TRIZ学习笔记5: 技术矛盾和物理矛盾

孙博:学习方法论的核心还是真正解决实际的问题。实际做项目时,很少用矛盾矩阵的工具;建议多了解一下这40个发明原理,可以打开解决问题的思路,特别是前20个发明原理。技术矛盾用得很少,物理矛盾用得更多。

实际工作中,最头疼的是找不到问题的解决方向。 所以用triz的分析和解决问题的工具,清晰的分析问题至关重要。**不要着急,要慢慢的分析问题!**如何看待问题很重要!

孙博在国家能源集团,从12年到22年,推行了十年的TRIZ方法论,切切实实帮助和辅导项目团队,解决具体的问题,产生实实在在的价值。

很多问题都是矛盾没有解决,所有/绝大部分的矛盾都可以用技术方法解决。


一、技术矛盾

技术矛盾 Technical contradiction:在试图改善一个工程系统时导致另外一个参数的恶化。
使用矛盾矩阵,解决问题。

技术矛盾的描述方式:如果___, 那么___,但是 ____。

39个工程参数:
40个发明原理:
矛盾矩阵:

解决步骤:

  • 描述关键问题:清晰的描述问题
  • 技术矛盾的描述:如果__,那么__,但是__。
  • 查阅矛盾矩阵,找到发明原理
  • 确定具体的解决方案

降低成本的案例分析:防水马达替换为普通马达,解决替代产生的技术矛盾

案例描述:在某工艺中,需要用到马达来驱动某个装置,但周边的环境中的液体会流入到马达中,导致马达被烧毁,马达的密封会导致整个系统结构复杂,而且成本昂贵。如何解决这个问题?

这是一个降低成本的工作,没有有害功能的组件,从TRIZ的角度来看,主要有两种降低成本的方法:

  • 剪裁的方法:直接去掉成本高的部件,然后解决剪裁模型的问题
  • 替换的方法:用低成本的组件替换,然后再解决产生的新问题。

分析和解决步骤:

  1. 列出来各个组件的成本,先确认成本最贵的组件,比如“气缸”。
  2. 气缸上下移动,容易被液体渗入,所以用的是“防水气缸”
  3. 替换策略:是否可以将昂贵的防水气缸替换成普通气缸,然后我们再去解决替换之后的新问题! 就像剪裁之后要解决裁剪问题,替换之后产生了新问题,同样是实现了问题转换(或者说从单纯成本问题,变成了一个技术问题)。
  4. 用技术矛盾去分析:如果使用普通气缸(不对气缸进行密封),那么结构比较简单,但是马达会损坏
  5. 确定技术矛盾中的改善和恶化的参数:
  6. 工程参数:结构简单对应“36 复杂性”,马达损坏对应“27可靠性”
  7. 查看矛盾矩阵,找到“原理13:反向作用”,和“发明原理35:相变”和“发明原理1:分割”

根据反向原理,可以把气缸放在上面(被否定,流水线上面不能放东西),工程师想到一个新的“反向作用”的办法,气缸倒装,完美解决,如下图所示。

看完孙博士的这个案例分享,不禁再次感慨,问题解决之后,看起来都很简单,但实际上,确定问题的解决方向才是最困难的,就像这儿确定用哪个发明原理。

二、物理矛盾

概念:工程系统的同一个参数有相反且合乎逻辑的需求。
物理矛盾的描述方式:参数P应该+A,因为B;但是,参数P应该-A,因为C

五种分离原理

  • 空间
  • 时间
  • 关系 (工程系统针对不同的对象,具备不同的特征;比如广场舞大妈带耳机,
  • 方向 (工程系统在不同的方向,具备不同的特征,比如多向异性,例如横向导电纵向不导电)
  • 系统级别(整体与部分)

分离原理和发明原理的对应关系:每个分离原理都有对应的发明原理,从而引导具体的分离方法。

  • “空间分离”对应的发明原理:分割,抽取,局部质量,嵌套,非对称,一维变多维。
  • “时间分离”对应的发明原理:预先反作用,预先作用,预先应急措施,动态化,抛弃与再生。
  • “关系分离”对应的发明原理:局部质量,一维变多维,周期性动作,多孔材料,改变颜色(想起了电脑防窥膜),复合材料
  • “方向分离”对应的发明原理:非对称,复合材料,物理和化学参数变化,曲面化,一维变多维,改变颜色,嵌套
  • “系统分离”对应的发明原理:分割,合并,等势性,同质性。

其他教材中,分离原理分成了空间、时间、条件和系统四种方法。其中的条件分离,强调的是“不同条件下”,条件就包括了上面所说的方向和关系等情况。

九屏幕法(系统算子)

根据过去、现在和未来,超系统、系统、子系统这两个维度去考虑问题,一共九个维度。
比如一棵树,可以从时间(从树苗开始的成长过程)和系统(大树整体,树枝,树叶等)。

九屏幕法强启发我们,考虑问题要尽量站在更高的层次,而不要紧局限于当下的系统格局。

资源分析:这是二级triz的关键知识点,此处略。

经典triz工具总结

阿奇树勒说,解决发明问题,就像解决数学方程组。不同的问题模型,对应不同的triz工具。针对一个关键问题,我们先按照问题模型进行转化,然后根据模型解,给出该问题的具体解。


triz工具:矛盾矩阵,分离原理,效应库,标准解等。

功能模型(How to模型,使能模型):使用“功能导向搜索”和“效应库”,这是最重要的工具之一。

孙博士强调,工程师要解决“花钱都无法解决的问题”,能花钱解决的问题都直接用现成的解决方案,不要重新造轮子。

现代TRIZ理论

经典triz:对某个问题,如何正确的解决问题。
经典triz的硬伤是缺乏分析问题的工具,因为专利之中只有问题和解决方案,却不会提及这个问题的来源和分析过程。而实际工作中,最困难的还不是解决问题,而是确定问题的解决方向,或说解决哪个关键问题。所以”功能分析、剪裁、因果链分析“等分析问题工具逐渐融入triz方法论之中。

现代TRIZ理论的应用

  • ·全面分析问题
  • ·解决发明问题
  • ·解决质量问题
  • ·TRIZ应用于专利产生、规避及布局策略
  • ·大幅降低成本
  • ·潜在MPV的挖掘
  • ·产品发展预测
  • ·制定产品发展策略

案例:手机电池

我的练习:(事后发现我对问题的理解有点偏了,我以为是先交联,再到辊轮上)

技术矛盾

  1. 描述关键问题:电池隔膜温度比较高,会粘附在辊轴上;使用热风降温时,热风压力不足,无法将温度从200降到50;继续提高热风压力,存在安全隐患。
  2. 将问题转化成技术矛盾:如果提高压缩空气风压,那么隔膜温度下降到合理的范围,但是风压高会有安全隐患。
  3. 识别技术矛盾中的参数:改善的参数为隔膜温度,恶化的参数为高风压会产生安全隐患。
  4. 将参数转化为工程参数:隔膜不粘附的状态对应于“17温度”,高风压的安全隐患对应于“27可靠性”,
  5. 17和27的矛盾矩阵时19,35,3,10

物理矛盾:

  1. 关键问题:
  2. 物理矛盾:压缩空气的压力应该足够高,因为这样才能冷却隔膜温度;但是,压缩空气的压力应该低,因为这样才不会有安全隐患。
  3. 导入关键关键词:在辊轴上的温度不能高,否则会粘附;在辊轴之前的温度可以高,此时还不知粘附。(时间、空间,方向,关系,系统)
  4. 分离原理:空间分离
  5. 发明原理:1分割,17一维变多维
  6. 具体的解决方案:交联之后就开始吹压缩空气,放置数个压缩空气吹口,这样就可以避免压力太大。

实际答案

技术矛盾:

  1. 关键问题:温度太高导致脱模困难
  2. 技术矛盾:如果温度高,那么可以发生交联反应,但是不容易脱模。
  3. 改善的参数:发生交联反应,恶化的参数:不易脱模
  4. 转化为工程参数,发生交联反应对应 39生产率,不容易脱模对应32可制造性
  5. 查找发明原理: 35物理化学参数变化;28机械系统替代,2抽取,24借助中介物

物理矛盾:

  1. 关键问题
  2. 物理矛盾:温度应该高,因为要发生交联反应;但是,温度应该低,因为要脱模。
  3. 棍轮的前端温度应该高,因为要发生交联反应;但是,棍轮的厚度温度应该低,因为要脱模
  4. 适用空间分离
  5. 根据发明原理3:局部质量
  6. 具体办法:

2022-3-28 天津