39个工程参量与40个技法

139个工程参量与40个技法第一节39个工程参数39个工程参数中常用到运动物体(Movingobjects)与静止物体(Stationaryobjects)两个术语，分别介绍如下：运动物体是指自身或借助于外力可在—定的空间内运动的物体。静止物体是指自身或借助于外力都不能使其在空间内运动的物体。表5—2是39个通用工程参数名称的汇总。序号名称序号名称1运动物体的重量21功率2静止物体的重量22能量损失3运动物体的长度23物质损失4静止物体的长度24信息损失5运动物体的面积25时间损失6静止物体的面积26物质或事物的数量7运动物体的体积27可靠性8静止物体的体积28测试精度9速度29制造精度10力30物体外部有害因素作用的敏感性11应力或压力31物体产生的有害因素12形状32可制造性13结构的稳定性33可操作性14强度34可维修性15运动物体作用时间35适应性及多用性16静止物体作用时间36装置的复杂性17温度37监控与测试的困难程度18光照度38自动化程度19运动物体的能量39生产率20静止物体的能量下面给出39个工程参数的名称及意义：1．运动物体的重量在重力场中运动物体所受到的重力。如运动物体作用于其支撑或悬挂装置上的力。2．静止物体的重量在重力场中静止物体所受到的重力。如静止物体作用于其支撑或悬挂装置上的力。3．运动物体的长度运动物体的任意线性尺寸，不一定是最长的，都认为是其长度。4．静止物体的长度静止物体的任意线性尺寸，不一定是最长的，都认为是其长度。5．运动物体的面积运动物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积。6．静止物体的面积静止物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积。7．运动物体的体积运动物体所占有的空间体积。8．静止物体的体积静止物体所占有的空间体积。9．速度物体的运动速度、过程或活动与时间之比。10．力力是两个系统之间的相互作用。对于牛顿力学，力等于质量与加速度之积，在triz中，力是试图改变物体状态的任何作用。11．应力或压力单位面积上的力。12．形状物体外部轮廓，或系统的外貌。13．结构的稳定性系统的完整性及系统组成部分之间的关系。磨损、化学分解及拆卸都降低稳定性。14．强度强度是指物体抵抗外力作用使之变化的能力。15．运动物体作用时间物体完成规定动作的时间、服务期。两次误动作之间的时间也是作用时间的一种度量。16．静止物体作用时间物体完成规定动作的时间、服务期。两次误动作之间的时间也是作用时间的一种度量。17．温度物体或系统所处的热状态，包括其他热参数，如影响改变温度变化速度的热容量。18．光照度单位面积上的光通量，系统的光照特性，如亮度，光线质量。19运动物体的能量能量是物体做功的一种度量。在经典力学中，能量等于力与距离的乘积。能量也包括电能、热2能及核能等。20．静止物体的能量能量是物体做功的一种度量。在经典力学中，能量等于力与距离的乘积。能量也包括电能、热能及核能等。21．功率单位时间内所作的功，即利用能量的速度。22..能量损失…能量。为了减少能量损失，需要不同的技术来改善能量的利用。23．物质损失部分或全部、永久或临时的材料、部件或子系统等物质的损失。，24。信息损失部分或全部、永久或临时的数据损失。25。时间损失时间是指一项活动所延续的时间间隔。改进时间的损失指减少一项活动所花费的时间。26．物质或事物的数量材料、部件及子系统等的数量，它们可以被部分或全部、临时或永久的被改变。27．可靠性系统在规定的方法及状态下完成规定功能的能力。28．测试精度系统特征的实测值与实际值之间的误差。减少误差将提高测试精度。29．制造精度系统或物体的实际性能与所需性能之间的误差。30．物体外部有害因素作用的敏感性物体对受外部或环境中的有害因素作用的敏感程度。31．物体产生的有害因素有害因素将降低物体或系统的效率，或完成功能的质量。这些有害因素是由物体或系统操作的一部分而产生的。32．可制造性物体或系统制造过程中简单、方便的程度。33．可操作性要完成的操作应需要较少的操作者、较少的步骤以及使用尽可能简单的工具。一个操作的产出要尽可能多。34．可维修性对于系统可能出现失误所进行的维修要时间短、方便和简单。35．适应性及多用性物体或系统响应外部变化的能力，或应用于不同条件下的能力。36．装置的复杂性系统中元件数目及多样性，如果用户也是系统中的元素将增加系统的复杂性。掌握系统的难易程度是其复杂性的一种度量。37．监控与测试的困难程度如果一个系统复杂、成本高、需要较长的时间建造及使用，或部件与部件之间关系复杂，都使得系统的监控与测试困难。测试精度高，增加了测试的成本也是测试困难的一种标志。38．自动化程度是指系统或物体在无人操作的情况下完成任务的能力。自动化程度的最低级别是完全人工操作。最高级别是机器能自动感知所需的操作、自动编程和对操作自动监控。中等级别的需要人工编程、人工观察正在进行的操作、改变正在进行的操作及重新编程。39．生产率是指单位时间内所完成的功能或操作数。为了应用方便，上述39个通用工程参数可分为如下三类：1)通用物理及几何参数：No．1-12，N。．17—18，N。．21。2)通用技术负向参数：No．15～16，No．19-20，No．22～26，No．30”31。’3)通用技术正向参数：N。．13～14，No．27—29，No。32-39。负向参数(Negativeparameters)指这些参数变大时，使系统或子系统的性能变差。如子系统为完成特定的功能所消耗的能量(N。．19—20)越大，则设计越不合理。正向参数(Positiveparameters)指这些参数变大时，使系统或子系统的性能变好。如子系统可制造性(N。．32)指标越高，子系统制造成本就越底。第二节40种基本措施这里来研究一下消除技术矛盾钓40种基本措施及其原则与用例．1．分割原则a．将物体分成独立的部分。b．使物体成为可拆卸的。c．增加物体的分割程度。例：货船分成同型的几个部分，必要时，可将船加长些或变短些．2．拆出原则从物体中拆出“干扰’部分(“干扰”特性)或者相反，分出唯一需要的部分或需要的特性。与上述把物体分成几个相同部分的技法相反，这里是要把物体分成几个不同的部分．例，一般小游艇的照明和其他用电是艇上发动机带动发电机供给的．为了停泊时能继续供电，要安装一个由内燃机传动的辅助发电机．发动机必然造成噪音和振动。建议将发动，机和发电机分置于距游艇不远的两个容器里，用电缆连接．33．局部性质原则a．从物体或外部介质(外部作用)的一致结构过渡到不一致结构。b．物体的不同部分应当具有不同的功能c．物体的每一部分均应具备最适于它工作的条件。例：为了防治矿山坑道里的粉尘，向工具(钻机和料车的工作机构)呈锥体状喷洒小水珠。水珠愈小，除尘效果愈好．但小水珠容易形成雾，这使工作困难．解决办法：环绕小水珠锥体外层再造成一层大水珠。4．不对称原则a．物体的对称形式转为不对称形式。b．如果物体不是对称的，则加强它的不对称程度，例：防撞汽车轮胎具有一个高强度的侧缘，以抵抗人行道路缘石的碰撞。5．联合原则a．把相同的物体或完成类似操作的物体联合起来，b．把时间上相同或类似的操作联合起来．例：双联显微镜组；由一个人操作，另一个人观察和记录。6．多功能原则一个物体执行多种不同功能，因而不需要其他物体。例：提包的提手可同时作为拉力器（苏联发明证书187964)。7．‘玛特廖什卡’原则a．一个物体位于另一物体之内，而后者又位于第三个物体之内，等等。b．一个物体通过另一个物体的空腔。例：“弹性振动超声精选机是由两个互相夹紧的半波片构成。其特征是，为了减小精选机的长度和增大它的稳定性，两个半波片制成相互套在一起的空锥体(苏联发明证书~186781)。在苏联发明证书0462315中，也采用该解决方案来缩小变压器压电元件输出部分的外形尺寸。在苏联发明证书~304027中，金属拉制设备的“玩偶”是由拉摸组成．8．反重量原则a．将物体与具有上升力的另一物体结合以抵消其重量。b．将物体与介质(最好是气动力和液动力)相互作用以抵消其重量。例：“调节转子风力机转数的制动式离心调节器安在转子垂直轴上。其特征是：为了在风力增大时把转子转速控制在小的转数范围内，调节器离心片做成叶片状，以保证气动制动”(苏联发明证书167784)。有趣的是，在发明公式申明显地反映了发明所克服的矛盾．在给定的风力和给定的离心片质量的条件下，获得了一定的转数√为了减少转数(当风力增大时)，必须增大离心片质量；但离心片在旋转，很难靠近它。于是矛盾这样消除，使离心片具有形成气功制动的形状，即把离心片制成具有负迎角的翼状。总的设想显面易见：如果需要改变转动物体的质量，而其质量又不能按照一定的要求改变，那么应使该物体成为翼状的，改变翼片运动方向的倾斜角度，便可获得需要方向的附加力。9．预先反作用原则如果按课题条件必须完成某种作用，则应提前完成反作用。例：杯形车刀车削方法是：在车削过程中车刀绕自己的几何轴转动。其特征是为了防止产生振动，应预先向杯形车刀施加负荷力，此力应与切削过程中产生的力大小相近，方向相反”(苏联发明证书~536866)10．预先作用原则a．预先完成要求的作用(整个的或部分的)b．预先将物体安放妥当，使它们能在现场和最方便地点立即完成所需要的作用。上述课题41的解决方案可作为该原则的例子：11“予先放枕头”原则。以事先准备好的应急手段补偿物体的底可靠性。例：“用等离子束加工无机材料如光纤。其特征是：为提高机械强度，预先往无机材料上涂敷碱金属或碱土金属的溶液或熔融体”(苏联发明证书522150)。还有人事先涂敷可使小裂缝愈合的物质。按苏联发明证书456594的办法，树枝在锯掉之前套上一个紧箍环，树木感该处有“病”，于是向那里输送营养物质和治疗物质。这样，在树枝被锯之前这些物质便积聚起来，锯后锯口会迅速愈合。12．等势原则4改变工作条件，使物体土升或下降．例：有一种装置不必使沉重的压模升降；这种装置是在压床上安装了带有输送轨道的附件(苏联发明证书264679)．13、“相反”原则a、不实现课题条件规定的作用而实现相反的作用．b、使物体或外部介质的活动部分成为不动的，而使不动的成为可动的．c．将物体颠倒．例：在研究课题9(关于消除灰尘的过滤器)时，我们介绍了苏联发明证书156133，过滤器用两块磁铁制成，在磁铁之间是铁磁粉末。7年之后又有了苏联发明证书319325．它的过滤器是相反的：对液体或气体进行机械清洗的电磁过滤器，它包括有磁场源和颗粒状磁性材料制的过滤元件，其特征是，为降低单位耗电量和提高生产率，过滤元件放在磁场源的周围，以形成外部闭式磁路。14．球形原则a．从直线部分过渡到曲线部分，从平面过渡到球面，从正六面体或平行六面体过渡到球形结构，b．利用棍子、球体、螺旋。c．从直线运动过浑到旋转运动，利用离心力。例：把管子焊入管栅的装置具有滚动球形电极。15．动态原则．a、物体(或外部介质）的特性的变化应当在每一工作阶段都是最佳的。b．将物体分成彼此相对移动的几个部分。c．使不动的物体成为动的．例：“用带状电焊条进行自动电弧焊的方法，其特征是，为了能大范围地调节焊池的形状和尺寸，把电焊条沿着母线弯曲，使其在焊接过程中成曲线形状”(苏联发明证书258490)。16．局部作用或过量作用原则如果难于取得百分之百所要求的功效，则应当取得略小或略大的功效。此时可能把课题大大简化。，该技法已在课题34中介绍过，圆筒喷漆过多，然后再去掉多余的部分。17.向另一维度过渡的原则a．如果物体作线性运动（或分布）有困难，则使物体在二维度(即平面)上移动。相应地，在一个平面上的运动(或分布)可以过渡到三维空间。b．利用多层结构替代单层结构。c．将物体倾斜或侧置．d．利用指定面的反面．e．利用投向相邻面或反面的光流。技法17a可以同技法7和15b联合，形成一个代表技术系统总发展趋势的链：从点到线，然后到面，到体，·最后到许多个物体的共存．例：“越冬圆木在圆形停泊场水中存放，其特征是，为了增大停泊场的单位容积，和