TRIZ理论二-物理矛盾与分离原理

2014年12月TRIZ技术创新理论及应用物理矛盾与分离原理过滤效果好大不容易堵塞孔径小您遇到过这样的问题吗您遇到过这样的问题吗●狮子和驯兽员同台演出，既要狮子表现出必要的野性，又不能伤害驯兽员●飞机的起落装置在飞机起飞和降落时是必须的；但是在飞机飞行的过程中是不需要的●钢笔的笔尖应该细，以使钢笔能够写出较细的文字；同时钢笔的笔尖又应该粗，以避免锋利的笔尖将纸划破●我们的培训是要花时间的，但最好又是不要花时间的。●为了信号好手机要有天线，为了体积小不要有天线………主要内容一、物理矛盾二、物理矛盾与技术矛盾的关系三、物理矛盾的分离原理四、分离原理与创新原理的对应关系五、解决物理矛盾举例与练习一、物理矛盾物理矛盾在TRIZ理论体系中的位置运输安全速度快慢对系统的同一个元素有不同的要求符号表示A+，A-定义物理矛盾结实轻便厚度（桌面）厚薄例:桌子宽敞节省空间面积（桌面）大小定义物理矛盾+例:散热片散热效果好节省空间面积(散热片)大小定义物理矛盾1）这个元素是通用工程参数，不同的设计条件对它提出了相反的要求例如：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；建筑结构的材料密度应该接近于零以使其轻便，同时材料密度也应该足够高以使其具有一定得承重能力。物理矛盾的三种情况2）这个元数是通用工程参数，不同的工况条件对它有着不同(并非相反)的要求+例如：灯泡的功率既要是25瓦，又要是100瓦无级调光灯三色调光灯物理矛盾的三种情况3）这个元素是非工程参数，不同的工况条件对它有着不同的要求例如：冰箱的门既要经常打开，又要经常保持关闭物理矛盾的三种情况类别物理矛盾几何类长与短厚与薄平行与交叉对称与非对称宽与窄圆与非圆锋利与钝水平与垂直材料及能量类多与少密度大小导热率高低温度高与低时间长与短功率大与小粘度高与低摩擦系数大与小功能类推与拉冷与热快与慢成本高与低强与弱软与硬喷射与堵塞运动与静止常见的物理矛盾情形主要内容一、物理矛盾二、物理矛盾与技术矛盾的关系三、物理矛盾的分离原理四、分离原理与创新原理的对应关系五、解决物理矛盾举例与练习物理矛盾同一元素（参数），两个不同的要求技术矛盾两个参数之间的矛盾二、物理矛盾与技术矛盾的关系15序号名称序号名称序号名称1.运动物体的质量2.静止物体的质量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.结构的稳定性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.明亮度19.运动物体的能量消耗20.静止物体的能量消耗21.功率22.能量损失23.物质损失24.信息损失25.时间损失26.物质的数量27.可靠性28.测量准确度29.制造准确度30.来自外部作用于物体的有害因素（外来有害因素）31.物体产生的有害因素（有害的副作用）32.可制造性33.可操作性（使用方便性）34.可维修性（易维护性）35.适应性36.装置的复杂性37.控制的复杂性38.自动化程度39.生产率阿奇舒勒1970矛盾矩阵表上的39个通用工程参数16序号名称序号名称序号名称1运动物体的质量2静止物体的质量3运动物体的尺寸4静止物体的尺寸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形状10物质的数量11信息的数量12运动物体的耐久性（耐久时间）13静止物体的耐久性（耐久时间）14速度15力16运动物体消耗的能量.（能量消耗）17静止物体的消耗能量（能量消耗）18功率19张力/压力（应力或压强）20强度21结构的稳定性22温度23明亮度（照度）24.运行效率.25物质的浪费（损失）26时间的浪费27能量的浪费28信息的遗漏29.噪音30.有害的散发31有害的副作用（物体产生的有害因素）32适应性33兼容性/可连通性34使用方便性（操作性）35可靠性36易维护性（维修性）37安全性38易受伤性39美观40外来有害因素（作用于物体有害因素）41可制造性（制造性）42制造的准确度（精度）43自动化程度44生产率45装置的复杂性46.控制的复杂性47测量难度48测量的准确度（精度）2003与1970矩阵表比较：■编码相同的；■编码有变动的；■增加的发明原理编码2003矛盾矩阵表上的48个通用工程参数在很多时候，技术矛盾是更显而易见的矛盾，而物理矛盾是隐藏的更深的、更尖锐的矛盾，是本质矛盾或内在矛盾。物理矛盾技术矛盾一个参数二个参数一个元素一个系统二、物理矛盾与技术矛盾的关系技术矛盾向物理矛盾的转化案例：安瓿瓶的密封该问题的技术矛盾为：两个参数为生产率（A）与物体产生的有害因素（B），即封口用的高温火焰使生产率（A）提高，同时产生的有害因素（B）增加。将该问题转变成为物理矛盾，选温度作为另一参数（C）。物理矛盾可描述为：温度（C）增加，生产率（A）提高，产生的有害因素（B）增加；反之，生产率（A）降低，有害因素（B）减少；温度既应该高，以提高生产率，又应该低，以减少有害因素的产生。二、物理矛盾与技术矛盾的关系C=热量“A”“B”改善变坏“C”既要热又要是冷——物理矛盾生产率有害因素温度+1、定义技术矛盾–A+B-–B+A-+2、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-+3、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定义物理矛盾的步骤+1888年出现圆珠笔这一名称，一位名叫约翰·劳德的美国记者曾设计出一种利用滚珠作笔尖的笔，但他未能将其制成便于人们使用的商品。+圆珠笔之所以能够写字，是因为笔头里的钢珠在滚动时，能将速干油墨带出来转写到纸上。据说，日本的圆珠笔芯里装的干油墨，足够可以书写2万个字。但是，书写的字数一多以后，钢珠与钢圆管之间的空隙会渐渐变大，这样油墨就会从缝隙中漏出来，常常会沾污衣物等等，十分使人感到不愉快。案例+1、定义技术矛盾–圆珠笔方便书写，但是漏墨容易污染衣物等+2、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–钢珠与钢圆管之间的空隙小不容易漏油–钢珠与钢圆管之间的空隙大容易书写+3、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空隙既应该小，不容易漏油；又应该大，便于书写。案例解主要内容一、物理矛盾二、物理矛盾与技术矛盾的关系三、物理矛盾的分离原理四、分离原理与创新原理的对应关系五、解决物理矛盾举例与练习一个故事：欧洲制鞋公司领导的烦恼有职工偷鞋，如何解决？解决物理矛盾的核心思想是——实现矛盾双方的分离三、物理矛盾的分离原理空间分离分离方法时间分离系统级别分离条件分离不烫手沏茶温度热凉哪里热？哪里凉？矛盾：水杯热凉对同一个参数的不同要求，在不同的空间实现局部最佳化1、空间分离操作空间1操作空间2热凉（杯子内）（杯子外）杯子的空间分离空间分离_____________________Step1：定义物理矛盾Step2：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？Step3：以上两个空间区域是否交叉？是□否□应用空间分离尝试其他分离方法_________________________________________空间1：________________________________________空间2：参数：____________________要求1：____________________要求2：解决物理矛盾——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……如何实现空间分离+背景：公路路面要宽，越宽占地越多。要减少公路占地面积，路面要宽又要窄，一个物理矛盾。练习+采用分离原理的空间分离无损药水熔化玻璃温度热凉火焰喷口安瓿瓶怎么办？思考题1：安瓿瓶的密封空间分离：对一个参数的不同要求，在不同空间实现操作空间1操作空间2热凉（瓶口）（瓶身）安瓿瓶思考题：安瓿瓶的密封对同一个参数的不同要求，在不同的时间段实现。不同的时间有不同的性质。2、时间分离携带方便遮雨体积大小雨伞操作时间1操作时间2大小（下雨的时候）（携带的时候）雨伞的时间分离时间分离Step1：定义物理矛盾Step2：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？Step3：以上两个时间段是否交叉？是□否□应用时间分离尝试其他分离方法。______________________________________________________________时间1：________________________________________时间2：参数：____________________要求1：____________________要求2：解决物理矛盾——时间分离+折叠式自行车在行走时体积较大，在储存时因已折叠体积较小。行走与储存发生在不同的时间段，因此采用了时间分离原理。案例案例+史上最牛的公章案例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……如何实现时间分离+水杯用的时候要大，盛水多，但外出携带不方便，怎么办？练习思考题：焊接过程研究时间/空间条件分离的使用情况3、条件分离软速度低速度高硬定义将对同一个参数的两个不同的要求在不同的条件上得到满足条件分离Step1：定义物理矛盾Step2：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？Step3：以上两个时间/空间是否交叉？否，尝试用时间或空间分离方法是，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，尝试条件分离方法解决物理矛盾——条件分离电力可以随身携带，又不像电池会造成环境负担，这是台湾工研院最近研发出的“发电药丸”。研究团队将发电原料“氢”做成固态，只要放进水里，就可以充电。因为燃料电池需要靠氢，台湾工研院研发用化学方式将氢储存起来，制作成固体小药丸，方便携带随时使用。一颗“电力丸”可以发出3瓦的电，相当于充饱手机的量，用完的残留物更无毒无负担。案例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……如何实现条件分离思考题：恼人的钢板三个术语超系统系统子系统4、系统级别分离是“YES”还是“NO”将对同一个参数的不同要求，在不同的系统级别上实现。子系统系统超系统系统级别分离子系统系统A:整体与部分分离－转化为子系统，矛盾在子系统（微观级系统）更易解决A.系统具有一种特性，其子系统有其相反的特性B.将系统转换到微观级系统系统级别分离系统超系统B:整体与部分分离－转化为超系统，矛盾在超系统级别更易解决A.将同类或异类系统与超系统结合B.将系统转换为反系统，或将系统与反系统相结合系统级别分离Step1：定义物理矛盾Step2：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？Step3：以上两个时间/空间是否交叉？否，尝试用时间或空间分离方法是，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解决物理矛盾——系统级别分离缝衣针方便穿线针鼻防止扎坏衣服大小案例缝衣针缝衣针穿线针分割原理组合原理同质性原理等势原理……如何实现系统级别分离+背景：手机的尺寸要小，便于携带。手机的屏幕要大，好看。又要小，又要大，一个物理矛盾。练习思考题：如何用普通温度计测甲壳虫体温时间分离空间分离条件分离系统分离主要内容一、物理矛盾二、物理矛盾与技术矛盾的关系三、物理矛盾的分离原理四、分离原理与创新原理的对应关系五、解决物理矛盾举例与练习分离方法创新原理空间分离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多维化原理……时间分离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……条件分离