TRIZ法物理矛盾

场：为系统提供能量，促使系统发生反应，从而可以实 现某种效应。这种效应可以作用于S2上，或作用在场信 息的输出物上。
物质-场模型简称物场模型，相应的分析称为物场分析。 物场模型的三定律： 1. 所有的系统都可以分解为三个基本要素（S1、S2、F）； 2. 一个完整的系统必定由这三个基本要素组成； 3. 将相互作用的三个基本要素进行有机组合将形成一个功
在咨询了技术创新专家以后，这个欧洲鞋业公司选 择了如下的生产方案。生产地点还是选择在东南亚， 但是，在某个国家生产左靴子，在另外一个国家生 产右靴子，在第三个国家生产靴带子。对于生产地 点来说，应用的空间分离原理；对于靴子来说，应 用的是整体与部分的分离原理。此后，工人偷靴子 的现象基本上就杜绝了。
物理矛盾提取：根据条件的不同，希望燃 气输入可大可小，构成物理矛盾。
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燃灶燃气输入控制方法
使用分离原理中的条件分 离原理来解决。
1.当锅被取走或锅内食物较 轻时，移动杆受弹簧推力 向上移动，移动杆上的控 制孔与输气管道上的孔几 乎封合，燃气输入会变小。
2.当锅内装有食物放在此燃 具上时，移动杆受锅的重 力下移量增加，控制孔与 主管上的孔口相连部分变 大，输气量也随之变大。
锅压力 输气管
控制孔 移动杆
弹簧
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例4：北京公交系统
北京的公交目前存在的问题：
1. 单路车因路线长而总是不按时到达。
2. 多路车在一条线上拥堵占道。
3. 单路车为保证时间间隔短大量配车,而除上下 班时间外,开只有几人乘坐的空车。
4. 每个等车站很长，很乱，一来车，可以坐这 路也可坐哪路，跑来跑去。
4.整体与部分分离：将矛盾双方在不同的层次 分离，以降低解决问题的难度。当系统矛盾双 方在系统层次只出现一方时，整体与部分分离 是可能的。
举例：采用柔性生产线，以满足大众化和个性化市 场需求的不同要求。
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物理矛盾的类型
1.矛盾元素是通用工程参数，不同的设计条件对它提出了 完全相反的要求。
例如，对于建筑领域，墙体的设计应该有足够的厚度以使其坚固。 同时，墙体又要尽量薄以使建筑进程加快并且总重比较轻。
2.矛盾元素是通用工程参数，不同的工况条件对它有着不 同的要求。
例如，某个装置要实现温度达到100℃，又要实现温度达到200 ℃ ； 灯泡的功率既要是25W，又要是100W。
3.矛盾元素是非工程参数，不同的工况条件对它有着不同 的要求。
抛光液可由一种液体与一种粒子混合组成。
通过物理作用及化学反应使物质从一种
江西11 科状技态学过院渡到另一种状态
为了增加5 木材的可塑性，可将木材注入含有盐的氨水。
物理矛盾的解决方法（4种表示法）
1.空间分离：将矛盾双方分离在不同的空间，以降 低解决问题的难度。当系统矛盾双方在某一空间只 出现一方时，空间分离是可能的。
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例2：一个欧洲鞋业公司遇到的难题
某欧洲鞋业公司生产一种知名品牌的运动靴。为了节约 生产成本，该公司把生产地点转移到了东南亚某个国家。
刚开始时生产工艺和质量控制得非常严格，一切似乎都 很顺利。但是没有过多久，问题出现了，管理者很快发 现少数当地工人有偷靴子的行为。管理者曾多次公开警 告，包括使用降薪、开除等管理手段，但始终难以奏效。
举例：测量海底时，将声纳探测器与船体空间分离， 用以防止干扰，提高测试精度。又如在快车道上方建 立人行天桥，车流和人流各行其道，实现空间的分离。
2.时间分离：将矛盾双方分离在不同的时间，以降 低解决问题的难度。当系统矛盾双方在某一时间只 出现一方时，时间分离是可能的。
举例：将飞机机翼设计成可调的活动机翼，以适应在 飞行中各个时间段的不同要求。又如为了解决用电高 峰期电能紧缺的矛盾，进行时间分离，用电低峰时降 低电价，鼓励人们低峰时间用电。
5. 站牌太多，字太小，有时两个远离的牌子看 起来很困难。有时一个红绿灯口两边有不同 的车，来回走。
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北京公交系统的解决方案
TIRZ法分析解决：
空间上分离：专用公交线。就像路上的无轨“铁 路”。
时间上分离：高峰时段每3min发一次车，低谷 时段每10min发一次车。
整体与部分的分离：部分单位可在上下班时租 用专线公交车作班车。
基于条件的分离：设立公交车停车港湾，减少 公交车停车时造成的道路拥堵。
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例6：管理问题
矛盾表达：
工程技术人员需要单独工作，便于静心思考 提高工作效率；同时需要他们一起工作，便于 交流想法，互相学习和促进。构成物理矛盾。
1.时间分离
1）咖啡间歇
平时各人单独工作，每天上下午有咖啡间歇，大家休 息和交流。 2）弹性工作制
每人每天工作8小时，不限时间段，但每天下午必须上 班，保证见面和交流时间。
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3.空间分离
设置小办公室和大会议室。或者大办公室中设 置挡板隔成相对单独的办公空间。
4.基于条件的分离
小型家庭办公如soho，大家在网络上沟通并随 时上交工作结果，定期到公司交流与接收新任 务。
5.整体与部分分离
所有技术系统的作用是实现某种功能，所有的系统都 可分解为由两个物质(S1,S2)和一个场(F)三个基本元件 组成。
如图所示，其中物质S1是系统动作的接受者,场F通过物 质S2作用于物质S1并改变S1。
F
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S2
S1
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物质-场模型
物质S1和S2：二者定义取决于每一个具体的应用，它们 可以是整个系统、子系统或单个物体，可以是材料、工 具、零件、人或环境等任何东西。
时间分离
整体与部分分 离
基于条件的分 离
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9、10、11、15、16、18、19、20、21、 29、34、37
12、28、31、32、35、36、38、39、40
1、7、25、27、5、22、23、6、8、14、 25、35、13
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物质-场模型
物质－场模型是TRIZ法重要分析工具，是用来分析与现 存技术有关的模型类问题（Modeling Problems）。
我们现在来分析一下这个欧洲鞋业公司遇到的问题。生 产过程需要降低成本，因此需要让东南亚国家的当地人 生产靴子，但是因为有当地工人偷靴子，所以又不能让 当地工人生产靴子。在这里，“既要”又“不要”让当 地工人生产靴子的矛盾出现了，这是一个典型的物理矛 盾。
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鞋业公司的解决办法
解决这个矛盾的资源，实际上就是在这双靴子的本 身。
领导使用单独办公室，一般职员集体办公。
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物理矛盾和技术矛盾的联系
物理矛盾和技术矛盾是可以彼此转换的。通常来说，许多 技术矛盾，经过分解和细化，最终都转化成为物理矛盾。
4个分离原理与40条发明创新原理的对应
分离原理
发明原理序号
空间分离
1、2、3、4、7、13、17、24、26、30
同理，在生产诸如枪械等军工产品的时候，也常常 采用把枪栓、撞针等零部件异地生产的方法，以避 免在某一地枪支零部件丢失以后被窃贼装成整枪的 危险。
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例3：燃灶燃气输入控制
分析问题：燃具工作时燃气的输入大小希 望可控，从而减少能源的浪费。当加热锅 时，应加大燃气输入量，当锅是空的或锅 不在位置时，应仅输入少量燃气，起保温 或保持炉火燃烧的功能。
能。
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物质-场模型分析模式
1．有效完整系统模式。
组成系统模型的三元件都存在，且都有效，能实现设计者所追求
的效应。
2．不完全系统模式。
组成系统模型的三元件（两个物质，一个场）中部分元件不存在， 需要增加系统元件来实现有效完整的系统功能。
3．非有效完整系统模式。
模型中的三元件都存在，但设计者所追求的效应未能完全实 现，如产生的力不够大，温度不够高等。为了实现预期的效 应，需要对原有系统进行改进。
黏度高与低
平行与交叉 窄与宽
导热率高与 低
功率大与小
推与拉 强与弱
冷与热 软与硬
厚与薄 水平与垂直
温度高与低
摩擦系数大与 小
快与慢 成本高与低
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物理矛盾的解决方法（11种表示法）
序号 解决方法
应用举例
1 矛盾特性的空间分离
用齿形带进行运动传递可降低因齿轮啮合运动产生的噪声。
2 矛盾特征的时间分离
折叠式自行车在行走时体积大，在储存时因折叠体积变小。
3 不同系统或元件与另一系统相连
轧钢时，传送带上的钢板首尾相连，使钢板端部保持一定温度。
将系统改为反系统，或将系统与 4 反系统相结合
系统作为一个整体具有特性+B， 5 其子系统具有特性－B 6 微观操作为核心的系统
为防止润滑系统渗漏，常采用密封装置。 链条与链轮组成的传动系统是柔性的，但每个链节却是刚性的。 微波炉可代替电炉加热食物。
物理矛盾与技术矛盾 解决原理
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矛盾的概念及分类
矛盾普遍存在于各种产品或技术系统中。
技术系统进化过程就是不断解决系统所存在矛盾
的过程。
自然矛盾
文化矛盾
社会矛盾
组织矛盾
矛盾的类型：矛盾
个性矛盾 管理矛盾
工程矛盾
物理矛盾
技术矛盾
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2Leabharlann 物理矛盾及其解决原理所谓物理矛盾是指为了实现某种功能，一 个子系统或元件应具有某种特性，但该特 性出现的同时会产生与此相反的不利或有 害的后果。
4．有害完整系统模式。
模型三元件都存在，但产生的是与设计者所追求的相冲突的 有害效应。在创新设计过程中，要消除系统这种有害的效应。