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物理矛盾与分离原理

(2011-02-21 11:00:06)
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杂谈

一、物理矛盾
    TRIZ理论中,当系统要求一个参数向相反方向变化时,就构成了物理矛盾,例如,系统要求温度既要升高,也要降低;质量既要增大,也要减小;缝隙既要窄,也要宽等。这种矛盾的说法看起来也许会觉得荒唐,但事实上在多数工作中都存在这样的矛盾。 
例:现在手机制造要求整体体积设计得越小越好,便于携带,同时又要求显示屏和键盘设计得越大越好,便于观看和操作,所以对手机的体积设计要求具有大、小两个方面的趋势,这就是手机设计的物理矛盾。
    物理矛盾一般来说有2种表现:
    一是系统中有害性能降低的同时导致该子系统中有用性能的降低。
    二是系统中有用性能增强的同时导致该子系统中有害性能的增强。

常见的物理矛盾

类别

                   物理矛盾

 

几何类

 

  长与短

 

  圆与非圆

对称与非对称

 

  锋利与钝

平行与交叉

 

  窄与宽

  厚与薄

 

水平与垂直

材料及

能量类

  多与少

时间长与短

密度大与小

黏度高与低

导热率高与低

功率大与小

温度高与低

摩擦系数大与小

 

功能类

 

喷射与堵塞

 

运动与静止

    推与拉

 

    强与弱

    冷与热

 

    软与硬

    快与慢

 

成本高与低

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    二、解决物理矛盾的分离原理
    对于物理矛盾的解决,TRIZ提供了4个分离原理:空间分离,时间分离,条件分离,整体与部分分离。分离原理简单说来可以归纳为4大分离原理和11种分离方法。

分离原理

    释义

 

将矛盾双方在不同的空间分离,

 

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

 

将矛盾双方在不同的时间分离,

 

时间分离

 

以降低解决问题的难度。当系统矛盾双方在某一空间只出现一方时,时间分离是可能的

 

将矛盾双方在不同的条件下分离,以降低解决问题的难度。

条件分离

 

 

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

 

将矛盾双方在不同的层次分离,

  整体与

 

部分分离

 

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

    物理矛盾的11种分离方法:
    1)相反需求的空间分离。从空间上进行系统或子系统的分离,以在不同的空间实现相反的需求。
    比如,矿井中,喷洒弥散的小水滴是一种去除空气中的粉尘很有效的常用方式,但是,小水滴会产生水雾,影响可见度。为解决这个问题,建议使用大水滴锥形环绕小水滴的喷洒方式。
    2)相反需求的时间分离。从时间上进行系统或子系统的的分离,以在不同的时间段实现相反的需求。
    比如,根据焊接的缝隙宽窄的变化,调整焊接电极的波形带宽,这样电极的波形带宽随时间是变化的,以获得最佳的焊接效果。
    3)系统转换1a。将同类或异类系统与超系统结合。
    比如,在多地震地区,用电缆将各建筑物连接起来,通过各建筑物的自由摆动对地震进行监测和分析预报。
    4)系统转换lb。从一个系统转变到相反的系统,或将系统和相反的系统进行组合。
    比如,为止血,在伤口上贴上含有不相容血型血的纱布垫。
    5)系统转换lc。整个系统具有特性“F”,同时,其零件具有相反的特性“一F”。
    比如,自行车的链轮传动结构中的链条,其链条中的每颗链节是刚性的,多颗链节连接组成的整个链条却具有柔性。
    6)系统转换2.将系统转变到继续工作在微观级的系统。
    比如,液体撒布装置中包含一个隔膜,在电场感应下允许液体穿过这个隔膜(电渗透作用)。
    7)相变1。改变一个系统的部分相态,或改变其环境。
    比如,氧气以液体形式进行储存、运输、保管,以便节省空间,使用时压力释放下转化为气态。
    8)相变2。改变动态的系统部分相态(依据工作条件来改变相态)。
    比如,热交换器包含镍钛合金箔片,在温度升高时,交换镍钛合金箔片位置,以增加冷却区域。
    9)相变3。联合利用相变时的现象。
    比如,为增加模型内部的压力,事先在模型中填充一种物质,这种物质一旦接触到液态金属就会气化。
    10)相变4。以双相态的物质代替单相态的物质。
    比如,抛光液由含有铁磁研磨颗粒的液态石墨组成。
    11)物理一化学转换。物质的创造——消灭,是作为合成一分解、离子化一再结合的一个结果。
    比如,热导管的工作液体在管中受热区蒸发并产生化学分解。然后,化学成分在受冷区重新结合恢复到工作液体。

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