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1.問題描述

如何在發(fā)生碰撞時最大限度地保護駕乘人員的安全汽車？安全氣囊充氣壓力不足，不能有效保護乘客；如果安全氣囊的充氣壓力過高，壓力會過高，乘客會受到傷害。

2.問題的理想解決方案

安全氣囊發(fā)生碰撞時，安全氣囊可以剛好充到合適的壓力，保護乘客的安全。

3.系統(tǒng)中的技術和物理矛盾

技術矛盾:加速氣囊膨脹速度保護乘客；但是隨著氣囊充氣的加速，氣囊硬度會傷害乘客。相應的技術矛盾有:

①需要改進的參數:運動物體的動作時間(加速度汽車安全氣囊膨脹速度)；

②導致劣化的參數:物體造成的有害因素(氣囊充氣過快傷害乘客)。

物理學:安全氣囊的膨脹應該很快，但不能太快。如果充氣速度過快，氣囊會很硬，傷害乘客。緩慢的充氣速度會導致氣囊無法有效保護乘客。

4.查找可用資源。

可用資源:空氣、壓力、氣囊本身、安全帶等。

5.嘗試用TRIZ工具解決這個問題，比如創(chuàng)新原理和分離原理。

根據系統(tǒng)中的技術矛盾，從矛盾矩陣中檢索出四個創(chuàng)新原則(21，39，16，22)。

①創(chuàng)新原理21：減少有害作用的時間；

②創(chuàng)新原理39：惰性或真空環(huán)境；

③創(chuàng)新原理16：不足或過度的作用；

④創(chuàng)新原理22：變害為利。

根據系統(tǒng)中的物理矛盾，采用四種分離原則試圖解決:空間分離；時間分隔；基于條件的分離；整體與部分的分離。

6.產生新的想法和技術實施計劃。

創(chuàng)新原則16:“動作不足或過度”是指當想要的效果難以達到100%時，將動作幅度增加到可以達到的程度，從而簡化問題。基于這一創(chuàng)新原理，它啟發(fā)學生:首先，氣囊可以快速充氣到一定的壓力值。從而保證在最短的時間內達到保護乘客的氣壓，氣囊上開有多個微孔，當氣囊壓力超過閾值時，氣囊微孔打開，氣囊壓力不再上升。從而很好地解決了氣囊充氣速度要快又不能太快的矛盾。

7.方案評鑒

有了這個方案，汽車在發(fā)生意外碰撞時可以在短時間內快速充滿安全氣囊不會因為安全氣囊的高壓值而對乘客造成額外傷害。改良的安全氣囊會自動調整自身硬度。

8.創(chuàng)新教學實踐效果

創(chuàng)新人才的教育和培養(yǎng)是一項系統(tǒng)工程。創(chuàng)新的基礎來自豐富扎實的技術知識，在實踐中嚴格執(zhí)行教學計劃是可以保證的。創(chuàng)新的動力來自于社會的發(fā)展進步，需要培養(yǎng)學生多方面敏銳的洞察力；創(chuàng)新思維方法多樣兼收并蓄，但可以通過工程訓練獲得和強化。TRIZ原理的研究是這方面的有益嘗試。