创新思维与TRIZ创新方法教学课件06技术矛盾与矛盾矩阵.ppt

第6章 技术矛盾与矛盾矩阵,技术矛盾39个通用工程参数矛盾矩阵利用矛盾矩阵求解技术矛盾矛盾矩阵的发展实验与思考：应用矛盾矩阵获取问题解决方案,第6章 技术矛盾与矛盾矩阵技术矛盾,技术矛盾是两个参数之间的矛盾，指在改善对象的某个参数（A）时，导致另一个参数（B）的恶化。此时，称参数A和参数B构成了一对技术矛盾。例如，改善了某个对象的强度，却导致其重量的恶化；改善了某个对象的生产率，却导致了其复杂性的恶化；改善了某个对象的温度，却导致了其可靠性的恶化，等等。例如桌子强度增加，导致重量增加，桌面面积增加，导致体积增大。,第6章 技术矛盾与矛盾矩阵,技术矛盾是两个参数之间的矛盾，指在改善对象的某个参数（A）时,改善并不一定是指参数值的增加，也可能是指参数值的降低。例如，改善飞机发动机的重量特性，就是指如何在保持发动机主要技术性能不变的前提下，降低发动机的重量。所以，这里所说的改善是指“功能”的提升，而不是“数值”的增加。在TRIZ研究中，阿奇舒勒及其同事们查阅了世界各国的大量专利，并从中挑选出了那些成功地解决了矛盾的专利进行研究。通过对这些专利的分析，提出了40个发明原理，而40个发明原理是解决技术矛盾的独特工具。,第6章 技术矛盾与矛盾矩阵,改善并不一定是指参数值的增加，也可能是指参数值的降低。例如，,从矛盾的观点来看，A和B之间之所以存在这样一种类似于“跷跷板”的关系，是因为A和B之间既对立（具体表现为A和B之间这种类似于反比的关系）又统一（具体表现为A和B位于同一个系统中，A 与B 相互联系，互为依存）。,6.1 技术矛盾,从矛盾的观点来看，A和B之间之所以存在这样一种类似于“跷跷板,例6-1 坦克装甲的改进在第一次世界大战中，英军为了突破敌方由机枪火力点、堑壕、铁丝网组成的防御阵地，迫切需要一种将火力、机动、防护三个方面结合起来的新型进攻性武器。1915年，英国利用已有的内燃机技术、履带技术、武器技术和装甲技术，制造出了世界上第一辆坦克“小游民”坦克（图6-1）。当时为了保密，称其为“水箱”。1916年9月15日，英军在索姆河战役中首次使用坦克来配合步兵进攻，使久攻不动的德军阵地一片混乱，而英军士气得到极大的鼓舞。,6.1 技术矛盾,例6-1 坦克装甲的改进6.1 技术矛盾,图6-1 第一次世界大战中的世界上第一辆坦克“小游民”坦克,图6-1 第一次世界大战中的世界上第一辆坦克“小游民”,这场战役使各个国家认识到了坦克在战场上的价值，于是纷纷开始研发并装备坦克作为阵地突破的重型器械。同时，各国也开始寻求能够有效摧毁这种新式武器的方法，并开发出了相应的反制兵器。在以后的战争中，随着坦克与反坦克武器之间较量的不断升级，坦克的装甲越做越厚。到第二次世界大战末期，坦克装甲的厚度已经由第一次世界大战时的十几毫米变为一百多毫米，其中德国“虎II”式重型坦克重点防护部位的装甲厚度达到了180毫米（图6-2）。随着坦克装甲厚度的不断增加，坦克的战斗全重也由最初的7吨多迅速增加到将近70吨。重量的增加直接导致了速度、机动性和耗油量等一系列问题的出现。在本例中，装甲的厚度与坦克的战斗全重这两个参数，就构成了一个技术矛盾。,6.1 技术矛盾,这场战役使各个国家认识到了坦克在战场上的价值，于是纷纷开始研,图6-2 第二次世界大战中的德国“虎II”式重型坦克,图6-2 第二次世界大战中的德国“虎II”式重型坦克,大多数针对技术矛盾的启发式方法都是由阿奇舒勒在1940年到1970期间验证和确认的，如今它们依然可以用来指导我们所遇到的许多发明问题。从大量来自于前苏联、美国、德国和其他国家的专利中，阿奇舒勒选择了大约4万多个属于第二级、第三级和第四级的专利，并从中抽取出适用于工程领域的40个发明原理和39个通用工程参数。这些工程参数如表6-1所示。,6.2 39个通用工程参数,大多数针对技术矛盾的启发式方法都是由阿奇舒勒在1940年到1,创新思维与TRIZ创新方法教学课件-06-技术矛盾与矛盾矩阵,在39个通用工程参数中，任意两个不同的参数就可以表示一种技术矛盾。通过组合，可以表示1482种最常见的、最典型的技术矛盾，足以描述工程领域中出现的绝大多数技术矛盾。可以说，39个通用工程参数是连接具体问题与TRIZ的桥梁。借助于39个通用技术参数，可以将一个具体问题转化并表达为标准的TRIZ问题。,6.2 39个通用工程参数,在39个通用工程参数中，任意两个不同的参数就可以表示一种技术,从表6-1中可以看出，许多参数都被区分为“运动对象的”和“静止对象的”。所谓“运动对象”是指可以很容易地改变空间位置的对象。不论对象是靠自己的能力来运动，还是在外力的作用下运动。交通工具和那些被设计为便携式的对象都属于运动对象，例如，车辆、船舶、手机、笔记本电脑等。而“静止对象”是指空间位置不变的对象。不论是对象靠自己的能力来保持其空间位置的不变，还是在外力的作用下保持其空间位置的不变。判断的标准是：在对象实现其功能的时候，其空间位置是否保持不变，例如，建筑物、台式计算机、洗衣机、写字台等。,6.2 39个通用工程参数,从表6-1中可以看出，许多参数都被区分为“运动对象的”和“静,准确地理解每个参数的含义，有助于我们从问题中正确地抽取矛盾。因此，有必要对这39个通用工程参数的基本含义进行逐一介绍。当然，由于这39个参数具有高度的概括性，所以很难将其定义得非常精确。从另一个角度来说，也不能将它们定义得过于死板，否则就失去了其应有的灵活性。,6.2 39个通用工程参数,准确地理解每个参数的含义，有助于我们从问题中正确地抽取矛盾。,在对这些工程参数进行简要解释时，其中所说的对象既可以是技术系统、子系统，也可以是零件、部件或物体。1）运动对象的重量。指运动对象的质量在重力场中的表现形式，是对象施加在其支撑物或悬挂物上的力。2）静止对象的重量。指静止对象的质量在重力场中的表现形式，是对象物体施加在其支撑物、悬挂物或其所在表面上的力。3）运动对象的长度。任何线性尺寸都可以被看作是长度。注意：不一定是对象最长的那个尺寸。例如，一个运动的长方体的长、宽、高都可以看作是运动物体的长度。4）静止对象的长度。同3）。,6.2 39个通用工程参数,在对这些工程参数进行简要解释时，其中所说的对象既可以是技术系,5）运动对象的面积。由线所围成的面所描述的几何特性，被对象所占据的某个面的局部，或指用平方单位制（例如，平方米、平方厘米）表示的、一个对象的内表面或外表面的特性。6）静止对象的面积。同5）。7）运动对象的体积。用立方单位制（例如，立方米、立方厘米）表示的、某个对象所占据的空间。例如，长方体的体积可以用“长宽高”表示；圆柱体的体积可以用“底面积高”表示。8）静止对象的体积。同7）。9）速度。某个对象的速度；一个过程（或作用）与完成该过程（或作用）所用的时间的比率。即单位时间内完成某种动作或过程的量。,6.2 39个通用工程参数,5）运动对象的面积。由线所围成的面所描述的几何特性，被对象所,10）力。力用来衡量两个系统间的相互作用。在基础物理学中，力=质量加速度。在TRIZ中，力是指任何试图改变物体状态的相互作用，即使对象或系统产生部分地或完全地、暂时地或永久地变化的能力。11）应力或压力。单位面积上的力，也包括张力。12）形状。对象的外部轮廓、外观。13）对象（成分、组分、布局）的稳定性。对象保持自身完整性的能力，或对象的组成元素在时间上的稳定性。磨损、化学分解、墒增加都会导致稳定性降低。14）强度。指对象对于由力引起的变化的抵抗能力。15）运动对象的作用时间。也称为耐久性（耐用性、稳定性）。既可以指物体能够实现其作用的那一段时间，也可以指服务寿命。平均无故障工作时间是作用持续时间的量度（标准）。,6.2 39个通用工程参数,10）力。力用来衡量两个系统间的相互作用。在基础物理学中，力,16）静止对象的作用时间。同15）。17）温度。对象的热状态。不严谨地来讲，该参数包括其他一些与热或热量相关的参数，例如，影响温度变化速度的参数热容量。18）照度（光强度）。单位面积上的光通量，也可以是其他的照度特性，例如，亮度、照明质量等。19）运动对象所需的能量。对象工作能力的量度。在经典力学中，能量是力和距离的乘积。包括使用超系统所提供的能量（例如，电能或热能）。完成任何特定的工作，都需要能量。20）静止对象所需的能量。同19）。21）功率。完成的工作量与所用时间的比率，或能量的使用速率。22）能量的无效损耗。对所从事的工作没有贡献的能量耗费。,6.2 39个通用工程参数,16）静止对象的作用时间。同15）。6.2 39个通用工程,23）物质的无效损耗。系统中某些原料、物质、零件或子系统的，部分的或全部的、永久的或暂时的，对系统所从事的工作没有贡献的损耗。24）信息的损失。系统中数据（或数据访问权限）的部分的或全部的、永久的或暂时的损失。常常包括感官上的信息，例如，气味、声音等。25）时间的无效损耗。时间是指某个行为的持续时间。时间的无效损耗是指对所从事的工作没有贡献的时间耗费。改善时间的损耗意味着缩短实施某个行为所需的时间。“缩短交期”是一个通用词语。26）物质的量。系统中能够完全地或部分地、永久地或暂时地被改变的原料、物质、零件或子系统的个数或数量。,6.2 39个通用工程参数,23）物质的无效损耗。系统中某些原料、物质、零件或子系统的，,27）可靠性。系统以可预见的方式，在可预见的条件下，执行其预期功能的能力。28）测量的精确性。系统中某个特性的测量值与其实际数值之间的接近程度。通过减少测量过程中的误差可以增加测量的精确性。29）制造精度。对象（或系统）的实际特性与规定的（或要求的）特性之间的一致程度。30）作用于对象的外部有害因素。系统对于外部产生的（有害）影响（作用）的敏感度。31）对象产生的有害因素。有害因素会降低对象（或系统）机能的效率或质量。这些有害影响是由对象（或系统）产生的，是对象（或系统）运行过程的一部分。32）可制造性（易制造性）。系统在制造或装配过程中的便利、舒适或容易的程度。,6.2 39个通用工程参数,27）可靠性。系统以可预见的方式，在可预见的条件下，执行其预,33）可操作性（易用性、易操作性）。操作的简单、容易。如果需要许多的步骤，需要特殊的工具或需要许多高技术的工人等条件才能操作技术系统，那么技术系统就是不方便的。通常，一个方便的过程由于具有正确完成其功能的可能性，因而具有高的收益。34）可维修性（易修性、易修理性）。是一种质量特性。例如，对于系统中出现的故障或毛病来说，进行维修时，方便、简单、需要的时间短。35）适应性（或多功能性）。系统对外部变化明确响应的能力以及系统的多功能性，即系统能够在多种环境中以多种方式被使用的能力。,6.2 39个通用工程参数,33）可操作性（易用性、易操作性）。操作的简单、容易。如果需,36）系统的复杂性。系统中所包含的元素的数量和多样性以及元素间相互作用关系的数量和多样性。使用者也可能是使系统复杂性增加的元素。对系统进行控制的难易程度就是对其复杂性的一种度量。37）检测的难度。对系统的测量或监测是困难的、昂贵的，需要大量的时间和劳动来建立、使用检测系统，组件之间的关系模糊，或存在组件之间彼此干涉，均表现为检测的难度。为降低检测误差而增加测量的成本也同样是增加测量的难度。38）自动化程度。在没有“人”参与的情况下，对象完成其功能的程度。最低水平的自动化：利用手工操作的工具；中等水平的自动化：人对工具编程，并观测工具的运行，在需要的时候可以中断其运行或修改运行程序；高水平的自动化：机器感知操作需求，自我编制操作流程，并监控自己的操作。,6.2 39个通用工程参数,36）系统的复杂性。系统中所包含的元素的数量和多样性以及元素,39）生产率。在单位时间内，某子系统或整个技术系统所执行的功能或操作的数量。执行一个单位的功能或操作所需要的时间，或者指单位时间内，子系统或整个系统的输出，或产生一个单位的输出所需要的成本。,6.2 39个通用工程参数,39）生产率。在单位时间内，某子系统或整个技术系统所执行的功,为了应用方便和便于理解，可将上述39个通用工程参数大致分为以下三类：1）通用物理及几何参数。运动物体和静止物体重量、运动物体和静止物体的尺寸、运动物体和静止物体面积、运动物体和静止物体体积、速度、力、应力或压强、形状、温度、照度、功率；2）通用技术负向参数。运动物体和静止物体作用时间、运动物体和静止物体能量消耗、能量损失、物质损失、信息损失、时间损失、物质的量、作用于对象的有害因素、对象产生的有害因素；3）通用技术正向参数。对象的稳定性、强度、可靠性、测量精度、制造精度、可制造性、操作流程的方便性、可维修性、适应性和通用性、系统的复杂性、控制和测量的复杂度、自动化程度、生产率。,6.2 39个通用工程参数,为了应用方便和便于理解，可将上述39个通用工程参数大致分为以,所谓负向参数，是指当这些参数的数值变大时，会使系统或子系统的性能变差。如子系统为完成特定的功能时，所消耗的能量（No.1920）越大，则说明这个子系统设计得越不合理。所谓正向参数，是指当这些参数的数值变大时，会使系统或子系统的性能变好。如子系统的可制造性（No.32）指标越高，则子系统制造的成本就越低。,6.2 39个通用工程参数,所谓负向参数，是指当这些参数的数值变大时，会使系统或子系统的,通过对大量专利的研究，阿奇舒勒发现了一种现象，即针对某一种由两个通用工程参数所确定的技术矛盾来说，40个发明原理中的某一个或某几个发明原理被使用的次数要明显比其他的发明原理多，换句话说，一个发明原理对于不同的技术矛盾的有效性是不同的。如果能够将发明原理与技术矛盾之间的这种对应关系描述出来的话，技术人员就可以直接使用那些对解决自己所遇到的技术矛盾最有效的发明原理，而不用将40个发明原理一个一个地试一遍了。于是，阿奇舒勒将40个发明原理与39个通用工程参数相结合，建立了矛盾矩阵，如表6-2所示。,6.3 矛盾矩阵,通过对大量专利的研究，阿奇舒勒发现了一种现象，即针对某一种由,创新思维与TRIZ创新方法教学课件-06-技术矛盾与矛盾矩阵,在矛盾矩阵表中，左边是技术人员希望改善的139个通用工程参数，表的上面一行表示被恶化的139个通用工程参数，即由于改善了第一列中的某个参数而导致第一行中某个参数的恶化。位于矛盾矩阵中对角线上的单元格（以灰色填充的单元格），它们所对应的矛盾是物理矛盾，即改善的参数和恶化的参数相同。,6.3 矛盾矩阵,在矛盾矩阵表中，左边是技术人员希望改善的139个通用工程参,矛盾矩阵中间的单元格中的数字是发明原理的序号，每个序号对应于一个发明原理。这些序号是按照统计结果进行排列的，即排在第一位的那个序号所对应的发明原理在解决该单元格所对应的这种技术矛盾的时候，被使用的次数最多，依此类推。当然，在大量被分析的专利当中，用于解决某个单元格所对应的技术矛盾的发明原理不仅仅只有该单元格中所列出的那几个。只是从统计的角度来说，单元格中所列出来的那些发明原理的使用次数明显比其他的发明原理的使用次数多而已。,6.3 矛盾矩阵,矛盾矩阵中间的单元格中的数字是发明原理的序号，每个序号对应于,使用矛盾矩阵的具体步骤是：1）从问题中找出改善的参数A。2）从问题中找出被恶化的参数B。3）在矛盾矩阵左边一列中，找到要改善的参数A；在矛盾矩阵的上面一行中，找到被恶化的参数B；从改善的参数A所在的位置向右作平行线，从恶化的参数B所在的位置向下作垂直线，位于这两条线交叉点处的单元格中的数字，就是矛盾矩阵推荐给我们的、用来解决由A和B这两个通用工程参数所构成的这种技术矛盾的、最常用的发明原理的序号。,6.3 矛盾矩阵,使用矛盾矩阵的具体步骤是：6.3 矛盾矩阵,需要注意的是：1）对于某一种确定的技术矛盾来说，矛盾矩阵所推荐的发明原理只是给我们指出了最有希望解决这种技术矛盾的思考方向，而这些思考方向是基于对大量高级别专利进行概率统计分析的结果。因此，对于实际工作中所遇到的某个具体的技术矛盾来说，并不是每一个被推荐的发明原理都一定能解决该技术矛盾。2）对于复杂问题来说，如果我们使用了某个发明原理，而该发明原理又引起了另一个新问题的时候（副作用），不要马上放弃这个发明原理。我们可以先解决现有问题，然后将这种副作用作为一个新问题，想办法加以解决。3）矛盾矩阵是不对称的。,6.3 矛盾矩阵,需要注意的是：6.3 矛盾矩阵,解决技术矛盾的核心思想是：在改善技术系统中某个参数的同时，使其他参数不受影响。利用矛盾矩阵解决技术矛盾的过程，大致可以分为以下三个步骤，即分析技术系统，定义和解决技术矛盾。,6.4 利用矛盾矩阵求解技术矛盾,解决技术矛盾的核心思想是：在改善技术系统中某个参数的同时，使,这里包含三个步骤。步骤1：确定技术系统的所有组成元素。首先，通过对技术系统中各个组成元素的分析，可以使我们对每个组成元素的参数、特性和功能有一个全面的认识。其次，通过对各个组成元素之间的相互作用关系的分析，从整体上把握整个系统的作用机制，即不同元素之间存在什么样的相互作用以及它们对于系统整体性能、功能的实现分别起到了什么样的作用。最后，通过上述分析，为找出问题的根源奠定基础。,6.4.1 分析技术系统,这里包含三个步骤。6.4.1 分析技术系统,另外，通过对技术系统进行深入分析，可以确定技术系统中所包含的各个子系统、技术系统所属的超系统以及为找出问题的根源做准备，从而帮助我们更好地理解技术问题。只有这样，才可能从整体上系统地了解现有技术系统的情况：子系统、系统和超系统的过去、现在和未来。实例分析：在例6-1中，作为一个技术系统，坦克由以下几部分组成：武器系统、推进系统、防护系统、通信系统、电气设备、特种设备和装置。,6.4.1 分析技术系统,另外，通过对技术系统进行深入分析，可以确定技术系统中所包含的,步骤2：找出问题的根源，即问题的根本原因找出问题产生的根本原因是彻底解决问题的基础。问题不会平白无故地产生，问题的背后总是隐藏着原因。通常，消除引起问题的原因要比消除问题更容易，也更有效。在头脑中理清技术系统在过去和未来的功能有助于理解技术系统的工作条件。对技术系统未来应具备的功能的理解还可以帮助我们发现新的、未预见到的、不会出现当前问题的工作条件，从而使问题自动得到解决，如图6-3所示。,6.4.1 分析技术系统,步骤2：找出问题的根源，即问题的根本原因6.4.1 分析技,图6-3 问题的逻辑链,图6-3 问题的逻辑链,从图6-3中，可以清楚地看到当前问题是如何产生的，各个相关参数是如何被串起来成为一个链状结构的。对技术系统的过去进行考察，看看是否可以在先前步骤中将问题解决掉。在某些情况下，这种分析可以帮助我们找到问题的解决方案，甚至可以帮助我们消除问题。实例分析：在例6-1中，为了增加坦克的抗打击能力，最直接的方法就是增加坦克的装甲厚度，这导致了坦克重量的增加。从而导致了坦克机动性的降低和耗油量的增加等一系列问题。,6.4.1 分析技术系统,从图6-3中，可以清楚地看到当前问题是如何产生的，各个相关参,步骤3：定义需要改善的参数。可以从以下两个方向来改善技术系统：1）改善已有的正面参数。2）消除（或弱化）负面参数。通过步骤2的分析，可以找出导致当前问题出现的逻辑链，由此。我们就可以找到需要改善的参数。实例分析：在例6-1中，我们可以清楚地看出当前问题是如何产生的，各个相关参数是如何被串起来成为一个链状结构的，如图6-4所示。,6.4.1 分析技术系统,步骤3：定义需要改善的参数。6.4.1 分析技术系统,图6-4 例6-1的逻辑链,图6-4 例6-1的逻辑链,用自然语言可以描述为：为了改善（提高）坦克的抗打击能力，就改善（增加）坦克的装甲厚度，直接导致了坦克战斗全重的恶化（增加），间接导致了坦克机动性的恶化（降低）和坦克耗油量的恶化（增加）。从上述的逻辑推导中，可以看出：要改善的参数是坦克的抗打击能力。对应到39个通用工程参数中，最合适的是强度。所以，在例6-1中，要改善的参数就是强度。,6.4.1 分析技术系统,用自然语言可以描述为：为了改善（提高）坦克的抗打击能力，就改,如前所述，技术矛盾是发生在技术系统中的冲突。如果对技术系统中某一参数的改善会导致系统中其他参数的恶化，就表明技术系统中存在冲突。前面，我们确定了需要改善的参数。在这里，我们需要将技术矛盾明确地定义出来。实例分析：在例6-1中，可以清楚地看出：由于改善了强度这个参数，直接导致了装甲厚度的增加，从而引起了坦克战斗全重的增加。所以，恶化的参数就是坦克的战斗全重，对应到39个通用工程参数中，最合适的是运动对象的重量。,6.4.2 定义技术矛盾,如前所述，技术矛盾是发生在技术系统中的冲突。如果对技术系统中,前面已经得到了改善的参数：强度；现在得到了被恶化的参数：运动对象的重量。从而可以定义出技术矛盾：当我们改善技术系统的参数“强度”的时候，导致了技术系统另一个参数“运动对象的重量”的恶化。可以将这个技术矛盾表示为： 强度运动对象的重量当然，也可以将装甲厚度、机动性或耗油量作为恶化的参数。在本例中，我们只是选择了坦克的重量这个参数而已。选择不同的恶化参数，会得到不同的技术矛盾。,6.4.2 定义技术矛盾,前面已经得到了改善的参数：强度；现在得到了被恶化的参数：运动,定义了技术矛盾以后，就可以使用矛盾矩阵来寻找解决问题的思考方向了。在表6-3左边一列中，找到改善的参数：强度；在表上面一行中，找到被恶化的参数：运动对象的重量。从强度向左，从运动对象的重量向下分别作两条射线，在这两条射线的交叉点所在的单元格中，我们得到四个序号：1、8、40、15。,6.4.3 解决技术矛盾,定义了技术矛盾以后，就可以使用矛盾矩阵来寻找解决问题的思考方,创新思维与TRIZ创新方法教学课件-06-技术矛盾与矛盾矩阵,下面，看看从矛盾矩阵中得到的每个发明原理以及每个发明原理中的指导原则。原理1 分割1）将一个对象分成多个相互独立的部分。2）将对象分成容易组装（或组合）和拆卸的部分。3）增加对象的分割程度。,6.4.3 解决技术矛盾,下面，看看从矛盾矩阵中得到的每个发明原理以及每个发明原理中的,应用指导原则1），意味着将装甲分为多个不同的相互独立的部分；应用指导原则2），意味着将装甲分割为多个容易组装和拆卸的部分；应用指导原则3），意味着增加装甲的可分性，将装甲分割为更多的相互独立的部分，可以是成千上万，甚至上百万份。,6.4.3 解决技术矛盾,应用指导原则1），意味着将装甲分为多个不同的相互独立的部分；,原理8 重量补偿1）将某对象与另一个能提供上升力的对象组合，以补偿其重量。2）通过与环境的相互作用（利用空气动力、流体动力等）实现对象的重量补偿。,6.4.3 解决技术矛盾,原理8 重量补偿6.4.3 解决技术矛盾,应用指导原则1），意味着将某种能够提供上升力的对象与坦克或装甲组合起来，利用该对象提供的上升力来补偿坦克装甲的重量；应用指导原则2），意味着通过改变坦克的结构，从而使坦克能够利用环境中的物质来获得上升力，即能够自己产生上升力的坦克。不幸的是，当前问题的背景是解决陆战坦克的重量问题，不允许我们这样做，所以这一原理不适用。但是，在水陆两用坦克上，本原理得到了广泛的应用。,6.4.3 解决技术矛盾,应用指导原则1），意味着将某种能够提供上升力的对象与坦克或装,例如，第二次世界大战中，日本的“卡米”II式水陆两用坦克（图6-4）利用浮箱产生浮力，以补偿坦克的重量；第二次世界大战中，盟军为实施诺曼底登陆，对原有的谢尔曼坦克进行改进，设计出了DD坦克（duplex drive, 两栖坦克）（图6-5）。其原理就是在坦克上加装了一个9英尺（约2.7432米）高的可折叠帆布框架，使其成为像船一样能漂浮在水面上的坦克。帆布框架的作用，就是通过排开海水，产生浮力，以补偿坦克的重量。,6.4.3 解决技术矛盾,例如，第二次世界大战中，日本的“卡米”II式水陆两用坦克（图,图6-4 卡米II式水陆两用坦克,卸掉前、后浮箱,在水上行驶时,图6-4 卡米II式水陆两用坦克卸掉前、后浮箱在水上行驶时,图6-5 第二次世界大战中盟军使用的DD坦克,图6-5 第二次世界大战中盟军使用的DD坦克,谢尔曼坦克本身就不是二战中最好的中型坦克，而由它改造的谢尔曼DD水陆坦克更是由于极弱的防护而备受诟病。但在诺曼底登陆以后，水陆两栖坦克开始在武器装备序列中占有重要地位。二战结束后，水陆两栖坦克更是开始了快速发展的步伐，见图6-6所示。,6.4.3 解决技术矛盾,谢尔曼坦克本身就不是二战中最好的中型坦克，而由它改造的谢尔曼,图6-6 现代水陆两栖坦克,图6-6 现代水陆两栖坦克,原理40 复合材料用复合材料代替均质材料。应用该原理意味着用复合材料代替先前的均质材料。我们知道，不同的复合材料可以具有不同的特性，很多复合材料可以同时满足高强度和低密度的要求。,6.4.3 解决技术矛盾,原理40 复合材料6.4.3 解决技术矛盾,原理15 动态特性1）调整对象或对象所处的环境，使对象在各动作、各阶段的性能达到最佳状态。2）将对象分割为多个部分，使其各部分可以改变相对位置。3）使不动的对象可动或可自动适应。应用指导原则1），意味着调整坦克、装甲或作战环境的性能，使坦克在工作的各个阶段达到最优的状态；应用指导原则2），意味着将装甲分割为多个可以改变相对位置的部分；应用指导原则3），意味着让原本“静止”的装甲变得“可动”或可以根据环境的变化自动调整自己的状态。,6.4.3 解决技术矛盾,原理15 动态特性6.4.3 解决技术矛盾,结论：将原理1的指导原则2）、原理40和原理15的指导原则2）结合起来，我们可以得到一个成功的解决方案。用复合材料来制造一块一块的、容易组装和拆卸的、可以动态配置的装甲板，按照需要动态地配置于坦克车体的各个部位（图6-7）。这也正是在第二次世界大战后坦克装甲发展的方向。,6.4.3 解决技术矛盾,结论：将原理1的指导原则2）、原理40和原理15的指导原则2,图6-7 复合装甲在坦克车体上的配置,图6-7 复合装甲在坦克车体上的配置,注意：在利用发明原理来解决技术矛盾时，可以采用的方法有以下两种：1）利用矛盾矩阵找出最有效的发明原理。2）对照问题来阅读每一个发明原理，找出最适合的发明原理。,6.4.3 解决技术矛盾,注意：在利用发明原理来解决技术矛盾时，可以采用的方法有以下两,在利用发明原理和矛盾矩阵解决技术矛盾的时候，还应该注意以下几点：首先，要认真阅读每个推荐的发明原理，用心体会每个指导原则的含义，并尝试将其应用于技术系统。不要拒绝任何想法，不管它看起来多么荒谬、多么可笑，都要尽最大的努力来使用它。其次，对于对应单元格中给出的这些发明原理，既可以单独使用，也可以考虑将两个或多个发明原理或指导原则合并起来使用。最后，如果所有给出的发明原理或指导原则都无法解决该问题，则需重新分析问题，重新定义技术矛盾，直到找出可用的概念解决方案为止。,6.4.3 解决技术矛盾,在利用发明原理和矛盾矩阵解决技术矛盾的时候，还应该注意以下几,由阿奇舒勒在1976年发布的3939矛盾矩阵表主要是解决技术系统的技术矛盾，而阿奇舒勒认为，技术系统的物理矛盾可以用分离的方法求解。因此，在3939矛盾矩阵表中，主要是在对角线上出现了158个空格。美国TRIZ研究人员通过将48个通用工程参数和40个发明原理有机地联系起来，建立起对应关系，整理成4848矛盾矩阵表，于2003年正式对外公布（称2003矛盾矩阵表）。,6.5 矛盾矩阵的发展,由阿奇舒勒在1976年发布的3939矛盾矩阵表主要是解决技,比较3939矛盾矩阵表和2003矛盾矩阵表，它们间的差别是：1）通用工程参数的编码不尽相同。2）2003矛盾矩阵表上不再出现空格，物理矛盾与技术矛盾的求解同时出现在矛盾矩阵表中，在为设计者解决技术系统的技术矛盾的同时，也为解决技术的物理矛盾提供了有序、快速和高效的方法。3）2003矛盾矩阵表上提供的通用工程参数矩阵关系由1263个提高到2304个，在每一个矩阵关系中所提供的发明原理的个数有所增加，为人们提供了更多的解决发明问题的机会，更加高速、有效和大幅度地提高了创新的成功率。,6.5 矛盾矩阵的发展,比较3939矛盾矩阵表和2003矛盾矩阵表，它们间的差别是,由2003矛盾矩阵表对角线引申出来的发明问题解决引导表如表6-4所示（书p.140）。,6.5 矛盾矩阵的发展,由2003矛盾矩阵表对角线引申出来的发明问题解决引导表如,