發(fā)明與創(chuàng)新的流程與方法(TRIZ)

創(chuàng)造與創(chuàng)新的流程與方法(TRIZ)宋華明教授、博士生導(dǎo)師Email:

南京理工大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院

課程材料Freshman1234561引言2TRIZ概述3技術(shù)系統(tǒng)進化理論4創(chuàng)新思維5技術(shù)矛盾、40條創(chuàng)造原理、矛盾矩陣6物理矛盾與別離原理主要內(nèi)容查爾斯.固特異和他的橡膠硫化技術(shù)試錯法的典型代表，一生僅做成了這一件事。1引言愛迪生托馬斯.愛迪生和他的白熾燈愛迪生實驗創(chuàng)造燈泡,用了1600多種金屬材料和6000多種非金屬材料，經(jīng)歷了6000屢次失敗。這一方面反映了愛迪生的勤奮和努力、另一方面也說明傳統(tǒng)創(chuàng)造思維方式試錯法的效率低下。1引言托馬斯.愛迪生和他的白熾燈愛迪生的助手尼古拉.特勒撒說：“我非常同情他的工作狀況，如果有一點點理論和計算能幫助他的話，就將節(jié)省他90%的精力。〞愛迪生是靠苦干拼出來的，他是在邊試驗邊分析后確定下次試驗該怎幺做的。這種方法速度太慢，已經(jīng)無法適應(yīng)快速開展的需求了。天才靠的是1%的靈感和99%的汗！--ThomasEdison1引言傳統(tǒng)試錯法的缺點過分依賴個體的心智水平和主觀經(jīng)驗，隨意性大，缺乏客觀性，可復(fù)制性差?；靵y、無序，效率低。1引言傳統(tǒng)試錯法問題1引言科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)創(chuàng)造是少數(shù)天才的專利嗎？是他們天才大腦的“直覺〞、“頓悟〞和“靈感〞的產(chǎn)物嗎？NO!創(chuàng)造能力是可以學(xué)來的.創(chuàng)造是有運算法那么的〔Algorithm〕人類歷史上最有價值的知識是方法的知識。

——笛卡爾科學(xué)創(chuàng)造需要創(chuàng)造方法——龐加來方法是重要的1引言TRIZ，并不能給你問題的答案，但它可以給你指出答案的方向！方法是重要的1引言你可以等待100年獲得靈感，也可以利用這些原理用15分鐘解決問題。方法是重要的方法是重要的

掌握TRIZ與不掌握TRIZ的科技人員，他們的創(chuàng)新能力相差幾十倍至幾百倍。分析專利2TIRZ概述2,500,000500,000創(chuàng)造專利庫迄今為止，TRIZ已分析了9,000,000專利有代表性的實用專利20%30條物理效應(yīng)和現(xiàn)象應(yīng)用表40條技術(shù)創(chuàng)新原理表48個創(chuàng)新問題解決引導(dǎo)表48*48矛盾矩陣表物場分析與76個標準解創(chuàng)新工具專利背后的規(guī)律阿奇舒勒〔Altshuller〕2TIRZ概述通過對大量專利的分析，阿奇舒勒得出了以下三條發(fā)現(xiàn)：1.類似的問題與解在不同的工業(yè)及科學(xué)領(lǐng)域交替出現(xiàn)。

—創(chuàng)新的規(guī)律性2.技術(shù)系統(tǒng)進化的模式在不同的工程及科學(xué)領(lǐng)域交替出現(xiàn)。

—他山之石，可以攻玉3.創(chuàng)新所依據(jù)的科學(xué)原理往往屬于其他領(lǐng)域。

—拓寬思路、打破思維定勢相同的問題和解決方案被反復(fù)使用2TIRZ概述

專利背后的規(guī)律科學(xué)效應(yīng)在其所屬領(lǐng)域之外被用來進行創(chuàng)新2TIRZ概述

專利背后的規(guī)律應(yīng)用瞬間壓力差原理產(chǎn)生的典型創(chuàng)造1945迅速去除青椒的籽和蒂1950迅速剝除松子、葵花籽和花生的殼1972使人造寶石沿內(nèi)部原有的微裂紋分割1979船用發(fā)動機冷卻水過濾器的快速清潔.........應(yīng)用該原理產(chǎn)生的創(chuàng)造多達200多種??！科學(xué)效應(yīng)科學(xué)效應(yīng)庫2TIRZ概述專利背后的規(guī)律什么是TRIZ俄文ТеорияРешенияИзобретательскихзадачTeoriyaResheniyaIzobretatelskikhZadatch英文TheoryofInventiveProblemSolving中文創(chuàng)造問題解決理論萃思〔臺灣〕萃智〔大陸〕2TIRZ概述TRIZ理論的核心思想包括:〔1〕人們在解決創(chuàng)造問題的實踐中，遇到的各種矛盾以及相應(yīng)的解決方案總是重復(fù)出現(xiàn)。無論是一個簡單產(chǎn)品還是復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，其核心技術(shù)的開展都是遵循著客觀的規(guī)律開展演變的，即具有客觀的進化規(guī)律和模式。〔2〕技術(shù)系統(tǒng)開展的理想狀態(tài)是用盡量少的資源實現(xiàn)盡量多的功能。〔3〕各種技術(shù)難題、沖突和矛盾的不斷解決是推動這種進化過程的動力?！?〕用來徹底而不是折中解決技術(shù)矛盾的創(chuàng)新原理與方法，數(shù)量并不算多，一般科技人員和有關(guān)方面人員都可以學(xué)習(xí)和掌握?！?〕解決本領(lǐng)域技術(shù)問題的最有效的原理與方法，往往來自其他科學(xué)領(lǐng)域。TRIZ理論的核心思想和內(nèi)容2TIRZ概述TRIZ的體系結(jié)構(gòu)TRIZ的體系結(jié)構(gòu)自然科學(xué)專利分析發(fā)明問題解決算法（ARIZ)科學(xué)效應(yīng)知識庫矛盾問題創(chuàng)新原則發(fā)明問題標準解法矛盾分析資源分析物場分析創(chuàng)新思維培養(yǎng)技術(shù)系統(tǒng)進化法則系統(tǒng)科學(xué)思維科學(xué)系統(tǒng)物質(zhì)-場理想化矛盾資源辯證法+系統(tǒng)論+認識論基本概念預(yù)測工具分析工具求解工具解題流程理論來源理論基礎(chǔ)功能分析2TIRZ概述創(chuàng)造的級別Level1:顯而易見的解(32%)?常規(guī)的解決方法?沒有解決矛盾?專業(yè)范圍內(nèi)已經(jīng)熟知的方法?試錯次數(shù):1~20為提高防寒效果：雙層玻璃Level2:小的改進（45%）?對現(xiàn)有系統(tǒng)進行小的改進?部分解決矛盾，通常有妥協(xié)?行業(yè)范圍內(nèi)已經(jīng)熟知的方法?試錯次數(shù):20~100為減輕重量，將斧頭柄做成空心的Level5:科學(xué)發(fā)現(xiàn)(<1%)?科學(xué)發(fā)現(xiàn)?新系統(tǒng)開拓性創(chuàng)新?試錯次數(shù):10,000~100,000飛機、計算機Level3:根本性的改進（18%）

?對現(xiàn)有系統(tǒng)進行根本性改進?解決矛盾?行業(yè)范圍外已知的方法?試錯次數(shù):100~1,000電動控制系統(tǒng)代替機械控制系統(tǒng)什么是TRIZ2TIRZ概述創(chuàng)造級別與TRIZ的適用范圍阿奇舒勒認為，一級創(chuàng)造過于簡單，不具有參考價值；五級創(chuàng)造對于一般科研人員來說又過于困難，可遇不可求，也不具有參考價值。他從專利中把屬于二級、三級和四級的專利挑出來，進行分析研究，并最終發(fā)現(xiàn)、總結(jié)了蘊藏在這些專利背后的規(guī)律。TRIZ通常不解決技術(shù)領(lǐng)域以外的問題；TRIZ不解決技術(shù)領(lǐng)域中的五級創(chuàng)造問題；TRIZ不同于專業(yè)科技書籍，不講與創(chuàng)新思維問題無關(guān)的技術(shù)規(guī)律；TRIZ不同于頭腦風(fēng)暴，不講與技術(shù)規(guī)律無關(guān)的思維問題；什么是TRIZ2TIRZ概述實際問題問題模式概念解決方案實際解決方案TRIZ解決問題的模式2TIRZ概述TRIZ的解題模式

雞兔同籠問題一只籠子里有假設(shè)干只雞和假設(shè)干只兔，數(shù)頭有54只，數(shù)腳有152只，請問有幾只雞和幾只兔？x=32y=22問題模型：

x+y=54x+2y=762TIRZ概述從〞技術(shù)跟隨者〞到〞行業(yè)領(lǐng)跑者〞2006年,市值突破1000億美元(索尼,410億美元)2005年,品牌價值超過索尼(達149億美元)2004年,全球市場份額第一2003年,全球品牌價值增幅全球之首(31%)1997年三星負債170億美元，瀕臨倒閉應(yīng)用TRIZ最成功的企業(yè)：三星2TIRZ概述Samsung從模仿跟蹤到技術(shù)領(lǐng)先2TIRZ概述引入TRIZ的公司2TIRZ概述國內(nèi)知名企業(yè)研究所的典型應(yīng)用船舶系統(tǒng)工程部等

70，201等研究所702,710，712，713，715等研究所中航601等研究所203等研究所692等單位2TIRZ概述出口一臺DVD一美元利潤出口售價32美元交專利費18美元本錢13美元企業(yè)利潤1美元什么是TRIZ2TIRZ概述TRIZ的地位與本質(zhì)門捷列夫——元素周期表達爾文——自然進化論斯賓塞——社會進化論阿齊舒勒——技術(shù)系統(tǒng)進化法那么

本質(zhì)上都在描述復(fù)雜系統(tǒng)的演化規(guī)律！3技術(shù)系統(tǒng)進化論技術(shù)系統(tǒng)的進化不是隨機的，而是遵循一定的客觀規(guī)律。同生物系統(tǒng)的進化類似，技術(shù)系統(tǒng)也面臨著自然選擇，優(yōu)勝劣汰。3技術(shù)系統(tǒng)進化論實例：汽車分析汽車的性能參數(shù)之一——能耗

時間

能耗

嬰兒期

成長期成熟期衰退期當(dāng)前技術(shù)系統(tǒng)所處的階段發(fā)明級別發(fā)明專利數(shù)量參數(shù)性能利潤t2t3t2t3t3t2t1TimeTimeTimeTimeIIIIVIII21t1t1t1t1t2t3技術(shù)系統(tǒng)的進化是指實現(xiàn)系統(tǒng)功能的技術(shù)從低級向高級變化的過程。TRIZ技術(shù)系統(tǒng)進化理論指出：

技術(shù)系統(tǒng)一直處于進化之中，解決技術(shù)系統(tǒng)矛盾是進化的推動力。

所有技術(shù)系統(tǒng)的進化都遵循一定的客觀規(guī)律?；诩夹g(shù)進化法那么，可以使我們的產(chǎn)品開發(fā)具有可預(yù)見性，對于提高產(chǎn)品創(chuàng)新的成功率,縮短創(chuàng)造周期，都具有重要意義和價值。技術(shù)系統(tǒng)進化法那么完備性法那么能量傳遞法那么動態(tài)性進化法那么提高理想度法那么子系統(tǒng)不均衡進化法那么向微觀級進化法那么向超系統(tǒng)進化法那么協(xié)調(diào)性進化法那么問題如何用4根火柴組成一個“田〞字？如何一筆畫出一個圓，圓心4創(chuàng)新思維方法功能的定義功能是物體作用于其他物體、并改變其參數(shù)的行為功能描述了組件改變其它對象的能力功能是一個抽象概念，功能在物理上并不存在，也沒有物理屬性〔溫度、重量…〕。功能助聽器聲音擴大手術(shù)刀的功能所有技術(shù)系統(tǒng)進化的終極目標：IFR理想度0有用功能有害功能和成本∞最理想的技術(shù)系統(tǒng)：作為物理實體它并不存在，但卻能夠?qū)崿F(xiàn)所有必要的功能IFR:系統(tǒng)在保持有用功能正常運作的同時，能夠自行消除有害的，缺乏的、過度的作用理想最終結(jié)果IFR給雞蛋標注生產(chǎn)日期和保質(zhì)期，消費者就能夠判斷雞蛋是否壞損，因此有“身份證〞的雞蛋受到消費者的青睞，價格也比沒有標識的高。分析資源：物質(zhì)、能量、動作方案：利用已有的動作案例資源就是一切可被人類開發(fā)和利用的物質(zhì)、能量和信息的總稱資源的類型有：物質(zhì)資源能量資源信息資源時間資源空間資源功能資源資源什么是思維慣性思維慣性是雙刃劍問題1 河邊停著一只小船，只能容納一個人，有兩個人同時來到岸邊，并且這兩個人都坐著這條船過了河。請問：他們是怎樣過河的？問題2如何改進登月艙外部的燈泡？問題3火箭噴嘴改進?TRIZ中的創(chuàng)新思維方法1.?九屏幕法2.?IFR法3.?小人法4.?金魚法5.?STC算子技術(shù)系統(tǒng)：由物質(zhì)組件組成，為滿足人們〔社會〕的需求而實現(xiàn)某種功能的系統(tǒng)。子系統(tǒng)：技術(shù)系統(tǒng)的組成局部。超系統(tǒng)：包含技術(shù)系統(tǒng)和與它有關(guān)的其它系統(tǒng)的系統(tǒng)。創(chuàng)新思維方法—九屏幕法?Step1：畫出三橫三縱的表格，將要研究的技術(shù)系統(tǒng)填入格1?Step2：考慮技術(shù)系統(tǒng)的子系統(tǒng)和超系統(tǒng)，分別填入格2和3?Step3：考慮技術(shù)系統(tǒng)的過去和未來，分別填入格4和5?Step4：考慮超系統(tǒng)和子系統(tǒng)的過去和未來，填入剩下的格中?Step5：針對每個格子，考慮可用的各種類型資源?Step6：利用資源規(guī)律，選擇解決技術(shù)問題九屏幕法的步驟超系統(tǒng)當(dāng)前系統(tǒng)子系統(tǒng)系統(tǒng)的過去子系統(tǒng)的過去超系統(tǒng)的過去系統(tǒng)的未來超系統(tǒng)的未來子系統(tǒng)的未來創(chuàng)新思維方法—九屏幕法創(chuàng)新思維方法—九屏幕法交通系統(tǒng)汽車無內(nèi)胎低壓輪胎早期內(nèi)燃機四輪車內(nèi)、外胎輪胎柏油路混合動力汽車智能化交通系統(tǒng)無充氣輪軸型輪胎創(chuàng)新思維方法—九屏幕法

幫助我們多角度的看待問題，突破原有思維局限

多個方面和層次尋找可利用的資源，更好的解決問題

九屏幕法的作用太空鋼筆九屏幕法的實例美國國家科學(xué)院的科學(xué)家們想研制一種在太空失重情況下使用的太空筆?？墒茄芯苛撕瞄L時間都沒有奏效。最后科學(xué)家們向全國發(fā)出了征集啟事，一周后收到了一位小學(xué)生寄來的包裹，上面歪歪扭扭地寫著一行字“能否試試這個〞。翻開包裹一看，令一群科學(xué)家拍案叫絕——原來是一捆鉛筆。似乎許多人都覺得太空筆真是毫無意義的創(chuàng)造。但實際上并不是這樣的。確實，在早期的宇航員都使用鉛筆，但這并不是因為接受了小學(xué)生的建議，而是因為鋼筆、圓珠筆在失重條件下都無法使用，鉛筆是唯一的選擇。但是鉛筆筆芯有時候會斷，在失重的環(huán)境中漂浮，會漂進鼻子、眼睛中，或漂進電器中引起短路，成了危險品。而且，鉛筆的筆芯和木頭在純氧的環(huán)境中會快速燃燒?？臻g站（失重）普通鋼筆無壓墨水筆芯鵝毛管或鉛芯宇宙飛船（失重）空間城市（失重）穩(wěn)壓出水筆芯創(chuàng)新思維方法—九屏幕法為了研究需要測量動物園里毒蛇的長度，這種毒蛇攻擊性很強，人不能靠近。動物組織也在關(guān)注這個事情，因此不能為了研究而傷害它。

練習(xí)：測量毒蛇長度九屏幕法的實例

孟加拉國有1300萬棵棕櫚樹，一棵棕櫚樹每年可產(chǎn)240升樹汁用來生產(chǎn)棕櫚糖。

棕櫚樹樹干一般高20多米，如何割取棕櫚汁？分析各個場景的資源繩梯猴子懸崖從小砍出梯子狀的樹干TRIZ中的理想化?在問題解決之初，先拋開各種限制條件?針對問題情境，設(shè)立各種理想模型，即最優(yōu)的模型結(jié)構(gòu)來分析問題?并以取得最終理想結(jié)果作為終極追求目標TRIZ中的理想化模型?理想化模型所涉及的要素包括：?理想系統(tǒng)?理想過程?理想資源?理想方法?理想機器?理想物質(zhì)?理想化模型的層次?最理想?理想?次理想TRIZ中的理想化理想度的極限第一步：設(shè)計的最終目的是什么？第二步：理想解是什么？第三步：到達理想解的障礙是什么？第四步：出現(xiàn)這種障礙的結(jié)果是什么？第五步：不出現(xiàn)這種障礙的條件是什么？創(chuàng)造這些條件存在的可用資源是什么？最終理想解確定的步驟IFR實例1：農(nóng)場養(yǎng)兔子的難題農(nóng)場主有一大片農(nóng)場，放養(yǎng)大量的兔子。兔子需要吃到新鮮的青草，農(nóng)場主不希望兔子走得太遠而照看不到?，F(xiàn)在的難題是，農(nóng)場主不愿意也不可能花費大量的資源割草運回來喂兔子。這難題如何解決？IFR實例2：農(nóng)場養(yǎng)兔子的難題1)問題的最終目的是什么?兔子能夠吃到新鮮的青草。2)理想解是什么?兔子永遠自己吃到青草。3)到達理想解的障礙是什么?放兔子的籠子不能移動。4)出現(xiàn)這種障礙的結(jié)果是什么?由于籠子不能移動，可被兔子吃的草地面積不變，短時間內(nèi)青草就被吃光了。5)不出現(xiàn)這種障礙的條件是什么?當(dāng)兔子根本吃光籠子內(nèi)的鮮草時，籠子移動到另一塊有青草的地方。

創(chuàng)造這些條件存在的可用資源是什么?籠子本身按上輪子，兔子自己可推動其運動到有青草的地方。即兔子本身就是可用資源。

IFR的思維方式：一磅金子一個實驗室里，實驗員研究熱酸對多種金屬的腐蝕作用，他們將大約20個各種金屬的試驗塊拜訪在容器底部，然后潑上酸液，關(guān)上容器的門開始加熱。實驗持續(xù)2周后，翻開容器，取出試驗塊在顯微鏡下觀察外表的腐蝕程度?！罢嬖愀?，〞實驗室主任說，“酸把容器壁給腐蝕了。〞“我們應(yīng)該在容器壁上加一層耐酸的材料，比方金子。〞一位實驗員説?！盎蛘甙捉?。〞另一位實驗員說?！安恍械?，〞主任說，“那需要大約一磅的金子，本錢太高了！〞突然創(chuàng)造家誕生了！“為什么一定要用金子呢？〞創(chuàng)造家說，“讓我們看一下這個問題的模式，來找到理想的答案。〞IFR的思維方式：割草機IFR實例2：給雞蛋打日期戳例如：西瓜在搬運中有什么缺陷？4創(chuàng)新思維方法IFR實例實例月球上的燈泡外罩測量酸對不同合金抗蝕性的理想容器4創(chuàng)新思維方法IFR實例練習(xí)：飛碟射擊訓(xùn)練需要將空中的飛碟擊碎，但碎片落在靶場周圍難以清理，怎么辦？小人法小人法實例1：茶杯設(shè)計實例1：茶杯設(shè)計實例：水計量計水計量計：當(dāng)水量到達計量值時，由于重力作用，左端下沉，排出計量水量。問題：水計量計中的水沒有方法完全排除，導(dǎo)致計量不準確水計量計系統(tǒng)的組成局部：水，計量水槽用小人表示各組成局部：紅色小人—水，黑色小人—水槽重心實例：水計量計小人法的小結(jié)?更形象生動的描述技術(shù)系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題。?通過用小人表示系統(tǒng)，打破原有對技術(shù)系統(tǒng)的思維定式，更容易地解決問題，獲得理想解決方案。?能動小人的引入，突破了思維定式，思考的過程由一個人的思考變?yōu)閮苫蚨嗳说乃伎迹忸}思路得到進一步的拓廣。金魚法金魚法金魚法：實例用空氣賺錢將問題分為現(xiàn)實和夢想兩局部現(xiàn)實：空氣、錢、賺錢的想法夢想：買賣空氣2.為什么買賣空氣不現(xiàn)實？空氣到處都有，取之不盡，沒必要買。3.在什么條件下人們需要買賣空氣？空氣不夠時，如飛機上、潛艇中、礦井里、深水里、高山上；空氣有有益成分時，如芳香的空氣、負離子空氣。4.確定系統(tǒng)、子系統(tǒng)、超系統(tǒng)的可用資源超系統(tǒng)：地球外表、太空、地球磁場、太用輻射系統(tǒng)：空氣體積子系統(tǒng)：空氣中各種成分〔氮、氬、氧等〕和雜質(zhì)〔灰塵、生物顆粒〕5.可能的解決方案設(shè)想：？問題：如何實現(xiàn)埃及神話故事中會飛的魔毯？練習(xí)：會飛的魔毯實例：訓(xùn)練長距離游泳的游泳池問題：要使訓(xùn)練有效，需要一個大型的游泳池，運發(fā)動可進行長距離游泳訓(xùn)練。但同時，游泳池的占地面積和造價就相應(yīng)的增加。用小型和造價低廉的游泳池怎樣滿足同樣的要求?金魚法的作用?采用金魚法，將思維慣性帶來的想法重新定位和思考?有助于將夢想式的解決設(shè)想轉(zhuǎn)變成切實可行的設(shè)想STC算子STC算子實例1：房子實例1：摘蘋果尺寸時間本錢梯子站著摘蘋果輕微爆破自由掉落全自動機器人搖晃果樹實例：通紅的玻璃被放在傳送帶運輸STC算子作用?STC算子不是為了獲取問題的答案，而是為了解放思路，為下一步需找解決方案做準備?用STC算子思考后，可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的技術(shù)矛盾或物理矛盾?克服思維定勢，改善思維方式的一種很好的工具技術(shù)矛盾和物理矛盾比較同一個參數(shù)，兩個不同要求兩個參數(shù)之間的矛盾物理矛盾技術(shù)矛盾5技術(shù)矛盾、40條創(chuàng)造原理與矛盾矩陣提取技術(shù)矛盾實例例１：為了用一只手能倒出飲料塑料瓶中的飲料。需要改善的通用工程參數(shù)是：減小塑料瓶的直徑(4靜止物體的長度)，惡化的通用工程參數(shù)是：降低塑料瓶的穩(wěn)定性(13穩(wěn)定性)。因此本例子的技術(shù)矛盾是“靜止物體的長度Vs穩(wěn)定性〞。

例２

阿奇舒勒對大量的專利進行了研究、分析和總結(jié)，提煉出了TRIZ中最重要的、具有普遍用途的這40個創(chuàng)造原理。5技術(shù)矛盾、40條創(chuàng)造原理與矛盾矩陣40條創(chuàng)造原理序號原理名稱序號原理名稱序號原理名稱序號原理名稱No.1分割No.11預(yù)先應(yīng)急措施No.21緊急行動No.31多孔材料No.2抽取No.12等勢性No.22變害為利No.32改變顏色No.3局部質(zhì)量No.13逆向思維No.23反饋No.33同質(zhì)性No.4非對稱No.14曲面化No.24中介物No.34拋棄與修復(fù)No.5合并No.15動態(tài)化No.25自服務(wù)No.35參數(shù)變化No.6多用性No.16不足或超額行動No.26復(fù)制No.36相變No.7套裝No.17維數(shù)變化No.27廉價替代品No.37熱膨脹No.8重量補償No.18振動No.28機械系統(tǒng)的替代No.38加速強氧化No.9增加反作用No.19周期性動作No.29氣動與液壓結(jié)構(gòu)No.39惰性環(huán)境No.10預(yù)操作No.20有效運動的連續(xù)性No.30柔性殼體或薄膜No.40復(fù)合材料39個工程參數(shù)及阿奇舒勒矛盾矩陣運動物體的重量靜止物體的重量運動物體的長度靜止物體的長度運動物體的面積靜止物體的面積運動物體的體積靜止物體的體積速度力應(yīng)力，壓強形狀穩(wěn)定性強度運動物體的作用時間靜止物體的作用時間溫度照度運動物體的能量消耗靜止物體的能量消耗功率能量損失物質(zhì)損失信息損失時間損失物質(zhì)的量可靠性測量精度制造精度作用域物體的有害因素物體產(chǎn)生的有害因素可制造型操作流程的方便性可維修性適應(yīng)性，通用性系統(tǒng)的復(fù)雜性控制和測量的復(fù)雜性自動化程度生產(chǎn)率1、通用物理和幾何參數(shù)2、通用技術(shù)消極參數(shù)：themore,theworse3、通用技術(shù)積極參數(shù):themore,thebetter5技術(shù)矛盾、40條創(chuàng)造原理與矛盾矩陣39個工程參數(shù)及阿奇舒勒矛盾矩陣阿奇舒勒矛盾矩陣表

5技術(shù)矛盾、40條創(chuàng)造原理與矛盾矩陣阿奇舒勒矛盾矩陣表〔局部放大〕系統(tǒng)惡化的特性(參數(shù))系統(tǒng)改善的特性(參數(shù))運動物體質(zhì)量靜止物體質(zhì)量運動物體尺寸速度運動物體質(zhì)量靜止物體質(zhì)量運動物體尺寸速度運動物體使用能量制造精度5技術(shù)矛盾、40條創(chuàng)造原理與矛盾矩陣創(chuàng)造問題技術(shù)矛盾退化參數(shù)改進參數(shù)39個通用工程參數(shù)〔標準參數(shù)〕？常用解決方案No.39……No.1No.39……No.1

退化改進

解決技術(shù)矛盾的方法技術(shù)沖突解決原理又稱創(chuàng)造原理在對全世界專利進行分析研究的根底上,Altshuller提出了40條矛盾矩陣約1500對常見沖突

在地面上使用錘子時，其重量會抵消沖擊后可能的反彈；

太空中沒有重力，發(fā)生碰撞后，錘子會以非常危險的速度反彈向使用者的頭部。5技術(shù)矛盾、40條創(chuàng)造原理與矛盾矩陣太空錘子建立原問題的問題模型改善的參數(shù)：錘子產(chǎn)生的沖擊力惡化的參數(shù)：很可能傷人的錘子的反彈作用力物體產(chǎn)生的有害因素5技術(shù)矛盾、40條創(chuàng)造原理與矛盾矩陣太空錘子利用矛盾矩陣求解問題模型5技術(shù)矛盾、40條創(chuàng)造原理與矛盾矩陣太空錘子力物體產(chǎn)生的有害因素改善的參數(shù)：錘子產(chǎn)生的沖擊力惡化的參數(shù)：很可能傷人的錘子的反彈作用13、反向作用原理03、局部特性原理36、相變原理24、中介原理原問題：問題模型：解決方案模型：5技術(shù)矛盾、40條創(chuàng)造原理與矛盾矩陣太空錘子解題思路及最終解決方案水銀13(A)、不以常規(guī)的要求作用，而是實行相反的作用03(A)、將一物體或外部環(huán)境的一致結(jié)構(gòu)變成不一致結(jié)構(gòu)24(A)、利用中介物傳遞或執(zhí)行所需作用將高密度的液態(tài)物質(zhì)〔水銀〕置于錘頭的空腔內(nèi)。通過引入S3水銀，在錘子下落時，高密度的水銀位于錘頭空腔的頂部；在沖擊的瞬間，水銀將產(chǎn)生慣性力F2抵消了錘子的反彈力F1。5技術(shù)矛盾、40條創(chuàng)造原理與矛盾矩陣太空錘子應(yīng)用原理及解決方案13、反向作用原理

03、局部質(zhì)量原理

24、借助中介物原理5技術(shù)矛盾、40條創(chuàng)造原理與矛盾矩陣太空錘子結(jié)果5技術(shù)矛盾、40條創(chuàng)造原理與矛盾矩陣太空錘子太空中的錘子6物理矛盾及其解決方法通過本章學(xué)習(xí)可以掌握以下內(nèi)容：1、什么是物理矛盾?2、解決物理矛盾的核心思想是什么?3、別離原理有幾種根本類型?4、應(yīng)用別離原理解決物理矛盾的具體步驟是什么？5、技術(shù)矛盾和物理矛盾的關(guān)系?6物理矛盾及其解決方法6.1物理矛盾概述6.2物理矛盾的解決方法6.3物理矛盾與技術(shù)矛盾的關(guān)系6.4別離原理與40個創(chuàng)新原理的對應(yīng)關(guān)系6.5物理矛盾實例分析6.1物理矛盾概述矛盾的分類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6.1物理矛盾概述6.1.2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6.1物理矛盾概述1、物理矛盾的定義阿奇舒勒對物理矛盾的定義是，當(dāng)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。比方說，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。6.1物理矛盾概述物理矛盾表現(xiàn)在：1)系統(tǒng)或關(guān)鍵子系統(tǒng)必須存在，又不能存在；2)系統(tǒng)或關(guān)鍵子系統(tǒng)具有某性能“F〞，同時應(yīng)具有性能“-F〞，“F"與“-F"是相反的性能；3)系統(tǒng)或關(guān)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(guān)鍵子系統(tǒng)不能隨時間變化，又要隨時間變化。例如：為了便于加速并降低加速時的油耗，汽車的底盤應(yīng)有較小的重量，但為了保證高速行駛時汽車的平安，底盤又應(yīng)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(shè)計來說就是物理矛盾，解決該矛盾是汽車底盤設(shè)計的關(guān)鍵物理矛盾的實例散熱片過濾器6.1物理矛盾概述2、物理矛盾元素的幾種情況1〕這個元素是通用工程參數(shù)，不同的設(shè)計條件對它提出了完全相反的要求，例如：對于建筑領(lǐng)域，墻體的設(shè)計應(yīng)該有足夠的厚度以使其鞏固，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。2〕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。3〕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)常翻開，又要經(jīng)常保持關(guān)閉；道路上既要有十字路口，又要沒有十字路口；6.1物理矛盾概述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(dǎo)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(dǎo)熱率高與低■摩擦系數(shù)大與小6.2物理矛盾的解決方法物理矛盾的4大別離原理空間別離時間別離條件別離整體與局部別離別離方法應(yīng)用實例空間別離：測量海底時，將聲納探測器與船體空間別離，用以防止干擾，提高測試精度時間別離：可折疊雨傘的設(shè)計，在下雨時撐開，存放時減少占用空間條件別離：將水射流條件別離，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)級別別離：采用柔性生產(chǎn)線，以滿足群眾化和個性化市場需求的不同要求物理矛盾與別離方法6.2物理矛盾的解決方法空間別離所謂空間別離原理是指將矛盾雙方在不同的空間上別離，以降低解決問題的難度，進而找到解決問題的方法。生活中物理矛盾空間別離的實例6.2物理矛盾的解決方法時間別離原理所謂時間別離原理是指將矛盾雙方在不同的時間段上別離，以降低解決問題的難度。6.2物理矛盾的解決方法時間別離原理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，以防止車輛相撞〔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〕解決交通的物理矛盾6.2物理矛盾的解決方法條件別離所謂基于條件的別離原理是指將矛盾雙方在不同的條件下別離，以降低解決問題的難度。6.2物理矛盾的解決方法整體與局部的別離所謂別離原理是指將沖突雙方在不同的層次上別離，以降低解決問題的難度。6.2物理矛盾的解決方法應(yīng)用別離原理解決物理矛盾的步驟矛盾雙方在不同的空間上別離開來，以獲得問題的解決或降低問題的解決難度。1、應(yīng)用空間別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)，在此根底上對矛盾的參數(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(yīng)用空間別離，否那么不可以應(yīng)用空間別離。6.2物理矛盾的解決方法例1：紅藍鉛筆的創(chuàng)造問題6.2物理矛盾的解決方法第一步：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(yīng)用空間別離是□嘗試其他別離方法。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:引攀別離放置在岸邊，通過纜線給魚雷傳遞能量。6.2物理矛盾的解決方法例題3：

分析步驟及解決方案例題4：歐洲鞋業(yè)公司遇到的難題思考題1：某公司制造的一款新機器，一個關(guān)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，鋼板的外表就發(fā)生了嚴重的氧化，無法滿足質(zhì)量要求。怎么辦？6.2物理矛盾的解決方法應(yīng)用別離原理解決物理矛盾矛盾雙方在不同的時間上別離開來，以獲得問題的解決或降低問題的解決難度。2、應(yīng)用時間別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)，在此根底上對矛盾的參數(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(yīng)用時間別離，否那么不可以應(yīng)用別離。6.2物理矛盾的解決方法例1、雨傘的創(chuàng)造6.2物理矛盾的解決方法第一步：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(yīng)用時間別離是□嘗試其他別離方法。例2：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(yù)先制造小粒香皂，與液態(tài)香皂混合后一起注入模具。6.2物理矛盾的解決方法例題3：航空母艦上的飛機停放問題

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?6.2物理矛盾的解決方法應(yīng)用別離原理解決物理矛盾的步驟3、應(yīng)用條件別離原理解決物理矛盾的步驟矛盾雙方在不同的條件上別離開來，以獲得問題的解決或降低問題的解決難度。在基于條件的別離前，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，那么可以使用基于條件的別離原理來解決問題。也就是說，當(dāng)系統(tǒng)或關(guān)鍵子系統(tǒng)矛盾雙方在某一條件下只出現(xiàn)一方時，那么使用基于條件的別離原那么是可能的。跳水訓(xùn)練池物理矛盾:訓(xùn)練池里的水要軟，以減輕水對運發(fā)動的沖擊傷害，但又要求水必須硬，以支撐運發(fā)動的身體，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。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，以防止在冬天被凍裂。解決方案:彈塑性好的復(fù)合材料。思考題查理大帝的加冕公元800年，羅馬教皇要給查理大帝加冕，遇到了嚴重的矛盾。一方面，教皇要將皇冠戴到查理大帝的頭上，在臣民的眼里，這意味著查理大帝成為教會同意的合法皇帝。另一方面，教皇又有其苦衷，如果將皇冠戴在查理大帝頭上，在臣民的眼里又會產(chǎn)生一種印象:查理大帝從教皇處得到權(quán)力，教皇也可以將這權(quán)力收回。查理大帝是何等人物?教皇心里明白。教皇該怎么辦呢?4.系統(tǒng)級別的別離所謂系統(tǒng)級別的別離，是將矛盾雙方在不同的系統(tǒng)級別別離開來，以獲得問題的解決或降低問題的解決難度。當(dāng)系統(tǒng)或關(guān)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)級別的別離原那么解決問題。PCB上板機物理矛盾:SMT(外表貼裝焊接技術(shù))生產(chǎn)線，要求PCB(印制電路板)連續(xù)進行供給，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158如何用普通溫度計測量甲殼蟲的體溫有一次，科學(xué)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，比方，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(xué)家說，“我們不能用常規(guī)的溫度計進行測量。〞“我們要設(shè)計一個專用儀器，〞另一位科學(xué)家附和道，“但需要很長時間來完成實驗和制造。〞“不，我們不需要特別的儀器，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?6.3物理矛盾與技術(shù)矛盾的關(guān)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)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表達核心矛盾6.3物理矛盾與技術(shù)矛盾的關(guān)系2、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。6.4別離原理與40個創(chuàng)新原理的對應(yīng)關(guān)系1、空間別離原理。可以利用以下10個創(chuàng)新原理，來解決與空間別離有關(guān)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(fù)制創(chuàng)新原理30：柔性外殼或薄膜創(chuàng)造原理7:嵌套嵌套原理表達在兩個方而:1)將第1個物體嵌人第2個物體.然后將這2個物體一起嵌人第3個物體.....比方：(一組)量杯(匙)。俄羅斯玩偶娃娃〔俄斯套娃)。2)讓物體穿過另一個物體的空腔。比方：伸展天線〔要長，要短〕、伸縮變焦鏡頭。創(chuàng)造原理24：中介物中介物原理表達在兩個方面：1)采用中介體傳遞所需動作。比方：木匠的沖釘器，用在榔頭和釘子之間。滾筒洗衣機中的清洗球2)把一個物體利另一個物體臨時結(jié)合在一起(隨后能比較容易地分開)。比方：用托架把熱盤子端到餐桌上?！脖P子要熱，不熱〕6.4別離原理與40個創(chuàng)新原理的對應(yīng)關(guān)系2、時間別離原理。可以利用以下12個創(chuàng)新原理，來解決與時間別離有關(guān)的物理矛盾。創(chuàng)新原理9：預(yù)先反作用創(chuàng)新原理10：預(yù)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：缺乏或過度的作用創(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：熱膨脹創(chuàng)造原理15.動態(tài)化1)使物體或其環(huán)境自動調(diào)節(jié)，以使其在每個動作階段的性能到達最正確。2)把物體分成幾個局部，各局部之間可相對改變位置。3)將不動的物體改變?yōu)榭蓜拥?，或具有自適應(yīng)性。傘，用時大，不用時小自行車，用時大，不用時小6.4別離原理與40個創(chuàng)新原理的對應(yīng)關(guān)系3、基于條件的別離原理。可以利用以下13個創(chuàng)新原理，來解決與基于條件別離有關(guān)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：反響創(chuàng)新原理25：自效勞創(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(xué)參數(shù)改變創(chuàng)造原理35:物理或化學(xué)參數(shù)變化改變物體的物理/化學(xué)狀態(tài)，濃度/密度，柔性，溫度。游泳池的水應(yīng)該硬，還應(yīng)該軟，參加氣泡，改變密度，改變?nèi)彳浶裕瑫r保證支撐。創(chuàng)造原理27:一次性用品一次性用品原理:用廉價的物品代替一個昂貴的物品，在某些質(zhì)量特性上做出妥協(xié)〔例如使用壽命)。比方：使用一次性的紙用品，喝水時需要有清潔的水杯，喝完不需要。6.4別離原理與40個創(chuàng)新原理的對應(yīng)關(guān)系4、整體與局部的別離原理?？梢岳靡韵?個創(chuàng)新原理，來解決與整體與局部的別離有關(guān)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(xué)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(fù)合材料創(chuàng)造原理40：復(fù)合材料復(fù)合材料原理：從單一材料改成復(fù)合材料。比方：復(fù)合的環(huán)氧樹脂/碳素纖維高爾夫球桿更輕，強度更好，而且比金屬更具有柔韌性。用做航空材料時也是相同的情況。玻璃纖維制成的沖浪板更輕，更容易控制，而且與木制的相比更容易做成各種不同的形狀。6.5物理矛盾實例分析實例１：有關(guān)摩擦焊接問題a〕解決問題的方法：對已有設(shè)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(yīng)該旋轉(zhuǎn)以免使用大型設(shè)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局部；e〕理想的方法：只旋轉(zhuǎn)管子的接觸局部；f〕物理矛盾：管子的整體性限制了只旋轉(zhuǎn)管子的接觸局部；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：鋼管的接觸局部空間2：鋼管的非接觸局部第三步：以上兩個空間段是否交叉？否□應(yīng)用空間別離是□嘗試其他別離方法。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。6.5物理矛盾實例分析實例２：樁根底的打入問題6.5物理矛盾實例分析實例１：樁根底的打入問題１、運用空間別離原理6.5物理矛盾實例分析實例１：樁根底的打入問題１、運用時間別離原理6.5物理矛盾實例分析實例１：樁根底的打入問題１、運用基于條件的別離原理6.5物理矛盾實例分析實例１：樁根底的打入問題１、運用基于整體與局部的別離原理1816.5物理矛盾實例分析實例3：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平安?平安氣囊充氣壓力缺乏，對乘客不能起到有效的保護作用；平安氣囊的充氣壓力過大，那么又會造成壓力過大，對乘客造成傷害。物理矛盾分析：平安氣囊的充氣既要快，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(dǎo)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、平安帶等。6.2物理矛盾的解決方法第一步：定義物理矛盾參數(shù)：壓力要求1：大要求2：小〔不能太大〕第二步：什么時間需要滿足什么要求？時間1：到達一定壓力前時間2：到達一定壓力后第三步：以上兩個時間段是否交叉？否□應(yīng)用時間別離是□嘗試其他別離方法。創(chuàng)新原理16：“缺乏或過度作用〞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)到達保護乘客的氣壓。在氣囊上面開一些微小的孔，當(dāng)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。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以上的要求？應(yīng)用案例右圖是一種開口扳手的示意圖。圖中扳手在外力的作用下擰緊或松開一個六角螺母或螺釘。由于螺母或螺釘?shù)氖芰械絻蓷l棱邊，容易產(chǎn)生變形，而使螺母或螺釘擰緊或松開困難。為了解決這一問題，就必須減少扳手開口與螺母側(cè)面之間的間隙，甚至到達零間隙。這就要求提高螺母和扳手開口的尺寸精度，給螺母和扳手的制造帶來困難。實例1應(yīng)用背景：文具店出售信封的樣式如以下圖，不同大小和格式的信件或文檔有與之相匹配的信封。大頁面的文件可用比其稍大些的信封封裝以便拆開。人們往往認為撕開膠粘的信封是很快捷方便的，但是，這種方法通常會把信封內(nèi)的文件撕壞或使信封開口變粗糙。如果借助某種輔助工具在剪開前抖動信封，就可既不損壞文件又獲得好看的開口。但是，該方法給用戶帶來了不便。因此，設(shè)計一種能又快又可靠地拆開的信封很有必要。實例2應(yīng)用背景：徐州有位創(chuàng)造家通過觀察發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的自行車、殘疾人用車的輪胎都必須時常充氣；而一旦輪胎被意外戳破或刮破，就必須立即修補和充氣，給日常生活帶了不便和煩惱。那用實心輪胎能解決這個問題嗎？確實可以。但實心輪胎如同飛機起落架輪胎一樣，不僅造價貴，還十分笨重。于是，該創(chuàng)造家想：能否創(chuàng)造一種既不需要充氣，又能在一定承重條件下保持較大彈性的輪胎呢？用TRIZ法來嘗試一下。對照39個通用工程參數(shù)，采用實心輪胎時參數(shù)27可靠性得到改善，而由于采取實心輪胎導(dǎo)致參數(shù)1運動物體的重量的惡化。特性參數(shù)27和特性參數(shù)1之間構(gòu)成矛盾對。實例3應(yīng)用背景：經(jīng)常出差、旅行的人們，希望能自帶一雙合腳的拖鞋，但由于拖鞋形狀的問題，放置于旅行箱很占地方。需要改善的通用工程參數(shù)是8靜止物體的體積，即拖鞋的體積要小。會損害的通用工程參數(shù)為12物體的形狀。查技術(shù)矛盾解決矩陣表得到解決方法M8-12=[7,2,35]，即創(chuàng)造創(chuàng)新原理：原理7：嵌套原理；原理2：別離與分開原理；原理35：參數(shù)變化原理。191實例4應(yīng)用背景：在日常生活中，有不少人都遇到過插座太遠、電器電源線太短的情況，在使用電吹風(fēng)、筆記本電腦時給人帶來姿勢或移動的不方便。如圖4.22A中女士使用電吹風(fēng)時受到電源線長度的限制不能方便的使用，并且還需留意以免扯出插頭。最直接的解決方法是把各種電器的電源線都加長，保證長距離使用。不過對生產(chǎn)廠家來說電器的生產(chǎn)本錢將提高，對用戶來說長電源線可能帶來放置和使用的不便。實例5小型汽車外形設(shè)計－應(yīng)用背景

在歐洲那些最初為行人和馬車修建的城市里，雖然燃料費用已經(jīng)頗高，然而交通仍然非常擁擠。為改善此種狀況，市政府通過加稅提高大型汽車在城市里的費用，以鼓勵小型汽車的生產(chǎn)。目前市場上沒有特色的小型汽車，在某種意義上，還不能成為有錢人身份、地位的象征。以生產(chǎn)大型豪華私人轎車為主的德國寶馬和奔馳公司，準備聯(lián)合開發(fā)出一種名牌智能化的小型汽車，使其在汽車市場上獨領(lǐng)風(fēng)騷。實例6問題描述：車身較長，在碰撞中有一個大的變形空間，可以吸收能量，緩解交通事故對人的沖擊力，減輕對乘車者的人身傷害。但此種汽車體積較大，比較笨拙，而且在一定程度上造成交通擁擠。而迷你形汽車因為車身較短，不具備這種變形緩沖功能。系統(tǒng)存在的技術(shù)矛盾：迷你形汽車車身短與在交通事故中防撞性能降低的矛盾。解決思路和關(guān)鍵步驟：本實例的技術(shù)沖突：5

Areaofmovingobject

運動物體的面積22Lossofenergy

能量損失得出相應(yīng)的創(chuàng)新原理：15#

Dynamicity

動態(tài)化

17#

Shifttoanewdimension

維數(shù)改變中國蘇30戰(zhàn)機入洞庫問題實例7應(yīng)用背景以ＳＵ３０、ＦＢＣ１為代表的新一代戰(zhàn)機確實威力無比攻防兼?zhèn)洌贿^也正是因為高大威猛一時無法進入中國現(xiàn)有的洞庫。因為當(dāng)時的飛機比現(xiàn)在的新型戰(zhàn)機矮小所以洞庫門也修建的矮小，對于垂尾高大的新式戰(zhàn)機而言在洞庫的大門口就被卡住了，盡管洞庫內(nèi)部的空間很大。以現(xiàn)在某ＳＵ３０王牌部隊所在的基地為例：國家之所以將這個已停用多年的機場重新啟用就是看中了它的洞庫。這座大型洞庫可以容納某型轟炸機XX架，在亞太地區(qū)可謂名列前茅，與ＳＵ３０的長航程高性能相配合將可以形成強大的戰(zhàn)略威懾力量。為了建設(shè)這個戰(zhàn)略航空基地國家已投入Ｎ個億。問題描述：機名機長m翼展m機高m轟－516.7721.456.20SU2721.9314.75.93FBC122.32512.7056.575SU30MKK21.93514.76.43機庫高度：6.3m系統(tǒng)存在的技術(shù)矛盾：增加機庫高度與機庫改建的技術(shù)難度，重新改建原來的洞庫結(jié)構(gòu)及布置的矛盾。解決思路和關(guān)鍵步驟：4Lengthofastationaryobject:增加機庫的高度尺寸32Manufacturability：重新改建原來的洞庫結(jié)構(gòu)的難度，可實現(xiàn)性難度增大得出相應(yīng)的創(chuàng)新原理：15＃Dynamicity

動態(tài)性17＃

Shifttoanewdimension

維數(shù)變化新型扳手－應(yīng)用背景實際應(yīng)用中，標準的六角形螺母常常會因為擰緊時用力過大或者使用時間過長、螺母的六角形外外表被腐蝕，使外表遭到破壞。螺母被破壞后，使用普通的傳統(tǒng)型扳手往往不能再松動螺母，有時甚至?xí)骨闆r更加惡化，也就是說螺母外緣的六角形在扳手作用下破壞更加嚴重，扳手更加無法作用于螺母。實例8普通扳手8件梅開扳手-公制問題描述：傳統(tǒng)型扳手之所以會損壞螺母，其主要原因是扳手作用在螺母上的力主要集中于六角形螺母的某兩個角上，如下圖：在擰緊或松動螺母的過程中，扳手同時會損壞螺母的六角形外表。使用扳手時用力越大，螺母損壞就會越嚴重。而使得扳手作用于螺母上的力大大降低，降低了工作效率。在這一系統(tǒng)中存在的技術(shù)矛盾為：假設(shè)想通過改變扳手形狀降低扳手對螺母的損壞程度，就可能會使扳手制造工藝復(fù)雜化。如果可以找到一種制造不是很復(fù)雜，而且又可以防止對螺母的嚴重損壞的扳手，無疑是解決這一問題的最正確途徑。紡織工藝流程的改進－應(yīng)用背景紡織印涂工藝過程中，織物要經(jīng)過印涂輥進行印涂。印涂輥的結(jié)構(gòu)中，有一個存放涂敷混合物的料槽。涂敷混合物