第7讲-物理矛盾与分离原理

第7讲物理矛盾与分离原理周永清@版权归南京农业大学工学院周永清DAOV路线图——分析阶段优化Optimize定义Define分析Analyze验证Verify4.功能成本分析TRIZ/CAI综述系统功能分析IFR分析组件价值分析系统裁剪分析Pro/Innovator系统分析模块5.三轴分析6.问题求解7.知识库分析因果分析资源分析Pro/Innovator问题分解模块思维惯性及创新思维方法技术矛盾物理矛盾Pro/Innovator创新原理模块物场分析和标准解ARIZ效应库本体论与知识库Pro/Innovator解决方案模块Pro/Innovator专利查询模块@版权归南京农业大学工学院周永清试错待解决的问题抽象转化TRIZ工具类比应用TRIZ标准问题TRIZ标准解决方案最终解决方案TRIZ的解题模式@版权归南京农业大学工学院周永清TRIZ的工具体系问题模型工具解决方案模型技术矛盾矛盾矩阵创新原理物理矛盾分离方法知识库创新原理知识库中的方案HOWTO模型知识库知识库中的方案物场模型标准解法系统标准解法@版权归南京农业大学工学院周永清技术系统矛盾的分类工程矛盾物理矛盾技术矛盾@版权归南京农业大学工学院周永清一个故事：欧洲制鞋公司领导的烦恼想一想：还有什么地方也有类似的问题与做法？@版权归南京农业大学工学院周永清主要内容物理矛盾物理矛盾与技术矛盾的关系物理矛盾的解决方法（4个分离原理）4个分离原理与40个创新原理的对应关系物理矛盾举例实例全接触@版权归南京农业大学工学院周永清结实轻便厚度（桌面）厚薄•对系统的同一个参数有相互排斥（相反的或不同的）要求•符号表示–A+，A-一.物理矛盾@版权归南京农业大学工学院周永清一.物理矛盾软件应该是复杂的以具备许多功能；但同时为了便于学习和使用又应该是简单的咖啡应该是热的，这样口感比较好；但也希望是冷的这样不会烫伤人我们的培训是要花时间的，但昀好又不要花时间的手机屏幕大了好，但其大了势必手机体积变大手机屏幕大了好，但其大了势必手机体积变大为了信号好手机要有天线，为了体积小不要有天线@版权归南京农业大学工学院周永清•1）这个参数是通用工程参数，不同的设计条件对它提出了完全相反的要求，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；温度既要高又要低；尺寸既要长又要短；材质既要软又要硬等等。物理矛盾的三种情况LiTraCon的透光水泥@版权归南京农业大学工学院周永清•2）这个参数是通用工程参数，不同的工况条件对它有着不同(并非完全相反)的要求，例如：灯泡的功率既要是25瓦，又要是100瓦；一个工件的形状，既要是直的，又要是弯的等等。无级调光灯三色调光灯物理矛盾的三种情况@版权归南京农业大学工学院周永清•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；道路上既要有十字路口，又要没有十字路口；十字路口冰箱物理矛盾的三种情况@版权归南京农业大学工学院周永清成本高与低软与硬强与弱运动与静止功能类温度高与低导热率高与低密度大与小多与少材料及能量类水平与垂直宽与窄锋利与钝圆与非圆几何类物理矛盾类别快与慢冷与热推与拉喷射与堵塞功能类摩擦大与小功率大与小粘度高与低时间长与短材料及能量类厚与薄平行与交叉对称与非对称长与短几何类物理矛盾类别物理矛盾的分类@版权归南京农业大学工学院周永清主要内容物理矛盾物理矛盾与技术矛盾的关系物理矛盾的解决方法（4个分离原理）4个分离原理与40个创新原理的对应关系物理矛盾举例实例全接触@版权归南京农业大学工学院周永清二.物理矛盾与技术矛盾的关系1物理矛盾与技术矛盾概念的比较技术矛盾物理矛盾同一参数两个不同要求两个参数之间的矛盾@版权归南京农业大学工学院周永清二.物理矛盾与技术矛盾的关系在很多时候，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。1物理矛盾与技术矛盾层次关系@版权归南京农业大学工学院周永清3、技术矛盾向物理矛盾的转化将技术矛盾转变成物理矛盾的程序是先判别想要与不想要结果的特性。再由这个特性定义出物理矛盾。玻璃瓶顶端的密封“A”容器内的药品“B”损坏制药过程什么是可以改善”A”却损坏”B”的第三个功能”X”？二.物理矛盾与技术矛盾的关系@版权归南京农业大学工学院周永清X=热量“A”“B”改善变坏•“X”既要热的又要是冷的。---物理矛盾。•使用该封口材料”X”会使顶端有好的密封（杀菌）但药品会损坏；若不使用材料”X”则顶端密封不好但药品是好的。“X”必须使用又不要用。---物理矛盾。这种过程可以将单一的技术矛盾转成好几个物理矛盾。二.物理矛盾与技术矛盾的关系@版权归南京农业大学工学院周永清•Step1：技术系统的因果轴分析•Step2：从因果轴定义技术矛盾–A+B-–B+A-•Step3：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-•Step4：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@版权归南京农业大学工学院周永清运输安全速度快慢•对系统的同一个参数有不同的要求•符号表示–A+，A-定义物理矛盾@版权归南京农业大学工学院周永清•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@版权归南京农业大学工学院周永清@版权归南京农业大学工学院周永清主要内容物理矛盾物理矛盾与技术矛盾的关系物理矛盾的解决方法（4个分离原理）4个分离原理与40个创新原理的对应关系物理矛盾举例实例全接触@版权归南京农业大学工学院周永清–空间分离–时间分离–条件分离–系统级别分离三.物理矛盾的解决方法（4个分离原理）解决物理矛盾的核心思想是实现矛盾双方的分离@版权归南京农业大学工学院周永清所谓空间分离原理是指将矛盾双方在不同的空间隔离，以降低解决问题的难度，进而找到解决问题的方法3.1空间分离@版权归南京农业大学工学院周永清_____________________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2：3.1空间分离@版权归南京农业大学工学院周永清例：红蓝铅笔的发明问题第一步：定义物理矛盾参数：颜色要求1：红要求2：蓝第二步：什么空间需要满足什么要求？空间1：铅笔的一端空间2：铅笔的另一端第三步：以上两个空间段是否交叉？否□应用空间分离是□尝试其他分离方法。尝试其它分离方法：3.1空间分离@版权归南京农业大学工学院周永清不烫手沏茶温度热凉哪里热？哪里凉？什么时候热？什么时候凉？3.1空间分离@版权归南京农业大学工学院周永清热凉•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（杯子内）（杯子外）3.1空间分离@版权归南京农业大学工学院周永清如何实现空间分离•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•……@版权归南京农业大学工学院周永清练习思考题：@版权归南京农业大学工学院周永清–空间分离–时间分离–条件分离–系统级别分离三.物理矛盾的解决方法（4个分离原理）解决物理矛盾的核心思想是实现矛盾双方的分离@版权归南京农业大学工学院周永清所谓时间分离原理是指将矛盾双方在不同的时间段上隔离，以降低解决问题的难度。美国F-14雄猫式可变翼双座战斗机3.2时间分离@版权归南京农业大学工学院周永清解决物理矛盾——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：@版权归南京农业大学工学院周永清雨伞携带方便遮雨体积大小@版权归南京农业大学工学院周永清操作时间1操作时间2大小（下雨的时候）（携带的时候）时间分离•对同一个参数的不同要求，在不同的时间段实现。@版权归南京农业大学工学院周永清时间分离•雨伞的时间分离@版权归南京农业大学工学院周永清时间分离@版权归南京农业大学工学院周永清如何实现时间分离•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•……@版权归南京农业大学工学院周永清练习思考题1航空母舰上的飞机停放问题@版权归南京农业大学工学院周永清练习思考题2@版权归南京农业大学工学院周永清–空间分离–时间分离–条件分离–系统级别分离三.物理矛盾的解决方法（4个分离原理）解决物理矛盾的核心思想是实现矛盾双方的分离@版权归南京农业大学工学院周永清所谓基于条件的分离原理是指将矛盾双方在不同的条件下分离，以降低解决问题的难度水切割淋浴器只在专用画纸上显现颜色Crayola®3.3条件分离@版权归南京农业大学工学院周永清电力可以随身携带，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。3.3条件分离@版权归南京农业大学工学院周永清解决物理矛盾——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？–是，尝试其他分离方法–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@版权归南京农业大学工学院周永清练习思考题•水是软的还是硬的？@版权归南京农业大学工学院周永清如何实现条件分离•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•……@版权归南京农业大学工学院周永清–空间分离–时间分离–条件分离–系统级别分离三.物理矛盾的解决方法（4个分离原理）解决物理矛盾的核心思想是实现矛盾双方的分离@版权归南京农业大学工学院周永清3.4系统级别分离•三个术语–超系统–系统–子系统@版权归南京农业大学工学院周永清系统级别分离•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@版权归南京农业大学工学院周永清是“YES”还是“NO”@版权归南京农业大学工学院周永清所谓系统级别分离原理是指将冲突双方在不同的层次上分离，以降低解决问题的难度子系统系统A:3.4系统级别分离@版权归南京农业大学工学院周永清系统超系统B:3.4系统级别分离@版权归南京农业大学工学院周永清解决物理矛盾——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–是，尝试其他分离方法–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@版权归南京农业大学工学院周永清实例•缝衣针方便穿线针鼻防止扎坏衣服大小@版权归南京农业大学工学院周永清实例•缝衣针@版权归南京农业大学工学院周永清如何实现系统级别分离•分割原