TRIZ-物理矛盾

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39个通用工程参数与40个发明原理 TRIZ法通过对百万件专利的详细研究，提出用39个通用工程参数来描 述技术矛盾。在实际应用时，首先要把组成矛盾双方的性能用该39个 通用工程参数来表示，这样就将实际工程技术中的矛盾转化为一般的 标准的技术矛盾。 TRIZ法研究人员在对全世界专利进行分析研究的基础上，提出了40条 解决技术矛盾的发明创新原理。 这两表是解决技术矛盾的关键。
空间分离
时间分离
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案例2 十字路口中的物理矛盾
在车流量大的十字路口，经常出现车辆拥堵和事故的
发生，怎样设计十字路口才能兼顾两方面的需求呢？ （即
快又要慢）
1、空间分离
2、时间分离
3、条件分离
车辆只能直行， 转弯走环路
4、系统级别分离
将十字路口设计成两个丁字路口，延缓一个方 向的行车速度，加大与另外一个方向的避让距离。
Step 2 ：从因果轴定义技术矛盾
– A+ B– B+ A-
Step 3 ：提取物理矛盾：在这对技术矛盾中找到 一个参数，及其相反的两个要求
– C+ – C-
Step 4 ：定义理想状态：提取技术系统在每个参 数状态的优点，提出技术系统的理想状态
二、物理矛盾的解决方法
解决物理矛盾的核心思想：实现矛盾双方的分离
分离原理
空间分离
时间分离
条件分离
系统级别分离
主题大纲
物理矛盾 分离方法
– 空间分离 – 时间分离
– 条件分离
– 系统级别分离
1、空间分离
将对同一个参数的两个不同的要求在不同的空间上 得到满足。
红 颜色
蓝
蓝
红
操作空间1
操作空间2
空间分离的实例一
大 飞机油箱 小
飞行时间长
战斗灵活性强
水杯
条件分离
系统分离
4.3
技术矛盾及其解决原理
4.3 技术矛盾及其解决原理
技术矛盾表现为：
在一个子系统中引入一种有用 功能后，会导致另一子系统产 生一种有害功能，或加强了已 存在的一种有害功能；
一种有害功能会导致另一子系 统有用功能的削弱； 有用功能的加强或有害功能的 削弱使另一子系统或系统变得 复杂。
一位果农祈祷别刮风，避免把快成熟的果子给刮下来； 一个种地的农民祈祷赶紧下雨，以免耽误播种的季节； 一位商人祈祷千万别下雨，以便趁着好天气带着大量的货物赶路。 这一下子可难住了土地爷的儿子，他不知该怎么办才能满足这些人们 的彼此不同的要求，只好把所有祈祷者的话都原封不动地记了下来。
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案例三 打桩问题
在打桩的过程中，希望桩头锋利，以便打桩容易被打入土
中；同时在结束打桩后，又不希望桩头继续保持锋利，因为在
桩到达位置后，锋利的桩头不利于桩承受较重的负荷。
1、运用空间分离
在桩的上部加上一个锥形的圆环，并将该圆环与桩
固定在一起，从空间上将矛盾进行分离，既保证了钢桩 容易打入，同时又可以承受较大的载荷。
缝衣针的设计
长 针 眼 小
穿线方便
防止扎坏衣服
大
小
操作时间1 （穿线的时候）
操作时间2 （缝衣的时候）
这个方案有什么不足，有更好的解决方法吗？
时间分离
对同一个参数的不同要求，在不同的时间段实现。
遮雨 携带方便
大 小
体积
时间分离
雨伞的时间分离
大
操作时间1
小
操作时间2
（下雨的时候）
（携带的时候）
4.4 矛盾矩阵及其应用 – 4.4.1 矛盾矩阵的构造
– 4.4.2
– 4.4.3
矛盾矩阵的应用
技术矛盾解决方法实际应用举例
4.5 TRIZ法技术矛盾和物理矛盾解的基本思路
4.6 40条发明创新原理的使用窍门
4.1 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。
解决物理矛盾——时间分离
Step 1 ：定义物理矛盾 ____________________ 参数： ____________________ 要求1： ____________________ 要求2： Step 2 ：如果想实现技术系统的理想状态，这个参数的不同 要求应该在什么时间得以实现？ 时间1： ____________________ 时间2： ____________________
27.可靠性 28.测试精度 29.制造精度 30.物体外部有害因素作用 的敏感性
31.物体产生的有害因素
32.可制造性 33.可操作性 34.可维修性
35.适应性及多用性
36.装置的复杂性 37.监控与测试的困难程度 38.自动化程度 39.生产率
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39个通用工程参数
1.运动物体的重量 2.静止物体的重量 3.运动物体的长度 4.静止物体的长度 5.运动物体的面积
6.静止物体的面积
7.运动物体的体积 8.静止物体的体积 9.速度
10.力
11.应力或压力 12.形状 13.结构稳定性
14.强度 15.运动物体作用时间 16.静止物体作用时间 17.温度 18.光照度 19.运动物体的能耗 20.静止物体的能耗 21.功率 22.能量损失 23.物质损失 24.信息损失 25.时间损失 26.物质或事物的数量
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40个发明原理
序号
No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 No.6 No.7
原理名称 分割 抽取 局部质量
序号
No.11 No.12 No.13 No.14 No.15 No.16 No.17
4、系统级别分离
将原来的一个较粗的钢桩用一组较细的钢桩来代替，从 而解决方便地导入桩与使桩承受较重的载荷之间的矛盾。
创新原理在分离方法中的应用
分离方法
空间分离 时间分离
创新原理
1分割原理、2抽取原理、3局部质量原理、7嵌套原理、4增 加不对称性原理、17一维变多维原理…… 15动态特性原理、34抛弃或再生原理、10预先作用原理、9 预先反作用原理、11事先防范原理…… 40复合材料原理、31多孔材料原理、32改变颜色原理、3局 部质量原理、19周期性作用原理、17一维变多维原理 …… 1分割原理、5组合原理、33同质性原理、12等势原理 ……
Step 3 ：以上两个时间段是否交叉？
应用时间分离 否 □ _____________________ 尝试其他分离方法。 是 □ _____________________
如何实现时间分离
动态特性原理 抛弃或再生原理 预先作用原理 预先反作用原理 事先防范原理 ……
主题大纲
OZ
条件分离
对同一个参数的不同要求，在不同的条件下实现。 水是软的还是硬的？
如何实现条件分离
复合材料原理 多孔材料原理 改变颜色原理 局部质量原理 周期性作用原理 一维变多维原理 ……
主题大纲
物理矛盾 分离方法
– 空间分离 – 时间分离 – 条件分离
物理矛盾
分离方法
– 空间分离
– 时间分离
– 条件分离 – 系统级别分离
3、条件分离
将矛盾双方在不同条件下分离
条件分离
条件分离的使用情况
时间/空间
解决物理矛盾——条件分离
Step 1 ：定义物理矛盾
Step 2 ：如果想实现技术系统的理想状态，这 个参数的不同要求应该在什么时间/空间得以实 现？
案例1 土地爷的哲学—续
很快，土地爷回来了，看了儿子的记录，哈哈一笑说，别愁眉苦 脸了，照我的办法做就是了，肯定能满足他们各自的要求。土地爷提 笔在上面批了四句话： • 刮风莫到果树园， • 刮风河边好行船； • 白天天晴好走路， • 夜晚下雨润良田。 如此一来，四个不同的祈祷都如愿以偿、皆大欢喜。 其实，土地爷的前两句话说的是风的“空间分离”，后两句话说 的是雨的“时间分离”。
解决物理矛盾——系统级别分离
Step 1 ：定义物理矛盾
Step 2 ：如果想实现技术系统的理想状态，这 个参数的不同要求应该在什么时间/空间得以实 现？ Step 3 ：以上两个时间/空间是否交叉？
是，尝试其他分离方法 如果对参数的不同要求，可以按照不同的系统级别 （如系统+子系统，或系统+超系统）实现分离，尝试 系统级别分离方法
如何实现系统级别分离
分割原理 组合原理 同质性原理 等势原理 ……
案例1 土地爷的哲学
这是古时候的一个神话故事。有一次土地爷外出，临行前嘱咐他的儿 子替他在土地庙“当值”，并且一定要把前来祈祷者的话记下来。他走后， 前前后后来了四个祈祷者——
一位船夫祈祷赶快刮风，以便乘风远航；
矛盾分析概述
回顾：TRIZ法体系结构

冲突分析 技术 系统 进化 模式 问 题 分 析 矛盾矩阵
40条发明创新 原理
ARIZ
物质–场
算法 分析
76个标准解
建议方案
分析
需求功能 分析
效应知识库
理论基础
分析工具
基于知识的工 具
结论
2
4.1 矛盾的概念及分类 4.2 物理矛盾及其解决原理
4.3 技术矛盾及其解决原理
– 系统级别分离
系统级别分离
三个术语
超系统 系统 子系统
4、系统级别分离
将矛盾双方在不同层次上分离
软 车链 硬
灵活性高
耐磨损
系统级别分离
将对同一个参数的不同要求，在不同的系统级别 上实现。
超系统
子系统
系统
固定电话 矛盾：人打电话不能离开，又需要离开 电线与主机连在一起。机械系统的替代，电磁场子母机
技术矛盾
两个参数 之间的矛盾
矛盾转化
问题模型
技术矛盾 物理矛盾 HOW TO 模型 物场模型
工具
矛盾矩阵 分离方法 知识库 知识库 标准解法系统
解决方案模型
创新原理 创新原理 知识库中的方案 知识库中的方案 标准解法
技术矛盾 矛盾 物理矛盾
矛盾矩阵 创新原理 分离方法
定义物理矛盾
Step 1 ：技术系统的因果轴分析
沏茶
不烫手
热
凉
温度
哪里热？ 哪里凉？ 什么时候热？ 什么时候凉？
空间分离
对同一个参数的不同要求，在不同的空间实现。
热
凉
空间分离
杯子的空间分离
热
操Байду номын сангаас空间1
凉
操作空间2
（杯子内）
（杯子外）
解决物理矛盾——空间分离
Step 1 ：定义物理矛盾 参数： ____________________ 要求1： ____________________ 要求2： ____________________ Step 2 ：如果想实现技术系统的理想状态，这个参数的不同 要求应该在什么空间得以实现？ 空间1： ____________________ 空间2： ____________________ Step 3 ：以上两个空间区域是否交叉？ 应用空间分离 否 □ _____________________ 尝试其他分离方法 是 □ _____________________
如何实现空间分离
分割原理 抽取原理 局部质量原理 嵌套原理 增加不对称性原理 一维变多维原理 ……
主题大纲
物理矛盾 分离方法
– 空间分离 – 时间分离
– 条件分离
– 系统级别分离
时间分离的实例一
飞机的机翼的设计
长 机翼长度 短
提供很大的升力
占有空间小
时间分离的实例二
Step 3 ：以上两个时间/空间是否交叉？
是，尝试其他分离方法 如果对参数的不同要求，可以按照某种条件实现分 离和切换，尝试条件分离方法
水的条件分离
快 水速 慢 洗澡 灭火
跳水训练
采用物理参数改变水的密 度，向游泳池的水中打入 气泡，降低水的密度，使 水变得柔软一些，防受伤
训练池里的水要软，以减轻水对运动员的冲击伤害， 但又要求水必须硬，以支撑运动员的身体。
2、运用时间分离
在钢桩的导入阶段，采用锋利的桩头将桩导入，到
达制定的位置后，将桩头分成两半或者采用内置的爆炸 物破环桩头，使得桩可以承受较大的载荷。
3、运用基于条件的分离
在钢桩上加入一些螺纹，将冲击式打桩改为将桩螺旋拧入的
方式。当将桩旋转时，桩就向下运动；不旋转桩时，桩就静止。从
而解决了方便地导入桩与使桩承受较大的载荷之间的矛盾。
矛盾的类型
4.2
物理矛盾及其解决原理
一、物理矛盾的概念
当一个技术系统中对同一个元素具有相反的
需求时，就出现了物理矛盾。
物理矛盾
符号表示 A+，A-
结实 轻便
厚
厚度（桌面）
薄
物理矛盾的实例1
大 面积（散热片） 小
散热效果好 节省空间
技术矛盾与物理矛盾的比较
物理矛盾
同一参数，两 个不同要求