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物理矛盾的11種分離方法:
(1)矛盾特性的空間分離。
(2)矛盾特性的時間分離。
(3)將同類或異類系統(tǒng)與超系統(tǒng)結(jié)合。
(4)將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為反系統(tǒng),或?qū)⑾到y(tǒng)與反系統(tǒng)相結(jié)合。
(5)系統(tǒng)具有一種特性,其子系統(tǒng)有其相反的特性。
(6)將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到微觀級系統(tǒng)。
(7)系統(tǒng)中的狀態(tài)交替變化。
(8)系統(tǒng)由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種狀態(tài)。
(9)利用系統(tǒng)狀態(tài)變化所伴隨的現(xiàn)象。
(10)以具有兩種狀態(tài)的物質(zhì)代替具有一種狀態(tài)的物質(zhì)。
(11)通過物理和化學(xué)的轉(zhuǎn)換使物質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
76個標準解決方法
在物-場模型分析的應(yīng)用過程中,由于所面臨的問題復(fù)雜又包含廣泛,物-場模型的確立、使用有相當?shù)睦щy,所以TRIZ理論為物-場模型提供了成模式的解法,稱為標準解法,共76個,標準解法通常用來解決概念設(shè)計的開發(fā)問題。76個標準解決方法可分為5類:建立或破壞物質(zhì)場;開發(fā)物質(zhì)場;從基礎(chǔ)系統(tǒng)向高級系統(tǒng)或微觀等級轉(zhuǎn)變;度量或檢測技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)一切事物;描述如何在技術(shù)系統(tǒng)引入物質(zhì)或場。發(fā)明者首先要根據(jù)物質(zhì)場模型識別問題的類型,然后選擇相應(yīng)的標準方法解。
第一類標準解:不改變或僅少量改變系統(tǒng)。
(1)假如只有S1,應(yīng)增加S2及場F,以完善系統(tǒng)3要素,并使其有效。
(2)假如系統(tǒng)不能改變,但可接受永久的或臨時的添加物,可以在S1或S2內(nèi)部添加來實現(xiàn)。
(3)假如系統(tǒng)不能改變,但用永久的或臨時的外部添加物來改變S1或S2 是可以接受的,則加之。
(4)假定系統(tǒng)不能改變,但可用環(huán)境資源作為內(nèi)部或外部添加物,是可接受的,則加之。
(5)假定系統(tǒng)不能改變,但可以改變系統(tǒng)以外的環(huán)境,則改變之。
(6)微小量的精確控制是困難的,可以通過增加一個附加物,并在之后除去來控制微小量。
(7)一個系統(tǒng)的場強度不夠,增加場強度又會損壞系統(tǒng),可將強度足夠大的一個場施加到另一元件上,把該元件再連接到原系統(tǒng)上。同理,一種物質(zhì)不能很好地發(fā)揮作用,則可連接到另一物質(zhì)上發(fā)揮作用。
(8)同時需要大的(強的)和小的(弱的)效應(yīng)時,需小效應(yīng)的位置可由物質(zhì)S3 來保護。
(9)在一個系統(tǒng)中有用及有害效應(yīng)同時存在,S1及S2不必互相接觸,引入S3 來消除有害效應(yīng)。
(10)與(9)類似,但不允許增加新物質(zhì)。通過改變S1或S2來消除有害效應(yīng)。該類解包括增加“虛無物質(zhì)”,如:空位、真空或空氣、氣泡等,或加一種場。
(11)有害效應(yīng)是一種場引起的,則引入物質(zhì)S3吸收有害效應(yīng)。
(12)在一個系統(tǒng)中,有用、有害效應(yīng)同時存在,但S1及S2必須處于接觸狀態(tài),則增加場F2使之抵消F1的影響,或者得到一個附加的有用效應(yīng)。
(13)在一個系統(tǒng)中,由于一個要素存在磁性而產(chǎn)生有害效應(yīng)。將該要素加熱到居里點以上,磁性將不存在,或者引入相反的磁場消除原磁場。
第二類標準解:改變系統(tǒng)。
(14)串聯(lián)的物-場模型:將S2及F1施加到S3;再將S3及F2施加到S1。兩串聯(lián)模型獨立可控。
(15)并聯(lián)的物-場模型:一個可控性很差的系統(tǒng)已存在部分不能改變,則可并聯(lián)第二個場。
(16)對可控性差的場,用易控場來代替,或增加易控場。由重力場變?yōu)闄C械場或由機械場變?yōu)殡姶艌?。其核心是由物理接觸變到場的作用。
(17)將S2由宏觀變?yōu)槲⒂^。
(18)改變S2成為允許氣體或液體通過的多孔的或具有毛細孔的材料。
(19)使系統(tǒng)更具柔性或適應(yīng)性,通常方式是由剛性變?yōu)橐粋€鉸接,或成為連續(xù)柔性系統(tǒng)。
(20)駐波被用于液體或粒子定位。
(21)將單一物質(zhì)或不可控物質(zhì)變成確定空間結(jié)構(gòu)的非單一物質(zhì),這種變化可以是永久的或臨時的。
(22)使F與S1或S2的自然頻率匹配或不匹配。
(23)與F1或F2的固有頻率匹配。
(24)兩個不相容或獨立的動作可相繼完成。
(25)在一個系統(tǒng)中增加鐵磁材料和(或)磁場。
(26)將(16)與(25)結(jié)合,利用鐵磁材料與磁。
(27)利用磁流體,這是(26)的一個特例。
(28)利用含有磁粒子或液體的毛細結(jié)構(gòu)。
(29)利用附加場,如涂層,使非磁場體永久或臨時具有磁性。
(30)假如一個物體不能具有磁性,將鐵磁物質(zhì)引入到環(huán)境之中。
(31)利用自然現(xiàn)象,如物體按場排列,或在居里點以上使物體失去磁性。
(32)利用動態(tài),可變成自調(diào)整的磁場。
(33)加鐵磁粒子改變材料結(jié)構(gòu),施加磁場移動粒子,使非結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)化系統(tǒng),或反之。
(34)與F場的自然頻率相匹配。對于宏觀系統(tǒng),采用機械振動增加鐵磁粒子的運動。在分子及原子水平上,材料的復(fù)合成分可通過改變磁場頻率的方法用電子諧振頻譜確定。
(35)用電流產(chǎn)生磁場并代替磁粒子。
(36)電流變流體具有被電磁場控制的黏度,利用此性質(zhì)及其他方法一起使用,如電流變流體軸承等。
第三類標準解:傳遞系統(tǒng)。
(37)系統(tǒng)傳遞1:產(chǎn)生雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)
(38)改進雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)中的連接。
(39)系統(tǒng)傳遞2:在系統(tǒng)之間增加新的功能。
(40)雙系統(tǒng)及多系統(tǒng)的簡化。
(41)系統(tǒng)傳遞3:利用整體與部分之間的相反特性。
(42)系統(tǒng)傳遞4:傳遞到微觀水平來控制。
第四類標準解:檢測系統(tǒng)。
(43)替代系統(tǒng)中的檢測與測量,使之不再需要。
(44)若(43)不可能,則測量一復(fù)制品或肖像。
(45)如(43)及(44)不可能,則利用兩個檢測量代替一個連續(xù)測量。
(46)假如一個不完整物-場系統(tǒng)不能被檢測,則增加單一或兩個物-場系統(tǒng),且一個場作為輸出。假如已存在的場是非有效的,在不影響原系統(tǒng)的條件下,改變或加強該場,使它具有容易檢測的參數(shù)。
(47)測量引入的附加物。
(48)假如在系統(tǒng)中不能增加附加物,則在環(huán)境中增加而對系統(tǒng)產(chǎn)生一個場,檢測此場對系統(tǒng)的影響。
(49)假如附加場不能被引入到環(huán)境中去,則分解或改變環(huán)境中已存在的物質(zhì),并測量產(chǎn)生的效應(yīng)。
(50)利用自然現(xiàn)象。例如:利用系統(tǒng)中出現(xiàn)的已知科學(xué)效應(yīng),通過觀察效應(yīng)的變化,決定系統(tǒng)的狀態(tài)。
(51)假如系統(tǒng)不能直接或通過場測量,則測量系統(tǒng)或要素激發(fā)的固有頻率來確定系統(tǒng)變化。
(52)假如實現(xiàn)(51)不可能,則測量與已知特性相聯(lián)系的物體的固有頻率。
(53)增加或利用鐵磁物質(zhì)或磁場以便測量。
(54)增加磁場粒子或改變一種物質(zhì)成為鐵磁粒子以便測量,測量所導(dǎo)致的磁場變化即可。
(55)假如(54)不可能建立一個復(fù)合系統(tǒng),則添加鐵磁粒子到系統(tǒng)中去。
(56)假如系統(tǒng)中不允許增加鐵磁物質(zhì),則將其加到環(huán)境中。
(57)測量與磁性有關(guān)現(xiàn)象,如居里點、磁滯等。
(58)若單系統(tǒng)精度不夠,可用雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)。
(59)代替直接測量,可測量時間或空間的一階或二階導(dǎo)數(shù)。
第五類標準解:簡化改進系統(tǒng)。
(60)間接方法:①使用無成本資源,如:空氣、真空、氣泡、泡沫、縫隙等;②利用場代替物質(zhì);③用外部附加物代替內(nèi)部附加物;④利用少量但非?;罨母郊游?;⑤將附加物集中到特定位置上;⑥暫時引入附加物;⑦假如原系統(tǒng)中不允許附加物,可在其復(fù)制品中增加附加物,這包括仿真器的使用;⑧引入化合物,當它們起反應(yīng)時產(chǎn)生所需要的化合物,而直接引入這些化合物是有害的;⑨通過對環(huán)境或物體本身的分解獲得所需的附加物。
(61)將要素分為更小的單元。
(62)附加物用完后自動消除。
(63)假如環(huán)境不允許大量使用某種材料,則使用對環(huán)境無影響的東西。
(64)使用一種場來產(chǎn)生另一種場。
(65)利用環(huán)境中已存在的場。
(66)使用屬于場資源的物質(zhì)。
(67)狀態(tài)傳遞1:替代狀態(tài)。
(68)狀態(tài)傳遞2:雙態(tài)。
(69)狀態(tài)傳遞3:利用轉(zhuǎn)換中的伴隨現(xiàn)象。
(70)狀態(tài)傳遞4:傳遞到雙態(tài)。
(71)利用元件或物質(zhì)間的作用使其更有效。
(72)自控制傳遞。假如一物體必須具有不同的狀態(tài),應(yīng)使其自身從一個狀態(tài)傳遞到另一狀態(tài)。
(73)當輸入場較弱時,加強輸出場,通常在接近狀態(tài)轉(zhuǎn)換點處實現(xiàn)。
(74)通過分解獲得物質(zhì)粒子。
(75)通過結(jié)合獲得物質(zhì)。
(76)假如高等結(jié)構(gòu)物質(zhì)需分解但又不能分解,可用次高一級的物質(zhì)狀態(tài)替代;反之,如低等結(jié)構(gòu)物質(zhì)不能應(yīng)用,則用高一級的物質(zhì)代替。
應(yīng)用標準解法的4個步驟
從第一類解到第四類解的求解過程中,可能
使系統(tǒng)變得更復(fù)雜,因為往往要引入新的物質(zhì)或場;第五類解是簡化系統(tǒng)的方法,以保證系統(tǒng)理想化。當從第一到第三類有了解以后,或解決第四類檢測測量問題后,再回到第五類去解,這是正確的方法。一般應(yīng)用標準解法可以遵循下列4個步驟:
(1)確定所面臨的問題類型。首先要確定所面臨的問題是屬于哪類問題,是要求對系統(tǒng)進行改進,還是要求對某件物體有測量或探測的需求。
(2)如果面臨的問題是要求對系統(tǒng)進行改進,則建立現(xiàn)有系統(tǒng)或情況的物-場模型。
(3)如果問題是對某件東西有測量或探測的需求,應(yīng)用標準解法第4級中的17個標準解法。
(4)當你獲得了對應(yīng)的標準解法和解決方案,檢驗?zāi)P停聪到y(tǒng))是否可以應(yīng)用標準解法第5級中的17個標準解法來進行簡化。標準解法第5級也可以被考慮為是否有強大的約束限制著新物質(zhì)的引入和交互應(yīng)用。
在應(yīng)用標準解法的過程中,必須緊緊圍繞系統(tǒng)所存在問題的最終理想解,并考慮系統(tǒng)的實際限制條件,靈活進行應(yīng)用,并追求最優(yōu)化的解決案。很多情況下,綜合應(yīng)用多個標準解法,對問題的解決徹底程度具有積極意義。
科學(xué)和技術(shù)效果數(shù)據(jù)庫
所謂效果是指兩個或多個參數(shù)間在一定條件下的相互作用并產(chǎn)生輸出。在傳統(tǒng)的專利庫中,效果都是按題目或發(fā)明者名字進行組織的,那些需要實現(xiàn)特定功能的發(fā)明者不得不根據(jù)與類似效果相聯(lián)系的人名從其他領(lǐng)域?qū)で蠼鉀Q方法,由于發(fā)明者可能除了自身領(lǐng)域外對其他領(lǐng)域一無所知,那么搜索就比較困難。1965~1970年,阿奇舒勒與同事開始以“從技術(shù)目標到實現(xiàn)方法”方式組織效果庫,這樣,發(fā)明者可以首先根據(jù)物質(zhì)場模型決定需要實現(xiàn)的基本功能,然后能夠很容易地選擇所需要的實現(xiàn)方法。
效果庫是TRIZ知識庫的主要組成部分。知識庫和分析工具的區(qū)別在于,知識庫是在解決問題過程中提供轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的方法,而分析工具是幫助分析問題和提出問題的。
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