技术矛盾的解决

（1）技术矛盾的概念及描述。

①含义。

技术矛盾是指一个技术系统中两个参数之间的矛盾，改善系统的某一个参数，会导致另一个参数的恶化。用符号可表示为A＋、B－或者B＋、A－，即两个参数之间改善A参数，导致B参数发生恶化，或改善B参数，导致A参数发生恶化。

生活中的常遇到的矛盾问题如桌子强度增加的同时重量增加，桌面面积增加的同时体积增大；“慢工出细活”，在工作时，干得细致（加工精度高），干的速度就慢（时间损失多）。

②参数说明。

技术矛盾的参数用词是不同的，其参数关系是彼此相互依赖、相互制约的，技术矛盾的参数描述是改善……（系统性能朝“好的”方向发展），恶化……（导致另一参数朝“差的”方向发展），即技术矛盾表示方式为：改善参数VS恶化参数。

③参数类型。

阿奇舒勒总结出39个通用工程参数类型，如表4.3所示。其中包括15种通用物理和几何参数、11种通用消极参数、13种通用积极参数。

表4.3　39个通用工程参数表

说明：参数类型中A为物理和几何参数（15种）、B为消极参数（11种）、C为积极参数（13种）。

（2）39个通用工程参数。

TRIZ理论的主要思想是，如果对于一个具体问题无法直接找到对应解，那么可以先将此问题转换并表达为一个TRIZ的问题，然后利用TRIZ体系中的理论和工具方法获得TRIZ的通用解，最后将TRIZ通用解转化为具体问题的解，并在实际问题中加以实现，最终获得问题的解决。那么，如何将一个具体的问题转化并表达为一个TRIZ的问题呢？TRIZ理论中给出的重要方法就是使用通用工程参数将各种矛盾冲突进行标准化归类，用通用工程参数表述问题，通用工程参数是连接具体问题与TRIZ体系的桥梁。

TRIZ通过对大量专利的详细研究，总结提炼出工程领域常用的表述系统性能的39个通用工程参数。在问题的定义、分析过程中，选择39个通用工程参数中相对应的参数来表述系统的性能，就将一个具体的问题用TRIZ的通用语言表述了出来。尽管现在很多学者对这些参数进行了补充拓展，并将个数提高到了50多个，但在这里我们仍然只介绍这核心的39个通用参数。39个通用工程参数中常用到运动物体（Moving Objects）与静止物体（Stationary Objects）两个术语。运动物体是指自身或借助于外力可在一定的空间内运动的物体；静止物体是指自身或借助于外力都不能使其在空间内运动的物体，参数具体含义如表4.4所示。

表4.4　功能参数的具体含义

续表

续表

①通用物理及几何参数（共15个），包括运动物体的重量，静止物体的重量，运动物体的长度，静止物体的长度，运动物体的面积，静止物体的面积，运动物体的体积，静止物体的体积、速度、力、应力或压力、形状、温度、光照度、功率。

②通用消极参数。当这些参数提高时，系统的性能变差（共11个）。包括运动物体作用时间、静止物体作用时间、运动物体的能量、静止物体的能量、能量损失、物质损失、信息损失、时间损失、物质或事物的数量、物体外部有害因素作用的敏感性、物体产生的有害因素。

③通用积极参数。当这些参数提高时，系统的性能提高（共13个）。包括结构的稳定性、强度、可靠性、测试精度、制造精度、可制造性、可操作性、可维修性、适应性及多用性、装置的复杂性、监控及测试的困难程度、自动化程度、生产率。

（3）如何定义技术矛盾？

【引例】汽车速度增加的同时安全性降低，试找出其中的技术矛盾。

技术矛盾：改善“速度”，恶化“作用于物体的有害因素”。

【引例】消防员在灭火过程中必须穿戴消防服。为了保护好消防员，消防服上设计了很多防护装置隔热，但这样使消防员行动不便，加重了消防员的负担，甚至影响灭火。试找出其中的技术矛盾。

技术矛盾：改善“温度”，恶化“重量”。

①定义技术矛盾的步骤。

第一步：问题是什么？即确定要解决的问题及对象。

第二步：现在有什么解决办法？即确定目前的解决方法，看看改进了什么参数。

第三步：上述问题有什么缺点？即分析此方法导致什么参数变化。

要注意的是，技术系统中同一个问题存在的技术矛盾并不唯一，可以从多个角度进行定义。

②实例分析。

【实例】塔科马大桥（见图4.58）

塔科马大桥位于美国华盛顿州塔科马海峡，1940年7月1日建成通车，当时居世界第三，但是只通车4个多月，于1940年11月7日戏剧性地被微风摧毁，这一幕正好被一支摄影队拍摄了下来，该桥因此声名大噪。试着分析其中的技术矛盾。

图4.58　塔科马大桥

第一步：问题是什么？——大桥因为风振崩塌

第二步：现有解决方法是什么？——采用了过轻的材料

第三步：上述方法的缺点？——桥面厚度不够

技术矛盾：改善——密度；恶化——强度

【实例】大型飞机跑道

大型飞机需要长跑道，但印度机场的跑道普遍较短，印度为此扩建了跑道，但造成其他飞机等待时间变长、安全性降低，试分析其中的技术矛盾。

第一步：问题是什么？——由于摩擦和惯性，飞机无法降落

第二步：现有解决方法是什么？——加大跑道

第三步：上述方法的缺点？——大飞机超出了安全降落时间

技术矛盾：改善——静止物体的长度；恶化——运动物体的作用时间

改善——生产率、可靠性；恶化——适用性和通用性

改善——运动物体的体积；恶化——运动物体的作用时间

（4）如何解决技术矛盾。

①阿奇舒勒矛盾矩阵。

阿奇舒勒通过对大量专利的研究、分析、比较、统计，归纳出了当39个通用工程参数中的任意2个参数产生矛盾时，化解该矛盾所使用的发明原理，这就是著名的40个创新原理，上一节已经详细介绍过。阿奇舒勒还将工程参数的矛盾与创新原理建立了对应关系，整理成一个39×39的矩阵，如表4.5所示，以便使用者查找，这个矩阵便称为阿奇舒勒矛盾矩阵。阿奇舒勒矛盾矩阵为问题解决者提供了一个可以根据两个工程参数，从矩阵表中直接查找化解该矛盾的发明原理来解决问题的方法。该矩阵浓缩了对大量专利研究所取得的成果，将工程参数的矛盾和40条发明原理有机地联系起来，矩阵的构成非常紧密且自成体系。

表4.5　阿奇舒勒矛盾矩阵（局部）

矩阵的横向数据表示希望得到改善的参数，纵向数据表示相应参数改善引起恶化的参数，横、纵轴各参数交叉处的数字表示用来解决系统矛盾时所使用创新原理的编号。另外，阿奇舒勒矛盾矩阵表中还有两种符号“＋”和“－”（表4.5中没有显示），交叉处的“－”表示没有太多这类矛盾，没有特别适用原理；“＋”表示此矛盾为物理矛盾。

②技术矛盾解题步骤：

根据上文可知技术矛盾解题的思路如图4.59所示。

图4.59　基于技术矛盾分析的解题思路

所以技术矛盾的具体解题步骤为：第一，对问题进行自然描述；第二，找出技术矛盾通用工程参数（改善VS恶化）；第三，查找矛盾矩阵表中对应的创新原理序号；第四，逐条提取创新原理，提出方案；第五，分析后提出可能方案。

【实例】汽车底盘的设计

汽车为了便于加速并降低加速带来的油耗，其底盘的重量越小越好。但为了保证高速行驶时汽车的安全，底盘重量越大越好，解决该矛盾是汽车设计的关键。

分析：设计与汽车底盘的重量有关。汽车属于移动物体，解决此问题应该分析的特征参数是“移动物体的重量”，改善和恶化的均是此参数，根据表格查得的创新原则分别为：35、28、31、8、2、3、10。表4.6是对个性创新原则的分析，从中选出合适的方案。

表4.6　基于技术矛盾的解决方案

最后的解决方案：在汽车上安装汽车导流装置，通过该装置产生的重力场获得重量，使汽车的速度越快，达到的重力场就越大，以达到最后的设计要求。如图4.60所示。

图4.60　安装了导流装置的汽车