『壹』 以中國古代某一器物的設計為例，論述其工業設計理念與工業分析。 1500字論文 。 急需。
我不是學歷史的，但對秦國時期兵器標准化曾經讀過一篇文章，粘過來你參考一下：
兩千多年前，在消滅了中原六國之後，北方的游牧民族匈奴人就成了秦軍主要的對
手。在秦軍進行統一戰爭的時候，匈奴騎兵乘機南下，侵佔了黃河以南大面積的土地。
在帝國地都城咸陽，如何對付剽悍的匈奴騎兵就擺到了秦始皇面前。
當匈奴騎手高速沖鋒的時候，傳統的步兵很難抵擋。從歷史記錄來看，一種叫弩的
遠射兵器很可能在秦軍擊潰匈奴的戰斗中發揮了主導作用。
在兵馬俑坑，由於時間太過久遠，弩的木製部分已經朽爛，但完整的遺跡仍然可以
復原當初的秦弩。據此復原的秦弩，有著驚人的力量。
與弓不同，秦弩必須用腳蹬、藉助全身的力量才能上弦。專家估計，這種秦弩的射
程應該能夠達到300米，有效殺傷距離在150米之內，秦弩的殺傷力遠遠高於當時任何一
種弓。
在弩腐爛後留下的痕跡中，考古人員發現了青銅製作的小機械。這些小小的青銅構
件就是弩用來發射的扳機。它的設計得非常精巧。令人不解的是，秦人為什麼不把它做
得更簡單一些呢？
假設一種最簡單的方案，製造成本可以大大降低。但是，射手完全靠手指的力量把
勒得很緊的弓弦推出勾牙， 就要用很大的力氣，在擊發瞬間，弩肯定會抖動。今天的射
擊訓練，擊發瞬間連呼吸調整不好都有可能影響射擊的准確性。
秦軍的弩機通過一套靈巧的機械傳遞，讓勾牙在放箭瞬間突然下沉，扣動扳機變得
異常輕巧。這恰恰是弩對弓的優勢之一，拉弓要用很大的力氣，時間越長，越難控制瞄
準的穩定。
可以推想，在與匈奴騎兵廝殺的戰場上，秦軍弩兵射擊的情形。當瞄準遠處的目標
時，射手參照望山估算弩抬高的角度，弩箭沿拋物線軌跡就可以准確命中敵人。望山，
很可能是步兵武器最原始的瞄準系統。
在兵馬俑坑，出土最多的青銅兵器是箭頭，由於在坑中沒有發現弓，考古人員認為，
這些青銅箭頭都是為弩配備的。
戰國時代，箭頭的種類繁多，這些箭頭上的倒刺和血槽讓人感到陣陣殺氣。而在兵
馬俑坑中發現的箭頭，幾乎都是三棱形的。秦軍為什麼單單選擇了這種三棱箭頭呢？
三棱箭頭擁有三個鋒利的稜角，在擊中目標的瞬間，棱的鋒刃處就會形成切割力，
箭頭就能夠穿透鎧甲、直達人體。
帶翼箭頭有兇狠的倒刺，但翼面容易受風的影響，使箭頭偏離目標。
秦軍的這種三棱箭頭取消了翼面，應該使射擊更加精準。專家對這些箭頭進行了仔
細地分析。當檢測數據最終擺到桌面上的時候，研究人員確實感到難以置信。
檢測結果發現：箭頭的三個弧面幾乎完全相同，這是一種接近完美的流線型箭頭。
這種箭頭的輪廓線跟子彈的外形幾乎一樣。子彈的外形是為了減低飛行過程中的空
氣阻力。我們有理由推測，秦人設計這種三棱形箭頭也是出於同樣的目的。
秦人憑經驗接近了現代空氣動力學的規律。這種古老的箭頭是早期飛行器當中的范
本，它和今天的子彈一脈相承。秦弩，連同它配備的弩箭，在那個時代很可能是技術含
量最高的武器，它使秦軍的攻擊力大為加強。
公元前214年，秦軍發動了針對匈奴騎兵的全面戰爭。僅僅一年的時間，30萬匈奴騎
兵就被徹底擊潰，黃河以南的大片土地重新回歸秦國。
秦軍之所以能夠取勝，弩的作用至關重要。可以設想，在匈奴騎兵還沒沖到眼前時，
強勁的秦弩就密集准確地擊中戰馬和騎手。持弩的秦騎兵射擊的准確程度是匈奴人的弓
無法相比的，匈奴人的皮甲也抵擋不住弩箭強大的穿透力。
對馬背上的匈奴騎手而言，弩是最致命的武器。中國兵書經典《武經講義》中說：
弩是對付古代游牧部落襲擊最為有效的武器。青銅弩機的設計是一個驚人的成就，對於
匈奴人而言，這種機械裝置太復雜了，他們很難裝配或仿製。
當專家們對秦軍兵器的研究逐步深入時，他們又有了新的發現。
鈹是一種起源於短劍的長柄兵器，它的形式曾經五花八門。但是，在俑坑中發現的
鈹，盡管生產日期相隔十幾年， 造型和尺寸卻完全一致。
湖北鄂洲是楚國的舊地，考古人員在這里發現了一把秦劍。細長的秦劍和當年楚國
的青銅劍完全不同。但是，它的造型跟陝西兵馬俑坑中的秦劍卻完全相同。
在兵馬俑坑中發現的三棱箭頭有4萬多支，但它們都製作得極其規整，箭頭底邊寬度
的平均誤差只有正負0.83毫米。
北京理工大學的冶金專家對秦軍箭頭做了金相分析，結果發現它們的金屬配比基本
相同，數以萬計的箭頭竟然是按照相同的技術標准鑄造出來的。這就是說，不論是在北
方草原，還是在南方叢林的各個戰場，秦軍射向對手的所有箭頭，都具有同樣的作戰質
量。難道，地處秦國各地的兵器作坊都在有意識地，甚至是強制性地按照某個固定的技
術標准生產兵器嗎？如果真是這樣的話，秦人就遠遠地超越了自己的時代。
標准化，是現代工業的基礎。標准化生產使不同的供應商生產的零部件可以組裝在
一起，也使大規模的生產成為可能。在兩千年前農業文明剛剛開始成熟的時代，假如秦
人真的有過標准化的兵器生產，他們的目的又是什麼呢？
秦軍使用的弩機，由於製作的十分標准，它的部件應該是可以互換的。在戰場上，
秦軍士兵可以把損壞的弩機中仍舊完好的部件重新拼裝使用。秦軍的其他兵器雖然也可
以互換，但對於大多數古代兵器來說，互換性要求的精確度並不很高。專家推測：秦人
的標准化應該還有更重要的目的。
兵馬俑坑中發現的各種兵器，在戰場上應該有優異的表現。很可能是秦軍從幾百年
的戰爭實踐中優選出來的。專家推測，秦人很可能將優選兵器的技術標准固定，國家再
通過法令將這些技術標准發放到所有的兵工廠。
盡管按今天的工業標准看，這些兵器的標准化仍舊是比較粗糙和初步的，但是，在
兩千多年前，秦人執著於統一標准，肯定是為了保證所有秦軍戰士使用的都是當時最優
秀的兵器。
秦軍的兵器製作得相當精緻。在青銅劍上有三條90多厘米長的棱線，將細長的劍身
分成八個面，手工要完成這樣的表面加工有很大的難度。
戈的圓弧部分加工得十分規整，箭頭上三個流線型的表面也完全對稱。
讓專家迷惑的是，某些天才的工匠製造出幾件這樣的兵器是可能的，但實際情況是，
兵馬俑坑中幾萬件兵器幾乎都是同樣的質量。
根據司馬遷的記載，秦軍的數量超過了100萬。不僅如此，這支軍隊高度專業化，裝
備極其復雜的武器系統。在差不多同一時期的歐洲，亞歷山大的軍隊是5萬人左右，最為
強盛時的羅馬軍團也不過幾十萬人。
為一支100萬的軍隊提供兵器，是一個可怕的任務，在十年統一戰爭的歲月里，秦國
的兵器作坊肯定是全世界最繁忙的地方，他們必須開足馬力，日以繼夜。問題在於，怎
樣才能既保證標准，又大批量生產呢？
仔細觀察這只戈的圓弧處，打磨的痕跡還清晰可見，手工打磨，會有交錯的磨痕，
那是銼刀往返摩擦造成的。奇怪的是，這些磨痕沒有交錯的痕跡。專家推測，秦軍青銅
兵器的表面加工很可能是用砂輪實現的。兩千多年前是否有砂輪還有待考古證據，即便
是用砂輪，靠手的感覺來完成這些弧形表面的加工，要讓成千上萬件兵器達到同一個標
准也是不可能的。
在兵馬俑坑中的兵器上面，刻著一些文字。這些文字和今天的漢字很相像。研究人
員發現，它們大多是人名，其中出現次數最多的一個人是「相邦呂不韋」。
呂氏春秋是秦國最重要的一本歷史文獻，它的編撰者就是呂不韋。呂不韋是當時秦
國的丞相，相當於今天的國家總理。呂氏春秋上說：物勒工名，意思是，器物的製造者
要把自己的名字刻在上面。
對於歷史學家來說，這些看似普通的文字透露的是秦國軍事工業的管理機密。呂不
韋作為內閣總理，是兵器生產的最高監管人。他的下面是工師，就是各兵工廠的廠長，
監制這只戈的廠長叫「蕺」。
在廠長的下邊是丞，類似車間主任，這位主任的名字叫「義」。
而親手製作這只戈的工匠，叫「成」。
專家由此推斷：秦國的軍工管理制度分為四級。從相幫、工師、丞到一個個工匠，
層層負責，任何一個質量問題都可以通過兵器上刻的名字查到責任人。我們已經無法知
道管理的細節，但秦國的法律對失職者的懲罰是非常嚴酷的，這就是物勒工名的用意。
透過這些冰冷的青銅銘文，我們或許還能看到那個遙遠年代中一些普通人的命運。
這個叫Zhe的人做了好多年兵工廠的廠長，ZHE每天都要檢查兵器生產，他得向丞相
呂不韋負責。如果兵器質量有問題，按照秦國的法律，廠長首先遭受處罰。為了自己和
一家老小，他必須盡職盡責。
處在這個金字塔式的管理體系最底層的，是數量龐大的工匠。專家在銘文中一共發
現了16個工匠的名字。
在秦國的手工工場，工人一般都是終身制。無論如何，這個叫DIAO的工匠一生都得
在工場度過了。16年的勞作，「窵」不知道經歷過多少次的坎坷。就是這些像「窵」一
樣的普通人，製造出了留到今天的這些精良兵器，從一絲不苟的加工痕跡上，我們至今
還能感受到他們粗糙的雙手和專注的目光。
秦國眾多的兵工廠能夠按照統一的標准大批量地製作高質量的兵器，金字塔式的四
級管理制度是根本保證。當世界上大部分地方仍然被荒蠻和蒙昧包圍的時候，而秦人就
以他們獨特的思維方式和智慧，創造出了那個時代最強大的兵器製造業。
『貳』 如何利用TRIZ理論創新設計採摘執行器
針對採摘執行器在採摘過程中無法控制採摘壓力導致水果受損的問題，設計一種基於TRIZ的矛盾沖突理論和物場模型的採摘執行器。
研究目的與方法：
為提高果類在適宜採收期內的採摘效率，各種類型的水果輔助採摘機械應運而生，而這些採摘機械中的核心部件是末端執行器。末端執行器是水果採摘機械中完成水果抓取功能的組件，具體包括定位、抓取、採摘和復位等動作的執行，但市面上常用的簡易型採摘器所配置的末端執行器多是靠人力控制以實現功能，其自動化程度低，採摘耗時耗力。針對現有採摘執行器在採摘過程因無法控制水果採摘壓力導致水果易損傷的問題，應用TRIZ矛盾沖突理論和物場模型分析方法進行採摘執行器的創新設計。
通過TRIZ系統組件分析和功能模型進行問題分析，找出採摘執行器的有效功能和不足功能；運用TRIZ的技術沖突理論、物理沖突理論以及物場模型分析得出各種解決方案，經綜合比較，最終運用分割原理方案實現執行器的壓力可控且安裝簡易，運用空間分離原理實現執行器爪頭自動扭轉。新型的力度可控執行器在壓力感測器和電機的相互配合下實現水果的無損自動抓取和採摘。
研究結果與結論：
1、綜合應用TRIZ矛盾沖突理論和物場分析模型方法，設計了基於TRIZ理論的新型採摘執行器。新型採摘執行器主要由爪頭、爪座、感測器和電機等組成，且採摘壓力可控。從而實現水果的無損自動抓取和採摘，同時適用於不同果品採摘作業。
2、對採摘執行器進行了運動模擬和試驗驗證，進一步證明了採摘執行器的穩定性和可靠性。試驗結果表明採摘執行器的抓取壓力為2.5 N時採摘效果最佳且水果無擠壓損傷，在30 min的採摘試驗中，平均每個水果的採摘時間約為6 s，採摘成功率為93%。試驗表明，採摘執行器的採摘效率和成功率符合採摘創新設計要求，為後續採摘器的研究提供了理論參考依據。