TRIZ理論-詳細解讀

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TRIZ理論目錄1什么是TRIZ理論?2TRIZ理論核心思想和基本特征2.1TRIZ的核心思想2.2經(jīng)典TRIZ理論體系結(jié)構(gòu)3TRIZ解決問題的過程4TRIZ理論的基本哲理5TRIZ理論主要內(nèi)容5.1TRIZ理論體系5.2TRIZ理論與專利6TRIZ理論中的資源類別6.1TRIZ理論的創(chuàng)新設(shè)計問題解決工具6.1.1產(chǎn)品進化理論6.1.2沖突解決原理6.1.3物質(zhì)—場分析標準解6.1.4效應(yīng)6.1.5ARIZ：發(fā)明問題解決算法6.1.6常規(guī)問題與發(fā)明問題6.1.740種基本措施7TRIZ理論的特點和優(yōu)勢8TRIZ的應(yīng)用9TRIZ理論在中國10TRIZ理論的實踐意義什么是TRIZ理論?TRIZ的含義是發(fā)明問題解決理論，俄文：теориирешенияизобретательскихзадач俄語縮寫“ТРИЗ”翻譯為“發(fā)明家式的解決任務(wù)理論”，用英語標音可讀為TeoriyaResheniyaIzobreatatelskikhZadatch，縮寫為TRIZ。英文說法：TheoryofInventiveProblemSolving，TIPS，在歐美國家也可縮寫為TIPS。TRIZ理論是由前蘇聯(lián)發(fā)明家阿利赫舒列爾(G.S.Altshuller)在1946年創(chuàng)立的，Altshuller也被尊稱為TRIZ之父。1946年，Altshuller開始了發(fā)明問題解決理論的研究工作。當時Altshuller在前蘇聯(lián)里海海軍的專利局工作，在處理世界各國著名的發(fā)明專利過程中，他總是考慮這樣一個問題：當人們進行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術(shù)難題時，是否有可遵循的科學方法和法則，從而能迅速地實現(xiàn)新的發(fā)明創(chuàng)造或解決技術(shù)難題呢？答案是肯定的！Altshuller發(fā)現(xiàn)任何領(lǐng)域的產(chǎn)品改進、技術(shù)的變革、創(chuàng)新和生物系統(tǒng)一樣，都存在產(chǎn)生、生長、成熟、衰老、滅亡，是有規(guī)律可循的。人們?nèi)绻莆樟诉@些規(guī)律，就能能動地進行產(chǎn)品設(shè)計并能預(yù)測產(chǎn)品的未來趨勢。以后數(shù)十年中，Altshuller窮其畢生的精力致力于TRIZ理論的研究和完善。在他的領(lǐng)導(dǎo)下，前蘇聯(lián)的研究機構(gòu)、大學、企業(yè)組成了TRIZ的研究團體，分析了世界近250萬份高水平的發(fā)明專利，總結(jié)出各種技術(shù)發(fā)展進化遵循的規(guī)律模式，以及解決各種技術(shù)矛盾和物理矛盾的創(chuàng)新原理和法則，建立一個由解決技術(shù)，實現(xiàn)創(chuàng)新開發(fā)的各種方法、算法組成的綜合理論體系，并綜合多學科領(lǐng)域的原理和法則，建立起TRIZ理論體系。阿利赫舒列爾和他的TRIZ研究機構(gòu)50多年來提出了TRIZ系列的多種工具，如沖突矩陣、76標準解答、ARIZ、AFD、物質(zhì)--場分析、ISQ、DE、8種演化類型、科學效應(yīng)等，常用的有基于宏觀的矛盾矩陣法（沖突矩陣法）和基于微觀的物場變換法。事實上TRIZ針對輸入輸出的關(guān)系（效應(yīng)）、沖突和技術(shù)進化都有比較完善的理論。矛盾（沖突）普遍存在于各種產(chǎn)品的設(shè)計之中。按傳統(tǒng)設(shè)計中的折衷法，沖突并沒有徹底解決，而是在沖突雙方取得折衷方案，或稱降低沖突的程度。TRIZ理論認為，產(chǎn)品創(chuàng)新的標志是解決或移走設(shè)計中的沖突，而產(chǎn)生新的有競爭力的解。設(shè)計人員在設(shè)計過程中不斷的發(fā)現(xiàn)并解決沖突是推動產(chǎn)品進化的動力。技術(shù)沖突是指一個作用同時導(dǎo)致有用及有害兩種結(jié)果，也可指有用作用的引入或有害效應(yīng)的消除導(dǎo)致一個或幾個系統(tǒng)或子系統(tǒng)變壞。技術(shù)沖突常表現(xiàn)為一個系統(tǒng)中兩個子系統(tǒng)之間的沖突?，F(xiàn)實中的沖突是千差萬別的，如果不加以歸納則無法建立穩(wěn)定的解決途徑。TRIZ理論歸納出39個通用工程參數(shù)描述沖突（目前最新的理論，已經(jīng)將工程參數(shù)擴充到48個，并且提出了商用參數(shù)共31個）。實際應(yīng)用中，首先要把組成沖突的雙方內(nèi)部性能用該39個工程參數(shù)中的至少2個來表示，然后在沖突矩陣中找出解決沖突的發(fā)明原理。TRIZ中的發(fā)明原理是由專門研究人員對不同領(lǐng)域的已有創(chuàng)新成果進行分析、總結(jié)，得到的具有普遍意義的經(jīng)驗，這些經(jīng)驗對指導(dǎo)各領(lǐng)域的創(chuàng)新都有重要參考價值。目前常用的發(fā)明原理有40條，實踐證明這些原理對于指導(dǎo)設(shè)計人員的發(fā)明創(chuàng)造具有重要的作用。當找到確定的發(fā)明原理以后，就可以根據(jù)這些發(fā)明原理來考慮具體的解決方案。應(yīng)當注意盡可能將找到的原理都用到問題的解決中去，不要拒絕采用任何推薦的原理。假如所有可能的原理都不滿足要求，則應(yīng)該對沖突重新定義并再次求解。通過下面一個金魚法的簡單應(yīng)用，讓我們來了解一下TRIZ理論中創(chuàng)造性問題分析方法在現(xiàn)實問題解決中的應(yīng)用。埃及神話故事中會飛的魔毯曾經(jīng)引起我們無數(shù)遐想，那么現(xiàn)在我們不妨一步步分析一下這個會飛的魔毯。現(xiàn)實生活中雖然有毯子，但毯子都不會飛的，原因是由于地球引力，毯子具有重量，而毯子比空氣重。那么在什么條件下毯子可以飛翔?我們可以施加向上的力，或者讓毯子的重量小于空氣的重量，或者希望來自地球的重力不存在。如果我們分析一下毯子及其周圍的環(huán)境，會發(fā)現(xiàn)這樣一些可以利用的資源，如空氣中的中微子流、空氣流、地球磁場、地球重力場、陽光等，而毯子本身也包括其纖維材料，形狀、質(zhì)量等。那么利用這些資源可以找到一些讓毯子飛起來的辦法，比如毯子的纖維與中微子相互作用可使毯子飛翔，在毯子上安裝提供反向作用力的發(fā)動機，毯子在沒有來自地球重力的宇宙空間，毯子由于下面的壓力增加而懸在空中（氣墊毯），利用磁懸浮原理，或者毯子比空氣輕。這些辦法有的比較現(xiàn)實，但有的仍然看似不可能，比如毯子即使很輕，但也比空氣重，對這一點我們還可以繼續(xù)分析。比如毯子之所以重是因為其材料比空氣重，解決的辦法就是采用比空氣輕的材料制作毯子，或者毯子象空中的塵埃微粒一樣大小，等等。通過上面一個簡單分析過程，我們會發(fā)現(xiàn)，神話傳說中會飛的毯子逐漸走向現(xiàn)實，從中或許我們可以得到很多有趣甚至十分有用的創(chuàng)意。這個簡單的應(yīng)用展示了金魚法的創(chuàng)造性問題分析原理：即它首先從幻想式構(gòu)想中分離出現(xiàn)實部分，對于不現(xiàn)實部分，通過引入其它資源，一些想法由不現(xiàn)實變?yōu)楝F(xiàn)實，然后繼續(xù)對不現(xiàn)實部分進行分析，直到全部變?yōu)楝F(xiàn)實。因此通過這種反復(fù)迭代的辦法，常常會給看似不可能的問題帶來一種現(xiàn)實的解決方案。80年代中期前，該理論對其他國家保密，80年代中期，隨一批科學家移居美國等西方國家，逐漸把該理論介紹給世界產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域，對該領(lǐng)域已產(chǎn)生了重要的影響。TRIZ理論核心思想和基本特征TRIZ的核心思想阿奇舒勒發(fā)現(xiàn)：技術(shù)系統(tǒng)進化過程不是隨機的，而是有客觀規(guī)律可以遵循，這種規(guī)律在不同領(lǐng)域反復(fù)出現(xiàn)。TRIZ的核心思想如下：(1)在解決發(fā)明問題的實踐中，人們遇到的各種矛盾以及相應(yīng)的解決方案總是重復(fù)出現(xiàn)。(2)用來徹底而不是折中解決技術(shù)矛盾的創(chuàng)新原理與方法，其數(shù)量并不多，一般科技人員都可以學習、掌握。(3)解決本領(lǐng)域技術(shù)問題的最有效的原理與方法，往往來自其他領(lǐng)域的科學知識。阿奇舒勒發(fā)現(xiàn)，“真正的”發(fā)明專利往往都需要解決隱藏在問題當中的矛盾。于是，阿奇舒勒規(guī)定：是否出現(xiàn)矛盾，是區(qū)分常規(guī)問題與發(fā)明問題的一個主要特征。發(fā)明問題指必須要至少解決一個矛盾(技術(shù)矛盾或物理矛盾)的問題。由于TRIZ來源于對高水平發(fā)明專利的分析，因此人們通常認為，TRIZ更適用于解決技術(shù)領(lǐng)域里的發(fā)明問題。目前，TRIZ已逐漸由原來擅長的工程技術(shù)領(lǐng)域，向自然科學、社會科學、管理科學、生物科學等多個領(lǐng)域逐漸滲透，嘗試解決這些領(lǐng)域遇到的問題。據(jù)統(tǒng)計，應(yīng)用TRIZ的理論與方法，可以增加80%~100%的專利數(shù)量并提高專利質(zhì)量；可以提高60%~70%的新產(chǎn)品開發(fā)效率；可以縮短50%的產(chǎn)品上市時間。TRIZ可以指導(dǎo)人們發(fā)現(xiàn)新原理和總結(jié)新知識，也使TRIZ本身可以隨著科學技術(shù)的發(fā)展和社會的進步而不斷地完善。TRIZ今后的研究和應(yīng)用方向主要有兩個：第一個是TRIZ本身的不斷完善；第二個是進一步拓展TRIZ的應(yīng)用領(lǐng)域。現(xiàn)代TRIZ理論的核心思想主要體現(xiàn)在三個方面。首先，無論是一個簡單產(chǎn)品還是復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，其核心技術(shù)的發(fā)展都是遵循著客觀的規(guī)律發(fā)展演變的，即具有客觀的進化規(guī)律和模式。其次，各種技術(shù)難題、沖突和矛盾的不斷解決是推動這種進化過程的動力。再就是技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展的理想狀態(tài)是用盡量少的資源實現(xiàn)盡量多的功能。經(jīng)典TRIZ理論體系結(jié)構(gòu)從圖中可以看出以下幾點:(1)TRIZ的理論基礎(chǔ)是自然科學、系統(tǒng)科學和思維科學。(2)TRIZ的哲學范疇是辯證法和認識論。(3)TRIZ來源于對海量專利的分析和總結(jié)。(4)TRIZ的理論核心是技術(shù)系統(tǒng)進化法則。(5)TRIZ的基本概念一進化、理想度、系統(tǒng)、功能、矛盾和資源。(6)TRIZ的創(chuàng)新問題分析工具包括:創(chuàng)新思維技法、功能分析、組件分析、因果分析、物場分析和資源分析等。(7)TRIZ的創(chuàng)新問題求解工具包括:發(fā)明原理、分離方法、科學效應(yīng)庫、標準解系統(tǒng)和創(chuàng)新思維技法。(8)TRIZ的創(chuàng)新問題通用求解算法是發(fā)明問題求解算法(ARIZ)。TRIZ解決問題的過程發(fā)明問題解決理論的核心是技術(shù)進化原理。按這一原理，技術(shù)系統(tǒng)一直處于進化之中，解決沖突是其進化的推動力。進化速度隨技術(shù)系統(tǒng)一般沖突的解決而降低，使其產(chǎn)生突變的唯一方法是解決阻礙其進化的深層次沖突。G.S.Altshuller依據(jù)世界上著名的發(fā)明，研究了消除沖突的方法，他提出了消除沖突的發(fā)明原理，建立了消除沖突的基于知識的邏輯方法，這些方法包括發(fā)明原理（InventivePrinciples）、發(fā)明問題解決算法（ARIZ，AlgorithmforInventiveProblemSolving）及標準解（TRIZStandardTechniques）。在利用TRIZ解決問題的過程中，設(shè)計者首先將待設(shè)計的產(chǎn)品表達成為TRIZ問題，然后利用TRIZ中的工具，如發(fā)明原理、標準解等，求出該TRIZ問題的普適解或稱模擬解（Analogoussolution）；最后設(shè)計者在把該解轉(zhuǎn)化為領(lǐng)域的解或特解。TRIZ理論的基本哲理TRIZ理論的基本哲理包括以下6條：1、所有的工程系統(tǒng)服從相同的發(fā)展規(guī)則。這一規(guī)則可以用來研究創(chuàng)造發(fā)明問題的有效解，也可用來評價與預(yù)測如何求解一個工程系統(tǒng)（包括新產(chǎn)品與新服務(wù)系統(tǒng)）的解決方案。2、像社會系統(tǒng)一樣，工程系統(tǒng)可以通過解決沖突（Conflicts）而得到發(fā)展。3、任何一個發(fā)明或創(chuàng)新的問題都可以表示為需求和不能（或不再能）滿足這些需求的原型系統(tǒng)之間的沖突。所以，“求解發(fā)明問題”與“尋找發(fā)明問題的解決方案”就意味著在利用折衷與調(diào)和不能被采納時對沖突的求解。4、為探索沖突問題的解決方案，有必要利用專業(yè)工程師尚不知道或不熟悉的物理或其它科學與工程的知識。技術(shù)功能和可能實現(xiàn)該功能的物理學、化學、生物學等效應(yīng)對應(yīng)的分類知識庫可以成為探索沖突問題解的指針。5、存在評價每項發(fā)明創(chuàng)造的可靠判據(jù)。這些判據(jù)是：（1）該項發(fā)明創(chuàng)造是否是建立在大量專利信息基礎(chǔ)上的？基于偶然發(fā)現(xiàn)的少數(shù)事例的發(fā)明項目不是嚴肅的研究成果。事實證明，一項重大或重要的發(fā)明項目通常是建立在不少于1萬到2萬項專利（或知產(chǎn)權(quán)/版權(quán)）研究的基礎(chǔ)上。（2）發(fā)明人或研究者是否考慮過發(fā)明問題的級別？大量低水平的發(fā)明不如一項或少量高水平的發(fā)明。因為，低水平的發(fā)明只能在簡單的情況下運用。（3）該項發(fā)明是否是從大量高水平的試驗中提煉出來的結(jié)論或建議？6、在大多數(shù)情況下，理論的壽命與機器的發(fā)展規(guī)律是一致的。因而，“試湊”法很難產(chǎn)生兩種或兩種以上的系統(tǒng)解。TRIZ理論主要內(nèi)容創(chuàng)新從最通俗的意義上講就是創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問題和創(chuàng)造性地解決問題的過程，TRIZ理論的強大作用正在于它為人們創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題提供了系統(tǒng)的理論和方法工具。TRIZ理論體系現(xiàn)代TRIZ理論體系主要包括以下幾個方面的內(nèi)容：1.創(chuàng)新思維方法與問題分析方法TRIZ理論中提供了如何系統(tǒng)分析問題的科學方法，如多屏幕法等；而對于復(fù)雜問題的分析，則包含了科學的問題分析建模方法——物-場分析法，它可以幫助快速確認核心問題，發(fā)現(xiàn)根本矛盾所在。2.技術(shù)系統(tǒng)進化法則針對技術(shù)系統(tǒng)進化演變規(guī)律，在大量專利分析的基礎(chǔ)上TRIZ理論總結(jié)提煉出八個基本進化法則。利用這些進化法則，可以分析確認當前產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)，并預(yù)測未來發(fā)展趨勢，開發(fā)富有競爭力的新產(chǎn)品。3.技術(shù)矛盾解決原理不同的發(fā)明創(chuàng)造往往遵循共同的規(guī)律。TRIZ理論將這些共同的規(guī)律歸納成40個創(chuàng)新原理，針對具體的技術(shù)矛盾，可以基于這些創(chuàng)新原理、結(jié)合工程實際尋求具體的解決方案。4.創(chuàng)新問題標準解法針對具體問題的物-場模型的不同特征，分別對應(yīng)有標準的模型處理方法，包括模型的修整、轉(zhuǎn)換、物質(zhì)與場的添加等等。5.發(fā)明問題解決算法ARIZ主要針對問題情境復(fù)雜，矛盾及其相關(guān)部件不明確的技術(shù)系統(tǒng)。它是一個對初始問題進行一系列變形及再定義等非計算性的邏輯過程，實現(xiàn)對問題的逐步深入分析，問題轉(zhuǎn)化，直至問題的解決。6.基于物理、化學、幾何學等工程學原理而構(gòu)建的知識庫基于物理、化學、幾何學等領(lǐng)域的數(shù)百萬項發(fā)明專利的分析結(jié)果而構(gòu)建的知識庫可以為技術(shù)創(chuàng)新提供豐富的方案來源。TRIZ理論與專利阿奇舒勒在研究中提出了一種評價專利創(chuàng)新性的標準，他按照創(chuàng)新性的不同，將專利分為5個級別：1.第一級發(fā)明第一級發(fā)明是指在本領(lǐng)域范圍內(nèi)的正常設(shè)計，或僅對已有系統(tǒng)進行簡單改進與仿制。這--類問題的解決，主要依靠設(shè)計人員自身掌握的常識和一般經(jīng)驗就可以完成，是級別最低的發(fā)明，即不是發(fā)明的發(fā)明。利用試錯法解決這樣的問題通常只需要進行10次以下的嘗試。例如，增加隔熱材料，以減少建筑物的熱量損失；將單層玻璃改為雙層玻璃，以增加窗戶的保溫和隔音效果；用大型拖車代替普通卡車,以實現(xiàn)運輸成本的降低。該類發(fā)明大約占人類發(fā)明總數(shù)的32%。2.第二級發(fā)明第二級發(fā)明是指在解決技術(shù)問題時，對現(xiàn)有系統(tǒng)某一個組件進行改進，是解決技術(shù)矛盾的發(fā)明。這一類問題的解決，主要依據(jù)本專業(yè)內(nèi)已有的理論、知識和經(jīng)驗，設(shè)計人員需要具備系統(tǒng)所在行業(yè)中不同專業(yè)的知識。解決這類問題的傳統(tǒng)方法是折中法。這種發(fā)明能小幅度地提高現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的性能，屬于小發(fā)明。利用試錯法解決這樣的問題通常需要進行10~100次嘗試。例如，在氣焊槍上增加一個防回火裝置；把自行車設(shè)計成可折疊的（見圖1-5）等。該類發(fā)明約占所有發(fā)明的45%。3.第三級發(fā)明第三級發(fā)明是指對已有系統(tǒng)若干個組件進行改進。這-類問題的解決,需要運用學科以內(nèi)的現(xiàn)有方法和知識，如用機械方法解決機械問題，用化學知識解決化學問題。這些是解決了物理矛盾的發(fā)明。如果系統(tǒng)中的一-個組件徹底改變，就是很好的發(fā)明（如改變某物質(zhì)的狀態(tài)，由固態(tài)變成液態(tài)等）?？梢杂靡恍┙M合的物理效應(yīng)來解決這類問題。例如，利用電動控制系統(tǒng)代替機械控制系統(tǒng)；用自動換擋系統(tǒng)代替汽車機械換擋系統(tǒng)；用單片機控制冰箱溫度等。這種發(fā)明能從根本上提升現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的性能，屬于中級發(fā)明。利用試錯法解決這樣的問題通常需要進行100~1000次嘗試。該類發(fā)明約占所有發(fā)明的18%。4.第四級發(fā)明這種發(fā)明一般是在保持原有功能不變的前提下，用組合的方法構(gòu)建新的技術(shù)系統(tǒng)，屬于大發(fā)明，通常是采用全新的原理來實現(xiàn)系統(tǒng)的主要功能，屬于突破性的解決方案，能夠全面升級現(xiàn)有的技術(shù)系統(tǒng)。由于新的系統(tǒng)不包含矛盾，所以給人的錯覺是新技術(shù)系統(tǒng)在發(fā)明過程中并沒有克服困難。實際上并非如此，在原有的技術(shù)系統(tǒng)一系統(tǒng)原型中是存在矛盾的，這些矛盾通常通過其他科學領(lǐng)域中的方法來消除，因此設(shè)計人員需要來自于不同科學領(lǐng)域的知識。需要多學科知識的交叉，主要是從科學底層的角度而不是從工程技術(shù)的角度出發(fā),充分挖掘和利用科學知識、科學原理來實現(xiàn)發(fā)明。在解決第四級發(fā)明問題時所運用的原理通常可以用來解決第二級發(fā)明和第三級發(fā)明的問題。例如，內(nèi)燃機替代蒸汽機,核磁共振技術(shù)代替B超和X線技術(shù)，世界上第一臺內(nèi)燃機的出現(xiàn)、集成電路的發(fā)明、充氣輪胎等。利用試錯法解決這樣的問題通常需要進行100~10000次嘗試。該類發(fā)明在所有發(fā)明中所占比例小于4%。5.第五級發(fā)明第五級發(fā)明催生了全新的技術(shù)系統(tǒng)，推動了全球科技進步，屬于重大發(fā)明。利用試錯法解決這樣的問題通常需要進行10萬次以上的嘗試。通常，問題的解決方法往往不在人們已知的科學范圍內(nèi)，是通過發(fā)現(xiàn)新的科學現(xiàn)象或新物質(zhì)來建立全新的技術(shù)系統(tǒng)。對于這類發(fā)明來說，首先是要發(fā)現(xiàn)問題，然后再探索新的科學原理來完成發(fā)明任務(wù)。本級發(fā)明中的低端發(fā)明為現(xiàn)代科學中許多物理問題的解決帶來了希望。支撐這種發(fā)明的新知識為開發(fā)新技術(shù)提供了保證，使人們可以用更好的方法來解決現(xiàn)有的矛盾，使技術(shù)系統(tǒng)向最終理想邁進了一-大步。一般的設(shè)計人員通常沒有能力解決這類問題。這一類問題的解決，主要是依據(jù)人們對自然規(guī)律或科學原理的新發(fā)現(xiàn)。例如，計算機、蒸汽機、激光、晶體管等的首次發(fā)明；又如，輪子、半導(dǎo)體、形狀記憶合金、X線透視技術(shù)、微波爐、蒸汽機、飛機的發(fā)明。該類發(fā)明大約占人類發(fā)明總數(shù)的1%或者更少。阿奇舒勒認為，第一級發(fā)明過于簡單，談不上創(chuàng)新，不具有參考價值，它只是對現(xiàn)有系統(tǒng)的改善，并沒有解決技術(shù)系統(tǒng)中的任何矛盾；第二級和第三級發(fā)明解決了矛盾，可以看作是創(chuàng)新；第四級發(fā)明也改善了一個技術(shù)系統(tǒng)，但并不是解決現(xiàn)有的技術(shù)問題，而是用某種新技術(shù)代替原有技術(shù)來解決問題；第五級發(fā)明是利用科學領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)的新原理、新現(xiàn)象推動現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)達到一個更高的水平，它對于工程技術(shù)人員來說又過于困難，也不具有參考價值。利用TRIZ能幫助工程技術(shù)人員解決第一級到第四級的發(fā)明問題，而第五級的發(fā)明無法利用TRIZ來解決。阿奇舒勒曾明確表示：TRIZ方法可以幫助發(fā)明家將其發(fā)明的級別提高到第三級和第四級水平。阿奇舒勒認為，如果問題中沒有包含矛盾，那這個問題就不是發(fā)明問題，或者說不是TRIZ問題。這就是判定--個問題是不是發(fā)明問題的標準。需要注意的是，第四級發(fā)明是利用以前在本領(lǐng)域中沒有使用過的原理來實現(xiàn)原有技術(shù)系統(tǒng)的主要功能，屬于突破性的解決方法?！鞍l(fā)明級別”對發(fā)明的水平、獲得發(fā)明所需要的知識以及發(fā)明創(chuàng)造的難易程度等有了一個量化的概念?？傮w上，對“發(fā)明級別”有以下幾個方面的認識：（1）發(fā)明的級別越高，完成該發(fā)明時所需的知識和資源就越多，這些知識和資源所涉及的領(lǐng)域就越寬，搜索所用知識和資源的時間就越多，因此就要投人更多、更大的研發(fā)力量。（2）隨著社會的發(fā)展、人類的進步、科技水平的提高，已有“發(fā)明級別”也會隨時間的變化而不斷降低。因此，原來級別較高的發(fā)明，逐漸變成人們熟悉和容易掌握的東西。而新的社會需求又不斷促使人們?nèi)プ龈嗟陌l(fā)明，生成更多的專利。（3）對于某種核心技術(shù)，人們按照一定的方法論對該核心技術(shù)的所有專利按照年份、發(fā)明級別和數(shù)量做出分析以后，可以描繪出該核心技術(shù)的“S曲線”。S曲線對于產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)的預(yù)測有著重要的指導(dǎo)意義。（4）統(tǒng)計表明，第一、二、三級發(fā)明占人類發(fā)明總量的95%，這些發(fā)明僅僅是利用了人類已有的、跨專業(yè)的知識體系。由此，也可以得出一個推論，即人們所面臨的95%的問題,都可以利用已有的某學科內(nèi)的知識體系來解決。（5）第四、五級發(fā)明只占人類發(fā)明總量約5%。卻利用了整個社會的、跨學科領(lǐng)域的新知識。因此，跨學科領(lǐng)域的知識獲取是非常有意義的。當人們遇到技術(shù)難題時，不僅要在本專業(yè)內(nèi)尋找答案，也應(yīng)當向?qū)I(yè)外拓展，尋找其他行業(yè)和學科領(lǐng)域已有的、更為理想的解決方案，以求獲得事半功倍的效果。人們從事創(chuàng)新，尤其是進行重大的發(fā)明時，就要充分挖掘和利用專業(yè)外的資源，正所謂“創(chuàng)新設(shè)計所依據(jù)的科學原理往往屬于其他領(lǐng)域”。TRIZ源于專利，服務(wù)于生成專利（應(yīng)用TRIZ產(chǎn)生的發(fā)明成果多數(shù)可以申請專利）,TRIZ與專利有著密不可分的淵源。充分領(lǐng)會和認識專利的發(fā)明級別，可以讓人們更好地學習和領(lǐng)悟TRIZ的知識體系。TRIZ理論中的資源類別TRIZ理論中按照資源的不同屬性將資源分為兩個緯度，六種類別。兩個緯度是指現(xiàn)成資源和派生資源。六種類別是將資源分為物質(zhì)資源、能量資源、信息資源、空間資源、時間資源和功能資源。如果將資源進一步細化，可以分為現(xiàn)成物質(zhì)資源、派生物質(zhì)資源、現(xiàn)成能量資源、派生能量資源等。1.物質(zhì)資源物質(zhì)資源是指可以構(gòu)成系統(tǒng)及其周圍環(huán)境的任何材料或系統(tǒng)產(chǎn)品。物質(zhì)資源不僅包括有形的物質(zhì)，還包括無形的物質(zhì)，如空氣等。工廠化菌菇培養(yǎng)過程中，需要將菌種接種到菌包中，在適宜的溫度、濕度、光照等環(huán)境下逐漸成長，最終成為人們可食用的產(chǎn)品。但在菌包接種的過程中，由于接種室無法達到徹底無菌的狀態(tài)，菌種被感染，導(dǎo)致菌包中其他雜菌生長，接種率下降，菌包浪費嚴重。在此例中，物質(zhì)資源包括接種設(shè)備、菌包、菌種、自然空氣、消毒空氣、雜菌等。需要注意的是：一是可以對接種設(shè)備進一步的細化，如接種噴槍、傳送帶、輸送菌種管等，細分后更有利于尋找資源。二是在系統(tǒng)中對主要功能產(chǎn)生有害作用的是雜菌，雜菌也是物質(zhì)資源，在尋找物質(zhì)資源時不以產(chǎn)生作用的好壞來評判。2.能量資源能量資源是指系統(tǒng)及其周圍中存在或能產(chǎn)生的場或能量流。通常的能量資源有電能、風能、磁能、動能等。在菌菇接種過程中，能量資源有菌種在運輸管道中的動能、設(shè)備運轉(zhuǎn)的電能、空氣的流動動能等等。3.信息資源信息資源是指系統(tǒng)中存在或能產(chǎn)生的信息，也就是系統(tǒng)和脫離系統(tǒng)的物質(zhì)而獲取的系統(tǒng)信息?？梢酝ㄟ^信息判斷系統(tǒng)的狀態(tài)，通常系統(tǒng)內(nèi)的各項參數(shù)的變化，如濃度、速度、壓力、面積、長度、高度等都是信息資源。在菌菇接種的案例中信息資源有菌種的壓力、菌種的流動速度、空氣中雜菌的含量、空氣的流動速度、空氣凈化器的速度、菌種在菌包中的生長速度等。4.空間資源空間資源是指系統(tǒng)及其超系統(tǒng)存在的未被占用的空間位置、次序等。空間資源通常表現(xiàn)在系統(tǒng)及超系統(tǒng)中存在的某些“孔”狀空間、物體的表面、物體的空腔、系統(tǒng)中沒有被利用的空間等。在菌菇接種的案例中，空間資源有運輸菌種的管道、菌包內(nèi)上方未盛放物質(zhì)的空間、噴槍與菌包上方的空間、傳送帶上方的空間、接種室的空間、空氣凈化器的內(nèi)部空間等。5.時間資源時間資源是指在系統(tǒng)工作之前、工作之后、兩個循環(huán)之間的時間間隔以及之前未被使用的時間。在菌菇接種的案例中，時間資源包括菌種從噴槍噴出后到接觸菌包的時間、傳送帶運輸菌包的時間間隔、菌種在菌包中生長的時間、空氣凈化器工作的時間等等。6.功能資源功能資源是指利用系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)已執(zhí)行的功能，對功能進一步挖掘，使現(xiàn)有子系統(tǒng)執(zhí)行主要功能的同時，能夠執(zhí)行更多的功能。如某些產(chǎn)品的組成由殼體、芯體等組成，為了減少成本，可以進一步挖掘資源，使芯體在執(zhí)行原有功能的同時執(zhí)行殼體的功能，或者使殼體在執(zhí)行原有功能的公式執(zhí)行芯體的功能，使子系統(tǒng)的功能資源達到最大化、最有效的利用。TRIZ理論的創(chuàng)新設(shè)計問題解決工具阿利赫舒列爾和他的TRIZ研究機構(gòu)50多年來提出了TRIZ系列的多種工具，如沖突矩陣、76標準解答、ARIZ、AFD、物質(zhì)--場分析、ISQ、DE、8種演化類型、科學效應(yīng)、40個創(chuàng)新原理，39個工程技術(shù)特性，物理學、化學、幾何學等工程學原理知識庫等，常用的有基于宏觀的矛盾矩陣法（沖突矩陣法）和基于微觀的物場變換法。事實上TRIZ針對輸入輸出的關(guān)系（效應(yīng)）、沖突和技術(shù)進化都有比較完善的理論。這些工具為創(chuàng)新理論軟件化提供了基礎(chǔ)，從而為TRIZ的實際應(yīng)用提供了條件。產(chǎn)品進化理論TRIZ中的產(chǎn)品進化理論將產(chǎn)品進化過程分為4個階段：嬰兒期、成長期、成熟期、退出期。處于前兩個階段的產(chǎn)品，企業(yè)應(yīng)加大投入，盡快使其進入成熟期，以便企業(yè)獲得最大效益；處于成熟期的產(chǎn)品，企業(yè)應(yīng)對其替代技術(shù)進行研究，使產(chǎn)品取得新的替代技術(shù)，以應(yīng)對未來的市場競爭；處于退出期的產(chǎn)品，企業(yè)利潤急劇下降，應(yīng)盡快淘汰。這些可以為企業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃提供具體的、科學的支持。產(chǎn)品進化理論還研究產(chǎn)品進化模式、進化定律與進化路線。應(yīng)用模式、定律與路線，設(shè)計者可較快地確定創(chuàng)新設(shè)計的原始構(gòu)思，使設(shè)計設(shè)計取得突破。沖突解決原理原理是獲得沖突解所應(yīng)遵循的一般規(guī)律。TRIZ主要研究技術(shù)沖突和物理沖突。技術(shù)沖突是指傳統(tǒng)設(shè)計中所說的折衷，即由于系統(tǒng)本身某一部分的影響，所需要的狀態(tài)不能達到。物理沖突指一個物體有相反的求。TRIZ引導(dǎo)設(shè)計者挑選能解決特定沖突的原理，其前提是要按標準工程參數(shù)確定沖突。有39條標準沖突和40條原理可供應(yīng)用。物質(zhì)—場分析標準解Altshuller對發(fā)明問題解決理論的貢獻之一是提出了功能的物質(zhì)—場（Substance-field）描述方法與模型。其原理為，所有的功能都可分解為兩種物質(zhì)及一種場，即一種功能由兩種物質(zhì)及一種場的三元件組成。產(chǎn)品是功能的一種實現(xiàn)，因此，可用物質(zhì)—場分析產(chǎn)品的功能，這種分析方法是TRIZ的工具之一。依據(jù)該模型，Altshuller等提出了76種標準解，并分為如下5類：（1）不改變或僅少量改變已有系統(tǒng)：13種標準解；（2）改變已有系統(tǒng)：23種標準解；（3）系統(tǒng)傳遞：6種標準解；（4）檢查與測量：17種標準解；（5）簡化與改善策略：17種標準解。由已有系統(tǒng)的特定問題，將標準解變?yōu)樘囟ń饧礊樾赂拍睢Ｐ?yīng)效應(yīng)指應(yīng)用本領(lǐng)域特別是其它領(lǐng)域的有關(guān)定律解決設(shè)計中的問題。如采用數(shù)學、化學、生物、電子等領(lǐng)域中的原理解決機械設(shè)計中的創(chuàng)新問題。ARIZ：發(fā)明問題解決算法TRIZ認為，一個問題解決的困難程度取決于對該問題的描述或程式化方法，描述的越清楚，問題的解就越容易找到。TRIZ中，發(fā)明問題求解的過程是對問題不斷描述、不斷程式化的過程。經(jīng)過這一過程，初始問題最根本的沖突被清楚的暴露出來，能否求解已很清楚，如果已有的知識能用于該問題則有解，如果已有的知識不能解決該問題則無解，需等待自然科學或技術(shù)的進一步發(fā)展。該過程是靠ARIZ算法實現(xiàn)的。ARIZ（AlgorithmforInventive-ProblemSolving）稱為發(fā)明問題解決算法，是TRIZ的一種主要工具，是發(fā)明問題解決的完整算法，該算法采用一套邏輯過程逐步將初始問題程式化。該算法特別強調(diào)沖突與理想解的程式化，一方面技術(shù)系統(tǒng)向著理想解的方向進化，另一方面如果一個技術(shù)問題存在沖突需要克服，該問題就變成了一個創(chuàng)新問題。ARIZ中，沖突的消除有強大的效應(yīng)知識庫的支持。效應(yīng)知識庫包含物理的、化學的、幾何的等效應(yīng)。作為一種規(guī)則，經(jīng)過分析與效應(yīng)的應(yīng)用后問題仍無解，則認為初始問題定義有誤，需對問題進行更一般化的定義。應(yīng)用ARIZ取得成功的關(guān)鍵在于沒有理解問題的本質(zhì)前，要不斷地對問題進行細化，一直到確定了物理沖突。該過程及物理沖突的求解已有軟件支持。常規(guī)問題與發(fā)明問題產(chǎn)品設(shè)計是要解決問題。如果產(chǎn)品的初始狀態(tài)與理想狀態(tài)之間存在距離，則稱之為問題，設(shè)計過程是解決問題的過程，是使產(chǎn)品由初始狀態(tài)通過單步或多步變換實現(xiàn)或接近理想狀態(tài)的過程。如果實現(xiàn)變換的所有步驟都已知，則稱為“常規(guī)問題”(Routineproblem)，如果至少有一步未知，則稱為“發(fā)明問題”(Inventiveproblem)。解決常規(guī)問題的設(shè)計是常規(guī)設(shè)計，解決發(fā)明問題的設(shè)計是創(chuàng)新設(shè)計。阿奇舒勒采用劃分級別的方式，將發(fā)明創(chuàng)造分為五級。第一級：最小發(fā)明是指在本領(lǐng)域范圍內(nèi)，用常識來解決常見問題，或僅對已有系統(tǒng)做簡單改進。該類發(fā)明大約占人類技術(shù)創(chuàng)新總量的32%。這一水平的成果通常被稱為小改小革，其中只有一小部分能獲得實用新型專利，無法獲得發(fā)明專利。第二級：本領(lǐng)域發(fā)明是指采用本領(lǐng)域內(nèi)已有的知識和經(jīng)驗，對現(xiàn)有系統(tǒng)僅進行少量改進。該類發(fā)明大約占人類技術(shù)創(chuàng)新總量的45%。這類成果可以獲得實用新型專利和發(fā)明專利的保護，但在獨創(chuàng)性方面并不突出。第三級：跨領(lǐng)域發(fā)明是指采用本領(lǐng)域以外的現(xiàn)有知識和經(jīng)驗對已有系統(tǒng)進行根本性改進。該類發(fā)明大約占人類技術(shù)創(chuàng)新總量的18%。這類成果的新穎性和獨創(chuàng)性都比較高，幾乎都能夠獲得發(fā)明專利。第四級：重大發(fā)明是指采用全新的原理來完成對現(xiàn)有系統(tǒng)基本功能的創(chuàng)新。該類發(fā)明大約占人類技術(shù)創(chuàng)新總量的4%。這類成果往往屬于重要發(fā)明專利或基礎(chǔ)專利之列。第五級：特大發(fā)明是指依據(jù)人們對自然規(guī)律或科學原理的新發(fā)現(xiàn)，匯總?cè)祟惖闹R體系做出的發(fā)現(xiàn)級的發(fā)明。該類發(fā)明數(shù)量大約小于人類技術(shù)創(chuàng)新總量的1%。這類成果大多屬于基礎(chǔ)專利，制約著一系列其他的發(fā)明創(chuàng)造。一般來說，采用傳統(tǒng)的解決問題方法而得到的發(fā)明創(chuàng)造，往往只能達到第一級和第二級的水平，而利用TRIZ理論則可以幫助發(fā)明者將其發(fā)明創(chuàng)造提高到第三級和第四級的水平。40種基本措施Alshuler等提出的40條發(fā)明創(chuàng)造原理是TRIZ理論的核心，其內(nèi)容如下表所示：40個發(fā)明原理及其統(tǒng)一規(guī)則編號及發(fā)明原理實現(xiàn)屬性轉(zhuǎn)換的規(guī)則1、分割產(chǎn)生新的屬性(包含空間、時間、物質(zhì)的分割)2、抽取抽取出有用的屬性，去除有害的屬性3、局部質(zhì)量局部具有特殊的屬性，確保相互作用中產(chǎn)生所需功能4、增加不對稱性形狀屬性最佳化5、組合(合并)運用多種效應(yīng)，屬性組合成創(chuàng)新產(chǎn)品6、多功能性(多用性、廣泛性)物具有多種屬性，運用不同的屬性產(chǎn)生組合的功能7、嵌套協(xié)調(diào)運用空間屬性資源8、重量補償施加反向?qū)傩粤?，抵消重?、預(yù)先反作用產(chǎn)生需要的反向?qū)傩?0、預(yù)先作用形成方便操作的屬性11、預(yù)補償(事先防范)預(yù)防產(chǎn)生不需要的屬性12、等勢在重力屬性場中穩(wěn)定高度不變13、反向作用運用反向?qū)傩詫崿F(xiàn)需要的功能14、曲率增加(曲面化)運用曲面形狀的各種屬性15、動態(tài)特性利用剛性→單鉸接→多鉸接→柔性→液→粉→氣→場等的特有屬性實現(xiàn)功能，提高靈活性16、未達到或過度的作用屬性量值的選擇性最佳化17、空間維數(shù)變化(一維變多維)空間屬性的協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)換18、機械振動振動屬性的運用19、周期性作用時間屬性的協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)換20、有益(效)作用的連續(xù)性屬性在時間維度上的穩(wěn)定協(xié)調(diào)作用21、減少有害作用的時間(快速通過)屬性在時間維度上的急劇協(xié)調(diào)作用22、變害為利運用有害的屬性實現(xiàn)有用的功能23、反饋信息屬性作用的利用，時間屬性和時間流的作用24、借助中介物運用中介物的特有屬性作用實現(xiàn)功能25、自服務(wù)運用物質(zhì)自身的屬性完成補充、修復(fù)的功能26、復(fù)制運用廉價的復(fù)制屬性資源替代各種資源27、廉價替代品運用物質(zhì)特有的廉價的屬性，確保-次性執(zhí)行所需的功能28、機械系統(tǒng)替代運用光、聲、電、磁、人的感官等新的替代屬性，高效率地執(zhí)行所需的功能29、氣動與液壓結(jié)構(gòu)運用液壓、氣動屬性實現(xiàn)力的傳遞30、柔性殼體或薄膜運用柔性殼體和薄膜的特有屬性作用實現(xiàn)功能31、多孔材料運用多孔材料具有比重輕、絕熱性等特有屬性32、顏色改變(改變顏色、擬態(tài))提高物質(zhì)顏色屬性的運用33、同質(zhì)性(均質(zhì)性)運用相同的某個特定的屬性34、拋棄和再生使物質(zhì)隨著某一功能完成而消失，或是獲得再生35、物理或化學參數(shù)改變運用變、增、減、穩(wěn)、測改變物質(zhì)的各種屬性，高效率地執(zhí)行所需的功能36、相變運用物質(zhì)相變時形成的某些特征屬性的作用實現(xiàn)功能37、熱膨脹運用物質(zhì)的熱膨脹屬性實現(xiàn)功能38、強氧化劑(使用強氧化劑、加速氧化)運用強氧化的化學屬性作用實現(xiàn)功能39、惰性環(huán)境運用化學惰性氣體的特有屬性改變環(huán)境40、復(fù)合材料組合不同屬性的物質(zhì)，形成具有優(yōu)良屬性物質(zhì)實現(xiàn)功能1．分割原則a．將物體分成獨立的部分。b．使物體成為可拆卸的。c．增加物體的分割程度。例：貨船分成同型的幾個部分，必要時，可將船加長些或變短些．2．拆出原則從物體中拆出"干擾'部分("干擾"特性)或者相反，分出唯一需要的部分或需要的特性。與上述把物體分成幾個相同部分的技法相反，這里是要把物體分成幾個不同的部分．例，一般小游艇的照明和其他用電是艇上發(fā)動機帶動發(fā)電機供給的．為了停泊時能繼續(xù)供電，要安裝一個由內(nèi)燃機傳動的輔助發(fā)電機．發(fā)動機必然造成噪音和振動。建議將發(fā)動，機和發(fā)電機分置于距游艇不遠的兩個容器里，用電纜連接．3．局部性質(zhì)原則a．從物體或外部介質(zhì)(外部作用)的一致結(jié)構(gòu)過渡到不一致結(jié)構(gòu)。b．物體的不同部分應(yīng)當具有不同的功能c．物體的每一部分均應(yīng)具備最適于它工作的條件。例：為了防治礦山坑道里的粉塵，向工具(鉆機和料車的工作機構(gòu))呈錐體狀噴灑小水珠。水珠愈小，除塵效果愈好．但小水珠容易形成霧，這使工作困難．解決辦法：環(huán)繞小水珠錐體外層再造成一層大水珠。4．不對稱原則a．物體的對稱形式轉(zhuǎn)為不對稱形式。b．如果物體不是對稱的，則加強它的不對稱程度，例：防撞汽車輪胎具有一個高強度的側(cè)緣，以抵抗人行道路緣石的碰撞。5．聯(lián)合原則a．把相同的物體或完成類似操作的物體聯(lián)合起來，b．把時間上相同或類似的操作聯(lián)合起來．例：雙聯(lián)顯微鏡組；由一個人操作，另一個人觀察和記錄。6．多功能原則一個物體執(zhí)行多種不同功能，因而不需要其他物體。例：提包的提手可同時作為拉力器（蘇聯(lián)發(fā)明證書187964)。7．‘瑪特廖什卡'原則a．一個物體位于另一物體之內(nèi)，而后者又位于第三個物體之內(nèi)，等等。b．一個物體通過另一個物體的空腔。例："彈性振動超聲精選機是由兩個互相夾緊的半波片構(gòu)成。其特征是，為了減小精選機的長度和增大它的穩(wěn)定性，兩個半波片制成相互套在一起的空錐體(蘇聯(lián)發(fā)明證書~186781)。在蘇聯(lián)發(fā)明證書0462315中，也采用該解決方案來縮小變壓器壓電元件輸出部分的外形尺寸。在蘇聯(lián)發(fā)明證書~304027中，金屬拉制設(shè)備的"玩偶"是由拉摸組成．8．反重量原則a．將物體與具有上升力的另一物體結(jié)合以抵消其重量。b．將物體與介質(zhì)(最好是氣動力和液動力)相互作用以抵消其重量。例："調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子風力機轉(zhuǎn)數(shù)的制動式離心調(diào)節(jié)器安在轉(zhuǎn)子垂直軸上。其特征是：為了在風力增大時把轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速控制在小的轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)器離心片做成葉片狀，以保證氣動制動"(蘇聯(lián)發(fā)明證書167784)。有趣的是，在發(fā)明公式申明顯地反映了發(fā)明所克服的矛盾．在給定的風力和給定的離心片質(zhì)量的條件下，獲得了一定的轉(zhuǎn)數(shù)√為了減少轉(zhuǎn)數(shù)(當風力增大時)，必須增大離心片質(zhì)量；但離心片在旋轉(zhuǎn)，很難靠近它。于是矛盾這樣消除，使離心片具有形成氣功制動的形狀，即把離心片制成具有負迎角的翼狀?？偟脑O(shè)想顯面易見：如果需要改變轉(zhuǎn)動物體的質(zhì)量，而其質(zhì)量又不能按照一定的要求改變，那么應(yīng)使該物體成為翼狀的，改變翼片運動方向的傾斜角度，便可獲得需要方向的附加力。9．預(yù)先反作用原則如果按課題條件必須完成某種作用，則應(yīng)提前完成反作用。例：杯形車刀車削方法是：在車削過程中車刀繞自己的幾何軸轉(zhuǎn)動。其特征是為了防止產(chǎn)生振動，應(yīng)預(yù)先向杯形車刀施加負荷力，此力應(yīng)與切削過程中產(chǎn)生的力大小相近，方向相反"(蘇聯(lián)發(fā)明證書~536866)10．預(yù)先作用原則a．預(yù)先完成要求的作用(整個的或部分的)b．預(yù)先將物體安放妥當，使它們能在現(xiàn)場和最方便地點立即完成所需要的作用。11"予先放枕頭"原則以事先準備好的應(yīng)急手段補償物體的底可靠性。例："用等離子束加工無機材料如光纖。其特征是：為提高機械強度，預(yù)先往無機材料上涂敷堿金屬或堿土金屬的溶液或熔融體"(蘇聯(lián)發(fā)明證書522150)。還有人事先涂敷可使小裂縫愈合的物質(zhì)。按蘇聯(lián)發(fā)明證書456594的辦法，樹枝在鋸掉之前套上一個緊箍環(huán)，樹木感該處有"病"，于是向那里輸送營養(yǎng)物質(zhì)和治療物質(zhì)。這樣，在樹枝被鋸之前這些物質(zhì)便積聚起來，鋸后鋸口會迅速愈合。12．等勢原則改變工作條件，使物體土升或下降．例：有一種裝置不必使沉重的壓模升降；這種裝置是在壓床上安裝了帶有輸送軌道的附件(蘇聯(lián)發(fā)明證書264679)．13、"相反"原則a、不實現(xiàn)課題條件規(guī)定的作用而實現(xiàn)相反的作用．b、使物體或外部介質(zhì)的活動部分成為不動的，而使不動的成為可動的．c．將物體顛倒．例：在研究課題9(關(guān)于消除灰塵的過濾器)時，我們介紹了蘇聯(lián)發(fā)明證書156133，過濾器用兩塊磁鐵制成，在磁鐵之間是鐵磁粉末。7年之后又有了蘇聯(lián)發(fā)明證書319325．它的過濾器是相反的：對液體或氣體進行機械清洗的電磁過濾器，它包括有磁場源和顆粒狀磁性材料制的過濾元件，其特征是，為降低單位耗電量和提高生產(chǎn)率，過濾元件放在磁場源的周圍，以形成外部閉式磁路。14．球形原則a．從直線部分過渡到曲線部分，從平面過渡到球面，從正六面體或平行六面體過渡到球形結(jié)構(gòu)，b．利用棍子、球體、螺旋。c．從直線運動過渾到旋轉(zhuǎn)運動，利用離心力。例：把管子焊入管柵的裝置具有滾動球形電極。15．動態(tài)原則．a(chǎn)、物體(或外部介質(zhì)）的特性的變化應(yīng)當在每一工作階段都是最佳的。b．將物體分成彼此相對移動的幾個部分。c．使不動的物體成為動的．例："用帶狀電焊條進行自動電弧焊的方法，其特征是，為了能大范圍地調(diào)節(jié)焊池的形狀和尺寸，把電焊條沿著母線彎曲，使其在焊接過程中成曲線形狀"(蘇聯(lián)發(fā)明證書258490)。16．局部作用或過量作用原則如果難于取得百分之百所要求的功效，則應(yīng)當取得略小或略大的功效。此時可能把課題大大簡化。17.向另一維度過渡的原則a．如果物體作線性運動（或分布）有困難，則使物體在二維度(即平面)上移動。相應(yīng)地，在一個平面上的運動(或分布)可以過渡到三維空間。b．利用多層結(jié)構(gòu)替代單層結(jié)構(gòu)。c．將物體傾斜或側(cè)置．d．利用指定面的反面．e．利用投向相鄰面或反面的光流。技法17a可以同技法7和15b聯(lián)合，形成一個代表技術(shù)系統(tǒng)總發(fā)展趨勢的鏈：從點到線，然后到面，到體，最后到許多個物體的共存．例："越冬圓木在圓形停泊場水中存放，其特征是，為了增大停泊場的單位容積，和減小受凍木材的體積，將圓木扎成捆，其橫截面的寬和高超過圓木的長度，然后立著放"(蘇聯(lián)發(fā)明證書~2236318)。18．機械振動原則a、使物體振動。b、如果巳在振動，則提高它的振動頻率(達到超聲波頻率)c．利用共振頻率。d．用壓電振動器替代機械振動器。e．利用超聲波振動同電磁場配合．例："無鋸末斷開木材的方法，其特征是，為減少工具進入木材的力，使用脈沖頻率與被斷開木材的固有振動頻率相近的工具"(蘇聯(lián)發(fā)明證書~307986)．19．周期作用原則a．從連續(xù)作用過渡到周期作用(脈沖)．b．如果作用已經(jīng)是周期的，則改變周期性。c．利用脈沖的間歇完成其他作用。例：用熱循環(huán)自動控制薄零件的觸點焊接方法是基于測量溫差電動勢的原理。其特征是，為提高控制的準確度，用高頻率脈沖焊接時，在焊接電流脈沖的間隔測量溫差電動勢(蘇聯(lián)發(fā)明證書9336120)。20．連續(xù)有益作用原則a．連續(xù)工作(物體的所有部分均應(yīng)一直滿負荷工作)。b．消除空轉(zhuǎn)和間歇運轉(zhuǎn)。例：加工兩個相交的圓柱形的孔如加工軸承分離環(huán)的槽的方法，其特征是，為提高加工效率，使用在工具的正反行程均可切削的鉆頭(擴孔器)'(蘇聯(lián)發(fā)明證書M262582)。21．躍過原則高速躍過某過程或其個別階段(如有害的或危險的)。例："產(chǎn)膠合板時用烘烤法加工木材，其特征是，為保持木材的本性，在生產(chǎn)膠合板的過程中直接用300～600?C的燃氣火焰短時作用于烘烤木材"蘇聯(lián)發(fā)明證書338371)。22．變害為利原則a．利用有害因素(特別是介質(zhì)的有害作用)獲得有益的效果。b．通過有害因素與另外幾個有害因素的組合來消除有害因素。c．將有害因素加強到不再是有害的程度．例："恢復(fù)凍結(jié)材料的顆粒狀的方法，其特征是，為加速恢復(fù)材料的顆粒和降低勞動強度，使凍結(jié)的材料經(jīng)受超低溫作用"(蘇聯(lián)發(fā)明證書N~409938)23、反向聯(lián)系原則a．進行反向聯(lián)系。b．如果已有反向聯(lián)系，則改變它。例："自動調(diào)節(jié)硫化物沸騰層焙燒溫度規(guī)范的方法是隨溫度變化改變所加材料的流量，其特征是，為提高控制指定溫度值的動態(tài)精度，隨廢氣中碥含量的變化而改變材料的供給量"(蘇聯(lián)發(fā)明證書302382)。24．"中介"原則a．利用可以遷移或有傳送作用的中間物體b．把另一個(易分開的)物體暫時附加給某一物體。例："校準在稠密介質(zhì)由測量動態(tài)張力儀器的方法是在靜態(tài)條件下裝入介質(zhì)樣品及置入樣品中的儀器。其特征是，為提高校準精度，應(yīng)利用一個柔軟的中介元件把樣品及其中的儀器裝入"(蘇聯(lián)發(fā)明證書354135)．25．自我服務(wù)原則a、物體應(yīng)當為自我服務(wù)，完成輔助和修理工作．b．利用廢料(能的和物質(zhì)的)．例，一般都是利用專門裝置供給電焊槍中的電焊條．建議利用電焊電流工作的螺旋管供給電焊條。26．復(fù)制原則a．用簡單而便宜的復(fù)制品代替難以得到的、復(fù)雜的、昂貴的、不方便的或易損壞的物體．b．用光學拷貝(圖像）代替物體或物體系統(tǒng)。此時要改變比例(放大或縮小復(fù)制品)．c．如果利用可見光的復(fù)制品，則轉(zhuǎn)為紅外線的或紫外線的復(fù)制。例："大地測量學直觀教具是一個平面藝術(shù)全景。其特征是：為進行地形圖像全景測量攝影，教具按視距攝影數(shù)據(jù)制成，并聲地形的有代表性的各點上配備縮微視距尺"(蘇聯(lián)發(fā)明證書~86560)27．用廉價的不持久性代替昂貴的持久性原則用一組廉價物體代替一個昂貴物體，放棄某些品質(zhì)(如持久性)．例：一次性的捕鼠器是一個帶誘餌的塑料管；老鼠通過圓錐形孔進入捕鼠器，孔壁是可伸直的，老鼠只能進，不能出．28．代替力學原理原則a．用光學，聲學、‘味學"等設(shè)計原理代替力學設(shè)計原理。b．用電場．磁場和電磁場同物體相互作用。c、由恒定場轉(zhuǎn)向不定場，由時間固定的場轉(zhuǎn)向時間變化的場，由無結(jié)構(gòu)的場轉(zhuǎn)向有一定結(jié)構(gòu)的場。d．利用鐵磁顆粒組成的場．例："在熱塑材料上涂金屬層的方法是將熱塑材料同加熱到超過它的熔點的金屬粉末接觸，其特征是，為提高涂層與基底的結(jié)合強度及密實性，在電磁場中進行此過程"(蘇聯(lián)發(fā)明證書445712)．29．利用氣動和液：壓結(jié)構(gòu)的原則用氣體結(jié)構(gòu)和液體結(jié)構(gòu)代替物體的固體的部分，如充氣和充液的結(jié)構(gòu)，氣枕，靜液的和液體反沖的結(jié)構(gòu)．例：為使船的推進器軸同螺桿套連接，'在軸內(nèi)作一槽，槽內(nèi)放一彈性空容器(窄"氣袋")．如果此容器充進壓縮空氣，則脹大并將螺桿套擠到推進器軸上(蘇聯(lián)發(fā)明證書313741)．一般在這種情況下利用金屬連接元件，但同‘氣袋'連接比較簡易，因為不需要精磨相接平面。此外，這種連接可以消除沖擊負荷。此項發(fā)明伺后來發(fā)表的蘇聯(lián)發(fā)明證書~4456．11此較，頗為有趣。該項發(fā)明是：運輸易碎制品(如排水管)的集裝箱里面有一個充氣囊，使制品在運輸中相互靠緊不致撞壞。技術(shù)領(lǐng)域雖然不同，但課題和解決方法是絕對相同的。在蘇聯(lián)發(fā)明證書249583中，起重機抓斗利用充氣元件工作，在蘇聯(lián)發(fā)明證書409875中，在鋸木裝置中利用氣囊夾持易碎制品。這類發(fā)明極多．看來是停止授與此種建議的專利的時候了．但是，設(shè)計教材中規(guī)定一個簡單原則：如果需要短時間使一種物體與另一種物體緊緊靠住，則應(yīng)用"氣袋"法．當然，這并不意味著，技法29將不再是發(fā)明創(chuàng)造的技法了．"氣袋"使一個制品緊靠另一個制品，這是典型的物場系統(tǒng)．在該物場系統(tǒng)中，"袋"起著機械場的作用。按照物場系統(tǒng)發(fā)展的一般規(guī)則，該場必然會過渡到鐵磁場系統(tǒng)．這種過渡確實發(fā)生了：在蘇聯(lián)發(fā)明證書~534351中提議在"氣袋"中加入鐵磁粉末，利用磁場使物體擠靠緊。30．利用軟殼和薄膜原則a．利用軟殼和薄膜代替一般的結(jié)構(gòu)。b．用軟殼和薄膜使物體同外部介質(zhì)隔離。例："充氣混凝土制品的成型方法是在模型里澆注原料，然后在模中靜置成型。其特征是，為提高膨脹程度，在澆注模型里的原料上罩以不透氣薄膜"(蘇聯(lián)發(fā)明證書339406)。31．利用多孔材料原則a．把物體作成多孔的或利用附加多孔元件(鑲嵌，覆蓋，等等)．b．如果物體是多孔的，事先用某種物質(zhì)填充空孔。例，"電機蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的特征是，為了消除給電機輸送冷卻劑的麻煩，活動部分和個別緒構(gòu)元件由多孔材料制成，例如滲入了液體冷卻劑的多孔粉末鋼，在機器工作時冷卻劑蒸發(fā)，因而保證了短時、有力和均勻的冷卻"(蘇聯(lián)發(fā)明證書187135)．32．改變顏色原則a．改變物體或外部介質(zhì)的顏色．b．改變物體或外部介質(zhì)的透明度．c，為了觀察難以看到的物體或過程，利用染色添加劑．d．如果已采用了這種添加劑，則采用熒光粉．例；美國專利3425412：透明繃帶不必取掉便可觀察傷情。33．一致原則同指定物體相互作用的物體應(yīng)當用同一(或性質(zhì)相近的)材料制成．例："獲得固定鑄模的方法是用鑄造法按芯模標準件形成躊模的工作腔。其特征是，為了補償在此鑄模中成型的制品的收縮，芯模和鑄模用與制品相向的材料制造"(蘇聯(lián)發(fā)明證書456679）．34．部分剔除和再生原則a．已完成自己的使命或已無用的物體部分應(yīng)當剔除(溶解．蒸發(fā)等)或在工作過程中直接變化．b．消除的部分應(yīng)當在工作過程中直接再生．例："檢查焊接過程的高壓區(qū)的方法是向高溫區(qū)加入光導(dǎo)探頭。其特征是，為改善在電弧焊和電火花焊接過程中檢查高溫區(qū)的可能性，利用可熔化的探頭．它以不低于自己熔化速度的速度被不斷地送人檢查的高溫區(qū)"(蘇聯(lián)發(fā)明；證書N433397)．35．改變物體聚合態(tài)原則這里包括的不僅是簡單的過渡，例如從固態(tài)過渡到液態(tài)，還有向"假態(tài)"(假液態(tài))和中間狀態(tài)的過渡，例如采用彈性固體．例：聯(lián)邦德國專利1291210：：降落跑道的減速地段建成"浴盆"形式，里面充滿粘性液體，上面再鋪上厚厚一層彈性物質(zhì)。36．相變原則利用相變時發(fā)生的現(xiàn)象，例如體積改變，放熱或吸熱，例："密封橫截面形狀各異的管道和管口的塞頭，其特征是，為了規(guī)格統(tǒng)一和簡化結(jié)構(gòu)，塞頭制成杯狀，里面裝有底熔點合金。合金凝固時膨脹，從而保證了結(jié)合處的密封性"(蘇聯(lián)發(fā)明證書319806)。37．利用熱膨脹原則a．利用材料的熱膨脹(或熱收縮)．b.利用一些熱膨脹系數(shù)不同的材料。例：蘇聯(lián)發(fā)明證書~463423：溫室蓋用鉸鏈連接的空心管制造，管中裝有易膨脹液體。溫度變化時，管子重心改變，目此管子自動升起和降落。這是課題30的答案。當然，還可以利用雙金屬薄板固定在溫室蓋上。38．利用強氧化劑原則a．用富氧空氣代替普通空氣．b．用氧氣替換富氧空氣。c．用電離輻射作用于空氣或氧氣。d.用臭氧化了的氧氣．e.用臭氧替換臭氧化的(或電離的)氧氣，例："利用在氧化劑媒介中化學輸氣反應(yīng)法制取鐵箔。其特征是，為了增強氧化和增大鏡箔的均一性，該過程在臭氧媒質(zhì)中進行"(蘇聯(lián)發(fā)明證書261859)。39．采用惰性介質(zhì)原則a、用惰性介質(zhì)代替普通介質(zhì)。vb．在真空中進行某過程。該技法與上述技法正好相反。例："預(yù)防棉花在倉庫中燃燒的方法，其特征是，為提高棉花貯存的可靠性，在向貯存地點運輸?shù)倪^程中用惰性氣體處理棉花"(蘇聯(lián)發(fā)明證書270170)。40．利用混合材料原則由同種材料轉(zhuǎn)為混合材料．例："在熱處理時，為保證規(guī)定的冷卻速度，采用介質(zhì)做金屬冷卻劑，其特征是，冷卻劑由氣體在液體中的懸浮體構(gòu)成(蘇聯(lián)發(fā)明證書187060)TRIZ理論