解決物理矛盾的核心思想是實現矛盾雙方的分離。TRIZ理論在總結物理矛盾解決的各種研究方法的基礎上，將各種分離原理總結為4種基本類型，即空間分離、時間分離、條件分離和整體與部分分離。這4種分離方法的核心思想是完全相同的，都是為了將針對同一對象(系統、參數、特性、功能等)的相互矛盾的需求分離開，從而使矛盾的雙方都得到完全的滿足。
基本介紹
- 中文名：分離原理
- 外文名：separation principle
- 所屬學科：數理科學
- 分類：空間分離、時間分離、條件分離等
- 針對問題：物理矛盾
原理簡介,空間分離原理,時間分離原理,條件分離原理,整體部分分離,實現分離方法,
原理簡介
這4種分離方法的核心思想是完全相同的，都是為了將針對同一對象(系統、參數、特性、功能等)的相互矛盾的需求分離開，從而使矛盾的雙方都得到完全的滿足。它們的不同點在於，不同的分離方法通過不同的方向來分離矛盾的雙方，在分離方法確認之後，可以使用符合這個分離方法的創新原理來得到具體問題的解決方案。以下我們對各種分離方法進行逐一介紹。
空間分離原理
所謂空間分離原理是將矛盾雙方在不同的空間上分離，即通過在不同的空間上滿足不同的需求，讓關鍵子系統矛盾的雙方在某一空間只出現一方，從而解決物理矛盾。
以下是幾個套用空間分離原理的例子。
(1) 利用輪船進行海底測量工作時，早期是將聲吶探測器安裝在船上某一部位，在實際測量中，輪船上的各種干擾會影響測量精度和準確性。解決問題的方法之一就是將聲吶探測器單獨置於船後千米之外，用電纜連線，使聲吶探測器和輪船內的各種干擾在空間上得以分離．互不影響．可大大提高測試精度．實現了矛盾的合理解決。
(2) 早期腳踏車(見圖1)的腳蹬子是與前輪連線成一體的，騎車人既要快蹬(腳蹬子)，提高車輪轉速以提高白行車的速度，又希望慢蹬(腳蹬子)，不至於太累。鏈條、鏈輪及飛輪的發明就解決了這個物理矛盾，改進後的腳踏車如圖2所示。在空間上將鏈輪(腳蹬子)和飛輪(車輪)分離，再用鏈條將它們連線起來，鏈輪直徑大于飛輪，鏈輪只需以較慢的速度旋轉就能使飛輪較快旋轉．即騎車人通過較慢的速度蹬腳蹬子就可以使腳踏車的車輪以較快的速度旋轉。
圖1
圖2時間分離原理
所謂時間分離原理是將矛盾雙方在不同的時間段上分離．即通過在不同的時刻滿足不同的需求．從而解決物理矛盾。
以下是幾個套用時問分離原理的例子。
(1) 艦載飛機的機翼我們希望大一些，這樣使飛機有更好的承載能力，大機翼提供更大的升力；但是我們又希望小一些，因為要在航空母艦有限的面積上多放些飛機。用時間分離可解決這個物理矛盾，在航母艦上飛機機翼可以摺疊存放，在飛行時飛機機翼打開，如圖3、4所示。
圖3
圖4(2) 一般的腳踏車由於體積較大，不便於儲存．採用摺疊的方式，如圖5所示．使腳踏車的體積可以在行走時變大．在儲存時變小。行走與儲存發生在不同的時間段．使用時間分離原理成功地解決了物理矛盾。
圖5條件分離原理
所謂條件分離原理是根據條件的不同將矛盾雙方不同的需求分離，即通過在不同的條件下滿足不同的需求，從而解決物理矛盾。
以下是幾個套用條件分離原理的例子。
(1) 水射流可以當作軟質物質，用於洗澡時按摩；也可以當作硬質物質，以高壓、高射速流用於加工或作為武器使用。這取決於射流的速度條件或射流中有無其他物質。
(2) 在廚房中使用的水池箅子，對於水而言是多孔的，允許水流過；而對於食物而言則是剛性的，不允許食物通過。
整體部分分離
所謂整體與部分分離原理．是將矛盾雙方在不同層次上分離．即通過在不同的層次上滿足不同的需求來解決物理矛盾。
以下是幾個套用整體與部分分離原理的例子。
(1) 自動裝配生產線與零件供應的批量化之間存在著矛盾。自動裝配生產線要求零部件連續不斷地供應，但是．零部件從自身的加工車間或供應商處運到裝配車間時，卻只能批量地、間斷地運來。我們可使用專用的轉換裝置．接受間斷運來的批量零部件．但連續地將零部件輸送到自動裝配生產線。
(2) 腳踏車鏈條應該是柔軟的．以便精確地環繞在傳動鏈輪上，它又該是剛性的．以便在鏈輪之間傳遞相當大的作用力。因此，系統的各個部分(鏈條上的每一個連結)是剛性的，但是系統在整體上(鏈條)是柔性的．如圖6所示。
圖 6實現分離方法
如何實現矛盾雙方的分離．是解決物理矛盾的關鍵。對同一個物理矛盾運用不同的分離原理可以得到不同的問題解決方法，為了讓讀者容易理解4個分離原理解決物理矛盾的過程．這裡舉兩個例子。
例1 設計十字路口的物理矛盾
為了建設城市交通路網，必須在道路上設定許多交叉的十字路口。設計十字路口遇到的問題讓很多人感到左右為難——道路應該有十字路口，以便讓車輛駛向目的地；道路又不得有十字路口，以避免車輛相撞。那么，怎樣設計十字路口才能兼顧兩方面的需求呢?讓我們看看如何利用4個分離原理來解決這個難題。
(1) 運用空間分離原理解決十字路口問題：採用高架橋、深槽路和地下通道(消除十字路口)，如圖7所示。
圖7 高架橋(2) 運用時間分離原理：使用紅綠燈，讓車輛分時通過，如圖8所示。
圖8 紅綠燈(3) 運用條件分離原理：在十字路口中心使用轉盤．四個方向的車流到達路口後，均進入轉盤．形成減速和分流。其所遵循的條件是，遇到該去的路口就右轉彎，否則就逆時針繞著轉盤行駛，如圖9所示。另外，如圖10所示的類似於北京西單路口的“平面立交”的設計，也是運用條件分離原理的一個例子，每個方向車輛在通過路口時只能直行。另外在十字路口的四個角各修建一條小型環路，如同將一座立交橋放到平面上，汽車轉彎必須經過路口旁邊的環路實現——右轉彎的車輛在十字路口前面提前拐彎，左轉彎的車輛在直行通過十字路口後連續三個右轉彎，徹底消除了最容易引起擁堵的左轉彎現象．讓車輛各行其道，互不干涉。車輛“只能直行，轉彎走環路”就是實現分離的條件。
圖9 轉盤
圖10(4)運用整體與部分分離原理：將十字路口設計成兩個丁字路口，延緩一個方向的行車速度．加大與另外一個方向的避讓距離，如圖11所示。
圖11例2 如何讓眼鏡具備兩種屈光度。
有些人的視力兼有近視和老花眼的問題。因此，在看近處的時候，需要屈光度高(老花)；看遠處的時候，需要屈光度低(近視)。如何讓眼鏡至少具備兩種屈光度來同時滿足以上的要求?
(1)運用空間分離原理解決兩種屈光度的問題：雙光眼鏡(雙焦點眼鏡)是指在同一個鏡片上有兩種屈光度數(近視與老花)．矯正遠距離視力的屈光度數通常在鏡片的上方，矯正近距離視力的屈光度數則設在鏡片的下方。由於同一鏡片上同時包括遠及近的屈光度數．交替看遠及近時不需換眼鏡。雙光眼鏡的缺點是看遠部分和看近部分之間有明顯的分割線，而且老花鏡片的部分相對較小，因此視野範圍受到一定的限制。
(2)運用時間分離原理：準備兩副眼鏡，一副是近視眼鏡，一副是老花眼鏡。其優點是解決問題的方式簡單，使用現成的產品，無須對產品做任何創新與改進；缺點是需要兩副眼鏡，兩個眼鏡盒，還需要採回更換眼鏡，十分不便。
(3)運用條件分離原理：科學家最近已經發明了一種更加人性化的“動態”雙光眼鏡，這種鏡片可以通過輕按一個開關，眼鏡就能從“遠距離”模式轉換為“近距離”模式。這是因為在眼鏡的兩層玻璃中間夾了很薄的一層液體結晶，並縛上了一個電極環。其優點是，根據所施加的電壓高低的條件．當電極環打開的時候，無論是近距離還是遠距離視角，電極都能重新調配鏡頭的調焦功率．使得整個鏡片在一瞬間達到最理想的近視或者遠視的效果，而且視野範圍不受限制；其缺點是由於有電極環、導線和開關等零部件的加入，眼鏡整體結構趨於複雜．現階段成本比較高。
(4)運用整體與部分分離原理：將一片鏡片分成兩片鏡片(凹透鏡和凸透鏡)，來進行組合使用。當單鏡片(凹透鏡)使用時起到近視眼鏡的作用；當另一個鏡片(凸透鏡)疊加上來的時候，眼鏡就變成了老花眼鏡。其優點是視野範圍不受限制；缺點是鏡片結構複雜了一些．需要加入一定的機械結構，造成輕便性不夠。
