物理的矛盾とその解決 −

レジュメ

黒澤愼輔
１

物理的矛盾が生まれた経緯

１） （１９７５年に書かれた論文 1 によれば）＊

アルトシューラ等は１９４６年に過去の発明家が直面した課題とその解決策とを研究することを通じて、発明の方法を科学的に解明しようとし始めた。

＊

初めて間もなく次のことを発見した「課題に対する解決策が優れている（有効性が高い）のは課題に含まれている技術的矛盾を解決している場合であり、逆に技術的矛盾が発見されていないか克服されていない場合には解決策はつまらない（効果が小さい）。」

２） 1956年アルトシューラ・シャピロ共著のTRIZ処女論文 2 の中での矛盾「問題の解決とは、技術的矛盾の表面化と克服である」（１９８６年の表現 3 ）新たな技術課題を創造的に解決するには、それがどの技術分野に属するかにかかわりなく、次の3つの基本的要件が求められる。
A)

課題を設定すること、および当該の技術分野に既知の通常の方法による課題の解決を妨げている矛盾を明らかにすることB)

新たな、より高度の技術的効果を実現するために矛盾の原因を除去することC)

対象システムの構成要素のなかで変更されたものと他の要素との間の整合を実現すること（新たな質に適合する新たな形がシステムに与えられる）

３） 発明原理と矛盾表＊

矛盾表は科学的な発明の方法を開発しようとする過程で１９６４年に始めて作られた（発表者はその内容を直接確認できていません）＊

１９６５年に作られた矛盾表は１６特性X１６特性の表で発明原理の数は３５個

41СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ, Альтшуллер Г.С.,Фильковский Г.Л., 19752

О ПСИХОЛОГИИ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКОГО ТВОРЧЕСТВА//Вопросы психологии, № 6, Альтшуллер Г.С.,Шапиро Р.Б., 1956, - с. 37-49

3ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ АРИЗ (конспек), Альтшуллер Г.С, 19864ВНИМАНИЕ: АЛГОРИТМ ИЗОБРЕТЕНИЯ! ОН ПОВЫШАЕТ К.П.Д. ТВОРЧЕСКОГО ПРОЦЕСС,1/7

＊

現在に残っている矛盾表は１９７１年に作られたもの 5４） 1971年：ARIZ-71 6 に物理的矛盾の原型を導入＊

ARIZ のステップとして分析ステップに、操作空間とその空間に求められる互いに矛盾する（２つの）要請を特定するステップが挿入された。
（この ARIZ では、解決策−システムをどのように変化させるか−を検討する

操作部は矛盾表＋発明原理になっているが、その前段階として上のステップが導入されたのである）
５） 発明原理の有効性の限界の自覚 →＊物理的矛盾の発見(Altshuller et al. - 1975 7 )気づき：「発明原理から優れた解決策が得られるのは、発明原理を一つだけ独立して使うのではなく、特定の組み合わせ（ある原理とその逆向きの原理）でペアで適用した時だ」＊

ARIZ-71では物理的矛盾の原型を導入した結果、矛盾表が実質的に不要になった「発明原理に関する研究は四分の一世紀続けられたが ARIZ-71が登場したことによって発明原理のリストと矛盾表とは実質的に不要になった。ARIZ-71での分析作業は物理的矛盾の解明まで深く行われる。多くの問題はこれによって解決される。もし解決されないとしても、もう一度更に深い分析を行う方が、より表面的な技術的矛盾に戻るより効率的である。」＊

技術的矛盾と物理的矛盾との本質的な相違点の発見：「物理的矛盾の特定とその克服とは単なる問題解決の方法ではない。これは、技術システムを進化において客観的に不可欠なステップなのだ。
技術的矛盾と異なって物理的矛盾はそれを克服する方法（つまりは、技術システ
ムを変化させる操作＝オペレーション）と有機的に結びついているのだ。このたАльтшуллер Г.С. Технико-экон. знания: Приложение к «Экономической газете». — 1965, 1 сент. — Вып.
27(41).
5ТАБЛИЦА ПРИМЕНЕНИЯ ПРИЕМОВ РАЗРЕШЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ПРОТИВОРЕЧИЙ, АльтшуллерГ.С. Алгоритм изобретения. - М.: Московский рабочий, 1973 - Приложение 1.

6АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ <АРИЗ-71>, Альтшуллер Г.С. Алгоритм решенияизобретательских задач АРИЗ-71. – Баку: ОИИТ при ЦК ЛКСМ Азербайджана и Азербайджанском РСВОИР, 1971. – С.18. – Приложения.

7СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ, Альтшуллер Г.С.,Фильковский Г.Л., 1975

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め、物理的矛盾に移行したことによって技術的矛盾を解決する矛盾表から物理的矛盾を解決する理論への移行も進むことになる。この観点から言えば、発明原理についても改良が必要なことになるり、発明原理のリストはオペレータのシステムへと変わることになる。」
２

現代の TRIZ 理論による矛盾発生の構造

１） TRIZ の三つの基本要素
A

システム・アプローチ
何らかの指向性で切り取った意味（機能、有用性などと言うこともできます）の体系を中心に世界を捉える世界観。その単位である意味（要素機能）を担うものを「システム」と捉える。1950年代にUSAでJames J. Gibson提唱したAffordanceの概念との極めて親和性の高いアプローチである。

B

進化のパターン（法則、トレンド）
システムの「進化の過程に観測される Laws＝法」（強い傾向性）の肯定。理想性に向かう進化、リズムの一致、ダイナミック化、不均衡進化、進化のライフサ
イクルなどがパターンの具体的内容である

C

人が価値を実現するために利用可能なモノを「資源」と捉えるアプローチ
TRIZ の歴史では「資源」は比較的新しい概念である。しかし、アルトシューラの「理想性」の概念には「資源」の概念が胚胎されている。

２） 三つの基本要素と矛盾との関係
A

システムは資源を消費して進化するシステムを改良する時には、必然的に、それ迄利用され（尽くし）ていなかったなんらかの資源を新たに（追加して）使用することになる

Bシステムが持つ資源には限界がある
システムは何らかの特定の定義で指定される内容を持っている。したがって、システムにはその定義に固有の限界された領域が存在することになる。システムの領域が限定される以上はそのシステムが保有している資源には限界がある。

C

システムの発展の過程で資源の限界に到達する（ある領域によって定義された）システムの改良を重ねると、何らかの資源が限界に達す時が当然やってくるD

資源の限界は（TRIZ の捉え方での）矛盾を発生させる
資源 X が限界に達している状態でシステムを更に進化させようとする時に、ある特性を改良するために X を新たに使用すると、他の何らかの特性にとって Xが不足し、結果としてその特性が悪化することになる。これが「矛盾」発生に関3/7

する TRIZ の原理である
E２）のまとめ：資源の限界は（TRIZ の捉え方での）矛盾を発生させる「システム」が「進化してゆく過程」で必ず「資源」が不足し、その結果として「矛盾」が発生する

３

物理的矛盾の克服

１） 古典的 TRIZ の集大成である ARIZ85C の意味（アルトシューラの位置づけ）＊

標準的問題の解法（簡単なもの：発明原理または、矛盾表＋発明原理、発明原理の組み合わせ）
一般的なもの：物質・場分析と標準解＊

ARIZ85C は標準的解法で歯が立たない問題を解決するために用いる
ARIZ85C とは、非標準的な問題状況の背景にある物理的矛盾を明らかにして矛盾を克服する方法を発見するための手順である

２） 技術的矛盾と物理的矛盾との関係（状況の捉え方、その形式・内容の相違点）
A

形式上の相違点＊

技術的矛盾：状況を二つの特性の間のジレンマと捉える「特性 A の値を好ましい状態にしようとすると、特性 B の値が悪化する」
例：システムの強度を上げようと（構造材の厚さを増す）と重量が増加してしまう＊

物理的矛盾：状況をある一つの特性関して二つの状態が求められるジレンマと捉える「ある観点 I からは、特性 A の状態は状態 X でなくてはならない、しかし、別の観点 II からは、特性 A の状態が非 X でなくてはならない」
例：
システムの強度の観点からは、構造材は厚くなくてはならない
システムの重量の観点からは、構造材は薄くなくてはならない
B

内容上の相違点＊

技術的矛盾：状況を問題解決の課題と捉えている「これこれの状況が問題なのだ！」
例：重量を増やさないでシステムの強度を上げなくてはならない＊

物理的矛盾：状況をシステムを改良（革新・進化）させる上での課題と捉えている「これこれの課題が解決できないとシステムを改良できない！」
例：次のいずれかの課題の解決ができないとシステムを改良できない！
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（十分な強度が得られるだけ）厚くても軽い構造材を開発する、あるいは薄くても強い構造材を開発する
３） 物理的矛盾を解決する方法
ここでは、国際 TRIZ 協会の教科書に書いてある方法を紹介する。著作権の関係で内容を変更してある。（実際の内容はプレゼンテーションの中で紹介する）
ステップ１：問題を既知の方法で解決できないか検討する
何らかの問題を従来から使われている方法、あるいはよく使われる一般的な方法で解決しようとする。結果として何の問題も発生しなければ矛盾は存在しない。何か問題があれば次のステップに進む。
技術的矛盾の定義：
技術的矛盾とは、技術システムを何らか具体的に変化させた場合に生じる肯定的な結果と否定的な結果と双方を取り出して併記する発明状況の記述モデルである。
（要点：なんらかの問題について、その問題を既知の方法で解決したときにどんな問題が生じるかその状況から出発して矛盾を抽出するのが、TRIZ による矛盾定式化の伝統。）
ステップ２：既知の方法で解決しようとした場合に生じる問題状況を明らかにする
ステップ１で既知の方法を使って改良しようとした特性（特性 A とします）は何か？
改良によってその特性の値をどのように変化させようとしていうるのか？
その結果として悪影響を受ける特性（特性 B とします）は何か？
その悪影響とはその特性の値がどのように変化するのか？
ステップ３：（当初の問題を解決し、かつ悪影響が生じないようにするために）異なる二つの値を持たせなくてはならない特性を特定する
一番単純な例ではステップ２の「特性 A」がこれに相当する。
物理的矛盾の定義：
物理的矛盾とは、技術システムのなんらかの同一の要素に関して相互に対立する二つの要求が存在する問題の記述モデルである。
ステップ４：物理的矛盾を克服する方法を発見する
１）

分離の原則
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物理的矛盾を克服する方法を発見するための基本的なアプローチは、状況を二つの状態に分けて考えて、両立できない二つの要求のうち一方の要求を一つの状態で満足させ、他方の要求をもう一方の状態で満足させることです。状況を二つの状態に分けることについての着眼点としてよく使われるのは＊時間の観点で二つに分ける＊空間の観点で二つに分ける＊他の状態・条件について二つに分ける
２）

他のシステムへの移行
分離の原則を使って物理的矛盾を克服する方法を発見できない場合は、矛盾がそもそも存在しなくなるような解決策を発見する。（機能を得る方法の変更など）

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付録：ARIZ85に添付されている物理的矛盾の解決法 8原理

例
ソ連特許 No.256708：鉱内の粉塵を抑えるために水をまく際、水滴が細かいほど塵を捉える効果が高い
対立する特性を空間で分１ 離するが霧が生じて視界が悪くなる。これを避けるために、噴霧する際に中心部の細かい水滴の周囲を大きい水滴のコーンで包むように噴霧する
標準解（７６の体系の）２．２．３．
２ 対立する特性を時間で分ソ連特許 No.258490：溶接棒をテープ状にして溶接離する
シームの幅に合わせてテープの幅を変化させるシステムの移行１A：
標準解３．１．１．
同種あるいは異種のシスNo.722624： 圧延鋼のスラブを移動させ３ テムを組み合わせて上位 ソ連特許
る途中で温度が下がらないように次々と連続して流システムに移行させる
すシステムの移行１B：
システムの反システムへ 標準解３．１．３．
No.523695：傷口に異なる型の血液を染込
４ の移行、または、システ ソ連特許ませたガーゼを当てる止血法
ムと反システムとの組合せ標準解３．１．５．
システムの移行１C：
ソ連特許 No.510350： 万力で複雑な形状の部品を５ システム全体としては特性 P をもち、システムの 固定する際に使用する万能治具：細い円柱形状の棒を並べたもので、個々の円柱は硬いが、全体として一部が特性反 P をもつ
は柔軟に部品の形状に合わせることができる
標準解３．２．１．
システムの移行２：
ソ連特許 No.179479： 通常の機械式に替えて温度６ ミクロレベルで作用する を利用するカラン（活栓）。温度膨張係数の異なるシステムへの移行
２つの素材を組み合わせる。加熱すると隙間が生じて栓が開く。
相転換１：
標準解５．３．１．
システム、あるいは、外No.252262： 坑内で圧搾ガスを使用する
７ 部環境の一部の相態を替 ソ連特許
現場への原動エネルギー供給法。液化ガスにして現える場まで届ける
相転換２：システムのある部分を２ 標準解５．３．２．
ソ連特許 No.958837：ニッケル・チタン｛形状記８ 重の相態化（この部分が条件に従ってある相態か 憶｝合金のプレートを多数取り付けた熱交換装置。
温度が高くなるとプレートが立ち上がり冷却面積がら別の相態へと変化す増加するようにするる）
標準解５．３．３．
ソ連特許 No.601192：凍結した荷物を輸送するため
９ 相転換３：
相転換に伴う現象の利用 の装置。サポートの部分が氷の棒で作られている（移動させると氷が溶けるので摩擦が小さくなる）
相転換４：
標準解５．３．４．および５．３．５．
１０ 単相の物質を２相物質に ソ連特許 No.722740：部品仕上げ研磨法。研磨材は替える液体（液状の鉛）と磁性の研磨粒子からなる
物理－化学転換：標準解５．５．１．および５．５．２．
ソ連特許 No.342761：木材をアンモニアによって可１１ 分解－化合、イオン化－再結合を利用して物質を 塑化するために、摩擦によって分解するアンモニア発生/消滅させる
塩を木材に浸透させる

8АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ АРИЗ-85-В, ТАБЛИЦА 2 РАЗРЕШЕНИЕФИЗИЧЕСКИХ ПРОТИВОРЕЧИЙ

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