统中对立的技术特性。在现有设计中，扳手在作用于螺母时会损坏螺母是存在于现有设计中的一个重要缺陷。而这一缺陷则恰恰可以提示我们找出应该解决的技术矛盾以改进现有的传统设计。

若想彻底解决这一对技术矛盾，我们首先需要将我们所希望的“降低螺母的损坏程度”转换为TRIZ语言——矛盾矩阵(Contradiction Matrix)中的某一个或几个参数。在这一问题中，很明显，“副作用(Object Generated Harmful Factors)”就是我们希望提高的技术特性。

现在，我们需要分析在降低螺母的损坏程度时，又有哪些技术特性恶化。相对于确定得以改善的技术特性而言，确定恶化的技术特性则比较难。最简单的方法是分别将39个技术特性对号入座，寻找适合的技术特性。这里我们使用的是一种较为系统的方法。首先，我们问一个问题:“如果没有任何目标，我们该如何解决这一问题,”

根据传统型扳手，我们可以尝试从下列几个方面得到答案: a)使扳手的各个表面与螺母的外表面完全吻和，从而使得用扳手拧螺母时扳手的表面与螺母表面完全

接触，以避免螺母的角与扳手平面的接触。 b)在扳手上增加一个“小附件”，使得扳手的表面可以自由移动以和不同的螺母表面相接触。

c)使用比螺母材料硬度小的材料制造扳手，这样可以在操作过程中损坏扳手而不是螺母。

严格说来，这些都不是扳手设计过程中的“恶化的技术特性”，我们要把它转化成为TRIZ语言才可以使用矛盾对立矩阵。

在解决这一问题时，第一个回答“改变扳手的形状”应是最实际的一个解决方案。然而，改变扳手的形状则不免要增加扳手制造的复杂程度。因此，“制造性(Manufaturabil ity)”即为恶化的技术特性。

根据上述分析可得到下面的结论:

有待提高的技术特性(Improving feature):

副作用(Object generated harmful factors, Parameter 31) 恶化的技术特性(Worsening feature):

制造性(Manufaturability、Parameter 32)

最终结果:

技术矛盾特性对比表提供了四个创新原理及相应的解决实例以帮助设计者完成设计。这四个创新原理分别为:

1、4#创新原理:对称性(Asymmetry)

建议:如果一个物体是不对称的，增强其非对称性。

解决方向:扳手本身是一个不对称的形状，改变其形状，加强其形状的不对称程度。

2、17#创新原理:一维变多维(Another dimension)

建议:将一维直线形状的物体变换成为二维平面结构或者是三维空间结构的物体。