空间维和局部优化法则耦合的实质是将系统(机器、产品或工程等)在空间维的表征(如方向、位置、形状、体积和面积等二级子维要素)进行局部非本质化改变,以优化系统的局部性能,为系统涉及空间维及其二级子维的创新发明问题提供完整的解决方案。
其中,空间维中的方向、位置、形状、体积、面积等二级子维要素可以分别和局部优化法则迭代变换,重构出多种创新方案。
1)方向和局部优化法则耦合范例
如摄影机的支架。在支架连接处加强局部设计,能够实现相机360°方位调整,以满足不同摄影对象的要求,如图4-15所示。
2)位置和局部优化法则耦合范例
图4-15 摄影机支架
在建筑设施、地下工程、航天工程等设计中,位置的作用尤为重要,直接影响着工程的后续使用效果,如果位置选择不合适,甚至会造成极为恶劣的影响。
如车载导弹发射装置等。车载导弹发射装置可以提高反导能力;位置优越的小区使人们的生活更加便利;工厂选址正确将会极大地降低企业的物流和生产成本等。
3)形状和局部优化法则耦合范例
如形状变化改善系统性能。高铁车头的流线型设计有效减小了空气阻力对高铁运行效能的阻滞,大大提升了高铁的运行效率;机械零件倒角不仅可以去除零件上因机加工产生的毛刺,同时还便于进行零件装配;对建筑造型局部进行的优化调整会给人以赏心悦目的效果,如图4-16—图4-18所示。
图4-16 高铁车头的流线型设计
(左图为传统火车头)
图4-17 机械零件倒角
(www.xing528.com)
图4-18 建筑造型的局部优化
4)体积和局部优化法则耦合范例
不改变其他技术特征,单纯改变技术系统的体积往往可以形成同种产品的系列产品。通常情况下,改变技术系统的体积会改变其规模能力,但不会增加新的功能。
如单纯改变技术系统的体积。不同容积的系列容器、不同功率的系列电机、不同缩放比例的微缩模型等均会产生不同的使用效果,如图4-19—图4-21所示。
图4-19 不同容积的系列容器
图4-20 不同功率的系列电机
图4-21 微缩模型
5)面积和局部优化法则耦合范例
大多数情况下,改变技术系统某一部分或整体的面积可以改变系统的性能和用户体验。
如改变面积。改变阳台的面积、绘画作品的面积、光伏板的面积、绿地的面积、水域的面积、作物种植的面积等均会改善或恶化技术系统的性能与效果,如图4-22、图4-23所示。
图4-22 内置阳台大小与使用效果有关
图4-23 光伏板面积与使用效果有关
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