【正文】 ，將其充滿水并冷到冰點(diǎn)l 在物質(zhì)的相的轉(zhuǎn)變過程中實(shí)現(xiàn)一個有效的效應(yīng)。例如，在體積改變過程中可釋放熱量或吸收熱量n 與其他大多數(shù)液體不同，水在冰凍后會膨脹，可以用于爆破n 熱力泵利用一個封閉的熱力學(xué)循環(huán)中，蒸發(fā)和冷凝的熱量來做有用的功能n 暖暖包觸發(fā)后，物質(zhì)便會開始結(jié)晶，同時釋放之前所吸之熱。n 阻水防洪的沙包，加水三分鐘，由 430克變成 20公斤的沙袋，輕便、易存貯、好搬運(yùn)。 130原則 (Thermal expansion) l 原理說明：將熱能轉(zhuǎn)變成為機(jī)械能或機(jī)械動作。l 原理活用：n 這原理更廣泛的應(yīng)用形式，是轉(zhuǎn)變某種形式的能量成為另一種形式的能量，以產(chǎn)生某種特定的結(jié)果。n 考慮在這系統(tǒng)之內(nèi)使用了哪些材料，這些材料是否會受熱影響。如果會受熱影響，如何應(yīng)用受熱后產(chǎn)生的變化，提供想要達(dá)成的機(jī)能。n 熱膨脹可以是正面或負(fù)面的作用。尋找用熱使材料膨脹或收縮的方法。在這系統(tǒng)中，同樣的熱能是否能使一種材料收縮而另一種材料膨脹？假如把熱移除，系統(tǒng)內(nèi)會發(fā)生什么事情。131l 例：將雙金屬板和溫室屋頂窗戶連接以控制其開閉。當(dāng)溫度改變，雙金屬板就彎曲使窗口打開或關(guān)閉。l 運(yùn)用熱使材料膨脹或收縮n 冷卻內(nèi)組件使之收縮，加熱外組件使之膨脹，裝配完成后恢復(fù)到常溫，內(nèi)、外件就實(shí)現(xiàn)了緊配合裝配。n 凹陷的乒乓球，可熱水浸泡來恢復(fù)原狀n 水銀溫度計 l 使用具有不同熱膨脹系數(shù)的材料n 雙面金屬是以二種不同膨脹系數(shù)之金屬銜接，受熱時膨脹造成翻轉(zhuǎn) 。原則 (Thermal expansion) 132原則 (Strong oxidants) l 原理說明：利用氧化提高作用或功能的效能。l 原理活用：n 尋找某些利用氧化劑的方法，增加系統(tǒng)內(nèi)的價值；確定目前氧化程度，然后評估提高氧化程度的影響。n 評估目前氧含量，探索每一個轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的效應(yīng)。首先，從空氣到氧氣；使空氣變成純氧，加人離子以產(chǎn)生有離子氧氣，最終變成臭氧。這樣一步步轉(zhuǎn)變，直到完成最佳氧化。n 當(dāng)然，考慮這原理的化學(xué)觀點(diǎn)，也考慮產(chǎn)生特色、動作、物體、點(diǎn)子等較主動的思維的抽象化想法。n 在非物理系統(tǒng)中，「氧化劑」可以是任何加入的元件，以產(chǎn)生整個程序的加速或活化。133原則 (Strong oxidants) l 例：為了從火炬中得到更多的熱量，以氧氣取代大氣中的空氣l 以壓縮空氣取代正常空氣n 在水下呼吸器中存貯壓縮空氣，以保持長久呼吸。l 以純氧取代壓縮空氣n 用高壓氧氣處理傷口，既殺死細(xì)菌，又幫助傷口愈合l 使空氣或氧氣暴露至電離輻射 (進(jìn)行離子化 )l 使用氧離子n 空氣濾凈器通過電離空氣來捕獲污染物n 使用臭氧n 車用臭氧機(jī)：臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，能分解空氣中有機(jī)物、化學(xué)物質(zhì)，有殺菌、除臭之功用，且不留殘渣造成二次污染。134原則 (Inert atmosphere) l 原理說明：產(chǎn)生一種中性 (鈍性 )的氛圍或環(huán)境，以支持所想要達(dá)成的機(jī)能。l 原理活用：n 為了使用這個原理，必須先了解系統(tǒng)相關(guān)的風(fēng)險－哪些會對達(dá)成機(jī)能造成阻礙？決定何者必須被保護(hù)，接著為那個參數(shù)創(chuàng)造一個鈍性的氛圍或環(huán)境、n 考慮環(huán)境或氛圍可能的形式：真空、氣體、液體或固體，固態(tài)的鈍性環(huán)境可能包含中性化的鍍膜、顆?；蛟?。n 需要包圍整體或局部化的環(huán)境 ?n 不只考慮化學(xué)鈍化的環(huán)境，也包含不會產(chǎn)生有交互作用的環(huán)境。135l 例：恒溫隔熱漆，由無數(shù)真空小氣囊之高分子聚合物所組成，具有質(zhì)地輕、隔熱性佳的特性，用于隔熱、隔音、防水的保護(hù)層。 l 以非活性環(huán)境取代正常環(huán)境n 用氬氣等惰性氣體填充燈炮，防止發(fā)熱的金屬燈絲的氧化n 不銹鋼鈍化處理 (Passivation) l 在物件或系統(tǒng)中引入中性的物質(zhì)或添加劑n 在粉末狀的清潔劑中添加惰性成分，以增加其體積，這樣更易用傳統(tǒng)的工具來測量。原則 (Inert atmosphere) 136油槽切割油槽切割切割油槽時余氣會引起爆炸加入干冰原則 (Inert atmosphere) 137原則 (Composite materials)l 原理說明：改變均勻的材料結(jié)構(gòu)成為復(fù)合結(jié)構(gòu)。l 原理活用：n 這原理更廣泛的觀點(diǎn)是考慮改變組成成分。在這原理之中，「復(fù)合」這個專業(yè)術(shù)語可能意指高科技材，同時也指狀況。n 評估對于某一特定問題特別重要的結(jié)構(gòu)或情境。假如目前材料或狀況是均質(zhì)的，當(dāng)使用這相同 (不同 )的動作、物體或特征時，考慮使它成為多層的效應(yīng)，加入纖維或不同類型的人。假如結(jié)構(gòu)或狀況是多層結(jié)構(gòu)，但是某一層是均質(zhì)的，考慮如何改變此均質(zhì)層。138q 例：軍機(jī)機(jī)翼為了高強(qiáng)度和低重量以塑料與碳纖維的合成材料制造。q 以合成材料取代同質(zhì)材料n 合成環(huán)氧樹脂 /碳化纖維制作的高爾夫球桿比金屬制作的更輕 ,強(qiáng)度更大、更具有柔韌性， 航空材料也是同樣情況 n 玻璃纖維沖浪板比木質(zhì)板更輕 ,更易控制和形成各種形狀n 液晶屏幕顯亮鏡面強(qiáng)化鍍膜：披覆強(qiáng)化鍍膜、極光炫彩增艷鍍膜、高透明度聚酯、奈米感壓硅合膜、雙面產(chǎn)品保護(hù)膜。 原則 (Composite materials)139第四 節(jié)技 術(shù) 矛盾矛盾的種 類140l 矛盾的種類l 技術(shù)矛盾n39項(xiàng)工程參數(shù)n40 個發(fā)明原則定義與范例l 物理矛盾l 矛盾理論 : 轉(zhuǎn)換技 術(shù) 矛盾141l 根據(jù)市場的潛在需求對產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計時，會改變某個零件的設(shè)計，既提高產(chǎn)品某方面的性能時，可能會影響到與這些被改進(jìn)零組件相關(guān)聯(lián)的零件，結(jié)果可能使產(chǎn)品或系統(tǒng)的另一些方面的性能受到影響。l 飛機(jī)設(shè)計中如果使其 垂直的穩(wěn)定器的面積 加大一倍，將減少飛機(jī) 振動幅值的 50%，但這將導(dǎo)致飛機(jī)對陣風(fēng)和陣雨的敏感，同時增加了飛機(jī)的 重量 。l 為了加快重型運(yùn)輸機(jī)裝卸貨物的 速度 ，飛機(jī)上需要有移動式起重機(jī)，但起重機(jī)本身具有一定的 重 量 ，增加了飛機(jī)的額外負(fù)載。技 術(shù) 矛盾142n參數(shù) A 改善n參數(shù) B 惡化n溫度與能量的浪費(fèi)n物質(zhì)的數(shù)量與可靠性，等等 n發(fā)明是為了克服矛盾，逹到ABA B解決技 術(shù) 矛盾的方法143解決具體問題的方法解決具體問題的方法40個發(fā)明原則個發(fā)明原則矛盾矩陣矛盾矩陣技術(shù)矛盾技術(shù)矛盾39個工程參數(shù)個工程參數(shù) 模擬：科學(xué)效應(yīng)模擬：科學(xué)效應(yīng)Trial amp。 ErrorAltshuller 歸納的 39 參數(shù)1441移動物體的重量 14強(qiáng)度 27可靠度2靜止物體的重量 15移動物體的持久持 28量測的準(zhǔn)度3移動物體的長度 16非移動物體的持久性 29制造的準(zhǔn)度4靜止物體的長度 17溫度 30作用于物體的有害因子5移動物體的面積 18亮度 31有害的副作用6靜止物體的面積 19移動物體耗用的能源 32制造性7移動物體的體積 20非移動物體耗用的能源33使用的便利性8靜止物體的體積 21功率 34修復(fù)性9速度 22能源的浪費(fèi) 35適應(yīng)性10力 (Force) 23物質(zhì)的浪費(fèi) 36設(shè)備的復(fù)雜度11張力、壓力 24信息的流失 37控制的復(fù)雜度12形狀 (Shape) 25時間的浪費(fèi) 38自動化的程度13物體的穩(wěn)定性 26物質(zhì)的總量 39產(chǎn)能39個工程參數(shù)145l物理或幾何參數(shù)l品質(zhì)或者功能性的參數(shù) l負(fù)面的參數(shù) 物理或幾何的參數(shù)146l 重量： Weight (12) l 長度： Length (34)l 面積： Area (56)l 體積： Volume (78)l 速度： Speed (9)l 力： Force (10)l 張力 /壓力： Tension / Pressure (11)l 形狀： Shape (12)l 溫度： Temperature (17)l 明亮度： Brightness (18)l 功率： Power (21)品質(zhì)或機(jī)能的參數(shù)147l 物體的穩(wěn)定性： Stability of object (13)l 強(qiáng)度： Strength (14)l 作用期間： Duration of action (1516)l 可靠度： Reliability (27)l 量測的準(zhǔn)確度： Accuracy of measurement (28)l 制造的準(zhǔn)確度： Accuracy of manufacturing (29)l 制造性： Manufacturability (32)l 使用的方便性： Convenience of use (33)l 維護(hù)性： Reparability (34)l 適應(yīng)性： Adaptability (35)l 自動化的程度： Level of automation (38)l 產(chǎn)能： Capacity / Productivity (39)負(fù)面的參數(shù)148l 消耗的能量： Energy spent (1920)l 能量的浪費(fèi)： Waste of energy (22)l 物質(zhì)的浪費(fèi)： Waste of substance (23)l 信息的流失： Loss of information (24)l 時間的浪費(fèi)： Waste of time (25)l 物質(zhì)的數(shù)量： Amount of substance (26)l 有害因子： Harmful factors (3031)l 復(fù)雜性： Complexity (3637)矛盾矩陣 (Contradiction Matrix)149l 所有可能的矛盾以一個 3939 的表來描述。l 行與列的交叉位置代表消除矛盾的40個發(fā)明原則。建議的解決路徑：28：以非機(jī) 械 系 統(tǒng)取代 機(jī)械 系統(tǒng) 。27：取代以便宜、壽命短的物件。18： 機(jī)械震動。40： 復(fù)合材料。150矛盾矩陣 (Contradiction Matrix)如果需要改善和 惡 化的工程參數(shù)屬于同一個參數(shù)，矛盾矩陣 失效！TRIZ 案例： SMT 制程151TRIZ 案例： SMT 制程152l 特定問題描述： SMT 制程上一直苦于因空冷焊 (Cold Soldering) 造成產(chǎn)品在使用期間的功能失效 (Intermittent)l TRIZ 一般問題：我希望有更多的錫膏以提高強(qiáng)度，但是我做不到因?yàn)殄a膏會往外擴(kuò)展而造成線路短路 。l 39 個工程參數(shù) (矛盾 )： TRIZ 案例： SMT 制程153l 矛盾在哪里 (39個參數(shù) )n 14－強(qiáng)度 (要 提高的工程參數(shù) )n 8－靜止物體的體積 (需要惡化的工程參數(shù) )l 一般解的概念：n 9－預(yù)先作用力n 14－曲率 /球面化n 17－移到新的維度n 15－動態(tài)154第五 節(jié)物理矛盾物理矛盾 (Physical Contradiction, PC)155l 參數(shù) C 必 須 最大化l 參數(shù) C 也必 須 最小化l 一個 創(chuàng) 新的解決 辦 法同 時 克服矛盾，達(dá)到兩者最佳。A B控制參數(shù)控制參數(shù) (C) 在矛盾矩 陣 中， 45度斜 線 方向上的空白的 帶 “+”號 帶 中沒有推薦的解決方案，可以看到，與其 對應(yīng) 的正反 2個工程參數(shù)是同一個參數(shù)！ 當(dāng)一個技 術(shù) 系 統(tǒng) 的工程參數(shù)具有相反的需求，比如 說 ，要求系 統(tǒng) 的某個參數(shù)既要出 現(xiàn) 又要不存在，或者既要高又要低，或者既要大又要小等等。 這種矛盾相 對 于技 術(shù) 矛盾而言，是一種更 為 尖 銳 的矛盾，我 們 稱 為 物理矛盾 。156物理矛盾例子1. 偵 察機(jī) 應(yīng)飛 行得很快，以便盡快離開被 偵 察的地區(qū) 。但在被 偵 察的地區(qū)上空又 應(yīng)飛 行得很慢，以便多收集數(shù)據(jù)。2. 飛 機(jī)的機(jī)翼 應(yīng) 有大的面 積 以便起 飛 與降落，但又要 較 小以便高速 飛行。3. 飛 機(jī) 發(fā)動 機(jī)罩既 應(yīng)該 加大直徑，以便吸入更多的空氣，但又 應(yīng)該 減小直徑，以增加 該 罩與地面的距離。4. 軟 件 應(yīng) 容易使用，但又 應(yīng) 有多 項(xiàng)選擇 以能 處 理復(fù) 雜 的事物。5. 學(xué) 習(xí) 某種理 論 要 徹 底，但最好不花 時間 。6. 咖啡 應(yīng) 盡可能 熱 ，以保持其味道；但又不能太 熱 ，以防止 燙傷飲 用者。物理矛盾例子157158表述物理矛盾的步 驟1. 系 統(tǒng) 的 組 成部分 (指定技 術(shù) 系 統(tǒng) 的組成 ):卡 車車 身2. 系 統(tǒng) 必 須滿 足 的 某一 項(xiàng) 需求 :應(yīng)堅 固及能運(yùn) 輸 重 貨3. 為滿 足上述要求，系 統(tǒng) 某部分必 須 :執(zhí) 行某種 動 作 /處 于某種物理狀態(tài) /擁 有某種屬 性 /某參數(shù)必 須處 于某種參數(shù) 值 :必 須 由高密度材料制成4. 系 統(tǒng) 必 須滿 足 的另 一 項(xiàng) 需求 :節(jié) 省運(yùn) 貨 卡 車 運(yùn) 輸 所 需的燃油5. 為滿 足上述要求，系 統(tǒng) 某部分必 須 :執(zhí) 行某種 動 作 /處 于某種物理狀態(tài) /擁 有某種屬 性 /某參數(shù)必 須處 于某種參數(shù) 值 :必 須 由低密度材料制成6. Step 3與 Step5中 ，什么 動 作 /物理狀 態(tài) /屬 性 /參數(shù)相互 對 立不相向 :密度7. PC： 卡 車車 身的材料 應(yīng) 是高密度的，同 時 也 應(yīng) 是低密度的。159分離原 則 (Separation Principles) 啟 發(fā) 法 (Heuristics)