浅谈TRIZ冲突解决原理在概念设计中的应用（二）

浅谈TRIZ冲突解决原理在概念设计中的应用（二）

    2.1 发明原理

    AltShuller在总结250，0000条专利的基础上，总结了40条发明原理[2]，这些原理对指导工程设计人员的发明创造具有重要的作用。

    设计过程中，可以通过检索冲突矩阵，找到问题相应的求解原理。冲突矩阵[3]是一个40*40的矩阵，其中第一行或者第一列是按顺序排列的39个描述工程参数的序号，除第一行和第一列外，其它39行39列形成一个矩阵，行与列的交叉点的数字为原理的序号。冲突矩阵中行参数代表冲突中恶化的一方，列参数代表要改善的一方。

     操作过程中，可把上述冲突解决原理具体化为12个步骤：

    （1）定义待设计系统的名称

    （2）确定待设计系统的主要功能

    （3）列出待设计系统的关键子系统合各种辅助功能

    （4）对待设计系统的操作进行描述

    （5）确定待设计系统应改善的特性、应该消除的特性

    （6）将涉及到的参数按标准工程参数（39参数）重新描述

    （7）对技术冲突进行描述：如果某一工程参数要得到改善，将导致哪些参数恶化

    （8）对技术冲突进行另一种描述：如果降低参数恶化的程度，要改善参数将被削弱，或另一恶化参数将被加强

    （9）在冲突矩阵中有冲突双方确定相应的矩阵元素

    （10）由上述元素确定可用发明原理

    （11）将所确定的原理应用于设计者的问题

    （12）找到、评价并完善概念设计及后续设计

    2.2 分离原理

    物理冲突是TRIZ要研究解决的关键问题之一。TRIZ理论中，解决物理冲突使用分离原理。分离原理可分为：

    （1）空间分离 将冲突双方在不同的空间分离，以降低解决问题的难度。

    （2）时间分离 将冲突双方在不同的时间段分离，以降低解决问题的难度。

    （3）基于条件的分离 将冲突双方在不同的条件下分离，以降低解决问题的难度。

    （4）整体与部分的分离 将冲突双方在不同的层次分离，以降低解决问题的难度。

    3、设计实例

    汽车安全气囊是为了最大限度的保护驾驶员和前排乘客。但是，调查发现安全气囊每保护20个人，就有1个人不能受保护而死亡。

    因此，我们的设计任务是提高安全气囊的安全效率。这是一个管理矛盾，即当前气囊的安全效率不高，想要提高安全效率但不知怎样做。

    对管理问题进行分析后，可将其转为技术冲突。造成这一结果的原因是：目前的气囊只保护了身高的司机和乘客，对身材矮小的司机和乘客可能起伤害作用。进一步分析可知，气囊在完全膨胀后由于表层的弹性可以对前排司机和客户起到保护作用，但气囊在膨胀过程中，像一个刚体，很容易碰到身材矮小（离方向盘近）的司机和乘客，而使他们受伤。

    这样，我们可以对系统的冲突重新定义：

    系统名称：安全气囊

    系统主要功能：保护前排的司机和乘客。

    对系统描述：对身材矮小的司机和乘客，气囊膨胀时会撞上他们，如果降低膨胀速度，则可降低膨胀时的功率，减小伤害。但如果降低速度，还有可能在其还没有膨胀起来的时候，所有司机与乘客身体前倾，撞到方向盘（挡风玻璃上）造成伤害。

    设计中应改善的特性：减小膨胀时的功率，消除乘客撞到方向盘（挡风玻璃上）的风险。

    因此，在３９个工程参数中选择No.15运动物体的时间，和No.３１物体产生有害因素作为设计参数。查冲突矩阵得　２１，３９，１６，２２几条原理。

    根据上述原理，得到解决方案如下：

    No.21　紧急行动　加快而不是减小气囊膨胀速度，当气囊完全膨胀后，才会出现乘客与之碰撞的可能

    No.39  惰性环境  采用某种物质软化气囊表面，就可以保护乘客

    No.16  未达到或超过的作用 气囊体积减小，功率增加，使其快速膨胀，保护司机与乘客。

    No.22  变害为利  增加气体膨胀速度，当完全膨胀时车可才与之碰撞。

    至此，提出了系统概念设计的基本原理，找到了原理解。设计人员可在此基础上，进一步进行后续设计。

   4、 结论

    产品概念设计的核心是确定待设计产品的新的、有市场竞争力的工作原理。在确定这一工作原理的过程中，必然存在着技术冲突或物理冲突。TRIZ发明问题解决原理为解决技术冲突和物理冲突提供了相应的解决原理和解决工具。利用物质——场分析、发明原理、分离原理等可有效地解决概念设计中的问题。

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