4.3 根據沖突矩陣表和40條創新原理解決問題
在設計過程中如何選用發明原理作為產生新概念的指導是一個具有現實意義的問題。通過多年的研究、比較與分析,Altshuller提出了沖突矩陣。該矩陣將描述技術沖突的39個標準參數與40條發明原理建立了對應關系,很好地解決了設計過程中發明原理的難題。對于每個標準沖突,都存在用于解決此標準沖突的一條或幾條原理發明原理。根據發明原理所獲得的最終結果就是高水平的發明。在1482種(39×38)標準沖突和40條發明原理之間存在發明關系,這種關系以矩陣表的形式描述,即沖突矩陣表。沖突矩陣為40行40列的一個矩陣,其中第1行或第1列為按順序排列的39個描述沖突的工程參數序號。除第1行與第1列外,其余39行與39列形成一個矩陣。在矩陣的元素中或空或有幾個數字。這些數字表示40條發明原理中的推薦采用原理序號。
沖突參數1。改進的特征參數——移動物體的重量;退化的特征參數——強度。
根據沖突矩陣表推薦使用下面的創新原理:原理28-機械系統替代品;原理27-用便宜的、壽命短的物體替代昂貴、使用長久的物體;原理18-機械振動;原理40-合成材料。
沖突參數2。改進的特征參數——移動物體的重量;退化的特征參數——可靠性。
推薦創新原理:原理3-局部條件;原理11-預先施加緩沖;原理l-分割;原理27-用便宜、壽命短的物體替代昂貴、使用長久的物體。
沖突參數3。改進的特征參數——移動物體重量;退化的特征參數——作用在物體上有害因素。
推薦創新原理:原理22——變有害為有利;原理21-快速通過;原理18-機械振動;原理27-可任意替換的物體(用便宜的、壽命短的物體替代昂貴而長久的物體)。
上面獲得了9條發明原理,按次序考慮每條原理可得出下列解決方案。
原理28.機械系統替代品。①用光學、聲學或嗅覺系統代替機械系統;②用電場、磁場或電磁場與目標發生作用;③替代場,例如:靜止場用運動場替代;固定場用那些能及時改變的場替代;隨機場用結構場替代;④運用鐵磁微粒協同作用的場。
觀點1:運用磁場吸引碎片。
原理27.用便宜的、壽命短的物體替代昂貴而使用長久的物體(可替換物體);放棄物體的某一特性(如壽命),用便宜物體的集合替代昂貴物體。
觀點2:運用可替換的環。當吸收了碎片的能量后,環就會破壞。在環破壞前用新環替換。
原理18.機械振動。①讓物體振動;②如果存在振動,就增加其頻率甚至發生超聲波振動;③使用共振頻率;④替換機械振動,使用壓電振動;⑤運用超聲波振動和電磁場協同作用。
依據該發明原理沒有解。
原理40.合成材料,用合成材料替換同類材料。
觀點3:用合成材料制造環。
原理3.局部情況。①將同類組織的物體或外界環境轉變為不同類組織的物體或外界環境;②讓物體的不同部件執行不同功能;③使物體的每一部件都能最大限度地發揮作用。
觀點4:使用具有不同結構的環。
原理11.預先補償。預先采取反措施補償可靠性相對低的物體。
觀點5:用附加措施阻止碎片亂飛,以彌補環的可靠性不足。
原理1.分割。①將物體分割成獨立的部件;②讓物體可以組合;③增加物體的分割程度。
觀點6:用包含有加強環的多層環,以適應不同的硬度和彈性要求。
原理22.變不利為有利。①利用有害因素或環境因素以獲得有利效果;②讓一個有害因素和另外一個有害因素作用以消除它;③增加有害作用的數量,直到有害行為不再增加為止。
依據該原理沒有解。
原理21.緊急行動。以非常高的速度執行有害(或危險)操作。
依據該原理沒有解。
4.4 最終解決方案
通過對以上創新原理的分析,按照可行性排列得出以下解決辦法:1)用合成材料制造環;2)用包含有加強環的多層環,以適應不同的硬度和彈性要求;3)使用具有不同結構的環;4)用附加措施阻止碎片亂飛,以彌補環的可靠性不足;5)運用可替換的環。當吸收了碎片的能量后,環就會破壞,在環破壞前用新環替換;6)運用磁場吸引碎片。
5 結論
創新是企業生存和發展的法寶,是提高競爭力的源泉。如果有了TRIZ,突破思維慣性、進行創造性思維不再只是每位科研人員的夢想;有了TRIZ,需要更多跨學科知識、更復雜技術支撐的產品創新將不再遙不可及。如今,己將解決問題的方法引入了其它非技術的領域。現代TRIZ不僅應當看成解決工程問題或新產品開發過程的方法,TRIZ的主要思想還成為在許多領域里管理知識和解決包含沖突的問題的強有力的工具。