《TRIZ創(chuàng)新方法》課件-第5章

第5章TRIZ矛盾解決方法5.1技術(shù)矛盾解決方案5.2物理矛盾解決方案

5.1技術(shù)矛盾解決方案

5.1.139個(gè)通用工程參數(shù)TRIZ通過對百萬件專利的詳細(xì)研究，提出用39個(gè)通用工程參數(shù)來描述技術(shù)矛盾，如表5.1所示。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，首先要把組成矛盾雙方的性能用這39個(gè)通用工程參數(shù)來表示，這樣就將實(shí)際工程技術(shù)中的矛盾轉(zhuǎn)化為一般的標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)矛盾。

利用39個(gè)通用工程參數(shù)可以描述技術(shù)系統(tǒng)的絕大多數(shù)技術(shù)問題，在問題的定義和分析過程中，選用適當(dāng)?shù)耐ㄓ霉こ虆?shù)可以把問題用TRIZ語言進(jìn)行描述。

39個(gè)通用工程參數(shù)及解釋如表5.2所示。

5.1.2解決技術(shù)矛盾的矛盾矩陣

矛盾矩陣是阿奇舒勒將39個(gè)通用工程參數(shù)與40條發(fā)明原理有機(jī)地聯(lián)系起來，建立起對應(yīng)的關(guān)系，整理成的39×39的矛盾矩陣表，是阿奇舒勒對250萬件專利進(jìn)行研究后所取得的成果。矩陣的構(gòu)成非常緊密，而且自成體系。

使用者可以根據(jù)系統(tǒng)中產(chǎn)生矛盾的兩個(gè)通用工程參數(shù)，從矩陣表中直接查找出化解矛盾的發(fā)明原理，并使用這些原理來解決問題。

該矩陣的行是按39個(gè)通用工程特性參數(shù)依次排列的，代表工程參數(shù)需要改善的一方；該矩陣的列也是按39個(gè)通用工程特性參數(shù)依次排列的，代表工程參數(shù)可能引起惡化的一方。

矩陣元素用Mi-j表示，其下標(biāo)i表示該元素的行數(shù)，下標(biāo)j表示該元素的列數(shù)。由于矛盾不可能由自身造成，行與列號(hào)相同(i=j)的矩陣元素Mi-j為空集，用“+”表示；若i≠j時(shí)，矩陣元素Mi-j為空集，指這兩個(gè)特征參數(shù)間不構(gòu)成矛盾，或是存在矛盾但尚未找到適合的解，用“-”號(hào)表示；若i≠j時(shí)，矩陣元素Mi-j為非空集，其數(shù)值為解決所在的行與列通用工程特征參數(shù)所產(chǎn)生的技術(shù)矛盾的相關(guān)發(fā)明創(chuàng)新原理的編號(hào)，可在技術(shù)矛盾矩陣表中找到。

表5.3為局部矛盾矩陣?yán)?。如果我們定義和分析技術(shù)系統(tǒng)之后得到工程問題對應(yīng)的技術(shù)矛盾是改善了11號(hào)通用工程參數(shù)應(yīng)力壓強(qiáng)，惡化了34號(hào)通用工程參數(shù)可維修性，那么我們可以利用矛盾矩陣得到通用解決模型，對應(yīng)第11行應(yīng)力壓強(qiáng)和第34列可維修性交叉點(diǎn)的發(fā)明創(chuàng)新原理編號(hào)為2，得到通用解決模型為2號(hào)發(fā)明創(chuàng)新原理——抽取/分離。(40條發(fā)明創(chuàng)新原理在第4章已詳細(xì)介紹。)

5.1.3技術(shù)矛盾特點(diǎn)與解決流程

技術(shù)矛盾是同一技術(shù)系統(tǒng)兩個(gè)通用工程參數(shù)之間的矛盾。兩個(gè)參數(shù)對立統(tǒng)一，相互制約，相互依存。比如桌子強(qiáng)度增加，導(dǎo)致重量增加；桌子面積增加，導(dǎo)致體積增加等。技術(shù)矛盾通常是指因改善一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的工程參數(shù)而引起另外一個(gè)工程參數(shù)的惡化。

通常使用表5.4來描述技術(shù)矛盾。

在運(yùn)用技術(shù)矛盾和阿奇舒勒矛盾矩陣解決具體項(xiàng)目問題時(shí)，一般的具體步驟如下：

(1)描述要解決的工程問題。這里的工程問題是指經(jīng)過功能分析、因果鏈分析、剪裁或者特性傳遞所得到的關(guān)鍵問題，而不是我們所遇到的初始問題。

(2)將這個(gè)工程問題轉(zhuǎn)化為技術(shù)矛盾。用“如果……那么……但是……”的形式闡述技術(shù)矛盾。如果一個(gè)改善的參數(shù)導(dǎo)致不止一個(gè)惡化的參數(shù)，則對每一對改善和惡化的參數(shù)進(jìn)行多種技術(shù)矛盾的闡述。為了檢驗(yàn)技術(shù)矛盾是否正確，通常將正反兩個(gè)技術(shù)矛盾都寫出來，進(jìn)行對比。

(3)選擇兩個(gè)技術(shù)矛盾中的一個(gè)矛盾，一般來說選擇與項(xiàng)目目標(biāo)一致的那個(gè)矛盾。

(4)確定技術(shù)矛盾中欲改善和被惡化的參數(shù)。

(5)將改善和惡化的參數(shù)一般化為阿奇舒勒通用工程參數(shù)。

(6)在阿奇舒勒矛盾矩陣中定位改善和惡化通用工程參數(shù)交叉的單元，確定發(fā)明原理。

(7)按照發(fā)明原理的序號(hào)和名稱，對應(yīng)查找40條發(fā)明原理與實(shí)例獲得發(fā)明原理的詳解。應(yīng)用發(fā)明原理的提示確定最合適解決技術(shù)矛盾的具體解決方案。

(8)將所推薦的發(fā)明原理逐個(gè)應(yīng)用到具體的問題上，探討每個(gè)原理在具體問題上如何應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)。

(9)如果所查找到的發(fā)明原理都不適用于具體的問題，則需要重新定義工程參數(shù)和矛盾，并再次應(yīng)用和查找矛盾矩陣表。

5.1.4技術(shù)矛盾解決方案實(shí)例

實(shí)例1：洗衣機(jī)改進(jìn)設(shè)計(jì)。

(1)問題是什么？

減少物質(zhì)的浪費(fèi)是否能達(dá)到原來的效果。

(2)現(xiàn)在有什么解決辦法？

傳統(tǒng)洗衣機(jī)。

(3)上述的方法有什么缺點(diǎn)？

改善一方：物質(zhì)的浪費(fèi)(省水、省時(shí)間、省洗滌劑)。

惡化一方：功率(洗衣效果)。

(4)推薦原理見表5.5。

(5)方案與分析。

方案：利用水電解與超聲波振蕩相結(jié)合的方式，取代原有電機(jī)拖動(dòng)波輪或滾筒的系統(tǒng)。

分析：該方案可以避免衣物纏繞，也可降低甚至免用洗滌劑，且洗衣水可以重復(fù)利用，達(dá)到環(huán)保與節(jié)能的功效。從大電流的電機(jī)驅(qū)動(dòng)到電解與振蕩裝置的發(fā)展，符合技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化趨勢。

某公司已發(fā)明全球首臺(tái)不用洗衣粉的滾筒洗衣機(jī)。

實(shí)例2：排污水管(黑龍江省推廣應(yīng)用TRIZ案例)。

(1)案例背景：隨著國家環(huán)境保護(hù)力度的加大，傳統(tǒng)的水泥管正在逐步退出市場，20世紀(jì)90年代后期，新型替代產(chǎn)品——各類環(huán)保排水管材開始在工程上應(yīng)用。在排污管道領(lǐng)域，應(yīng)用較多的是塑料管，如PVC雙壁波紋管、PE雙壁波紋管、HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管。近幾年，采用歐洲瑞士與美國技術(shù)制作的鍍鋅螺旋鋼管開始進(jìn)入國內(nèi)市場，廣泛應(yīng)用于通風(fēng)、雨水管道系統(tǒng)中，由于受防腐性能限制，還沒有大量進(jìn)入污水管道工程。

分析以上兩類管材的性能差別，主要是由于材質(zhì)不同，所以兩類管材在性能上具有的優(yōu)勢也不同。鍍鋅螺旋鋼管優(yōu)點(diǎn)是環(huán)剛度較大，耗材較少，不足是防腐性能一般，并且不耐磨損；塑料管優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕、耐磨損，但環(huán)剛度提高受限，耗材較多。

(2)以鍍鋅鋼管為例。

鍍鋅螺旋鋼管本身強(qiáng)度好，但不耐腐蝕，不耐磨損，可靠性不高，致使使用壽命降低。

改善一方：可靠性(改善耐腐蝕、耐磨損性能)。

惡化一方：運(yùn)動(dòng)物體重量。

推薦創(chuàng)新原理：3號(hào)、8號(hào)、10號(hào)、40號(hào)

(3)都要用復(fù)合材料，用什么材料復(fù)合呢？這里一目了然，就是用塑料與鋼材復(fù)合，做成塑鋼復(fù)合管。

具體的方法：在鍍鋅鋼板的兩面熔融粘貼塑料片，再以此復(fù)合板材為原料，在專用設(shè)備上加工成復(fù)合管。此項(xiàng)技術(shù)工藝在國內(nèi)領(lǐng)先，產(chǎn)品填補(bǔ)了國內(nèi)污水管的空白。這是黑龍江省推廣TRIZ以來取得的一項(xiàng)成果。

實(shí)例3：破冰船。

(1)背景：冬天破冰船必須在3米多厚的冰封航道上破冰前進(jìn)運(yùn)送貨物?，F(xiàn)在要將航速從2千米/時(shí)提高到6千米/時(shí)，也就是提高船的生產(chǎn)率。要提高速度就要加大發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。

(2)改善一方：速度。

惡化一方：功率。

(3)推薦創(chuàng)新原理：

19.周期性動(dòng)作——用振動(dòng)破冰代替一直持續(xù)破冰；

35.物理化學(xué)參數(shù)改變——改變船與冰接觸部分的狀況；

38.加速氧化——無用；

2.抽取——抽取有害的部分或抽取有用的部分。

(4)方案：選擇的創(chuàng)新原理是“抽取”。把船與冰相接觸的那一層算是有害部分抽掉，也就是把船與冰相接觸的阻礙冰通過的那一層船體去掉，這樣船就變成兩個(gè)獨(dú)立的部分，一部分在冰上，一部分在冰下。這樣船就不需要破冰，讓冰穿過船體。可是冰下面的船體與冰上面的船體沒有聯(lián)系，于是冰下面的船體就會(huì)沉入海底。所以，要想辦法把下面的船體與上面的船體連起來。要連起來又不妨礙冰的穿過，就在船的兩邊用有破冰刀刃或有破冰裝置的板連接起來，靠破冰刀刃或破冰裝置只要破出很窄的冰，板之間是空檔讓冰穿過，這樣消耗的功率就會(huì)大大降低。

實(shí)例4：開啟果殼。

(1)分析：取杏仁時(shí)必須去殼，先用錘砸或用機(jī)械方式壓碎。制造性能好但產(chǎn)品的形狀不好。

(2)查39個(gè)通用工程參數(shù)，得出(可制造性)和(形狀)之間有技術(shù)矛盾。

(3)?TRIZ法求解：查39?×?39矛盾矩陣，如表5.6所示，得出可用的發(fā)明創(chuàng)新原理為1(分割)、28(機(jī)械系統(tǒng)替代)、13(反向)和27(用低成本替代)。

(4)類似的技術(shù)問題：開雞蛋殼，開蠶豆殼，開核桃殼。

實(shí)例5：升降定位式燃?xì)庠睢?/p>

(1)分析問題，發(fā)現(xiàn)矛盾。

如圖5.1所示，家用燃?xì)庠罹吆湾伿且粋€(gè)小型技術(shù)系統(tǒng)。在功能域?qū)用?，該系統(tǒng)具有燃?xì)馊紵a(chǎn)生熱量、熱量傳導(dǎo)到鍋和抵御外界干擾三項(xiàng)功能；在物理域?qū)用妫撓到y(tǒng)由被加熱的鍋、支鍋的支架、燃燒火焰和燃燒器四部分組成。物理域的四大部分保證功能域的最優(yōu)實(shí)現(xiàn)。圖5.1升降定位式燃?xì)庠钤韴D

(2)根據(jù)TRIZ法，表述矛盾。

第一對矛盾：現(xiàn)有結(jié)構(gòu)鍋底與燃燒器的距離隨鍋底的尺寸和形狀不同而變，火焰不能以最優(yōu)的方式把熱量傳給鍋。查TRIZ，得到通用工程參數(shù)(可制造性)和(能量損失)之間構(gòu)成矛盾。

第二對矛盾：燃?xì)庠畹幕鹧骈L和外界氣流影響火焰的穩(wěn)定，造成系統(tǒng)對環(huán)境有害因素的高度敏感和火焰靜尺寸變化的矛盾。它是通用工程參數(shù)(作用于對象的有害因素)和④(靜止物體)之間的矛盾。

第三對矛盾：燃?xì)庠钍情_放的技術(shù)系統(tǒng)，環(huán)境里的空氣會(huì)與系統(tǒng)內(nèi)的熱氣進(jìn)行交換，帶走熱量，從而構(gòu)成(適應(yīng)性、通用性)和(能量損失)之間的矛盾。

(3)對照工具，得出解法。

第一對矛盾：查矛盾矩陣，如表5.7所示，得到解決矛盾的發(fā)明創(chuàng)新原理是19(周期性作用)和35(物理化學(xué)參數(shù)變化)。

把兩個(gè)發(fā)明創(chuàng)新原理結(jié)合在一起思考，可以得到鍋底與燃燒器之間應(yīng)該解決尺寸周期性變化時(shí)保持穩(wěn)定距離的問題。

第二對矛盾：查矛盾矩陣，如表5.8所示，對應(yīng)解決矛盾的發(fā)明創(chuàng)新原理為1(分割)和18(機(jī)械振動(dòng))。

分割原理在這里理解為把火焰分為細(xì)小區(qū)域，機(jī)械振動(dòng)在此不適合。

第三對矛盾：查矛盾矩陣，如表5.9所示，對應(yīng)的解決矛盾的發(fā)明創(chuàng)新原理編號(hào)為18、15、1，分別是機(jī)械振動(dòng)、動(dòng)態(tài)化和分割。

利用機(jī)械振動(dòng)在此不適合，分割可以把燃?xì)庠钕到y(tǒng)和外界環(huán)境分離開來，而且應(yīng)該是動(dòng)態(tài)可變的。

(4)針對問題，構(gòu)思設(shè)計(jì)。

解決第一對矛盾，應(yīng)采用發(fā)明創(chuàng)新原理19和35的組合，并用支架可移動(dòng)或者火焰可移動(dòng)的方法，保持鍋底與火焰的距離基本不變。本例的發(fā)明專利采用了燃燒器可隨鍋底升降的方法。

解決第二對矛盾，應(yīng)把火焰分割成細(xì)小區(qū)域，增加穩(wěn)定性。用陶瓷紅外燃料器代替普通燃燒器噴頭，設(shè)置幾十個(gè)小孔為燃燒孔，燃燒充分穩(wěn)定。

解決第三對矛盾，在支架上設(shè)置金屬保溫圈罩，隨鍋底變化可取用不同大小的保溫圈罩。本例考慮操作方便，只采用了一件保溫圈罩。

(5)效果分析。

通過以上分析可知，長期努力得到的家用燃?xì)庠畹母倪M(jìn)與短期采用TRIZ法得到的結(jié)果一致。而且還可以看出，TRIZ還提供了不同的改進(jìn)方案，可以采用支架隨鍋底上下升降的方案；也可以采用將保溫圈罩設(shè)計(jì)成動(dòng)態(tài)變形的方式。TRIZ提供了進(jìn)一步改進(jìn)的思路。

(6)評價(jià)。

升降式燃?xì)庠罹叩脑O(shè)計(jì)符合公理設(shè)計(jì)的第一公理，即獨(dú)立公理，功能要求和設(shè)計(jì)要素實(shí)現(xiàn)了一一對應(yīng)。

保證燃燒穩(wěn)定，應(yīng)用蜂窩狀紅外燃燒器。該燃燒器由陶瓷塊拼接而成，每塊上有若干通孔，將火焰分割成細(xì)小狀態(tài)。

保證鍋底到火焰器的距離，應(yīng)用可升降式的燃燒器，用杠桿重錘組合動(dòng)作，用定距U形環(huán)控制。

減少環(huán)境干擾，應(yīng)用一定型面的保溫圈，分割燃燒系統(tǒng)和環(huán)境，達(dá)到提高鍋底吸熱量的目的。

實(shí)例6：防彈衣。

(1)問題背景：纖維織成的防彈衣用于保護(hù)執(zhí)法人員和軍事人員免于遭受手槍子彈的襲擊。纖維織成的防彈衣由于有多層纖維結(jié)構(gòu)層，具有層疊式結(jié)構(gòu)，纖維在結(jié)構(gòu)層內(nèi)相互以適當(dāng)?shù)慕嵌榷ㄏ蚺帕小榱耸估w維織成的防彈衣具有足夠的防護(hù)能力，必須使之具有足夠的厚度，增加防彈衣的厚度會(huì)使其重量增加、靈活性降低。此外，穿上這種厚厚的防彈衣的人員也不能得到充分通風(fēng)。換句話說，較厚的防彈衣穿著時(shí)不太方便。由此定義技術(shù)矛盾：增加運(yùn)動(dòng)物體的長度(防彈衣的厚度)會(huì)降低操作流程的方便性(防彈衣的舒適性)。

(2)通過查詢39?×?39矛盾矩陣，得知可能的解集是M3-33?=?[15，29，35，4]這四個(gè)發(fā)明創(chuàng)新原理。

(3)應(yīng)用第4號(hào)不對稱原理，將物體的對稱形式變?yōu)椴粚ΨQ形式，使防彈衣的纖維呈不對稱定向排列。每層纖維相對于前一層作20°～70°的不同角度旋轉(zhuǎn)，將纖維各層間制造成定向轉(zhuǎn)動(dòng)的排列形式。

(4)沿子彈飛行方向排列的大部分纖維，可以確保防彈衣在受子彈沖擊的方向具有更高的強(qiáng)度，進(jìn)而可減小防彈衣的厚度和重量。通過減小防彈衣的厚度提高了其舒適性，同時(shí)不會(huì)降低防彈衣的保護(hù)效果。

實(shí)例7：熱水器管連接。

(1)分析問題：家用電加熱熱水器中常用的管子與管接頭，兩者的頭部分別被加工成螺紋，用生料作為螺紋連接的填充材料進(jìn)行密封。生料溫度隨水溫經(jīng)常變化，導(dǎo)致生料老化失效。為了改善性能，可增加生料用量和加大管子與管接頭的旋入程度，或者提高螺紋尺寸的精度，但會(huì)造成其他常見的失效形式，如管接頭開裂等。

(2)TRIZ法解決問題：提取通用工程參數(shù)，組建矛盾對，搜索解決矛盾的發(fā)明創(chuàng)新原理。

(3)發(fā)明創(chuàng)新原理的篩選和具體化。

原理13和原理1都很難使用到本問題中去。擬采用原理35，參數(shù)變化是指幾何、化學(xué)和物理參數(shù)的變化。

(4)效果：本方法已由美國Smith公司在其生產(chǎn)的電加熱熱水器中采用，在中國維修時(shí)可見到。本方法還有個(gè)附加優(yōu)點(diǎn)，即省去了傳統(tǒng)方法必需有的活接頭，進(jìn)一步降低了成本。

(5)解決方案：如圖5.2所示，用金屬制成電加熱套，通電加熱到某溫度，傳感器工作切斷電流。人工把塑料管子和彎頭插入加熱套兩端1s～2s，管件受熱面塑料熔化成厚糊狀，拔出管件，立即把管子與彎頭相互插入對接成整體。

圖5.2熱水器管連接問題解決方案

實(shí)例8：失重錘子。

(1)應(yīng)用背景：許多設(shè)備在太空失重狀態(tài)下無法正常工作或根本無法工作。例如，我們在地面上使用錘子時(shí)，其重量會(huì)抵消打擊后可能的反彈；而在太空中，由于沒有重力，發(fā)生碰撞后，錘子會(huì)以非常危險(xiǎn)的速度反彈向使用者的頭部。現(xiàn)設(shè)計(jì)能夠在太空中使用的錘子。

(2)定義技術(shù)矛盾：這里要改善的參數(shù)是錘子產(chǎn)生的沖擊力(力)，而惡化的參數(shù)是很可能傷人的錘子的反彈作用(物體產(chǎn)生的有害因素)。轉(zhuǎn)化為由39個(gè)通用工程參數(shù)描述的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)矛盾，即為力與物體產(chǎn)生的有害因素之間的矛盾。

(4)解決方案：分析以上發(fā)明創(chuàng)新原理24、3、36、13，可以改變錘子的局部結(jié)構(gòu)，在錘子的局部引入一種和錘子(固態(tài))相比具有不同物態(tài)的中介物，利用該中介物在錘子沖擊時(shí)產(chǎn)生反向作用，抵消錘子的反彈。

綜合應(yīng)用各個(gè)發(fā)明創(chuàng)新原理的啟示：設(shè)計(jì)一種中空的錘子。將一種高密度的流散狀中介物置于錘子的空腔內(nèi)，該中介物在錘子下落時(shí)位于錘子空腔的頂部，沖擊的瞬間，中介物下落產(chǎn)生的慣性力將抵消錘子的反彈力。用水銀注于空腔中可能是不錯(cuò)的解決方案，但考慮到水銀具有毒性，不適合民用，用細(xì)鐵砂作為中介物就是工程中的實(shí)用方案。

5.2物理矛盾解決方案

物理矛盾是指為了實(shí)現(xiàn)某種功能，一個(gè)子系統(tǒng)或元件應(yīng)具有某種特性，但該特性出現(xiàn)的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生與此相反的不利或有害的后果。物理矛盾還指同一個(gè)參數(shù)具有相反的并合乎情理的需求。物理矛盾與技術(shù)矛盾不同，技術(shù)矛盾是指兩個(gè)參數(shù)之間的矛盾，而物理矛盾則是單一參數(shù)的矛盾。

5.2.1物理矛盾的表達(dá)形式

對一項(xiàng)工程問題進(jìn)行物理矛盾定義時(shí)，其表達(dá)形式具有固定格式。通常將物理矛盾描述為：參數(shù)

A

需要

B

，因?yàn)?/p>

C

；但是參數(shù)

A

需要

-B

，因?yàn)?/p>

D。其中，A表示單一參數(shù)；B表示正向需求；-B表示負(fù)向需求；C表示在正向需求B滿足的情況下，可達(dá)到的效果；D表示在負(fù)向需求-B滿足的情況下，可達(dá)到的效果。

這里舉手機(jī)屏幕的例子?？梢詫⑽锢砻苊枋鰹椋菏謾C(jī)屏幕需要大，因?yàn)榭梢钥吹们宄坏鞘謾C(jī)屏幕需要小，因?yàn)閿y帶起來方便。

5.2.2分離原理與物理矛盾解決方案

TRIZ解決物理矛盾一般使用分離原理，解決問題模式如圖5.3所示。圖5.3TRIZ物理矛盾解決問題模式

分離原理是指造成物理矛盾的參數(shù)在不同的條件下有不同的需求，可以按照相應(yīng)的條件進(jìn)行分離，使技術(shù)系統(tǒng)在相應(yīng)的條件下滿足需求，達(dá)到解決物理矛盾的目的。分離原理有四種：空間分離、時(shí)間分離、條件分離和整體與局部分離。

1．空間分離

空間分離原理是指將矛盾雙方在不同的空間上分離，以降低解決問題的難度，進(jìn)而找到解決問題的方法。

應(yīng)用空間分離解決物理矛盾的步驟如下：

(1)定義物理矛盾：參數(shù)

A

需要

B

，因?yàn)?/p>

C

；但是參數(shù)

A

需要

-B

，因?yàn)?/p>

D。

(2)確定參數(shù)的不同要求，如果可以在不同空間得以實(shí)現(xiàn)，選用空間分離。

(3)選擇對應(yīng)空間分離的發(fā)明原理，得到通用解題模型。

(4)應(yīng)用于技術(shù)系統(tǒng)得到問題解決方案。

2．時(shí)間分離

時(shí)間分離原理是指將矛盾雙方在不同的時(shí)間段上分離，以降低解決問題的難度；對同一個(gè)參數(shù)的不同要求，在不同的時(shí)間段實(shí)現(xiàn)。比如將飛機(jī)機(jī)翼設(shè)計(jì)成可調(diào)的活動(dòng)機(jī)翼，以適應(yīng)在飛行中各個(gè)時(shí)間段的不同要求。

應(yīng)用時(shí)間分離解決物理矛盾的步驟如下：

(1)定義物理矛盾：參數(shù)

A

需要

B

，因?yàn)?/p>

C

；但是參數(shù)

A

需要

-B

，因?yàn)?/p>

D。

(2)確定參數(shù)的不同要求，如果可以在不同時(shí)間得以實(shí)現(xiàn)，選用時(shí)間分離。

(3)選擇對應(yīng)時(shí)間分離的發(fā)明原理，得到通用解題模型。

(4)應(yīng)用于技術(shù)系統(tǒng)得到問題解決方案。

3．條件分離

條件分離是指將矛盾雙方在不同的條件下分離，以降低解決問題的難度。比如將水射流條件分離，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甚至用于武器。

應(yīng)用條件分離解決物理矛盾的步驟如下：

(1)定義物理矛盾：參數(shù)

A

需要

B

，因?yàn)?/p>

C

；但是參數(shù)

A

需要

-B

，因?yàn)?/p>

D。

(2)確定參數(shù)的不同要求，如果可以按照某種條件實(shí)現(xiàn)分離和切換，選用條件分離；

(3)選擇對應(yīng)條件分離的發(fā)明原理，得到通用解題模型。

(4)應(yīng)用于技術(shù)系統(tǒng)得到問題解決方案。

4．整體與局部分離

整體與局部分離原理是將矛盾雙方在不同的系統(tǒng)級(jí)別分離開來，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(jí)別內(nèi)只出現(xiàn)一方時(shí)，可使用整體與局部分離原理解決問題。

應(yīng)用整體與局部分離解決物理矛盾的步驟如下：

(1)定義物理矛盾：參數(shù)

A

需要

B

，因?yàn)?/p>

C

；但是參數(shù)

A

需要

-B

，因?yàn)?/p>

D。

(2)確定參數(shù)的不同要求，如果可以按照不同的系統(tǒng)級(jí)別(如系統(tǒng)+子系統(tǒng)，或系統(tǒng)+超系統(tǒng))實(shí)現(xiàn)分離，選用整體與局部分離。

(3)選擇對應(yīng)整體與局部分離的發(fā)明原理，得到通用解題模型。

(4)應(yīng)用于技術(shù)系統(tǒng)得到問題解決方案。

5.2.3物理矛盾解決方案實(shí)例

實(shí)例2：魚雷引擎。

(1)物理矛盾：魚雷引擎必須足夠大以充分驅(qū)動(dòng)魚雷，但又必須小，以適配魚雷的體積。

(2)解決方案：分離放置，通過纜線給魚雷傳遞能量。

實(shí)例3：炮彈。

(1)物理矛盾：炮筒直徑必須大于炮彈，以便炮彈容易滑出，但又必須小，以免漏氣降低火藥爆炸推力。

(2)解決方案：空間分離，將炮筒做成兩部分，后部爆炸室做成錐形，形成封閉空間。

實(shí)例4：水管。

(1)物理矛盾：水管要?jiǎng)傂院?，以免因水的重量而變形，但水管要軟，以避免在冬天被凍裂?/p>

(2)解決方案：彈塑性好的復(fù)合材料。

實(shí)例5：泳池。

(1)物理矛盾：訓(xùn)練池里的水要軟，以減輕水對運(yùn)動(dòng)員的沖擊傷害，但又要求水必須硬，以支撐運(yùn)動(dòng)員的身體，水的軟硬取決于跳水者入水的速度。

(2)解決方案：充滿氣泡的泳池。

實(shí)例6：PCB。

(1)物理矛盾：SMT(表面貼裝焊接技術(shù))生產(chǎn)線要求PCB(印制電路板)連續(xù)供應(yīng)，但PCB是線路板廠生產(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。

(2)解決方案：PCB上扳機(jī)，接收批量的PCB，然后連續(xù)輸送到SMT生產(chǎn)線。