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物理矛盾如何解決

發布時間:2022-03-31 07:40:44

① 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

② 在TRIZ理論中,矛盾是如何解決的

(一)沖突解決理論
1、技術沖突解決原理
TRIZ提出描述技術沖突的39個通用工程參數:運動物體質量、靜止物體質量、運動物體長度、靜止物體長度等。為了解決技術沖突,TRIZ理論提出了40 項發明原理,如分割、分離、局部質量、不對稱等。通過研究,Altshuller提出了沖突矩陣,該矩陣將描述技術沖突的39個工程參數與40條發明原理建立了對應關系,解決了設計過程中選擇發明原理的難題。
2、物理沖突解決原理
Terninko於1998年提出的物理沖突描述方法為:(1)為實現關鍵功能,子系統要具有一有用功能,但為了避免出現一有害功能,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一大值以能取得有用功能,但又必須是一小值以避免出現有害功能。 (3)關鍵子系統必須出現以取得一有用功能,但又不能出現以避免出現有害功能。TRIZ提出採用分離原理解決物理沖突的方法,包括空間分離和時間分離、基於條件的分離、整體與部分的分離。英國Bath大學的Mann提出,解決物理沖突的分離原理與解決技術沖突的發明原理之間存在關系,一條分離原理可以與多條發明原理存在對應關系。
(二)物—場模型分析方法
物—場分析是用符號表達技術系統變換的建模技術。物—場模型分析方法產生於1947—1977年,每一次的改進都增加了新的可用的知識,現在已經有了76 種標准解。這些標准解是最初解決問題方案的精華,因此,物—場分析為我們提供了一種方便快捷的方法,利用這種方法,可以在汲取基本知識的基礎上產生不同想法。
TRIZ理論認為,技術系統構成要素S1、作用體S2、場 F三者缺一就會造成系統不完整。而當系統中某一物質的特定機能沒有實現時,系統就會產生問題。為了控制這一物質產生的問題,有必要引入另外的物質。由此產生這些物質之間的相互作用並伴隨能量(場)的產生、變換、吸收等,物—場模型也從一種形式變換為另一種形式。因此各種技術系統及其變換都可用物質和場的相互作用形式表述。
利用物—場分析方法分析系統存在的問題,建立系統的物—場模型,並提出問題解決對策的步驟如下:(1)指定物體S1;(2)指定場;(3)建立物—場初期模型;(4)指定作用體S2;(5)生成所希望的物—場模型;(6)提出解決問題的對策。
(三)發明問題解決演算法
TRIZ認為,一個問題解決的困難程度取決於對該問題的描述或程式化方法,描述得越清楚,問題的解就越容易找到。TRIZ中,發明問題求解的過程是對問題不斷地描述、不斷地程式化的過程。經過這一過程,初始問題最根本的沖突被清楚地暴露出來,能否求解已很清楚,如果已有的知識能用於該問題則有解,如果已有的知識不能解決該問題則無解,需等待自然科學或技術的進一步發展。該過程是靠ARIZ演算法實現的。
ARIZ (Algorithm for Inventive Problem Solving)稱為發明問題解決演算法,是TRIZ的一種主要工具,是解決發明問題的完整演算法,該演算法採用一套邏輯過程逐步將初始問題程式化。該演算法特別強調沖突與理想解的程式化,一方面技術系統向理想解的方向進化,另一方面如果一個技術問題存在沖突需要克服,該問題就變成一個創新問題。
ARIZ中沖突的消除有強大的效應知識庫的支持。效應知識庫包括物理的、化學的、幾何的等效應。作為一種規則,經過分析與效應的應用後問題仍無解,則認為初始問題定義有誤,需對問題進行更一般化的定義。
應用ARIZ取得成功的關鍵在於沒有理解問題的本質前,要不斷地對問題進行細化,一直到確定了物理沖突,該過程及物理沖突的求解已有軟體支持。
綜上所述,由於TRIZ將產品創新的核心—--產生新的工作原理過程具體化,並提出了規則、演算法與發明創造原理供設計人員使用,它已經成為一種較完善的創新設計理論。
(四)應用TRIZ的一般過程
TRIZ解決問題的一般過程被劃分為四個步驟,如圖所示:
(1)分析
分析是TRIZ的工具之一,是解決問題的一個重要階段。功能分析的目的是從完成功能的角度而不是從技術的角度分析系統、子系統、部件。理想解是採用與技術及實現無關的語言對需要創新的原因進行描述,創新的重要進展往往在該階段對問題深入的理解所取得。確認哪些使系統不能處於理想化的元件是使創新成功的關鍵。設計過程中從一起點向理想解過渡的過程稱為理想化過程。可用資源分析是要確定可用物品、能源、信息、功能等。這些可用資源與系統中的某些元件組合將改善系統的性能。沖突區域的確定是要理解出現沖突的原因。區域既可指時間,又可指空間。假如在分析階段問題的解已經找到,可以移到實現階段。假如問題的解還沒有找到,而該問題的解需要最大限度的創新,則基於知識的三種工具:原理、預測、效應等都可採用。
(2)原理
原理是獲得沖突解的方法。有技術與物理兩種沖突解決原理。TRIZ引導設計者挑選能解決特定沖突的原理,其前提是要按標准參數確定沖突。有40條原理。
(3)預測
預測又稱為技術預報。TRIZ確定了8種技術系統進化的模式。當模式確定後,系統、子系統及部件的設計應向高一級的方向發展。
(4)效應
效應指應用本領域,特別是其他領域的有關定律解決設計中的問題。如採用數學、化學、生物等領域中的原理,解決設計中的創新問題。
(5)評價
該階段將所求出的解與理想解進行比較,確信所作的改進不僅滿足了技術需求而且推進了技術創新。TRIZ中的特性傳遞( feature transfer)法可用於將多個解進行組合以改進系統的品質。

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 物理矛盾及其解決原理

物理矛盾是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。具體來講,物理矛盾表現在:

1)系統或關鍵子系統必須存在,又不能存在;)系統或關鍵子系統具有性能「F」,同時應具有性能「-F」,「F」與「-F」是相反的性能;3)系統或關鍵子系統必須處於狀態「S」及狀態「-S」,「S」與「-S」是不同的狀態;
4)系統或關鍵子系統不能隨時間變化,隨時間變化。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)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可以根據系統所存在的具體問題,選擇具體的描述方式來進行表達。總結歸納物理學中的常用參數,主要有3大類:幾何類、材料及能量類、功能類。

⑤ 解決物理矛盾的一般解法有多少

物理矛盾可以通過分離矛盾的方法解決。空間分離:將矛盾雙方在不同的空間分離以降低解決問題的難度。當系統矛盾雙方在某一空間出現一方時、空間分離是可能的。

⑥ triz物理矛盾 技術矛盾 例子 急用!!!!!!!!

我來回答!哈哈!張凱,你不是寫好了嗎?我還沒查到很多很好的!!
電擊器——技術矛盾求解原理實例
發布時間:2007-08-28 轉貼自:億維訊

電擊器用作防止攻擊者的自衛武器。電擊器有一個小盒,在其一端有兩個電極。電極之間有感應高壓電。當電擊器觸及攻擊者時,產生的高壓放電則電擊攻擊者。
電擊器的缺點是,它只在一隻手臂的距離內有效。在離未經過訓練的受害者近的距離上,攻擊者可以很容易地躲避電擊器。更長的電擊器,例如達到 5 米,難於躲避,但用起來很不方便。

技術矛盾是這樣的:

縮短電擊器的長度可以改進使用的方便性,但降低了使用者的安全性。

下面解決這個技術矛盾。兩根導電材料做成的長(達到 7 米)套管對准攻擊者「開火」。兩根套管之間存在高壓電。當套管觸及到攻擊者時,高壓放電則對其造成電擊。

⑦ 解決物理矛盾的分離原理有哪幾種方法

萃取,蒸餾,分餾

⑧ 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

⑨ 創新理論用滿足矛盾需求解決物理矛盾的步驟包括

一個月滿足的矛盾的話,需要都解決了,你的物流量的步驟的瓜貨,哪些方面可以去形成了沖兩個方面進行了就可?

⑩ 物理矛盾可以通過分離矛盾的方法解決,有幾種分離原則

解決物理矛盾的分離原則
1、空間分離:將矛盾雙方在不同的空間分離以降低解決問題的難度。當系統矛盾雙方在某一空間出現一方時、空間分離是可能的。
2、時間分離:將矛盾雙方在不同的時間分離、以降低解決問題的難度。當系統 矛盾雙方在某一時空中只出現一方時時間分離是可能的。
3、條件分離:將矛盾雙方在不同的條件下分離、以降低解決問題的難度。當系統矛盾雙方在某一條件下只出現一方時、條件分離是可能的。
4、整體與部分分離:將矛盾雙方在不同的層次分離、以降低解決問題的難度。當系統矛盾雙方在系統層次只出現一方時整體與部分分離是可能的。

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