TRIZ 的 40 条发明原理

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• TRIZ 的 40 条发明原理是由 Genrich Altshuller 从大量专利中总结提炼出来的，是解决技术矛盾和创新问题的重要工具。以下是这 40 条发明原理的详细介绍：
  
  
  • 分割原理：将物体分成独立的部分；使物体易于拆卸；增加物体的分割程度。例如，用个人计算机代替大型计算机，将大型项目分解为工作分解结构。
    
  • 抽取原理：从物体中分离出干扰部分或特性，或仅提取必要的部分或特性。比如，将嘈杂的压缩机安装在使用压缩空气的建筑物外，用光纤将热光源与需要光的位置分离。
    
  • 局部质量原理：将物体的结构从均匀变为不均匀，将外部环境或影响从均匀变为不均匀；使物体的每个部分在最适合其运行的条件下工作；使物体的每个部分执行不同且有用的功能。例如，使用温度、密度或压力梯度，带特殊隔层的午餐盒可分别存放冷热固体食物和液体。
    
  • 非对称原理：将物体的形状从对称变为非对称；如果物体已经是非对称的，增加其非对称程度。如非对称混合容器可改善混合效果，将圆柱形轴的一端加工成平面以牢固安装旋钮。
    
  • 合并原理：将相同或相似的物体靠近或合并，并行组装相同或相似的部件；使操作连续或并行，在时间上拉近它们。例如，将个人计算机联网，在电路板两侧安装电子芯片。
    
  • 多用性原理：使一个部件或物体执行多种功能，消除对其他部件的需求。比如，牙刷柄中包含牙膏，儿童汽车安全座椅可转换为婴儿车。
    
  • 嵌套原理：将一个物体放入另一个物体中。例如，可堆叠的塑料杯，俄罗斯套娃。
    
  • 重量补偿原理：通过与另一个提供升力的物体组合来补偿物体的重量。比如，在儿童公园中带配重的跷跷板，可平衡不同重量的儿童。
    
  • 预先反作用原理：预先施加反作用，以抵消可能出现的不利影响。例如，在冬天开车前预热汽车发动机。
    
  • 预先作用原理：在问题发生之前对系统进行修改。比如，在雪暴来临前在道路上撒盐，以防止结冰。
    
  • 事先防范原理：提前准备好应急措施，以防止问题发生。例如，安装烟雾报警器，以预防火灾。
    
  • 等势原理：在系统中避免不必要的高度差。例如，使用斜坡代替台阶，以便于搬运物体。
    
  • 反向作用原理：将系统或过程改为相反的方向。比如，用逆时针旋转的开瓶器打开酒瓶， instead of the usual clockwise direction。
    
  • 曲面化原理：用曲面代替平面，用曲线或球体代替直线或立方体。例如，使用球形轴承可减少摩擦，采用流线型设计可改善物体的空气动力学性能。
    
  • 动态特性原理：使物体或系统的特性在不同条件下能够变化。比如，可调节亮度的台灯，根据路况自动调整悬挂高度的汽车。
    
  • 不足或过度作用原理：如果难以完全达到所需的效果，可尝试通过稍微不足或过度的作用来实现。例如，在涂漆时，先稍微多涂一些，然后再擦拭掉多余的部分，以确保均匀覆盖。
    
  • 空间维数变化原理：将物体从一维空间转换到二维或三维空间，或者增加物体的维度。例如，使用多层货架可增加存储容量，将平面电路改为三维立体电路可提高集成度。
    
  • 机械振动原理：使物体产生振动。比如，使用振动筛进行物料筛选，利用超声波清洗机清洗物体。
    
  • 周期性作用原理：用周期性或脉冲性的动作代替连续的动作。例如，用脉冲式 sprinkler 系统代替连续喷水的系统来浇灌草坪，可避免土壤受损和水资源浪费。
    
  • 有效作用的连续性原理：消除运动过程中的间歇或中断。例如，连续输送的生产线，可提高生产效率。
    
  • 快速通过原理：快速通过某一过程，以避免有害影响。例如，在热处理过程中，快速加热和冷却可减少物体的变形。
    
  • 变害为利原理：将有害的因素转化为有益的因素。比如，利用废水的热量来预热进入锅炉的水，将垃圾转化为能源。
    
  • 反馈原理：引入反馈机制，以改善系统的性能。例如，恒温器根据温度反馈自动调节加热或制冷设备的运行，汽车的巡航控制系统根据车速反馈调整油门。
    
  • 借助中介物原理：使用中介物来实现所需的动作。比如，使用夹具来固定物体，以便于加工，通过遥控器来控制电视等设备。
    
  • 自服务原理：使物体能够自我服务，或利用自身的资源来实现功能。例如，自动售货机可自行提供商品，具有自动诊断功能的设备可自我检测故障。
    
  • 复制原理：复制物体或过程，而不是使用原始的物体或过程。比如，用复印机复制文件，使用虚拟现实技术来模拟真实场景。
    
  • 一次性用品替代原理：用一次性用品代替昂贵、耐用的物品。例如，使用一次性注射器，可避免交叉感染，一次性纸杯可方便使用和丢弃。
    
  • 机械系统的替代原理：用光学、声学、电学等系统代替机械系统。比如，用激光切割代替机械切割，可提高切割精度和效率，使用电子传感器代替机械传感器来检测物体的位置和状态。
    
  • 气压和液压结构原理：用气压或液压系统代替机械系统。例如，使用液压千斤顶来举起重物，气压制动系统可提供强大的制动力。
    
  • 柔性壳体或薄膜原理：使用柔性壳体或薄膜来代替刚性结构。比如，用塑料薄膜覆盖农作物，可起到保温、保湿的作用，充气式结构可用于临时建筑或帐篷。
    
  • 多孔材料原理：使物体或材料具有多孔结构。例如，使用多孔的吸音材料来降低噪音，多孔的过滤材料可用于净化空气或液体。
    
  • 颜色改变原理：改变物体的颜色或透明度。比如，使用变色眼镜可根据光线强度自动调节颜色，在产品表面涂上不同颜色的涂层，可便于识别和区分。
    
  • 同质性原理：使相互作用的物体具有相同的材料或特性。例如，使用相同材料的焊接剂进行焊接，可提高焊接强度，将不同金属部件镀上相同的金属层，可防止腐蚀。
    
  • 抛弃或再生原理：在物体完成其功能后，将其抛弃或使其再生。比如，使用可回收材料制成的产品，在使用寿命结束后可回收再利用，一些生物降解材料可在自然环境中分解。
    
  • 物理或化学参数变化原理：改变物体的物理或化学参数，如温度、压力、密度、粘度等。例如，通过改变温度来改变材料的硬度，利用化学药剂来改变金属的表面性质。
    
  • 相变原理：利用物质的相变来实现某种功能。比如，使用制冷剂的相变来实现制冷效果，利用形状记忆合金的相变来实现自动控制。
    
  • 热胀冷缩原理：利用材料的热胀冷缩特性。例如，使用热膨胀螺栓来固定物体，在安装管道时预留膨胀空间，以防止因温度变化而损坏。
    
  • 加速氧化原理：增加氧化程度，如从空气中的氧气到富氧空气，再到纯氧。例如，使用富氧燃烧技术可提高燃烧效率，减少污染物排放，对金属进行氧化处理可提高其耐腐蚀性。
    
  • 惰性环境原理：在系统中使用惰性环境或物质。比如，在焊接过程中使用惰性气体保护，可防止金属氧化，在储存易燃易爆物品时，使用惰性气体填充可降低爆炸风险。
    
  • 复合材料原理：用复合材料代替单一材料。例如，使用碳纤维复合材料制造飞机零部件，可减轻重量，提高强度，玻璃钢制品具有良好的耐腐蚀性和强度。