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1、创新方法TRIZ简介(基础篇）,新誉集团有限公司2010年6月,开 场 白,十六世纪以前，我国的科学技术一直走在世界的前列。近代科学发端以来，我国却在科学技术领域远远落后于西方世界，甚至与日韩等亚洲国家和地区的差距也在明显加大。导致我国近、现代科学技术落后有许多原因，其中，对科学思维、科学方法和科学工具工作的重视不够是最重要的原因。,中国的国际竞争力,我国GDP排名世界第三名（2009），国际经济竞争力排名第17位（2008），科技创新能力较差，影响到我国中长期的成长竞争力。,国际社会留给中国企业的时间不多了！,据统计到2009年我国科技人力资源总量已达4600万人，居世界第1位，研发人员总数
2、达105万人，居世界第2位，尽管我国SCI论文数位居世界第3位，但从1985年4月2009年10月中国人累积只取得了242377件中国发明专利授权，在这其中还有13.6%的发明为非职务发明，若假设这些专利发明人全都是科技人员，我国每万名科技人员产出发明专利也仅有57件，而同期美国为1714.4件，日本为1737件，德国为1534件，法国为1504.9件，都超过中国25倍以上；英国为984.8件，韩国为554件，是中国的10倍；就拿印度来比，人家为446件，也超过中国7倍。,反差大了点！,以技术创新方法培训为突破口，传播创新意识和创新方法、推广创新手段，培育创新型人才，提升企业技术创新能力。强化
3、激励措施，让想干事能干事的人才脱颖而出，形成一种万马奔腾，奋发向上的良好风气。,怎么办？,创新思维,发明与创新是人类思维活动的产物，人类的思维包括：逻辑思维、形象思维和灵感思维。钱学森认为创新思维是宏观上的形象思维和微观上的逻辑思维的结合。创造性成果的产生通常都是逻辑思维与非逻辑思维相互作用的结果。,形象思维,可以开阔设计者的思路，创造出尽可能大的解的空间；往往可能打破常规思维，另辟蹊径，获得令人意想不到的满意的解决方案。主要方法有：模仿法、想像法、组合法和移植法。,逻辑思维,有利于把握创新方案趋于既定目标，可以避免设计者思维的混乱，保证创造性活动有序进行。对众多的设计思路、方案进行选择和评价
4、，保证最终获得一个最为优化的解。主要方法有：分析法、变化法、类推法、演绎法、归纳法、类比法、观察法、组合法和分解法。,直觉思维,直觉思维不专意于细节的推敲，可用于对事物整体的把握，是思维的大手笔，许多重大的发现都是基于直觉。建立在天生的“悟性”、心灵感应和自信心的基础上，没有固定的方法，只可意会不可言传，过了这个村就没有下个店。,创新技法分类,技术创新方法概论,TRIZ的含义是发明问题解决理论，是原俄文字母的缩写。,TRIZ（萃智）是由前苏联发明家协会主席阿奇舒勒及其领导的一批研究人员，在分析研究世界各国专利的基础上，提出的一种创新问题解决理论。,创新方法,已知的创新方法有近百种，TRIZ理论
5、体系也是一种创新方法，为了最大地发挥作用，必需与其他方法整合。这些方法主要包括：头脑风暴法、质量功能展开（QFD），稳健设计，价值工程，公理化设计等。还有六项思考帽法、六西格玛法、稽核问题表法、列举分解法、组合创造法、联想类比法、信息发明法等。,创新方法,这门独特的解决问题的技术，教授人们怎样才能够成为一个发明家。它由解决技术问题和实现创新开发的各种方法、工具和算法组成，最终目标是使TRIZ成为指导人们进行创新活动的科学。前苏联和欧美等发达国家企业通过TRIZ培训和推广应用，实现了研发设计的思维方式创新，使得企业技术创新的能力和效率得以增强。,TRIZ的来源,TRIZ的核心思想,解决问题的一般
6、过程,TRIZ基本哲理,1、所有的工程系统服从相同的发展规则。这一规则可以用来研究创造发明问题的有效解，也可用来评价与预测如何求解一个工程系统（包括新产品与新服务系统）的解决方案。2、像社会系统一样，工程系统可以通过解决冲突（Conflicts）而得到发展。3、任何一个发明或创新的问题都可以表示为需求和不能（或不再能）满足这些需求的原型系统之间的冲突。所以，“求解发明问题”与“寻找发明问题的解决方案”就意味着在利用折衷与调和不能被采纳时对冲突的求解。,TRIZ基本哲理,4、为探索冲突问题的解决方案，有必要利用专业工程师尚不知道或不熟悉的物理或其它科学与工程的知识。技术功能和可能实现该功能的物理
7、学、化学、生物学等效应对应的分类知识库可以成为探索冲突问题解的指针。5、存在评价每项发明创造的可靠判据。这些判据是：（1）该项发明创造是否是建立在大量专利信息基础上的？基于偶然发现的少数事例的发明项目不是严肃的研究成果。事实证明，一项重大或重要的发明项目通常是建立在不少于1万到2万项专利（或知产权/版权）研究的基础上。（2）发明人或研究者是否考虑过发明问题的级别？大量低水平的发明不如一项或少量高水平的发明。因为，低水平的发明只能在简单的情况下运用。（3）该项发明是否是从大量高水平的试验中提炼出来的结论或建议？,TRIZ基本哲理,6、在大多数情况下，理论的寿命与机器的发展规律是一致的。因而，“试
8、凑”法很难产生两种或两种以上的系统解。,TRIZ方法论,无论是一个简单产品还是复杂的技术系统，其核心技术的发展都是遵循着客观的规律发展演变的，解决发明问题过程中所寻求的科学原理和法则是客观存在的，都具有客观的规律和模式；各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决，是推动系统进化过程的动力；技术系统要以尽量少的资源实现尽量多的功能，简言之，就是要用最简单的方法去解决复杂的问题。,一个重要的公式,一个成功的发明创造可由如下公式描述：S=PcPkn(1+M)(1+T)其中：S成功的发明创造；Pc个人解决问题的能力；Pkn相关领域专业知识的水平与经验；M方法论与哲学思想的运用；T发明工具的运用。,一个会玩的中
9、学生,在强手如云的山西大学附中，牛培行的入校成绩是全校最末，高一高二经常是全班倒数第三，比较稳定，最好的一次倒数第七。到高考时，他又奇迹般地来了个“大跃进”，比模拟考时多出八九十分。,发明的5个层次,第一层次的创新是最小型发明，可使用5大创新模式和40项发明原理分离与解决技术上的矛盾。第二层次的创新是小型发明，可使用76个标准解来解决物理上的矛盾，矛盾的消除需要最大限度地利用系统内的资源并借助物理学、化学、几何学等工程学原理，通过与同类系统的类比即可找到创新方案。,发明的5个层次,第三层次的创新是中型发明，它需利用领域外的知识，但不需要借鉴其它学科的知识。第四层次的创新是大型发明，需要使用AR
10、IZ算法对初始问题进行变形以及再定义等一系列非计算性的逻辑推理，实现对问题的逐步深入分析和转化，最终解决问题。第五层次的创新是特大型发明，主要指那些前所未有的科学发现，是人类开创性的，很难有明确的方法可循。,发明等级及其特征,五大创新模式,（1）简化模式（Subtraction）（2）扩增模式(Multiplication)（3）分解模式(Division)（4）任务统合模式(TaskUnification)（5）改编属性依附关系模式(AttributeDependencyChange)用于第一层次的小发明,功能分析,产品的核心技术其意义在于产品功能的实现，或为某种物理、化学、几何等科学原理的
11、实现。产品设计的过程一般分为：概念设计、具体设计和细节设计三个阶段。,概念设计是构思及选择产品工作原理的阶段；是根据产品生命周期各个阶段的要求，进行产品功能创造、功能分解以及功能和子功能的结构设计；进行满足功能和结构要求的工作原理求解和进行实现功能结构的工作原理求解和进行实现功能结构的工作原理载体方案的构思和系统化设计。,功能分析,概念设计的重要性体现在两个方面：首先概念设计阶段在很大程度上决定着最终产品的性能、创造性、价格、市场响应速度和效率等。一般认为：虽然概念设计阶段实际投入的费用只占产品开发总成本的5%，却决定了产品总成本的70%，而且详细设计阶段很难甚至不能纠正概念设计阶段的设计缺陷
12、和错误。,功能分析,概念设计应包括两部分内容：方案构思和方案设计与验证。方案构思包括功能创新，功能分析和功能结构图设计，工作原理解的搜索和确定等工作；而方案设计与验证指的是结构方案设计和方案的评价与决策。,功能分析,1990年美国的教授提出了公理设计方法。按照该方法，设计活动被分为4个域：用户域，功能域，结构域和工艺域。每个域的相应元素为用户需求，功能需求，设计参数和工艺变量。,功能分析,产品功能分析是确认产品的总功能，进行功能分解直至功能元，明确产品各部分对应的分功能。产品的功能分类如下表所示：,功能分析,按主次关系分主功能、辅助功能、附加功能按层次关系分总功能、分功能、子功能、功能元按作用
13、效果分有用功能、有害功能产品性能是功能的重要属性，性能概括为技术性能、经济性能、实用性能和社会性能等四个主要方面。技术性能包括产品可加工性、可装配性、结构与工艺性等内容；使用性能包含产品工作性能、产品质量、人机工程等内容；经济性能主要指产品上市时间，设计制造费用等；社会性能主要考虑使用产品时对人体健康的影响、对环境的污染、资源的利用及绿色制造的要求。,功能分析,Stone R B对功能的有关概念进行了重新定义：产品功能(product function)：以动词名词形式描述产品总任务的输入/输出关系；2）子功能（sub-function）：以动词名词形式描述产品分任务的输入/输出关系；3）功能
14、（function）：以动词形式描述元件或产品的一个操作；4）流（flow）：随时间变化的能量、物料、信号；功能所描述操作的承受者。按上述定义，功能基是功能与流的集合，子功能由功能与流合成，产品功能可分解为多个子功能。功能与流是进行功能分析、建立功能模型的基本元素，这些元素的总体是功能基。,功能结构简图,功能分析界面,进化法则,TRIZ的技术系统的进化法则分别是：技术系统的S曲线进化法则，提高理想度法则，系统完备性法则，能量传导法则，提高协调性法则，动态性进化（柔性、移动性和可控性）法则，子系统不均衡进化法则，向超系统进化法则，向微观系统进化法则，提高场度法则等。这些法则基本涵盖了各种产品核心
15、技术的进化规律，每条法则又包含不同数目的具体进化路线和模式。,所有的产品或服务都要经历婴儿期、成长期、成熟期及退出期四个阶段。,S曲线进化法则,技术系统进化法则,第一组是确立系统寿命开始条件的三个法则完备性法则、能量传递法则和协调性法则；第二组是确立系统开发条件的三个法则提高理想度法则、子系统不均衡进化法则和向超系统进化法则；第三组是确立技术和物理因素影响下的系统开发的两个法则向微观级进化法则、动态性进化法则。,提高理想度法则,TRIZ理论在解决问题之初，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（ideal final result，IFR），以明确理想解所在的方向和位置，保
16、证在问题解决过程中沿着此目标前进，并获得最终理想解，从而避免了传统创新涉及方法中缺乏目标的弊端，提升了创新设计的效率。,理想度的概念,理想度是TRIZ最重要的概念之一，也有学者称其为理想化水平。技术系统向提高理想度的方向进化是最重要的一条进化模式，它为创新问题的解决指明了努力方向。理想度的定义：Ideality=UF/HF 式中：Ideality-理想化水平，UF为有用功能之和；HF为有害功能之和。,技术系统进化法则,完备性法则,系统的组成,反系统的概念,从竞争的角度来说，任何系统的未来系统都可以认定为该系统的反系统。也就是说，任何一个系统都可以作为其过去系统的反系统之一，任何一个系统的未来系
17、统也都可以作为该系统的一个反系统。,技术系统进化法则,能量传递法则 能量从系统的一部分传到另一部分或由一个系统传到另一个系统的现象叫能量传导。收音机在金属屏蔽的环境（如在汽车里）中或在地下隧道里就不能够正常收听高质量的广播效果，能量源的传递就会受阻，要解决这一问题，只要在车外加一根天线就可以了。,技术系统进化法则,提高协调性法则 在技术系统的进化中，子系统的匹配和不匹配交替出现，以改善性能或补偿不理想的作用。即系统的各个部件在保持协调的前提下，充分发挥各自功能。主要表现在三方面：结构上的协调；各个性能参数的协调；工作节奏与频率上的协调。如果很好地掌握了协调性法则，就可以让技术系统发挥出最大的功
18、能。,技术系统进化法则,子系统不均衡进化法则 技术系统中的子系统及子系统之间的进化都存在着不均衡的现象，以不同的速率进化，这就导致了技术矛盾的出现和技术系统的进化。向超系统进化法则 任何先进的技术系统都会走这样一条路：沿着从简单单系统向两个和多个系统或不同系统混合的方向进化。,技术系统进化法则,向微观级进化法则 技术系统是沿着其元件分解的大致方向进化的。也就是说，这种技术进化的过程，是由大到小、由宏观系统向微观系统的转化过程。动态性进化法则 技术系统的进化是朝着柔性、可移动性和可控性方向发展的。,动态性进化法则,动态性进化法则,资源,TRIZ认为没有达到理想度的系统都有可用资源，资源分类如下表
19、：,矛盾（或者冲突）,矛盾可分为自然、社会和工程矛盾三类。,技术矛盾,指一个操作（action）同时导致有益和有害两种结果，也可指有益作用的引入或有害效应的消除导致一个或几个子系统或整个系统恶化。,物理矛盾,当一个技术系统的工程参数具有相反的需求，就出现了物理矛盾。,物理矛盾是TRIZ研究的主要问题之一，物理矛盾存在两种表现。它是指为了实现某种功能，一个子系统或元件应具有一种特性，但同时出现了与该特性相反的特性。物理矛盾的核心是指对一个物体或系统中的一个子系统有相反的、矛盾的要求。,物理矛盾,为了实现某种功能，对一个子系统或元件具有互相矛盾的状态要求。,物理矛盾的表现,1）为了实现关键功能，系
20、统或子系统需要具有有用的一个功能，但为了避免出现另一个有害的功能，系统或子系统又不能具有这种有用功能。2）关键子系统的特性必须是取大值，以取得有用功能，但又必须是小值以避免出现有害功能；3）系统或关键子系统必须出现以获得一个有用功能，但系统或子系统又不能出现，以避免出现有害的功能。,常见物理矛盾,技术冲突解决原理,为了解决技术冲突，TRIZ给出了冲突矩阵这种工具，运用该矛盾冲突可以找到解决某技术矛盾的相应方法，即创新原理。39（48）个标准工程参数40条发明原理 冲突矩阵,39（48）个标准工程参数,物质：1、动物重量2、静物重量3、动物长度4、静物长度5、动物面积6、静物面积7、动物体积8、
21、静物体积9、形状10、物质的量11、信息的数量性能：12、动物作用时间13、静物作用时间14、速度15、力16、动物消耗能量17、静物消耗能量18、功率19、张力/压力20、强度21、结构的稳定性22、温度功效：24、运行效率25、物质损失26、时间损失27、能量损失28、信息遗漏29、噪音30、有害的散发31、有害的副作用实用：32、适应性33、兼容性或连通性34、易用性35、可靠性36、可修复性37、安全性38、易受伤性39、美观40、外来有害因素制造或成本：41、制造能力42、制造精度/连贯性43、自动化水平44、生产力/生产率45、系统复杂性46、控制复杂性测量：47、测量能力48、测
22、量精度,39（48）个标准工程参数,为了应用方便，上述39个标准工程参数可分为如下3类：物理及几何参数：（1）（12），（17）（18），（21）条。技术负向参数：（15）（16），（19）（20），（22）（26），（30）（31）条。技术正向参数：（13）（14），（27）（29），（32）（39）条。,冲突解决矩阵,阿奇舒勒将冲突与冲突解决原理组成一个由39个改善参数与39个恶化参数构成的矩阵，冲突矩阵为问题解决者提供了一个可以根据系统中产生矛盾的两个工程参数，从矩阵表中直接查找化解该矛盾的发明原理来解决问题。,冲突解决矩阵,当针对具体问题确认了一个技术矛盾后，根据对矛盾的描述选择标准工
23、程参数，由工程参数在冲突矩阵中的位置选择可用创新原理来消除矛盾。,优化参数,冲突解决矩阵,应用冲突矩阵解决工程矛盾时，建议使用以下16个步骤来进行。（1）确定技术系统的名称。（2）确定技术系统的主要功能。（3）对技术系统进行详细的分解。划分系统的级别，列出超系统、系统、子系统各基本的零部件，各种辅助功能。（4）对技术系统、关键子系统、零部件之间的相互依赖关系和作用进行描述。,冲突解决矩阵,（5）定位问题所在的系统和子系统，对问题进行准确的描述。避免对整个产品或系统笼统的描述，以具体到零部件为佳，建议使用“主语+谓语+宾语”的工程描述方式，定语修饰词尽可能少。（6）确定技术系统应改善的特性。（7
24、）确定并筛选待设计系统被恶化的特性。因为，提升欲改善的特性的同时，必然会带来其他一个或者多个特性的恶化，对应筛选并确定这些恶化的特性。因为恶化参数属于尚未发生的，所以确定起来需要“大胆设想，小心求证”。,冲突解决矩阵,（8）将以上2步所确定的参数，对应附表所列的39个标准工程参数进行重新描述。工程参数的定义描述是一项难度颇大的工作，不仅需要对39个工程参数的充分理解，更需要丰富的专业技术知识。（9）对工程参数的矛盾进行描述。欲改善的工程参数与随之被恶化的工程参数之间存在的就是矛盾。（10）对矛盾进行反向描述。假如降低一个被恶化的参数的程度，欲改善的参数将被削弱，或另一个恶化的参数被改善。,冲突
25、解决矩阵,（11）查找阿奇舒勒冲突矩阵表，得到所推荐的发明原理的序号。（12）按照序号查找发明原理汇总表，得到发明原理名称。（13）按照发明原理的名称，查找发明原理的序号。（14）将所推荐的发明原理逐个应用到具体问题上，探讨每个原理在具体问题上如何应用和实现。（15）如果所查找到的发明原理都不适用于具体的问题，需要重新定义工程参数和矛盾，再次应用和查找冲突矩阵。,冲突解决矩阵,（16）筛选出最理想的解决方案，进入产品的方案设计阶段。2000年开始，Creax公司推出了2003版面向工程领域的冲突矩阵，新矩阵在形式和内容上都得到更新，标准工程参数增加到48个，补充了37个组合创新原理，应用更加方
26、便，与特定问题的联系也更紧密。,冲突解决矩阵,风力发电机组叶片希望体积大、强度高、重量轻，因为这将提高风能利用系数，且容易运输安装，降低成本。但若要减小重量，势必要缩小叶片的体积，叶片的性能就会受到影响。这样在风机运行时，叶片的重量和体积之间就产生了矛盾。查解决矛盾矩阵表的重量和体积分别对应“运动物体的重量”(要改善的)和“运动物体的体积”(恶化的)两个技术特性。上述两特性在矛盾知阵的交点向我们提供了4个创新原理供参考，分别为第29，2，40和28号创新原理。29号创新原理是气液替代；2号原理是，提取；40号原理是复合材料；28号原理是系统替代，去除且重新产生零件。矩阵所提供的创新原理既可单独
27、采用，也可组合应用。针对具体的矛盾，可以基于这些创新原理寻求具体解决方案。,40条发明原理,1、分割；2、抽取；3、局部改善；4、非对称；5、组合；6、多功能；7、嵌套；8、补偿平衡（配重）；9、预先反作用；10、预先作用；11、予置防范；12、等位；13、逆向动作；14、曲线、曲面化；15、动态化；16、降低精度；17、多维；18、机械振动；19、离散；20、有效运作的连续；21、超高速；22、变害为利；23、反馈；24、中介；25、自服务；26、替代或复制；27、物尽其用（一次性用品）；28、系统的替代；29、气体与液压结构；30、柔性外壳和薄膜；31、多孔材料；32、改变颜色；33、同质
28、性；34、自生自弃（抛弃与再生）；35、性能转换（物理/化学状态变化）；36、相变；37、热膨胀；38、加速氧化；39、惰性环境；40、复合材料等。（现在已经发展到50多条创新原理）,40条发明原理,1分割法 a将物体分成独立的部分。b使物体成为可拆卸的。c增加物体的分割程度。例：货船分成同型的几个部分，必要时，可将船加长些或变短些。风力发电机组用的塔筒，因为高度大，所以分割成多节。电力试验用的串联谐振耐压装置，因为重量大，分为多个组装。组合家具可以根据用户需要自由组装。用卡车加拖车装运叶片，浮法生产玻璃。,40条发明原理,2抽取法 从物体中抽出“干扰”部分(“干扰”特性)或者相反，分出唯一需
29、要的部分或需要的特性。与上述把物体分成几个相同部分的技法相反，这里是要把物体分成几个不同的部分。例：空气压缩机工作，将其产生噪音的部分即压缩机移到室外；用光纤或光波导分离主光源，以增加照明点；避雷针将雷电引入地线；防盗电子狗。,40条发明原理,3局部改善法 a从物体或外部介质(外部作用)的一致结构过渡到不一致结构。b物体的不同部分应当具有不同的功能。c物体的每一部分均应具备最适于它工作的条件。例：将好钢用在刀刃上，带橡皮的铅笔，分格的饭盒，在不同的间隔内放置不同的食物，避免串味；有隔热把的钳子。,40条发明原理,4非对称法 a物体的对称形式转为不对称形式。b如果物体不是对称的，则加强它的不对称
30、程度，例：防撞汽车轮胎具有一个高强度的侧缘，以抵抗人行道路缘石的碰撞。计算机内的内存条两端不对称，不可能插反；大型飞机的导流罩下半部是椭圆。,40条发明原理,5组合法a把相同的物体或完成类似操作的物体联合起来。b把时间上相同或类似的操作联合起来。例：双联显微镜组，由一个人操作，另一个人观察和记录。电力试验车把试验所需的仪器、仪表组合在一起，提高了工作效率。淋浴器的龙头冷热水开关在一起，可以调节出水的温度；四核计算机。,40条发明原理,6多功能法（一物多用法）一个物体执行多种不同功能，因而不需要其他物体。例：牙刷的把柄内装牙膏；多用途的拉杆箱直立后可成为小凳；瑞士军刀具有多种功能，可以坐的拐杖。
31、,40条发明原理,7嵌套法a一个物体位于另一物体之内，而后者又位于第三个物体之内等。b让某物体穿过另一物体的空腔。例：金属拉制设备的是由多级拉摸组成；伸缩式钓鱼杆一节套在另一节之中，伸缩式电视天线。,40条发明原理,8补偿平衡法 a将物体与具有上升力的另一物体结合以抵消其重量。b通过与环境（利用空气动力、流体动力或其他力等）的相互作用实现物体的重量补偿。例：风力发电机组的桨叶（利用空气动力学）；赛车安装上阻流板用来增加车身与地面的摩擦力则使用了空气动力学的特征。轮船应用阿基米德定律产生可承重千吨的浮力；用汽球吊条幅广告，游泳圈，火箭发动机。,40条发明原理,9预先反作用法 如果按课题条件必须完
32、成某种作用，则应提前完成反作用。例：风力发电机组的机舱加风轮重心位于塔架轮廓线的外端，以减小风对机组施加的倾覆力矩；给树刷石灰水，防止害虫从地下爬上树。弹簧秤，预应力混凝土构件。,40条发明原理,10预先作用法a预先完成要求的作用(整个的或部分的)，b预先将物体安放妥当，使它们能在现场和最方便地点立即完成所需要的作用。例：创口贴上有一个浸有消炎药的纱布垫；机舱安装前先在地面进行预安装，并做好标示；将鱼网的网眼设计成可以让小鱼跑出去的大小，防止将小鱼捞上来；不干胶带；方便面外包装上的撕开口。,40条发明原理,11予置防范法 以事先准备好的应急手段补偿物体的底可靠性。例：风力发电机组上的应急逃生装
33、置；电力作业前的挂地线等安全措施；传动轴上的安全销。12等位法改变工作条件，使物体上升或下降。例：修理汽车的升降台，阶梯教室，三峡大坝的船闸。,40条发明原理,13、逆向思维法 a、不实现课题条件规定的作用而实现相反的作用。b、使物体或外部介质的活动部分成为不动的，而使不动的成为可动的。c将物体颠倒。例：在严寒地区轴承安装时将轴放在外面进行冷冻，而轴承在室内保存，然后在室内套入；清洗瓶子时，瓶口向下的清洗装置；跑步机的皮带向后滚动；在牲畜（如奶牛）身上打上永久性标记用烧热的烙铁打“烙印”，而冷冻“烙印”法无痛而且不损坏牲畜表皮。电动机的换向器与电刷间界面，通常认为越光滑接触越好，电流损耗也越小
34、。将换向器表面制出一定粗糙度的细纹，其结果电流损耗更小，优于光滑表面。,40条发明原理,14曲线、曲面法 a从直线部分过渡到曲线部分，从平面过渡到球面，从正六面体或平行六面体过渡到球形结构，b利用棍子、球体、螺旋。c从直线运动过浑到旋转运动，利用离心力。例：两表面间引入圆倒角，减少应力集中；环形跑道可以设定多种比赛距离，千斤顶中螺旋机构可产生很大的升举力；带万向轮的椅子，甩干机。,40条发明原理,15动态法a、物体(或外部介质）的特性的变化应当在每一工作阶段都是最佳的。b将物体分成彼此相对移动的几个部分。c使不动的物体成为动的。例：下风向风力机的随风偏航；跑马灯；可弯曲的吸管；可调节高度的方向
35、盘；笔记本电脑；有变桨功能的风轮。,40条发明原理,16降低精度法(局部作用法)如果难于取得百分之百所要求的功效，则应当取得略小或略大的功效。此时可能把课题大大简化。例：注射器将药液吸入后，再排出多余的药量；油漆前的刮灰，表面贴装技术。,40条发明原理,17.多维法 a如果物体作线性运动（或分布）有困难，则使物体在二维度(即平面)上移动。相应地，在一个平面上的运动(或分布)可以过渡到三维空间。b利用多层结构替代单层结构。c将物体倾斜或侧置。d利用指定面的反面。e利用投向相邻面或反面的光线。例：螺旋梯可以减少占地面积；将圆木扎成捆，然后立着放；多层楼房；立交桥；多层印刷电路板；多蝶CD机。自动垃
36、圾卸载车、具有倾斜角的风轮，以防止叶片撞击塔架；可两面穿的衣服；牙医用的检查镜。,40条发明原理,18机械振动法a、使物体振动。b、如果巳在振动，则提高它的振动频率(达到超声波频率)。c利用共振频率。d用压电振动器替代机械振动器。e利用超声波振动同电磁场配合。例：混凝土振动器(棒)；锣中间做得很薄以便敲击时容易振动；超声波碎石；超声波清洗；工频电炉；微波炉。,40条发明原理,19离散法(周期性作用)a从连续作用过渡到周期作用(脉冲)。b如果作用已经是周期的，则改变周期性。c利用脉冲的间歇完成其他作用。例：用高频率脉冲焊接，间隙发出警笛，避免产生刺耳的声音；脉冲加压喷水灌溉；医用的呼吸机系统为：
37、每五次心脏按压，进行一次人工呼吸。,40条发明原理,20有效运作持续法 a连续工作(物体的所有部分均应一直满负荷工作)。b消除空转和间歇运转。例：风力机达到额定转速后才并网发电；为提高加工效率，使用在工具的正反行程均可切削的钻头(扩孔器)；正反行程均能打印的打印机；盾构机。21超高速法 高速跃过某过程或其个别阶段(如有害的或危险的)。例：用300600的燃气火焰短时作用于烘烤木材；闪光灯；肌肉注射时快速进针。,40条发明原理,22变害为利法a利用有害因素(特别是介质的有害作用)获得有益的效果。b通过有害因素与另外几个有害因素的组合来消除有害因素。c将有害因素加强到不再是有害的程度。例：废塑料回
38、收；以火灭火的方法（在森林灭火时，为熄灭或控制即将到来的野火蔓延，燃起另一堆火将即将到来的野火的通道区域烧光。）；垃圾发电；潜水中用氮氧混合气体，以避免单用氧气造成昏迷或中毒。,40条发明原理,23、反馈法 a在系统中引入反馈。b如果已引入反馈，改变其大小或作用。例：风向仪将风向信息传递给控制系统，自动偏航；设定空调器的温度；风速仪将风速信息传递给控制系统，当超出额定风速时，精确地调节桨距，防止机组过载。24中介法 a使用中介物实现所需动作。b把一物体与另一容易去除的物体暂时结合。例：使用扭力搬手完成螺母的紧固；上菜的托盘。,40条发明原理,25自我服务法 a、物体通过执行辅助或维护功能为自身
39、服务。b利用废料(能量或物质)。例，自动供给焊丝的二氧化碳保护焊机；煮豆燃豆箕；电厂利用余热和粉煤灰制砖。,40条发明原理,26替代法(复制法)a用简单而便宜的复制品代替难以得到的、复杂的、昂贵的、不方便的或易损坏的物体。b用光学拷贝(图像）代替物体或物体系统。此时要改变比例(放大或缩小复制品)。c如果已使用了可见光复制品，用红外光或紫外光复制品代替。例：虚拟训练飞行员系统；用卫星相片代替实地考察，大地测量地形图像全景摄影，并配备缩微比例尺；X光片。,40条发明原理,27物尽其用法最大限度地发挥物体所有的有益功能，用一组廉价物体代替一个昂贵物体，放弃某些品质(如持久性)。例：一次性的医用手套，
40、只使用一次，不需要再消毒，防止交叉感染；竹制捕鼠套，老鼠通过圆形套，越动套得越紧，只需要布下捕鼠套，而不要回收。,40条发明原理,28系统替代法 a用光学，声学、电学等设计原理代替力学设计原理。b用电场磁场和电磁场同物体相互作用。c、由恒定场转向不定场，由时间固定的场转向时间变化的场，由无结构的场转向有一定结构的场。d利用铁磁颗粒组成的场。例：用红外防盗器代替防盗窗；感应水龙头；声控灯；电视遥控器；在煤气中掺入难闻气体，警告使用者气体泄漏（替代机械或电子传感器）；粉未热喷涂，将带静电的塑料粉喷在金属层上，加温后附着在金属层上；早期的通讯系统用全方位检测，现在用特定发射方式的天线；用不同的磁场加
41、热含磁粒子的物质，当温度达到一定程度时，物质变成顺磁，不再吸收热量，来达到恒温的目的。,40条发明原理,29气液替代法(压力法)用气体结构和液体结构代替物体的固体的部分，如充气和充液的结构，气枕，静液的和液体反冲的结构。例：运输易碎制品(如排水管)的集装箱里面有一个充气囊，使制品在运输中相互靠紧 不致撞坏。起重机抓斗利用充气元件工作，在锯木装置中利用气囊夹持易碎制品。消防救人用的“气垫”，安全气囊；液压千斤顶，装有鼓风机的旗杆。,40条发明原理,30柔化法a利用软壳和薄膜代替一般的结构。b用软壳和薄膜使物体同外部介质隔离。例：椅垫；塑料大棚种菜；为提高充气混凝土制品的膨胀程度，在浇注模型里的原
42、料上罩以不透气薄膜。31孔化法 a把物体作成多孔的或利用附加多孔元件(镶嵌，覆盖等等)。b如果物体是多孔的，事先用某种物质填充空孔。例：电机蒸发冷却系统由多孔材料制成，工作时冷却剂蒸发，因而保证了短时、有力和均匀的冷却；用海绵储存液态氮。,40条发明原理,32色彩法a改变物体或外部介质的颜色。b改变物体或外部介质的透明度。c，为了观察难以看到的物体或过程，利用染色添加剂。d如果已采用了这种添加剂，则采用荧光粉。例：在暗室中使用安全灯，做警戒色；透明绷带不必取掉便可观察伤情；环卫工人穿的发光背心；紫外线验钞器。,40条发明原理,33同性质法 同指定物体相互作用的物体应当用同一(或性质相近的)材料
43、制成。例：巧克力的包装用可食性材料制造；为了补偿在铸模中成型的制品的收缩，芯模和铸模用与制品收缩率相近的材料制造；插头插座使用同样的材料；用金钢石划玻璃。,40条发明原理,34自生自弃法 a已完成自己的使命或已无用的物体部分应当剔除(溶解蒸发等)或在工作过程中直接变化。b消除的部分应当在工作过程中直接再生。例：检查焊接高压区的方法是利用可熔化的探头，以不低于自己熔化速度的速度将光导探头不断地送人检查的高温区；胶囊，自动铅笔，可降解塑料饭盒，多级火箭用完后分离。,40条发明原理,35性能转换法(物理/化学状态变化)这里包括的不仅是简单的过渡，例如从固态过渡到液态，还有向“假态”(假液态)和中间状
44、态的过渡，例如采用弹性固体。例：降落跑道的减速地段建成“浴盆”形式，里面充满粘性液体，上面再铺上厚厚一层弹性物质；固体胶水，酒心巧克力先将酒心冷冻，然后将其在热巧克力中蘸一下；做汤包；用液态石油气运输，不用气态运输以减少体积和成本；用液态的洗手液，可以定量控制使用，减少浪费；硫化橡胶改变了橡胶的柔性和耐用性；提高烹饪食品的温度（改变食品的色、香、味）；将羊肉冷冻后切成薄片。,40条发明原理,36相变法利用相变时发生的现象，例如体积改变，放热或吸热，例：合金凝固时膨胀，从而保证了结合处的密封性；保险丝；飞船外的陶瓷瓦；用炸药炸开巨石。37热膨胀法a利用材料的热膨胀(或热收缩)。b.利用一些热膨胀
45、系数不同的材料。例：轴承安装前加热，套入轴中；热敏开关（两条粘在一起的金属片，由于两片金属的热膨胀系数不同，对温度的敏感程度也不一样，可实现温度控制)。,40条发明原理,38增强氧化法a用富氧空气代替普通空气。b用纯氧气替换富氧空气。c用电离辐射作用于空气或氧气。d.使用离子化氧气。e.用臭氧替换臭氧化的(或电离的)氧气，例：为持久在水下呼吸，水中呼吸器中储存浓缩空气；用乙炔氧代替乙炔空气切割金属；负氧离子化高压氧舱；在臭氧环境中制取铁箔，臭氧消毒。,40条发明原理,39惰性环境法a、用惰性介质代替普通介质。b在真空中进行某过程。例：用氩气等惰性气体填充灯泡，做成霓虹灯；真空包装食品，延长储存
46、期；二氧化碳灭火器。40复合材料法 由同种材料转为混合材料。例：使用碳纤维的风轮叶片；钢塑门窗；用塑钢复合螺旋波纹钢管代替镀锌螺旋钢管，提高排水管道的抗腐蚀能力。,物理冲突解决原理,TRIZ提出采用分离原理解决物理冲突的方法，包括空间分离和时间分离、基于条件的分离、整体与部分的分离。解决物理冲突的分离原理与解决技术冲突的发明原理之间存在关系，一条分离原理可以与多条发明原理存在对应关系。,4大分离原理,分离原理是阿奇舒勒针对物理矛盾的解决而提出的。,（1）空间分离,所谓空间分离，是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。使用空间分离前，先确定矛盾的需求在整个空间中
47、，是否都在沿着某个方向变化？如果在空间中的其一处，矛盾的一方可以不按一个方向变化，则可以使用空间的分离原理来解决问题。,（2）时间分离,是将矛盾双方在不同的时间段分离开来，以获得问题的解决或降低问题的解决难度。使用时间分离前，先确定矛盾的需求在整个时间段上，是否都在沿着某个方向变化，如果在时间段的某一段，矛盾的一方可以不按时间方向变化，则可以使用时间的分离原理来解决问题，也就是说，当系统或关键子系统矛盾双方在某一时间段中只出现一方时，则使用时间的分离成为可能。,（3）基于条件的分离,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。在使用条件分离前，先确定矛盾的需求在各种
48、条件下，是否都在沿着某个方向变化，如果在某种条件下，矛盾的一方可不按一个方向变化，则可以使用条件分离原理来解决问题，也就是说，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，则使用条件的分离成为可能。,（4）整体与部分分离,是将矛盾双方在不同的系统级别分离开来，以获得问题的解决或降低问题的解决难度。当系统或关键子系统矛盾双方在子系统、系统、超系统级别只出现一方时，可使用整体与部分的分离原则解决问题。,其它分离方法,物理矛盾的分离方法还有以下9种：（1）将同类或异类系统与超系统结合。（2）将系统转换为反系统，或将系统与反系统相结合。（3）系统具有一种特性，其子系统有其相反的特性。（4）将系统
49、转换到微观级系统。（5）系统中的状态交替变化。（6）系统由一种状态转换为另一种状态。（7）利用系统状态变化所伴随的现象。（8）以具有两种状态的物质代替具有一种状态的物质。（9）通过物理和化学的转换使物质状态转换。,分离原理与发明原理关系,物质场分析,采用TRIZ理论解决设计中矛盾的途径主要有2条：一条是通过问题描述来确定矛盾，然后分析矛盾的类型是技术矛盾还是物理矛盾，确定矛盾后可以选用相应的方法来解决。另一条就是通过问题描述来确定物质一场模型，通过模型的特点和类型，选择相对应的标准解。,物质场分析,物质一场分析是TRIZ理论中的一种分析工具，用于建立与已存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模
50、型。物质是指某种物体或过程，可以是整个系统，也可以是系统内的子系统或单个的物体，甚至可以是环境，取决于实际情况。场是指完成某种功能所需的手法或手段，通常是一些能量形式，如：磁场、重力场、电能、热能、化学能、机械能、声能、光能等等。,物质场分析,产品是功能的一种实现，因此，可用物质-场分析产品的功能，把已有技术系统的问题模型化。物质场分析是用符号表达技术系统变换的建模技术。,物质场分析,物场模型,TRIZ理论认为，技术系统构成要素S1、作用体S2、场 F三者缺一就会造成系统不完整。而当系统中某一物质的特定机能没有实现时，系统就会产生问题。为了控制这一物质产生的问题，有必要引入另外的物质。由此产生
