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,手机具有通话、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。
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。
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。
TRIZ理论的创始人———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。
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TRIZ理论中包含的分割、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。
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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。