TRIZ物理矛盾学习教案课件

会计学1TRIZ物理矛盾会计学1TRIZ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：TRIZ法体系结构第1页/共82页

理论基础40条发明创新原理建议方案ARIZ76个标准解效4.1矛盾的概念及分类 4.2物理矛盾及其解决原理 4.3技术矛盾及其解决原理 4.4矛盾矩阵及其应用 矛盾矩阵的构造 矛盾矩阵的应用 技术矛盾解决方法实际应用举例 4.5TRIZ法技术矛盾和物理矛盾解的基本思路 4.640条发明创新原理的使用窍门

第2页/共82页4.1矛盾的概念及分类 第2页/共82页矛盾普遍存在于各种产品或技术系统中。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矛盾的概念及分类第3页/共82页矛盾普遍存在于各种产品或技术系统中。4.1矛盾的概念及分类4.2物理矛盾及其解决原理

第4页/共82页4.2物理矛盾及其解决原理 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需求时，就出现了物理矛盾。一、物理矛盾的概念第5页/共82页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

结实

轻便厚度（桌面）厚薄物理矛盾符号表示A+，A-第6页/共82页结实轻便厚度（桌面）厚薄物理矛盾符号表示第6页/共82页物理矛盾的实例1散热效果好大面积（散热片）节省空间小第7页/共82页物理矛盾的实例1散热效果好大面积（散热片）节省空间小第7页/物理矛盾技术矛盾同一参数，两个不同要求两个参数之间的矛盾技术矛盾与物理矛盾的比较第8页/共82页物理矛盾技术矛盾同一参数，两个不同要求两个参数技术矛盾与物理矛盾技术矛盾分离方法物理矛盾矛盾矩阵创新原理矛盾转化问题模型工具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HOWTO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页矛盾技术矛盾分离方法物理矛盾矛盾矩阵创新原理矛盾转化问题模型Step1：技术系统的因果轴分析Step2：从因果轴定义技术矛盾A+B-B+A-Step3：提取物理矛盾：在这对技术矛盾中找到一个参数，及其相反的两个要求C+C-Step4：定义理想状态：提取技术系统在每个参数状态的优点，提出技术系统的理想状态定义物理矛盾第10页/共82页Step1：技术系统的因果轴分析定义物理矛盾第10页/共分离原理空间分离时间分离系统级别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第11页/共82页分离原理空间分离时间分离系统级别分离条件分离解决物理矛盾的核物理矛盾分离方法空间分离时间分离条件分离系统级别分离主题大纲第12页/共82页物理矛盾主题大纲第12页/共82页1、空间分离

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。红蓝颜色第13页/共82页1、空间分离将对同一个参数的两个不同的要求在不红蓝操作空间1操作空间2第14页/共82页红蓝操作空间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第15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第15页/水杯不烫手沏茶温度热凉哪里热？哪里凉？什么时候热？什么时候凉？第16页/共82页水杯不烫手沏茶温度热凉哪里热？第16页/共82页热凉空间分离对同一个参数的不同要求，在不同的空间实现。第17页/共82页热凉空间分离对同一个参数的不同要求，在不同的空间实现。第17操作空间1

操作空间2热凉（杯子内）（杯子外）空间分离杯子的空间分离第18页/共82页操作空间1操作空间2热凉（杯子内）（杯子外）空间分离杯子的_____________________Step1

：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空间得以实现？Step3

：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：解决物理矛盾——空间分离第19页/共82页_____________________Step1：定如何实现空间分离分割原理抽取原理局部质量原理嵌套原理增加不对称性原理一维变多维原理

……第20页/共82页如何实现空间分离分割原理第20页/共82页物理矛盾分离方法空间分离

时间分离条件分离系统级别分离主题大纲第21页/共82页物理矛盾主题大纲第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第22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小大操作时间1操作时间2（穿线的时候）（缝衣的时候）第24页/共82页小大操作时间1操作时间2（穿线的时候）（缝衣的时候）第24页这个方案有什么不足，有更好的解决方法吗？第25页/共82页这个方案有什么不足，有更好的解决方法吗？第25页/共82页时间分离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页时间分离对同一个参数的不同要求，在不同的时间段实现。携带方便操作时间1操作时间2大小（下雨的时候）（携带的时候）时间分离雨伞的时间分离第27页/共82页操作时间1操作时间2大小（下雨的时候）（携带的时候）时间分离解决物理矛盾——时间分离Step1

：定义物理矛盾Step2

：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？Step3

：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页解决物理矛盾——时间分离Step1：定义物理矛盾Step如何实现时间分离动态特性原理抛弃或再生原理预先作用原理预先反作用原理事先防范原理

……第29页/共82页如何实现时间分离动态特性原理第29页/共82页物理矛盾分离方法空间分离时间分离条件分离系统级别分离主题大纲第30页/共82页物理矛盾主题大纲第30页/共82页将矛盾双方在不同条件下分离3、条件分离第31页/共82页将矛盾双方在不同条件下分离3、条件分离第31页/共82页时间/空间条件分离条件分离的使用情况第32页/共82页时间/空间条件分离条件分离的使用情况第32页/共82页解决物理矛盾——条件分离Step1：定义物理矛盾

Step2：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？

Step3：以上两个时间/空间是否交叉？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分离和切换，尝试条件分离方法第33页/共82页解决物理矛盾——条件分离Step1：定义物理矛盾第33页水的条件分离灭火快水速洗澡慢第34页/共82页水的条件分离灭火快水速洗澡慢第34页/共82页跳水训练OZ

训练池里的水要软，以减轻水对运动员的冲击伤害，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页跳水训练OZ训练池里的水要软，以减轻水对运条件分离对同一个参数的不同要求，在不同的条件下实现。水是软的还是硬的？第36页/共82页条件分离对同一个参数的不同要求，在不同的条件下实现。第36页如何实现条件分离复合材料原理多孔材料原理改变颜色原理局部质量原理周期性作用原理一维变多维原理

……第37页/共82页如何实现条件分离复合材料原理第37页/共82页物理矛盾分离方法空间分离时间分离条件分离

系统级别分离主题大纲第38页/共82页物理矛盾主题大纲第38页/共82页系统级别分离三个术语超系统系统子系统第39页/共82页系统级别分离三个术语第39页/共82页4、系统级别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4、系统级别分离将矛盾双方在不同层次上分离灵活性高软车链耐磨系统级别分离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页系统级别分离将对同一个参数的不同要求，在不同的系统级别上实现固定电话矛盾：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页固定电话第42页/共82页解决物理矛盾——系统级别分离Step1

：定义物理矛盾

Step2：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？

Step3：以上两个时间/空间是否交叉？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（如系统+子系统，或系统+超系统）实现分离，尝试系统级别分离方法第43页/共82页解决物理矛盾——系统级别分离Step1：定义物理矛盾第4如何实现系统级别分离分割原理组合原理同质性原理等势原理

……第44页/共82页如何实现系统级别分离分割原理第44页/共82页这是古时候的一个神话故事。有一次土地爷外出，临行前嘱咐他的儿子替他在土地庙“当值”，并且一定要把前来祈祷者的话记下来。他走后，前前后后来了四个祈祷者——一位船夫祈祷赶快刮风，以便乘风远航；一位果农祈祷别刮风，避免把快成熟的果子给刮下来；一个种地的农民祈祷赶紧下雨，以免耽误播种的季节；一位商人祈祷千万别下雨，以便趁着好天气带着大量的货物赶路。这一下子可难住了土地爷的儿子，他不知该怎么办才能满足这些人们的彼此不同的要求，只好把所有祈祷者的话都原封不动地记了下来。46案例1土地爷的哲学第45页/共82页这是古时候的一个神话故事。有一次土地爷外出，临行前嘱咐他的儿很快，土地爷回来了，看了儿子的记录，哈哈一笑说，别愁眉苦脸了，照我的办法做就是了，肯定能满足他们各自的要求。土地爷提笔在上面批了四句话：刮风莫到果树园，刮风河边好行船；白天天晴好走路，夜晚下雨润良田。如此一来，四个不同的祈祷都如愿以偿、皆大欢喜。其实，土地爷的前两句话说的是风的“空间分离”，后两句话说的是雨的“时间分离”。47案例1土地爷的哲学—续空间分离时间分离第46页/共82页很快，土地爷回来了，看了儿子的记录，哈哈一笑说，别愁眉苦脸了案例2十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发生，怎样设计十字路口才能兼顾两方面的需求呢？（即快又要慢）第47页/共82页案例2十字路口中的物理矛盾在车流量大的十字路1、空间分离第48页/共82页1、空间分离第48页/共82页2、时间分离第49页/共82页2、时间分离第49页/共82页3、条件分离车辆只能直行，转弯走环路第50页/共82页3、条件分离车辆只能直行，第50页/共82页4、系统级别分离

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。第51页/共82页4、系统级别分离将十字路口设计成两个丁字路口案例三打桩问题

在打桩的过程中，希望桩头锋利，以便打桩容易被打入土中；同时在结束打桩后，又不希望桩头继续保持锋利，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。第52页/共82页案例三打桩问题在打桩的过程中，希望桩头锋利，1、运用空间分离

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，既保证了钢桩容易打入，同时又可以承受较大的载荷。第53页/共82页1、运用空间分离在桩的上部加上一个锥形的圆2、运用时间分离

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炸物破环桩头，使得桩可以承受较大的载荷。

第54页/共82页2、运用时间分离在钢桩的导入阶段，采用锋利的桩3、运用基于条件的分离

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。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3、运用基于条件的分离在钢桩上加入一些螺纹，将冲4、系统级别分离

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。

第56页/共82页4、系统级别分离将原来的一个较粗的钢桩用一组分离方法创新原理空间分离1分割原理、2抽取原理、3局部质量原理、7嵌套原理、4增加不对称性原理、17一维变多维原理……时间分离15动态特性原理、34抛弃或再生原理、10预先作用原理、9预先反作用原理、11事先防范原理……条件分离40复合材料原理、31多孔材料原理、32改变颜色原理、3局部质量原理、19周期性作用原理、17一维变多维原理……系统分离1分割原理、5组合原理、33同质性原理、12等势原理……创新原理在分离方法中的应用第57页/共82页分离方法创新原理空间分离1分割原理、2抽取原理、3局部质量原4.3

技术矛盾及其解决原理

第58页/共82页4.3技术矛盾及其解决原理 第58页/共82页技术矛盾表现为：在一个子系统中引入一种有用功能后，会导致另一子系统产生一种有害功能，或加强了已存在的一种有害功能；一种有害功能会导致另一子系统有用功能的削弱；有用功能的加强或有害功能的削弱使另一子系统或系统变得复杂。604.3技术矛盾及其解决原理 第59页/共82页技术矛盾表现为：604.3技术矛盾及其解决原理 第59页TRIZ法通过对百万件专利的详细研究，提出用39个通用工程参数来描述技术矛盾。在实际应用时，首先要把组成矛盾双方的性能用该39个通用工程参数来表示，这样就将实际工程技术中的矛盾转化为一般的标准的技术矛盾。TRIZ法研究人员在对全世界专利进行分析研究的基础上，提出了40条解决技术矛盾的发明创新原理。这两表是解决技术矛盾的关键。6139个通用工程参数与40个发明原理第60页/共82页TRIZ法通过对百万件专利的详细研究，提出用39个通用工程参1.运动物体的重量2.静止物体的重量3.运动物体的长度4.静止物体的长度5.运动物体的面积6.静止物体的面积7.运动物体的体积8.静止物体的体积9.速度10.力11.应力或压力12.形状13.结构稳定性27.可靠性28.测试精度29.制造精度30.物体外部有害因素作用的敏感性31.物体产生的有害因素32.可制造性33.可操作性34.可维修性35.适应性及多用性36.装置的复杂性37.监控与测试的困难程度38.自动化程度39.生产率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.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

6239个通用工程参数第61页/共82页1.运动物体的重量27.可靠性14.强度6239个通用工40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.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40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4.4矛盾矩阵及其应用第63页/共82页4.4矛盾矩阵及其应用第63页/共82页TRIZ法解决问题流程大致分为四步：1.对待解决的实际问题作详尽的分析并提取存在的矛盾，2.将该矛盾转化为TRIZ法中的某种通用问题模型，3.利用TRIZ法工具得到TRIZ法提供的通用形式的解，4.把TRIZ解具体化为针对该实际问题的具体解。654.4矛盾矩阵及应用第64页/共82页TRIZ法解决问题流程大致分为四步：654.4矛盾矩阵及应矛盾矩阵是用39个通用工程特征参数组成的39×39正方矩阵。该矩阵的行是按39个通用工程特性参数依次排列，代表工程参数需要改善的一方；该矩阵的列也是按39个通用工程特性参数依次排列，代表工程参数可能引起恶化的一方。矩阵元素用Mi-j表示，其下标i表示该元素的行数，下标j表示该元素的列数。66矛盾矩阵的构造第65页/共82页矛盾矩阵是用39个通用工程特征参数组成的39×39正方矩阵。由于矛盾不可能由自身造成，行与列号相同（i=j）的矩阵元素Mi-j为空集，用“＋”表示；若i≠j时，矩阵元素为空集，指这两个特征参数间不构成矛盾，或是存在矛盾但尚未找到适合的解，用“－”号表示；若i≠j时，矩阵元素Mi-j为非空集，其数值为解决所在的行与列通用工程特征参数所产生的技术矛盾的相关发明创新原理的编号，可在技术矛盾矩阵表中找到。第66页/共82页由于矛盾不可能由自身造成，行与列号相同（i=j）的矩阵元素M68技术矛盾矩阵表（局部）第67页/共82页68技术矛盾矩阵表（局部）第67页/共82页第一步，分析问题，找出可能存在的技术矛盾，最好能用动宾结构的词来表示矛盾。第二步，针对具体问题确认一到几对技术矛盾，并将矛盾的双方转换成技术领域的有关术语，进而根据有关术语在TRIZ提供的39个通用工程特性参数中选定相应的工程参数。第三步，按照相矛盾的通用工程参数编号i和j，在矛盾矩阵中找到相应的矩阵元素Mi-j，该矩阵元素值表示40条发明创新原理的序号，按照该序号找出相应的原理供下一步使用。第四步，根据已找到的发明创新原理，结合专业知识，寻找解决问题的方案。一般情况下，解决某技术矛盾的发明原理不止一条，应该对每一条相应的原理作解决技术矛盾方案的尝试。第五步，如果第四步的努力没有取得较好的效果，就要考虑初始构思的技术矛盾是否真正表达了问题的本质，是否真正反映了针对问题创新改进的方向。应重新设定技术矛盾，并重复上述工作。69技术矛盾矩阵的应用第68页/共82页第一步，分析问题，找出可能存在的技术矛盾，最好能用动宾结构的每一分钟都有几十块陨石撞击到地球上。由于对陨石成分和结构的分析能提供更多关于太阳系的信息，所以科学家需要获得更多的陨石。但区分陨石和普通岩石很困难，必须耗费大量的时间在地球表面将陨石挑拣出来，但往往仅能得到约百万分之一。这就产生了技术矛盾，即必须寻找大量陨石，但会大大增加寻找的时间。改善的通用工程参数是37（监控和测试的困难程度）：为了得到陨石，必须对地面上所有的石块进行分析；恶化的通用工程参数是将耗费大量时间即25（时间损失）。因此本例子的技术矛盾是“监控和测试的困难程度vs时间损失”。70提取技术矛盾对：陨石撞地球第69页/共82页每一分钟都有几十块陨石撞击到地球上。由于对陨石成分和结构的分在射击运动员的训练中需要有供练习的靶标，当运动员击中靶标后，靶标破裂成大量的碎片落到地面上，难以打扫。这个问题的技术矛盾初始可表述为：具有一定体积的飞行靶标对射击运动员的训练是必要的，但靶标碎片又将地面弄脏乱。改善的通用工程参数是：希望增大靶标体积（序号7运动物体的体积）恶化的通用工程参数是：靶标碎片对地面产生作用（序号31物体产生的有害因素）的矛盾。因此本例子的技术矛盾是：“运动物体的体积VS物体产生的有害因素”。71提取技术矛盾对：射击场打扫第70页/共82页在射击运动员的训练中需要有供练习的靶标，当运动员击中靶标后，技术矛盾解决方法的步骤：步骤一分析问题，发现矛盾。步骤二根据TRIZ，表述矛盾。采取某项措施时,矛盾对中的一个参数变优,

另一个参数变劣。步骤三对照工具，得出解法。在矩阵表中寻找该矛盾对的解决办法。步骤四针对问题，构思设计。回到具体技术系统，解决具体问题。72技术矛盾解决方法实际应用举例第71页/共82页技术矛盾解决方法的步骤：72技术矛盾解决方法实际应用举例第773应用举例：升降定位式燃气灶第72页/共82页73应用举例：升降定位式燃气灶第72页/共82页如图所示,家用燃气灶具和锅是一个小型技术系统,在功能域层面：燃气燃烧产生热量,热量传导到锅和抵御外界干扰三项功能。在物理域层面,由被加热的锅,支锅的支架,燃烧火焰和燃烧器四部分组成。物理域的四大部分保证功能域的最优实现。在现有燃气灶中，燃气的燃烧一般比较充分，不必做大的调整。而应该在以下三个方面提出创新措施：1，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。2，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。3，外界环境气流会带走一部分燃烧热。74第73页/共82页如图所示,家用燃气灶具和锅是一个小型技术系统,在功能域层面第一对矛盾：现有结构锅底与燃烧器的距离随锅底的尺寸和形状不同而变，火焰不能以最优的方式把热量传给锅。查TRIZ，得到通用工程参数32（可制造性）和22（能量损失）之间构成矛盾对。第二对矛盾：燃气灶的火焰长，外界气流影响火焰的稳定，造成系统对环境有害因素的高度敏感和火焰静尺寸变化的矛盾。是通用工程参数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。第三对矛盾：燃气灶是开放的技术系统，环境里空气会与系统内热气进行交换带走热量。从而构成35（适应性及多样性）和22（能量损失）的矛盾。75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页第一对矛盾：75由于锅底的形状和大小不同，锅底接触火焰的程度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123221运动物体重量+15,8,29,34…2静止物体重量+…3运动物体长度8,15,29,34+…32可制造性………19，3576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法。第75页/共82页通用工程参数运动静止运动能量123221运动+15,8,通用工程参数运动物体重量静止物体重量运动物体长度静止物体长度12341运动物体重量+15,8,29,34…2静止物体重量+…3运动物体长度8,15,29,34+…30物体外部有害因素作用的敏感性………1，1877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页通用工程参数运动静止运动静止12341运动+15,8,…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123221运动物体重量+15,8,29,34…2静止物体重量+…3运动物体长度8,15,29,34+…35适应性及多样性………1,15,1878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页通用工程参数运动静止运动能量123221运动+15,8,…升降式燃气灶具的设计符合公理设计的第一公理，即独立公理。功能要求和设计要素实现了一一对应。A）保证燃烧稳定。应用蜂窝状红外燃烧器。该燃烧器由陶瓷块拼接而成，每块上有若干通孔，火焰分割成细小状态。B）保证锅底到火焰器的距离。应用可升降式的燃烧器，用杠杆重锤组合动作，用定距U环控制。C）减少环境干扰。应用一定型面的保温圈，分割燃烧系统和环境，达到提高锅底吸热量。本创新原理图只完成了普适性设计方法中的第二步即方案设计。尚有整体设计和详细设计没有进行，对下面的设计工作，采用普适性设计方法会收到较好的效果。79第78页/共82页升降式燃气灶具的设计符合公理设计的第一公理，即独立公理。功能矛盾小结定义问题中的矛盾，帮助我们认识技术系统中问题的本质技术矛盾与物理矛盾相比，用后者理解问题更深刻用系统化的工具体系解决本质问题，得到最佳的解决方案问题模型工具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HOWTO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页矛盾小结定义问题中的矛盾，帮助我们认识技术系统中问题的本质问在实践创新方法上，中国人是领先的。在总结创新方法上，中国人是落后的。在推广创新方法上，中国人是有优势的。第80页/共82页在实践创新方法上，中国人是领先的。在总结创新方法上，中国人是让创新掌握在您的手中！Thanks!第81页/共82页让创新掌握在您的手中！Thanks!第81页/共82页会计学83TRIZ物理矛盾会计学1TRIZ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84回顾：TRIZ法体系结构第1页/共82页

理论基础40条发明创新原理建议方案ARIZ76个标准解效4.1矛盾的概念及分类 4.2物理矛盾及其解决原理 4.3技术矛盾及其解决原理 4.4矛盾矩阵及其应用 矛盾矩阵的构造 矛盾矩阵的应用 技术矛盾解决方法实际应用举例 4.5TRIZ法技术矛盾和物理矛盾解的基本思路 4.640条发明创新原理的使用窍门

第2页/共82页4.1矛盾的概念及分类 第2页/共82页矛盾普遍存在于各种产品或技术系统中。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矛盾的概念及分类第3页/共82页矛盾普遍存在于各种产品或技术系统中。4.1矛盾的概念及分类4.2物理矛盾及其解决原理

第4页/共82页4.2物理矛盾及其解决原理 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需求时，就出现了物理矛盾。一、物理矛盾的概念第5页/共82页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

结实

轻便厚度（桌面）厚薄物理矛盾符号表示A+，A-第6页/共82页结实轻便厚度（桌面）厚薄物理矛盾符号表示第6页/共82页物理矛盾的实例1散热效果好大面积（散热片）节省空间小第7页/共82页物理矛盾的实例1散热效果好大面积（散热片）节省空间小第7页/物理矛盾技术矛盾同一参数，两个不同要求两个参数之间的矛盾技术矛盾与物理矛盾的比较第8页/共82页物理矛盾技术矛盾同一参数，两个不同要求两个参数技术矛盾与物理矛盾技术矛盾分离方法物理矛盾矛盾矩阵创新原理矛盾转化问题模型工具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HOWTO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页矛盾技术矛盾分离方法物理矛盾矛盾矩阵创新原理矛盾转化问题模型Step1：技术系统的因果轴分析Step2：从因果轴定义技术矛盾A+B-B+A-Step3：提取物理矛盾：在这对技术矛盾中找到一个参数，及其相反的两个要求C+C-Step4：定义理想状态：提取技术系统在每个参数状态的优点，提出技术系统的理想状态定义物理矛盾第10页/共82页Step1：技术系统的因果轴分析定义物理矛盾第10页/共分离原理空间分离时间分离系统级别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第11页/共82页分离原理空间分离时间分离系统级别分离条件分离解决物理矛盾的核物理矛盾分离方法空间分离时间分离条件分离系统级别分离主题大纲第12页/共82页物理矛盾主题大纲第12页/共82页1、空间分离

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。红蓝颜色第13页/共82页1、空间分离将对同一个参数的两个不同的要求在不红蓝操作空间1操作空间2第14页/共82页红蓝操作空间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第15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第15页/水杯不烫手沏茶温度热凉哪里热？哪里凉？什么时候热？什么时候凉？第16页/共82页水杯不烫手沏茶温度热凉哪里热？第16页/共82页热凉空间分离对同一个参数的不同要求，在不同的空间实现。第17页/共82页热凉空间分离对同一个参数的不同要求，在不同的空间实现。第17操作空间1

操作空间2热凉（杯子内）（杯子外）空间分离杯子的空间分离第18页/共82页操作空间1操作空间2热凉（杯子内）（杯子外）空间分离杯子的_____________________Step1

：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空间得以实现？Step3

：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：解决物理矛盾——空间分离第19页/共82页_____________________Step1：定如何实现空间分离分割原理抽取原理局部质量原理嵌套原理增加不对称性原理一维变多维原理

……第20页/共82页如何实现空间分离分割原理第20页/共82页物理矛盾分离方法空间分离

时间分离条件分离系统级别分离主题大纲第21页/共82页物理矛盾主题大纲第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第22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小大操作时间1操作时间2（穿线的时候）（缝衣的时候）第24页/共82页小大操作时间1操作时间2（穿线的时候）（缝衣的时候）第24页这个方案有什么不足，有更好的解决方法吗？第25页/共82页这个方案有什么不足，有更好的解决方法吗？第25页/共82页时间分离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页时间分离对同一个参数的不同要求，在不同的时间段实现。携带方便操作时间1操作时间2大小（下雨的时候）（携带的时候）时间分离雨伞的时间分离第27页/共82页操作时间1操作时间2大小（下雨的时候）（携带的时候）时间分离解决物理矛盾——时间分离Step1

：定义物理矛盾Step2

：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？Step3

：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页解决物理矛盾——时间分离Step1：定义物理矛盾Step如何实现时间分离动态特性原理抛弃或再生原理预先作用原理预先反作用原理事先防范原理

……第29页/共82页如何实现时间分离动态特性原理第29页/共82页物理矛盾分离方法空间分离时间分离条件分离系统级别分离主题大纲第30页/共82页物理矛盾主题大纲第30页/共82页将矛盾双方在不同条件下分离3、条件分离第31页/共82页将矛盾双方在不同条件下分离3、条件分离第31页/共82页时间/空间条件分离条件分离的使用情况第32页/共82页时间/空间条件分离条件分离的使用情况第32页/共82页解决物理矛盾——条件分离Step1：定义物理矛盾

Step2：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？

Step3：以上两个时间/空间是否交叉？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分离和切换，尝试条件分离方法第33页/共82页解决物理矛盾——条件分离Step1：定义物理矛盾第33页水的条件分离灭火快水速洗澡慢第34页/共82页水的条件分离灭火快水速洗澡慢第34页/共82页跳水训练OZ

训练池里的水要软，以减轻水对运动员的冲击伤害，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页跳水训练OZ训练池里的水要软，以减轻水对运条件分离对同一个参数的不同要求，在不同的条件下实现。水是软的还是硬的？第36页/共82页条件分离对同一个参数的不同要求，在不同的条件下实现。第36页如何实现条件分离复合材料原理多孔材料原理改变颜色原理局部质量原理周期性作用原理一维变多维原理

……第37页/共82页如何实现条件分离复合材料原理第37页/共82页物理矛盾分离方法空间分离时间分离条件分离

系统级别分离主题大纲第38页/共82页物理矛盾主题大纲第38页/共82页系统级别分离三个术语超系统系统子系统第39页/共82页系统级别分离三个术语第39页/共82页4、系统级别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4、系统级别分离将矛盾双方在不同层次上分离灵活性高软车链耐磨系统级别分离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页系统级别分离将对同一个参数的不同要求，在不同的系统级别上实现固定电话矛盾：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页固定电话第42页/共82页解决物理矛盾——系统级别分离Step1

：定义物理矛盾

Step2：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？

Step3：以上两个时间/空间是否交叉？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（如系统+子系统，或系统+超系统）实现分离，尝试系统级别分离方法第43页/共82页解决物理矛盾——系统级别分离Step1：定义物理矛盾第4如何实现系统级别分离分割原理组合原理同质性原理等势原理

……第44页/共82页如何实现系统级别分离分割原理第44页/共82页这是古时候的一个神话故事。有一次土地爷外出，临行前嘱咐他的儿子替他在土地庙“当值”，并且一定要把前来祈祷者的话记下来。他走后，前前后后来了四个祈祷者——一位船夫祈祷赶快刮风，以便乘风远航；一位果农祈祷别刮风，避免把快成熟的果子给刮下来；一个种地的农民祈祷赶紧下雨，以免耽误播种的季节；一位商人祈祷千万别下雨，以便趁着好天气带着大量的货物赶路。这一下子可难住了土地爷的儿子，他不知该怎么办才能满足这些人们的彼此不同的要求，只好把所有祈祷者的话都原封不动地记了下来。128案例1土地爷的哲学第45页/共82页这是古时候的一个神话故事。有一次土地爷外出，临行前嘱咐他的儿很快，土地爷回来了，看了儿子的记录，哈哈一笑说，别愁眉苦脸了，照我的办法做就是了，肯定能满足他们各自的要求。土地爷提笔在上面批了四句话：刮风莫到果树园，刮风河边好行船；白天天晴好走路，夜晚下雨润良田。如此一来，四个不同的祈祷都如愿以偿、皆大欢喜。其实，土地爷的前两句话说的是风的“空间分离”，后两句话说的是雨的“时间分离”。129案例1土地爷的哲学—续空间分离时间分离第46页/共82页很快，土地爷回来了，看了儿子的记录，哈哈一笑说，别愁眉苦脸了案例2十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发生，怎样设计十字路口才能兼顾两方面的需求呢？（即快又要慢）第47页/共82页案例2十字路口中的物理矛盾在车流量大的十字路1、空间分离第48页/共82页1、空间分离第48页/共82页2、时间分离第49页/共82页2、时间分离第49页/共82页3、条件分离车辆只能直行，转弯走环路第50页/共82页3、条件分离车辆只能直行，第50页/共82页4、系统级别分离

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。第51页/共82页4、系统级别分离将十字路口设计成两个丁字路口案例三打桩问题

在打桩的过程中，希望桩头锋利，以便打桩容易被打入土中；同时在结束打桩后，又不希望桩头继续保持锋利，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。第52页/共82页案例三打桩问题在打桩的过程中，希望桩头锋利，1、运用空间分离

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，既保证了钢桩容易打入，同时又可以承受较大的载荷。第53页/共82页1、运用空间分离在桩的上部加上一个锥形的圆2、运用时间分离

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炸物破环桩头，使得桩可以承受较大的载荷。

第54页/共82页2、运用时间分离在钢桩的导入阶段，采用锋利的桩3、运用基于条件的分离

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。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3、运用基于条件的分离在钢桩上加入一些螺纹，将冲4、系统级别分离

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。

第56页/共82页4、系统级别分离将原来的一个较粗的钢桩用一组分离方法创新原理空间分离1分割原理、2抽取原理、3局部质量原理、7嵌套原理、4增加不对称性原理、17一维变多维原理……时间分离15动态特性原理、34抛弃或再生原理、10预先作用原理、9预先反作用原理、11事先防范原理……条件分离40复合材料原理、31多孔材料原理、32改变颜色原理、3局部质量原理、19周期性作用原理、17一维变多维原理……系统分离1分割原理、5组合原理、33同质性原理、12等势原理……创新原理在分离方法中的应用第57页/共82页分离方法创新原理空间分离1分割原理、2抽取原理、3局部质量原4.3

技术矛盾及其解决原理

第58页/共82页4.3技术矛盾及其解决原理 第58页/共82页技术矛盾表现为：在一个子系统中引入一种有用功能后，会导致另一子系统产生一种有害功能，或加强了已存在的一种有害功能；一种有害功能会导致另一子系统有用功能的削弱；有用功能的加强或有害功能的削弱使另一子系统或系统变得复杂。1424.3技术矛盾及其解决原理 第59页/共82页技术矛盾表现为：604.3技术矛盾及其解决原理 第59页TRIZ法通过对百万件专利的详细研究，提出用39个通用工程参数来描述技术矛盾。在实际应用时，首先要把组成矛盾双方的性能用该39个通用工程参数来表示，这样就将实际工程技术中的矛盾转化为一般的标准的技术矛盾。TRIZ法研究人员在对全世界专利进行分析研究的基础上，提出了40条解决技术矛盾的发明创新原理。这两表是解决技术矛盾的关键。14339个通用工程参数与40个发明原理第60页/共82页TRIZ法通过对百万件专利的详细研究，提出用39个通用工程参1.运动物体的重量2.静止物体的重量3.运动物体的长度4.静止物体的长度5.运动物体的面积6.静止物体的面积7.运动物体的体积8.静止物体的体积9.速度10.力11.应力或压力12.形状13.结构稳定性27.可靠性28.测试精度29.制造精度30.物体外部有害因素作用的敏感性31.物体产生的有害因素32.可制造性33.可操作性34.可维修性35.适应性及多用性36.装置的复杂性37.监控与测试的困难程度38.自动化程度39.生产率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.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

14439个通用工程参数第61页/共82页1.运动物体的重量27.可靠性14.强度6239个通用工40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.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40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4.4矛盾矩阵及其应用第63页/共82页4.4矛盾矩阵及其应用第63页/共82页TRIZ法解决问题流程大致分为四步：1.对待解决的实际问题作详尽的分析并提取存在的矛盾，2.将该矛盾转化为TRIZ法中的某种通用问题模型，3.利用TRIZ法工具得到TRIZ法提供的通用形式的解，4.把TRIZ解具体化为针对该实际问题的具体解。1474.4矛盾矩阵及应用第64页/共82页TRIZ法解决问题流程大致分为四步：654.4矛盾矩阵及应矛盾矩阵是用39个通用工程特征参数组成的39×39正方矩阵。该矩阵的行是按39个通用工程特性参数依次排列，代表工程参数需要改善的一方；该矩阵的列也是按39个通用工程特性参数依次排列，代表工程参数可能引起恶化的一方。矩阵元素用Mi-j表示，其下标i表示该元素的行数，下标j表示该元素的列数。148矛盾矩阵的构造第65页/共82页矛盾矩阵是用39个通用工程特征参数组成的39×39正方矩阵。由于矛盾不可能由自身造成，行与列号相同（i=j）的矩阵元素Mi-j为空集，用“＋”表示；若i≠j时，矩阵元素为空集，指这两个特征参数间不构成矛盾，或是存在矛盾但尚未找到适合的解，用“－”号表示；若i≠j时，矩阵元素Mi-j为非空集，其数值为解决所在的行与列通用工程特征参数所产生的技术矛盾的相关发明创新原理的编号，可在技术矛盾矩阵表中找到。第66页/共82页由于矛盾不可能由自身造成，行与列号相同（i=j）的矩阵元素M150技术矛盾矩阵表（局部）第67页/共82页68技术矛盾矩阵表（局部）第67页/共82页第一步，分析问题，找出可能存在的技术矛盾，最好能用动宾结构的词来表示矛盾。第二步，针对具体问题确认一到几对技术矛盾，并将矛盾的双方转换成技术领域的有关术语，进而根据有关术语在TRIZ提供的39个通用工程特性参数中选定相应的工程参数。第三步，按照相矛盾的通用工程参数编号i和j，在矛盾矩阵中找到相应的矩阵元素Mi-j，该矩阵元素值表示40条发明创新原理的序号，按照该序号找出相应的原理供下一步使用。第四步，根据已找到的发明创新原理，结合专业知识，寻找解决问题的方案。一般情况下，解决某技术矛盾的发明原理不止一条，应该对每一条相应的原理作解决技术矛盾方案的尝试。第五步，如果第四步的努力没有取得较好的效果，就要考虑初始构思的技术矛盾是否真正表达了问题的本质，是否真正反映了针对问题创新改进的方向。应重新设定技术矛盾，并重复上述工作。151技术矛盾矩阵的应用第68页/共82页第一步，分析问题，找出可能存在的技术矛盾，最好能用动宾结构的每一分钟都有几十块陨石撞击到地球上。由于对陨石成分和结构的分析能提供更多关于太阳系的信息，所以科学家需要获得更多的陨石。但区分陨石和普通岩石很困难，必须耗费大量的时间在地球表面将陨石挑拣出来，但往往仅能得到约百万分之一。这就产生了技术矛盾，即必须寻找大量陨石，但会大大增加寻找的时间。改善的通用工程参数是37（监控和测试的困难程度）：为了得到陨石，必须对地面上所有的石块进行分析；恶化的通用工程参数是将耗费大量时间即25（时间损失）。因此本例子的技术矛盾是“监控和测试的困难程度vs时间损失”。152提取技术矛盾对：陨石撞地球第69页/共82页每一分钟都有几十块陨石撞击到地球上。由于对陨石成分和结构的分在射击运动员的训练中需要有供练习的靶标，当运动员击中靶标后，靶标破裂成大量的碎片落到地面上，难以打扫。这个问题的技术矛盾初始可表述为：具有一定体积的飞行靶标对射击运动员的训练是必要的，但靶标碎片又将地面弄脏乱。改善的通用工程参数是：希望增大靶标体积（序号7运动物体的体积）恶化的通用工程参数是：靶标碎片对地面产生作用（序号31物体产生的有害因素）的矛盾。因此本例子的技术矛盾是：“运动物体的体积VS物体产生的有害因素”。153提取技术矛盾对：射击场打扫第70页/共82页在射击运动员的训练中需要有供练习的靶标，当运动员击中靶标后，技术矛盾解决方法的步骤：步骤一分析问题，发现矛盾。步骤二根据TRIZ，表述矛盾。采取某项措施时,矛盾对中的一个参数变优,

另一个参数变劣。步骤三对照工具，得出解法。在矩阵表中寻找该矛盾对的解决办法。步骤四针对问题，构思设计。回到具体技术系统，解决具体问题。154技术矛盾解决方法实际应用举例第71页/共82页技术矛盾解决方法的步骤：72技术矛盾解决方法实际应用举例第7155应用举例：升降定位式燃气灶第72页/共82页73应用举例：升降定位式燃气灶第72页/共82页如图所示,家用燃气灶具和锅是一个小型技术系统,在功能域层面：燃气燃烧产生热量,热量传导到锅和抵御外界干扰三项功能。在物理域层面,由被加热的锅,支锅的支架,燃烧火焰和燃烧器四部分组成。物理域的四大部分保证功能域的最优实现。在现有燃气灶中，燃气的燃烧一般比较充分，