TRIZ物理矛盾学习教案课件.pptx

1、会计学1TRIZ物理矛盾物理矛盾理论基础 冲突分析40条发明创新原理建议方案物质场分析ARIZ算法分析76个标准解需求功能分析效应知识库 技术系统进化模式 问题分析分析工具基于知识的工具结论矛盾矩阵2回顾：回顾：TRIZ法体系结构法体系结构第1页/共82页n4.1 矛盾的概念及分类n4.2 物理矛盾及其解决原理n4.3 技术矛盾及其解决原理n4.4 矛盾矩阵及其应用矛盾矩阵的构造矛盾矩阵的构造矛盾矩阵的应用矛盾矩阵的应用技术矛盾解决方法实际应用举例技术矛盾解决方法实际应用举例n4.5 TRIZ法技术矛盾和物理矛盾解的基本思路n4.6 40条发明创新原理的使用窍门第2页/共82页p 矛盾普遍存在

2、于各种产品或技术系统中。p 技术系统进化过程就是不断解决系统所存在矛盾的过程。矛盾的类型4.1 矛盾的概念及分类矛盾的概念及分类第3页/共82页第4页/共82页 当一个技术系统中对同一个元素具有相反的当一个技术系统中对同一个元素具有相反的需求时，就出现了物理矛盾。需求时，就出现了物理矛盾。一、物理矛盾的概念一、物理矛盾的概念第5页/共82页 结实结实 轻便轻便厚度（桌面）厚度（桌面）厚厚薄薄v 符号表示符号表示 A+A+，A-A-第6页/共82页物理矛盾的实例物理矛盾的实例1散热效果好散热效果好大大面积（散热片）面积（散热片）节省空间节省空间小小第7页/共82页物理矛盾物理矛盾技术矛盾技术矛盾

3、同一参数，两同一参数，两个不同要求个不同要求两个参数之间的矛盾第8页/共82页矛盾矛盾技术矛盾技术矛盾分离方法分离方法物理矛盾物理矛盾矛盾矩阵矛盾矩阵创新原理创新原理问题模型问题模型工具工具解决方案模型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HOW TO HOW TO 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第9页/共82页第10页/共82页分离原理分离原理空间分离空间分离时间分离时间分离系统级别分离系统级别分离条件分离条件分离解决物理矛盾的核心思想：实现矛盾双方的分离二、物理矛盾的解决方法二、物理矛盾的解决方法第11页/共82页主题大纲主题

4、大纲第12页/共82页 将对同一个参数的两个不同的要求在不同的空间将对同一个参数的两个不同的要求在不同的空间上得到满足。上得到满足。红红蓝蓝颜色颜色第13页/共82页红红蓝蓝操作空间1操作空间2第14页/共82页飞行时间长大飞机油箱战斗灵活性强小空间分离的实例一空间分离的实例一第15页/共82页不烫手沏茶温度热凉哪里热？哪里热？哪里凉？哪里凉？什么时候热？什么时候热？什么时候凉？什么时候凉？第16页/共82页热热凉凉v 对同一个参数的不同要求，在不同的空间实现。第17页/共82页操作空间1 操作空间2热热凉凉（杯子内）（杯子外）v 杯子的空间分离第18页/共82页_Step 1：定义物理矛盾S

5、tep 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：第19页/共82页v 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 第20页/共82页主题大纲主题大纲第21页/共82页飞机的机翼的设计提供很大的升力长机翼长度占有空间小短时间分离的实例一时间分离的实例一第22页/共82页时间分离的实例二时间分离的实例二缝衣针的设计穿线方便长针 眼防止扎坏衣服小第23页/共82页小小大大操作时间1操作时间2（穿线的

6、时候）（缝衣的时候）第24页/共82页第25页/共82页v 对同一个参数的不同要求，在不同的时间段实现。携带方便遮雨体积大小第26页/共82页操作时间1操作时间2大大小小（下雨的时候）（携带的时候）v 雨伞的时间分离第27页/共82页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：第28页/共82页v 动态特性原理v 抛弃或再生原理v 预先作用原理v 预先反作用原理v 事先防范原理v 第29页/共82页主题大纲

7、主题大纲第30页/共82页将矛盾双方在不同条件下分离将矛盾双方在不同条件下分离3 3、条件分离、条件分离第31页/共82页时间/空间v 条件分离的使用情况第32页/共82页v Step 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？是，尝试其他分离方法是，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，尝试条件分离方法分离和切换，尝试条件分离方法第33页/共82页水的条件分离水的条件分离灭火快水速洗澡慢第34页/共82

8、页跳水训练跳水训练 OZ 训练池里的水要软，以减轻水对运动员的冲击伤害，训练池里的水要软，以减轻水对运动员的冲击伤害，但又要求水必须硬，以支撑运动员的身体。但又要求水必须硬，以支撑运动员的身体。采用物理参数改变水的密度，向游泳池的水中打入气泡，降低水的密度，使水变得柔软一些，防受伤第35页/共82页v 对同一个参数的不同要求，在不同的条件下实现。v 水是软的还是硬的？第36页/共82页v 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 第37页/共82页主题大纲主题大纲第38页/共82页v 三个术语 超系统超系统 系统系统 子系统子系统第39

9、页/共82页4 4、系统级别分离、系统级别分离将矛盾双方在不同层次上分离将矛盾双方在不同层次上分离灵活性高软车链耐磨损硬第40页/共82页v 将对同一个参数的不同要求，在不同的系统级别上实现。子系统系统超系统第41页/共82页固定电话矛盾：人打电话不能离开，又需要离开电线与主机连在一起。机械系统的替代，电磁场子母机第42页/共82页v Step 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？是，尝试其他分离方法是，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果对

10、参数的不同要求，可以按照不同的系统级别（如系统（如系统+子系统，或系统子系统，或系统+超系统）实现分离，尝超系统）实现分离，尝试系统级别分离方法试系统级别分离方法第43页/共82页v 分割原理v 组合原理v 同质性原理v 等势原理v 第44页/共82页4646案例案例1 1 土地爷的哲学土地爷的哲学第45页/共82页4747案例1 土地爷的哲学续空间分离空间分离时间分离时间分离第46页/共82页案例案例2 2 十字路口中的物理矛盾十字路口中的物理矛盾 在车流量大的十字路口，经常出现车辆拥堵和事故的在车流量大的十字路口，经常出现车辆拥堵和事故的发生，怎样设计十字路口才能兼顾两方面的需求呢？发生，

11、怎样设计十字路口才能兼顾两方面的需求呢？（即（即快又要慢）快又要慢）第47页/共82页第48页/共82页第49页/共82页车辆只能直行，车辆只能直行，转弯走环路转弯走环路第50页/共82页 将十字路口设计成两个丁字路口，延缓一个将十字路口设计成两个丁字路口，延缓一个方向的行车速度，加大与另外一个方向的避让距离。方向的行车速度，加大与另外一个方向的避让距离。第51页/共82页案例三案例三 打桩问题打桩问题 在打桩的过程中，希望桩头锋利，以便打桩容易被打入在打桩的过程中，希望桩头锋利，以便打桩容易被打入土中；同时在结束打桩后，又不希望桩头继续保持锋利，因为土中；同时在结束打桩后，又不希望桩头继续保

12、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。在桩到达位置后，锋利的桩头不利于桩承受较重的负荷。第52页/共82页 在桩的上部加上一个锥形的圆环，并将该圆环与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。桩容易打入，同时又可以承受较大的载荷。第53页/共82页 在钢桩的导入阶段，采用锋利的桩头将桩导入，在钢桩的导入阶段，采用锋利的桩头将桩导入，到达制定的位置后，将桩头分成两半或者采用内置的爆到达制定的位置后，将桩头分成两半或者采用内置的爆炸物破环桩头

13、，使得桩可以承受较大的载荷。炸物破环桩头，使得桩可以承受较大的载荷。第54页/共82页 在钢桩上加入一些螺纹，将冲击式打桩改为将桩螺旋拧入在钢桩上加入一些螺纹，将冲击式打桩改为将桩螺旋拧入的方式。当将桩旋转时，桩就向下运动；不旋转桩时，桩就静止。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。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。第55页/共82页 将原来的一个较粗的钢桩用一组较细的钢桩来代替，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矛盾。从而解决方便地导入桩与使

14、桩承受较重的载荷之间的矛盾。第56页/共82页分离方法分离方法创新原理创新原理空间分离空间分离1 1分割原理、分割原理、2 2抽取原理、抽取原理、3 3局部质量原理、局部质量原理、7 7嵌套原理、嵌套原理、4 4增增加不对称性原理、加不对称性原理、1717一维变多维原理一维变多维原理时间分离时间分离1515动态特性原理、动态特性原理、3434抛弃或再生原理、抛弃或再生原理、1010预先作用原理、预先作用原理、9 9预先反作用原理、预先反作用原理、1111事先防范原理事先防范原理条件分离条件分离4040复合材料原理、复合材料原理、3131多孔材料原理、多孔材料原理、3232改变颜色原理、改变颜色

15、原理、3 3局局部质量原理、部质量原理、1919周期性作用原理、周期性作用原理、1717一维变多维原理一维变多维原理 系统分离系统分离1 1分割原理、分割原理、5 5组合原理、组合原理、3333同质性原理、同质性原理、1212等势原理等势原理 第57页/共82页第58页/共82页60604.3 技术矛盾及其解决原理技术矛盾及其解决原理第59页/共82页616139个通用工程参数与个通用工程参数与40个发明原理个发明原理第60页/共82页n13.结构稳定性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.光照度 19.运动物体的能耗20.静止物体的能耗21.功率 22

16、.能量损失 23.物质损失 24.信息损失 25.时间损失 26.物质或事物的数量 626239个通用工程参数个通用工程参数第61页/共82页40个发明原理个发明原理序号原理名称 序号原理名称序号原理名称序号原理名称No.1分割No.11预先应急措施No.21紧急行动No.31多孔材料No.2抽取No.12等势性No.22变害为利No.32改变颜色No.3局部质量No.13逆向思维No.23反馈No.33同质性No.4非对称No.14曲面化No.24中介物No.34抛弃与修复No.5合并No.15动态化No.25自服务No.35参数变化No.6多用性No.16不足或超额行动No.26复制No.

17、36相变No.7套装No.17维数变化No.27廉价替代品No.37热膨胀No.8重量补偿No.18振动No.28机械系统的替代No.38加速强氧化No.9增加反作用No.19周期性动作No.29气动与液压结构No.39惰性环境No.10预操作No.20有效运动的连续性No.30柔性壳体或薄膜No.40复合材料第62页/共82页第63页/共82页65654.4 矛盾矩阵及应用矛盾矩阵及应用第64页/共82页6666矛盾矩阵的构造矛盾矩阵的构造第65页/共82页第66页/共82页6868技术矛盾矩阵表（局部）技术矛盾矩阵表（局部）第67页/共82页6969技术矛盾矩阵的应用技术矛盾矩阵的应用第6

18、8页/共82页7070提取技术矛盾对：陨石撞地球提取技术矛盾对：陨石撞地球第69页/共82页7171提取技术矛盾对：射击场打扫提取技术矛盾对：射击场打扫第70页/共82页7272技术矛盾解决方法实际应用举例技术矛盾解决方法实际应用举例第71页/共82页7373应用举例：升降定位式燃气灶应用举例：升降定位式燃气灶第72页/共82页7474第73页/共82页7575由于锅底的形状和大小不同，锅底接触火焰的程度不同，影响加热效率。并且家用燃气灶是一个开放的系统，外界环境气流会影响火焰的稳定性。外界环境气流会带走一部分燃烧热。第74页/共82页通用工程参数运动物体重量静止物体重量运动物体长度能量损失1

19、23221运动物体重量+15,8,29,342静止物体重量+3运动物体长度8,15,29,34+32可制造性19，357676第一对矛盾：通用工程参数32（可制造性）和22（能量损失）查矛盾矩阵，得到解决矛盾的发明创新原理是19（周期性作用原理）和35（参数变化）。两个发明创新原理结合一起思考，可以得到锅底与燃烧器之间应该解决尺寸周期性变化时保持稳定距离的问题。由于锅底的形状和大小不同，锅底接触火焰的程度不同，影响加热效率。解决办法：采用发明创新原理19和35的组合，随锅底尺寸和形状的变动，锅底与火焰的距离基本不变。采用支架可移动或者火焰可移动的方法。本例的发明专利采用了燃烧器可随锅底升降的方

20、法。第75页/共82页通用工程参数通用工程参数运动运动物体物体重量重量静止静止物体物体重量重量运动运动物体物体长度长度静止静止物体物体长度长度12341运动运动物体物体重量重量+15,8,29,342静止静止物体物体重量重量+3运动运动物体物体长度长度8,15,29,34+30物体外物体外部部有害因有害因素素作用的作用的敏感性敏感性1，187777第二对矛盾：通用工程参数30（物体外部有害因素作用的敏感性）和4（静止物体的长度）之间的矛盾。查矛盾矩阵，对应解决矛盾的发明创新原理为1（分割与切割）和18（利用机械振动）。分割与切割的原理在这里理解为把火焰分为细小区域，利用机械振动在此不适合。并且

21、家用燃气灶是一个开放的系统，外界环境气流会影响火焰的稳定性。解决办法：应把火焰分割成细小区域，增加稳定性。用陶瓷红外燃料器代替普通燃烧器喷头，设置几十个小孔为燃烧孔，燃烧充分稳定。第76页/共82页通用工程参数通用工程参数运动运动物体物体重量重量静止静止物体物体重量重量运动运动物体物体长度长度能量能量损失损失123221运动运动物体物体重量重量+15,8,29,342静止静止物体物体重量重量+3运动运动物体物体长度长度8,15,29,34+35适应性适应性及多样及多样性性1,15,187878第三对矛盾：35（适应性及多样性）和22（能量损失）的矛盾查矛盾矩阵，所示的解决矛盾的发明创新原理编号

22、18、15、1,分别是利用机械振动、动态化和分割与切割。利用机械振动在此不适合，分割与切割可以把燃气灶系统和外界环境分离开来，而且应该是动态可变的。外界环境气流会带走一部分燃烧热。解决办法：在支架上设置金属保温圈罩，随锅底变化可取用不同大小的保温圈罩。本例考虑操作方便，只采用了一件保温圈罩。第77页/共82页7979第78页/共82页问题模型问题模型工具工具解决方案模型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HOW TO HOW TO 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第79页/共82页在实践创新方法上，中国人是领先的。在实践创新方法上，中国人是领先的。在总结创新方法上，中国人是落后的。在总结创新方法上，中国人是落后的。在推广创新方法上，中国人是有优势的。在推广创新方法上，中国人是有优势的。第80页/共82页Thanks!第81页/共82页