经典TRIZ当中有很多工具来解决技术问题，这些工具是什么关系？这些工具有什么差异？笔者经常给一些爱好者解释这个问题。但是空泛的定义总不如实例讲得更清楚。找到一个课题能够适用不同的方法非常难。笔者在本文中尝试针对一道背景简单，且可以用多种方法求解的课题进行推演，让大家理解各种解题工具的特点和不同。

1《思考题》

题目：

核电站高压蒸汽管泄漏，高压蒸汽喷出。为了修补裂口，需要关闭蒸汽管道。但是，关闭蒸汽管道会导致事故。

在不关闭高压蒸汽、不借助辅助工具的情况下，用补丁修补裂口，高压蒸汽会把焊接过程中融化的焊料金属吹走。如何尽快将裂口修补好？

请记住：TRIZ解决问题要求简便易行，代价最小。有什么方案呢？

笔者期望通过这个案例展示一下，如何利用TRIZ的多种工具，技术矛盾、物理矛盾、标准解系统、突破思维惯性的方法，四个不同的角度，对一个课题求解，希望初学者理解不同工具在解题时，路径的差别与殊途同归。

2物理矛盾

2.1什么是物理矛盾：

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。例如，某个对象既要大又要小，某个对象既要长又要短，某个对象既要快又要慢，某个对象既要高又要低，某个对象既要有又要无，某个对象既要导电又要绝缘，等等。

在实际的解题当中，物理矛盾是最接近问题本质的。

2.2基于物理矛盾的问题求解：

当前遇到的问题在于“补丁”在焊接的过程中，由于高压蒸汽的巨大压力，焊料会被吹走或者还没焊接完成就被顶开了。我们如何 定义物理矛盾呢？首先不是定义物理矛盾，而是分析问题！如图2所示：

分析问题：

针对这个问题，至少存在两个解题的方向：减少向上的力和增大向下的力。关于问题的分析，我们还会在后续文章中谈到，这里只选择一个点，即：如何减少向上的力。

向上的力产生的原因是补丁阻隔了高压蒸汽的通路，如果要减少向上的力，最简单的方法是给高压蒸汽“让路”，而“让路”的最好方法就是提供一个洞，让高压蒸汽继续喷发，减少对焊接部分的影响，保证补丁能很好的焊接到指定位置。可能您觉得这个“洞”太大胆了，但很多时候我们解决不了问题都是因为这种“思维惯性”。

物理矛盾的选择：

对于物理矛盾的选择，首先应该选择要改进的一个“实体”，在根据这个实体选择它的参数。基于以上分析，选择如下物理矛盾更加合理：

补丁的洞要有，以便将补丁放到指定位置；

但是

补丁的洞要无，以便防止高压蒸汽泄漏。

从互斥需求的角度讲，我们对补丁的洞有两种互斥需要，在焊接时，补丁存在一个洞，使得补丁承载的压力没那么大；在焊接完成后，补丁的洞就应该“消失”，从而达到防止高压蒸汽的泄漏。

    对于同一个参数两种互斥需求。我们之前文章已经说过，对于这种物理矛盾只有四种方法：时间分离、空间分离、条件分离和系统层次分离。这里面我们选择时间分离来看看。如图3：

在这个解题模型的指导下，焊接过程中补丁应该有一个“孔”，而焊接结束后，孔又可以“消失”；基于TRIZ方法，能给予的指导就到此为止了。至于您找得到或者找不到这样的一种相互矛盾的结构，那就需要您的工程背景来解决了。根据这个线索，我们可以想到“阀门”是同时具有“有孔”和“无孔”两个特征的，我们可以焊接一个阀门上去，完成后，关闭阀门即可。

3技术矛盾：

技术矛盾（technical contradiction，TC)是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，我们称参数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。

 技术矛盾的解决上，我们常使用矛盾矩阵表。对于技术矛盾一般都是回答以下三个问题：

第一步：问题是什么？

由于高压蒸汽的影响，补丁很难焊接完成；

第二步：现在有什么解决方案？

利用复杂的工具给补丁增加一个向下的力，完成焊接；

第三步：这个解决方案有什么问题？

由于增加了工具，造成了可操作性变差。

基于以上分析，我们找到了一对矛盾：

对于这三个问题，第一个问题没什么用。第二个问题和第三个问题主要是梳理出互相矛盾的两个参数。在这里不必拘泥于形式，如果您很清楚矛盾在哪里，完全可以不用这三个问题。

在矛盾矩阵里我们可以查到：1、28、3、25四个原理，（查询矛盾矩阵的方法我不在这里介绍了，可以参考相关书籍。）分别是：分割原理、机械系统替代原理、局部质量原理、自服务原理。

这里我们重点说说局部质量原理。在一个对象中，特殊的（特定的）部分应该具有相应的功能或条件，能够最好地适应其所处的环境，或更好地满足特定的要求。

有三个指导原则：

A，将对象、环境或外部作用的均匀结构变为不均勻的。

B，让对象的不同部分具有不同的功能或特性。

C，让对象的不同部分处于完成各自功能的最隹状态。

基于以上原则，对补丁不同的部分应该具有不同的特性，从而更好的适应该技术问题的要求。四周的焊接部分是符合要求的，而中间部分如何改进呢？创新原理指明了改进的方向，并没有具体说怎么改。这就需要针对问题进一步分析了。

对于补丁中间部分的结构改进则要看对于这部分结构有什么样的需求。对于这部分的分析可以参考物理矛盾，在此不做赘述。

对于技术矛盾有两点必须要补充：

第一，任何技术矛盾的参数选择一定是基于已经有一个方案，即便这个方案不好，但也要有。如上边我们提到的技术矛盾就是基于我们用一个复杂的工具来固定补丁而产生的。如果没有这个前提，后边的矛盾对就不存在了。即：任何一个技术矛盾都存在于某个解决方案的前提条件下。

第二，任何技术矛盾都可以转换为物理矛盾，而物理矛盾更接近问题的本质。因此，这个题在详细分析下去，您就会觉得这个矛盾就逐渐变成了物理矛盾。

对于技术矛盾对这个课题的指导内容显得过于宏观，这一方面是由于技术矛盾的指导方式的问题，另外一个方面的原因则在于每个题的差异非常大，不同的课题适合不同的工具。笔者为了比较才对同一个课题进行多个工具的尝试。希望大家理解这点。

4标准解系统：

阿奇舒勒将技术系统简化为以下形式：技术系统是由物质和场这两种元素所构成的集合体。物场模型就是从功能的角度对技术系统进行抽象和建模，从而使我们能够将注意力集中在问题发生的那个点上（最小范围）。对问题的模型描述，就是对问题所处情境的模型化抽象，也就是对需要改进的最小限度的可工作的技术系统的模型化描述。

标准解系统对于这类问题的问题模型和解题模型如图4：

左边的图形是问题模型，右侧是解题模型。

如果需要消除一个场(F)作用于某个物质( S1)上的有害作用，则可以通过引人第二种物质（S2)来排除这种有害作用。第二种物质（S2) 通常可以承受场（F )的这种有害作用。

引人第二种物质（S2)的具体实现方法有以下两种

l  将第二种物质（S2) 作为内部添加物引人到系统中。

l  将第二种物质（S2)作为外部添加物引人到系统中。

电子元件（S1）产生的热量（F )会影响电子元件本身的正常工作。可以在电子元件上放置热沉（散热器）（S2)来消除其释放的热量。本实例中，热沉的引入属于外部引入。

具体到该题的物场模型的含义：

问题模型表示：高压的蒸汽所产生的压力（F），对补丁（S1）有一个有害作用。

解题模型表示：我们就要引入一个物（S2），使得高压蒸汽产生的冲击力能够作用到（S2）上，从而缓解这种冲击力对（S1）的影响，使得该物场模型“和谐”。

让我们去寻找一个“东西”，可以像“吸星大法”一样把高压蒸汽吸走，减少补丁S1所受的压力，从而使得补丁能够顺利焊接到指定位置。但这个S2另外一个属性还要能在焊接完成后实现阻挡高压蒸汽的作用。

5突破思维惯性的方法：小人法

    用非常聪明的小人来模拟技术系统中存在的问题，建立问题模型，激发思维，从而找到解决思路。

应用步骤：

1.   当系统内的某些组件不能完成其必要功能，并表现出相互矛盾时，找出问题中的矛盾；

2.   分别用一组小人来代表问题中所涉及的各个不能完成特定功能的对象，建立问题的模型；

3.   通过这些“智能”的小人，消除矛盾，找到解决方案模型，实现预期的功能；

4.   从解决方案模型过渡到实际方案；

第一步：该课题的矛盾点是高压蒸汽与补丁。

第二步：建立问题模型，如图5：

代表蒸汽的小人会推动整个代表补丁的小人向上，阻碍了代表补丁的小人与代表管道的小人“牵手”。这是问题模型。

第三步：我们可以设想解题模型如下：

根据小人法的指引，我们可以让一部分中间阻挡高压蒸汽的小人先让开，使高压蒸汽过去。同时，代表补丁的小手与代表管道的小人牵手，表示焊接完成。在焊接完成后，让开的小人再回到原位，阻挡高压蒸汽的释放。如图7：

第四步：从解决方案过度到实际方案就需要产品设计专家找到一个结构来完成上述代表补丁的小人所完成的工作。这部分的内容需要产品设计方面的知识。请您尝试自己完成吧！

6总结

  以上就是一个课题使用TRIZ四个不同的工具解题的过程。四个解题方法都以不同的角度给予了我们指引，但是角度不同，接近问题本质的程度也不同。这四个方法都非常具体，因此，更适合具体的课题使用。