triz物理矛盾及其解決方法精品課件

發(fā)明問題解決理論2021/8/231最新PPT本次課的核心內(nèi)容：1

物理矛盾概述2物理矛盾的解決辦法3物理矛盾與技術(shù)矛盾的關系4分離原理與40個創(chuàng)新原理的對應關系5物理矛盾實例分析2021/8/232最新PPT1.1矛盾的分類1)、工程矛盾、社會矛盾及自然矛盾2)、TRIZ理論將工程矛盾分為三類，物理矛盾、技術(shù)矛盾和管理矛盾。矛盾工程矛盾社會矛盾自然矛盾物理矛盾管理矛盾技術(shù)矛盾個性矛盾社會矛盾組織矛盾自然定律矛盾宇宙定律矛盾2021/8/233最新PPT1.2物理矛盾的定義對系統(tǒng)的同一個參數(shù)有不同的要求桌子的厚與薄2021/8/234最新PPT

1)矛盾的定義阿奇舒勒對物理矛盾的定義是，當一個技術(shù)系統(tǒng)的工程參數(shù)具有相反的需求，就出現(xiàn)了物理矛盾。比如說，要求系統(tǒng)的某個參數(shù)既要出現(xiàn)又不存在，或既要高又要低，或既要大又要小等等。2021/8/235最新PPT物理矛盾表現(xiàn)在：1)系統(tǒng)或關鍵子系統(tǒng)必須存在，又不能存在；2)系統(tǒng)或關鍵子系統(tǒng)具有某性能“F”，同時應具有性能“-F”，“F"與“-F"是相反的性能；3)系統(tǒng)或關鍵子系統(tǒng)必須處于狀態(tài)“S”及狀態(tài)“-S”，“S”與“-S”是不同的狀態(tài)；4)系統(tǒng)或關鍵子系統(tǒng)不能隨時間變化，又要隨時間變化。2021/8/236最新PPT

例如：為了便于加速并降低加速時的油耗，汽車的底盤應有較小的重量，但為了保證高速行駛時汽車的安全，底盤又應有較大的重量，這種要求底盤同時具有大重量和小重量的情況，對于汽車底盤的設計來說就是物理矛盾，解決該矛盾是汽車底盤設計的關鍵2021/8/237最新PPT2)、物理矛盾元素的幾種情況這個元素是通用工程參數(shù)，不同的設計條件對它提出了完全相反的要求，例如：對于建筑領域，墻體的設計應該有足夠的厚度以使其堅固，同時墻體又要盡量薄以使建筑進程加快并且總重比較輕；溫度既要高又要低；尺寸既要長又要短；材質(zhì)既要軟又要硬等等。這個元素是通用工程參數(shù)，不同的工況條件對它有著不同(并非完全相反)的要求，例如：燈泡的功率既要是25瓦，又要是100瓦；一個工件的形狀，既要是直的，又要是彎的等等。這個元素是非工程參數(shù)，不同的工況條件對它有著不同的要求，例如：冰箱的門既要經(jīng)常打開，又要經(jīng)常保持關閉；道路上既要有十字路口，又要沒有十字路口；2021/8/238最新PPT類別物理矛盾幾何類長與短對稱與非對稱平行與交叉厚與薄材料及能量類時間長與短粘度高與低功率大與小摩擦系數(shù)大與小功能類噴射與堵塞推與拉冷與熱快與慢類別物理矛盾幾何類圓與非圓鋒利與鈍寬與窄水平與垂直材料及能量類多與少密度大與小導熱率高與低溫度高與低功能類運動與靜止強與弱軟與硬成本高與低2021/8/239最新PPT物理矛盾■長度長與短■時間長與短■用量多與少■粘度高與低■密度大與小■磁場強與弱■速度快與慢■功率大與小■溫度高與低■硬度軟與硬■導熱率高與低■摩擦系數(shù)大與小2021/8/2310最新PPT這是古時候的一個神話故事。有一次土地爺外出，臨行前囑咐他的兒子替他在土地廟“當值”，并且一定要把前來祈禱者的話記下來。他走后，前前后后來了四個祈禱者——一位船夫祈禱趕快刮風，以便乘風遠航；一位果農(nóng)祈禱別刮風，避免把快成熟的果子給刮下來；一個種地的農(nóng)民祈禱趕緊下雨，以免耽誤播種的季節(jié)；一位商人祈禱千萬別下雨，以便趁著好天氣帶著大量的貨物趕路。這一下子可難住了土地爺?shù)膬鹤?，他不知該怎么辦才能滿足這些人們的彼此不同的要求，只好把所有祈禱者的話都原封不動地記了下來。11土地爺?shù)恼軐W2021/8/2311最新PPT很快，土地爺回來了，看了兒子的記錄，哈哈一笑說，別愁眉苦臉了，照我的辦法做就是了，肯定能滿足他們各自的要求。土地爺提筆在上面批了四句話：刮風莫到果樹園，刮風河邊好行船；白天天晴好走路，夜晚下雨潤良田。如此一來，四個不同的祈禱都如愿以償、皆大歡喜。其實，土地爺?shù)那皟删湓捳f的是風的“空間分離”，后兩句話說的是雨的“時間分離”。12土地爺?shù)霓k法2021/8/2312最新PPT2物理矛盾的解決辦法物理矛盾的4大分離原理空間分離時間分離條件分離整體與部分分離2021/8/2313最新PPT分離方法應用實例空間分離：測量海底時，將聲納探測器與船體空間分離，用以防止干擾，提高測試精度時間分離：可折疊雨傘的設計，在下雨時撐開，存放時減少占用空間條件分離：將水射流條件分離，給予不同的射流速度和壓力，即可獲得“軟”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系統(tǒng)級別分離：采用柔性生產(chǎn)線，以滿足大眾化和個性化市場需求的不同要求2021/8/2314最新PPT空間分離所謂空間分離原理是指將矛盾雙方在不同的空間上分離，以降低解決問題的難度，進而找到解決問題的方法。2021/8/2315最新PPT生活中物理矛盾空間分離的實例冰箱分為保鮮層和急冷層2021/8/2316最新PPT某歐洲鞋業(yè)公司生產(chǎn)一種知名品牌的運動靴。為了節(jié)約生產(chǎn)成本，該公司把生產(chǎn)地點轉(zhuǎn)移到了東南亞某個國家。剛開始時生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制得非常嚴格，一切似乎都很順利。但是沒有過多久，問題出現(xiàn)了，管理者很快發(fā)現(xiàn)少數(shù)當?shù)毓と擞型笛プ拥男袨椤９芾碚咴啻喂_警告，包括使用降薪、開除等管理手段，但始終難以奏效。我們現(xiàn)在來分析一下這個歐洲鞋業(yè)公司遇到的問題。生產(chǎn)過程需要降低成本，因此需要讓東南亞國家的當?shù)厝松a(chǎn)靴子，但是因為有當?shù)毓と送笛プ?，所以又不能讓當?shù)毓と松a(chǎn)靴子。在這里，“既要”又“不要”讓當?shù)毓と松a(chǎn)靴子的矛盾出現(xiàn)了，這是一個典型的物理矛盾。17歐洲鞋業(yè)公司遇到的問題2021/8/2317最新PPT解決這個矛盾的資源，實際上就是在這雙靴子的本身。在咨詢了技術(shù)創(chuàng)新專家以后，這個歐洲鞋業(yè)公司選擇了如下的生產(chǎn)方案。生產(chǎn)地點還是選擇在東南亞，但是，在某個國家生產(chǎn)左靴子，在另外一個國家生產(chǎn)右靴子，在第三個國家生產(chǎn)靴帶子。對于生產(chǎn)地點來說，應用的空間分離原理；對于靴子來說，應用的是整體與部分的分離原理。此后，工人偷靴子的現(xiàn)象基本上就杜絕了。同理，在生產(chǎn)諸如槍械等軍工產(chǎn)品的時候，也常常采用把槍栓、撞針等零部件異地生產(chǎn)的方法，以避免在某一地槍支零部件丟失以后被竊賊裝成整槍的危險。18歐洲鞋業(yè)公司的解決辦法2021/8/2318最新PPT時間分離原理所謂時間分離原理是指將矛盾雙方在不同的時間段上分離，以降低解決問題的難度。2021/8/2319最新PPT時間分離原理2021/8/2320最新PPT十字路口的物理矛盾描述道路必須交叉，以使車輛駛向目的地（A）道路一定不得交叉，以避免車輛相撞（非A）要通過十字路口，車輛必須占據(jù)十字路口的某個位置（A）而要不和其它車輛相撞，一定不得占據(jù)十字路口的位置（非A）2021/8/2321最新PPT2021/8/2322最新PPT條件分離所謂基于條件的分離原理是指將矛盾雙方在不同的條件下分離，以降低解決問題的難度。2021/8/2323最新PPT分析問題：燃具工作時燃氣的輸入大小希望可控，從而減少能源的浪費。當加熱鍋時，應加大燃氣輸入量，當鍋是空的或鍋不在位置時，應僅輸入少量燃氣，起保溫或保持爐火燃燒的功能。物理矛盾提?。焊鶕?jù)條件的不同，希望燃氣輸入可大可小，構(gòu)成物理矛盾。24燃灶燃氣輸入控制2021/8/2324最新PPT使用分離原理中的條件分離原理來解決。1.當鍋被取走或鍋內(nèi)食物較輕時，移動桿受彈簧推力向上移動，移動桿上的控制孔與輸氣管道上的孔幾乎封合，燃氣輸入會變小。2.當鍋內(nèi)裝有食物放在此燃具上時，移動桿受鍋的重力下移量增加，控制孔與主管上的孔口相連部分變大，輸氣量也隨之變大。25燃灶燃氣輸入控制方法2021/8/2325最新PPT整體與部分的分離所謂分離原理是指將沖突雙方在不同的層次上分離，以降低解決問題的難度。2021/8/2326最新PPT應用分離原理解決物理矛盾的步驟矛盾雙方在不同的空間上分離開來，以獲得問題的解決或降低問題的解決難度。應用空間分離原理解決物理矛盾的步驟第一步，定義物理矛盾，首先確定矛盾的參數(shù)，在此基礎上對矛盾的參數(shù)相反的要求進行描述；第二步，對在什么空間上需要滿足什么要求進行確定；第三步，對以上兩個空間段是否交叉進行判斷，這一步很重要，如果兩個空間段不交叉，可以應用空間分離，否則不可以應用空間分離。2021/8/2327最新PPT例1：紅藍鉛筆的發(fā)明問題2021/8/2328最新PPT第一步：定義物理矛盾參數(shù)：顏色要求1：紅要求2：藍第二步：什么空間需要滿足什么要求？空間1：鉛筆的一端空間2：鉛筆的另一端第三步：以上兩個空間段是否交叉？否□應用空間分離是□嘗試其他分離方法。2021/8/2329最新PPT例題2：魚雷引擎物理矛盾:魚雷引擎必須足夠大以充分驅(qū)動魚雷，又必須小，以適配魚雷的體積。解決方案:引攀分離放置在岸邊，通過纜線給魚雷傳遞能量。2021/8/2330最新PPT思考題1：某公司制造的一款新機器，一個關鍵零件須用一種特殊鋼板材料制造，制造工藝是將鋼板加熱到1200°C的成型溫度后放在沖床上沖壓成型。但發(fā)現(xiàn)這種鋼板在加熱到800°C時，鋼板的表面就發(fā)生了嚴重的氧化，無法滿足質(zhì)量要求。怎么辦？2021/8/2331最新PPT應用分離原理解決物理矛盾矛盾雙方在不同的時間上分離開來，以獲得問題的解決或降低問題的解決難度。應用時間分離原理解決物理矛盾的步驟第一步，定義物理矛盾，首先確定矛盾的參數(shù)，在此基礎上對矛盾的參數(shù)相反的要求進行描述；第二步，對在什么時間上需要滿度什么要求進行確定；第三步，對以上兩個時間段是否交叉進行判斷，這一步很重要，如果兩個時間段不交叉，可以應用時間分離，否則不可以應用分離。2021/8/2332最新PPT例1、雨傘的發(fā)明2021/8/2333最新PPT第一步：定義物理矛盾參數(shù)：面積要求1：大要求2：小第二步：什么時間需要滿足什么要求？時間1：下雨時間2：攜帶、存放第三步：以上兩個時間段是否交叉？否□應用時間分離是□嘗試其他分離方法。2021/8/2334最新PPT香皂的成型過程：物理矛盾：在香皂的成型過程中，溫度要低以便節(jié)省成型時間，但同時香皂要溫度高，狀態(tài)夠軟，以便填滿整個摸具空間。解決方案:預先制造小粒香皂，與液態(tài)香皂混合后一起注入模具。2021/8/2335最新PPT例題3：航空母艦上的飛機停放問題

停放時機翼折疊，飛翔時機翼展開2021/8/2336最新PPT

思考題：焊接過程的研究一個研究電焊焊接過程的實驗，實驗的主要目的是觀察焊接過程中電弧的變化以及焊絲的熔化過程。實驗者進行了電焊焊接操作，并用錄像機對準焊接區(qū)，錄下了整個焊接過程中所發(fā)生的一切情況。隨后，實驗者播放所錄下的過程，結(jié)果只能看到整個焊接過程中電弧的圖形，而焊絲是如何熔化而形成金屬滴的卻看不見。原來是電弧產(chǎn)生的亮度大于焊絲和金屬滴的亮度，所以，錄像中無法觀察到焊絲。實驗者決定重新進行一次實驗，他們增加了一束更亮的光來專門照亮焊絲熔化部位。實驗并進行了錄像。但這一次，實驗錄下的錄像中只能看到焊絲和熔化的金屬滴，焊接過程中所產(chǎn)生的電弧卻看不見了。實驗者這下難過了:“我們該怎么辦呢?2021/8/2337最新PPT應用條件分離原理解決物理矛盾的步驟矛盾雙方在不同的條件上分離開來，以獲得問題的解決或降低問題的解決難度。在基于條件的分離前，先確定矛盾的需求在各種條件下，是否都在沿著某個方向變化，如果在某種條件下，矛盾的一方可不按一個方向變化，則可以使用基于條件的分離原理來解決問題。也就是說，當系統(tǒng)或關鍵子系統(tǒng)矛盾雙方在某一條件下只出現(xiàn)一方時，則使用基于條件的分離原則是可能的。2021/8/2338最新PPT例：跳水訓練池物理矛盾:訓練池里的水要軟，以減輕水對運動員的沖擊傷害，但又要求水必須硬，以支撐運動員的身體，水的軟硬取決于跳水者入水的速度。解決方案:充滿氣泡的泳池。2021/8/2339最新PPT例：水管物理矛盾:水管要剛性好，以免因水的重量而變形，但水管要軟，以避免在冬天被凍裂。解決方案:彈塑性好的復合材料。2021/8/2340最新PPT系統(tǒng)級別的分離所謂系統(tǒng)級別的分離，是將矛盾雙方在不同的系統(tǒng)級別分離開來，以獲得問題的解決或降低問題的解決難度。當系統(tǒng)或關鍵子系統(tǒng)矛盾雙方在子系統(tǒng)、系統(tǒng)、超系統(tǒng)級別內(nèi)只出現(xiàn)一方時，可使用系統(tǒng)級別的分離原則解決問題。2021/8/2341最新PPTPCB上板機物理矛盾:SMT(表面貼裝焊接技術(shù))生產(chǎn)線，要求PCB(印制電路板)連續(xù)進行供應，但PCB是專業(yè)線路板廠家生產(chǎn)并批量送貨的。這樣連續(xù)生產(chǎn)與批量供貨之間就產(chǎn)生矛盾。解決方案:PCB上板機，接受批量的PCB，然后連續(xù)輸送到SMT生產(chǎn)線2021/8/2342最新PPT如何用普通溫度計測量甲殼蟲的體溫有一次，科學家們聚集在一起討論小甲殼蟲的問題。大家發(fā)現(xiàn)對小甲殼蟲的生存條件研究得很少，比如，蟲子的體溫是多少度?還沒有人進行過測量?！ぁ靶〖讱はx那么小。”一位科學家說，“我們不能用常規(guī)的溫度計進行測量?！薄拔覀円O計一個專用儀器，”另一位科學家附和道，“但需要很長時間來完成實驗和制造?！薄安唬覀儾恍枰貏e的儀器，就只用一只普通的溫度計來測量小甲殼蟲的體溫。"TRIZ先生說。他如何來完成這個測量呢?

可以取大量的小甲殼蟲，然后將它們放在一個隔熱相對好一點的容器里，比如保溫瓶，放滿。在保溫瓶塞上開小口剛好插入溫度計，將溫度計插入甲殼蟲群中，塞上塞子，測溫2021/8/2343最新PPT3物理矛盾與技術(shù)矛盾的關系

1)、物理矛盾與技術(shù)矛盾的比較物理矛盾技術(shù)矛盾一個參數(shù)二個參數(shù)一個組件一個系統(tǒng)2021/8/2344最新PPT物理矛盾與技術(shù)矛盾的比較技術(shù)矛盾涉及的是一個系統(tǒng)物理矛盾涉及的是一個組件物理矛盾更能體現(xiàn)核心矛盾2021/8/2345最新PPT2)、技術(shù)矛盾向物理矛盾的轉(zhuǎn)化技術(shù)系統(tǒng)中的技術(shù)矛盾是由系統(tǒng)中矛盾的物理性質(zhì)造成的；從研究整個系統(tǒng)的矛盾轉(zhuǎn)向研究系統(tǒng)的一個元件的矛盾，可以縮小解決方案搜索的范圍和候選方案的數(shù)目。2021/8/2346最新PPT4分離原理與40個創(chuàng)新原理的對應關系1)、空間分離原理。可以利用以下10個創(chuàng)新原理，來解決與空間分離有關的物理矛盾。創(chuàng)新原理l：分割創(chuàng)新原理2：抽取創(chuàng)新原理3：局部質(zhì)量創(chuàng)新原理4：增加不對稱性創(chuàng)新原理7：嵌套創(chuàng)新原理13：逆向思維創(chuàng)新原理17：多維化創(chuàng)新原理24：借助中介物創(chuàng)新原理26：復制創(chuàng)新原理30：柔性外殼或薄膜2021/8/2347最新PPT2)、時間分離原理?？梢岳靡韵?2個創(chuàng)新原理，來解決與時間分離有關的物理矛盾。創(chuàng)新原理9：預先反作用創(chuàng)新原理10：預先作用創(chuàng)新原理11：事先防范創(chuàng)新原理15：動態(tài)特性創(chuàng)新原理16：不足或過度的作用創(chuàng)新原理18：機械振動創(chuàng)新原理19：周期性動作創(chuàng)新原理20：有效作用的連續(xù)性創(chuàng)新原理21：減少有害作用時間創(chuàng)新原理29：氣壓與液壓結(jié)構(gòu)創(chuàng)新原理34：拋棄與再生創(chuàng)新原理37：熱膨脹2021/8/2348最新PPT3)、基于條件的分離原理。可以利用以下13個創(chuàng)新原理，來解決與基于條件分離有關的物理矛盾。創(chuàng)新原理1；分割創(chuàng)新原理5：組合創(chuàng)新原理6：多用性創(chuàng)新原理7：嵌套創(chuàng)新原理3：重量補償創(chuàng)新原理13：反向思維創(chuàng)新原理14：曲面化創(chuàng)新原理22：變害為利創(chuàng)新原理24：反饋創(chuàng)新原理25：自服務創(chuàng)新原理27；廉價替代品創(chuàng)新原理33：同質(zhì)性創(chuàng)新原理35：物理或化學參數(shù)改變2021/8/2349最新PPT4)、整體與部分的分離原理?？梢岳靡韵?個創(chuàng)新原理，來解決與整體與部分的分離有關的物理矛盾。創(chuàng)新原理12：等勢創(chuàng)新原理28：機械系統(tǒng)替代創(chuàng)新原理3l：多孔材料創(chuàng)新原理32：改變顏色創(chuàng)新原理35：物理或化學參數(shù)改變創(chuàng)新原理36：相變創(chuàng)新原理38：強氧化劑創(chuàng)新原理39：惰性或真空環(huán)境創(chuàng)新原理40：復合材料2021/8/2350最新PPT實例１：有關摩擦焊接問題物理矛盾實例分析2021/8/2351最新PPTa）解決問題的辦法：對已有設備不做大的改變而實現(xiàn)鑄鐵管的摩擦焊接；b）系統(tǒng)矛盾：管子要旋轉(zhuǎn)以便焊接，管子又不應該旋轉(zhuǎn)以免使用大型設備；c）問題模型：改變現(xiàn)有系統(tǒng)中的某個構(gòu)成要素，在保證不旋轉(zhuǎn)待焊接管子的前提下實現(xiàn)摩擦焊接；d）分析：不容易解決為管子的旋轉(zhuǎn)，而容易改變的要素是兩根管子的接觸部分；e）理想的辦法：只旋轉(zhuǎn)管子的接觸部分；f）物理矛盾：管子的整體性限制了只旋轉(zhuǎn)管子的接觸部分；2021/8/2352最新PPT第一步：定義物理矛盾參數(shù)：旋轉(zhuǎn)要求1：轉(zhuǎn)要求2：不轉(zhuǎn)第二步：什么空間需要滿足什么要求？空間1：鋼管的接觸部分空間2：鋼管的非接觸部分第三步：以上兩個空間段是否交叉？否□應用空間分離是□嘗試其他分離方法。2021/8/2353最新PPT解決方法：用一個短的管子插在兩個長管之間，旋轉(zhuǎn)短的管子，同時將管子壓在一起直到焊好為止。2021/8/2354最新PPT實例2：如何在汽車發(fā)生碰撞的情況下，最大限度地保護駕駛員和乘客的安全?安全氣囊充氣壓力不足，對乘客不能起到有效的保護作用；安全氣囊的充氣壓力過大，則又會造成壓力過大，對乘客造成傷害。2021/8/2355最新PPT

物理矛盾分析：安全氣囊的充氣既要快，又不能快。充氣速度過快，會使氣囊硬度大，傷害乘客；充氣速度慢，又會導致氣囊不能有效地保護乘客。

可用資源主要有：空氣、壓力、氣囊本身、安全帶等。2021/8/2356最新PPT第一步：定義物理矛盾參數(shù)：壓力要求1：大要求2：?。ú荒芴螅┑诙剑菏裁磿r間需要滿足什么要求？時間1：達到一定壓力前時間2：達到一定壓力后第三步：以上兩個時間段是否交叉？否□應用時間分離是□嘗試其他分離方法。2021/8/2357最新PPT創(chuàng)新原理16：“不足或過度作用”是指所期望的效果難以百分之百實現(xiàn)時，稍微超過或稍微小于期望效果，使問題簡化。受該創(chuàng)新原理的啟發(fā)，首先可以迅速使氣囊膨脹到一定的壓力值?？梢员ＷC在最短的時間內(nèi)達到保護乘客的氣壓。在氣囊上面開一些微小的孔，當氣囊壓力超過閾值后，氣囊上的微小孔會張開，使氣囊的壓力不再升高。從而很好地解決了氣囊的膨脹速度既要快，又不能快的矛盾。2021/8/2358最新PPT2021/8/2359最新PPT思考題：如何讓眼鏡具備兩種屈光度有些人的視力兼有近視和老花的問題，因此，再看近處的時候，需要屈光度高（遠視）；看遠處的時候，需要屈光度低（近視）。如何讓眼鏡至少具備兩種屈光度來同事滿足