最新40个发明原理解析Word文档格式.docx
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这个主要是针对实物型的系统,比方可拆卸衣柜,整体衣柜大而笨重,不便于运输和搬动,通过分割原理变成可拆卸的衣柜后,就使得移动和运输更加容易。
3〕如果系统比拟复杂,整体上不便于制造。
这种情况下就需要分割成比拟容易制造的子系统〔组件〕,然后通过组装来完成。
这种例子就非常多了。
其实软件系统的构造者〔Builder〕模式就是这种思想;
4〕如果系统过于庞大,不便于使用和维护
软件系统的面向效劳,面向对象其实都是这种思想,将庞大的系统按照一定维度进行分拆,从而到达便于使用和维护的目的。
。
分割原理的副作用:
1〕可能会增加系统的复杂性;
分割后,为了使各个组件还能整体工作,就需要协调各个组件,增加额外的设计,使得系统的复杂性增加,特别是分割不合理或者过度分割的情况下,系统的复杂性会增加很快,所以一定要把握住分割的度。
2〕降低了系统的鲁棒性〔健壮性〕;
这个比拟容易理解,因为分割后需要增加连接组件,会使得系统的健壮性降低。
3〕会带来额外的设计
抽取原理容易理解,但在实践中,如何抽取才是比拟难的地方。
当然现在的工业界有不少成熟的方法,这里不做讨论。
抽取原理与系统的能量传递进化法那么,关系比拟密切,如果一个系统中的元件,能量无法到达,如果不是必要局部,那么可作为无用局部去掉。
抽取原理表达了技术系统提高理想度进化法那么---抽取原那么的根本目的在于:
减少无用,增加有用。
如果整个系统比拟难用,或者昂贵,如果将其中某些局部提取出来,简化操作,单独使用或者推广,可以得到更好的价值。
软件中的PhotoShop和美图软件就是个非常典型的例子。
PS软件过于专业和复杂,而美图软件就是将这种专业软件的一局部功能提取出来,简化操作,使得用户群更为广泛,从而获得更好的收益。
在策略上,抽取原理和细分策略相通之处。
在操作层面上,挑选,抽象,过滤,去噪都是一种抽取手段。
当然,利用抽取原理最娴熟的还是我国的CCAV,通过新闻抽取,成就了一个国内形势大好,国外水深炽热的地球景象。
抽取中的负面影响或者有害作用是相对系统功能而言,这种有害或者负面影响可能是真正意义上的有害,也可能只是与系统的整体功能冲突或者不一致。
前面说了抽取的第一步是分清系统中的正面作用局部和负面作用局部,有的时候,也可以是针对某些特性的同质性来进行分类,比方炒菜时将不容易熟的局部拿出单独处理,培训时按接受能力进行分类培训等。
TRIZ系列-创新原理-3-局部质量原理
局部质量原理的根本表述如下:
1〕将物体、环境或外部作用的均匀结构,变为不均匀的;
〔同类结构变为异类结构〕
2〕让物体的不同局部,各具有不同的功能;
3〕让物体的各局部,均处于完成各自动作的最正确状态。
局部质量原理是技术系统不均衡进化法那么的一种表达,目的是使得系统资源到达最优配置。
一般情况下,如果系统的各个局部的作用是均匀的,那么有如下情况:
A〕这种配置是合理的;
B〕元件之间的作用有重复,某些元件的作用可以被其它元件替代;
C〕有些元件的作用没有得到充分发挥;
如果是第一种情况,当然不需要做更改,但这种情况一般比拟少,因为一般系统的配置都是使得各元件充分发挥各自的作用,不太容易形成均匀态势;
因此我们可以试着将均匀的结构变为不均匀的,以到达各部件充分发挥自身作用的目的;
如果系统有多个局部〔元件〕,也可以尝试将这些不同局部赋予不同的功能,以实现一个系统多种用途,这是第2种情况。
这种情况也比拟普遍,比方瑞士军刀,带橡皮擦的铅笔等。
当然这些系统不同局部具有的不同功能,应该是带有系列性质或者相反。
系列性表示这些功能一种用到时,其它功能用到的可能性非常高,比方瑞士军刀的功能。
而相反那么是一种功能使用时如果有问题,另外一种功能可以执行回退式操作,比方带起订器的锤子,如果锤子钉钉子没钉好,起钉器就可以把钉子取出来,重新钉。
第3种情况就比拟好理解,通过让系统的各个局部都处于最正确状态来到达系统整体功能的最正确,但需要注意的时候,这里的各自局部最正确是指相互配合的情况下各个局部状态到达最正确,不是每个元件最好。
比方一个团队,并不是要求所有员工都是最好的,但我们可以做到让团队的所有员工的状态都到达自己最正确状态。
局部质量原理表达的是系统资源局部配置的优化,通过局部质量优化,到达系统整体资源配置的优化,从而使得系统的理想度更好。
这在团队组织,生产排产等方面都有非常大的用武之地。
TRIZ系列-创新原理-4-增加不对称性原理
增加不对称性原理表述如下:
1〕将对称物体变为不对称的;
2〕增加不对称物体的不对称度。
增加不对称性原理表达的是利用对系统状态的改变来到达优化系统的目的。
试着通过改变系统平衡,让系统倾斜,减少材料用量,降低总的重量,调整物质流,变换支持负载等方式来消除冗余〔重量〕或提高性能〔如密封〕。
下面的情况下都可以利用这种原理:
A)物体在超系统或环境中运行时各局部的作用〔可能是有害的〕是非对称的
最典型的就是铰链门,门的一边按铰链,承受重力,只能通过一边的铰链传递到环境中,如果我们通过把门没有铰链的一边做得轻些,不仅可以节省材料,减轻铰链应力,延长铰链寿命,还可以使得开门关门变得容易。
B〕物体在使用过程中,本身就有非对称要求,为了降低使用的出错所带来的风险,可以通过增加产品的不对称性来躲避这种风险
典型的如有正负极要求的插头,如果是不对称的,插反了,就插不进,就防止了插错的风险。
USB接口的正反不对称;
C〕物体在使用过程中,可以通过增加不对称来增加产品的易用性和可识别性
典型的如将家具部件的接合件设计成不对称的,这样只有按一定的范顺才能完成家具组合,这样就可以减少组装难度,使得普通人也可以组装。
宜家家具使用这个原理使用得最好。
D〕系统在使用过程中,各个局部所受的作用力本身就是不均衡的,那么通过增加不对称性,可以减少材料的浪费
比方桥孔的设计可以根据水流分布来设计孔的大小,泄洪隧道可以设计成上面小孔下面大孔,这样水流不大时上面可以用作通道,水流大的时候又可以泄洪等。
增强汽车轮胎一侧的强度。
E〕将对物体功能需求不对称的事物引入到一起,以到达充分利用资源,降低资源消耗,节省本钱的目的
这个就多了例子很多,比方云计算,分段收电费,错峰上下班等。
F〕通过不对称来改变系统的参数或者属性
比方利用大小齿轮改变速度;
利用对称齿轮带动不对称齿轮从而变匀速为变速等。
G〕利用不对称维持某种状态
单向阀门可以保持水流只能朝一个方向流,浮球的重心不对称可以使得较轻的一局部始终朝上面等。
物体的不对称可以是形态的不对称,接口的不对称,功能的不对称,颜色的不对称,质量的不对称,受力的不对称,疏密的不对称,重心的不对称等。
增加不对称性原理可以是技术系统提高协调度进化法那么的一种表达。
增加不对称性原理如果和局部质量原理合用,可以到达一物多用的效果,比方同时有疏密齿距的梳子。
在商业中利用信息的不对称来获利,通过营造信息的不对称来分化对手等。
TRIZ系列-创新原理-5-合并原理
合并原理,有的书翻译成组合原理,我觉得叫合并原理比拟好,因为组合的概念过于广泛,不利于原理的引用,合并原理表述如下:
1〕在空间上,将同类的物体或者预定要相邻操作的物体进行合并;
2〕在时间上,将同类或相邻的操作进行合并。
在管理领域,按目标进行合并也是一种合并〔比方团队的成立等〕
在空间上进行合并其实是一种组件集成或者功能集成,可以提高系统的性能:
整体性和便利性。
提高系统的整体性可以使得产品容易管理。
比方集成电路;
而相关的操作进行合并,可以增加系统的易用性。
当然,通过合并也可以到达节省空间和材料的目的,比方冷热水管的混合,有各自都有开关合并成一个开关就可以节省空间和材料,而且功能的使用更为容易。
在时间上将相同的或相关的操作进行合并,一可以序化操作,二可以减低操作衔接本钱,从而到达增加系统的易用性和健壮性。
当然,合并原理还可以用来通过合并不同的系统来建立新的系统的目的,这种方式应用非常多,比方车载电视等。
合并原理是创造中用得最多最普遍的创造原理。
在IT软件领域,合并原理也应用非常多,组合模式〔空间上相同对象的合并〔组合〕,但需要注意的是工程领域的组合模式强调的不是层次结构和一致性对待,因此严格上来讲,TRIZ的合并原理与IT领域的组合模式还是不一样的,只能在某种程度上它们表达的思想有类似之处〕,构造者模式〔相关操作的组合〕,门面模式〔时序上,空间上相关操作的组合〕等表达了这种原理。
合并同类项得到的潜在好处是可以减少空间本钱,以及增强整体和稳固性;
合并操作得到的好处是可以固化相关操作,从而减少使用者的使用难度;
合并原理表达了技术系统向超系统进发法那么。
当然不是什么都需要进行合并,只有通过合并能到达减少空间和时间本钱,以及增加易用性才具有现实的利益。
合并的代价是需要增加整合装置,比方主板;
通过组合增加和加强系统的功能。
这里的相关操作,一般必须是关联性比拟大的操作,一个操作的进行,其它操作进行的可能性要非常大,这样的组合才有实际意义。
合并很多时候都需要改变,包括形态和功能。
例子:
计算机网络;
多核处理器你计算机;
组合机床;
综合参数测试仪;
电视线,网络线二合一;
产品套装等。
A〕相同的物体集成在一起,这些相同的物体必须处于同一个系统中,并作为系统元件提供相似的功能;
分割原理中的部件,原本在一起,分割的目的是为了某种操作便利性,最终他们还是会作为一个系统整体来提供产品功能;
B〕相关操作是指:
1〕这些操作都是某个系统的一局部,它们按一定的时序来执行,从而完成系统的某种功能;
2〕这些操作中某些操作被执行后,其它操作被执行的概率非常大,这些操作有两种组合根本类型,一种是简单在空间上集成在一起,一是种将功能合并到一个物体上;
TRIZ系列-创新原理-6-多用性原理
多用性原理又叫普遍性原理,其表述如下:
1〕使一个物体具备多项功能;
2〕消除了该功能在其它物体内存在的必要性后,进而裁减其它物体;
让一个物体具备多项功能有两种情况,第一种情况是,通过使一个产品具有多种功能可以增加产品的价值,使得产品更具竞争力,第二种情况那么是将多种相关性的功能组合在一个产品上,可以降低整体本钱,便于使用,另外也可获得第一种情况所述的价值。
这两种情况跟组合原理中的一些情况类似。
2〕所描述的情况那么包括:
A〕在系统中,通过让其中一些组件尽可能的承当多种系统功能,从而到达消减系统组件的目的,比方飞机设计中利用屏蔽板充当机架,在公司中将客服人员和QA测试合并,在编程中使用创立者模式时利用主题类本身作为工厂类,企业中的多面手等;
B〕在一个系统中集成另外一个系统的功能,通过一物多用来到达减少系统的目的,这类应用非常多,很多时候都是利用现有的系统来进行,比方利用电线作为网络线。
一个物体具有多种用途也可从以下情况来进行:
1〕一物多用可以是时间上的,比方冷热两用空调;
2〕一物多用可以是空间位置上的,比方可拆卸的儿童平安椅子,在汽车内当座椅,在汽车外当儿童车;
3〕一物多用可以是系统级别上的,比方某种标准零件,可以防晒的雨伞等。
多用性原理的核心目的是通过一个物体能实现多种功能来去掉其它部件,从而到达节省材料,空间和本钱的目的。
TRIZ系列-创新原理-7-嵌套原理
原理表述如下:
1〕把一个物体嵌入另外一个物体,然后将这两个物体再嵌入第三个物体,以此类推;
这个原理又叫俄罗斯娃原理,目的是在不影响原有功能的情况下:
A〕在需要时,可以减少系统的体积和便于携带,也可以减少系统的重量,比方伸缩式钓鱼竿等;
B〕不阻碍正常作业,比方飞机的起落架;
C〕减少物体在超系统中的存放体积,比方超市的手推车;
D〕充分利用系统的空间,从而减少系统的占用空间,比方推拉门;
嵌套原理与软件设计思想中的组合模式在组织上类似,但目的还是有些惊讶,软件设计中的组合模式的目的是一致性对待,而嵌套原理的目的是为了节省空间。
考虑嵌套时可以尝试从不同的角度来考虑嵌套:
水平,垂直,旋转和包容。
目的是看能否节省空间或者减少重量。
需要注意的是运用这种原理时虽然有时会削弱嵌套物体的功能,但应尽量防止这种影响。
注意:
有些书将汽车的平安套也作为嵌套原理,我觉得有些牵强,汽车平安套虽然是套在座椅上,但并没有起到节省空间的作用,最多是个组合原理的利用。
TRIZ系列-创新原理-8-重量补偿原理
重量补偿原理的表述如下:
1〕将某一物体与另一种提供上升力的物体组合,以补偿其重量;
2〕通过与环境〔利用空气动力,流体动力或其它力等〕的相互作用,实现对物体的重量补偿;
重力使得我们能够稳稳的依附在地面,不会跑到外太空,是我们能够在地球上进行正常生存的保证,但有的时候,我们又需要克服这种重力〔重力对系统产生了不利作用〕,比方需要让物体脱离地球〔飞船等〕,或者浮在空中,或者浮在流体外表。
因此我们在制造这类作用系统的时候,就需要提供对重力进行补偿的作用力。
常见的补偿方式有如下几种:
A)在系统中引入动力装置,如飞机,火箭等;
需要注意的是光有动力不一定能补偿重力,玩玩需要一套升降装置〔如直升机的引擎+螺旋桨〕;
B)在系统中引入支撑装置,如广告牌的支柱,建筑的承重墙等,但这类支撑装置必须有支撑点,而且对支撑件也有一定的要求〔健壮性〕;
C)在系统中引入场作用力来充当支撑装置,比方磁悬浮,这种支撑的好处是物体和支撑装置之间不存在实物连接装置,可以别离;
D)利用环境来进行重力补偿,如果环境是空气,液体等可以产生浮力的系统,那么可以利用这种现成的力对重力进行补偿,比方船,飞艇,孔明灯,悬浮气球,游泳圈等;
重量补偿原理的引申:
如果现有系统〔超系统,环境〕存在某种不利作用〔如重量,力,噪声等〕,就可以通过引入新的或者利用环境中现成的来制造这种不利作用的反作用来进行补偿,以抵消这种不利的作用:
A〕重量的补偿前面讲过;
B〕信号增强补偿装置;
C〕温度补偿;
D)功率因素补偿;
E〕汽车安装减震器
重量补偿原理有的译为配重原理,对于工程技术领域,重量补偿原理主要用于抵消物体重量的不利作用,但在这里我们将此概念扩大,使得应用范围扩大。
重量补偿原理与预先反作用原理的不同,前者重在补偿抵消,后者重在预防系统潜在的“故障〞和不利作用,点在“预先〞,下面是预先反作用的例子:
A〕接种疫苗来防止某些疾病的发生;
有些时候,取决于思考角度和理解解读,会觉得这些原理会有重叠的地方,这不是问题,因为我们的目的不是研究语义上的差异,而是解决问题。
后面会有预先反作用原理的介绍。
重量补偿原理是技术系统向超系统进化法那么的表达。
TRIZ系列-创新原理-9~11-预先反作用原理、预处理原理、预先防范原理
一、预先反作用原理表述如下:
1〕预先给物体施加反作用,以补偿过量的或者不想要的压力。
如果知道系统在运行过程中,会有不利的或者有害的作用〔负面作用〕产生,那么可以预先采取一定的措施来抵消、控制这种不利局面,防止负面作用产生不良后果,比方:
A)可以通过接种疫苗来防止某些病的出现;
B)工程领域的预应力结构;
C)给汽车安装减震器;
D)为了减少摩擦,参加润滑装置;
E)在喝酒前吃点东西,服点解酒的药物可以防止醉酒;
二、预处理原理的表述如下:
1〕事先对物体完全或者局部实施必要的改变;
2〕事先把物体放在最方便的位置,以便能立即投入使用;
对系统进行预处理的目的是使得系统变得更加易用,包括缩短系统功能完成时间,简化过程中的操作等,比方:
A〕手术前的器具整理排列;
B〕冷冻食品使用前的解冻;
C〕预先收费系统以加快收费过程;
D〕打豆浆前先将豆子进行浸泡;
三、预先应急措施原理
预先应急措施原理,有的也叫事先防范原理,其表述如下:
1〕预先准备好相应的应急措施,以提高物体的可靠性。
一般来讲,系统的平安性和可靠性是非常重要的,为了增加系统的平安性和可靠性,就可以采取应急处理措施,提升可靠性的同时,也降低了系统的风险。
需要采取应急措施的前提是系统的可靠性得不到保障,而一旦因可靠性缺乏产生的风险后果,不能被系统的使用者接受。
例子非常多:
A〕汽车的平安气囊;
B〕降落伞的备用伞包;
C)多机热备;
D〕节目排练;
E〕方案备份;
F〕船上的救生圈;
G)生产过程中的零件库存;
H)如果卖给用户的自行装配产品,那么可以通过多提供一些备用的连接件〔如螺钉〕,防止用户在装配过程中因连接件弄丢或弄坏而中断装配,这样可以提高用户的满意度;
一般来讲,预先应急措施或装置,都不是系统正常情况下所需要的,是为了防止系统出现意外而增加的。
应急防范原理可以应用于各个领域。
常见的应急方式有:
1〕冗余〔系统,组件等〕;
2〕预先演练或培训;
3〕救助机制〔如果系统出现异常下的处理机制,包括自救,他救等〕
预处理原理的目的是为了使系统作用的发挥更加顺利,一般来讲,预处理干预的是系统作用之前,一般的情况下不会改变系统的作用,也不会为系统增加额外的装置,而预先反作用原理是为了减少系统作用过程中所带来的负面作用,重点强调的反作用,一般情况下都需要引入反作用装置来实现;
而预先应急措施是在系统作用发生意外〔主要是可靠性带来的问题〕的情况下的一种应急处理措施,而这种应急措施在系统正常的作用过程中一般不会起作用。
这就是“在喝酒前吃点东西,服点解酒的药物可以防止醉酒〞这个例子不是预先防范而属于预先反作用的缘故。
当然,三种原理的区分,也不要完全对号入座,只要解决问题就行。
TRIZ系列-创新原理-12-等势原理
等势原理的表述如下:
1〕改变工作条件,而不需要升降物体。
这里的势是势能的势,如重力势,电压势等,势的背后包含着一种力,这种力是势具有能量的根本原因,比方重力和物体势能。
从等势原理的表述可以看出:
1〕这里的势是指重力势〔当然也可以将原理扩充到其它势〕;
2〕工作时不需要升降物体,那么说明物体处于工作平台上,只需要进行垂直于势方向运动〔这样就不用为克服重力而做功〕;
3〕解决问题的方法是改变工作条件,工作条件的改变的目的显而易见:
让操作物体与工作平台等高。
为了不需要升降物体,就需要防止与重力作用〔这时的重力作用为有害作用〕直接对抗,我们可以通过充分利用环境、结构和系统所提供的资源,以最低的附加能量的消耗来有效的消除这种不等位势。
下面是案例:
1〕汽车修理厂的维修地沟:
通过维修地沟,我们可以不用升降汽车,降低了汽车修理难度;
2〕建立卸货车道,使得汽车的车厢位置与仓库地面持平,这样可以减少卸货劳动强度;
3〕叉车,货物升降机,电梯等是通过机器设备来克服势差,从而减轻劳动的强度;
有些书中将乘客登机用的舷梯也看着是等势原理的利用,我觉得不妥,因为人本身还是要上下,并没有节省乘客的体力。
其实从等势的物理原理来说,利用等势原理并不能节省作功,也不一定会减少能量消耗,利用等势原理可以:
1〕降低劳动者的劳动强度;
2〕工作起来更加方便。
从上面的案例可以发现,这些方法我们都很容易想到,把等势作为一种创造创新的原理,似乎有些小题大做,不过只要想想,我们无时不刻都处在重力场中,势的影响无处不在,把消除工作中势差所带来的副作用作为一种根本的创造原理也就缺乏为怪了。
等势原理也可以延伸到管理领域,让某种水平相当的一些人进行沟通,往往比拟容易。
这在建立讨论组,临时工作团队时可以借鉴的地方。
TRIZ系列-创新原理-13-反过来做原理
反过来做原理表述如下:
1〕不直接接实施问题指出的动作,而是实施一个相反的动作;
(比方用冷却代替加热等〕;
2〕使物体或外部环境移动的局部静止,或者使静止的局部移动;
3〕把物体上下颠倒。
反过来做原理含有一种反向思维,与逆向思维不同,逆向思维强调的是一种从解到源的回溯,目的是分析满足什么条件下,才能从问题得到解。
而反过来做原理并不是为了求解而进行的逆向思维,它本身就是解的一局部,并且不具有可逆性质。
它只是:
A〕如果系统中的操作有相反〔不需要可逆〕操作,那么可试试让系统执行这个相反的动作,看看会有什么结果;
比方别离两个套紧的物体,可以是冷却内层物体,而不是加热外层物体,
B〕让物体或外部环境的运动属性取反向值:
动<
->
静,匀速<
变速,加速<
减速,快<
,反<
顺,顺时针反<
顺逆时针慢等。
比方车床和镗床,跑步机,楼梯和人〔人动,梯不动是楼梯,人不动,梯动是电梯,定子与转子反向的电机。
C〕让物体物理性质颠倒:
上<
下,左<
右,内<
外等。
比方倒立放置剩余不多的洗发水瓶,可以更容易倒出;
D〕利用相对性,变换系统组件的角色〔角色互换〕。
比方带孔的玻璃柱,看成是带玻璃环的空气柱。
有个笑话是这样的:
有一个商人推销一款先进的自动刷牙牙刷,说这种牙刷可以不用手来回刷,也不用电池,结果有人买回去放嘴里怎么都不懂,就质问商人不是可以不用手刷的么,商人的答复是,不用手来回刷,你难道不能把头左右摇起来么!
这个笑话可以算一个冷笑话,撇开商人的行为道德不谈,其实这种反向思维是一种很好的方式〔题外话,头左右摇来刷牙更有利于健康,对大脑有利〕。
反过来做原理通俗的讲就是顺着做不行就反着来,顺着看不好理解就反着看,颠倒黑白,换位思考也未尝不是一种洒脱。
反过来做原理也不仅仅是一种帮助我们进行创造的方法,更重要的是可以让我们防止思维的惯性陷阱。
通过反过来做,可以看看系统是否可以获得新的功能,新特征,新作用以及新的对象;
TRIZ系列-创新原理-14~15-曲面化原理和动态性原理
一、曲面化原理的表述如下
1〕用
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