创造发明技法与专利申请漫谈创造发明技法与专利申请漫谈阿奇舒勒通过对大量的发明专利的研究发现，大约只有20%自由的专利才称得上是真正的创新，许多宣称为专利的技术，其实早已在其他的产业中出现并被得到应用过。所以，阿奇舒勒认为如果跨产业间的技术能够更充分地交流，一定可以更早开发出优化的技术。同时，阿奇舒勒也坚信发明的原理一定是客观存在的，如果掌握这些原理，不仅可以提高发明的效率、缩短发明的周期，而且能够使发明问题更有预见性。如果一个发明原理融合了物理、化学等学科，相应此原理将超越领域的限制，可应用到其他行业中去。为此，阿奇舒勒对大量的专利进行了研究、分析、总结，提炼出了TRIZ中最重要的、具有普遍用途的40个发明原理。 当前，40个发明原理已经从传统的工程领域扩展到微电子、医学、管理、文化教育等当今社会的各个领域，40个发明原理的广泛应用，产生了不计其数的专利发明。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理序号名称序号名称序号名称1分割15动态化29气体与液体结构2抽取16不足或超额行动30柔性外壳或薄膜3局部质量17一维变多维31多孔材料4非对称18机械振动32改变颜色5合并19周期性动作33同质性6普遍性20有效作用的连续性34抛弃与再生7嵌套21紧急行动35物理/化学状态变化8配重22变害为利36相变9预先反作用23反馈37热膨胀10预先作用24中介物38加速氧化11预先应急措施25自服务39惰性环境12等势原理26复制40复合材料13逆向思维27一次性用品14曲面化28机械系统的替代TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理发明原理发明原理发明原理发明原理1.1.1.1.分割分割分割分割分割原理体现在三个方面：将物体分割成独立的部分如：用PC机代替大型计算机；用卡车加拖车的办法代替大卡车；用烽火传递信息（分割信息传递的距离）；在大项目中应用工作分解结构。 使物体成为可组合的（易于拆卸和组装的）如：组合式家具；橡胶软管可利用快速拆卸接头连接成所需的长度。 增加物体被分割的程度如：用软的百叶窗代替整幅大窗帘；电子线路板（PCB）表面贴装工作中所使用的锡膏，主要成分是粉末状的焊锡，提升了焊接的透彻程度。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：通红的玻璃板通红的玻璃板通红的玻璃板通红的玻璃板TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理在玻璃批量生产线上，对玻璃先进行加热然后再进行加工，加工完成后的玻璃仍处于通红状态，需要将其输送到指定位置直至冷却下来。现在的问题是，因为玻璃还处于高温，呈现柔软的状态，在滚轴传输线的输送过程中会因为重力下垂而造成变形，导致玻璃表面凹凸不平，后续需要大量的打磨工作来进行修正。年轻的工程师提出将传输线上的滚轴直径做到尽量小，以减少玻璃悬空的面积，提高玻璃的平度。“我们可以将滚轴直径像火柴棍一样细，”年轻的工程师说，“组成一个传输线”。“那么，每米长度内将有大约500个滚轴，安装时需要像做珠宝首饰一样细致。”老工程师说，“想一想这个传输线的造价。”“我认为我们不能再考虑滚轴传输线，”一位工程师说，“最好用新的方法来替代它。”“有什么号办法呢？”年轻的工程师说道。突破常规思维的限制，将滚轴直径无限缩小，小到头发丝、1/100毫米、1/1000毫米、1/10000毫米一直分割下去，会是什么呢？物质呈现分子、原子状态。解决方案是：用熔化的锡来代替滚轴。传输线是一个长长的、盛满熔化锡的槽子。由于锡的熔点低而沸点高，正适合通红的玻璃板的冷却温度区间，熔化锡在重力作用下，会呈现出一个绝对平面，可以很好地满足此工序的要求。而基于这个解决方案，又出现了很多的专利，比如给锡通电可以与磁铁一起作用，来完成对玻璃的成型加工。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理发明原理发明原理发明原理发明原理2.2.2.2.抽取抽取抽取抽取抽取原理体现在两个方面：将物体中“负面”的部分或特征抽取出来如：由于压缩机用于压缩空气，所以将嘈杂的压缩机放在室外。只从物体中抽取必要的部分或特征如：用狗叫声，作为报警器的报警声，而不用养一条真正的狗。TRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：裁缝量衣服制作新装的故事裁缝量衣服制作新装的故事裁缝量衣服制作新装的故事裁缝量衣服制作新装的故事TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理将过滤器的功能进行分解，其主要构成元素是过滤孔和基体，有用功能的元素是过滤孔，即过滤孔是有用的局部质量。每个过滤孔不就是一条管子吗！哦，答案找到了。拿一些细管，并捆扎起来，就形成了过滤器。这种过滤器的组装制造和拆离都可以非常方便的完成。用细圆棒做原料，然后捆扎起来，而圆棒之间的空隙就形成了过滤孔，也可以实现过滤器的功能。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理一家工厂获得了一个大订单，产品是一个圆柱形过滤器，圆柱的直径1米，长度2米，轴向均匀分布直径为0.5毫米的密密麻麻的很多过滤通孔。工程师们看到图纸后都惊呆了，每个过滤器要加工出成千上万个轴向小孔。“我们该如何来加工这么多的小孔呢？”总工程师问大家，“用钻床来钻吗？”“显然，钻这么长的小孔是不可能实现的，也许可以用高温铁针来扎出这些孔，”一位年轻的工程师毫无把握地说道。所有的工程师都陷入了沉默。这似乎是一个无法解决的难题。发明原理发明原理发明原理发明原理4.4.4.4.非对称非对称非对称非对称非对称原理体现在两个方面：用非对称形式取代传统的对称形式如：非对称容器或者对称容器中的非对称的搅拌叶片可提高混合的效率（工程搅拌机）；模具设计中，两边采用不同直径的定位销，以免混淆；非对称衣襟的衣服。 如果对象已经是非对称，增加非对称的程度如：将圆形的垫片改成椭圆形，甚至特别的形状以提高密封程度。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：聪明的气罐聪明的气罐聪明的气罐聪明的气罐TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理煤气罐的传统结构设计中，气罐的底面一般是完整的圆形。现在，要改变这种习惯性的对称结构，采用非对称的结构。新的设计是：煤气罐的底面做成部分斜面。这样，当有液体燃气充当气罐底部重物时，气罐保持直立，一旦液态燃气消耗完毕时，底部失去压重物，煤气罐会在重力作用下歪向一边。相当于提醒用户：“煤气将尽，请速更换。”。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理很多家庭在使用灌装液化石油气，但让他们烦恼的是，不知道气罐里的气体何时将耗完，所以不能及时更换燃气。一家燃气公司的工程师们试图解决这个问题。前提是方法简单易行，并能准确预报何时罐中燃气将耗完。“测量压力？”一位工程师说。“不行，这不管用，只要罐中还有少量燃气，其压力的变化不明显，而且，压力表的成本较高。”另一位工程师即刻反对。“如果称重量呢？”又一位工程师说。“这也不行。每次都要拆出气罐来称重量，对于用户来说太麻烦了，况且容易引发安全问题。”再一位工程师反对道。看来，在不增加成本和复杂性的基础上要获得气罐的信息是一个似乎不能解决的难题。发明原理发明原理发明原理发明原理5.5.5.5.合并合并合并合并合并原理体现在两个方面：合并空间上的同类或相邻的物体或操作 如：网络中的个人计算机；并行处理计算机中的多个微处理器；合并2部电梯来提升一个宽大的物体（拆除连接处的隔板）。合并时间上的同类或相邻的物体或操作如：把百叶窗的窄条连接起来；同时分析多项血液指标的医疗诊断仪器；现代冷热水龙头，调温通过转动完成，将过去的两个水龙头合并为一个水龙头。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：玻璃磨角玻璃磨角玻璃磨角玻璃磨角TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理将多层玻璃叠放在一起从而形成一叠玻璃，而且事先在每层玻璃面上洒一层水，以保证堆叠后的玻璃可以形成相当强的粘贴力。一叠玻璃的强度会远大于单层玻璃的强度，在磨削加工中就可以承受较大的磨削力，从而改善了玻璃的可加工性。当磨削加工完成后，再分开每层玻璃，水分自行会挥发掉，从而获得了所需要的产品。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理一个工厂接到一个大订单，需要生产大量椭圆形的玻璃板。首先，工人们将玻璃板切成长方形，然后将4角磨成弧形从而形成椭圆形。然而，在磨削工序中，出现了大量的破碎现象，因为薄玻璃受力时很容易断裂。“我们应该将玻璃板做得厚一点。”一位工人对主管说。“不行，”主管说，“客户的订单上要求的就是这种厚度的产品。”这似乎是一个难以解决的难题。发明原理发明原理发明原理发明原理6.6.6.6.普遍性普遍性普遍性普遍性普遍性原理体现在一个方面：使得物体或物体的一部分实现多种功能，以替代其他部分的功能。 如：内部装有牙膏的牙刷柄；将汽车上的小孩安全座位转变成小推车；在船上种上棕榈树可桅杆。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：中国古代商船的一物多用中国古代商船的一物多用中国古代商船的一物多用中国古代商船的一物多用 TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理渥伦哥尔船长（阿奇舒勒笔下的一位主人公，阿奇舒勒经常使用科幻小说的形式，进行TRIZ相关知识的讲解和传播。）经常应用一物二用来产生发明。比如船上的压舱物，常规的是用水或沙子。但渥伦哥尔船长却使用土作为压舱物。在土中种上可以生长的棕榈树，棕榈树又用来作为船的桅杆。这就是普遍性原理的应用。发明原理发明原理发明原理发明原理7.7.7.7.嵌套嵌套嵌套嵌套嵌套原理体现在两个方面：将第一个物体嵌入第二个物体，然后将这两个物体嵌入第三个物体 如：（一组)量杯；玩具俄罗斯套娃。让物体穿过另一个物体的空腔如：伸缩天线；变焦镜头。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：火星车的轮子火星车的轮子火星车的轮子火星车的轮子TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理将重物放得非常低以接近火星的地面，以降低车子的重心而且在火星车里面。”他说。随后，一个基于嵌套原理的解决方案展示了出来：在火星车的轮胎里放置球形重物，这些重物可以滚动，总处在轮胎的最下面，以最低的重心保持火星车的稳定。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理一个科幻故事里描述了一次火星探险。宇宙飞船降落在一个石头山谷，宇航员乘坐一两火星车开始火星之旅。这个特型火星车有巨大的轮胎，当行驶到陡坡时，很容易在石头的颠簸下翻车。怎么办？这个问题刊登在一本杂志上，收到了大量的读者来信，提供解决办法：在火星车的下面悬挂重物，降低整车的重心，增加稳定性；将轮胎的气放出一半，轮胎下陷，增加稳定性；在火星车的两边分别多安装一只轮胎；让宇航员探出身体来保持车子的平衡；上面的各种建议，确实能改善火星车的稳定性，但明显都带来另一些问题，比如：降低了火星车的运动性能，降低了车速，让火星车变得更复杂，增加宇航员的危险性等。由于以上正反两方面问题的存在，有一位读者干脆建议：“什么办法都没有了，让宇航员走路吧！”这个问题似乎是一个难以解决的问题。发明原理发明原理发明原理发明原理8.8.8.8.配重配重配重配重配重原理体现在两个方面：将一个物体与另一个产生提升力的物体组合，来补偿其重量如：在一捆原木中加入泡沫材料，使之更好地漂浮；用气球悬挂广告条幅。通过与环境（利用气体、液体的动力或浮力等）的相互作用实现物体重量的补偿 如：飞机机翼形状可以减小上面空气的密度，增加机翼下面空气的密度，从而产生提升力；水翼可使整只船或部分露出水面，减小阻力。 TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：紧急迫降的飞机的运输问题紧急迫降的飞机的运输问题紧急迫降的飞机的运输问题紧急迫降的飞机的运输问题 TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理将气袋固定在飞机翅膀下，然后充气，气袋所产生的浮力可以抬起飞机，然后将平板拖车开到飞机下面，拖走飞机。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理一架巨型运输机在起飞后出现了故障，紧急迫降在距离飞机场200公里外的空地上。经过检查，发现飞机机体上出现了许多裂缝和损坏，必须将飞机运送往工厂进行维修。这架运输机非常重，如何运送成为问题。专家们聚在一起，商讨如何将这个庞然大物运走。“地上没有跑道，只有将飞机用吊车吊起来运走。”一位年轻的工程师说。“年轻人，”一位专家沮丧地说，“哪里有这么大的吊车？而且我们也没那么大的车子将飞机运走！”问题处于僵持之中而不能解决。发明原理发明原理发明原理发明原理9.9.9.9.预先反作用预先反作用预先反作用预先反作用预先反作用原理体现在两个方面：预先施加反作用如：在溶液中加入缓冲剂来防止高PH值带来的危害 。如果物体处于受拉伸工作状态，则预先施加压力 如：在浇注混凝土之前，对钢筋进行预压处理。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：海面上输送淤泥的管道海面上输送淤泥的管道海面上输送淤泥的管道海面上输送淤泥的管道让暴风雨来得更猛烈些吧让暴风雨来得更猛烈些吧让暴风雨来得更猛烈些吧让暴风雨来得更猛烈些吧 TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理管道不必浮于水面，而是沉入海水中。暴风雨的影响被消除了。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理在靠近岸边约5公里的海上，一只挖泥船正在为航道进行清理工作，挖出的混着海水的泥巴通过一条管道被抽送到岸上，为保证管道浮在水面，管道上捆绑着一长溜的浮桶。“天气预报说一场暴风雨即将来临！”船长说，“我们要立即停止工作，将管道拆开并带回岸上。暴风雨过后再带回来安装。大家行动要快，必须在暴风雨来临之前完成。”“没有别的办法，”船员们说，“如果暴风雨将管道破坏，情况会更糟，赶快拆卸。”。发明原理发明原理发明原理发明原理10.10.10.10.预先作用预先作用预先作用预先作用预先原理体现在两个方面：事先完成部分或全部的动作或功能 如：不干胶纸；超市的购物袋。在方便的位置预先安置物体，使其在第一时间发挥作用，避免时间的浪费如：停车位的咪表；柔性制造单元等等 TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：粮油运输中的少油现象粮油运输中的少油现象粮油运输中的少油现象粮油运输中的少油现象 TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理司机事先在油罐内挂了一个桶，当油罐中注满食用油时，桶中就盛满了食用油。但是卸油后，桶中的油却保存了下来。司机随后伺机取出这一桶油。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理一家粮油公司购买的食用油，用油罐车来运装，每罐可装3000升。但老板发现每次卸出的油都短缺30升，经过核准流量仪，检查封条和所有可能漏油部位后，没有找到短缺的原因。没办法，请来了老侦探调查这个问题，老侦探进行了暗地跟踪，发现油罐车在运送途中没有停过车，但依然短缺了30升，连老侦探也百思不得其解。发明原理发明原理发明原理发明原理11.11.11.11.预先应急措施预先应急措施预先应急措施预先应急措施预先应急措施原理：针对物体相对较低的可靠性，预先准备好相应的应急措施如：降落伞；消防措施；给飞机装上大降落伞；俄沙皇害怕敌人害他，就每天服用少量的毒药培养抗毒性，以致后来想自杀都没成功；流感疫苗。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：冬季北方屋檐下危险的冰柱冬季北方屋檐下危险的冰柱冬季北方屋檐下危险的冰柱冬季北方屋檐下危险的冰柱TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理在冬天来临之前，在排水管里穿进一根绳子，冰柱中的绳子可有效防止冰柱滑落，保证其渐渐地消融。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理北方的冬天，房子上的排水槽和排水管里会形成坚硬的冰柱，有的长达数米。当春天来到的时候，排水管受到太阳的照射，吸收的热量会首先融化冰柱的外表。当融化到一定程度时，冰柱会在重力的作用下从排水管中滑落，撞破排水管的弯头，有时，冰柱碎块会从排水管中飞出，扎伤经过的行人。如何消除这个问题？成为人们面临的一道难题。发明原理发明原理发明原理发明原理12.12.12.12.等势原则等势原则等势原则等势原则等势原则原理：在势能场中，避免位置的改变。如：电子线路设计中，避免电势差大的线路相邻；在两个不同高度水域之间的运河上的水闸。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：城市中心广场上古塔沉降的测量问题城市中心广场上古塔沉降的测量问题城市中心广场上古塔沉降的测量问题城市中心广场上古塔沉降的测量问题TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理拿2根玻璃管，一个安装在塔上，一个安装在公园的墙壁上，用胶管将其连接起来，然后灌入液体，就组成一个水平仪，两只玻璃管中的液体应保持同样的高度，我们在玻璃管上标出这个高度。如果古塔下沉，则塔上的玻璃管内液体会升高。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理城市的中心广场有一座古塔，似乎在逐渐下沉。名胜古迹保护委员会前来测量研究这个古塔的下沉问题。测量的第一步是要选择一个高度不变的水平基准，并且在塔上可以看到这个基准以便进行比较测量。很可能广场周围建筑也在一起下沉，所以需要寻找一个远离古塔而且高度不变的基准，最后他们选择了远离古塔1500英尺以外的一个公园的墙壁，但古塔和公园的墙壁之间被高层建筑物遮挡住了，无法直接进行测量。“非常复杂的情况，”测量员沉思后说，“看来我们得求助于其他的专家。”。发明原理发明原理发明原理发明原理13.13.13.13.逆向思维逆向思维逆向思维逆向思维逆向思维原理体现在三个方面：颠倒过去解决问题的办法 如：为了松开过盈配合的两个零件，冷却里面的零件而不是加热外面的零件。使物体的活动部分改为固定的，固定的部分改为活动的 如：旋转部件而不是旋转工具；健身跑步机。翻转物体（或过程） 如：通过翻转容器以倒出里面的物体；将杯子倒置以便从下面喷水清洗。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：酒心巧克力糖的制作酒心巧克力糖的制作酒心巧克力糖的制作酒心巧克力糖的制作TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理先将果汁降温，降到冰冻状态，将一颗颗冰冻的果汁颗粒放入巧克力中，然后进行成型，随后冰冻的果汁会在常温下恢复液体。果汁巧克力就完成了。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理这一天是一个漂亮女孩的生日，有一个客人带来了一大盒巧克力糖，这是一种酒瓶形的果汁巧克力糖，巧克力的中心是液态的果汁，大家都非常喜欢。一边吃着巧克力，有位客人好奇地问道：“我很纳闷这种果汁巧克力的果汁是怎么装进去的？”“先做好巧克力，然后往里面灌上果汁，再封口。”另一位客人猜测道。“果汁必须非常的稠，要不然会影响巧克力成型，”第三位客人说，“但是果汁不容易灌进巧克力中。通过加热是可以让果汁稀些以便灌入，却会熔化巧克力。”。发明原理发明原理发明原理发明原理14.14.14.14.曲面化曲面化曲面化曲面化曲面化原理体现在三个方面：将直线、平面用曲线、曲面替代，立方体结构改为球体结构 如：在建筑中采用拱形或圆屋顶来增加强度；机械结构设计中，用圆角避免应力集中。采用滚筒、球体、螺旋状等结构 如：圆珠笔的球状笔尖使得书写流利，而且提高了寿命。从直线运动改成旋转运动，利用离心力如：用洗衣机甩干衣物，替代原来拧干的办法。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：具有一个面和一条边的莫比乌斯环具有一个面和一条边的莫比乌斯环具有一个面和一条边的莫比乌斯环具有一个面和一条边的莫比乌斯环TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理“是的，乍看起来是不可能的，”格里尔说，“但是，你如果将纸条的一端扭转180度，再将纸条对接起来，会出现什么情况？”不里尔顿将纸条一端扭转180度后对接，然后黏贴起来。“现在把你的食指伸到纸面上。”格里尔静静地说。不里尔顿已经明白了这位智者同伴的智慧，他移开了自己的手指。“我懂了！现在不再是分开的2个面，只有一个连续的面”。这就是以著名的德国数学家莫比乌斯命名的“莫比乌斯环”。很多人利用这个奇妙的“莫比乌斯环”来获得发明。大约有100多项专利均是基于这个奇妙的环。有砂带机、录音机、皮带过滤器等。“莫比乌斯环”正是曲面化原理的典型代表。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理科幻故事黑暗的墙中，哲人格里尔手里拿着一张纸，对同伴不里尔顿说：“这是一个平面，它有2个面。你能设法让这2个面变成一个面吗？”不里尔顿惊奇地看着格里尔说：“这是不可能的。”。发明原理发明原理发明原理发明原理15.15.15.15.动态化动态化动态化动态化动态化原理体现在三个方面：使物体或其环境自动调节，以使其在每个动作阶段的性能达到最佳 如：汽车的可调节式方向盘（后视镜、座位）等 。把物体分成几部分，各部分之间可相对改变位置 如：折叠椅；笔记本电脑。将不动的物体改变为可动的，或具有自适应性 如：用来检查发动机的柔性的内孔窥视仪；医疗检查中用到的柔性状结肠镜。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：神奇的不倒翁神奇的不倒翁神奇的不倒翁神奇的不倒翁 TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理总裁说：“新专利645661号颁发给了发明家柴兹塞夫的一款新型不倒翁。”工程师们围过来看这个新玩具，发现它与传统的不倒翁不同的是内部安装了滑槽，重物可以沿着滑槽滑动，所以，这个新的不倒翁可以倒立和平躺。“哦，这是动态性原理。”总工程师评论道，“重物原来是固定的，现在可移动了。”“让我们依据动态性原理，发明一个更动态的不倒翁吧！”总裁说。于是，一个基于动态化原理的新方案产生了。将重物分成两部分，而且都可以滑动，这样，重心会不断移动和变化，不倒翁的晃动频率会不断地变化，显得更有趣。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理玩具公司的总裁召集工程师们开会。总裁问道：“我们能不能在不倒翁的基础上发明一种新的玩具？”大家说不倒翁很早就被发明出来了，还能挖掘出什么新意呢？“这种玩具太简单了，”一位年轻的工程师叫道，“没什么可增加或减少的。”。发明原理发明原理发明原理发明原理16.16.16.16.不足过超额行动不足过超额行动不足过超额行动不足过超额行动不足或超额行动原理：如果用现在的方法很难完成任务的100%，可用同样的方法完成“稍少”或“稍多”一点，问题可变得相当容易解决如：大型船只的建造在船厂完成一部分，其余的到现场安装。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：大型钢管的切割大型钢管的切割大型钢管的切割大型钢管的切割速度与切割速度的完美匹配速度与切割速度的完美匹配速度与切割速度的完美匹配速度与切割速度的完美匹配 TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理可以事先将带状原材料钢板进行切割，但是不能完全切断，要保留部分连接以保证弯卷焊接过程中的足够连接强度，这样，在后续切割中，只切断那部分保留的部位就可以了。最后，以一个振动来实现钢管的切割，生产效率得到了大幅提升。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理现在要生产一种直径1米、长度12米的钢管。原材料为带状卷料，在钢管弯卷焊接设备上进行加工，此设备以连续的2米、秒的速度输出焊接完成的钢管，所以，需要每6秒完成一次切割。因为切割设备的电锯切割这1米直径的钢管需要一定的时间才可以完成，而钢管在连续向前输出，所以切割设备得与在钢管同步前进中进行切割，切割完成后海需要快速返回到原来的位置，以开始对下一段钢管的切割，切割和返回的动作需要在6秒之内完成。现在的矛盾是，切割设备的功率选择和移动速度产生了矛盾，大功率的设备切割速度快但比较笨重、移动起来缓慢，小功率的设备比较轻巧，可快速移动但切割时间会比较长。工程部被要求来解决这个问题，工程师们陷入了激烈的争论，最后折中方案似乎占据了上风，那就是降低钢管弯卷焊接设备的输出速度。“难道我们非得降低焊接设备的钢管输出速度吗？”总工程师说，“如果将输出速度降低到1米/秒，我们的生产率将降低一半，根本无法按时交货。”。发明原理发明原理发明原理发明原理17.17.17.17.一维变多维一维变多维一维变多维一维变多维一维变多维原理体现在四个方面：将物体从一维变到二维或三维空间 如：螺旋梯可以减少所占用房间的面积。用多层结构替代单层结构 如：多碟CD机可以增加音乐的时间，丰富选择。使物体倾斜或侧向放置如：自动装卸车。使用给定表面的“另一面”如：PCB板采用两面焊接元器件。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：儿童自行车的四个轮子儿童自行车的四个轮子儿童自行车的四个轮子儿童自行车的四个轮子 TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理美国帕杜大学的工业设计师发明出了一种“变身三轮车”，当骑车者加速时，它的2个后轮会靠的越来越近，而减速或停车时，2个后轮又会分开，骑车者根本不用担心车子会侧翻。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理对很多人来说，学骑自行车可能是件令人烦恼的事，经常会摔倒，尤其是儿童学骑自行车时可能会产生危险。发明原理发明原理发明原理发明原理18.18.18.18.机械振动机械振动机械振动机械振动机械振动原理体现在五个方面：让物体处于振动状态 如：电动剃须刀。对有振动的物体，则增加振动的频率（甚至到超声波） 如：振动送料器。使用物体的共振频率如：用超声波共振来粉碎胆结石或肾结石。用压电振动器替代机械振动器如：石英晶体振荡驱动高精度的钟表。使用超声波和电磁场振荡耦合如：在高频炉内混合合金，使混合均匀。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：化工炉内液面测量改为测量空气体积的振荡频率化工炉内液面测量改为测量空气体积的振荡频率化工炉内液面测量改为测量空气体积的振荡频率化工炉内液面测量改为测量空气体积的振荡频率TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理利用振动的原理，测量容器中液面以上的空气部分的共振频率，得到空气部分的变化量，从而准确推算出液面的细微变化量。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理化工厂车间里，一种强腐蚀性的液体装在一个巨大的容器中，生产时，让液体从容器流向反应器，但进入反应器的液体量需要进行精确的控制。“我们尝试使用了各种玻璃或金属制作的仪表，”车间主任对厂长说，“但它们很快就被液体给腐蚀了。”“如果不测量流量，只测量液体高度的变化怎么样？”厂长问。“容器很大，高度变化很微小，”车间主任说，“我们无法得到准确的结果，而且容器接近天花板，操作上很不方便。”这似乎是一个难以解决的问题。发明原理发明原理发明原理发明原理19.19.19.19.周期性动作周期性动作周期性动作周期性动作周期性动作原理体现在三个方面：用周期性动作或脉动替代连续动作 如：松开生锈的螺钉时，用间歇性猛力比持续拧力有效，或先正向再反向拧。 如果行动已经是周期性的，则改变其频率 如：用频率调制来传送信息。 利用脉动之间的间隙来执行另一动作 如：打桩机打几下桩，然后加水。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：2根绳子根绳子TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理将布娃娃绑在绳子的下端，然后让绳子在布娃娃的重力作用下形成周期性的摆动，问题就迎刃而解了。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理在一个空房间里，有一个布娃娃放在窗台上，2根细绳从天花板上垂直下来。你的任务是将2根绳子的下端绑在一起。但是，如果你拿着一根绳子却够不到另一根绳子，旁边没有人，所以不会得到帮助。当然的想法是让绳子动起来。但是绳子又轻又软，根本就动不起来。怎么办？发明原理发明原理发明原理发明原理20.20.20.20.有效作用的连续性有效作用的连续性有效作用的连续性有效作用的连续性有效作用的连续性原理体现在两个方面：持续采取行动，使对象的所有部分都一直处于满负荷工作状态 如：在工厂里，使处于瓶颈地位的工序持续地运行，达到最好的生产步调。 消除空闲的、间歇的行动和工作 如：打印机的打印头在回程中也打印。 TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：穿山甲的研制穿山甲的研制穿山甲的研制穿山甲的研制TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理将土一点点的用头拍到隧道壁上，这连续的有效动作不断地重复，最后“挤”出一条隧道来。基于穿山甲有效动作连续性原理的“人造穿山甲”专利在苏联诞生，是一种前边带有尖锥形的切土器的机器，不仅将土切下来，而且挤拍到隧道壁上去。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理在地底下可以随意穿行的车子应该是一个什么样子的？杂志社收到了很多解答。用一辆拖拉机，前面装上铲子，把土挖开形成通道。带翅膀的车子。所有的设想基于挖掘原理，将土从车前移到车后，而车后的土，需要运输处理掉才可以形成通道。车子要达到地下行动自如的目标，看来不大可能实现。发明原理发明原理发明原理发明原理21.21.21.21.紧急行动紧急行动紧急行动紧急行动紧急行动原理：快速地执行一个危险或有害地作业： 如：牙医用高速电钻，避免烫伤口腔组织；激光打耳孔；快速切割塑料，使其来不及变形。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：具有磁铁的具有磁铁的具有磁铁的具有磁铁的“ “磁速磁速磁速磁速” ”网球拍网球拍网球拍网球拍 TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理菲舍尔公司推出的“磁速”网球拍不但不会限制你的正手击球，反而能击中最有效的击球点，你将会体验到其中的不同。在正常击球时，球拍的结构在恢复前会稍微变形。然而，一旦拥有“磁速”网球拍，安装在拍头两侧的两个单极磁铁有助于加快球拍恢复的速度，这样，球就有了更大的力量可以弹回到球网的方向。德国网球选手格罗恩菲尔德和其他著名选手都使用这种球拍进行比赛。磁铁就是在瞬间完成的球拍恢复原位的紧急行动。发明原理发明原理发明原理发明原理22.22.22.22.变害为利变害为利变害为利变害为利变害为利原理体现在三个方面：利用有害的因素（特别是对环境有害影响）来取得积极的效果 如：用废弃的热能来发电；废品的回收利用。“以毒攻毒”，用另一个有害作用来中和以消除物体所存在的有害作用 如：在腐蚀性的液体中加入缓冲剂；在潜水时使用氦氧混合气，既消除了氮气引起的昏迷，也消除了空气或其他硝基混合物带来的氧中毒。 加大有害因素的程度，使之不再有害 如：用逆火烧掉一部分植物，形成隔离带，来防止森林大火的蔓延 。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：狼和牛拉雪橇的故事狼和牛拉雪橇的故事狼和牛拉雪橇的故事狼和牛拉雪橇的故事 TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理渥伦哥尔船长并没有被难住，他巧妙地利用牛和狼之间的有害作用，顺利完成了旅行任务。渥伦哥尔船长将牛和狼一前一后套在雪橇上，受惊吓的牛拼命的拉着雪橇向前奔，狼想扑牛业拼命地拉着雪橇向前跑。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理渥伦哥尔船长要从加拿大乘雪橇前往阿拉斯加，一个叫“倒霉蛋”的团伙给他买了一只“鹿”和一条“狗”，但他实际收到的不是鹿和狗，所谓的“鹿”实际是牛，“狗”是狼。发明原理发明原理发明原理发明原理23.23.23.23.反馈反馈反馈反馈反馈原理体现在两个方面：通过引入反馈来改善性能 如：音乐喷泉；大量的工业反馈控制。如果已经引入了反馈，则改变其大小和作用 如：在机场五公里范围内，改变飞机自动驾驶仪的灵敏度。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：具有反馈功能的登山绳索具有反馈功能的登山绳索具有反馈功能的登山绳索具有反馈功能的登山绳索TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理任何一个消防队员或者攀岩者都可以告诉你，一条简单的绳子可以救你的命，条件是它不要磨损或突然断裂。如今科学家研制出了“聪明绳索”，这种智能绳索里面有电子传导金属纤维，可以判断它所承受的重量，如果重量太大，它无法承受，绳索就会向使用者发出警告。智能绳索还可以用于停泊船只、保护贵重物品或者用于营救行动。聪明的绳索就是在普通绳索上增加了反馈，从而提高安全性。发明原理发明原理发明原理发明原理24.24.24.24.中介物中介物中介物中介物中介物原理体现在两个方面：采用中介替传递或完成所需任务 如：机械传动中的惰轮。把一个物体和另一个物体临时结合在一起（随后很容易分开） 如：端热盘子的托架。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：在软胶管上钻上很多径向的小孔在软胶管上钻上很多径向的小孔在软胶管上钻上很多径向的小孔在软胶管上钻上很多径向的小孔 TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理先给胶管里面充满水，然后进行冷冻，待水冻成冰态时，再进行钻孔加工。加工完成后，冰会融化成水很容易流出管道。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理现在需要在一根长胶管上钻出很多径向小直径的标准孔，因为胶管很软，钻孔操作起来显得非常不容易。有人建议用烧红的铁棍来烫出小孔。经过尝试，发现烫出的小孔很毛糙，而且很容易破损，不能满足质量要求。“有没有什么号的办法？”经理问。大家面面相觑。这似乎是一个不容易解决的问题。发明原理发明原理发明原理发明原理25.25.25.25.自服务自服务自服务自服务自服务原理体现在两个方面：使物体具有自补充和自恢复功能以完成自服务 如：饮水机；自动售货机。利用废弃的资源、能量或物资 如：麦桔或玉米杆等直接填埋做下一季的肥料。 TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：钢珠高速气体输送管道转弯处的设计钢珠高速气体输送管道转弯处的设计钢珠高速气体输送管道转弯处的设计钢珠高速气体输送管道转弯处的设计TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理在拐弯部位的管道外，放置一个磁铁，当钢珠到达磁场范围内时，会被磁铁吸附到管道内壁上，从而形成保护层。钢珠的冲击将作用在由钢珠形成的保护层上，并不断补充那些被冲掉的钢珠。这样，输送管道就被完全保护起来。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理在一个输送钢珠的管道中，拐弯部位在工作一两个小时后就会坏掉。根本的原因是钢珠在高速气体的驱动下，对弯曲部位的管壁进行着连续撞击，很快就会撞出一个洞来。管道损坏后必须停止输送来进行维修，这就影响了生产效率。“看来还需要一条管道，”工程师说，“当需要维修时，启动另一条管道来输送钢珠。”“2条管道会增加成本，”经理说，“而且更替管道时仍然会影响生产效率。”这似乎是一个难以解决的难题。发明原理发明原理发明原理发明原理26.26.26.26.复制复制复制复制复制原理体现在三个方面：使用更简单、更便宜的复制品替代难以获得的、昂贵的、复杂的、易碎的物体 如：虚拟驾驶游戏机；电视会议。 用光学复制品或图形来替代实物，可以按比例放大或缩小图形 如：用空间摄影技术进行调查，而不是实地进行；通过测量照片来测量实物。如果可视的光学复制品已经被采用，进一步扩展到红外或紫外线复制品 如：用红外图像来检测热源。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：火车将在五分钟内开动火车将在五分钟内开动火车将在五分钟内开动火车将在五分钟内开动TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理对火车上的圆木进行拍照，然后依据照片进行详细的分析测量。当然，照片中需要一个精确的参照比例尺。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理货运列车上装满了大圆木，检查员们都正满头大汗地测量每根圆木的直径，以准确计算出圆木体积。“看来得让火车推迟开出，”经理说，“今天我们无论如何都是测量不完的。”“但是，火车必须在5分钟内开出，”站长说。“下一列火车正在等待着进站。”如何解决这个问题？大家给出了很多建议，主要的有以下几个方法。让更多的人来进行测量，三五百人总可以了吧！通过测量其中一根圆木的直径，数出圆木总数，相乘后估算总的体积。锯下每根圆木的一片，稍后进行测量。以上所有的解决办法，都会带来另外的其他一些问题。这个问题似乎难以解决。发明原理发明原理发明原理发明原理27.27.27.27.一次性用品一次性用品一次性用品一次性用品一次性用品原理：用廉价的物品替代一个昂贵的物品，在某些质量特性方面作出妥协（比如使用寿命）如：饭店用一次性用品；一次性纸杯等。 TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：秘密的上油方法秘密的上油方法秘密的上油方法秘密的上油方法 TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理制作一种上面涂好润滑油的纸带，直接贴到钢板上，纸会在高温下燃烧，剩下的只有润滑油了。这个纸带作为一次性用品，起到均匀分配润滑油的作用。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理将钢板加温来轧制钢管，轧制完成后，需要在冷却前给钢管内壁涂上一层均匀的润滑油。这个涂油工作看起来似乎比较简单，但是实现起来却比较复杂。需要设计制造一台专用的可移动机器进入钢管内，完成涂油工作。由于是在管内壁作业，是非平面涂油，所以涂油的速度比较慢，导致整个轧制生产的速度下降，影响生产效率。为解决这个问题，专家们开始了研究，但无法得到理想答案。发明原理发明原理发明原理发明原理28.28.28.28.机械系统的替代机械系统的替代机械系统的替代机械系统的替代机械系统的替代原理体现在四个方面：用感官刺激的方法代替机械手段 如：在天然气中掺杂难闻的气味；鸟鸣声机场驱鸟。 采用与物体相互作用的电、磁或电磁场 如：带正电的粉末与带负电的粉末的自动混合问题。 场的替代：从恒定场到可变场，从固定场到随时间变化的场，从随机场到有组织的场 如：早期通讯中用全方位的发射，现在使用有特定发射方式的天线。将场和铁磁离子组合使用如：铁磁催化剂，呈现顺磁状态。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：敲钟故事：敲钟故事：敲钟故事：敲钟TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理在陶瓷电阻生产的过程测试中，采用的是光测试，从电阻上反射的光强度取决于烧制的程度。所以，瓷器的检验也可以使用光测试来进行。看来，跨行业间的技术交流和共享非常重要。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理在瓷器的二次烧制工序之间，要进行检验，俗称“敲钟”，根据检验结果来确定第2次烧制的温度。“敲钟”的工序是这样进行的：检验员用一只特制的小锤轻轻敲击瓷器，然后根据声音判断烧制的程度。由于这个工序对检验员的技能要求很高，而且这种人工判断的方式波动很大，公司决定使用机器人来代替检验员的工作。于是，工程师们设计制造了有2只手的机器人，一只手拿瓷器，另一只手拿小锤。敲击的声音通过麦克风来接收，然后传送到声音分析仪进行分析判断。机器人安装到生产线上后，很快又被搬走，恢复到原来人工检验的状态。原因是，机器人检验中，手臂移动得快回敲碎瓷器，缓慢移动将远远低于人工检验的速度。工程师们非常失望，一个良好的愿望眼看就要失败了。发明原理发明原理发明原理发明原理29.29.29.29.气体与液体结构气体与液体结构气体与液体结构气体与液体结构气体与液体结构原理：使用气体或液体替代物体的固定零部件，这些零部件可使用气体或水的膨胀，或空气或液体静压缓冲功能。如：充满凝胶体的鞋底填充物，使鞋穿起来舒服；把车辆减速时的能量储存在液压系统中，然后在加速时使用这些能量。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：飘扬的旗子飘扬的旗子飘扬的旗子飘扬的旗子TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理将旗杆做成中空的，并在旗杆上部靠近旗子的位置钻上小孔。在旗杆的底部装上一个小风扇，将风送上旗子部位，从小孔吹动旗子飘扬。所以，大家看到的电影中，旗子一定是在空中飘扬的。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理在电影拍摄现场，一场激烈的战斗正在进行，兵对兵、将对将捉对厮杀，刀枪飞舞、马嘶人叫，场面好不热闹。可是，导演依然感觉不满意，虽然布景布置的很漂亮，演员演得也非常好。“这是一场两军对垒，”导演说，“将军的旗子是战斗的中心，可是我们感觉不到这个气氛。”“为什么会这样？”助手说，“将军在旗子下战斗着！”“噢，旗子，旗子挂在旗杆上，一动也不动，”导演说，“它就像一块布，旗子应该在风中飘舞！”“怎么样才能做到呢？”助手说，“现场没有风啊！”。发明原理发明原理发明原理发明原理30.30.30.30.柔性外壳和薄膜柔性外壳和薄膜柔性外壳和薄膜柔性外壳和薄膜柔性外壳和薄膜原理体现在两个方面：使用柔性外壳和薄膜替代传统的结构 如：充气的儿童城堡；使用膨胀的（薄膜）结构作为运动场的上盖。 用柔性外壳和薄膜把对象和外部环境隔开如：在储水池上覆盖一层双极材料（一面亲水，一面厌水）来限制水的蒸发；激光器透镜上的膜；汽车玻璃上的膜。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：下雨天货车卸货时的气袋门下雨天货车卸货时的气袋门下雨天货车卸货时的气袋门下雨天货车卸货时的气袋门自动关闭自动关闭自动关闭自动关闭TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理一个基于柔性外壳和薄膜原理的解决方案产生了。做两扇充气门，当货物进入时，可以将气袋推向两边而顺利进入。没有货物时，两气袋对合形成门扇，可以遮雨。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理在一个码头上，一艘轮船正在装货。突然，大雨不期而至，当吊车将货物送入舱口，舱门被打开时，雨水也淋进货舱。“这是什么鬼天气！”船上的一个搬运工说，“我快成了落汤鸡了。”“有什么办法呢？”另一位说，“货物要吊装下来，舱门不能关上，也不能盖顶棚来遮雨。”这是一个难题。发明原理发明原理发明原理发明原理31.31.31.31.多孔材料多孔材料多孔材料多孔材料多孔材料原理体现在四个方面：使物体多孔或添加多孔元素（如插入、涂层等） 如：机翼用泡沫金属；在结构上钻工艺孔以减轻重量。 如果一个物体已经是多孔的，则利用这些孔引入有用的物质或功能 如：用多孔的金属网可以吸走接缝处多于的焊料；药棉。 TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：椰碳运动服椰碳运动服椰碳运动服椰碳运动服 TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理Cannondale公司即将推出的自行车新款运动服“CarbonLE”是一种新布料剪裁而成的，它具有防湿、除味、防紫外线等功能。它由什么制成的呢？从椰子中提取的碳。椰子的外壳被加热到1600摄氏度会生成活性碳（水和空气过滤器中使用的也是这种碳），与纱线混合，织成“CarbonLE”布料。这些通过一个专利程序保持活性的碳颗粒，形成一种多孔渗水的表面，防止异味和有害射线侵入，并能使身体排出的汗液迅速蒸发。这种运动服经常清洁、晒干，纤维会焕然一新，骑车者穿着它会感觉更轻松。发明原理发明原理发明原理发明原理32.32.32.32.改变颜色改变颜色改变颜色改变颜色改变颜色原理体现在四个方面：改变物体或其周围物体的颜色 如：在冲洗照片时采用红色暗灯。 改变难以观察的物体或过程的透明度或可视性 如：感光玻璃；电焊保护帽上的玻璃。 采用有颜色的添加剂，使不易观察的物体或过程容易观察到如：钱学森侄子的诺贝尔奖蛋白质颜色； 如果已经加入了颜色添加剂，则借助发光迹线跟踪物质如：洋流的方向。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：降落伞故事：降落伞故事：降落伞故事：降落伞TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理“从水中，”TRIZ先生说，“只有一个来源，当水和吊线接触时，就产生一种颜色，或者另一种像颜色的物质。”这个降落伞的秘密就是，将降落伞做成一个电极，与玻璃管中的水形成电解作用，利用电解原理产生的气泡，来观察模型的运动和涡流的形成。气泡来自于水，增加了可观察性。看似改变了水的颜色，实际并没有改变水的真正颜色。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理降落伞工程师为研究降落伞的降落过程，制作了一只小降落伞模型，然后放入有水流流动的透明玻璃管中，研究模型的降落轨迹和涡流的形成。研究工作进行得不大顺利，因为透明水中的涡流很难用肉眼观察到。于是，工程师在模型上涂上可溶颜料，情况暂时得到了改善，但是，模型经过几次试验以后，颜料没有了，于是需要停下测试再次涂上颜料，结果模型被颜料搞得变了形，测试条件发生了变化，测试的结果误差也增大了。“颜料应该从模型内壁出来。”一位工程师说，“但是模型伞的吊线太细了，很难能让墨水通过。”“世上还有在大米上作画的巧匠，我们也许需要那样的人来解决这个难题。”另一位工程师附和道。“不可想象，完成这样的模型得花多长时间！”总工程师说道。问题陷入了僵局。突然，TRIZ先生出现了。“就用现在的模型，不使用颜料，让模型自己在水中产生颜色，一层又一层，就像神话一样。”“那不可能，”工程师说，“颜色从哪里来？”。发明原理发明原理发明原理发明原理33.33.33.33.同质性同质性同质性同质性 同质性原理：将物体或与其相互作用的其他物体用同一材料或特性相近的材料制作 如：在微处理的制作中，用场效应管来替代电阻；用金刚石制造切割钻石的工具。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：水果纹身，以替代信息标签水果纹身，以替代信息标签水果纹身，以替代信息标签水果纹身，以替代信息标签TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理现在一些产品包装员和分发员正在体验一种新的形式，利用一种自然光标签，就是用激光在水果和蔬菜表皮刻上识别信息（比如产地、种类等），但不会擦伤或造成其他的伤害。用梨子进行味道实验，除了刻标签的地方看上去有点怪怪的外，吃起来并没有什么两样。这种新的标签方式可以让供货商给每一个水果标注更具体的信息，比如一个桃子什么时候成熟，什么时候可以食用。这样，使用了同质性原理，就避免了使用额外的标签。发明原理发明原理发明原理发明原理34.34.34.34.抛弃与再生抛弃与再生抛弃与再生抛弃与再生抛弃与再生原理体现在两个方面：抛弃或改变物体中已经完成其功能和无用的部分（通过溶解、蒸发等手段）如：胶囊药品；火箭分离。 在过程中迅速补充物体所消耗和减少的部分 如：自动铅笔；自动磨快割草机的刀片。 TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：成品油输送的困境成品油输送的困境成品油输送的困境成品油输送的困境用氨水来分割用氨水来分割用氨水来分割用氨水来分割TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理用氨水做分隔器，可以与油一样通过泵站。在到达目的地后，氨水会变成气体挥发掉，对成品油没有产生危害。氨水完成自己的分割使命后被抛弃了。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理一家石油化工厂，需要经常使用同一条管道长距离轮换输送不同种类的成品油。为避免不同液体混合到一起，需要在转换输送液体时，在2种液体间加一个分离器，将液体分隔开来。常用的分隔器是一个活塞状的橡胶球。“这种分隔器经常不能保证效果，”经理说，“因为管道中液体处于高压状态，液体会渗透过分分隔器而产生混合。”“而且，因为我们的管道每200公里就有一个泵站，分隔器不能通过泵站，需要取出来，再放到下一段管道。”经理介绍道，“我们需要一种分隔器，既能通过泵站又能避免不同液体产生混合。”这似乎是一个无法解决的难题。发明原理发明原理发明原理发明原理35.35.35.35.物理物理物理物理/ / / /化学状态变化化学状态变化化学状态变化化学状态变化物理/化学状态变化原理：改变物体的物理/化学状态，浓度/密度，柔性，温度 如：将气体转化为液体以便运送和储存；液体肥皂；橡胶硫化；医学样品降温保存。 TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：冰粒清洗铸件冰粒清洗铸件冰粒清洗铸件冰粒清洗铸件TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理用冰粒来替代沙子。冰粒也被用在批量土豆、红薯的清洁工序中。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理铸造厂里，铸件表面需要清洁，常用的方法是吹砂机，用高速运动的沙子将铸件表面的污层冲掉。但是，这个工序带来的一个问题是，铸件的缝隙里会残留沙子而且不易清除干净，尤其是又大又重的产品，解决起来更是困难。工程师们被要求来解决这个难题。“也行可以先将缝隙盖上，”一位工程师说，“但增加大量的工作量。”“而且，铸件的清洁程度受到影响。”另一位附和道。这似乎是一个不易解决的难题。发明原理发明原理发明原理发明原理36.36.36.36.相变相变相变相变相变原理：利用物体相变转换时发生的某些效应或现象（例如热量的吸收或释放引起物体体积的变化） 如：水在冰冻后膨胀可用于爆破；空调的工作原理。 TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：固体水（固体水（固体水（固体水（90%90%90%90%水水水水10%10%10%10%的硅酸）便于运送的硅酸）便于运送的硅酸）便于运送的硅酸）便于运送TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理1967年，固体水果真被发明出来了。这种包含90%水和10%硅酸的固体水，确实呈现为白色粉末状。相变的应用，可以让很多问题得到巧妙解决。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理波兰作家史蒂芬万菲各在1964年发表的幻想小说疯子中，描述了精神病人安里格里乔的故事。安里格里乔想发明在200高温下都不融化的固体水，而且获得了成功。他发明了一种白色粉末状的固体，在高温下可变成清澈的水。格里乔说：“固体水的发现可以让人们在水资源缺乏的地区生活，固体水不需要器皿而可以方便地以各种方式运送到任何地方去。”小说归小说，但科技的发展却是真真切切的。发明原理发明原理发明原理发明原理37.37.37.37.热膨胀热膨胀热膨胀热膨胀热膨胀原理体现在两个方面：利用热膨胀或热收缩的材料如：金属零件的过盈装配；电路用的热缩管。 组合使用多种具有不同热膨胀系数的材料 如：双金属片。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：超精确阀门超精确阀门超精确阀门超精确阀门TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理采用晶体结构的材料来做阀门的阀门体，利用热膨胀原理来实现精确的流量控制。这就是现在已经普遍使用的超精确阀门。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理化学家邀请了一位发明家来帮助解决一个难题。“在我们的一个实验中，需要精确控制气流的流量，可现有的阀门均不能满足控制的要求。”化学家苦恼地说。“当然了，”发明家说，“现有的阀门根本无法达到你那么苛刻的要求。”“但是，试验中对气体的控制要求又不能降低。”这是一个难以解决的问题。发明原理发明原理发明原理发明原理38.38.38.38.加速氧化加速氧化加速氧化加速氧化加速氧化原理体现在四个方面：使用富氧空气替代普通空气如：水下呼吸器中存储浓缩空气，以保持长久的呼吸。 使用纯氧替代富氧空气如：用氧气乙炔火焰作高温切割。使用电离射线处理空气或氧气，使用离子化的氧气如：空气过滤器通过电离空气来扑获污染物。用臭氧替代离子化的空气如：臭氧溶于水中去除船体上的有机污染物。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：矿渣吊桶的盖子矿渣吊桶的盖子矿渣吊桶的盖子矿渣吊桶的盖子TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理苏联发明家美克尔夏洛波夫解决了这个问题，并马上被很多冶金厂应用。解决方案是：给吊桶中的灼热矿渣泼上冷水，矿渣和冷水急速氧化反应后会形成一层矿渣泡沫，泡沫有很好的保温作用，将矿渣和空气隔绝，相当于在矿渣表面加上了一个厚厚的“盖子”。这个“盖子”又不会妨碍矿渣倒出吊桶。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理矿石熔炼后的矿渣，在1000时倾倒进大吊桶，作为极好的原料通过铁道被送往工厂加工成建筑材料。但运送过程中，吊桶中的矿渣会冷凝，在表面和铜壁附近会形成坚硬的壳，需要九牛二虎之力才可以破壳，倒出大半液态矿渣进行使用。而另外的少部分凝固的矿渣要倒掉都不容易，需要很多人力来清除吊桶内的残留硬壳。浪费巨大的资源和人力。最后，这个问题交给专家委员会来解决。“应该设计绝热良好的吊桶。”一位专家说道。“我们已经这样试过了，但没有成功。”生产线的一位成员反对说，“绝热层会占去很大的空间，吊桶将很宽大并超出铁路的宽度极限而不能接受。”“给吊桶加一个盖子怎么样？”专家接着说，“为什么不能用绝缘体做一个盖子呢？主要的热量是从高温的液体矿渣表面损失的。”“我们也尝试过这种办法，”生产线的成员叹息说，“这吊桶如此大，可以想象一下盖子有多大，盖子得启用吊车来盖上或取下。增加的工作量巨大啊！”“我们需要寻求不同的方法处理这个问题。”第2位专家说，“让我们重新构思整个过程以便不需要将矿渣运送那么远。”“我不这样想，”另一位专家反对说，“我们应从不同的角度思考一下，以更快的速度输送矿渣。”这似乎是一个难以解决的问题。发明原理发明原理发明原理发明原理39.39.39.39.惰性环境惰性环境惰性环境惰性环境惰性环境原理体现在两个方面：用惰性气体环境代替普通环境如：用氩气等惰性气体填充灯泡，防止发热的金属灯丝氧化。 在真空中完成过程如：在粉末状的清洁剂中添加惰性成分，以增加其体积，这样更易于用传统的工具来测量。 TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：霜冻提前来临霜冻提前来临霜冻提前来临霜冻提前来临TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理让消防队给田地喷上一层惰性气体的泡沫，作为被子进行保温。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理“这将是一场灾难。”农场主沮丧的说，“我们的大片种子地怎么办呢？这些种子还未长大，仍然需要温暖的空气。”“这片地太大了，我们没有薄膜进行覆盖，这种种子又不能经受火烤，不能点火加温。真是急死人了！”大家如同热锅上的蚂蚁，急得团团转。发明原理发明原理发明原理发明原理40.40.40.40.复合材料复合材料复合材料复合材料复合材料原理：从单一材料改成复合材料 如：复合的环氧树脂/碳素纤维高尔夫球杆更轻，强度更好，而且比金属更具有柔韧性，用作航空材料时也是相同的情况；玻璃纤维制成的冲浪板更轻，更容易控制，而且与木制的相比更容易做成各种不同的形状。TRIZTRIZTRIZTRIZ故事：故事：故事：故事：饮用水净化器饮用水净化器饮用水净化器饮用水净化器TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理一杯咖啡（3美元）的价格就可以拯救一条生命。生命吸管是一种获取饮用水的吸管装置，由瑞士维斯特格德弗兰德森公司研制，它使用七种过滤器，包括网丝、活性碳和碘，能净化185加仑的水，足够一个人饮用。它能预防饮用水引发的疾病，如伤寒和痢疾，在发展中国家，这些疾病每年至少夺去200万人的生命。该装置也能为飓风、地震或其他灾难的受害者提供安全的饮用水。它还可以成为人们周末外出旅游随身携带的方便的“武器”。生命吸管里所使用的过滤器，就是一种复合材料。 理想化及确定最终理想解是创造性解决问题的开始。 TRIZ方法论的主要思想是：对于一个具体问题，无法直接找到对应解，那么，先将此问题转换并表达为一个TRIZ问题，然后利用TRIZ体系中的理论和工具方法获得TRIZ的通用解，最后将TRIZ通用解转化为具体问题的解，并在实际问题中加以实现，最终获得问题的解决。具体问题具体问题具体问题的解具体问题的解TRIZTRIZ的通用解的通用解TRIZTRIZ问题问题TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理 如何将一个具体问题转化并表达为一个TRIZ的问题呢？ TRIZ理论的一个方法是使用通用工程参数来进行问题的描述，通用工程参数是连接具体问题与TRIZ理论的桥梁，是开启问题之门的第一把“金钥匙”。阿奇舒勒总结提炼出工程领域内常用的表达系统性能的39个通用工程参数，是一些物理、几何和技术性能的参数。在问题的定义、分析过程中，选择39个工程参数中相适应的参数来表述系统的性能，就将一个具体的问题用TRIZ的通用语言表述了出来。 在实际问题分析中，为表述系统存在的问题，工程参数选择是一个有难度的工作，工程参数的选择不仅需要拥有关于技术系统的专业知识，而且也要对TRIZ的39个通用工程参数的正确理解。TRIZTRIZ的的4040个发明原理个发明原理序号序号参数名称参数名称定定 义义1运动物体的重量在重力场中运动物体所受的重力2静止物体的重量在重力场中运动静止所受的重力3运动物体的长度运动物体的任意线性尺寸，不一定是最长的4静止物体的长度静止物体的任意线性尺寸，不一定是最长的5运动物体的面积运动物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积6静止物体的面积静止物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积7运动物体的体积运动物体所占有的空间大小8静止物体的体积静止物体所占有的空间大小9速度 物体运动的方向和位置变化的快慢10力两个系统之间的相互作用，试图改变物体状态的任何作用11应力或压力单位面积上的力12形状物体外部轮廓，或系统的外貌13结构的稳定性系统的完整性及系统组成部分之间的关系。磨损、化学分解及拆卸都会降低稳定性TRIZTRIZ理论的理论的3939个工程参数个工程参数阿奇舒勒矛盾矩阵阿奇舒勒矛盾矩阵序号序号参数名称参数名称定定 义义14强度物体对外力作用的抵抗程度15运动物体作用时间运动物体完成规定动作的时间、服务期16静止物体作用时间静止物体完成规定动作的时间、服务期17温度物体或系统所处的热状态，包括其他热参数，如影响改变温度变化速度的热容量18光照度单位面积上的光通量，系统的光照特性，如亮度、光线质量19运动物体的能量能量是物体做功的一种度量20静止物体的能量能量是物体做功的一种度量21功率单位时间内所作的功，即利用能量的速度22能量损失做无用功的能量23物质损失部分或全部、永久或临时的材料、部件或子系统等物质的损失24信息损失部分或全部、永久或临时的数据损失25时间损失指一项活动所延续的时间间隔。改进时间的损失是指减少一项活动所花费的时间26物质或事务的数量材料、部件及子系统等的数量，它们可以部分或全部、临时或永久地被改变TRIZTRIZ理论的理论的3939个工程参数（续）个工程参数（续）阿奇舒勒矛盾矩阵阿奇舒勒矛盾矩阵序号序号参数名称参数名称定定 义义27可靠性系统在规定的方法及状态下完成规定功能的能力28测试精度系统特征的实测值与实际值之间的误差，减少误差将提高测试精度29制造精度系统或物体的实际性能与所需性能之间的误差30物体外部有害因素作用的敏感性物体对外部或环境中的有害因素作用的敏感程度31物体产生的有害因素有害因素将降低物体或系统的效率，或完成功能的质量32可制造性物体或系统制造过程简单、方便的程度33可操作性要完成的操作应需要较少的操作者，较少的步骤及使用尽可能简单的工具34可维修性对于系统可能出现失误所进行的维修要时间短、方便和简单35适应性及多用性物体或系统响应外部变化的能力，或应用于不同条件下的能力36装置的复杂性系统中元件数目及多样性。掌握系统的难易程度是其复杂性的一种度量37监控与测试的困难程度系统复杂成本高，需要较长的时间建造及使用，监控或测试困难，测试精度高38自动化程度系统或物体在无人操作的情况下完成任务的能力39生产率单位时间内所完成的功能或操作数TRIZTRIZ理论的理论的3939个工程参数（续）个工程参数（续）阿奇舒勒矛盾矩阵阿奇舒勒矛盾矩阵通用工程参数的分类： 根据39个通用工程参数的特点，可分为物理及几何参数、技术负向参数、技术正向参数三大类 物理及几何参数(共15个)：运动物体的重量，静止物体的重量，运动物体的长度，静止物体的长度，运动物体的面积，静止物体的面积，运动物体的体积，静止物体的体积，速度，力，应力或压力，形状、温度，光照度，功率。 技术负向参数，这些参数提高时，系统的性能变差（共11个）：运动物体作用时间，静止物体作用时间，运动物体的能量，静止物体的能量，能量损失，物质损失，信息损失，时间损失，物质或事物的数量，物体外部有害因素作用的敏感性，物体产生的有害因素。 技术正向参数，当这些参数提高时，系统的性能提高（共13个）：结构的稳定性，强度，可靠性，测试精度，制造精度，可制造性，可操作性，可维修性，适应性及多用性，装置的复杂性，监控及测试的困难程度，自动化程度，生产率。阿奇舒勒矛盾矩阵阿奇舒勒矛盾矩阵通用工程参数的分类： 根据系统改进时工程参数的变化，可分为欲改善的参数，、欲恶化的参数： 欲改善的参数：系统改进中将提升和加强的特性所对应的工程参数。 欲恶化的参数：根据矛盾论，在某个工程参数提升的同时，必然会导致其他一个或多个工程参数的恶化，即恶化的工程参数。 欲改善的参数与欲恶化的参数就构成了技术系统内部的矛盾，TRIZ理论就是克服这些矛盾，从而推进系统向理想化进化的。阿奇舒勒矛盾矩阵阿奇舒勒矛盾矩阵工程参数的应用举例： 两段管道的接口处，经常会用到法兰连接。因为维修时法兰连接需要拆开，所以希望螺钉数量少，以便快速完成拆卸工作。同时，系统的重量可以轻些。但从密封的角度讲，又要求螺钉数量尽可能得多，以得到均匀的密封压力，尤其在输送一些高温、高压的气体时，对螺钉数量的要求更多。 问题：如果保证密封性好，则维修时需要耗费较长时间来拆卸，效率低，系统重量大。 对照工程参数，欲改善的参数是： 静止物体的重量 可操作性 系统的复杂性 而随之恶化的参数是： 结构的稳定性 可靠性 阿奇舒勒矛盾矩阵阿奇舒勒矛盾矩阵阿奇舒勒矛盾矩阵的组成： 阿奇舒勒通过对大量专利的研究、分析、比较、统计，归纳出了当39个工程参数中的任意两个参数产生矛盾时，化解该矛盾所使用的发明原理，并整理为一个3939的矩阵，称为矛盾矩阵。该矩阵是浓缩了对巨量专利研究所取得的成果，矩阵的构成非常紧密而且自成体系。运动物体的重量运动物体的重量静止物体的重量静止物体的重量运动物体的长度运动物体的长度静止物体的长度静止物体的长度12341 1运动物体的重量运动物体的重量+-15,8,29,34-2 2静止物体的重量静止物体的重量-+-1,10,29,35恶化的参数恶化的参数恶化的参数恶化的参数改善的参数改善的参数改善的参数改善的参数阿奇舒勒矛盾矩阵的外形阿奇舒勒矛盾矩阵阿奇舒勒矛盾矩阵查找阿奇舒勒矛盾矩阵： 根据问题分析所确定的工程参数，包括欲“改善的参数”和“欲恶化的参数”，查找阿奇舒勒矛盾矩阵。假设加大运动物体的重量，比如电梯。运动物体的重量运动物体的重量静止物体的长度静止物体的长度速度速度1391 1运动物体的重量运动物体的重量+15,8,29,342,8,15,382 2静止物体的重量静止物体的重量-恶化的参数恶化的参数恶化的参数恶化的参数改善的参数改善的参数改善的参数改善的参数阿奇舒勒矛盾矩阵查找出阿奇舒勒矛盾矩阵的发明原理为：查找出阿奇舒勒矛盾矩阵的发明原理为：2,8,15,382,8,15,38其中：其中：2-2-抽取抽取 8-8-配重配重 15-15-动态化动态化 38-38-加速氧化加速氧化阿奇舒勒矛盾矩阵阿奇舒勒矛盾矩阵阿奇舒勒矛盾矩阵的应用实例： 扳手的改进。 现存在的主要问题：受力集中于螺母的两条棱，导致损坏。 寻找参数：欲改善的参数：“31 物体产生的有害因素” 导致恶化的参数“29 制造精度”制造精度制造精度29293131物体产生的有害因素物体产生的有害因素4,17,34,264,17,34,26阿奇舒勒矛盾矩阵阿奇舒勒矛盾矩阵阿奇舒勒矛盾矩阵的应用实例： 4 - 非对称性； 17- 一维变多维； 34- 抛弃或恢复； 26- 复制。 其中：一维变多维：从点线面体，从单双多的进化路径来看，增大扳手开口的接触面积对彻底地解决问题有效。阿奇舒勒矛盾矩阵阿奇舒勒矛盾矩阵关于下发的技术难题： 难题来源； 解的程度； 如何破除思维定势； 突破“专利布局”。关于技术难题征解关于技术难题征解关于“牙刷”的专利：国家知识产权局专利检索网页国家知识产权局专利检索网页国家知识产权局专利检索网页国家知识产权局专利检索网页 专利举例专利举例关于“臭氧发生器”的专利：专利举例专利举例关于“压电”的专利：专利举例专利举例关于“瓷砖”的专利：专利举例专利举例关于“弹簧”的专利：专利举例专利举例关于“丝杠”的专利：专利举例专利举例关于“玻璃管切割”的专利：专利举例专利举例关于“W板搬运”的专利：专利举例专利举例关于“玻璃管搬运”的专利：专利举例专利举例关于“护栏清洗”的专利：专利举例专利举例关于“护栏清洗”的专利：专利举例专利举例关于“护栏清洗”的专利：专利举例专利举例关于“负压”的专利：专利举例专利举例关于“负压”的专利：专利举例专利举例谢谢观赏