triz物理矛盾及其解决办法分析.ppt

1、1.演讲者：曾傅宏发明了问题解决理论；2.本课的核心内容：1物理矛盾概述；2物理矛盾的解决方案；3物理矛盾和技术矛盾的关系；4分离原则与40项创新原则的一致性；5物理矛盾的实例分析；3.1矛盾的分类；1)工程矛盾、社会矛盾和自然矛盾；2) TRIZ理论将工程矛盾分为三类：物理矛盾、技术矛盾和管理矛盾4、1.2物理矛盾的定义，它对系统的同一参数、表的粗细有不同的要求；矛盾的定义阿奇施勒对物理矛盾的定义是，当一个技术系统的工程参数有相反的要求时，就会出现物理矛盾。例如，要求系统的某个参数出现而不存在，或高或低，或大或小，等等。物理矛盾如下：1)系统或关键子系统必须存在但不能存在；2)系统或关键子系

2、统有一定的性能“F”，应该有性能“-F”，而“F”和“-F”是相反的性能；3)系统或关键子系统必须处于状态“S”和状态“-S”，并且“S”和“-S”是不同的状态；4)系统或关键子系统不能随时间而变，但也会随时间而变。例如，为了便于加速和减少加速期间的燃料消耗，汽车的底盘应该具有较小的重量，但是为了确保汽车在高速行驶时的安全性，底盘应该具有较大的重量。底盘既要大重量又要小重量的要求是汽车底盘设计的一个物理矛盾，解决这个矛盾是汽车底盘设计的关键。不同的设计条件对它提出了完全相反的要求。例如，在建筑领域，墙体应设计得足够厚以使其坚固，同时，墙体应尽可能薄以加快施工过程，且总重量相对较轻；温度应该既高

3、又低；尺寸应该既长又短；材料应该是软的和硬的，等等。这个元素是一个通用的工程参数，不同的工作条件对它有不同的(不是完全相反的)要求。例如，灯泡的功率应该是25瓦和100瓦；工件的形状应该是直的、弯曲的等等。该元素是非工程参数，不同的工作条件对其有不同的要求。例如，冰箱的门应该总是打开并保持关闭；道路上必须既有交叉口又没有交叉口；9，10，物理矛盾，长短长短，长短用量，高低粘度，高低密度，强弱磁场，快慢功率，高低温度，高低硬度，软硬导热率，高低摩擦系数，大大小小，11，这是一个古老的神话故事。一旦土地神出去了，在他离开之前，他告诉他的儿子在土地庙为他值班，他必须写下那些来祈祷的人的话。他离开后，

4、四个祈祷来回，一个船夫祈祷风吹得快，这样他就可以在风中航行；一个水果农祈祷风不要吹，避免刮走成熟的水果。一个耕种土地的农民祈祷雨快点下，以免推迟播种季节；一个商人祈祷永远不要下雨，这样他就可以利用好天气带很多货物。这一下子难倒了土地神的儿子。他不知道如何满足这些人的不同要求，所以他不得不完整地写下所有的祈祷词。很快，土地神回来了，看着儿子的记录，笑着说，不要愁眉苦脸，只要按照我的方式去做，就一定会满足他们各自的要求。地主在上面写了四句话：去果园有风，沿河航行很好；白天阳光明媚，容易行走，而晚上下雨，滋润肥沃的土地。就这样，四个不同的祈祷者都如愿以偿，每个人都很开心。事实上，土地领主的前两个词是

5、关于风的“空间分离”，最后两个词是关于雨的“时间分离”。，12，土地领主之道，13，2物理矛盾的解决方案，物理矛盾的四个分离原则，空间分离，时间分离条件，整体与部分分离，14，分离方法的应用示例，空间分离：在测量海床时，声纳探测器与船体空间分离，以防止干扰并提高测试精度。时间分隔：可折叠伞的设计，下雨时打开，分隔条件以减少储存时占用的空间：分隔喷水条件并给出不同的喷射速度和压力，以获得不同用途的“软”或“硬”射流，可用于洗浴按摩或作为处理手段或武器系统级分隔；采用灵活的生产线，满足大众化和个性化市场需求的不同需求；15.空间分离所谓的空间分离原则是指将不同空间中的矛盾方分开，从而降低解决问题的

6、难度，进而找到解决方案。16，生活中物理矛盾空间分离的一个例子，冰箱分为保鲜层和淬火层，17，一家欧洲鞋厂生产一种著名品牌的运动靴。为了节约生产成本，公司将生产地点转移到东南亚的一个国家。开始时，生产过程和质量受到严格控制，一切似乎都很顺利。但是不久，问题出现了，经理很快发现一些当地工人偷了靴子。经理们曾多次公开警告，包括使用减薪、解雇等管理手段，但总是难以奏效。现在让我们来分析一下这家欧洲鞋类公司遇到的问题。生产过程需要降低成本，所以东南亚国家的当地人生产靴子是必要的。然而，因为一些当地工人偷靴子，他们不能被允许生产靴子。在这里，“想要”和“不要”之间的矛盾让当地工人生产靴子，这是一个典型的

7、身体矛盾。17、欧洲鞋类公司遇到的问题18、解决这一矛盾的资源实际上在靴子本身。经过咨询技术创新专家，这家欧洲鞋厂选择了以下生产计划。生产地点仍在东南亚，但左靴在一个国家生产，右靴在另一个国家生产，而靴带在第三个国家生产。对于生产场地，应用空间分离原则；对于靴子，应用整体和部分分离的原则。从那以后，工人偷靴子的现象已经基本消除了。同样，在生产火器等军事产品时，经常在不同的地方生产螺栓、撞针等零件，以避免在某个地方的火器零件丢失后，被小偷作为一把枪整体安装的危险。18，欧洲鞋类公司的解决方案，19，时间分离原则所谓的时间分离原则是指在不同的时间段内分离矛盾双方，以降低解决问题的难度。20，时间间

8、隔原则，21，十字路口物理矛盾的描述，道路必须交叉，以便车辆可以行驶到目的地(A)，道路不得交叉，以避免车辆碰撞(非A)，要通过十字路口，车辆必须在十字路口占据一定的位置(A)，不得与其他车辆发生碰撞，并且不得占据十字路口的位置(非A)，22，23。24，分析问题：燃气器具工作时，希望能控制燃气的输入，以减少能源的浪费。加热锅时，增加气体输入。当锅是空的或不在适当的位置时，应该只输入少量的气体来保持火燃烧。物理矛盾提取：根据不同的条件，希望气体输入可以大或小，构成物理矛盾。24、燃烧器的气体输入控制，25、利用分离原理中的条件分离原理。1.当锅被拿走或锅里的食物变轻时，移动杆在弹簧的推动下向上

9、移动，移动杆上的控制孔几乎与输气管道上的孔密封，从而减少气体输入。2.当锅内的食物放在燃烧器上时，由于锅的重力，移动杆的向下运动增加，控制孔和主管上的孔之间的连接部分变大，输气量也增加。整体与部分分离所谓整体与部分分离原则是指冲突双方在不同层次上的分离，以降低解决问题的难度。(整个系统具有特征P，而零件具有特征P，将整体与零件分开)，例如，自行车链条和链条锁在微观层面上是刚性的(可以满足特定的硬度和刚度要求)，在宏观层面上是柔性的(可以满足形状变化等软要求)。27.为了解决问题或降低解决问题的难度，矛盾双方被分隔在不同的空间。第一步是通过应用空间分离原理来定义物理矛盾。首先确定矛盾参数，然后描

10、述矛盾参数的相反要求。第二步是确定在什么空间需要满足什么要求；第三步是判断上述两个空间线段是否相交。这一步非常重要。如果两个空间段不相交，可以应用空间分离；否则，不能应用空间分离。28，例1:红蓝铅笔的发明问题，29，步骤1:定义物理矛盾参数：颜色要求1:红色要求2:蓝色步骤2:什么空间需要满足什么要求？空间1:铅笔的一端空间2:铅笔的另一端步骤3:上述两个空间线段相交吗？没有应用空间分离是尝试其他分离方法。示例2:鱼雷发动机物理矛盾：鱼雷发动机必须足够大以完全驱动鱼雷，并且足够小以适应鱼雷体积。解决方案：引导并爬升至分离并放置在岸上，并通过电缆将能量传输至鱼雷。问题1:公司制造的新机器的关键

11、部件必须由特殊的钢板材料制成。制造过程是将钢板加热到120的成型温度，然后在冲压机上压制。然而，发现当钢板被加热到800时，钢板的表面被严重氧化，这不能满足质量要求。该怎么办？矛盾的双方在不同的时间被分开，以便得到问题的解决或降低解决问题的难度。运用时间分离原理解决物理矛盾第一步是定义物理矛盾，首先确定矛盾参数，然后描述矛盾参数的相反要求；第二步是确定什么需求需要在什么时间被填满；第三步是判断上述两个时间段是否相交。这一步非常重要。如果两个时间段不相交，可以应用时间分离；否则，不能应用分离。33，示例1，雨伞的发明，34，步骤1:定义物理矛盾参数：区域要求1:大要求2:小步骤2:什么时候需要满

12、足什么要求？时间1:下雨时间2:搬运和储存步骤3:以上两个时间段是否交叉？不适用时间分离是尝试其他分离方法。肥皂的成型过程：物理矛盾：在肥皂的成型过程中，为了节省成型时间，温度应较低，但同时，肥皂的温度应较高且足够柔软，以填充整个接触空间。解决方案：预先制造小肥皂，将其与液体肥皂混合，并注入模具。36，例3:飞机停放在航空母舰上，停放时机翼折叠，飞行时机翼展开，37，思考问题：焊接过程研究一项研究电焊焊接过程的实验，其主要目的是观察焊接过程中电弧的变化和焊丝的熔化过程。实验者进行电焊操作，用录像机瞄准焊接区域，记录下整个焊接过程中发生的一切。之后，实验者播放记录的过程，结果显示在整个焊接过程中

13、只能看到电弧图形，而看不到熔化形成金属滴的焊丝。事实证明，电弧产生的亮度大于焊丝和金属液滴产生的亮度，因此视频中无法观察到焊丝。实验者决定重复这个实验。他们加了一盏更亮的灯来照亮焊丝熔化的位置。做了实验和录像。但这一次，在实验记录的视频中只能看到焊丝和熔化的金属液滴，但焊接过程中产生的电弧是看不见的。实验者很悲伤。“我们该怎么办？”，38，应用条件分离原理解决物理矛盾双方在不同的条件下被分离，以便得到问题的解或降低解决问题的难度。在基于条件的分离之前，有必要确定在各种条件下矛盾的需求是否在某个方向上变化。如果在一定条件下，矛盾的一方不能朝一个方向改变，那么就可以用条件分离原则来解决问题。也就是

14、说，当系统或关键子系统的双方在一定条件下只有一个矛盾时，可以使用基于条件的分离原则。跳水训练池的物理矛盾：训练池中的水应该是软的，以减少水对运动员的影响，但它也要求水必须是硬的，以支持运动员的身体，水的硬度取决于潜水员进入水中的速度。解决方案：充满泡沫的游泳池。水管的物理矛盾：水管应该是刚性的，以避免由于水的重量而变形，但是应该是柔软的，以避免在冬天冻裂。溶液：具有良好弹性和塑性的复合材料。系统级分离所谓的系统级分离是将不同系统级的矛盾方分开，以获得问题的解决方案或降低解决问题的难度。当系统的双方或子系统中的关键子系统、系统级和超系统级之间只有一个矛盾时，可以用系统级分离原则来解决问题。SMT

15、(表面贴装焊接技术)生产线要求连续供应印刷电路板，但印刷电路板由专业电路板制造商生产并批量交付。这样，连续生产和批量供应之间就有了矛盾。将解决方案：印刷电路板放在板机上，然后连续送入贴片生产线。43.如何用普通温度计测量甲虫的体温有一次，科学家们聚在一起讨论小甲虫的问题。人们发现很少有人对甲虫的生活条件进行研究，例如，虫子的温度是多少？还没有人测量过。“小甲虫真小。”一位科学家说：“我们不能用传统的温度计来测量。”“我们想设计一种特殊的仪器，”另一位科学家附和说，“但完成实验和制造需要很长时间。”“不，我们不需要特殊的仪器，只是用普通的温度计来测量小甲虫的温度。TRIZ老师说。他如何完成这个测

16、量？你可以带很多小甲虫，把它们放在一个相对绝缘的容器里，比如热水瓶，然后装满它们。只需将温度计插入热水瓶塞子上的小孔中，将温度计插入甲虫体内，测量温度，44，3物理矛盾和技术矛盾的关系，1)物理矛盾和技术矛盾的比较，45，物理矛盾和技术矛盾的比较，技术矛盾是指一个系统的物理矛盾，它指的是一个技术系统，在该系统中部件的物理矛盾能更好地反映核心矛盾，46，2)从技术矛盾到物理矛盾的转化。从研究整个系统的矛盾到研究系统的一个组成部分的矛盾，可以减少解的搜索范围和候选解的数量。47，4分离原理与40个创新原理的对应关系，1)空间分离原理。以下10个创新原则可用于解决与空间分离相关的物理矛盾。创新原则L

17、:分割创新原则2:提取创新原则3:局部质量创新原则4:增加非对称创新原则7:嵌套创新原则13:逆向思维创新原则17:多维创新原则24:有中介的创新原则26:复制创新原则30:柔性外壳或薄膜，48，2)、时间分离原则。以下12个创新原则可以用来解决与时间分离相关的物理矛盾。创新原则9:反应前创新原则10:动作前创新原则11:预防创新原则15:动态特性创新原则16:不足或过度动作创新原则18:机械振动创新原则19:周期性动作创新原则20:有效动作的持续创新原则21:减少有害动作时间创新原则29:气动和液压结构创新原则34:废弃和再生创新原则37:热膨胀，49，3以下13个创新原则可用于解决与条件分离相关的物理矛盾。创新原则1；细分创新原则5:组合创新原则6:多目标创新原则7:嵌套创新原则3:权重补偿创新原则13