张中月教授研究组

发明原理

阿奇舒勒先生通过对大量专利的研究、分析、总结,发现发明原理是客观存在的,如果掌握了这些原理,就可将其应用到各个行业中,帮助人们打破思维惯性,拓宽思路,激发非逻辑思维,找到具有创造性的问题解决方案。阿奇舒勒先生提炼出了TRIZ理论中最重要、具有普遍用途的40个发明原理。很多发明原理超越了领域的限制,打通了各个学科之间的壁垒,为各个领域的科学研究者开启了一条快速解决发明问题的通道。

原理1:分割

指导原则:把一个物体分成相互独立的部分;将物体分成容易组装和拆卸的部分组合;增加物体分割的程度。

原理2:抽取

指导原则:从物体中抽出产生负面影响的部分或属性,或者仅抽出物体中必要的部分或属性。

原理3:局部质量

指导原则:将物体、环境或外部作用的均匀结构变为不均匀的;让物体的不同部分各具不同功能;让物体的各部分处于完成各自功能的最佳状态。

原理4:非对称性

指导原则:将对称物体变为不对称的;如果已经是不对称的物体,增加其不对称性。

原理5:组合

指导原则:在空间上将相同物体或者相关操作加以组合;在时间上将相同或相关操作进行合并。

原理6:多用性

指导原则:使物体具备多项功能;消除了该功能在其他物体内存在的必要性。

原理7:嵌套

指导原则:把一个物体嵌入另一个物体,然后将这两个物体再嵌入第三个物体,依此类推;让某物体穿过另一物体。

原理8:重量补偿

指导原则:将某一物体与另一能提供升力的物体组合,以补偿其重量;通过与环境(利用空气动力、流体动力或其他力等)的相互作用实现物体的重量补偿。

原理9:预先反作用

指导原则:事先施加机械应力,以抵消工作状态下不期望的;如果问题定义中需要某种相互作用,那么事先施加反作用。

原理10:预先作用

指导原则:预先对物体(全部或至少部分)施加必要的改变;预先安置物体,使其在最方便的位置开始发挥作用而不浪费运送时间。

原理11:事先防范

指导原则:采用事先准备好的应急措施,补偿物体相对较低的可靠性。

原理12:等势

指导原则:改变操作条件,以减少将物体提升或下降的需要。

原理13:反向作用

指导原则:用相反的动作代替问题定义中所规定的动作;让物体或环境可动部分不动,不动部分可动;将物体上下或内外颠倒。

原理14:曲面化

指导原则:将物体的直线、平面部分用曲线或球面代替,变平行六面体或立方体结构为球形结构;使用滚筒、球、螺旋结构;改直线运动为旋转运动。

原理15:动态化

指导原则:使不动的物体可动或可自适应;将物体的结构分成既可变化又可相互配合的若干组成部分;自动调节物体,使其在各动作、阶段的性能最佳。

原理16:不足或过度的作用

指导原则:如果所期望的效果难以百分之百实现,稍微超过或稍微小于期望效果,会使问题大大简化。

原理17:一维变多维

指导原则:将物体变为二维(如平面)运动,以克服一维直线运动或定位的困难;或过渡到三维空间运动以消除物体在二维平面运动或定位的问题;单层排列的物体变为多层排列;将物体倾斜或侧向放置;利用给定表面的反射;利用照射到邻近表面或物体背面的光线。

原理18:机械振动

指导原则:使物体处于振动状态;如果已处于振动状态,提高振动频率(直至超声振动);利用共振频率;用压电振动代替机械振动;超声波振动和电磁场耦合。

原理19:周期性作用

指导原则:用周期性动作或脉冲动作代替连续动作;如果周期性动作正在进行,改变其运动频率;在脉冲周期中利用暂停来执行另一有用动作。

原理20:有效作用的连续性

指导原则:物体的各个部分同时满载持续工作,以提供持续可靠的性能;消除空闲和间歇性动作。

原理21:减少有害作用的时间

指导原则:将危险或有害的流程或步骤在高速下进行。

原理22:变害为利

指导原则:利用有害的因素(特别是环境中的有害效应),得到有益的结果;将两个有害的因素相结合进而消除它们;增大有害因素的幅度直至有害性消失。

原理23:反馈

指导原则:在系统中引入反馈;如果已经引入反馈,改变其大小或作用。

原理24:借助中介物

指导原则:使用中介物实现所需动作;把一物体与另一容易去除的物体暂时结合。

原理25:自服务

指导原则:物体通过执行辅助或维护功能为自身服务;利用废弃的能量与物质。

原理26:复制

指导原则:用简单、廉价的复制品代替复杂、昂贵、不方便、易损、不易获得的物体虚拟现实系统;用光学复制品(图像)代替实物或实物系统,可以按一定比例放大或缩小图像;如果已使用了可见光复制品,用红外光或紫外光复制品代替。

原理27:廉价替代品

指导原则:用若干便宜的物体代替昂贵的物体,同时降低某些质量要求。

原理28:机械系统替代

指导原则:用视觉系统、听觉系统、味觉系统或嗅觉系统代替机械系统;使用与物体相互作用的电场、磁场、电磁场混合两种粉末;用运动场代替静止场,时变场代替恒定场,结构化场代替非结构化场;利用磁和铁粒子组合使用。

原理29:气压和液压结构

指导原则:将物体的固体部分用气体或流体代替。

原理30柔性壳体或薄膜

指导原则:使用柔性壳体或薄膜代替标准结构;使用柔性壳体或薄膜,将物体与环境隔离。

原理31:多孔材料

指导原则:使物体变为多孔或加入多孔物体(如多孔嵌入物或覆盖物);如果物体是多孔结构,在小孔中事先引入某种物质。

原理32:改变颜色

指导原则:改变物体或环境的颜色;改变物体或环境的透明度。

原理33:均质性

指导原则:存在相互作用的物体用相同材料或特性相近的材料制成。

原理34:抛弃和再生

指导原则:采用溶解、蒸发等手段抛弃已完成功能的零部件,或在系统运行过程中直接修改它们;在工作过程中迅速补充系统或物体中消耗的部分。

原理35:物理或化学状态变化

指导原则:改变聚集态(物态);改变浓度或密度;改变柔度;改变温度。

原理36:相变

指导原则:利用物质相变时产生的某种效应。

原理37:热膨胀

指导原则:使用热膨胀或热收缩材料;组合使用不同热膨胀系数的几种材料。

原理38:强氧化剂

指导原则:用富氧空气代替普通空气;用纯氧代替空气;将空气或氧气进行电离辐射;使用离子化氧气;用臭氧代替含臭氧氧气或离子化氧气。

原理39:惰性环境

指导原则:用惰性环境替代通常环境;使用真空环境。

原理40:复合材料

指导原则:用复合材料代替均质材料。