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1、第十章第十章 TRIZ TRIZ理论与创新设计理论与创新设计 TRIZTRIZ为俄文字母对应的拉丁字母缩写，含义为为俄文字母对应的拉丁字母缩写，含义为发明问题的解决理论，也有人将其译为技术冲发明问题的解决理论，也有人将其译为技术冲突的解决原理。其英语名词为：突的解决原理。其英语名词为：Theory of Theory of Inventive Problem SolvingInventive Problem Solving。TRIZTRIZ理论认为发理论认为发明问题的核心是解决冲突，在设计过程中，不明问题的核心是解决冲突，在设计过程中，不断发现冲突，利用发明原理解决冲突，才能获断发现冲突，利用
2、发明原理解决冲突，才能获得理想的产品得理想的产品 第一节第一节 TRIZ TRIZ理论的概念理论的概念 一、解决产品设计面临的方法一、解决产品设计面临的方法 人们进行机械产品设计通常面临两类需人们进行机械产品设计通常面临两类需要解决的问题：一类是知道一般的解决方法，要解决的问题：一类是知道一般的解决方法，一类是不知道解决方法。一类是不知道解决方法。对于知道一般的解决方法的问题，人们对于知道一般的解决方法的问题，人们通常可以通过查找书籍、技术文献或相关专家通常可以通过查找书籍、技术文献或相关专家提供信息来解决。提供信息来解决。另一类问题是没有解决方法的，这被称为发明另一类问题是没有解决方法的，这
3、被称为发明问题。问题。二、发明的级别与应用前提概述二、发明的级别与应用前提概述1 1、发明的级别、发明的级别G.S.AltshullerG.S.Altshuller将发明问题的解决方法分为五级将发明问题的解决方法分为五级 100000100000所有的知所有的知识识 1%1%新新发现发现 5 51000010000行行业业以外知以外知识识 4%4%新概念新概念 4 410001000行行业业知知识识 18%18%大的改大的改进进 3 3100100公司知公司知识识 45%45%小的改小的改进进 2 21010个人知个人知识识 32%32%方法明方法明显显 1 1考考虑虑的的问题问题知知识识来源
4、来源解决方法解决方法%发发明程度明程度级别级别发明的级别发明的级别表表2 2、TRIZTRIZ的理论前提的理论前提TRIZTRIZ的理论前提和基本认识是：的理论前提和基本认识是：1 1、产品或技术系统的进化有规律可循；、产品或技术系统的进化有规律可循；2 2、生产实践中遇到的工程冲突重复出现；、生产实践中遇到的工程冲突重复出现；3 3、彻底解决工程冲突的发明原理容易掌握；、彻底解决工程冲突的发明原理容易掌握；4 4、其它领域的科学原理可解决本领域技术问题。、其它领域的科学原理可解决本领域技术问题。三、三、TRIZTRIZ解决发明问题的方法解决发明问题的方法特定问题特定问题建建立立问问题题的的通
5、通用用模模型型通用问题通用问题通用解决方法通用解决方法特定解决方法特定解决方法找找到到通通用用问问题题的的通通用用解解决决方方法法找找到到特特定定问问题题的的特特定定解解决方法决方法第二节第二节 技术系统及进化法则技术系统及进化法则一、产品的进化分析一、产品的进化分析1 1、婴儿期：婴儿期代表产品处于原理实现阶段、婴儿期：婴儿期代表产品处于原理实现阶段 2 2、成长期：成长期代表产品处于性能优化和商、成长期：成长期代表产品处于性能优化和商 品化开发阶段。品化开发阶段。3 3、成熟期：成熟期说明该产品技术发展已经比、成熟期：成熟期说明该产品技术发展已经比 较成熟。较成熟。4 4、衰退期：衰退期表
6、明应用于系统的技术已经、衰退期：衰退期表明应用于系统的技术已经 发展到极限，很难再进一步的突破发展到极限，很难再进一步的突破婴儿期婴儿期成长期成长期 成熟期成熟期衰退期衰退期性能性能时期时期新产品替代新产品替代产品优化产品优化产品进化曲线产品进化曲线二、技术系统及其进化法则二、技术系统及其进化法则1 1、技术系统、技术系统 技术系统由多个子系统组成，并通过子系统技术系统由多个子系统组成，并通过子系统间的相互作用实现一定的功能。间的相互作用实现一定的功能。子系统本身也是系统，是由元件和操作构成子系统本身也是系统，是由元件和操作构成的。的。系统的更高级系统称为超系统。系统的更高级系统称为超系统。如
7、电冰箱这个技术系统，其压缩机、散热板、如电冰箱这个技术系统，其压缩机、散热板、温控管、照明灯、门、壳体等都是电冰箱的子温控管、照明灯、门、壳体等都是电冰箱的子系统。系统。电冰箱所处的环境，如房间就可以称为电冰电冰箱所处的环境，如房间就可以称为电冰箱这个技术系统的超系统。箱这个技术系统的超系统。2 2、技术系统进化法则、技术系统进化法则 技术系统进化法则主要包含提高理想度法技术系统进化法则主要包含提高理想度法则，完备性法则，能量传递法则，提高柔性、移则，完备性法则，能量传递法则，提高柔性、移动性和可控性法则，子系统非一致性进化法则，动性和可控性法则，子系统非一致性进化法则，向超系统升迁法则，向微
8、观系统升迁法则，协调向超系统升迁法则，向微观系统升迁法则，协调法则等。这些技术系统进化法则基本涵盖了各种法则等。这些技术系统进化法则基本涵盖了各种产品核心技术的进化规律，每条法则又包含多种产品核心技术的进化规律，每条法则又包含多种具体进化路线和模式。具体进化路线和模式。1 1）完备性法则）完备性法则 要实现某项功能，一个完整的技术系统要实现某项功能，一个完整的技术系统必须包含以下四个部件：动力装置、传输装置、必须包含以下四个部件：动力装置、传输装置、执行装置和控制装置。执行装置和控制装置。例如汽车这个完整的技术系统，就包括例如汽车这个完整的技术系统，就包括动力总成、传动总成、底盘总成和操作总成
9、等动力总成、传动总成、底盘总成和操作总成等装置。装置。2 2）能量传递法则）能量传递法则 技术系统要实现其功能，必须保证能量技术系统要实现其功能，必须保证能量能够从能量源流向技术系统的所有元件。能够从能量源流向技术系统的所有元件。例如收音机在金属屏蔽的环境（如汽车）例如收音机在金属屏蔽的环境（如汽车）中就不能正常收听高质量广播。尽管收音机内中就不能正常收听高质量广播。尽管收音机内各子系统工作都正常，但电台传导的能量源各子系统工作都正常，但电台传导的能量源（作为系统的组成部分）受阻，使整个系统不（作为系统的组成部分）受阻，使整个系统不能正常工作，需要在汽车上增加车外天线来解能正常工作，需要在汽车
10、上增加车外天线来解决问题。决问题。3 3）动态性进化法则）动态性进化法则技术系统应该沿着结构柔性、可移动性、可控技术系统应该沿着结构柔性、可移动性、可控性增加的方向发展，以适应环境状况和执行方式性增加的方向发展，以适应环境状况和执行方式的变化。的变化。动态性法则包括三个子法则：动态性法则包括三个子法则：（1 1）提高柔性法则：提高系统柔性的进化过程）提高柔性法则：提高系统柔性的进化过程为刚体为刚体单铰链单铰链多铰链多铰链柔性体柔性体液体液体/气体气体场。例如门锁进化过程为从挂锁场。例如门锁进化过程为从挂锁链条锁链条锁电电子锁子锁指纹锁。指纹锁。（2 2）提高可移动性法则：技术系统的进化应该）提
11、高可移动性法则：技术系统的进化应该沿着提高系统整体可移动性增强的方向发展。如沿着提高系统整体可移动性增强的方向发展。如座椅进化过程为从四腿椅座椅进化过程为从四腿椅转椅转椅滚轮椅。滚轮椅。（3 3）提高可控性法则：技术系统的进化将沿着）提高可控性法则：技术系统的进化将沿着系统内各部件的可控性增加的方向发展。可控性系统内各部件的可控性增加的方向发展。可控性的进化过程从直接控制的进化过程从直接控制间接控制间接控制反馈控制反馈控制智能控制。智能控制。例如照相机进化过程为从手动调焦例如照相机进化过程为从手动调焦电动调电动调焦焦自动调焦；自动调焦；4）提高理想度法则）提高理想度法则 最理想的技术系统应该是
12、作为物理实体时最理想的技术系统应该是作为物理实体时并不存在也不消耗任何的资源，却能够实现所有并不存在也不消耗任何的资源，却能够实现所有必要的功能。必要的功能。例如最理想的汽车制动系统应该不占用任例如最理想的汽车制动系统应该不占用任何空间、不需要能量、没有消耗磨损、不传递有何空间、不需要能量、没有消耗磨损、不传递有害功能，但是却能够在任何需要的时间和场合实害功能，但是却能够在任何需要的时间和场合实现其制动功能。现其制动功能。5 5）子系统不均衡进化法则）子系统不均衡进化法则每个技术系统都由多个实现不同功能的子系统每个技术系统都由多个实现不同功能的子系统组成。任何技术系统所包含的各个子系统都不组成
13、。任何技术系统所包含的各个子系统都不会同步、均衡地进化，每个子系统都是沿着自会同步、均衡地进化，每个子系统都是沿着自己的技术进化路径向前发展。这种不均衡的进己的技术进化路径向前发展。这种不均衡的进化经常会导致子系统之间的冲突出现。整个技化经常会导致子系统之间的冲突出现。整个技术系统的进化速度取决于系统中发展最慢的子术系统的进化速度取决于系统中发展最慢的子系统的进化速度。找到关键的子系统，可以帮系统的进化速度。找到关键的子系统，可以帮助人们及时发现并改进最不理想的子系统。助人们及时发现并改进最不理想的子系统。6）向超系统进化法则）向超系统进化法则 技术系统的进化是沿着从单系统技术系统的进化是沿着
14、从单系统双系统双系统多系统的方向发展。多系统的方向发展。例如多功能的瑞士军刀、单头牙刷例如多功能的瑞士军刀、单头牙刷双头双头牙刷牙刷多头牙刷多头牙刷电动牙刷等。电动牙刷等。7 7）向微观级进化法则）向微观级进化法则 技术系统的进化沿着减小其元件尺寸的技术系统的进化沿着减小其元件尺寸的方向发展，即元件从最初的尺寸向原子、基本方向发展，即元件从最初的尺寸向原子、基本粒子的尺寸进化，同时能够更好的实现相同的粒子的尺寸进化，同时能够更好的实现相同的功能。功能。例如微机械系统（例如微机械系统（MEMSMEMS）、电子元器件）、电子元器件的进化过程从真空管的进化过程从真空管晶体管晶体管集成电路。集成电路。
15、8）协调性法则）协调性法则 技术系统的进化是沿着各个子系统相互之技术系统的进化是沿着各个子系统相互之间更协调的方向发展，即系统的各个部件在保持间更协调的方向发展，即系统的各个部件在保持协调的前提下，充分发挥各自的功能。这也是整协调的前提下，充分发挥各自的功能。这也是整个技术系统能发挥其功能的必要条件，子系统间个技术系统能发挥其功能的必要条件，子系统间协调性可以表现在结构上的协调、各性能参数的协调性可以表现在结构上的协调、各性能参数的协调和工作节奏的协调。协调和工作节奏的协调。例如网球拍重量与力量的协调，较轻的球拍例如网球拍重量与力量的协调，较轻的球拍更灵活，较重的球拍能产生更大挥拍力量。因更灵
16、活，较重的球拍能产生更大挥拍力量。因此需要考虑两个性能参数的协调，设计师将球此需要考虑两个性能参数的协调，设计师将球拍整体重量降低，提高了灵活性，同时增加球拍整体重量降低，提高了灵活性，同时增加球拍头部的重量，保证了挥拍的力量。拍头部的重量，保证了挥拍的力量。第三节第三节 TRIZ TRIZ理论及其应用理论及其应用 发明问题的核心就是解决冲突，而解决冲突发明问题的核心就是解决冲突，而解决冲突所应遵循的规则是：改进系统中的一个零部件或所应遵循的规则是：改进系统中的一个零部件或性能的同时，不能对系统或相邻系统中的其他零性能的同时，不能对系统或相邻系统中的其他零部件或性能造成负面影响。部件或性能造成
17、负面影响。冲突可分为物理冲突和技术冲突。对于物冲突可分为物理冲突和技术冲突。对于物理冲突可以采用分离原理寻找解决方案。对于技理冲突可以采用分离原理寻找解决方案。对于技术冲突，则依据冲突矩阵找到相应的发明原理，术冲突，则依据冲突矩阵找到相应的发明原理，找出解决冲突的方法。找出解决冲突的方法。评价解评价解问题分析问题分析冲突物理冲突物理冲突技术冲突技术冲突分离原理分离原理改善技术特性改善技术特性恶化技术特性恶化技术特性冲突解决矩阵冲突解决矩阵发明原理发明原理科学原理库科学原理库其他方法其他方法最终解最终解解解冲冲突突决决流流程程一、一、发明原理发明原理共共4040条条序序号号名名 称称说说 明明示
18、示 例例1 1分割分割a.a.把一个物体分成相互独立的部分把一个物体分成相互独立的部分b.b.物体分成容易组装和拆卸的部分物体分成容易组装和拆卸的部分c.c.提高物体的可分性提高物体的可分性组合音响，组合式家俱组合音响，组合式家俱，模块化模块化计算机组件计算机组件，可折叠木尺，活动可折叠木尺，活动百叶窗帘百叶窗帘;花园里浇水的软管可以接起来以花园里浇水的软管可以接起来以增加长度增加长度;为不同材料的再回收设置不同的为不同材料的再回收设置不同的回收箱；回收箱；二、分离原理二、分离原理在总结解决物理冲突的各种方法的基础上，在总结解决物理冲突的各种方法的基础上，TRIZTRIZ提出了分离原理解决方法
19、。提出了分离原理解决方法。空间分离：从空间上分离相反的特性空间分离：从空间上分离相反的特性物体的一部分表现为一种特性，而另一部则物体的一部分表现为一种特性，而另一部则分表现为另一种特性。将冲突双方在不同的空分表现为另一种特性。将冲突双方在不同的空间分离，以降低解决问题的难度。当关键子系间分离，以降低解决问题的难度。当关键子系统冲突双方在某一空间只出现一方时，空间分统冲突双方在某一空间只出现一方时，空间分离是可能的。离是可能的。2 2、时间分离：从时间上分离相反的特性。、时间分离：从时间上分离相反的特性。物体在一时间段内表现为一种特性，而在另物体在一时间段内表现为一种特性，而在另一时间段内则表现
20、为另一种特性。将冲突双方在一时间段内则表现为另一种特性。将冲突双方在不同的时间段分离，以降低解决问题的难度。当不同的时间段分离，以降低解决问题的难度。当关键子系统冲突双方在某一时间段只出现一方时，关键子系统冲突双方在某一时间段只出现一方时，时间分离是可能的。时间分离是可能的。3 3、基于条件的分离：从整体与部分上分离相反、基于条件的分离：从整体与部分上分离相反的特性。整体具有一种特性，而部分具有相反的特性。整体具有一种特性，而部分具有相反的特性。的特性。是将冲突双方在不同条件下分离，以是将冲突双方在不同条件下分离，以降低解决问题的难度。当关键子系统冲突双方降低解决问题的难度。当关键子系统冲突双
21、方在某一条件下只出现一方时，基于条件分离是在某一条件下只出现一方时，基于条件分离是可能的可能的 4 4、整体与部分的分离：在同一种物质中相反、整体与部分的分离：在同一种物质中相反的特性共存。的特性共存。物质在特定的条件下表现为唯一的特性，物质在特定的条件下表现为唯一的特性，在另一种条件下表现为另一种特性。整体与部在另一种条件下表现为另一种特性。整体与部分的分离原理是将冲突双方在不同的层次分离，分的分离原理是将冲突双方在不同的层次分离，以降低解决问题的难度。当冲突双方在关键子以降低解决问题的难度。当冲突双方在关键子系统层次只出现一方，而该方在子系统、系统系统层次只出现一方，而该方在子系统、系统或
22、超系统层次内不出现时，整体与部分的分离或超系统层次内不出现时，整体与部分的分离是可能的。是可能的。分离原理与发明原理的对应关系分离原理与发明原理的对应关系分分 离离 原原 理理发发 明明 原原 理理空空间间分离分离1 1、2 2、3 3、4 4、7 7、1313、1717、2424、2626、3030时间时间分离分离9 9、1010、1111、1515、1616、1818、1919、2020、2121、2929、3434、3737整体与部分整体与部分分离分离1212、2828、3131、3232、3535、3636、3838、3939、4040条件分离条件分离1 1、7 7、2525、2727
23、、5 5、2222、2323、3333、6 6、8 8、1414、2525、3535、1313三、三、解决物理冲突解决物理冲突物理冲突的一般描述方法为：物理冲突的一般描述方法为：为了实现关键功能，子系统要具有有用功能，为了实现关键功能，子系统要具有有用功能，但为了避免出现有害功能，子系统又不能具有但为了避免出现有害功能，子系统又不能具有该有用功能。该有用功能。2 2、关键子系统的特性必须是以大值以能取得有、关键子系统的特性必须是以大值以能取得有用功能，但又必须是以小值避免出现有害功能用功能，但又必须是以小值避免出现有害功能3 3、关键子系统必须出现以取得有用功能，但又、关键子系统必须出现以取得
24、有用功能，但又不能出现以避免出现有害功能。不能出现以避免出现有害功能。物理冲突物理冲突几何几何类类材料及能量材料及能量类类功能功能类类长长与短与短多与少多与少喷喷射与卡住射与卡住对对称与不称与不对对称称密度大与小密度大与小推与拉推与拉平行与交叉平行与交叉导热导热率高与低率高与低冷与冷与热热厚与薄厚与薄温度高与低温度高与低快与慢快与慢圆圆与非与非圆圆时间长时间长与短与短运运动动与静止与静止锋锋利与利与钝钝粘度高与低粘度高与低强强与弱与弱窄与窄与宽宽功率大与小功率大与小软软与硬与硬水平与垂直水平与垂直摩擦系数大与小摩擦系数大与小成本高与低成本高与低四、解决技术冲突四、解决技术冲突 技术冲突是指系统
25、中一个部分性能的增技术冲突是指系统中一个部分性能的增强导致了有用及有害两种结果，也可指有用作强导致了有用及有害两种结果，也可指有用作用的引入或有害效应的消除导致其他的一个或用的引入或有害效应的消除导致其他的一个或几个子系统性能的劣化。几个子系统性能的劣化。技术冲突常表现为一个系统中两个子系统技术冲突常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突。技术冲突出现的几种情况：之间的冲突。技术冲突出现的几种情况：1 1、在一个子系统中引入一个有用功能，导致另、在一个子系统中引入一个有用功能，导致另 一子系统产生一个有害功能；一子系统产生一个有害功能；2 2、消除一个有害功能导致另一个子系统有用功、消除一个有害
26、功能导致另一个子系统有用功 能劣化；能劣化；3 3、有用功能的加强或有害功能的减少使另一个、有用功能的加强或有害功能的减少使另一个 子系统或系统变得太复杂；子系统或系统变得太复杂；在在TRIZTRIZ理论中，不同领域中相互冲突的特性经过理论中，不同领域中相互冲突的特性经过高度概括，被抽象为高度概括，被抽象为3939个技术特性参数，它们可个技术特性参数，它们可对不同问题中所包含的各种冲突进行统一、明确对不同问题中所包含的各种冲突进行统一、明确的描述，如下表所列。的描述，如下表所列。序号序号参数参数序号序号参数参数序号序号参数参数1 1运动物体的质量运动物体的质量1414强度强度2727可靠性可靠
27、性2 2静止物体的质量静止物体的质量1515运动物体作用的时间运动物体作用的时间2828测试精度测试精度3 3运动物体的长度运动物体的长度1616静止物体作用的时间静止物体作用的时间2929制造精度制造精度4 4静止物体的长度静止物体的长度1717温度温度3030外部有害因素作用的敏感性外部有害因素作用的敏感性解决冲突矩阵解决冲突矩阵3939项通用技术特性参数描述了问题的技术特性，项通用技术特性参数描述了问题的技术特性，4040条发明原理表明了问题的解决方法。条发明原理表明了问题的解决方法。TRIZTRIZ理理论研究人员通过长时间的分析与研究，提出了论研究人员通过长时间的分析与研究，提出了冲突
28、解决矩阵的概念。冲突解决矩阵的概念。发发明明原理原理改改 善善 的的 技技 术术 特特 性性 参参 数数1 12 23 34 45 56 67 7 3939恶恶 化化 的的 技技 术术 特特 性性 参参 数数1 1/15,8 15,8 29,3429,34 29,17 29,17 38,3438,3429,2 29,2 40,2840,2835,3 35,3 24,3724,372 2/10,110,129,3529,3535,30 35,30 13,713,71,281,2815,3515,353 38,15 8,15 29,3429,34/15,17 15,17 4 47,17 7,17
29、4,354,3514,414,428,2928,294 435,2835,2840,2940,29/17,7 17,7 10,4010,4030,1430,147,267,265 52,17 2,17 29,429,414,15 14,15 18,418,4/7,14 7,14 17,417,410,2610,2634,234,26 630,2 30,2 14,1814,1826,7 26,7 9,399,39/10,1510,1517,717,7.14141,8 1,8 40,1540,1540,26 40,26 27,127,11,15 1,15 8,358,3515,14 15,14 2
30、8,3628,363,34 3,34 40,2940,299,40 9,40 282810,15 10,15 14,714,729,3529,3510,1410,1415155,195,1934,3134,312,192,199 93,173,17191910,210,219,3019,3035,1735,1714,1914,19393935,2624,35,2624,373728,2715,28,2715,3 318,418,428,3828,3830,730,714,2614,2610,2610,2634,3134,3110,3510,3517,717,72,62,634,1034,10/
31、例如，将卫星送入太空时希望卫星的重量越小越例如，将卫星送入太空时希望卫星的重量越小越好。但若要减小卫星的重量，势必要缩小尺寸，好。但若要减小卫星的重量，势必要缩小尺寸，卫星的性能就会受到影响。这样在使卫星更易于卫星的性能就会受到影响。这样在使卫星更易于运载时，卫星的重量和尺寸之间就产生了冲突，运载时，卫星的重量和尺寸之间就产生了冲突，卫星的重量参数和尺寸参数分别对应冲突解决矩卫星的重量参数和尺寸参数分别对应冲突解决矩阵中行参数阵中行参数2“2“运动物体的重量运动物体的重量”（要改善的技（要改善的技术特性参数）和列参数术特性参数）和列参数3“3“运动物体的尺寸运动物体的尺寸”（恶化的技术特性参数
32、）。冲突解决矩阵在上述（恶化的技术特性参数）。冲突解决矩阵在上述两特性的交叉处向我们提供了两特性的交叉处向我们提供了4 4个发明原理供参个发明原理供参考，分别为第考，分别为第1515、8 8、2929和和3434号发明原理号发明原理第四节第四节 计算机辅助创新设计简介计算机辅助创新设计简介亿维讯公司（亿维讯公司（IWINTIWINT）根据）根据TRIZTRIZ理论开发的理论开发的CAICAI技术包括两大软件平台：技术包括两大软件平台：1 1、计算机辅助创新设计平台（、计算机辅助创新设计平台（Pro/InnovatorPro/Innovator，The Computer Aided Innova
33、tion The Computer Aided Innovation SolutionSolution）2 2、创新能力拓展平台（、创新能力拓展平台（CBT/NOVACBT/NOVA，Computer Computer Based Trning for innovationBased Trning for innovation）。）。计算机辅助创新设计平台（计算机辅助创新设计平台（Pro/InnovatorPro/Innovator，The Computer Aided Innovation SolutionThe Computer Aided Innovation Solution）将将TR
34、IZTRIZ创新理论、本体论、多领域解决技术难创新理论、本体论、多领域解决技术难题的技法、现代设计方法、自然语言处理系统题的技法、现代设计方法、自然语言处理系统和计算机软件技术融为一体，成为设计人员的和计算机软件技术融为一体，成为设计人员的创新工具。它含有问题分析、方案生成、方案创新工具。它含有问题分析、方案生成、方案评价、成果保护和成果共享五个内容。是快速、评价、成果保护和成果共享五个内容。是快速、高效解决问题的良好软件平台。高效解决问题的良好软件平台。创新能力拓展平台（创新能力拓展平台（CBT/NOVACBT/NOVA）含有基于创新）含有基于创新理论、创新方法的创新能力拓展平台、培养创理论
35、、创新方法的创新能力拓展平台、培养创新能力的教学平台、创新能力测试平台和咨询新能力的教学平台、创新能力测试平台和咨询机构的创新培训平台。可帮助使用者在短期打机构的创新培训平台。可帮助使用者在短期打破定势思维，学会主动创新的培训平台。破定势思维，学会主动创新的培训平台。应用实例应用实例应用背景：应用背景：在温度较低时，或伴有雨、雾、雪等天气，飞在温度较低时，或伴有雨、雾、雪等天气，飞机的机身、机翼等部位容易界冰，从而影响飞机机的机身、机翼等部位容易界冰，从而影响飞机的升力或飞行安全。因此起飞之前必须对飞机表的升力或飞行安全。因此起飞之前必须对飞机表面除冰。面除冰。问题描述：问题描述：在飞机表面喷
36、洒稀释的乙二醇溶液，可除在飞机表面喷洒稀释的乙二醇溶液，可除去飞机表面的霜、雪和冰。但喷洒乙二醇溶成去飞机表面的霜、雪和冰。但喷洒乙二醇溶成本高，而且该溶液有毒性，会污染环境，反复本高，而且该溶液有毒性，会污染环境，反复的喷洒加剧了环境的污染。采用更加合理的方的喷洒加剧了环境的污染。采用更加合理的方法为飞机除冰就成为一个待解决的问题。法为飞机除冰就成为一个待解决的问题。3 3、问题分析：、问题分析：很多领域都有除冰的问题，且都有各自的很多领域都有除冰的问题，且都有各自的解决方案。因此首先要了解各领域中的除冰方解决方案。因此首先要了解各领域中的除冰方案。应用案。应用Pro/InnovatorPr
37、o/Innovator软件，输入问题软件，输入问题“remove ice covering”“remove ice covering”，得到一系列解决方，得到一系列解决方案。从备选方案中选择几个对比。案。从备选方案中选择几个对比。精确方案：施加电荷去除表面的冰。在表面涂精确方案：施加电荷去除表面的冰。在表面涂电解质涂层、安置传感器和直流电源。当传感电解质涂层、安置传感器和直流电源。当传感器检测到冰层及其冰层电荷极性后，自动启动器检测到冰层及其冰层电荷极性后，自动启动直流电源，使表面电解质涂层产生与冰层相同直流电源，使表面电解质涂层产生与冰层相同的电荷。的电荷。同性电荷的排斥力使冰层同性电荷的排
38、斥力使冰层松动脱落。图示为施加松动脱落。图示为施加电荷除冰示意图，该方案电荷除冰示意图，该方案结构复杂。结构复杂。类比方案：激光束去除金属表面的氟碳树脂基涂类比方案：激光束去除金属表面的氟碳树脂基涂层。金属表面的涂层在特定波长的激光束加热作层。金属表面的涂层在特定波长的激光束加热作用下会从金属表面脱落。激光具有辐射加热作用，用下会从金属表面脱落。激光具有辐射加热作用，冰可被加热蒸发。该方案提示我们，可采用二氧冰可被加热蒸发。该方案提示我们，可采用二氧化碳和一氧化碳激光束发生器作为激光辐射源。化碳和一氧化碳激光束发生器作为激光辐射源。图左为金属表面涂层示意图，图右为激光束去涂图左为金属表面涂层示
39、意图，图右为激光束去涂层示意图。层示意图。3 3、最终方案：、最终方案：将激光源设置在距飞机较远的位置，将其产将激光源设置在距飞机较远的位置，将其产生的激光束对准一面反射镜，发射后的激光束在生的激光束对准一面反射镜，发射后的激光束在飞机表面形成一个光影，移动反射镜，光影处热飞机表面形成一个光影，移动反射镜，光影处热量可除去飞机表面的冰层。图为激光束去飞机表量可除去飞机表面的冰层。图为激光束去飞机表面冰层示意图。面冰层示意图。利用利用Pro/InnovatorPro/Innovator创新平台进行产品的创新设创新平台进行产品的创新设计，可节省人力、财力和时间，在国防军工、计，可节省人力、财力和时间，在国防军工、航空航天、交通运输、机械制造、石油化工等航空航天、交通运输、机械制造、石油化工等许多工程领域都有广泛的应用前景。许多工程领域都有广泛的应用前景。本章完