物理矛盾和技术矛盾.doc

物理矛盾和技术矛盾物理矛盾和技术矛盾任何产品都具有一个或多个功能，如：汽车具有运输、牵引等功能，具有通话、上网、拍照等功能，铅笔具有书写、绘画等功能……可以说：产品是多种功能的复合载体，为了实现这些功能（即产品应当具有与其相关的性能），产品就要由多个零部件（且相互关联）组成为了提高产品的市场竞争力，需要根据市场需求不断地对产品的某个或某些性能进行改进或创新设计当改变某个零部件的设计，即提高产品某方面的性能时，可能会影响到与被改进零部件相关联的零部件，结果就可能导致产品的另一方面的性能受到影响如果由于改进而产生的影响是负面影响，则改进设计就出现了矛盾因此可以说，创新设计要做的工作就是解决改进设计过程中的各种矛盾，将主要工作聚焦于“矛盾”这一焦点上 TRIZ 将矛盾分为两类：物理矛盾（PhysicalContradictions）和技术矛盾（TechnicalContradictions） 物理矛盾 物理矛盾是 TRIZ 研究的主要问题之一它是指为了实现某种功能，一个子系统或元件应具有一种特性，但同时出现了与该特性相反的特性物理矛盾的核心是指对一个物体或系统中的一个子系统有相反的、矛盾的要求。

例如：为了便于加速并降低加速时的油耗，汽车的底盘应有较小的重量，但为了保证高速行驶时汽车的安全，底盘又应有较大的重量，这种要求底盘同时具有大重量和小重量的情况，对于汽车底盘的设计来说就是物理矛盾，解决该矛盾是汽车底盘设计的关键 物理矛盾的两种表现： ①一个子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； ②一个子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 物理矛盾的解决原理 物理矛盾的解决一直是 TRI研究的重要内容TRI的创始人———G.S.Altshuller 提出了包含有矛盾特性的空间分离、矛盾特性的时间分离、通过物理作用及化学反应使物质从一种状态过渡到另一种状态等 11 种解决原理正确、科学地应用这些原理我们就可以逐步实现对物理矛盾的深入分析和标准化，最终实现物理矛盾的解决 技术矛盾 技术矛盾是指一个作用同时产生有用及有害两种效应，也可指有用效应的引入或有害效应的消除导致一个或几个子系统变坏技术矛盾常表现为一个系统中两个子系统之间的矛盾，而且总是涉及到两个基本参数：当其中一个得到改进时，另一个变得更差 技术矛盾通常有以下三种表现： ①一个子系统中引入一种有用性能后，导致另一个子系统产生一种有害性能，或增强了已存在的有害性能； ②一种有害性能导致另一个子系统有用性能的变化； ③有用性能的增强或有害性能的降低使另一个子系统或系统变得更加复杂。

技术矛盾的解决原理 TRI总结了 39 个通用工程参数来描述矛盾实际应用中，把构成矛盾的双方内部性能用这 39 个工程参数中的某两个来表示，即把实际工程设计中的技术矛盾转化为标准的技术矛盾，然后运用 TRI中包含的分割、分离、等势性、维数变化、振动原理等 40 个发明创新原理同样的，只要正确、科学地应用这些原理，我们就可以逐步实现对技术矛盾的深入分析和标准化，最终实现技术矛盾的解决注：随着 TRIZ 的发展，发明原理与工程参数的数目都有增加，请参阅创造论坛的有关主题）一般来说，相对于技术矛盾，物理矛盾显得更加尖锐和明显，并且技术矛盾的存在往往隐含着物理矛盾的存在，有时物理矛盾的解决比技术矛盾的解决更容易如果最终能够准确确定物理矛盾，那么该问题就能够较为容易地解决在解决实际创新设计问题时，应当努力把问题中所面临的物理矛盾和技术矛盾分析清楚，然后运用相应的解决原理和方法，对症下药，一一解决，最终就能够获得问题的最优解 案例故事http://www.creativity.edu.tw/group/case.php經濟部工業局創意生活產業http://www.creativelife.org.tw/creative/index.php基于 TRI的产品创新设计转贴自：e-work [2007-9-25] 1 引言产品创新是制造业在市场竞争中取胜的关键。

如果把产品设计分为产品定义、概念设计、技术设计及详细设计几个阶段，而概念设计则是与创新紧密相关的一个阶段，是产品开发过程中最重要的环节之一，是制造业的灵魂产品的功能、造型、结构、质量、成本以及可制造性、可维修性、报废后的处理以及人-机(产品)-环境关系等等，原则上都是在产品的设计阶段确定的据统计，产品生命周期成本的 80%~90%是由设计阶段最早的 10%~20%环节决定的产品创新设计的能力已成为决定企业乃至国家在全球化竞争中地位的首要因素所谓创新是指新的可行解或概念，该解或概念与已有的解或概念相比应具有明显的竞争优势为此，创新需要打破思维定势、跨领域综合运用各学科知识解决问题，需要为工程师从事产品创新提供可操作性的方法，给出解决问题的原理和方向2 TRITRI是“创造性解决问题的方法”的俄文简称，英文简称“TIPS”该理论是前苏联 G.S.Altshuller 等人从 1946 年开始在研究大量专利产品的基础上提出的经过 50 多年的发展,TRIZ 已经形成了一套较为完整的理论体系和工具TRI认为创造性地解决的问题是指包含至少一个矛盾的问题当技术系统某个特性或参数得到改善时，常常会引起另外的特性或参数劣化、该矛盾称为“技术矛盾”。

为了解决由参数变化引起的技术矛盾，Altshuller 从他所研究的 4 万个专利解决方法中发现只有 39 个参数改进或劣化，每个问题可以描述为 39 个参数中任意 2 个参数间的冲突，过去的许多专利从不同领域多次重复地解决了这些矛盾，Altshuller 根据这些解决方法总结了 40 条创新原理(见表 1)用于解决这些矛盾他把 39 个参数作为改善参数和劣化参数并分别作为一张表的行和列，由此组成了一个 39x39 矛盾矩阵(见表2)，并为行列交叉点形成的每个矛盾提供了最常用的创新原则但值得注意的是并不是每个参数都构成矛盾解决技术矛盾的过程见图 13 工程实例实例：波音 737 发动机引擎罩的创新设计波音公司在开发 737 的改进型飞机时，为了提高飞机的飞行速度，要用功率更大的引擎代替原有的引擎但引擎的功率越大，就需要有更多的空气，于是飞机引擎罩的直径就必须增大，而增大的引擎罩离地面的距离也就更近了，由此产生了技术矛盾在此，需要改进的参数是参数 9——速度，对应于矛盾矩阵表中是第 10 行；同时发生恶化的参数是参数 4——静止物体的体积，对应于矛盾矩阵表中是第 5 列根据矛盾矩阵表推荐的发明原理为原理 29、原理 4、原理 38 和原理 34。

根据发明原理 4——对称性原理提出了如下解决方法：(1)改变引擎罩的形状，或将对称改为不对称；(2)增加引擎罩不对称的程度该问题的最终解决方案是增加引擎罩的直径，并且将其底部改成平面，从而使引擎罩远离地面4 计算机辅助创新(CAI)基于 TRI的计算机辅助创新 CAI(Computer Aided Innovation)软件在发达国家的企业，特别是大企业应用效果较好，已成为 CAI 软件开发的一个热点在美国，基于 TRI方法的计算机软件也陆续开发出来，主要有 Innovation Machine 公司的TechOptimizer 和 Ideation International 公司的 Innovation Workbench(IWB)等在欧美国家计算机辅助创新技术得到越来越广泛的研究和应用，一些著名的公司GE、Motorala、Ford、HP、GM、IBM 等都已开始使用计算机辅助创新技术解决工程技术问题，并使之成为企业、尖端技术领域解决技术难题和实现创新的有效工具新的软件还在不断出现，这些软件使 TRIZ 中的概念、原理、工具与知识库紧密结合，应用这些软件设计者能充分利用优秀的工程设计实例，为正在开发中的产品提供设计参考，使设计快速、有效、高质量地完成。

基于 TRI的 CAI 软件 Invention Tool 2.0 已在国内开发成功该软件主要包括发明原理、技术进化及效应 3 个模块，以及与之对应的 3 个工程实例库操作者首先根据已确定的冲突在“搜索引擎”处选定表示冲突双方的两个标准工程参数；之后软件自动显示可用的发明原理；然后设计者选定原理，软件解释该原理的意义，同时显示与该原理对应的若干工程实例；最后设计者选择实例序号，软件显示工程实例的工作原理简图并解释该图对应于每一条发明原理，有若干个工程实例，可通过浏览及研究这些实例，将一些特性传递给所从事的产品设计，提出创新的原始构思5 TRIZ 技术的推广策略在进一步推广应用 TRIZ 方法上，日本的中川提出了一套“ 慢而稳”的 TRIZ 企业引进策略：(1)培养企业 TRIZ 带头人2)充分应用企业外部 TRIZ 资源3)方法学的选择与学习4)软件工具的尝试使用5)TRIZ 知识的传播与实践6)建立更广、更健全的 TRIZ 实施环境这套在日本行之有效的方法，笔者认为同样也适合于我国的装备制造业6 结束语装备制造业是我国工业的支柱产业，但还存在着产品老化、技术创新能力不足等情况，关键是缺乏快速响应市场的新产品开发及制造技术创新的能力，迫切需要获得新产品开发技术的支持。

而 TRI和基于 TRI的计算机辅助创新技术的研究和应用顺应了我国制造业发展的技术需求，具有广阔的应用前景基于 TRI的产品创新设计转贴自：e-work [2007-9-25] 1 引言产品创新是制造业在市场竞争中取胜的关键如果把产品设计分为产品定义、概念设计、技术设计及详细设计几个阶段，而概念设计则是与创新紧密相关的一个阶段，是产品开发过程中最重要的环节之一，是制造业的灵魂产品的功能、造型、结构、质量、成本以及可制造性、可维修性、报废后的处理以及人-机(产品)-环境关系等等，原则上都是在产品的设计阶段确定的据统计，产品生命周期成本的 80%~90%是由设计阶段最早的 10%~20%环节决定的产品创新设计的能力已成为决定企业乃至国家在全球化竞争中地位的首要因素所谓创新是指新的可行解或概念，该解或概念与已有的解或概念相比应具有明显的竞争优势为此，创新需要打破思维定势、跨领域综合运用各学科知识解决问题，需要为工程师从事产品创新提供可操作性的方法，给出解决问题的原理和方向2 TRITRI是“创造性解决问题的方法”的俄文简称，英文简称“TIPS”该理论是前苏联 G.S.Altshuller 等人从 1946 年开始在研究大量专利产品的基础上提出的。

经过 50 多年的发展,TRIZ 已经形成了一套较为完整的理论体系和工具TRI认为创造性地解决的问题是指包含至少一个矛盾的问题当技术系统某个特性或参数得到改善时，常常会引起另外的特性或参数劣化、该矛盾称为“技术矛盾”为了解决由参数变化引起的技术矛盾，Altshuller 从他所研究的 4 万个专利解决方法中发现只有 39 个参数改进或劣化，每个问题可以描述为 39 个参数中任意 2 个参数间的冲突，过去的许多专利从不同领域多次重复地解决了这些矛盾，Altshuller 根据这些解决方法总结了 40 条创新原理(见表 1)用于解决这些矛盾他把 39 个参数作为改善参数和劣化参数并分别作为一张表的行和列，由此组成了一个 39。