周华 博士
法思诺创新学院 创新顾问

应用一：十字路口与物理矛盾

生活中常见的关于十字路口的几种解决方案是TRIZ物理矛盾最佳应用。
阿奇舒勒定义了物理矛盾（physical contradiction，PC）这个概念来描述以下情况：对同一个对象的某个特性提出了互斥的要求。当一个技术系统中对同一参数具有相互排斥（相反的或是不同的）需求时，所产生的矛盾称为物理矛盾。物理矛盾与技术矛盾不同，技术矛盾是指两个参数之间的矛盾，而物理矛盾则是单一参数的矛盾。
如图一所示十字路口，问题：又要走，又要停。走，到达目的地；停，避免危险。何处可以走：无车、无阻碍的地方；何处不可以走（需要停）：有车、有阻碍的地方。

如何解决物理矛盾——分离原理：解决物理矛盾的核心思想是实现矛盾双方的分离。
分离方法包括空间分离、时间分离、条件分离和系统级别分离四种方法。

1.空间分离： 将矛盾双方在不同的空间上分离开来，以获得问题的解决或降低问题的解决难度。需求同时发生,但在不同地方。
解决方案，利用发明原理17（空间维数的变化），采用立体交流道（高架桥、深槽路和地下通道等）消除十字路口，图2。

2.时间分离： 将矛盾双方在不同的时间上分离开来，以获得问题的解决或降低问题的解决难度。冲突一方是否在整个时间段中“正向＂或“负向＂变化？冲突的一方在一个时间段内是否可不按一个方向变化？
解决方案，利用利用发明原理19（周期性动作）使用红绿灯，让车辆分时通过。图3。

3.条件的分离：是将矛盾双方在不同的条件下分离开来，以获得问题的解决或降低问题的解决难度。系统在不同条件下必须具备相反的特性。当系统或关键子系统矛盾双方在某一条件下只出现一方时，则使用基于条件的分离原则是可行的。
解决方案，利用发明原理14，改直线运动为回转运动，图4。在十字路口使用转盘，四个方向的车流到达路口后，均进入转盘，形成减速和分流。其所遵循的条件是，各路进入转盘的车辆都向右逆时针行驶，再右转进入要去的路口。

4.系统级别的分离：将矛盾双方在不同的系统级别(超系统、系统、子系统)上分离开来，以获得问题的解决或降低问题的解决难度。整体来看一个状况,个体来看另一个状况。将对同一个参数的不同要求，在不同的系统级别上实现。
解决方案，利用发明原理1分割，将十字路口设计成两个丁字路口，延缓一个方向的行车速度，加大与另外一个方向的避让距离。图5

利用分离原理解决物理矛盾包括三步：第一步分析技术系统。在本步骤中，包含三个子步骤，一是确定技术系统的所有组成元素，二是找出问题的根源，三是.定义关键参数；第二步定义物理矛盾；第三步解决物理矛盾。

应用二：教学设计与理想解

IFR是Ideal Final Result词头缩写，意思是最终理想解，是指对系统进行最小改动使系统在保持有用功能的同时，能自行消除有害、不足或过度的功能，最理想的结果是系统作用对象能自服务。TRIZ在解决问题之初，首先抛开各种客观限制条件，通过理想化来定义问题的最终理想解，以明确理想解所在的方向和位置，保证在问题解决过程中向着此目标前进，并获得最终理想解，从而避免了传统创新方法中缺乏目标的弊端，提升了创新设计的效率。
《机械制造技术》课程是机械制造类专业的职业通用能力课（平台课程），课程以机械制造工艺学的基本理论为基础，融合了金属切削加工的基本知识、金属切削机床的设备及方法等知识。旨在培养学生掌握机械加工工艺规程制定、常用金属切削加工设备的选用及结构分析、制造过程中工件定位及夹紧方案的确定、机械加工质量分析与控制及机械装配工艺的等基本知识。针对制造技术的进步及创新方法的应用，引用TRIZ理论对课程设计:课程的目标是什么(最终理想解)、影响实现目标的原因(根要因分析)、方案及思路(用TRIZ的哪些工具)、资源与实施(问题解决方案)、考核与评价(实施情况)等。

1.最终理想解。课程采用项目+模块的教学设计。《机械制造技术》课程的理想（解）目标是能独立编制中等以上复杂零件的工艺规程，设计简单机械装备或工序夹具。依据课程理想（解）目标将课程分为七个教学项目及一个综合实践项目。七个教学项目按照项目理想（解）目标，以真实产品作为载体，下设若干个模块；综合实践项目在完成七个教学项目的基础上实现课程理想（解）目标。

2.根要因分析。针对课程理想解对从课程体系、学情进行根要因分析，图6，图7。从而制定项目的实施方案。

3.课程实施。采用“多媒体+企业现场教学+综合项目训练”的方式。课堂教学分为6—8小组，在课程导学中提出项目理想（解）目标，每个小组选取1—2个零件（真实产品）作为综合项目的载体，按照七个教学项目递进实施。疫情期间，按照“开学不返校、“推迟开学不停学”的要求，按照空间分离的原则，建设网络教学课程，进行远程教学。