物理矛盾及分离原理教学内容

2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理1物理矛盾及其解决原理•概述•物理矛盾的描述•分离原理•分离原理与发明原理的关系2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理2概述•物理矛盾及其解决原理是TRIZ理论的重要内容。TRIZ中用分离原理解决物理矛盾。相对于技术矛盾，物理矛盾的求解更加困难。•TRIZ理论中，当系统的进化对同一个参数提出了矛盾的要求时，就构成了物理矛盾。例如，系统要求温度既要升高，也要降低；质量既要增大，也要减小；缝隙既要窄，也要宽等。•具体来讲，物理矛盾表现在：•1）系统或关键子系统必须存在，又不能存在；•2）系统或关键子系统具有性能“F”，同时又具有性能“-F”。•3）系统或关键子系统必须处于状态“S”及状态“-S”。•常见的物理矛盾见下表：2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理4Remember？•例：为了在较短的距离内将松软的物体提升到一定的高度，需要增加传送带的倾角；但由于摩擦力的限制，太大的倾角将导致物体下滑而不能被提升。•定义矛盾：（1）当增加传送带的倾角（设计改变）减少了传送距离（有利的功能），但却使得传送的可靠性下降了（有害的功能）。因为该矛盾定义涉及了两个参数所以是技术矛盾。（2）在我们所遇到的问题中，我们既需要倾角大以减少传送距离，又要求倾角小以增加传送的可靠性。因为该矛盾定义只涉及了一个参数，所以是物理矛盾。2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理5土地爷的哲学•刮风莫到果树园•刮到河边好行船•白天天晴好走路•夜晚下雨润良田2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理6物理矛盾解决方法——分离法TRIZ中常用分离原理解决物理矛盾。解决物理矛盾的分离原理空间分离时间分离条件分离整体与局部分离2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理7空间分离•将矛盾双方在不同的空间隔离。•使用空间分割的可能条件：•当系统或关键子系统矛盾双方在某一空间上只出现一方时。•空间分离实例：•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。2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理8十字路口的物理矛盾描述•要通过十字路口，车辆必须占据十字路口的某个位置（A）•为避免和其它车辆相撞，一定不得占据十字路口的位置（非A）道路必须交叉，以使车辆驶向目的地（A）道路一定不得交叉，以避免车辆相撞（非A）2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理9空间分离实例解决交通的物理矛盾2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理10实例：用空间分离解决物理矛盾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。航母甲板上的苏-33舰载歼击机。2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理11空间分离实例•问题：•高跟鞋在给人带来美感的同时，会使穿鞋者不舒适。如何解决？•可调节的高跟鞋2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理12时间分割•将矛盾双方在不同的时间段进行分离。•使用时间分割的条件：•当系统或关键子系统矛盾双方在某一时间段中只出现一方时。•例如：•伞具：收拢如棍，张开如盖。•传说伞是由鲁班的妻子云氏发明的，她从荷叶和亭子中得到灵感。2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理13实例：用时间分离解决物理矛盾交通信号灯2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理14实例：用时间分离解决物理矛盾•美国公路局批准飞行汽车上路2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理15实例：用时间分离解决物理矛盾如何对公章进行制约？•史上最牛的公章2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理16实例•折叠自行车•（空间分离）2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理17条件分离•将矛盾双方在不同的条件下进行分离。•使用条件分离的条件：•当系统或关键子系统矛盾双方在某一条件下只出现一方时。•条件分离：将水射流条件分离，给予不同的射流速度和压力，即可获得“软”的或“硬”的不同用途的射流，用于洗澡按摩或用作加工手段或武器。2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理18条件分离实例：夯的进化•夯：重一些有利于夯实地基，但是费力。2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理19条件分离实例：夯的进化•蛤蟆夯：用电动机作动力的夯，工作时铁砣转动，把夯带动跳起，随即向前移动，砸实地基。工作方式像蛙跳。•条件分离原理：•利用离心原理，“举重若轻”，解决了“落下来重一些”的需要。2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理20实例：用条件分离解决物理矛盾•预防跳水运动员视网膜受损•在水与跳水运动员所组成的系统中，水既应该是是硬物质，以支持跳水运动员不至于与池底相碰；它又应该是软物质，以避免运动员承受太大的冲击力。–解：可以在游泳池的水中打入气泡，让水变得更“柔软”一些。–利用的条件：水并不一定就是硬物质，添加气泡就可变软。。2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理21物理矛盾例路口交通?2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理22整体与局部分离•将矛盾双方在不同的系统级别分离开来。•使用整体与局部分离的条件：•当系统（整体）或关键子系统（局部）矛盾双方在子系统、系统、超系统级别只出现一方时。•整体与局部分离：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2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理23实例：用整体与部分分离解决物理矛盾•一个欧洲名牌鞋业公司遇到的难题:•职工偷鞋，如何解决？•空间分离：产地•整体与部分分离：•左右鞋、鞋带分离2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理24四大分离原理与40个创新原理的关系空间分离时间分离条件分离个体与整体分离发明原理01分离02抽取03局部质量04非对称07嵌套13逆向思维17多维化24中介物26复制30柔性外壳或薄膜09预制反作用10预先作用11预先应急措施15动态性16不足或超额行动18振动19周期性动作20有效作用的持续性21减少有害作用29气动或液压结构34抛弃与再生37热膨胀01分割05组合06多功能性07嵌套08重量补偿13逆向思维14曲面化22变害为益23反馈25自服务27一次性用品33同质性35几何/物理/化学状态变化12等势28机械系统替代31多孔物质32改变颜色35几何/物理/化学状态变化36相变38强氧化39惰性和真空环境40复合材料2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理25思考题（1）•虎钳要夹紧形状奇特的对象很困难•夹持面要平：夹住形状单纯的物品•夹持面要不平：夹住形状奇特的物品•解决方案？2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理26思考题（2）•表面处理槽•处理程序要热：加快反应进行•处理程序要冷：避免化学物沉积•解决方案？2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理27物理矛盾例金属表面镀层2020/11/11TRIZ（4）-物理矛盾及其解决原理28思考题（3）•便携式咖啡壶设计•咖啡在壶里尽可能热：保温•咖啡温度适中（冷一些）：便随时饮用。•解决方案？