TRIZ理论与创新设计.pptx

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1、第十章第十章 TRIZTRIZ理论与创新设计理论与创新设计 TRIZTRIZ为俄文字母对应的拉丁字母缩写，含义为发明问题的解决理论，也有人将其译为为俄文字母对应的拉丁字母缩写，含义为发明问题的解决理论，也有人将其译为技术冲突的解决原理。其英语名词为：技术冲突的解决原理。其英语名词为：Theory of Inventive Problem SolvingTheory of Inventive Problem Solving。TRIZTRIZ理论认为发明问题的核心是解决冲突，在设计过程中，不断发现冲突，利用发明理论认为发明问题的核心是解决冲突，在设计过程中，不断发现冲突，利用发明原理解决冲突，才能

2、获得理想的产品原理解决冲突，才能获得理想的产品 第一节第一节 TRIZTRIZ理论的概念理论的概念 第1页/共102页一、解决产品设计面临的方法一、解决产品设计面临的方法 人们进行机械产品设计通常面临两类需要解决的问题：人们进行机械产品设计通常面临两类需要解决的问题：一类是知道一般的解决方法一类是知道一般的解决方法 一类是不知道解决方法。一类是不知道解决方法。第2页/共102页对于知道一般的解决方法的问题，人们通常可以通过查找书籍、技术文献或相对于知道一般的解决方法的问题，人们通常可以通过查找书籍、技术文献或相关专家提供信息来解决。关专家提供信息来解决。第3页/共102页TRIZ主要内容简介

3、自从1946年以来，以为首的专家，经过对250万份专利文献的研究发现：l技术也有生命周期l40个发明原理（技术冲突）l分离原理（物理冲突）l物质-场模型分析lARIZ算法第4页/共102页100000100000所有的知识 1%1%新发现 5 51000010000行业以外知识 4%4%新概念 4 410001000行业知识 18%18%大的改进 3 3100100公司知识 45%45%小的改进 2 21010个人知识 32%32%方法明显 1 1考虑的问题知识来源解决方法%发明程度级别发明的级别表发明的级别表二、发明的级别与应用前提概述1、发明的级别第5页/共102页2 2、TRIZTRIZ

4、的理论前提的理论前提TRIZTRIZ的理论前提和基本认识是：的理论前提和基本认识是：1 1、产品或技术系统的进化有规、产品或技术系统的进化有规律可循；律可循；2 2、生产实践中遇到的工程冲突、生产实践中遇到的工程冲突重复出现；重复出现；3 3、彻底解决工程冲突的发明原、彻底解决工程冲突的发明原理容易掌握；理容易掌握；4 4、其它领域的科学原理可解决、其它领域的科学原理可解决本领域技术问题。本领域技术问题。个人的知识公司知识行业内的知识行业外的知识全社会的知识解决问题的途径第7页/共102页三、三、TRIZTRIZ解决发明问题的方法解决发明问题的方法TRIZ的核心：技术系统进化原理及冲突解决原理

5、TRIZ的原理和方法：技术系统进化法则发明原理发明问题解决算法第8页/共102页三、三、TRIZTRIZ解决发明问题的方法解决发明问题的方法特定问题建立问题的通用模型通用问题通用解决方法特定解决方法找到通用问题的通用解决方法找到特定问题的特定解决方法第9页/共102页第二节第二节 技术系统及进化法则技术系统及进化法则一、产品的进化分析一、产品的进化分析刚性键盘折叠式键盘柔性键盘液晶触摸屏虚拟激光键盘普通轴承气(液)体轴承磁悬浮轴承锯条(砂轮)切割高压水射流切割激光切割第10页/共102页婴儿期成长期成熟期衰退期性能时期新产品替代产品优化产品进化曲线产品进化曲线1 1、婴儿期：婴儿期代表产品处于

6、原理实现阶段、婴儿期：婴儿期代表产品处于原理实现阶段 2 2、成长期：成长期代表产品处于性能优化和商、成长期：成长期代表产品处于性能优化和商 品化开发阶段。品化开发阶段。3 3、成熟期：成熟期说明该产品技术发展已经比、成熟期：成熟期说明该产品技术发展已经比 较成熟。较成熟。4 4、衰退期：衰退期表明应用于系统的技术已经、衰退期：衰退期表明应用于系统的技术已经 发展到极限，很难再进一步的突破发展到极限，很难再进一步的突破第11页/共102页12产品的进化曲线族第12页/共102页二、技术系统及其进化法则二、技术系统及其进化法则1 1、技术系统、技术系统 技术系统由多个子系统组成，并通过子系统间的

7、相互作用实现一定的功能。技术系统由多个子系统组成，并通过子系统间的相互作用实现一定的功能。子系统本身也是系统，是由元件和操作构成的。子系统本身也是系统，是由元件和操作构成的。系统的更高级系统称为超系统。系统的更高级系统称为超系统。第13页/共102页2 2、技术系统进化法则、技术系统进化法则 技术系统进化法则主要包含：技术系统进化法则主要包含：提高理想度法则，完备性法则，能量传递法则，提高柔性、移动性和可控性法则，提高理想度法则，完备性法则，能量传递法则，提高柔性、移动性和可控性法则，子系统非一致性进化法则，向超系统升迁法则，向微观系统升迁法则，协调法则等。子系统非一致性进化法则，向超系统升迁

8、法则，向微观系统升迁法则，协调法则等。这些技术系统进化法则基本涵盖了各种产品核心技术的进化规律，每条法则又包这些技术系统进化法则基本涵盖了各种产品核心技术的进化规律，每条法则又包含多种具体进化路线和模式。含多种具体进化路线和模式。第14页/共102页1 1）完备性法则）完备性法则 要实现某项功能，一个完整的技术系统必须包含以下四个部件：动力装置、要实现某项功能，一个完整的技术系统必须包含以下四个部件：动力装置、传输装置、执行装置和控制装置。传输装置、执行装置和控制装置。例如汽车这个完整的技术系统，就包括动力总成、传动总成、底盘总成和操例如汽车这个完整的技术系统，就包括动力总成、传动总成、底盘总

9、成和操作总成等装置。作总成等装置。完备性法则有助于确定所需技术和方法，完备性法则有助于确定所需技术和方法，简化效率低下的技术系统简化效率低下的技术系统第15页/共102页2 2）能量传递法则）能量传递法则 技术系统要实现其功能，必须保证能量能够从能量源流向技术系统的所有元技术系统要实现其功能，必须保证能量能够从能量源流向技术系统的所有元件。件。例如收音机在金属屏蔽的环境（如汽车）中就不能正常收例如收音机在金属屏蔽的环境（如汽车）中就不能正常收听高质量广播。尽管收音机内各子系统工作都正常，但电台传听高质量广播。尽管收音机内各子系统工作都正常，但电台传导的能量源（作为系统的组成部分）受阻，使整个系

10、统不能正导的能量源（作为系统的组成部分）受阻，使整个系统不能正常工作，需要在汽车上增加车外天线来解决问题。常工作，需要在汽车上增加车外天线来解决问题。应沿着使能量流动路径缩短的方向发展应沿着使能量流动路径缩短的方向发展例如：刀片旋转运动代替刀的往复运动例如：刀片旋转运动代替刀的往复运动第16页/共102页3 3）动态性进化法则）动态性进化法则技术系统应该沿着结构柔性、可移动性、可控性增加的方向发展，以适应环境状况技术系统应该沿着结构柔性、可移动性、可控性增加的方向发展，以适应环境状况和执行方式的变化。和执行方式的变化。动态性法则包括三个子法则：动态性法则包括三个子法则：（1 1）提高柔性法则）

11、提高柔性法则（2 2）提高可移动性法则）提高可移动性法则（3 3）提高可控性法则）提高可控性法则第17页/共102页 提高柔性法则：提高柔性法则：提高系统柔性的进化过程为刚体提高系统柔性的进化过程为刚体单铰链单铰链多铰链多铰链柔性体柔性体液体液体/气体气体场。场。例如门锁进化过程为从挂锁例如门锁进化过程为从挂锁链条锁链条锁电子锁电子锁指纹锁。指纹锁。第18页/共102页 提高可移动性法则：提高可移动性法则：技术系统的进化应该沿着提高系统整体可移动性增强的方向发展。技术系统的进化应该沿着提高系统整体可移动性增强的方向发展。如座椅进化过程为从四腿椅如座椅进化过程为从四腿椅转椅转椅滚轮椅。滚轮椅。如

12、固定式民居如固定式民居车载式民居车载式民居房车房车第19页/共102页 提高可控性法则：提高可控性法则：技术系统的进化将沿着系统内各部件的可控性增加的方向发展。可控性的进化过技术系统的进化将沿着系统内各部件的可控性增加的方向发展。可控性的进化过程从直接控制程从直接控制间接控制间接控制反馈控制反馈控制智能控制。智能控制。例如照相机进化过程为从手动调焦例如照相机进化过程为从手动调焦电动调焦电动调焦自动调焦；自动调焦；第20页/共102页4）提高理想度法则）提高理想度法则 最理想的技术系统应该是作为物理实体时并不存在也不消耗任何的资源，却能最理想的技术系统应该是作为物理实体时并不存在也不消耗任何的资

13、源，却能够实现所有必要的功能。够实现所有必要的功能。例如最理想的汽车制动系统应该不占用任何空间、不需要能量、没有消耗磨损、例如最理想的汽车制动系统应该不占用任何空间、不需要能量、没有消耗磨损、不传递有害功能，但是却能够在任何需要的时间和场合实现其制动功能。不传递有害功能，但是却能够在任何需要的时间和场合实现其制动功能。第21页/共102页5 5）子系统不均衡进化法则）子系统不均衡进化法则每个技术系统都由多个实现不同功能的每个技术系统都由多个实现不同功能的子系统组成。任何技术系统所包含的各个子系统组成。任何技术系统所包含的各个子系统都不会同步、均衡地进化，每个子子系统都不会同步、均衡地进化，每个

14、子系统都是沿着自己的技术进化路径向前发系统都是沿着自己的技术进化路径向前发展。这种不均衡的进化经常会导致子系统展。这种不均衡的进化经常会导致子系统之间的冲突出现。之间的冲突出现。整个技术系统的进整个技术系统的进化速度取决于系统中发展最慢的子化速度取决于系统中发展最慢的子系统的进化速度。系统的进化速度。找到关键的子系统，找到关键的子系统，可以帮助人们及时发现并改进最不理想的可以帮助人们及时发现并改进最不理想的子系统。子系统。第22页/共102页6）向超系统进化法则）向超系统进化法则 技术系统的进化是沿着从单系统技术系统的进化是沿着从单系统双系统双系统多系统多系统的方向发展。的方向发展。例如多功能

15、的瑞士军刀、单头牙刷例如多功能的瑞士军刀、单头牙刷双头牙刷双头牙刷多头牙刷多头牙刷电动牙刷等。电动牙刷等。飞机摒弃副油箱，改为空中加油机汽车的GPS电子狗kc-135日本波音KC-767第23页/共102页7 7）向微观级进化法则）向微观级进化法则 技术系统的进化沿着减小其元件尺寸的方向发展，即元技术系统的进化沿着减小其元件尺寸的方向发展，即元件从最初的尺寸向原子、基本粒子的尺寸进化，同时能够更好件从最初的尺寸向原子、基本粒子的尺寸进化，同时能够更好的实现相同的功能。的实现相同的功能。例如微机械系统（例如微机械系统（MEMSMEMS）、电子元器件的进化过程从）、电子元器件的进化过程从真空管真空

16、管晶体管晶体管集成电路。集成电路。第24页/共102页8）协调性法则）协调性法则 技术系统的进化是沿着各个子系统相互之间更协调的方向发展，即系统的各个技术系统的进化是沿着各个子系统相互之间更协调的方向发展，即系统的各个部件在保持协调的前提下，充分发挥各自的功能。这也是整个技术系统能发挥其功能部件在保持协调的前提下，充分发挥各自的功能。这也是整个技术系统能发挥其功能的必要条件，子系统间协调性可以表现在结构上的协调、各性能参数的协调和工作节的必要条件，子系统间协调性可以表现在结构上的协调、各性能参数的协调和工作节奏的协调。奏的协调。第25页/共102页第三节第三节 TRIZTRIZ理论及其应用理论

17、及其应用发明问题的核心就是解决冲突发明问题的核心就是解决冲突解决冲突所应遵循的规则是：解决冲突所应遵循的规则是：改进系统中的一个零部件或性能的同时，不能对系统或相邻系统中的改进系统中的一个零部件或性能的同时，不能对系统或相邻系统中的其他零部件或性能造成负面影响。其他零部件或性能造成负面影响。第26页/共102页冲突可分为物理冲突和技术冲突。冲突可分为物理冲突和技术冲突。对于物理冲突可以采用分离原理寻找解决方案。对于物理冲突可以采用分离原理寻找解决方案。对于技术冲突，则依据冲突矩阵找到相应的发明原理，找出解决对于技术冲突，则依据冲突矩阵找到相应的发明原理，找出解决冲突的方法。冲突的方法。第27页

18、/共102页评价解问题分析问题分析冲突物理冲突技术冲突分离原理改善技术特性恶化技术特性冲突解决矩阵发明原理科学原理库其他方法最终解解解冲冲突突决决流流程程第28页/共102页二、技术冲突（二、技术冲突（矛盾）与物理冲突（矛盾）矛盾）与物理冲突（矛盾）矛盾）与物理冲突（矛盾）矛盾）与物理冲突（矛盾）n 技术冲突（矛盾）技术冲突（矛盾）系统的几个元素或参数互为冲突；为了改善技术系统的某个参数，导致该技术系统的另一个参数发生恶化；第29页/共102页技术矛盾表现为：在一个子系统中引入一种有用功能后，会导致另一子系统产生一种有害功能，或加强了已存在的一种有害功能；一种有害功能会导致另一子系统有用功能的

19、削弱；有用功能的加强或有害功能的削弱使另一子系统或系统变得复杂。30第30页/共102页技术冲突实例技术冲突实例n 汽车汽车改善改善恶化恶化增加速度增加速度稳定性降低稳定性降低安全性降低安全性降低第31页/共102页物理矛盾物理矛盾n 存在于更基本层次的矛盾；存在于更基本层次的矛盾；n 对系统同一个参数有不同的要求对系统同一个参数有不同的要求结实结实 厚厚 轻便轻便 薄薄厚度（桌面）厚度（桌面）第32页/共102页技术矛盾和物理矛盾比较技术矛盾和物理矛盾比较同一个参数，同一个参数，两个不同两个不同要求要求两个参数之间两个参数之间的矛盾的矛盾物理矛盾物理矛盾技术矛盾技术矛盾第33页/共102页三

20、、三、解决物理冲突解决物理冲突物理冲突的一般描述方法为：物理冲突的一般描述方法为：1 1、为了实现关键功能，子系统要具有有用功能，但为了避免出现有害功能，子系统、为了实现关键功能，子系统要具有有用功能，但为了避免出现有害功能，子系统又不能具有该有用功能。又不能具有该有用功能。2 2、关键子系统的特性必须是以大值以能取得有用功能，但又必须是以小值避免出现、关键子系统的特性必须是以大值以能取得有用功能，但又必须是以小值避免出现有害功能有害功能3 3、关键子系统必须出现以取得有用功能，但又不能出现以避免出现有害功能。、关键子系统必须出现以取得有用功能，但又不能出现以避免出现有害功能。第34页/共10

21、2页物理冲突物理冲突几何类几何类材料及能量类材料及能量类功能类功能类长与短长与短多与少多与少喷射与卡住喷射与卡住对称与不对称对称与不对称密度大与小密度大与小推与拉推与拉平行与交叉平行与交叉导热率高与低导热率高与低冷与热冷与热厚与薄厚与薄温度高与低温度高与低快与慢快与慢圆与非圆圆与非圆时间长与短时间长与短运动与静止运动与静止锋利与钝锋利与钝粘度高与低粘度高与低强与弱强与弱窄与宽窄与宽功率大与小功率大与小软与硬软与硬水平与垂直水平与垂直摩擦系数大与小摩擦系数大与小成本高与低成本高与低第35页/共102页物理冲突解决方法 现代现代TRIZTRIZ理论在总结物理冲突各种解决方法的基础上，提理论在总结物

22、理冲突各种解决方法的基础上，提出了采用如下的分离原理解决物理冲突出了采用如下的分离原理解决物理冲突 第36页/共102页1.空间分离：将矛盾双方分离在不同的空间，以降低解决问题的难度。当系统矛盾双方在某一空间只出现一方时，空间分离是可能的。举例：如在快车道上方建立人行天桥，车流和人流各行其道，实现空间的分离。2.时间分离：将矛盾双方分离在不同的时间，以降低解决问题的难度。当系统矛盾双方在某一时间只出现一方时，时间分离是可能的。举例：为了解决用电高峰期电能紧缺的矛盾，进行时间分离，用电低峰时降低电价，鼓励人们低峰时间用电。（抽水蓄能电站）37第37页/共102页3.条件分离：将矛盾双方在不同的条

23、件下分离，以降低解决问题的难度。当系统矛盾双方在某一条件性下只出现一方时，条件分离是可能的。举例：将水射流条件分离，给予不同的射流速度和压力，即可获得“软”的或“硬”的不同用途的射流，用于洗澡按摩或用作加工手段甚至用于武器。4.整体与部分分离：将矛盾双方在不同的层次分离，以降低解决问题的难度。当系统矛盾双方在系统层次只出现一方时，整体与部分分离是可能的。举例：采用柔性生产线，以满足大众化和个性化市场需求的不同要求。38第38页/共102页1)1)空间分离原理空间分离原理 所谓空间分离原理是指将冲突双方在不同的空间上分离，以降低解决问所谓空间分离原理是指将冲突双方在不同的空间上分离，以降低解决问

24、题的难度。题的难度。链条、链轮及飞轮的发明解决了这两组物理冲突。首先，链条在空间链条、链轮及飞轮的发明解决了这两组物理冲突。首先，链条在空间上将链轮的运动传给飞轮，飞轮驱动自行车后轮旋转；其次链轮直径大于上将链轮的运动传给飞轮，飞轮驱动自行车后轮旋转；其次链轮直径大于飞轮直径，链轮以较慢的速度旋转将导致飞轮以较快的速度旋转。因此，飞轮直径，链轮以较慢的速度旋转将导致飞轮以较快的速度旋转。因此，骑车人可以以较慢的速度蹬踏脚蹬，自行车后轮将以较快的速度旋转，自骑车人可以以较慢的速度蹬踏脚蹬，自行车后轮将以较快的速度旋转，自行车车轮直径也可以较小，使乘坐舒适。行车车轮直径也可以较小，使乘坐舒适。【例

25、例1 1】自行车采用链轮与链条传动是一个采用空间分离原理的典型例子。自行车采用链轮与链条传动是一个采用空间分离原理的典型例子。要求：要求：在链轮与链条发明之前，自行车存在两个物理冲突：在链轮与链条发明之前，自行车存在两个物理冲突：其一为高速行走需要一个直径大的车轮，而为了乘坐舒适，需要一个其一为高速行走需要一个直径大的车轮，而为了乘坐舒适，需要一个直径小的车轮，车轮既要大又要小便形成物理冲突；直径小的车轮，车轮既要大又要小便形成物理冲突；其二骑车人既要快蹬脚蹬，以提高速度，又要慢蹬以感觉舒适。其二骑车人既要快蹬脚蹬，以提高速度，又要慢蹬以感觉舒适。第39页/共102页2)2)时间分离原理时间分

26、离原理 所谓时间分离原理是指将冲突双方在不同的时间段上分离，以降低解所谓时间分离原理是指将冲突双方在不同的时间段上分离，以降低解决问题的难度。决问题的难度。一加工中心用快速夹紧机构，在机床上加工一批零件时，夹紧机构首先一加工中心用快速夹紧机构，在机床上加工一批零件时，夹紧机构首先在一个较大的行程内作适应性调整，加工每一个零件时要在短行程内快速夹在一个较大的行程内作适应性调整，加工每一个零件时要在短行程内快速夹紧与松开以提高工作效率。同一子系统既要求快速又要求慢速，出现了物理紧与松开以提高工作效率。同一子系统既要求快速又要求慢速，出现了物理冲突。因为在较大的行程内适应性调整与在之后的短行程快速夹

27、紧与松开发冲突。因为在较大的行程内适应性调整与在之后的短行程快速夹紧与松开发生在不同的时间段，所以可直接应用时间分离原理来解决冲突。生在不同的时间段，所以可直接应用时间分离原理来解决冲突。【例例2】第40页/共102页4)4)总体与部分的分离原理总体与部分的分离原理 所谓总体与部分的分离原理是指将冲突双方在不同的层次上分离所谓总体与部分的分离原理是指将冲突双方在不同的层次上分离 自行车链条微观层面上是刚性的，宏观层面上是柔性的自行车链条微观层面上是刚性的，宏观层面上是柔性的 【例例4 4】3)3)基于条件的分离原理基于条件的分离原理 所谓基于条件的分离原理是指冲突双方在不同的条件下分离，以降低

28、所谓基于条件的分离原理是指冲突双方在不同的条件下分离，以降低解决问题的难度。解决问题的难度。对输水管路而言，冬季如果水结冰，那么管路将被冻破。采用弹塑对输水管路而言，冬季如果水结冰，那么管路将被冻破。采用弹塑性好的材料制成的管路可以解决该问题。性好的材料制成的管路可以解决该问题。【例例3 3】第41页/共102页一、一、发明原理发明原理共共4040条条序序号号名名 称称说说 明明示示 例例1 1分割分割a.a.把一个物体分成相互独立的部分把一个物体分成相互独立的部分b.b.物体分成容易组装和拆卸的部分物体分成容易组装和拆卸的部分c.c.提高物体的可分性提高物体的可分性组合音响，组合式家俱组合音

29、响，组合式家俱，模块化模块化计算机组件计算机组件，可折叠木尺，活动可折叠木尺，活动百叶窗帘百叶窗帘;花园里浇水的软管可以接起来以花园里浇水的软管可以接起来以增加长度增加长度;为不同材料的再回收设置不同的为不同材料的再回收设置不同的回收箱；回收箱；表自己看教材p182表10-2第42页/共102页1分割原理（分离法）（1）将物体分成独立的部分（2）使物体成为可拆卸的（3）提高物体的可分性实例：组合家具、分类垃圾箱，百叶窗，分体式冰箱等。如右图：分体式电子琴可以拆卸为相互独立的部分，即可单独使用又可联合使用，即便于携带又节省空间。如何提高船的抗沉没能力？第43页/共102页2抽取原则（提炼）（1）

30、从物体中抽出产生负面影响的部分或属性。（2）从物体中抽出必要的部分或属性。实例：避雷针，舞台上的反光镜。如右图：避雷针利用金属导电原理，将可能对建筑物造成损害的雷电引入大地，以消除雷电对建筑物的损害。室内空调噪音消除？第44页/共102页3改变局部（局部质量改善法）（1）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。（2）使物体的不同部分具有不同的功能。（3）物体的每一部分均应具备最适于它工作的条件。悬臂梁在各个截面上作用有不同的应力。解决：不等截面悬臂梁第45页/共102页4不对称原则（非对称法）（1）物体的对称形式转为不对称形式。（2）如果物体是不对称的，则加强它的不对称程度。实

31、例：将电脑的插口设置为非对称性的以防止不正确使用；为增强防水保温性，采用多重坡的屋顶等。不对称原理不对称原理第46页/共102页5联合原则（组合法）（1）把相同的物体或完成类似操作的物体联合起来。（2）把时间上相同或类似的操作联合起来。实例：集成电路板，冷热水混水器等。如右图：集成电路板将电子元件组合起来，有利于发挥整体功能并节约空间。带法兰盘的轴承第47页/共102页6多功能原则（一物多用法）每一个物件、物体具有多项功能以取代其余部件。实例：可以坐的拐杖，可当作U盘使用的MP3，多功能螺丝刀等。如右图：数码摄像机兼有摄像、照相、录音、存储器功能。第48页/共102页7嵌套原则（套叠法）（1）

32、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。（2）一个物体通过另一个物体的空腔。实例：俄罗斯套娃，伸缩式荧光棒，伸缩式天线，推拉门等。如下图：多功能螺丝刀只有一个刀柄，却有很多刀头，便于携带和使用。第49页/共102页8反重量原则（重量补偿）（1）将物体与具有上升力的另一物体结合以抵消起重量。实例：热气球，广告条幅氢气球，快艇。如右图：热气球利用燃烧形成的热空气升空。（2）将物体与介质（最好是气动力和液动力）相互作用以抵消重量。实例：飞机机翼的形状使其上部压力减小，下部压力增大第50页/共102页9预先反作用原则（预先反作用法）（1）事先施加反作用力，用来消除不利影响。（2）如果一

33、个物体处于受拉伸状态，预先施加压力。实例：预压缩钢筋 预压缩弹簧如右图：给树木刷上渗透漆以阻止树木腐烂。第51页/共102页10预先作用原则（预先作用法）（1）预先完成要求的作用（整个的或部分的）。（2）预先将物体安防妥当，使它们能在现场和最方便地点立即完成所起的作用。实例：灌装生产线上使瓶口朝一个方向，提高效率第52页/共102页11预先应急措施原则（预先防范）以事先准备好的应急手段补偿物体的低可靠性。实例：安全气囊，降落伞的备用包，安全出口，电梯的应急按钮等。如下图：事先给汽车安装安全气囊，在发生事故时使对驾驶员的伤害降到最低。第53页/共102页12等势原则（等势法）改变工作状态而不必升

34、高或降低物品。实例：汽车修理部的地下修理通道，悬挂式流水线等。如右图（牵强）：现在的大型工厂大部分采用流水线生产，传送带上的物品是不动的，而传送带旁的机械手臂代替了人的劳动，在不改变位置的前提下可以上下左右自由伸缩，提高了生产效率。如何解决内燃机活塞的提升和降落无谓消耗能量问题？采用旋转转子内燃机，工作时旋转转子的势能为常数第54页/共102页13相反原则（逆向作用法）（1）不用常规的解决方法，而是反其道而行之。（2）使物体或外部介质的活动部分变成为不动的，而使不动的成为可动的。（2）将物体运动部分倾斜或颠倒过来实例：起跑器，做泥塑时用的转盘，滚梯等。如右图：跑步机将不动的地面变成了可动的橡胶

35、滚轮，减少了人们锻炼时空间和场地的限制。如何解决重型零件的加工问题？将通常工作台运动的方式颠倒过来，改为工作台固定第55页/共102页14球形原则（曲面化法）（1）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。（2）利用滚筒、球体、螺旋等结构。（3）利用离心力，以回转运动代替直线运动。实例：圆形跑道，圆珠笔的笔尖，洗衣机，汽车的轮胎如下图：滚轮办公椅将固定的椅腿变为可随意移动的圆轮，方便工作人员移动。第56页/共102页15动态原则（动态法）（1）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。实例：用于矫正牙齿的记忆合金（2）将物体分成彼此相对移动的

36、几个部分。（3）使不动的物体成为动的。实例：分成一段一段的利于转弯的火车车厢，可以弯曲的吸管等。如右图：可折叠式健身器可以折叠，节约空间。翻译：物体或其环境介质可在工作过程中自动调节，以达到与工作过程相适应的优化值第57页/共102页16局部作用或过量作用原则（部分超越法）如果难于取得百分之百的效果，则应当部分达到或超越理想效果。这样可以把问题大大简化。实例：抹墙时总是先将大量水泥抹在墙上，然后除去多余的；如图：用针管抽取液体的时候不可能直接吸入准确的剂量，而是吸取而后将多余的液体排除，这样大大简化了操作难度。第58页/共102页17向另一维度过渡原则（多维法）（1）如果物体作线性运动（或分布

37、）有困难，则使物体在二维空间（即平面）上移动。相应的，在一个平面上的运动或分布可以过渡到三维空间。（2）利用多层结构替代单层结构。（3）将物体倾斜或侧置。（4）利用指定面的反面。（5）利用投向相邻面或反面的光流。实例：旋转楼梯，拔地而起的高楼，双面集成电路板等。如下图：为了节约城镇居住空间，将单层的平房改为楼房。第59页/共102页18机械振动原则（机械振动法）（1）使物体振动。（2）如果已在振动，则提高它的振动频率。（3）利用共振频率。（4）用压电振动器替代机械振动器。实例：超声波清洗，音叉等。如下图：电动剃须刀利用振动原理将胡子刮的更干净。振动上料机第60页/共102页19周期作用原则（离

38、散法）（1）从连续作用过渡到周期作用（脉冲）。（2）如果作用已经是周期的，则改变周期性。（3）利用脉冲的间歇完成其他作用。实例：警笛，收音机用不同波段来传递信息，心脏起搏器等。如下图：警车的警笛利用其周期性原则，避免噪音过大，并且使人对其更敏感。脉冲式冲击锤粉碎马路的水泥路面第61页/共102页20连续有益作用原则（有效作用持续法）（1）连续工作（物体的所有部分均应一直满负荷工作）。（2）消除空转和间歇运转。（3）将重复运动改为转动。实例：内燃机火车的活塞装置，循环流水线等。如下图：喷墨打印机的打印头在回程也执行打印操作，以免空转，消除间歇性动作。剃须刀、旋转转子内燃机第62页/共102页21

39、紧急行动原则（快速法）快速执行一个危险或有害的作业。高速跃过某过程或其个别阶段（如有害的或危险的）。实例：照相机的闪光灯等。如右图：照相机使用闪光灯，高速闪烁，避免给人眼造成危害。切断管路的方法 第63页/共102页22变害为益原则（变害为利法）（1）利用有害因素（特别是介质的有害作用）获得有益的效果。（2）通过组合几个有害因素来消除有害因素。（3）将有害因素加强到不再有害的程度。实例：再生塑料，再生纸，利用粪便和生活垃圾产生沼气加以利用等。如下图：将可能污染环境的废旧物品回收，加工后重新利用。第64页/共102页23反馈原则（反馈法）（1）进行反向联系。（2）如果已有反向联系，则改变它。实例

40、：自动控温装置，声控喷泉等。如右图：驾驶室各种仪表将车辆所处的行驶状态反馈给驾驶员，便于驾驶员操作车辆。第65页/共102页24中介物原则（中介法）（1）利用中介物质传递某一物体或中间过程。（2）在原物体上附加一个易拆装的物体。实例：钢琴用的拨子，放菜的托盘，化学反应的催化剂，提升物体的滑轮等。如右图：用拨子弹琴。传动机构（皮带、自行车链传动）第66页/共102页25自服务原则（自助法）（1）物体应当为自我服务，完成辅助和修理工作。（2）利用废弃的资源、能量和物质。实例：可以自己充电的机器人，用食物和野草等有机废物做的肥料等。如下图：计算机自我更新、自我修复功能，避免人们繁琐复杂的劳动和可能犯

41、下的错误，节省时间。含油轴承第67页/共102页26复制原则（复制法）（1）用简单而便宜的复制品代替难以得到的、复杂的、昂贵的、不方便的或已损坏的物品。（2）用光学图像替代原物。（3）可见光仪器可有红外或紫外线仪器代替。实例：宇航员模拟训练系统，公园中的微缩景观，售楼处的楼盘模型，卫星图像代替实地考察等。如图：虚拟样机代替物理样机第68页/共102页27替代原则（替代法）用便宜的物品替代贵重的物品，对性能稍作让步。实例：假花代替经常更换的真花，一次性物品替代价格昂贵且需要存储的物品，用模型替代真是物品。如下图：一次性水杯替代了陶瓷、金属水杯，避免了浪费。塑料盆景代替鲜花盆景，可长期使用。第69

42、页/共102页28机械系统的替代原则（系统替代法）（1）用光学、声学等设计原理代替力学设计原理。（2）用电磁场同物体相互作用。（3）由恒定转向不定场，由无结构的长转向有一定结构的场。（4）利用铁磁颗粒组成场。实例：感应水龙头，感应门等。如下图：感应式水龙头利用光学原理代替力学原理，省力同时节省水资源。车间有轨小车的轨道问题？与路面平齐的电磁导板第70页/共102页29气压或液压原则（压力法）用气体结构和液体结构代替物体的固体部分。实例：消防救生的充气气垫，机动车的减震器等。如下图：球鞋鞋底使用气垫，对脚有缓冲作用。降低机床导轨磨损问题？气体、液体静压导轨第71页/共102页30利用软壳或薄膜原

43、则（柔化法）（1）利用软壳和薄膜代替一般结构。（2）用软壳和薄膜使物体与外部介质隔离。实例：奥运会水立方等。如下图：游乐园中的充气气球将人体与水隔离，使人能够体验在水中行走的乐趣。第72页/共102页31多孔材料原则（孔化法）（1）把物体做成多孔的或利用附加多孔原件（覆盖、镶嵌等）。（2）如果物体是多孔的，用相应物质填充孔。实例：纱窗，录音棚的隔音板，消声器等。如下图：蜂窝煤，便于煤充分燃烧。解决轴承的自润滑问题？用多孔材料制成轴承，轴承孔隙中浸入油脂第73页/共102页32变色原则（变色法）（1）改变物体或外部介质的颜色。（2）改变物体或外部介质的透明度。（3）为了观察难以看到的物体或过程，

44、利用染色添加剂。（4）如果已采用了添加剂，则用荧光粉。实例：彩色荧光棒等。如下图：交警的警服有荧光粉的醒目标记，保证交警在黑暗环境中的醒目和安全。第74页/共102页33同质性原则（同化法）同指定物体相互作用的物体应当用同一种或性质相近的材料制成。实例：用金刚石切割钻石，螺丝与螺帽均采用钢材料。如下图：插头与插座外壳都是塑料便于绝缘，防止漏电。炼钢时搅拌头不耐高温的问题？在搅拌头上涂一层类似炉渣的高温不融材料第75页/共102页34抛弃与修复原则（自生自弃法）（1）已完成自己使命的或已无用部分应剔除（溶解、蒸发等）或在工作过程中直接变化。（2）消除的部分应当在工作过程中直接再利用。实例：塑料瓶

45、回收消毒后再利用，将玻璃碎片回收制成新玻璃。如下图：自动铅笔的笔芯，美工刀将不锋利的刀片折断。第76页/共102页35改变物体性质原则（性能转换法）（1）改变物体的物理状态。（2）改变浓度或密度。（3）改变灵活程度（4）改变温度或体积。实例：酒心巧克力，洗手液等。如下图：人们发现液体胶水不便于使用和携带，于是发明了固体胶。第77页/共102页36状态变化原则（相变法）利用相变时发生的现象，例如体积变化、放热或吸热。实例：水凝固时体积增大，燃烧蜡烛获得光，加湿器利用水蒸发增加室内空气湿度。如下图：弹簧利用形变的弹力举起物体。第78页/共102页37热膨胀原则（热膨胀法）（1）利用物体热胀冷缩的性

46、质。（2）利用热膨胀系数不同的材料。实例：热气球因膨胀而升上天，利用热膨胀将压扁的乒乓球回复原形。如下图：温度计利用液体热胀冷缩的原理测温。第79页/共102页38氧化原则（逐级氧化法）（1）用富氧空气代替普通空气（2）用纯氧代替富氧空气。（3）用电离辐射作用于空气或氧气。（4）用离子化的氧气。（5）用臭氧替换离子化的氧气。实例：潜水用氧气瓶，鼓风机利用空气流动加强氧气输入量。如下图：炼钢中使用的强氧化枪，利用纯氧提高火焰温度，便于切割作业。第80页/共102页39惰性环境原则（惰性环境法）（1）用惰性介质代替普通介质。（2）在真空中进行某些过程。实例：如下图：电灯泡内充入惰性气体或抽真空防止

47、灯丝过快氧化。油气弹簧利用惰性气体氮作为传力介质。第81页/共102页40复合材料原则（复合材料法）用复合材料代替单一材料。实例：复合地板，合成橡胶轮胎等。如下图：笔记本电脑外壳使用复合材料，增加强度保护电脑。第82页/共102页四、解决技术冲突四、解决技术冲突 技术冲突是指系统中一个部分性能的增强导致了有用及有害两种结果，也可技术冲突是指系统中一个部分性能的增强导致了有用及有害两种结果，也可指有用作用的引入或有害效应的消除导致其他的一个或几个子系统性能的劣化。指有用作用的引入或有害效应的消除导致其他的一个或几个子系统性能的劣化。技术冲突常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突。技术冲突出现的几

48、种技术冲突常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突。技术冲突出现的几种情况：情况：第83页/共102页1 1、在一个子系统中引入一个有用功能，导致另、在一个子系统中引入一个有用功能，导致另 一子系统产生一个有害功能；一子系统产生一个有害功能；2 2、消除一个有害功能导致另一个子系统有用功、消除一个有害功能导致另一个子系统有用功 能劣化；能劣化；3 3、有用功能的加强或有害功能的减少使另一个、有用功能的加强或有害功能的减少使另一个 子系统或系统变得太复杂；子系统或系统变得太复杂；第84页/共102页在在TRIZTRIZ理论中，不同领域中相互冲突的特性经过高度概括，被抽象为理论中，不同领域中相互冲突

49、的特性经过高度概括，被抽象为3939个技术特性参个技术特性参数，它们可对不同问题中所包含的各种冲突进行统一、明确的描述，如下表所列。数，它们可对不同问题中所包含的各种冲突进行统一、明确的描述，如下表所列。序号序号参数参数序号序号参数参数序号序号参数参数1 1运动物体的质量运动物体的质量1414强度强度2727可靠性可靠性2 2静止物体的质量静止物体的质量1515运动物体作用的时间运动物体作用的时间2828测试精度测试精度3 3运动物体的长度运动物体的长度1616静止物体作用的时间静止物体作用的时间2929制造精度制造精度4 4静止物体的长度静止物体的长度1717温度温度3030外部有害因素作用

50、的敏感性外部有害因素作用的敏感性第85页/共102页解决冲突矩阵解决冲突矩阵3939项通用技术特性参数描述了问题的技术特性，项通用技术特性参数描述了问题的技术特性，4040条发明原理表明了问题的解决方法。条发明原理表明了问题的解决方法。TRIZTRIZ理论研究人员通过长时间的分析与研究，提出了冲突解决矩阵的概念。理论研究人员通过长时间的分析与研究，提出了冲突解决矩阵的概念。第86页/共102页发明发明原理原理（将导致恶化）（将导致恶化）改改 善善 的的 技技 术术 特特 性性 参参 数数1 12 23 34 45 56 67 7 3939（要要改改善善的）的）恶恶 化化 的的 技技 术术 特特