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6、普遍性；

7、嵌套；

8、配重；

9、预先反作用；

10、预先作用；

11、预先应急措施；

12、等势原则；

13、逆向思维；

14、曲面化；

15、动态化；

16、不足或超额行动；

17、一维变多维；

18、机械振动；

19、周期性动作；

20、有效作用的连续性；

21、紧急行动；

22、变害为利；

23、反馈；

24、中介物；

25、自服务；

26、复制；

27、一次性用品；

28、机械系统的替代；

29、气体与液压结构；

30、柔性外壳和薄膜；

31、多孔材料；

32、改变颜色；

33、同质性；

34、抛弃与再生；

35、物理/化学状态变化；

36、相变；

37、热膨胀；

38、加速氧化；

39、惰性环境；

40、复合材料等。

发明原理1：

分割

分割原理体现在3各方面：

1）将物体分割为独立的部分

比如：

用个人计算机代替大型计算机；

用卡车加拖车的方式代替大卡车；

用烽火传递信息（分割信息传递距离）；

在大项目中应用工作分解结构（workbreakdownstructure）。

2）使物体成为可组合的（易于拆卸和组装）

组合是家居；

橡胶软管可利用快速拆卸接头连接成所需的长度。

3）增加物体被分割的程度

用软的百叶窗帘代替整幅大窗帘；

电子线路板（PCB）表面贴装技术（SMT）中所使用的锡膏，主要成分是粉末状的焊锡，用这种焊锡替代传统焊接用的焊锡丝和焊锡条，从而大大提升了焊接的透彻程度。

发明原理2：

抽取

抽取（extraction）原理体现在两个方面:

1）将物体中负面的部分或特征抽取出来。

由于压缩机用于压缩空气，所以将嘈杂的压缩机放在室外；

2）只从物体中抽取必要的部分和特征

用狗叫声，作为报警器的报警声，而不用养一条狗。

（四）39个工程参数及阿奇舒勒矛盾矩阵。

在对专利研究中，阿奇舒勒发现，仅有39项工程参数在彼此相对改善和恶化，而这些专利都是在不同的领域上解决这些工程参数的冲突与矛盾。

这些矛盾不断地出现，又不断地被解决。

由此他总结出了解决冲突和矛盾的40个创新原理。

之后，将这些冲突与冲突解决原理组成一个山39个改善参数与39个恶化参数构成的矩阵，矩阵的横轴表示希望得到改善的参数，纵轴表示某技术特性改善引起恶化的参数，横纵轴各参数交叉处的数字表示用来解决系统矛盾时所使用创新原理的编号。

这就是，著名的技术矛盾矩阵。

阿奇舒勒矛盾矩阵为问题解决者提供了一个可以根据系统中产生矛盾的两个工程参数，从矩阵表中直接查找化解该矛盾的发明原理来解决问题。

（1）运动物体的重量是指在重力场中运动物体多受到的重力。

如运动物体作用于其支撑或悬挂装置上的力。

（2）静止物体的重量是指在重力场中静止物体所受到的重力。

如静止物体作用于其支撑或悬挂装置上的力。

（3）运动物体的长度是指运动物体的任意线性尺寸，不一定是最长的，都认为是其长度。

（4）静止物体的长度是指静止物体的任意线性尺寸，不一定是最长的，都认为是其长度。

（5）运动物体的面积是指运动物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积。

（6）静止物体的面积是指静止物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积。

（7）运动物体的体积是指运动物体所占有的空间体积。

（8）静止物体的体积是指静止物体所占有的空间体积。

（9）速度是指物体的运动速度、过程或活动与时间之比。

（10）力是指两个系统之间的相互作用。

对于牛顿力学，力等于质量与加速度之积。

在TRIZ中，力是试图改变物体状态的任何作用。

（11）应力或压力是指单位面积上的力。

（12）形状是指物体外部轮廓或系统的外貌。

（13）结构的稳定性是指系统的完整性及系统组成部分之间的关系。

磨损、化学分解及拆卸都降低稳定性。

（14）强度是指物体抵抗外力作用使之变化的能力。

（15）运动物体作用时间是指物体完成规定动作的时间、服务期。

两次误动作之间的时间也是作用时间的一种度量。

（16）静止物体作用时间是指物体完成规定动作的时间、服务期。

（17）温度是指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）光照度是指单位面积上的光通量，系统的光照特性，如亮度、光线质量。

（19）运动物体的能量是指能量是物体做功的一种度量。

在经典力学中，能量等于力与距离的乘积。

能量也包括电能、热能及核能等。

（20）静止物体的能量是指能量是物体做功的一种度量。

（21）功率是指单位时间内所做的功，即利用能量的速度。

（22）能量损失是指为了减少能量损失，需要不同的技术来改善能量的利用。

（23）物质损失是指部分或全部、永久或临时的材料、部件或子系统等物质的损失。

（24）信息损失是指部分或全部、永久或临时的数据损失。

（25）时间损失是指一项活动所延续的时间间隔。

改进时间的损失指减少一项活动所花费的时间。

（26）物质或事物的数量是指材料、部件及子系统等的数量，它们可以被部分或全部、临时或永久地改变。

（27）可靠性是指系统在规定的方法及状态下完成规定功能的能力。

（28）测试精度是指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）制造精度是指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是指物体对受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是指有害因素将降低物体或系统的效率，或完成功能的质量。

这些有害因素是由物体或系统操作的一部分而产生的。

（32）可制造性是指物体或系统制造过程中简单、方便的程度。

（33）可操作性是指要完成的操作应需要较少的操作者、较少的步骤以及使用尽可能简单的工具。

一个操作的产出要尽可能多。

（34）可维修性是指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）适应性及多用性是指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）装置的复杂性是指系统中元件数目及多样性，如果用户也是系统中的元素将增加系统的复杂性。

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是指如果一个系统复杂、成本高、需要较长的时间建造及使用，或部件与部件之间关系复杂，都使得系统的监控与测试困难。

测试精度高，增加了测试的成本也是测试困难的一种标志。

（38）自动化程度是指自动化程度是指系统或物体在无人操作的情况下完成任务的能力。

自动化程度的最低级别是完全人工操作。

最高级别是机器能自动感知所需的操作、自动编程和对操作自动监控。

中等级别的需要人工编程、人工观察正在进行的操作、改变正在进行的操作及重新编程。

（39）生产率是指单位时间内所完成的功能或操作数。

为了应用方便，上述39个通用工程参数可分为如下3类：

物理及几何参数：

（1）～（12），（17）～（18），（21）条。

技术负向参数：

（15）～（16），（19）～（20），（22）～（26），（30）～（31）条。

技术正向参数：

（13）～（14），（27）～（29），（32）～（39）条。

负向参数（Negativeparameters）指这些参数变大时，使系统或子系统的性能变差。

如子系统为完成特定的功能所消耗的能量（第19，20条）越大，则设计越不合理。

正向参数（Positiveparameters）指这些参数变大时，使系统或子系统的性能变好。

如子系统可制造性（第32条）指标越高，子系统制造成本就越低。

TRIZ技术冲突矩阵表及40条发明原理

（五）物理矛盾和四大分离原理。

当一个技术系统的工程参数具有相反的需求，就出现了物理矛盾。

比如说，要求系统的某个参数既要出现又不存在，或既要高又要低，或既要大又要小等等。

相对于技术矛盾，物理矛盾是一种更尖锐的矛盾，创新中需要加以解决。

物理矛盾所存在的子系统就是系统的关键子系统，系统或关键子系统应该具有为满足某个需求的参数特性，但另一个需求要求系统或关键子系统又不能具有这样的参数特性。

分离原理是阿奇舒勒针对物理矛盾的解决而提出的，分离方法共有11种，归纳概括为四大分离原理，分别是空间分离、时间分离、居于条件的分离和系统级别分离等。

（六）物一场模型分析。

阿奇舒勒认为，每一个技术系统都可由许多功能不同的子系统所组成，因此，每一个系统都有它的子系统，而每个子系统都可以再进一步地细分，直到分子、原子、质子与电子等微观层次。

无论大系统、子系统、还是微观层次，都具有功能，所有的功能都可分解为2种物质和1种场（即二元素组成）。

在物质-场模型的定义中，物质是指某种物体或过程，可以是整个系统，也可以是系统内的子系统或单个的物体，甚至可以是环境，取决于实际情况。

场是指完成某种功能所需的手法或手段，通常是一些能量形式，如:

磁场、重力场、电能、热能、化学能、机械能、声能、光能等等。

物一场分析是TRIZ理论中的一种分析工具，用于建立与已存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模型。

（七）发明问题的标准解法。

标准解法阿奇舒勒于1985年创立的，共有76个，分成5级，各级中解法的先后顺序也反映了技术系统必然的进化过程和进化方向，标准解法可以将标准问题在一两步中快速进行解决，标准解法是阿奇舒勒后期进行TRIZ理论研究的最重要的课题，同时也是TRIZ高级理论的精华。

标准解法也是解决非标准问题的基础，非标准问题主要应用ARIZ来进行解决，而ARIZ的主要思路是将非标准问题通过各种方法进行变化，转化为标准问题，然后应用标准解法来获得解决方案。

（八）发明问题解决算法（ARIZ）。

ARIZ是发明问题解决过程中应遵循的理论方法和步骤，ARIZ是基于技术系统进化法则的一套完整问题解决的程序，是针对非标准问题而提出的一套解决算法。

ARIZ的理论基础由以下3条原则构成：

1、ARIZ是通过确定和解决引起问题的技术矛盾；

2、问题解决者一旦采用了ARIZ来解决问题，其惯性思维因素必须被加以控制；

3、ARIZ也不断地获得广泛的、最新的知识基础的支持。

ARIZ最初由阿奇舒勒于1977年提出，随后经过多次完善才形成比较完善的理论体系,ARIZ－85包括九大步骤：

1、分析问题；

2、分析问题模型；

3、陈述IFR和物理矛盾；

4、动用物－场资源；

5、应用知识库；

6、转化或替代问题；

7、分析解决物理矛盾的方法；

8、利用解法概念；

9、分析问题解决的过程等等。

（九）科学效应和现象知识库。

科学原理，尤其是科学效应效应和现象的应用，对发明问题的解决具有超乎想象的、强有力的帮助。

应用科学效应和现象应遵循5个步骤，解决发明问题时会经常遇到需要实现的30种功能，这些功能的实现经常要用到100个科学有和现象。

物理矛盾的解决

TRIZ提供了4个分离原则：

空间分离，时间分离，条件分离，整体与部分分离。

分离原理简单说来可以归纳为4大分离原理和11种分离方法。

四大分离原理：

分离作用原理

对于物理冲突,TRIZ给出了如下四条分离作用原理.

（1）从时间上分离相反的特性:

物体在一时间段内表现为一种特性,而在另一时间段内则表现为另一种特性.

（2）从空间上分离相反的特性:

物体的一部分表现为一种特性,而另一部则分表现为另一种特性.

（3）从整体与部分上分离相反的特性:

整体具有一种特性,而部分具有相反的特性.

（4）在同一种物质中相反的特性共存:

物质在特定的条件下表现为唯一的特性,在另一种条件下表现为另一种特性.

11种分离方法：

（1）矛盾特性的空间分离。

（2）矛盾特性的时间分离。

（3）将同类或异类系统与超系统结合。

（4）将系统转换为反系统，或将系统与反系统相结合。

（5）系统具有一种特性，其子系统有其相反的特性。

（6）将系统转换到微观级系统。

（7）系统中的状态交替变化。

（8）系统由一种状态转换为另一种状态。

（9）利用系统状态变化所伴随的现象。

（10）以具有两种状态的物质代替具有一种状态的物质 

（11）通过物理和化学的转换使物质状态转换。

1.2相关术语

理想解（IdealFinalResult,IFR）理想解是TRIZ理论中一个非常重要的概念.理想解是采用与技术及实现无关的语言对需要创新的原因进行描述,它只关注于顾客的需要或者功能的需要.在理想解的条件下,系统不占有更大的空间,没有多余的重量,不需要更多的劳力,也不需要额外的维护,技术系统只有有用的功能而没有无用的或有害的功能.理想解有以下四个特点:

（1）消除了原系统的缺陷;

（2）保留了原系统的优点;

（3）不会使系统变得更复杂;

（4）不会产生新的缺陷.

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.

技术冲突出现的几种情况:

（1）.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有害功能;

（2）.消除一有害功能导致另一子系统有用功能劣化;

（3）.有用功能的加强或有害功能的减少使另一子系统或系统变得太复杂;

物理冲突：

是指系统中的某一部分同时表现出的两种相反的状态.物理冲突有两种情况:

（1）一子系统中有用功能加强的同时导致该子系统中有害功能的加强;

（2）一子系统中有害功能降低的同时导致该子系统中有用功能的降低;

五个级别的创新

TRIZ理论认为产品是有级别的,产品由低级向高级的方向发展.由于这种发展,产品才一直占领老市场或又赢得新市场.依据问题的难易程度,知识来源等,将产品或问题的解分为如下5个级别.

级别

创新的程度

百分比

知识来源

参考解的数目

1

显然的解

32%

个人的知识

10

2

少量的改进

45%

公司内的知识

100

3

根本性的改变

18%

行业内的知识

1,000

4

全新的概念

4%

行业外的知识

100,000

5

发明

1%

所有已知的知识

1,000,000

物场分析法

物场是指物质与物质之间相互作用和相互影响的一种联系.物场分析法的原理为,所有的功能都可分解为两种物质及一种场,即一种功能由两种物质及一种场的三元件组成.见下图.

物质是指某种物体或过程,可以是整个系统,也可以是子系统或单个的物体.场是指作用于物质之间的互相作用,控制所必须的能量类型,其通常是一些能量形式,包括电磁场,重力场,强或弱的核反应等物理场,也可以是指热能,化学能,机械能,声能,光能等等.图中S1是系统动作的接受者,S2是工具,F是场,它通过S2作用于S1.

Trize理论的主要内容

TRIZ的主要内容包括:

产品进化理论、分析、冲突解决原理、物质—场分析、效应、ARIZ:

发明问题解决算法。

（一）冲突解决理论

1、技术冲突解决原理

TRIZ提出描述技术冲突的39个通用工程参数：

运动物体质量、静止物体质量、运动物体长度、静止物体长度等。

为了解决技术冲突，TRIZ理论提出了40项发明原理，如分割、分离、局部质量、不对称等。

通过研究，Altshuller提出了冲突矩阵，该矩阵将描述技术冲突的39个工程参数与40条发明原理建立了对应关系，解决了设计过程中选择发明原理的难题。

2、物理冲突解决原理

Terninko于1998年提出的物理冲突描述方法为：

（1）为实现关键功能，子系统要具有一有用功能，但为了避免出现一有害功能,子系统又不能具有上述有用功能。

（2）关键子系统的特性必须是一大值以能取得有用功能，但又必须是一小值以避免出现有害功能。

（3）关键子系统必须出现以取得一有用功能，但又不能出现以避免出现有害功能。

TRIZ提出采用分离原理解决物理冲突的方法，包括空间分离和时间分离、基于条件的分离、整体与部分的分离。

英国Bath大学的Mann提出，解决物理冲突的分离原理与解决技术冲突的发明原理之间存在关系，一条分离原理可以与多条发明原理存在对应关系。

（二）物—场模型分析方法

物—场分析是用符号表达技术系统变换的建模技术。

物—场模型分析方法产生于1947—1977年，每一次的改进都增加了新的可用的知识，现在已经有了76种标准解。

这些标准解是最初解决问题方案的精华，因此，物—场分析为我们提供了一种方便快捷的方法，利用这种方法，可以在汲取基本知识的基础上产生不同想法。

TRIZ理论认为，技术系统构成要素S1、作用体S2、场F三者缺一就会造成系统不完整。

而当系统中某一物质的特定机能没有实现时，系统就会产生问题。

为了控制这一物质产生的问题，有必要引入另外的物质。

由此产生这些物质之间的相互作用并伴随能量（场）的产生、变换、吸收等，物—场模型也从一种形式变换为另一种形式。

因此各种技术系统及其变换都可用物质和场的相互作用形式表述。

利用物—场分析方法分析系统存在的问题，建立系统的物—场模型，并提出问题解决对策的步骤如下：

（1）指定物体S1；

（2）指定场；

（3）建立物—场初期模型；

（4）指定作用体S2；

（5）生成所希望的物—场模型；

（6）提出解决问题的对策。

（三）发明问题解决算法

TRIZ认为，一个问题解决的困难程度取决于对该问题的描述或程式化方法，描述得越清楚，问题的解就越容易找到。

TRIZ中，发明问题求解的过程是对问题不断地描述、不断地程式化的过程。

经过这一过程，初始问题最根本的冲突被清楚地暴露出来，能否求解已很清楚，如果已有的知识能用于该问题则有解，如果已有的知识不能解决该问题则无解，需等待自然科学或技术的进一步发展。

该过程是靠ARIZ算法实现的。

ARIZ（AlgorithmforInventiveProblemSolving）称为发明问题解决算法，是TRIZ的一种主要工具，是解决发明问题的完整算法，该算法采用一套逻辑过程逐步将初始问题程式化。

该算法特别强调冲突与理想解的程式化，一方面技术系统向理想解的方向进化，另一方面如果一个技术问题存在冲突需要克服，该问题就变成一个创新问题。

ARIZ中冲突的消除有强大的效应知识库的支持。

效应知识库包括物理的、化学的、几何的等效应。

作为一种规则，经过分析与效应的应用后问题仍无解，则认为初始问题定义有误，需对问题进行更一般化的定义。

应用ARIZ取得成功的关键在于没有理解问题的本质前，要不断地对问题进行细化，一直到确定了物理冲突，该过程及物理冲突的求解已有软件支持。

综上所述，由于TRIZ将产品创新的核心—--产生新的工作原理过程具体化，并提出了规则、算法与发明创造原理供设计人员使用，它已经成为一种较完善的创新设计理论。

1.3应用TRIZ的一般过程

TRIZ解决问题的一般过程被划分为四个步骤，如图所示：

（1）分析

分析是TRIZ的工具之一，是解决问题的一个重要阶段。

功能分析的目的是从完成功能的角度而不是从技术的角度分析系统、子系统、部件。

理想解是采用与技术及实现无关的语言对需要创新的原因进行描述，创新的重要进展往往在该阶段对问题深入的理解所取得。

确认哪些使系统不能处于理想化的元件是使创新成功的关键。

设计过程中从一起点向理想解过渡的过程称为理想化过程。

可用资源分析是要确定可用物品、能源、信息、功能等。

这些可用资源与系统中的某些元件组合将改善系统的性能。

冲突区域的确定是要理解出现冲突的原因。

区域既可指时间，又可指空间。

假如在分析阶段问题的解已经找到，可以移到实现阶段。

假如问题的解还没有找到，而该问题的解需要最大限度的创新，则基于知识的三种工具：

原理、预测、效应等都可采用。

（2）原理

原理是获得冲突解的方法。

有技术与物理两种冲突解决原理。

TRIZ引导设计者挑选能解决特定冲突的原理，其前提是要按标准参数确定冲突。

有40条原理。

（3）预测

预测又称为技术预报。

TRIZ确定了8种技术系统进化的模式。

当模式确定后，系统、子系统及部件的设计应向高一级的方向发展。

（4）效应

效应指应用本领域，特别是其他领域的有关定律解决设计中的问题。

如采用数学、化学、生物等领域中的原理，解决设计中的创新问题。

（5）评价

该阶段将所求出的解与理想解进行比较,确信所作的改进不仅满足了技术需求而且推进了技术创新。

TRIZ中的特性传递（featuretransfer）法可用于将多个解进行组合以改进系统的品质。