1. 物理矛盾的例子及解決從日常生活中遇到的問題中,選擇有技術沖突的一個事例進
1.工作背景:圓環的研磨.原來使用滾筒研磨,現使用磁力平面研磨.
2.問題描述:滾筒可以使工件自我摩擦,去除毛刺.拋光機不能使工件有效相對運動.
3.思路簡述:如想達到自我摩擦的效果必須使工件相互摩擦,選擇工件上下運動,或左右運動.
因磁力太小,選擇左右運動.
4.解決過程:增加一個圓環的支撐架,使磁力旋轉時,帶動支架,是工件左右運動.
5.應用:缺少必要條件,發現--解決
2. 請列舉5個屬於物理矛盾的實例 急急急
例如:
1、房間應該盡量大,居住寬敞舒適,但是打掃衛生很累人,所以房間又應該盡量小。
2、快餐店(或者火鍋店)的定製菜單上要填寫數字,以便點菜,但是從節約紙的角度來說,填寫了數字的菜單紙就不能給別人用,只能扔掉,所以制定菜單上又不能填寫數字。
3、給縫衣針穿線的時候希望針眼大,好把線穿入到針眼中,縫衣服的時候希望針眼小。
4、過濾網的網眼應該盡量小,這樣過濾效果好,但是為了過濾網的網眼不堵塞,網眼又應該大一些。
5、電子設備里的散熱器體積應該盡量大一些,這樣散熱效果好,但是從節省空間的角度來看,散熱器的體積又應該盡量小。
6、輪船要快速航行,船體就要盡量窄,輪船要穩定航行,船體就要盡量寬。
當一個技術系統的工程參數具有相反的需求,就出現了物理矛盾。比如說,要求系統的某個參數既要出現又不存在,或既要高又要低,或既要大又要小等等。相對於技術矛盾,物理矛盾是一種更尖銳的矛盾,創新中需要加以解決。
(2)物理矛盾在我們生活中有哪些屬於幾何類擴展閱讀:
從功能實現的角度,物理矛盾可表現在:
1、為了實現關鍵功能,系統或子系統需要具有有用的一個功能,但為了避免出現有害的另一個功能,系統或子系統又不能具有上述有用功能;
2、關鍵子系統的特性必須是取大值,以取得有用功能,但又必須是小值以避免出現有害功能;
3、系統或關鍵子系統必須出現以獲得一個有用功能,但系統或子系統又不能出現,以避免出現有害功能。
物理矛盾和技術矛盾是有相互聯系的。例如,為了提高子系統Y的效率,需要對子系統Y加熱;但是加熱會導致其鄰接子系統X的降解。這是一對技術矛盾。
同樣,這樣的問題可以用物理矛盾來描述,即溫度要高又要低。溫度高可提高Y的效率,但是惡化了X的工況;而溫度低無法提高Y的效率,但也不會惡化X的工況。所以,技術矛盾與物理矛盾之間,是可以相互轉化的。
3. 物理矛盾實例和解決方法
我們首先來看阿奇舒勒的矛盾矩陣。
阿奇舒勒矛盾矩陣由39個通用工程參數和40個創新原理構成,矛盾矩陣第一列表示改進的參數,第一行表示惡化的參數,共有39*39個小格子,每一個小格子代表一個工程矛盾(具體說明),非對角線上小格子所表達的矛盾為技術矛盾。該矛盾由對應小格子里所提供的創新原理解決(具體說明)。
需要說明:
1、不同的矛盾提供原理數不一樣(1、
2、
3、4),盡可能應用所提供的創新原理解決問題,否則你定義的矛盾有問題;
2、如果非對角線上小格子裡面沒有數字,表明該矛盾在實際工程中不存在;
3、對角線上小格子裡面沒有數字,並不表示不存在矛盾,而是另一類矛盾。
我們知道,技術矛盾是兩個參數之間形成的矛盾,即當一個參數改進時,引起另一個參數的惡化;當我們用同樣的方式描述對角線上小格子所表達的矛盾時,應該是「當一個參數改進時,又引起該參數的惡化」,也就是說,對角線上小格子對應的正反兩個參數是一個參數,說明這些參數自身產生了矛盾,這樣的矛盾稱物理矛盾。例如,筆記本攜帶時應該小點,使用時應該大點,對筆記本的尺寸相反的要求就構成了物理矛盾。本章研究物理矛盾及其解決方法。
幻燈片2
§1 物理矛盾的定義
•物理矛盾的定義:
•當一個技術系統中對同一個參數具有相互
排斥(相反的或是不同的)需求時,所產生的
矛盾稱為物理矛盾。
對於技術系統的元素,物理矛盾有以下三種情況:
第一種情況,這個元素是通用工程參數,不同的設計條件對它提出了完全相反的要求,例如:對於建築領域,牆體的設計應該有足夠的厚度以使其堅固,同時牆體又要盡量薄以使建築進程加快並且總重比較輕。建築結構的材料密度應接近零以使其輕便,同時材料密度也應該足夠高以使其具有一定的承重能力。另外還有:溫度既要高又要低;尺寸既要長又要短;材質既要軟又要硬等等。
第二種情況,這個元素是通用工程參數,不同的工況條件對它有著不同(並非完全相反)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。
第三種情況,這個元素是非工程參數,不同的工況條件對它有著不同的要求,例如:冰箱的門既要經常打開,又要經常保持關閉;道路上既要有十字路口,又要沒有十字路口。
4. 什麼是物理矛盾如何定義物理矛盾
一、物理矛盾
在上節中我們定義了技術矛盾,即如果我們增加叄數A, 或表現有利的變化, 那麼叄數 B 就會減少, 或者表現惡化. 現在設想我們有一個叄數C, 基於一些理由,我們想要增加它;同時基於另外的理由,我們又想要減少它. Altshuller 把這種情形叫物理矛盾,即一個叄數有著矛盾的本身.
舉例來說, 再一次考慮我們的離心調節器問題. 球的重量應該提高以產生離心的力量,同時為了增加飛機的負載量,球的重量應該是小的. 這就是物理矛盾. 再一次說明,典型的工程方式是將兩者進行妥協處理, 但是那種方式不導致發明. 發明戰勝矛盾.
二、技術矛盾與物理矛盾的轉化及其應用
技術矛盾和物理矛盾看起來是兩種完全不同的矛盾,但實際上卻存在著許多的聯系。
技術矛盾向物理矛盾的轉換:
技術矛盾和物理矛盾是可以相互轉換的。許多技術矛盾在經過分解和細化後最終都可以轉換為物理矛盾,然後用四大分離原理來解決問題。下面就用幾個例子說明這種轉換方法:
案例一:
要設計一個杯子,使得該杯子可以方便攜帶同時又有較大的盛水量。
首先看這個案例的技術矛盾:
需要改善的技術參數為:運動物體的體積;NO.7
引起惡化的技術參數為:杯子的適應性(方便攜帶);NO.35
通過查TRIZ的矛盾矩陣表,可以得到適用的發明原理有:NO.15,NO.29;
現在用另外一個角度來分析問題:
需要改善的技術參數是「運動物體的體積」,它的技術要求是「增加物體的體積或容量」;
而引起惡化的技術參數為「杯子的適應性(方便攜帶)」,而改善這個技術參數的技術要求同時表達為:「減少物體的體積或容量」。
這樣就把上面的技術矛盾轉換為這樣一對物理矛盾:
「杯子的體積(容量)既要增加又要減少。」
一般而言,技術矛盾的存在隱含物理矛盾的存在。技術矛盾總是涉及到兩個基本參數A與B,當參數A得到改善時,參數B變得更差。
如果參數A得到改善時需要子系統C的某種變化;而參數B變得更差時也是子系統C的某種變化;這樣原來的技術矛盾A與B就可以變成物理矛盾C!
比如:我們使用的空調,我們需要有製冷的功能以提供舒適的環境,但製冷的噪音卻嚴重影響我們的舒適環境。
通過分析我們發現:製冷的功能是需要製冷機的存在,但製冷機的存在卻帶來嚴重的噪音,所以我們又不希望製冷機的存在
5. 生活中利用分離原理發明出來的物品有哪些
輪船上的各種干擾會影響測量精度和准確性。解決問題的方法之一就是將聲吶探測器單獨置於船後千米之外,用電纜連接,使聲吶探測器和輪船內的各種干擾在空間上得以分離.互不影響.可大大提高測試精度.實現了矛盾的合理解決。
(2) 早期自行車的腳蹬子是與前輪連接成一體的,騎車人既要快蹬(腳蹬子),提高車輪轉速以提高白行車的速度,又希望慢蹬(腳蹬子),不至於太累。鏈條、鏈輪及飛輪的發明就解決了這個物理矛盾,改進後的自行車如圖2所示。在空間上將鏈輪(腳蹬子)和飛輪(車輪)分離,再用鏈條將它們連接起來,鏈輪直徑大於飛輪,鏈輪只需以較慢的速度旋轉就能使飛輪較快旋轉.即騎車人通過較慢的速度蹬腳蹬子就可以使自行車的車輪以較快的速度旋轉。
時間分離原理
所謂時間分離原理是將矛盾雙方在不同的時間段上分離.即通過在不同的時刻滿足不同的需求.從而解決物理矛盾。
以下是幾個應用時問分離原理的例子。
(1) 艦載飛機的機翼我們希望大一些,這樣使飛機有更好的承載能力,大機翼提供更大的升力;但是我們又希望小一些,因為要在航空母艦有限的面積上多放些飛機。用時間分離可解決這個物理矛盾,在航母艦上飛機機翼可以折疊存放,在飛行時飛機機翼打開
(2) 一般的自行車由於體積較大,不便於儲存.採用折疊的方式,如圖5所示.使自行車的體積可以在行走時變大.在儲存時變小。行走與儲存發生在不同的時間段.使用時間分離原理成功地解決了物理矛盾。
條件分離原理
所謂條件分離原理是根據條件的不同將矛盾雙方不同的需求分離,即通過在不同的條件下滿足不同的需求,從而解決物理矛盾。
以下是幾個應用條件分離原理的例子。
(1) 水射流可以當作軟質物質,用於洗澡時按摩;也可以當硬質物質,以高壓、高射速流用於加工或作為武器使用。這取決於射流的速度條件或射流中有無其他物質。
(2) 在廚房中使用的水池箅子,對於水而言是多孔的,允許水流過;而對於食物而言則是剛性的,不允許食物通過。
整體部分分離
所謂整體與部分分離原理.是將矛盾雙方在不同層次上分離.即通過在不同的層次上滿足不同的需求來解決物理矛盾。
以下是幾個應用整體與部分分離原理的例子。
(1) 自動裝配生產線與零件供應的批量化之間存在著矛盾。自動裝配生產線要求零部件連續不斷地供應,但是.零部件從自身的加工車間或供應商處運到裝配車間時,卻只能批量地、間斷地運來。我們可使用專用的轉換裝置.接受間斷運來的批量零部件.但連續地將零部件輸送到自動裝配生產線。
(2) 自行車鏈條應該是柔軟的.以便精確地環繞在傳動鏈輪上,它又該是剛性的.以便在鏈輪之間傳遞相當大的作用力。因此,系統的各個部分(鏈條上的每一個鏈接)是剛性的,但是系統在整體上(鏈條)是柔性的.