① 什么是物理矛盾如何定义物理矛盾
一、物理矛盾
在上节中我们定义了技术矛盾,即如果我们增加叁数A, 或表现有利的变化, 那么叁数 B 就会减少, 或者表现恶化. 现在设想我们有一个叁数C, 基于一些理由,我们想要增加它;同时基于另外的理由,我们又想要减少它. Altshuller 把这种情形叫物理矛盾,即一个叁数有着矛盾的本身.
举例来说, 再一次考虑我们的离心调节器问题. 球的重量应该提高以产生离心的力量,同时为了增加飞机的负载量,球的重量应该是小的. 这就是物理矛盾. 再一次说明,典型的工程方式是将两者进行妥协处理, 但是那种方式不导致发明. 发明战胜矛盾.
二、技术矛盾与物理矛盾的转化及其应用
技术矛盾和物理矛盾看起来是两种完全不同的矛盾,但实际上却存在着许多的联系。
技术矛盾向物理矛盾的转换:
技术矛盾和物理矛盾是可以相互转换的。许多技术矛盾在经过分解和细化后最终都可以转换为物理矛盾,然后用四大分离原理来解决问题。下面就用几个例子说明这种转换方法:
案例一:
要设计一个杯子,使得该杯子可以方便携带同时又有较大的盛水量。
首先看这个案例的技术矛盾:
需要改善的技术参数为:运动物体的体积;NO.7
引起恶化的技术参数为:杯子的适应性(方便携带);NO.35
通过查TRIZ的矛盾矩阵表,可以得到适用的发明原理有:NO.15,NO.29;
现在用另外一个角度来分析问题:
需要改善的技术参数是“运动物体的体积”,它的技术要求是“增加物体的体积或容量”;
而引起恶化的技术参数为“杯子的适应性(方便携带)”,而改善这个技术参数的技术要求同时表达为:“减少物体的体积或容量”。
这样就把上面的技术矛盾转换为这样一对物理矛盾:
“杯子的体积(容量)既要增加又要减少。”
一般而言,技术矛盾的存在隐含物理矛盾的存在。技术矛盾总是涉及到两个基本参数A与B,当参数A得到改善时,参数B变得更差。
如果参数A得到改善时需要子系统C的某种变化;而参数B变得更差时也是子系统C的某种变化;这样原来的技术矛盾A与B就可以变成物理矛盾C!
比如:我们使用的空调,我们需要有制冷的功能以提供舒适的环境,但制冷的噪音却严重影响我们的舒适环境。
通过分析我们发现:制冷的功能是需要制冷机的存在,但制冷机的存在却带来严重的噪音,所以我们又不希望制冷机的存在
② 在TRIZ理论中,矛盾是如何解决的
(一)冲突解决理论
1、技术冲突解决原理
TRIZ提出描述技术冲突的39个通用工程参数:运动物体质量、静止物体质量、运动物体长度、静止物体长度等。为了解决技术冲突,TRIZ理论提出了40 项发明原理,如分割、分离、局部质量、不对称等。通过研究,Altshuller提出了冲突矩阵,该矩阵将描述技术冲突的39个工程参数与40条发明原理建立了对应关系,解决了设计过程中选择发明原理的难题。
2、物理冲突解决原理
Terninko于1998年提出的物理冲突描述方法为:(1)为实现关键功能,子系统要具有一有用功能,但为了避免出现一有害功能,子系统又不能具有上述有用功能。(2)关键子系统的特性必须是一大值以能取得有用功能,但又必须是一小值以避免出现有害功能。 (3)关键子系统必须出现以取得一有用功能,但又不能出现以避免出现有害功能。TRIZ提出采用分离原理解决物理冲突的方法,包括空间分离和时间分离、基于条件的分离、整体与部分的分离。英国Bath大学的Mann提出,解决物理冲突的分离原理与解决技术冲突的发明原理之间存在关系,一条分离原理可以与多条发明原理存在对应关系。
(二)物—场模型分析方法
物—场分析是用符号表达技术系统变换的建模技术。物—场模型分析方法产生于1947—1977年,每一次的改进都增加了新的可用的知识,现在已经有了76 种标准解。这些标准解是最初解决问题方案的精华,因此,物—场分析为我们提供了一种方便快捷的方法,利用这种方法,可以在汲取基本知识的基础上产生不同想法。
TRIZ理论认为,技术系统构成要素S1、作用体S2、场 F三者缺一就会造成系统不完整。而当系统中某一物质的特定机能没有实现时,系统就会产生问题。为了控制这一物质产生的问题,有必要引入另外的物质。由此产生这些物质之间的相互作用并伴随能量(场)的产生、变换、吸收等,物—场模型也从一种形式变换为另一种形式。因此各种技术系统及其变换都可用物质和场的相互作用形式表述。
利用物—场分析方法分析系统存在的问题,建立系统的物—场模型,并提出问题解决对策的步骤如下:(1)指定物体S1;(2)指定场;(3)建立物—场初期模型;(4)指定作用体S2;(5)生成所希望的物—场模型;(6)提出解决问题的对策。
(三)发明问题解决算法
TRIZ认为,一个问题解决的困难程度取决于对该问题的描述或程式化方法,描述得越清楚,问题的解就越容易找到。TRIZ中,发明问题求解的过程是对问题不断地描述、不断地程式化的过程。经过这一过程,初始问题最根本的冲突被清楚地暴露出来,能否求解已很清楚,如果已有的知识能用于该问题则有解,如果已有的知识不能解决该问题则无解,需等待自然科学或技术的进一步发展。该过程是靠ARIZ算法实现的。
ARIZ (Algorithm for Inventive Problem Solving)称为发明问题解决算法,是TRIZ的一种主要工具,是解决发明问题的完整算法,该算法采用一套逻辑过程逐步将初始问题程式化。该算法特别强调冲突与理想解的程式化,一方面技术系统向理想解的方向进化,另一方面如果一个技术问题存在冲突需要克服,该问题就变成一个创新问题。
ARIZ中冲突的消除有强大的效应知识库的支持。效应知识库包括物理的、化学的、几何的等效应。作为一种规则,经过分析与效应的应用后问题仍无解,则认为初始问题定义有误,需对问题进行更一般化的定义。
应用ARIZ取得成功的关键在于没有理解问题的本质前,要不断地对问题进行细化,一直到确定了物理冲突,该过程及物理冲突的求解已有软件支持。
综上所述,由于TRIZ将产品创新的核心—--产生新的工作原理过程具体化,并提出了规则、算法与发明创造原理供设计人员使用,它已经成为一种较完善的创新设计理论。
(四)应用TRIZ的一般过程
TRIZ解决问题的一般过程被划分为四个步骤,如图所示:
(1)分析
分析是TRIZ的工具之一,是解决问题的一个重要阶段。功能分析的目的是从完成功能的角度而不是从技术的角度分析系统、子系统、部件。理想解是采用与技术及实现无关的语言对需要创新的原因进行描述,创新的重要进展往往在该阶段对问题深入的理解所取得。确认哪些使系统不能处于理想化的元件是使创新成功的关键。设计过程中从一起点向理想解过渡的过程称为理想化过程。可用资源分析是要确定可用物品、能源、信息、功能等。这些可用资源与系统中的某些元件组合将改善系统的性能。冲突区域的确定是要理解出现冲突的原因。区域既可指时间,又可指空间。假如在分析阶段问题的解已经找到,可以移到实现阶段。假如问题的解还没有找到,而该问题的解需要最大限度的创新,则基于知识的三种工具:原理、预测、效应等都可采用。
(2)原理
原理是获得冲突解的方法。有技术与物理两种冲突解决原理。TRIZ引导设计者挑选能解决特定冲突的原理,其前提是要按标准参数确定冲突。有40条原理。
(3)预测
预测又称为技术预报。TRIZ确定了8种技术系统进化的模式。当模式确定后,系统、子系统及部件的设计应向高一级的方向发展。
(4)效应
效应指应用本领域,特别是其他领域的有关定律解决设计中的问题。如采用数学、化学、生物等领域中的原理,解决设计中的创新问题。
(5)评价
该阶段将所求出的解与理想解进行比较,确信所作的改进不仅满足了技术需求而且推进了技术创新。TRIZ中的特性传递( feature transfer)法可用于将多个解进行组合以改进系统的品质。
③ 物理矛盾实例和解决方法
我们首先来看阿奇舒勒的矛盾矩阵。
阿奇舒勒矛盾矩阵由39个通用工程参数和40个创新原理构成,矛盾矩阵第一列表示改进的参数,第一行表示恶化的参数,共有39*39个小格子,每一个小格子代表一个工程矛盾(具体说明),非对角线上小格子所表达的矛盾为技术矛盾。该矛盾由对应小格子里所提供的创新原理解决(具体说明)。
需要说明:
1、不同的矛盾提供原理数不一样(1、
2、
3、4),尽可能应用所提供的创新原理解决问题,否则你定义的矛盾有问题;
2、如果非对角线上小格子里面没有数字,表明该矛盾在实际工程中不存在;
3、对角线上小格子里面没有数字,并不表示不存在矛盾,而是另一类矛盾。
我们知道,技术矛盾是两个参数之间形成的矛盾,即当一个参数改进时,引起另一个参数的恶化;当我们用同样的方式描述对角线上小格子所表达的矛盾时,应该是“当一个参数改进时,又引起该参数的恶化”,也就是说,对角线上小格子对应的正反两个参数是一个参数,说明这些参数自身产生了矛盾,这样的矛盾称物理矛盾。例如,笔记本携带时应该小点,使用时应该大点,对笔记本的尺寸相反的要求就构成了物理矛盾。本章研究物理矛盾及其解决方法。
幻灯片2
§1 物理矛盾的定义
•物理矛盾的定义:
•当一个技术系统中对同一个参数具有相互
排斥(相反的或是不同的)需求时,所产生的
矛盾称为物理矛盾。
对于技术系统的元素,物理矛盾有以下三种情况:
第一种情况,这个元素是通用工程参数,不同的设计条件对它提出了完全相反的要求,例如:对于建筑领域,墙体的设计应该有足够的厚度以使其坚固,同时墙体又要尽量薄以使建筑进程加快并且总重比较轻。建筑结构的材料密度应接近零以使其轻便,同时材料密度也应该足够高以使其具有一定的承重能力。另外还有:温度既要高又要低;尺寸既要长又要短;材质既要软又要硬等等。
第二种情况,这个元素是通用工程参数,不同的工况条件对它有着不同(并非完全相反)的要求,例如:灯泡的功率既要是25瓦,又要是100瓦;一个工件的形状,既要是直的,又要是弯的等等。
第三种情况,这个元素是非工程参数,不同的工况条件对它有着不同的要求,例如:冰箱的门既要经常打开,又要经常保持关闭;道路上既要有十字路口,又要没有十字路口。
④ 物理矛盾及其解决原理
物理矛盾是当一个技术系统的工程参数具有相反的需求,就出现了物理矛盾。比如说,要求系统的某个参数既要出现又不存在,或既要高又要低,或既要大又要小等等。相对于技术矛盾,物理矛盾是一种更尖锐的矛盾,创新中需要加以解决。具体来讲,物理矛盾表现在:
1)系统或关键子系统必须存在,又不能存在;)系统或关键子系统具有性能“F”,同时应具有性能“-F”,“F”与“-F”是相反的性能;3)系统或关键子系统必须处于状态“S”及状态“-S”,“S”与“-S”是不同的状态;
4)系统或关键子系统不能随时间变化,随时间变化。从功能实现的角度,物理矛盾可表现在:
1)为了实现关键功能,系统或子系统需要具有有用的一个功能,但为了避免出现有害的另一个功能,系统或子系统又不能具有上述有用功能;2)关键子系统的特性必须是取大值,以取得有用功能,但又必须是小值以避免出现有害功能)系统或关键子系统必须出现以获得一个有用功能,但系统或子系统又不能出现,以避免出现有害功能物理矛盾可以根据系统所存在的具体问题,选择具体的描述方式来进行表达。总结归纳物理学中的常用参数,主要有3大类:几何类、材料及能量类、功能类。
⑤ 解决物理矛盾的一般解法有多少
物理矛盾可以通过分离矛盾的方法解决。空间分离:将矛盾双方在不同的空间分离以降低解决问题的难度。当系统矛盾双方在某一空间出现一方时、空间分离是可能的。
⑥ triz物理矛盾 技术矛盾 例子 急用!!!!!!!!
我来回答!哈哈!张凯,你不是写好了吗?我还没查到很多很好的!!
电击器——技术矛盾求解原理实例
发布时间:2007-08-28 转贴自:亿维讯
电击器用作防止攻击者的自卫武器。电击器有一个小盒,在其一端有两个电极。电极之间有感应高压电。当电击器触及攻击者时,产生的高压放电则电击攻击者。
电击器的缺点是,它只在一只手臂的距离内有效。在离未经过训练的受害者近的距离上,攻击者可以很容易地躲避电击器。更长的电击器,例如达到 5 米,难于躲避,但用起来很不方便。
技术矛盾是这样的:
缩短电击器的长度可以改进使用的方便性,但降低了使用者的安全性。
下面解决这个技术矛盾。两根导电材料做成的长(达到 7 米)套管对准攻击者“开火”。两根套管之间存在高压电。当套管触及到攻击者时,高压放电则对其造成电击。
⑦ 解决物理矛盾的分离原理有哪几种方法
萃取,蒸馏,分馏
⑧ 物理矛盾的例子及解决从日常生活中遇到的问题中,选择有技术冲突的一个事例进
1.工作背景:圆环的研磨.原来使用滚筒研磨,现使用磁力平面研磨.
2.问题描述:滚筒可以使工件自我摩擦,去除毛刺.抛光机不能使工件有效相对运动.
3.思路简述:如想达到自我摩擦的效果必须使工件相互摩擦,选择工件上下运动,或左右运动.
因磁力太小,选择左右运动.
4.解决过程:增加一个圆环的支撑架,使磁力旋转时,带动支架,是工件左右运动.
5.应用:缺少必要条件,发现--解决
⑨ 创新理论用满足矛盾需求解决物理矛盾的步骤包括
一个月满足的矛盾的话,需要都解决了,你的物流量的步骤的瓜货,哪些方面可以去形成了冲两个方面进行了就可?
⑩ 物理矛盾可以通过分离矛盾的方法解决,有几种分离原则
解决物理矛盾的分离原则
1、空间分离:将矛盾双方在不同的空间分离以降低解决问题的难度。当系统矛盾双方在某一空间出现一方时、空间分离是可能的。
2、时间分离:将矛盾双方在不同的时间分离、以降低解决问题的难度。当系统 矛盾双方在某一时空中只出现一方时时间分离是可能的。
3、条件分离:将矛盾双方在不同的条件下分离、以降低解决问题的难度。当系统矛盾双方在某一条件下只出现一方时、条件分离是可能的。
4、整体与部分分离:将矛盾双方在不同的层次分离、以降低解决问题的难度。当系统矛盾双方在系统层次只出现一方时整体与部分分离是可能的。