TRIZ理論的主要內容

1、TRIZ 理論的主要內容(一) 沖突解決理論1、技術沖突解決原理TRIZ 提出描述技術沖突的 39個通用工程參數：運動物體質量、靜止物體質 量、運動物體長度、靜止物體長度等。為了解決技術沖突， TRIZ 理論提出了40 項 發(fā)明原理，如分割、分離、局部質量、不對稱等。通過研究， Altshuller 提出了沖 突矩陣，該矩陣將描述技術沖突的 39個工程參數與 40條發(fā)明原理建立了對應關 系，解決了設計過程中選擇發(fā)明原理的難題。2、物理沖突解決原理Terninko 于1998年提出的物理沖突描述方法為： (1)為實現關鍵功能，子系統(tǒng) 要具有一有用功能，但為了避免出現一有害功能 ,子系統(tǒng)又不能具有

2、上述有用功 能。(2)關鍵子系統(tǒng)的特性必須是一大值以能取得有用功能， 但又必須是一小值以 避免出現有害功能。 (3)關鍵子系統(tǒng)必須出現以取得一有用功能，但又不能出現 以避免出現有害功能。 TRIZ 提出采用分離原理解決物理沖突的方法，包括空間 分離和時間分離、基于條件的分離、整體與部分的分離。英國 Bath 大學的 Mann 提出，解決物理沖突的分離原理與解決技術沖突的發(fā)明原理之間存在關系， 一條 分離原理可以與多條發(fā)明原理存在對應關系。(二) 物場模型分析方法 物場分析是用符號表達技術系統(tǒng)變換的建模技術。物場模型分析方法 產生于 19471977年，每一次的改進都增加了新的可用的知識，現在已

3、經有了 76 種標準解。 這些標準解是最初解決問題方案的精華， 因此，物場分析為我們提供了一種方便快捷的方法， 利用這種方法， 可以在汲取基本知識的基礎上產生不 同想法。TRIZ理論認為，技術系統(tǒng)構成要素 S、作用體S、場F三者缺一就會造成 系統(tǒng)不完整。而當系統(tǒng)中某一物質的特定機能沒有實現時，系統(tǒng)就會產生問題。 為了控制這一物質產生的問題， 有必要引入另外的物質。 由此產生這些物質之間 的相互作用并伴隨能量（場）的產生、變換、吸收等，物場模型也從一種形式 變換為另一種形式。 因此各種技術系統(tǒng)及其變換都可用物質和場的相互作用形式 表述。利用物場分析方法分析系統(tǒng)存在的問題， 建立系統(tǒng)的物場模型，

4、并提出問題解決對策的步驟如下：（1指定物體S; （2）指定場；（3）建立物一場初期 模型；（4）指定作用體S;（5）生成所希望的物一場模型；（6）提出解決問題的 對策。（三）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， 描述得越清楚，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 題不斷地描述、 不斷地程式化的過程。 經過這一過程， 初始問題最根本的沖突被 清楚地暴露出來， 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的進一步發(fā)展。 該 過程是靠 ARIZ 算法實

5、現的。ARIZ （Algorithm for Inven tive Problem So Ivin g）稱 為發(fā)明問題解決算法，是TRIZ 的一種主要工具，是解決發(fā)明問題的完整算法，該算法采用一套邏輯過程 逐步將初始問題程式化。 該算法特別強調沖突與理想解的程式化， 一方面技術系 統(tǒng)向理想解的方向進化， 另一方面如果一個技術問題存在沖突需要克服， 該問題 就變成一個創(chuàng)新問題。ARIZ 中沖突的消除有強大的效應知識庫的支持。效應知識庫包括物理的、 化學的、幾何的等效應。作為一種規(guī)則，經過分析與效應的應用后問題仍無解， 則認為初始問題定義有誤，需對問題進行更一般化的定義。應用 ARIZ 取得成功的

6、關鍵在于沒有理解問題的本質前， 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。綜上所述，由于 TRIZ 將產品創(chuàng)新的核心 -產生新的工作原理過程具體化， 并提出了規(guī)則、 算法與發(fā)明創(chuàng)造原理供設計人員使用， 它已經成為一種較完善的 創(chuàng)新設計理論。（四）應用 TRIZ 的一般過程TRIZ 解決問題的一般過程被劃分為四個步驟，如圖所示：（1）分析分析是 TRIZ 的工具之一，是解決問題的一個重要階段。功能分析的目的是 從完成功能的角度而不是從技術的角度分析系統(tǒng)、 子系統(tǒng)、 部件。理想解是采用 與技術及實現無關的語言對需要創(chuàng)新的原因進行描述， 創(chuàng)新的重要進展往往在

7、該 階段對問題深入的理解所取得。 確認哪些使系統(tǒng)不能處于理想化的元件是使創(chuàng)新 成功的關鍵。 設計過程中從一起點向理想解過渡的過程稱為理想化過程。 可用資 源分析是要確定可用物品、能源、信息、功能等。這些可用資源與系統(tǒng)中的某些 元件組合將改善系統(tǒng)的性能。 沖突區(qū)域的確定是要理解出現沖突的原因。 區(qū)域既 可指時間，又可指空間。 假如在分析階段問題的解已經找到， 可以移到實現階段。 假如問題的解還沒有找到， 而該問題的解需要最大限度的創(chuàng)新， 則基于知識的三種工具：原理、預測、效應等都可采用（2）原理原理是獲得沖突解的方法。有技術與物理兩種沖突解決原理。TRIZ引導設計者挑選能解決特定沖突的原理，其前

8、提是要按標準參數確定沖突。有40條原理。（3）預測預測又稱為技術預報。TRIZ確定了 8種技術系統(tǒng)進化的模式。當模式確定后， 系統(tǒng)、子系統(tǒng)及部件的設計應向高一級的方向發(fā)展。（4）效應效應指應用本領域，特別是其他領域的有關定律解決設計中的問題。如采用數學、化學、生物等領域中的原理，解決設計中的創(chuàng)新問題。（5）評價該階段將所求出的解與理想解進行比較，確信所作的改進不僅滿足了技術需 求而且推進了技術創(chuàng)新。TRIZ中的特性傳遞（feature transfer法可用于將多個解進行組合以改進系統(tǒng)的品質1分割11事先防范£減少有害作用的時 間31多孔材料2抽取12等勢221變害為利32顏色改變3

9、局部質量13反向作用23反饋33均質性4增加不對稱性14曲面化24借助中介物34拋棄或再生5組合15動態(tài)特性25自服務35物理或化學參數改變6多用性16未達到或過度的作用26復制36 |相變7嵌套17空間維數變化27廉價替代品37熱膨脹8重量補償18機械振動28機械系統(tǒng)替代38強氧化劑9預先反作用19周期性作用29氣壓和液壓結構39惰性環(huán)境10預先作用20有效作用的連續(xù)性30柔性殼體或薄膜40復合材料下面是對這40個創(chuàng)新原理的具體介紹，大部分創(chuàng)新原理包括幾種具體的應用方法。本節(jié)將對每個創(chuàng)新原理做簡單的介紹，并給出相應的應用實例。原理1.分割A把一個物體分成相互獨立的部分為不同材料（如玻璃、紙、

10、鐵罐等）的再回收設置不同的回收箱B將物體分成容易組裝和拆卸的部分組合家具C提高物體的可分性活動百葉窗替代整體窗簾原理2.抽取A從物體中抽出產生負面影響的部分或屬性，或者僅抽出物體中必要的部分或屬性空氣壓縮機工作，將其產生噪音的部分即壓縮機移到室外用光纖或光波導分離主光源，以增加照明點原理3.局部質量A將物體、環(huán)境或外部作用的均勻結構變?yōu)椴痪鶆虻膶⑾到y(tǒng)的溫度、密度、壓力由恒定值改為按一定的斜率增長B讓物體的不同部分各具不同功能瑞士軍刀（帶多種常用工具，如螺絲刀、起瓶器、小刀、剪刀等）C讓物體的各部分處于完成各自功能的最佳狀態(tài)在餐盒中設置間隔，在不同的間隔內放置不同的食物，避免串味原理4.增加不對

11、稱性A將物體的對稱外形變?yōu)椴粚ΨQ的引入一個幾何特性來防止元件不正確的使用（如電插頭的接地棒）為改善密封性，將0型密封圈的截面由圓形改為橢圓形B增加不對稱物體的不對稱程度為增強防水保溫性，建筑上采用多重坡屋頂原理5.組合A在空間上將相同物體或相關操作加以組合集成電路板上的多個電子芯片并行計算機的多個CPUB在時間上將相同或相關操作進行合并冷熱水混水器原理6.多用性A使一個物體具備多項功能，消除了該功能在其它物體內存在的必要性（進而裁減其他物體）牙刷的把柄內裝牙膏可移動的兒童安全椅，既可放在汽車內，拿出汽車外也可單獨作為兒童車企業(yè)中的有多種才能的人才原理7.嵌套A把一個物體嵌入另一個物體，然后將這

12、兩個物體再嵌入第三個物體, 此類推俄羅斯套娃可伸縮電視天線汽車安全帶B讓某物體穿過另一物體的空腔伸縮式天線原理8.重量補償A將某一物體與另一能提供升力的物體組合，以補償其重量用氫氣球懸掛廣告牌B通過與環(huán)境（利用空氣動力、流體動力或其他力等）的相互作用實現物 體的重量補償直升機的螺旋槳（利用空氣動力學）輪船應用阿基米德定律產生可承重千噸的浮力賽車安裝上阻流板用來增加車身與地面的摩擦力則使用了空氣動力學的 特征原理9.預先反作用A事先施加機械應力，以抵消工作狀態(tài)下不期望的過大應力酸堿緩沖溶液B如果問題定義中需要某種相互作用，那么事先施加反作用在灌注混凝土之前，對鋼筋預加應力原理10.預先作用A預先

13、對物體（全部或至少部分）施加必要的改變不干膠粘貼（只需揭出透明紙，即可用來粘貼）手術前將手術器具按所用順序排列整齊B預先安置物體，使其在最方便的位置開始發(fā)揮作用而不浪費運送時間在停車場安置的預付費系統(tǒng)建筑內通道里安置的滅火器原理11.事先防范A采用事先準備好的應急措施，補償物體相對較低的可靠性顯影劑可依據膠卷底片上的磁性條來彌補曝光不足降落傘的備用傘包航天飛機的備用輸氧裝置原理12.等勢A改變操作條件，以減少物體提升或下降的需要工廠中與操作臺同高的傳送帶巴拿馬運河的水閘原理13.反向作用A用相反的動作代替問題定義中所規(guī)定的動作將兩個套緊的物體分離，將內層物體冷凍（傳統(tǒng)的方法是將外層物體升溫）B

14、讓物體或環(huán)境可動部分不動，不動部分可動加工中心中變工具旋轉為工件旋轉健身器材中的跑步機C將物體上下或內外顛倒通過把杯子倒置從下邊噴入水來進行清洗原理14.曲面化A將物體的直線、平面部分用曲線或球面代替，變平行六面體或立方體結構為球形結構兩表面間引入圓倒角，減少應力集中B使用滾筒、球、螺旋結構千斤頂中螺旋機構可產生很大的升舉力圓珠筆和鋼筆的球形筆尖，使書寫流暢C改直線運動為旋轉運動，應用離心力洗衣機中的離心甩干機原理15.動態(tài)特性A調整物體或環(huán)境的性能，使其在工作的各階段達到最優(yōu)狀態(tài)飛機中的自動導航系統(tǒng)B分割物體，使其各部分可以改變相對位置裝卸貨物的鏟車，通過鉸鏈連接兩個半圓形鏟斗，可以自由開閉

15、，裝 卸貨物時張開，鏟車移動時鏟斗閉合折疊椅/筆記本電腦C如果一個物體整體是靜止的，使之移動或可動可彎曲的飲用麥管在醫(yī)療檢查中，使用撓性腸鏡原理16.未達到或過度的作用A如果所期望的效果難以百分之百實現，稍微超過或稍微小于期望效果， 會使問題大大簡化印刷時，噴過多的油墨，然后再去掉多余的，使字跡更清晰在孔中填充過多的石膏，然后打磨平滑原理17.空間維數變化A將物體變?yōu)槎S（如，平面）運動，以克服一維直線運動或定位的困難; 或過渡到三維空間運動以消除物體在二維平面運動或定位的問題螺旋梯可以減少占地面積B單層排列的物體變?yōu)槎鄬优帕辛⒔粯蛴∷㈦娐钒宓碾p層芯片C將物體傾斜或側向放置自動垃圾卸載車D利用

16、給定表面的反面雙面的地毯兩面穿的衣服E利用照射到鄰近表面或物體背面的光線蘋果樹下的反射鏡原理18.機械振動A使物體處于振動狀態(tài)電動振動剃須刀B如果已處于振動狀態(tài)，提高振動頻率（直至超聲振動）超聲波清洗C利用共振頻率超聲波碎石機擊碎膽結石D用壓電振動代替機械振動高精度時鐘使用石英振動機芯E超聲波振動和電磁場耦合超聲波振動和電磁場共用，在電熔爐中混合金屬，使混合均勻 原理19.周期性作用A用周期性動作或脈沖動作代替連續(xù)動作警車所用警笛改為周期性鳴叫，避免產生刺耳的聲音B如果周期性動作正在進行，改變其運動頻率用頻率調音代替摩爾電碼使用AM（調幅）,FM（調頻）,PWM（脈寬調制）來傳輸信息C在脈沖周

17、期中利用暫停來執(zhí)行另一有用動作醫(yī)用的呼吸機系統(tǒng)為：每五次胸廓運動，進行一次心肺呼吸 原理20.有效作用的連續(xù)性A物體的各個部分同時滿載持續(xù)工作，以提供持續(xù)可靠的性能汽車在路口停車時，飛輪儲存能量，以便汽車隨時啟動B消除空閑和間歇性動作后臺打印，不耽誤前臺工作原理21.減少有害作用的時間A將危險或有害的流程或步驟在高速下進行照相用閃光燈原理22.變害為利A利用有害的因素（特別是環(huán)境中的有害效應），得到有益的結果廢熱發(fā)電回收廢物二次利用，如再生紙B將兩個有害的因素相結合進而消除它們潛水中用氮氧混合氣體，以避免單用造成昏迷或中毒C增大有害因素的幅度直至有害性消失森林滅火時用逆火滅火（在森林滅火時，為

18、熄滅或控制即將到來的野 火蔓延，燃起另一堆火將即將到來的野火的通道區(qū)域燒光。）“以毒攻毒”原理23.反饋A在系統(tǒng)中引入反饋聲控噴泉自動導航系統(tǒng)B如果已引入反饋，改變其大小或作用在5公里航程范圍內，改變導航系數的敏感區(qū)域自動調溫器的負反饋裝置原理24.借助中介物A使用中介物實現所需動作用撥子彈月琴B把一物體與另一容易去除的物體暫時結合飯店上菜的托盤原理25.自服務A物體通過執(zhí)行輔助或維護功能為自身服務自清洗烤箱/自補充飲水機B利用廢棄的能量與物質原理26.復制A用簡單、廉價的復制品代替復雜、昂貴、不方便、易損、不易獲得的物 體虛擬現實系統(tǒng)，如虛擬訓練飛行員系統(tǒng)看電視直播，而不到現場B用光學復制品

19、（圖像）代替實物或實物系統(tǒng)，可以按一定比例放大或縮 小圖像用衛(wèi)星相片代替實地考察由圖片測量實物尺寸C如果已使用了可見光復制品，用紅外光或紫外光復制品代替利用紫外光誘殺蚊蠅原理27.廉價替代品A用若干便宜的物體代替昂貴的物體，同時降低某些質量要求（例如，工 作壽命）用一次性的物品，如一次性的餐具，清潔衛(wèi)生原理28.機械系統(tǒng)替代A用視覺系統(tǒng)、聽覺系統(tǒng)、味覺系統(tǒng)或嗅覺系統(tǒng)代替機械系統(tǒng)用聲音柵欄代替實物柵欄（如光電傳感器控制小動物進出房間）在煤氣中摻入難聞氣體，警告使用者氣體泄漏（替代機械或電子傳感 器）B使用與物體相互作用的電場、磁場、電磁場為混合兩種粉末，用電磁場代替機械震動使粉末混合均勻C用運動

20、場代替靜止場，時變場代替恒定場，結構化場代替非結構化場早期的通訊系統(tǒng)用全方位檢測，現在用特定發(fā)射方式的天線D利用帶鐵磁粒子的場作用用不同的磁場加熱含磁粒子的物質，當溫度達到一定程度時，物質變 成順磁，不再吸收熱量，來達到恒溫的目的原理29.氣壓和液壓結構A將物體的固體部分用氣體或流體代替，如充氣結構、充液結構、氣墊、 液體靜力結構和流體動力結構等氣墊運動鞋，減少運動對足底的沖擊汽車減速時液壓系統(tǒng)儲存能量，在汽車加速時再釋放能量運輸易損物品時，經常使用發(fā)泡材料保護原理30.柔性殼體或薄膜A使用柔性殼體或薄膜代替標準結構在網球場地上采用充氣薄膜結構作為冬季保護措施農業(yè)上使用塑料大棚種菜B使用柔性殼

21、體或薄膜，將物體與環(huán)境隔離用薄膜將水和油分別儲藏原理31.多孔材料A使物體變?yōu)槎嗫谆蚣尤攵嗫孜矬w（如多孔嵌入物或覆蓋物）為減輕物體重量，在物體上鉆孔，或使用多孔性材料B如果物體是多孔結構，在小孔中事先引入某種物質用海綿儲存液態(tài)氮原理32.顏色改變A改變物體或環(huán)境的顏色在暗室中使用安全燈，做警戒色B改變物體或環(huán)境的透明度感光玻璃，隨光線改變其透明度原理33.均質性A存在相互作用的物體用相同材料或特性相近的材料制成方便面的料包外包裝用可食性材料制造用金剛石切割鉆石，切割產生的粉末可以回收原理34.拋棄或再生A采用溶解、蒸發(fā)等手段拋棄已完成功能的零部件，或在系統(tǒng)運行過程中 直接修改它們可溶性的藥物膠囊火箭助推器在完成其作用后立即分離B在工作過程中迅速補充系統(tǒng)或物體中消耗的部分草坪剪草機的自銳系統(tǒng)自動鉛筆原理35.物理或化學參數改變A改變聚集態(tài)（物態(tài)）酒心巧克力，