创新方法TRIZ理论入门课件09物理矛盾的解决

第第9 9章章 物理矛盾的解决物理矛盾的解决9.1物理矛盾的定义9.4物理矛盾的解决办法9.2 物理矛盾的表现形式9.3技术矛盾和物理矛盾的区别9.5 技术矛盾向物理矛盾转化9.1物理矛盾的定义物理矛盾是当一个技术系统的工程参数具有相反的需求，就出现了物理矛盾。比如说，要求系统的某个参数既要出现又不存在，或既要高又要低，或既要大又要小等等。发动机就应该尽量大，而要减少燃油的消耗，发动机就应该尽量小 电子设备里的散热片体积应该尽量大一些，这样散热效果好，但是从节省空间的角度来看，散热器的体积又应该尽量小。9.2物理矛盾的表现形式物理矛盾可以描述为：一个系统中的某一个对象具有特性P，以便满足性能F1；同时，该对象又要具有非P（P的相反特性），以便满足F2。针对电脑散热器的例子，可以将物理矛盾描述为：电脑散热片面积要大，因为可以更好的散热；但是电脑散热片面积要小，因为可以节省空间。常见的物理矛盾的分类如表常见的物理矛盾的分类如表类别物理矛盾几何类长与短对称与非对称平行与交叉厚与薄圆与非圆锋利与钝宽与窄水平与垂直材料及能量类时间长与短粘度高与低功率大与小摩擦系数大与小多与少密度大与小导热率高与低温度高与低功能类喷射与堵塞推与拉冷与热快与慢运动与静止强与弱软与硬成本高与低9.3技术矛盾和物理矛盾的区别（1）技术矛盾是指一个作用同时产生有用及有害两种效应，也可指有用 效应的引入或有害效应的消除导致一个或几个子系统变坏。（2）技术矛盾常表现为一个系统中两个子系统之间的矛盾，而且总是涉 及到两个基本参数：当其中一个得到改进时，另一个变得更差。（3）物理矛盾是当一个技术系统的工程参数具有相反的需求，就出现了物理 矛盾。比如说，要求系统的某个参数既要出现又不存在，或既要高又要低，或既要大又要小等。（4）技术矛盾和物理矛盾是可以相互转换的，许多技术矛盾在经过分解 和 细化后最终都可以转换为物理矛盾。技术矛盾和物理矛盾的区别示意9.4物理矛盾的解决办法现代TRIZ理论中，解决物理矛盾的主要方法是分离原理。分离原理分类：（1）空间分离；（2）时间分离；（3）条件分离；（4）系统级别分离。分离原理是指针对系统中的同一参数，在不同情况下有不同的需求，可以按照相应的情况进行分别满足，以实现物理矛盾的解决。用分离原理解决物理矛盾的步骤：（1）找到关键问题。（2）提取物理矛盾。（3）选择相应的分离原理。（4）查找对应的发明原理。（5）形成具体的解决方案。（6）如果步骤5不行，则重复步骤1到步骤4，指导形成最终的解决方案。9.4.1基于时间分离分离原理是指针对系统中的同一参数，在不同情况下有不同的需求，可以按照相应的情况进行分别满足，以实现物理矛盾的解决。时间分离原理指系统中的某个参数在不同的时间段内出现相反的或者矛盾的需求，也就是在不同的时间段中满足不同或相反需求，以解决物理矛盾。当系统对某一个参数的需求是互斥的，如果其中的一种需求只存在某一个时间段内，在其他时间段内就没有该种需求，则可以用时间分离的方法。案例分析：自行车在骑乘时，需要体积大，这样可以载人或者搭乘货物。但是，当自行车在不适用时，又需要体积小，这样就可以节省空间。既需要自行车体积大又需要自行车体积小，而且这两个相反需求都是合情合理的，所以这是一对物理矛盾。解决方案：载人时的自行车 解决方案：不使用时的自行车 9.4.2基于空间分离空间分离原理指系统中的某个参数在不同的空间内出现相反的或者矛盾的需求，也就是在不同的空间中满足不同或相反需求，以解决物理矛盾。当系统对某一个参数的需求是互斥的，如果其中的一种需求只存在某个空间内，在其他空间内就没有该种需求，则可以用空间分离的方法。案例分析：在十字路口，去往不同方向的汽车都要经过该十字路口。但是，这些汽车又不能同时驶过十字路口，否则东西方向和南北方向的汽车就会相撞，可是，如果不能同时驶过十字路口，要轮流等待红绿灯信号才能通行，汽车的通行效率就会下降，不但会造成交通拥堵也浪费车主的时间。解决方案：9.4.3基于条件分离条件分离原理指系统中的某个参数在不同的条件下出现相反的或者矛盾的需求，也就是在不同的条件下满足不同或相反需求，以解决物理矛盾。当系统对某一个参数的需求是互斥的，如果其中的一种需求只存在某个条件下，在其他条件下就没有该种需求，则可以用条件分离的方法。案例分析：在跳水运动中，水池与运动员可以看成是一个系统，运动员从高处往下跳，这就要求水池中的水既是硬的又是软的，因为只有硬度足够的水才能支撑运动员的身体，不至于使运动员的身体迅速碰到池底，而硬水虽然支撑了运动员的身体，但由于运动员在入水时与水的相对速度很大，所以，硬水又有可能对运动员的身体造成伤害。解决方案：9.4.4基于系统级别分离系统级别分离原理指系统中的某个参数出现相反的或者矛盾的需求，但是在空间、时间和条件都有交叉而不能用这三种分离原理时，应考虑整体与部分，也就是采用系统级别上的分离手段。系统级别分离是考虑系统中的某一参数需求只存在该系统上的一个子系统或一个级别上，而其他子系统或级别需要该参数的相反需求的情况下，所应用的分离原理。案例分析：战斗机的特点是机动灵活，飞行速度快，可快速爬升到高空，要携带导弹和武器。战斗机也要有油箱，如果其油箱体积大，战斗机的灵活性就会减弱，但如果其油箱体积小，战斗机的战斗范围必定要减小。解决方案：根据“组合”发明原理，当发动机在高空中（空间上）飞行并且油箱快没有油时（时间上），可以考虑让另一个大油箱（同类、相关的对象）给战机上的油箱输油，那这个大油箱怎么来的呢？得出的解决方案就是专用的加油机了。9.5技术矛盾向物理矛盾转化在一个系统或者工程中，会同时存在多个矛盾，就某一矛盾，既可以把它定义为技术矛盾也可以定义成物理矛盾，又因为物理矛盾和技术矛盾都是triz理论中的问题描述工具，所以可以将二者进行转化，而物理矛盾的提取往往是更深刻的、冲突程度更尖锐的矛盾，因此，常常把技术矛盾向物理矛盾进行转化。以笔记本电脑的屏幕为例，如果用技术矛盾描述就是：如果笔记本电脑屏幕大；那么使用更方便；但是携带不方便。在此，使用方便和携带不方便可以理解为构成一对技术矛盾。相应物理矛盾描述就是：笔记本电脑屏幕要大些，那么可以更方便使用；但是笔记本电脑屏幕要小些，因为可以方便携带。在此，笔记本电脑屏幕即要大又要小就构成了一对物理矛盾。可以看出，我们只要针对笔记本电脑屏幕的特性做出创新把其物理矛盾解决了就可以解决浅层次的技术矛盾。9.6分离原理与发明原理的对应关系分离方法创新原理时间分离9预先反作用、10预先作用、11事先防范、15动态特性、16不足或过度的作用、18机械振动、19周期性动作、20有效作用的连续性、21减少有害作用时间、29气压与液压结构、34抛弃与再生、37热膨胀空间分离1分割、2抽取、3局部质量、4增加不对称性、7嵌套、13逆向思维、17多维化、24借助中介物、26复制、30柔性外壳或薄膜条件分离1分割、5组合、6多用性、7嵌套、3重量补偿、13反向思维、14曲面化、22变害为利、24反馈、25自服务、27廉价替代品、33同质性、35物理或化学参数改变系统级别分离12等势、28机械系统替代、31多孔材料、32改变颜色、35物理或化学参数改变、36相变、38强氧化剂、39惰性或真空环境、40复合材料分离原理与发明的原理的之间存在相应的关系