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。
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 。
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。