(完整版)TRIZ理论—物理矛盾与分离原理课件.ppt

1、成就别人才能成就自己1国轩大学 刘玉青TRIZTRIZ技术创新理论及应用技术创新理论及应用物理矛盾与分离原理物理矛盾与分离原理成就别人才能成就自己2一、物理矛盾物理矛盾物理矛盾在在TRIZTRIZ理论体系中的位置理论体系中的位置成就别人才能成就自己3 运输运输 安全安全速度速度快快慢慢v对系统的同一个元素有不同的要求对系统的同一个元素有不同的要求v符号表示符号表示 A+A+，A-A-定义物理矛盾成就别人才能成就自己41 1）这个元素是通用工程参数，）这个元素是通用工程参数，不同的设计条件对不同的设计条件对它提出了相反的要求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例如：对于

2、建筑领域，墙体的设计应该有足够的厚厚度以使其度以使其坚固坚固，同时墙体又要尽量，同时墙体又要尽量薄薄以使建筑以使建筑进程加快进程加快并并且总重比较且总重比较轻轻；建筑结构的；建筑结构的材料密度材料密度应该应该接近于接近于零零以使其以使其轻便轻便，同时，同时材料密度材料密度也应该也应该足够足够高高以使其具有一定得以使其具有一定得承重承重能力。能力。物理矛盾的三种情况成就别人才能成就自己52）这个元数是通用工程参数，这个元数是通用工程参数，不同的工况条件对它有着不同的工况条件对它有着不同不同(并非相反并非相反)的要求的要求 例如：灯泡的功率既要是例如：灯泡的功率既要是2525瓦，又要是瓦，又要是1

3、00100瓦瓦无级调光灯三色调光灯物理矛盾的三种情况成就别人才能成就自己63 3）这个元素是）这个元素是非工程参数非工程参数，不同的工况条件对它有，不同的工况条件对它有着不同的要求着不同的要求 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成就别人才能成就自己7 类别类别物物 理理 矛矛 盾盾几何类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材料及能量类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

4、与静止常见的物理矛盾情形成就别人才能成就自己8+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成就别人才能成就自己9 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

5、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。案例成就别人才能成就自己10+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 空隙空隙既应该小既应该小，不容易漏油；，不容易漏油；又应该大又应该大，便于书写。，便于书写。案例解成就别人才能成就自己11解决物理矛盾的核心思想是解决物理矛盾的核心思想是实现矛盾双方的分离实现矛盾双方的分离三、物理矛盾的分离原理三、

6、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成就别人才能成就自己12不烫手沏茶温度热凉哪里热？哪里凉？矛盾：水杯成就别人才能成就自己13热凉v对同一个参数的不同要求，在不同的空间实现v局部最佳化1、空间分离成就别人才能成就自己14操作空间1 操作空间2热凉（杯子内）（杯子外）v杯子的空间分离杯子的空间分离空间分离成就别人才能成就自己15_Step 1：定义物理矛盾Step 2：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？Step 3：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

7、矛盾空间分离成就别人才能成就自己16v分割原理v抽取原理v局部质量原理v嵌套原理v增加不对称性原理v一维变多维原理v 如何实现空间分离成就别人才能成就自己17 背景：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。练习成就别人才能成就自己18+采用分离原理的空间分离采用分离原理的空间分离成就别人才能成就自己19v对同一个参数的不同要求，在不同的时间段实现。v不同的时间有不同的性质。2、时间分离成就别人才能成就自己20携带方便遮雨体积大小雨伞成就别人才能成就自己21操作时间1操作时间2大小（下雨的时候）（携带的时候）v雨伞的时间分离时间分离成就别人才能成就自己

8、22Step 1：定义物理矛盾Step 2：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？Step 3：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成就别人才能成就自己23 折叠式自行车在行走时体积较大，在储存时因已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，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。因此采用了时间分离原理。案例成就别人才能成就自己24 史上最牛的公章案例成就别人才能成就自己25v动态特性原理v抛弃或再

9、生原理v预先作用原理v预先反作用原理v事先防范原理v 如何实现时间分离成就别人才能成就自己26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成就别人才能成就自己27vStep 1：定义物理矛盾v Step 2：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？v Step 3：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成就别人才能成就自己28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”。

10、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。案例成就别人才能成就自己29v复合材料原理v多孔材料原理v改变颜色原理v局部质量原理v周期性作用原理v一维变多维原理v 如何实现条件分离成就别人才能成就自己30v三个术语 超系统 系统 子系统4、系统级别分离成就别人才能成就自己31是“YES”还是“NO”成就别人才能成就自己32v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成就别

11、人才能成就自己33vStep 1：定义物理矛盾v Step 2：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？v Step 3：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成就别人才能成就自己34v缝衣针方便穿线针鼻防止扎坏衣服大小案例成就别人才能成就自己35v缝衣针缝衣针穿线针成就别人才能成就自己36v分割原理v组合原理v同质性原理v等势原理v 如何实现系统级别分离成就别人才能成就自己37 背景：手机的尺寸要小，便于

12、携带。手机的屏幕要大，好看。又要小，又要大，一个物理矛盾。练习成就别人才能成就自己38成就别人才能成就自己39时间分离 空间分离条件分离系统分离成就别人才能成就自己40分离方法分离方法创新原理创新原理空间分离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40复合材料原理、31多孔材料原理、32改变颜色原理、3局部质量原理、19周期性作用原理、17一维变多维原理 系统级别分离1分割原理、5组合原理、33同质性原理、12等势原理 四、四、分离原理与创新原

13、理的对应分离原理与创新原理的对应关关系系成就别人才能成就自己41v 实例：摩擦焊接问题创新原理在分离方法中的应用创新原理在分离方法中的应用成就别人才能成就自己42 一、描述问题并定义问题的理想解 摩擦焊接是连接两块金属的方法之一，需要将其中一块旋转或者两块方向相反旋转，但是这两根管子太长，要想使这么长的金属管旋转起来需要建造非常大的机器。问题的理想解是不旋转金属管也能实现摩擦焊接，只旋转管子的接触部分。创新原理在分离方法中的应用创新原理在分离方法中的应用成就别人才能成就自己43 二、定义物理矛盾 第一步：定义物理矛盾 参数：旋转 要求1：转 要求2：不转 第二步：什么空间需要满足什么要求？空间

14、1：钢管的接触部分 空间2：钢管的非接触部分 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。创新原理在分离方法中的应用创新原理在分离方法中的应用成就别人才能成就自己44三、选择创新原理 空间分离原理可以利用以下10个创新原理，来解决与空间分离有关 的物理矛盾。创新原理l：分割 创新原理2：抽取 创新原理3：局部质量 创新原理4：增加不对称性 创新原理7：嵌套 创新原理13：逆向思维 创新原理17：多维化 创新原理24：借助中介物 创新原理26：复制 创新原理30：柔性外壳或薄膜创新原理在分离方法中的应用创新原理在分离方法中的应用成就别人才能成就自己45 四、具体方案：

15、用一个短的管子插在两个长管之间，旋转短的管子，同时将管子压在一起直到焊好为止。创新原理在分离方法中的应用创新原理在分离方法中的应用成就别人才能成就自己46v 实例2：如何在汽车发生碰撞的情况下，最大限度地保护驾驶员和乘客的安全?创新原理在分离方法中的应用创新原理在分离方法中的应用成就别人才能成就自己47 一、描述问题并定义问题理想解：安全气囊充气压力不足，对乘客不能起到有效的保护作用；安全气囊的充气压力过大，则又会造成压力过大，对乘客造成伤害。理想解：安全气囊在发生碰撞时，能恰好将气囊充到合适的压力，以保护乘客的安全。创新原理在分离方法中的应用创新原理在分离方法中的应用成就别人才能成就自己48

16、 二、定义物理矛盾：第一步：定义物理矛盾 参数：压力 要求1：大 要求2：小（不能太大）第二步：什么时间需要满足什么要求？时间1：达到一定压力前 时间2：达到一定压力后 第三步：以上两个时间段是否交叉？否 应用时间分离 是 尝试其他分离方法。创新原理在分离方法中的应用创新原理在分离方法中的应用成就别人才能成就自己49 三、选择创新原理 时间分离原理可以利用以下12个创新原理，来解决与时间分离有关的物理矛盾。创新原理9：预先反作用 创新原理10：预先作用 创新原理11：事先防范 创新原理15：动态特性 创新原理16：不足或过度的作用 创新原理18：机械振动 创新原理19：周期性动作 创新原理20

17、：有效作用的连续性 创新原理21：减少有害作用时间 创新原理29：气压与液压结构 创新原理34：抛弃与再生 创新原理37：热膨胀创新原理在分离方法中的应用创新原理在分离方法中的应用成就别人才能成就自己50 四、具体方案 受该创新原理的启发，首先可以迅速使气囊膨胀到一定的压力值。可以保证在最短的时间内达到保护乘客的气压。在气囊上面开一些微小的孔，当气囊压力超过阈值后，气囊上的微小孔会张开，使气囊的压力不再升高。从而很好地解决了气囊的膨胀速度既要快，又不能快的矛盾。创新原理在分离方法中的应用创新原理在分离方法中的应用成就别人才能成就自己51创新原理在分离方法中的应用创新原理在分离方法中的应用成就别

18、人才能成就自己52 打桩问题 为了建筑的基础牢固，通常软土地带都要采用钢桩或混凝土桩来打桩。在打桩的过程中，希望桩头锋利，以便容易被打入土中；在打桩结束后，又不希望桩头继续保持锋利，因为在桩到达位置后，锋利的桩头不利于桩承受较重的负荷。五、解决物理矛盾举例与练习五、解决物理矛盾举例与练习成就别人才能成就自己53v、运用空间分离原理：在桩的上部加上一个锥形的圆环，并将该圆环与桩固定在一起，从空间上将矛盾进行分离，既保证了钢桩容易打入，同时又可以承受较大的载荷。五、解决物理矛盾举例与练习五、解决物理矛盾举例与练习成就别人才能成就自己54v2、运用时间分离原理：在钢桩的导入阶段，采用锋利的桩头将桩导

19、入，到达指定的位置后，将桩头分成两半或者采用内置的爆炸物破坏桩头，使得桩可以承受较大的载荷。五、解决物理矛盾举例与练习五、解决物理矛盾举例与练习成就别人才能成就自己55v3、运用基于条件的分离原理：在钢桩上加入一些螺纹，将冲击式打桩改为将桩螺旋拧人的方式。当将桩旋转时，桩就向下运动；不旋转桩时，桩就静止。从而解决了方便地导入桩与使桩承受较大的载荷之间的矛盾。五、解决物理矛盾举例与练习五、解决物理矛盾举例与练习成就别人才能成就自己56v4、运用基于整体与部分的分离原理：运用整体与部分的分离解决打桩的问题。将原来的一个较粗的钢桩用一组较细的钢桩来代替，从而解决方便地导入桩与使桩承受较重的载荷之间的

20、矛盾。五、解决物理矛盾举例与练习五、解决物理矛盾举例与练习成就别人才能成就自己57+确定矛盾：确定矛盾：作业时，需要移开盖板，以便通过坑作业时，需要移开盖板，以便通过坑井进行作业；为了防止坠落事件的发生，坑井盖井进行作业；为了防止坠落事件的发生，坑井盖板要覆盖在坑井上，不能移开。板要覆盖在坑井上，不能移开。盖板应该覆盖坑井，又不应该覆盖坑井，盖板应该覆盖坑井，又不应该覆盖坑井，在功能上存在了矛盾，因此对盖板这一关键子系在功能上存在了矛盾，因此对盖板这一关键子系统在功能上提出了相反的要求，统在功能上提出了相反的要求，物理矛盾。物理矛盾。矛盾描述：矛盾描述：盖板应该覆盖坑井，以防止盖板应该覆盖坑井

21、，以防止“坠落坠落”事事件发生；盖板不应该覆盖坑井，以满足作业要求。件发生；盖板不应该覆盖坑井，以满足作业要求。实例：坑井安全防护系统实例：坑井安全防护系统成就别人才能成就自己58操作时间1操作时间2覆盖不覆盖（平常的时候）（作业的时候）v盖板的时间分离坑井安全防护系统坑井安全防护系统成就别人才能成就自己59Step 1：定义物理矛盾Step 2：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？Step 3：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：实例：坑井安全防护系统实例：坑井安全防护系统成就别人才能

22、成就自己60选择创新原理 时间分离原理可以利用以下12个创新原理，来解决与时间分离有关的物理矛盾。创新原理9：预先反作用 创新原理10：预先作用 创新原理11：事先防范 创新原理15：动态特性 创新原理16：不足或过度的作用 创新原理18：机械振动 创新原理19：周期性动作 创新原理20：有效作用的连续性 创新原理21：减少有害作用时间 创新原理29：气压与液压结构 创新原理34：抛弃与再生 创新原理37：热膨胀实例：坑井安全防护系统实例：坑井安全防护系统成就别人才能成就自己61 再不用担心了！这就是创新v防护栏、防护板来自超系统 专利：一种多功能坑井防护盖板 成就别人才能成就自己62专利：一

23、种多功能坑井防护盖板 再次创新！动画演示u 这一安全组合盖板已经申请了发明专利 专利名称：一种多功能坑井防护盖板 专利申请号：200810137191.0 成就别人才能成就自己63一种多功能坑井防护盖板 动画演示 成就别人才能成就自己64一种多功能坑井防护盖板 动画演示 成就别人才能成就自己65一种多功能坑井防护盖板 动画演示 成就别人才能成就自己66一种多功能坑井防护盖板 动画演示 成就别人才能成就自己67一种多功能坑井防护盖板 动画演示 成就别人才能成就自己68一种多功能坑井防护盖板 动画演示 成就别人才能成就自己69一种多功能坑井防护盖板 动画演示 成就别人才能成就自己70一种多功能坑井防护盖板 动画演示 成就别人才能成就自己71你可以等待100年获得顿悟，也可以利用这些原理在15分钟内解决问题。Altshuller矛盾技术矛盾分离方法物理矛盾矛盾矩阵创新原理矛盾总结成就别人才能成就自己722015年8月29日做成事，做成更多的事在过程中成为更好的自己