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1,目录,2,创新问题解决理论与最佳概念设计-TRIZ 最终理想解与理想性 40个发明原则 技术矛盾 物理矛盾,3,4,5,6,第一节,创新问题解决理论与最佳概念设计-TRIZ,7,TRIZ简介,(Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch),创新问题解决理论,The Theory of Inventive Problem Solving (TRIZ),TRIZ，正体中文翻译为“萃思”，取其“萃取思考”之义,TRIZ 的发展历史,8,9,10,11,12,心理惯性,13,心理惯性说明了众所周知抗拒变化的现象，人们常局限在一个固定的轨迹上，不能够跳出盒子之外进行思考。 这个现象的一个后果就是当科技发生变化时，或当新的想法被提出时，常常被一些阻力所妨碍只能缓慢的被接受。,2种传统的创新方法,14,头脑风暴（BRAIN STORMING）。,在头脑风暴中产生想法，然后对想法进行过滤，效率底下，浪费时间。,15,2种传统的创新方法,2.尝试错误法(Trial and Error Method) :从尝试错误中寻求成功是发明家长久以来最常使用的创新问题解决方法，连发明天才爱迪也没有其他的捷径，其效率很低，以致陷于问题的同一层次中。,Trial and Error Method,16,TRIZ 演绎法,概念选取,分离原理,物理矛盾,使用39个参数,确认在系统级的矛盾,矛盾矩阵理论,技术矛盾,把设计后的理想性与现有的系统比较,与最终理想解相比较,实现,如果新系统的理想性是少于旧系统的理想性，应该继续问题解决。,应该向最终理想解逐步形成系统,细部设计,进化路线,17,人的进化路线,技术的进化路线？,技术进化路线的8个原则,18,生命周期曲线：曲线有助于预估 理想性递增：发展及评估产品概念 系统与系统部件不平均发展：分析次系统 环境动力和运用之增加：提高自由度 从复杂到简化 协调度增高 从宏观到微观 调整性、自我调整及自动化趋势,19,原则之四：环境动力和运用之增加,在系统的进化过程中，技术系统总是通过增加动态化和可控性而不断地得到进化。也就是说，系统会增加本身灵活性和可变性以适应不断变化的环境和满足多重需求。,电脑键盘的进化,20,原则之五：从复杂到简化,21,在进化过程中，技术系统总是趋向于具备更强的通用性和多功能性，这样就能提供便利和满足多种需求。,原则之七：从宏观到微观,22,在这个演变过程中，不同类型的场可以用来获得更好的系统功能，实现更好的系统控制。,原则之八：调整性、自我调整及自动化趋势,23,提高系统的自动化程度，减少人的介入。比如城市街灯，为增加其控制，经历了以下进化路径：专人开关 、 定时控制 、感光控制、 光度分级调节控制。,24,第二节,最终理想解与理想性,最终理想解 (IFR),25,在解决问题之初，首先抛开各种客观限制条件，通过理想化来定义问题的最终理想解(Ideal Final Result, IFR)，以确定理想解的方向和位置，保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解，从而避免了传统创新设计方法中缺乏目标的弊端，额外提升了创新设计的效率。,最终理想解 (IFR),26,一磅金子 在一个实验室里，实验者在研究热酸对多种金属的腐蚀作用，他们将 大约20个各种金属的实验块摆放在容器底部，然后泼上酸液，关上容器的 门并开始加热。实验持续约2周后，打开容器，取出实验块在显微镜下观 察表面的腐蚀程度。 “真糟糕，“实验室主任说，“酸把容器壁给腐蚀了。 “我们应该在容器壁上加一层耐酸蚀的材料，比如金子。”一位实验员说， “或者白金。”另一位实验员说。 “不行的，“主任说，“那需要大约1磅的金子，成本太高了!“ 突然，发明家诞生了! “为什么一定要用金子呢?”发明家说，“让我们看一下这个问题的模式 来找到理想答案。”,理想性是对IFR的进展衡量,27,开始,IFR,最终理想解,没有有害的副作用 无成本 满足使用者的需求,常用的方法,创新的方法,IFR问题定义/解决的思考程序,28,什么是系统的最终目标？(设计最终目的为何) 什么是理想化最终结果？(理想解是什么) 哪些事情阻止我们完成理想化最终结果 (达成理想解的障碍是什么) 这些事情为什么阻止我们完成理想化最终结果？(出现这障碍的结果是什么) 如何使前项“阻碍因素”消失？ (不出现这障碍的条件是什么) 可以使用哪些资源建构环境？ (创造这条件存在哪些可用资源) 是否已有其他产业或研究能解决此问题？,如何降低割草机的马达噪音?,29,割草机在割草时，发出噪音、消耗能源、产生空气污染、高速飞出的草有时会伤害到操作者。现在的第一任务是改进已有的割草机，解决噪音问题。传统设计中，为了达到降低噪音的目的，一般的设计者要为系统增加减震器等等的子系统，这不仅增加了系统的复杂性，而且增加的子系统也降低了系统的可靠性。显然，这不符合IFR的4个特点中的后2个。 试问： 什么是系统的最终目标？ 什么是理想化最终结果？,如何使草不会长高?,30,当传统工程的思考方式：如何降低割草机的马达噪音?时，从TRIZ最终理想结果(IFR) 角度思考，应该是如何不使用割草机?，进而转向思考如何使草不会长高?,练习,31,农场主人有一大片农场，饲养大量的兔子。兔子需要吃新鲜的青草，农场主人不希望兔子跑太远而看顾不到。现在的难题是：农场主人不大可能花钱请人割草，运回来喂兔子。 请问：这问题可以如何解？,练习参考答案,32,设计最终目的为何：兔子能够吃到新鲜的青草 理想解是什么：兔子永远能自己吃到青草 达成理想解的障碍是什么：为了防止兔子跑掉，农场用笼子养兔子。 出现这障碍的结果是什么：笼子不能移动，可被兔子吃到的草有限。 不出现这障碍的条件是什么：当兔子吃光笼下的草时，笼子可移动到有青草的草地上。 创造这条件存在哪些可用资源：可用的资源是兔子与笼子。 是否已有其他产业或研究能解决此问题：NA 解：给笼子装上轮子，兔子可以自己推着笼子移动，去不断的获得青草。,33,第三节,40个发明原则,40 发明原则_锦囊妙计,34,35,40发明原则在矩阵中使用的频率,原则_1.分割(Segmentation),36,原理说明：分割原理是虚拟或实际地将系统分割成几个部分的程序，以隔离或整合某种有害或有用的系统性质。在大部分的案例中，通过重新组装(整合)被分割的元件，以执行新的功能或解决问题。 原理活用：试着分割系统，以解决系统中具挑战难题的部分。 举例来说，假如系统有超重的难题，应评估如何分割此系统，使它变成数个较轻的子系统；若系统太大难以实际搬运，应寻找使各个零件变得容易处理的分割方法。 请谨记：分割原理不仅适用于几何观念，也可应用于非物理的领域，如心理上的分割及想法的整合。 分割原理可用于创造新颖或有用的系统性质，并能横跨各种尺度应用，从奈米尺度到银河般大的尺度。,37,分割物体为独立的零件 分离式内盒的奶粉分装盒 。 分割物体成为组合式的物件 在大项目中应用工作细分结构。 组合式家俱、拼装地垫 。 增加物体分割的程度 用软的百叶窗帘代替整幅大窗帘。 购物采分期付款。 云端运算 (Cloud-computing) 将集合庞大的运算作业， 拆成千百个较小的作业， 交给远端、多台服务器同时运算。,原则_1.分割(Segmentation),38,分割物体为独立的零件,将大型通风道的90度弯管分割成多个小管子， 改善空气流动，并减少涡流产生,原则_1.分割(Segmentation),39,原则_1.分割(Segmentation),分割物体成为组合式的物件,临时交通号志的电杆，是由有弹性、可折叠的接管 连接组成，以方便运送和安装,40,原则_1.分割(Segmentation),组合式挖掘爪,挖掘爪的磨损速度不一，更换成本增加,组合式挖掘爪可以个别更换,41,原则_1.分割(Segmentation),【图例】：可拆卸式直排轮溜冰鞋，卸下轮座后，鞋子直接当普通鞋子穿，可直接行走,【图例】：可以更換刷毛， 而不用整支拋棄， 省錢、方便、環保,原则_2.抽出(Taking out/Extraction),42,原理说明：分离原理是从整个系统中分离出中有害或有用的元件、性质;分离的方式可以是人为假想或实际分离。 原理活用： 辨认系统中有害或有用的元件、性质:分离后可增加系统价值，接着寻找此元件、性质的独特特征，使其容易被分离。 藉由分离原理，有许多方式可以增加价值；有时从系统中分离出来的元件，会比存在整个系统内更有价值。 例如，装饰在新居家中的旧谷仓横梁，比在旧谷仓内作为支撑的结构更具价值。,43,原则_2.抽出(Taking out/Extraction),例：使用录音机录制可使鸟被吓离机场的声音，此声音是从老鹰叫声中萃取出来。 可以应用为分离、萃取、移除，从物体中移除令人不快的零件或特性 无线电话(电话-线)、无线鼠标器(鼠标器-线)、无骨凤爪 由于压缩机用于压缩空气，所以将嘈杂的压缩机放在室外。 只保留想要的零件(特性) ，其余去除 传统的唱片或CD(不管喜不喜欢，必须购买整张) vs.mp3下载(分离出自己想听的曲子) 。 专为儿童所设计的四键手机,原则_3. 局部特性/局部质量(Local Conditions/Quality),44,原理说明：改变特定区域内某种东西(气体、液体或固体)的特性，以获得所需要的功能。 此原理或许称为最佳化资源(Optimal Resources)会更贴切。因为使用本原理时，是针对每个特定的区域或时间进行最佳化，或使特征变成非均匀一致。,45,原则_3. 局部特性/局部质量(Local Conditions/Quality),将相同成份或均质结构的物件或外在环境转变成不同成份或非均质结构 可放置冰块，但却不会冲淡饮料风味的冷水壶 。 采用温度、密度或压力的梯度，而不用恒定的温度、密度或压力。 使物件的各部份有不同的功能 带橡皮擦的铅笔。 多功能的工具，包括普通钳子、剥线钳、普通螺丝刀、十字螺丝刀和指甲剪等。 使物体的各部份处于最适合操作的状况 快餐饭盒中设置不同的间隔区来分别存放热、冷食物和汤。,原则_ 4. 不对称(Asymmetry),46,原理说明：不对称性原理包含从等方向性性质转换至非等方向性性质，反之亦然。等方向性为对称性质，不管量测方向或物件定位；非等方向性为非对称性质，或依物体定位、量测方向产生不同的性质。 原理活用： 先从目前系统为什么设计成对称的原因开始评估。大部分情形，对称设计只是因为过去向来如此设计，而不管是否较有效率。 例如，圆规是历史上最便利、普遍用来画圆的常见工具，所以许多元件就被画成圆形；只是因为画圆形比画其他形状容易。,47,原则_ 4. 不对称(Asymmetry),例：使轮胎靠外的一面更耐磨；用不对称形状的漏斗消除架桥现象 以不对称取代对称 模具设计中，对称位置的定位插销设计成不同直径，以防安装或使用中出错。 以客制化服务取代标准化服务。 如果一个物体已经不对称了，增加其不对称的程度 将圆形的垫片改成椭圆形甚至特别的形状来提高密封程度。 重力前倾锤锤头前倾，可以将重力的中心更多地转移到锤头) 。,48,如果一个物体已经不对称了，增加其不对称的程度。,电子式熔炉采用非对称方式安置电极，连续装填矿石及排出熔融的金属,原则_ 4. 不对称(Asymmetry),49,原则_5：结合(Merging),原理说明：将系统的机能、特色及元件重新整合，创造出新颖、令人满意或独一无二的特性。可结合原本不存在的机能创造出新的机能。 原理活用： 思考目前系统与其呈现的效能、功能。通常藉由添加或合并新的物质、技术进人旧系统，以改进物理系统的效能及功能。 这原理同样可运用在心理学、人力资源领域，能够改变人际关系或创造出新的人力资源才能。,50,原则_5：结合(Merging),例：旋转挖掘机的工作元件具有特别的蒸汽喷嘴以融化并软化结冻的土地。 同质的物体或产生连续作业的物体在空间上加以结合 平行处理计算器中的多个微处理器。 多层式碎纸剪刀 同质的或连续的作业在时间上加以结合 把百叶窗中的窄条连起来。 同时分析多项血液指针的医疗诊断仪器。 十三合一笔型瑞士刀 。 现代冷热水龙头，调温通过转动完成，将过去的2个龙头合并为一个龙头。,原则_6:多样性/多面(Universality),51,原理说明：使得物体或者物体的一部分实现多种功能，以替代其他部分的功能。 原理活用：多样性原理包含了 在空间或时间中，一致的特征、行动或条件。 一物体的使用方式相同，目的不同。 使用相同的物体、动作或特征，目的或使用方式不同。 应用相同的条件、特征于不同的物体、状况或动作等。 万用性原理相对于任何事物都是独立且用途有限的假设。,原则_6:多样性/多面(Universality),52,例:在白天为沙发而在晚上可转换为床的沙发椅、迷你客货车坐椅可调整成适合乘坐、睡觉或载货 具备多功能的物件，可消除对其他物体的需求 内部装有牙膏的牙刷柄。 将汽车上的小孩安全座位转变成小孩推车。 小组领导人充当记录员和记时员。 多功能沙发床： 沙发 变形 上下层床,原则_7：套叠(Nested doll),53,原理说明：套叠结构是使系统可紧密结合，或元件彼此紧密结合的一种性质。 原理活用: 人们通常较难接受套叠结构原理，因为它违反对现状的认知。观察并控制隐藏的假设，必须跳脱系统内部必定均匀一致或没有任何东西可以存在系统内部的思维限制。 以如何使用套叠结构原理增加系统价值的方式评估系统，通过不同的方向如水平、垂直、旋转或包含其他不同的方向思考套叠结构原理。 可应用套叠结构原理，将不同功能的物体以套叠结构方式整合成单一系统，产生具有多重与不同性质的系统。,54,原则_7：套叠(Nested doll),例：伸缩天线、可堆叠的塑料椅、内部可存贮笔心的自动铅笔 把物体放在其他物体之内 量杯或量匙。 俄罗斯玩偶娃娃。 伸展天线 扩充指示器 伸缩变焦镜头。 可收起的航空起落架 超市推车,55,【图例】：Casio 的超薄数位相机，使用套叠式伸缩镜头，可将镜头收纳在超薄机身中,原则_7：套叠(Nested doll),原则_8：配重(Anti-weight),56,原理说明：将一个物体与另一个能产生提升力的物体组合，来补偿其重量。或者与环境的相互作用来实现重量的补偿。 原理活用： 寻找平衡或相反的方式，寻找使偏离的事情回归正途的方法，通过相反的作用以平衡降低的效率。确定系统中何处是可修正的缺陷和程序的损失，寻找产生均匀分布的方法。 力学上的平衡原埋，如最常使用等量的偏移压载重量；利用空气、重力、流体等升力或效应，修正系统、母系统(super system)或环境中不想要的作用(如重量作用、力的强度) 。 这原理不只应用于力学，也可应用于商业、人际关系或其他领域(如化学)。对资产负债表的结存、资产赎回、契约宣告无效、无效宣判等进行补偿以维持平衡。,57,原则_8：配重(Anti-weight),反应器充填陶瓷圈时，因为投入之撞击力大，容易打破,充满液体时可以减缓下沉速度,原则_9.预先反作用力(Preliminary anti-action),58,原理说明：事先知道可能出错的地方，采取行动以消除、降低或防范错误的发生。 原理活用: 使用这原理消除、降低或防止产生未来不想要的机能、事件或条件。 例如，即使在执行有用功能的程序、实现有用的事件或创造有用的条件以达成想要的结果时，有些事情仍有可能出错。 一旦确认潜在的失效，就可采取事先行动，以移除、减少或防范潜在失效方式的发生。,59,原则_9.预先反作用力(Preliminary anti-action),例：安眠药外覆催吐剂，如果一次吞过量时就会造成呕吐 预先施加反作用力，以抵消工作状态下不期望的过大应力 在溶液中加入缓冲剂来防止高PH值带来的危害。 如果一个物体将受到拉力，事先给予压力 在浇注混凝土之前对钢筋进行预压处理。 在有害物揭露前进行掩饰：在身体的部分使用铅防护板可阻挡X 光。用保护胶带保护物体的某一部分免于着色。,原则_10.预先动作(Preliminary action),60,原理说明：在事件发生之前，预先行动。 原理活用： 预先行动原理通常应用于改进效能与安全、协助正常运作、减少痛苦、使事情更简单、获得情报、创造优势及简化流程。 评估系统或情境，找出具附加价值的行动可以在程序发生之前事先采取行动。,61,原则_10.预先动作(Preliminary action),例：美工刀片上的沟槽让使用者可以折断钝的刀片；管状固定剂的施工不美观，可以改为条状以便定量 事先完成全部或部份动作 早期的无孔齿邮票 vs. 1854年后的有孔齿邮票 把需要进行外科手术的所有器具一起预先消毒放在密封的盘上。 事先准备使物体可及时并在适当的地方作用 在及时系统的工厰以招牌，广告牌安排 甲地租车、乙地还车 。,62,原则_10.预先动作(Preliminary action),容易拆的石膏模,锯开石膏模时，容易使病人受伤。,预先安置锯子在石膏模中。,原则_11：预先补偿/事先缓和(Beforehand Cushioning),63,原理说明：预先准备、并了解没有任何事情是完美可靠的。 原理活用： 先承认没有任何事情是完美无瑕的事实。 在许多情况下，系统的可靠度可被管理。在复杂、高产量的系统中，可能产生无法接受的失效。假如不能完全排除失效，事先准备或修补低可靠度就变得很重要；同时针对有高风险及高成本失效的状况，进行事先准备。,64,原则_11：预先补偿/事先缓和(Beforehand Cushioning),为了补偿低可靠性的物体，可事先采取对策 成像膜上的磁条指引开发者对低的曝光进行补偿 预防热胀冷缩：桥面接缝 Email寄出前先拼字检查 降落伞、消防设施。,原则_12.等位性( Equipotentiality ),65,原理说明：等位能原理与三个主要概念有关，可单独使用，也可合并使用。 在系统或程序内所有的通过点，建立在同一个位能状态下已达成系统效益。 在系统内部建立相关性，使系统可以支持等位能状态。 建立连续与完全相连接的结合与关系。 原理活用： 等位能原理主要用于建立使用最少能量的程序，集中使用同一位能的方法通过程序或系统。同时，寻找建立等位能关联性的方法，这些等位能关联性也许是随机或抽象的，因为系统内部可能没有现存与直接的关系。最后，找出可以连续或完全连接的能量，用以支持等位能关系。,66,原则_12.等位性( Equipotentiality ),例： 改变工作的状况，那么物体就不需被举起降低 电子线路设计中，避免电位差大的线路相邻。 两个不同高度水域之间的运河上的水闸。 卡车卸货平台 工人在地沟更换汽车引擎机油(昂贵的升降设备就不需要了),67,原则_13.倒转/反向(The other way around),原理说明：以相反的方式行动，把里面转成外面、把上面转成下面。 原理活用： 这是TRIZ最重要的原理之一:逆向思考。假如某事物以某特定方式构成或作用，尝试通过相反的方式构成或执行操作，以避免伴随的问题。 例如： 物体的相反：物体不存在(物体相对于没有物体)或相反的物体(物质相对于反物质) 。 动作的相反：相反的动作(推向对于拉)或没有动作(动作相对于无动作) 。,68,原则_13.倒转/反向(The other way around),执行相反的行动，而不要被制式的行动所主导 解开一个粘在一起的物件，冷却里面的物件而不是加热外面的物件 使活动的部份或环境改变成固定，让固定的部份或环境改变成活动 将传统固定式的改成可调整升降之晒衣架 跑步机(在原地走路或跑步) 将物体上下颠倒 将容器反转，可使底部的液体流出。如洗发精。 颠倒容器(船运或铁路运输倒空谷物) 。,69,原则_13.倒转/反向(The other way around),【图例】：图为浮艇设计，其设计原理就是把一般的游艇设计上下颠倒，把透明的船舱设计在下面，如此一来，即可以下到底下的船舱，观赏海底世界,原则_14.曲率/球面化(Spheroidality),70,原理说明：使用曲线或球面的性质，取代直线的性质。 原理活用： 使用弯曲或球面的元件取代线性的元件，使用转动取代直线运动，使用滚轮、球或螺线。 此原理不只跟几何有关，也与改变许多看似线性的东西有关。例如，改变特性与参数成为非线性关系，转换成非线性座标、非线性讯号或非线性作用等。 技巧在于寻找线性情况、线性关系、直线、平面、立方体，继而评估假如转变成非线性状态时，可能产生如何的新功能。,71,原则_14.曲率/球面化(Spheroidality),例：鼠标器用球状结构将平面动作转换成向量 以曲线取代线性零件，以曲面取代平面，以球体取代立方体 在建筑学里用拱形和圆屋顶加强强度 使用滚筒、球、螺旋 Shoe wheel: shoe storage system 滚珠原珠笔提供流畅的墨水分配。 以旋转运动取代线性运动，利用离心力 在洗衣机里通过旋转衣服去除湿衣服的水,莫比乌斯环,72,原则_14.曲率/球面化(Spheroidality),比萨盒,平底易因重量而凹陷,拱形底增加强度和隔热,73,原则_15.动态(Dynamics),原理说明:使一系统、状态或特性，变成短暂、临时、可移动、可调整、具弹性或可变化的。 原理活用: 动态化原理就是可改变、移动及调整的原理。这原理通常用以处理与时间相关的问题。藉着使系统更动态化、使元件可移动、使系统的特征可弹性化、使系统能相容于不同应用与环境，来达到更大的成效。使一元件可执行多种功能或拥有更多的特征，尝试使几何形状具有变化的弹性、使物体可移动或可调整。 同时，探索若相同的元件执行多种功能时，会发生什么状况。假如一元件来回直线移动，也考虑使它转动。,74,原则_15.动态(Dynamics),使物体特性或其环境在作业的各阶段自动调整以达最佳结果 可调整的方向盘(或座椅，靠背或后照镜位置) 改变无法移动的物体为可移动或可互换 用来检查结肠的可挠性结肠镜 分割物体为可相对改变位置的元素 飞机机翼中可移动的襟翼，使机翼可在着陆、起飞或飞行时进行调整。 Justin Porcano 设计的双人沙发椅，可以随着热恋或冷战 而调整 。,75,原则_15.动态(Dynamics),【图例】：这款椅子，利用可随意摆放坐垫于你觉得适合的位置，大小也可以对调，可随个人需求调整垫子的位置,【图例】：落跑鬧鐘(迷走鬧鐘)設定的時間到時，會發出聲音，也會到處跑的鬧鐘。,76,原则_16：不足或超额的行动(Partial or excessive actions),原理说明：使用比需求更多的作用或物质来处理问题，或使用比需求更少的作用或物质来处理问题。 原理活用： 在无法达到精确数量的状况下，此原理是十分有价值的。在这种状况中探索以下机会以达成所想要的结果 尝试接受比正确所需要更多的量。 尝试使用比正确所需要更少的量。 考虑在使用较少的量之后，使用较多的量。 考虑在使用较多的量之后，使用较少的量。 接受较多存在的状况，选择性使用所需的部分。同时找一个方法，将过多的量转移到另一个系统或环境。,77,原则_16：不足或超额的行动(Partial or excessive actions),例：以浸涂方式对汽缸进行涂装，可是上了太多漆。多余的漆可以快速旋转圆柱体将它除去；为了从储藏柜均匀卸下金属粉末，贮藏器有一特殊的内藏漏斗，它可持续保持满溢状态以提供几乎固定的压力 如果不易获得100%期望效果，作得多一点或少一点可大大地简化问题。 测量一张纸的重量，先测量一百张纸的总重量，再除以一百，即可得到一张纸的重量。 当抹水泥时，先抹多一些，再以镘刀去除多余的水泥 。 卖东西时(例如顾客要买1公斤的糖)，一次次将货品慢慢加到目标区，使顾客有越来越多的感觉 。,78,原则_17.一维变多维(Another Dimension),改变一维的移动或安置方式为二维，改变二维方式为三维 平面停车场改为立体停车场。 扫描一个物体，以红外线鼠标器在三维空间移动，而不是在平面移动。 以多层的组合代替单层 6片CD的播放器 可增加播放时间和种类。 印刷电路板两面的电子元件,79,原则_18.机械振动( Mechanical vibration),原理说明：对于一个方法使用震动或周期性震荡，使它变成规则与周期性的变化。 原理活用： 考虑使用震动或周期性震荡的多种方法 使物体震动或周期性震荡 改变震动或周期性震荡的程度(频率或振幅) 结合超声波与电磁场 不仅于此，我们更深人探索此原理：不只是机械震动，这个原理还可与原理_15.动态化，和原理_19.周期性作用结合。例如，从直流电变成交流电会产生新的特性，如电磁波、电磁感应等。 同时，也不要理所当然认为稳定系统是最好的，发掘可控制不稳定性或可变化系统的优点。,80,原则_18.机械振动( Mechanical vibration),例：以振动手术刀取代传统手锯；振动铸造模以改善流动特性 让物体处于振动状态 电动剃须刀 使用物体的共振频率 用超声波共振来粉碎胆结石肾结石。 用压电振动器代替机械振动器 石英晶体振荡驱动高精度的钟表。 使用超声波和电磁场振荡结合 在高频炉里混合合金，使混合均匀。,81,原则_18.机械振动( Mechanical vibration),【图例】：Philips 的超声波电动牙刷，利用强力的摆动速度，通过流体动力来清洁牙齿，每分钟可达31,000 转，利用共振的原理，创造出动态流体强力清洁作用,82,原则_19.周期性动作(Periodic action),原理说明：改变施行作用的方式，达成所要的结果。 原理活用： 假如是连续的作用，考虑使它变成周期性或脉冲的方式。 假如一个作用已经是周期性或脉冲的方式，则考虑改变它的振幅或频率，接着考虑使用冲击改变作用。 另外，可考虑使用均匀或随机方式的振动或频率，以产生所想要的结果。 评估系统功能中的关键作用，找出方法达成所要的结果。每次修改一个作用以试探这些变化可能产生的新功能，也探索如何应用这些变化，使系统朝所想要的最终结果前进。,83,原则_19.周期性动作(Periodic action),例：冲击式扳手比连续施力要好；警告灯以闪光方式比连续亮着更引人注意 在脉冲间利用暂停来执行另一有用动作 在心肺复苏术中，每5次胸腔压缩后进行呼吸。 以周期性的动作或脉冲取代连续动作 用锤子重覆的击打某东西。 用脉冲声音代替连续的汽笛声。 脉冲式洒水机产生的水滴对土壤危害较小 轿车的ABS刹车系统。 如果已经是周期性的动作，改变它的频率 使用调频传递信息代替摩司电码,84,原则_20.有效动作的持续(Continuity of useful action),原理说明：建立连续性的作用或移除所有停滞、间接的运动，以增进效率。 原理活用： 任何变化性程序都可能对系统效应造成伤害，特别是从无到有或中断流动的程序。因此在动态系统中，寻找非动态的时间点或浪费的能量运动，并移除这些系统中静止的时间及浪费的能量或动作。,85,原则_20.有效动作的持续(Continuity of useful action),例：钻头的刀口允许正转及反转切削 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 整速轮(或者液压系统)在车辆停止的时候存贮能量，所以电动机可保持在最佳功率运转。 在工厂里，使处于瓶颈地位的工作持续地运行，达到最好的生产步调。 消除空闲的、间歇的行动和工作 打印机(来回打印)取代打字机(单次打印) 滚筒式油漆刷取代往复式油漆 用回转运动取代来回运动,86,原则_21.急速通过(Skipping/Rushing through),原理说明：假如某件事情在一定的速度会出差错，那就加快速度。 原理活用： 评估有害或危险的功能、事件及条件发生的原因等，寻找改变速度的方法。,87,原则_21.急速通过(Skipping/Rushing through),例：为了避免塑料管变形，以高速切割薄壁塑料管 高速完成有害或危险的动作 牙医使用高速电钻，避免烫伤口腔组织。 快速切割塑料，在材料内部的热量传播之前完成，避免变形。,“火中取栗的成语是说明一种什么道理?,88,原则_22.变害为益(Convert harm into Benefit/Turn lemons into lemonade),原理说明：想办法利用存在的有害因素增加价值 原理活用： 大自然没有定义孰为好坏，有用与有害的定义是来自于人类在某一时间点对该机能的解释。因此要运用这原理必须改变态度 辨认系统中任何有害的观点，决定如何转换不能使用的东西，使它能用以产生价值。特别是找出会带给环境负面冲击的东西，如废弃物、能量、信息、机能、空间和时间等。考虑藉着结合有害行为与另一个动作，以移除害处、解决问题。 假如你无法降低伤害至可接受的程度，尝试增加这伤害到更高的程度，使它不再成为一个问题。,89,原则_22.变害为益(Convert harm into Benefit/Turn lemons into lemonade),例：当砂或碎石在冷天运输时会凝固变硬，用液态氮使它过度凝固变脆而易于倾倒。 利用环境上的有害因素或效应以获得一个正面的效应 用废弃的热能来发电。 废轮胎变成儿童乐园地面的垫片 。 将两个有害的因素相结合，进而消除它们 在煤气中加入刺鼻气体，当外泄时可增加警示作用。 美容用的肉毒杆菌 。 增加有害动作的量直到它停止造成伤害 消防队员点燃逆火，以阻止森林大火蔓延 。,原则_22.变害为益(Convert harm into Benefit/Turn lemons into lemonade),90,你只身到了南极，你打算买两条雪橇犬，可是现在你只买到了一头牛和一只狼，怎么办？,91,原则_23.反馈(Feedback),原理说明：将系统的输出转回系统内部作为输入，可改进输出的控制。 原理活用： 将系统或状况的任何改变，提供可能用来修正动作的信息。 考虑任何有害或有用的改变，当作信息来源反馈机制。假如已使用过反馈，寻找改变反馈幅度的方法，也寻找目前回 影响系统的状况或方法。,92,原则_23.反馈(Feedback),加入反馈 音频电路里的自动音量控制。 旋转罗盘信号被用来控制简单的飞机自动驾驶。 统计制程管制(SPC)测量结果被用来决定何时修改制程(并不是所有的反馈系统都是自动的) 。 如果反馈已存在，则改变其反馈的方式 加油时，喷嘴运用感测压力的变化，决定油箱灌满的程度。这个反馈，来自油箱与加油管形状改变所产生的压力变化，以决定何时停止加油。,93,【图例】：ALESSI 的笛音壶，在水煮沸之后，可以发出“E与“B的声音，就如同音乐般的悦耳，以声音反馈提醒使用人，水已经煮开了。,【图例】：可显示出水温度之莲蓬头本提供一种具温度计形态，内部设置有一安插有防水型双金属温度计，无须电力可实时侦测显示出水,原则_23.反馈(Feedback),94,原则_24.中介物(Feedback),原理说明：在彼此不容的团体、事件或条件中，加入暂时性的连结，使用可轻易移除的中介介质或程序。 原理活用： 寻找彼此不相容或不匹配的机能或条件，接着考虑可作为系统间连结的中介质。 也可寻找在有害的动作、物体、机能、特色等之间的中介分离物质。,95,原则_24.中介物(Feedback),例：当通电流于液态金属时为减少能源损失，冷却电极的同时还采用具有低融熔温度的液态金属作为中介物。 利用一个中间物体去转换或完成一个动作 木匠的冲钉器用在榔头和钉子之间。 病毒藉由电子邮件散播。 语言翻译机有12普通话言的相互翻译功能 暂时地将一个物体和另一个连接在一起以方便将它移除 用托架把热盘子端到餐桌上。 啤酒把手，可保持冷却的温度,96,原则_25.自助(Self-service),原理说明：以系统的主要功能或操作，同步执行相关的功能或操作。 原理活用： 使系统的主要功能自主行动 在其他案例中，自助原理是量测程序，有反馈机制与修正系统不足的功能。在这种情况下，会与原理_23.反馈原理重叠。,97,原则_25.自助(Self-service),例：TEFAL 热感应设计的加热红心，Thermo Spot 当达到最佳烹调温度摄氏190度时，红心上的线条会完全消失，成为实心红点。 使物体能自己完成补充及修护作业 扫毒软件病毒码自动更新 高楼消防自动撒水系统 免电池的Forever Flashlight 手电筒 使材料和能源没有浪费 使用过程中的热産生电：气电共生 把动物废料当作肥料,98,原则_26.复制(Copying),原理说明：利用复制品或模型取代珍贵的东西。 原理活用： 以系统的可用率、高成本、易损坏元件为基础，评估系统或状况的限制条件，探索利用容易取得、低成本与耐用复制品的方法。记得考虑改变复制品的尺度。 同时，除了物理模型外，是否可以电脑模型、数学方式、流程表或其他的模拟作为复制品。,99,原则_26.复制(Copying),用简单、便宜的复制品取代复杂、昂贵、易脆、不方便的物体来操作 电脑虚拟实境代替昂贵的假日 女性用抱枕 以光学复制品，光学影像代替一个物体或系统，一个尺度能被用来缩小或放大影像 从空间图片来测量,取代从地面的测量 通过超声波扫描图来评估胎儿的健康，代替伤害风险的直接检测。 以红外线或紫外线复制取代可见光复制 用红外线检测热源获得图像，例如农作物疾病或安全系统入侵者。,100,原则_27.便宜寿命短的物体取代(Cheap short-living objects),原理说明：使用较便宜、简单或更易处理的物体，降低成本、增加方便性、提升使用寿命等。 原理活用： 有时也将这个原则称为可抛弃式原理。 将许多低成本的材料放在一起，以集合产生的性质，取代系统内的高成本材料。 同时，找出可用简单物体取代的复杂化物体。最后，考虑放弃一些想要的特性，如耐久性。,101,原则_27.便宜寿命短的物体取代(Cheap short-living objects),例：抛弃型纸尿布、纸裤、手机、眼镜、耳塞、医疗口罩 。 以便宜的物体取代昂贵的物体，在其他性能(如寿命)稍作妥协 使用简易的材料，避免清洗和存贮耐久物体的成本，汽车用塑料杯、轻便雨衣 。 使用一次性的纸用品，避免由于清洁和储存耐用品带来的费用，例如酒店的塑料杯、一次性尿布、多种一次性的医疗用品。,102,【图例】：此抛弃式马桶刷，刷头已经含有清洁剂，在刷完马桶后，蓝色的清洁剂将会用完，进而颜色变淡接近白色，此时只要将把手上的推钮往前推，即可将刷头丢弃，换一个新的刷头,原则_27.便宜寿命短的物体取代(Cheap short-living objects),103,原则_28. 机械系统替代(Mechanics substitution),原理说明：以物理场取代机械式的交互作用。机械装置、机构和机械系统是这个TRIZ原理最明显的应用，但此原理实际与改变或取代操作原理有关。 原理活用： 首先，注意使用物理场取代机械交互作用、机械装置、机构或机械系统。 假如没有机械系统可以取代置换，寻找是否可运用生物的感官方式(视觉/光学/听觉/声音/嗅觉/味觉)取而代之。例如，使用视觉或味觉取代机械系统。 同时，也考虑使用热、化学、电力、磁力或电磁场取代技术。,104,原则_28.机械系统替代(Mechanics substitution),例：为了增加金属和其涂装的热塑型材料的结合力，其方式是在金属施予一个电磁场 以视觉、听觉、嗅觉系统取代机械系统 红外线感应式垃圾桶 在天然气中加气味难闻的混合物，警告用户发生了泄漏，而不采用机械或电气类的传感器 以电场、磁场、电磁场使物体互相影响 使用感应钥匙代替传统钥匙 腰酸背痛、骨刺、脊椎侧弯等问题-反地心引力倒挂器 磁悬浮压缩机,105,原则_29.运用气压或水力(Pneumatics and hydraulics),原理说明：使用气体或液压取代系统的元件或功能。 原理活用： 利用系统可压缩或不可压缩的性质，改进系统。 系统中气体或液体的特性有许多用途。 是否可用气动或液压元件，取代经常出问题的元件？ 是否可经由场的使用产生更好的生产结果？ 可压缩性、流动、紊流、能量吸收的性质，在系统中是否有模拟的元件？,106,原则_29.运用气压或水力(Pneumatics and hydraulics),原理说明：使用气体或液压取代系统的元件或功能。 原理活用： 利用系统可压缩或不可压缩的性质，改进系统。 系统中气体或液体的特性有许多用途。 是否可用气动或液压元件，取代经常出问题的元件？ 是否可经由场的使用产生更好的生产结果？ 可压缩性、流动、紊流、能量吸收的性质，在系统中是否有模拟的元件？,107,原则_29.运用气压或水力(Pneumatics and hydraulics),例：使用气泡封套或类似泡沫的材料运送易碎产品。 以气体或液体取代一个物体的固体部份这些零件利用空气或水产生膨胀，或利用气体或液体产生缓冲。 充满凝胶体的鞋底填充物，使鞋穿起来更舒服。 充气式千斤顶。 运送搬家纸箱的气泡垫 汽车安全汽囊、气床、气垫,108,原则_30.柔性外壳和薄膜(Flexible shells and thin films),原理说明：使用薄膜或弹性可挠式薄膜取代传统元件。同时，使用薄膜或弹性薄膜隔离物体或它所在的环境。 原理活用： 评估系统内的传统元件，以何种形式的薄膜可以改进制程、降低成本或增加可靠度。 是否将问题从环境中隔离出来，即可产生解决方案？你会如何将薄膜或弹性薄膜运用在此？ 同时，思考使用薄的物体取代厚的物体。例如，有厚管壁的渠道可承受高压，但使用较薄材料卷成管子形状的渠道较轻，亦可执行同样的功能。,109,原则_30.柔性外壳和薄膜(Flexible shells and thin films),例：为了防止植物叶面水份的蒸发，通常在植物叶面表面上喷洒聚乙烯。由于聚乙烯薄膜的透气性比水蒸气好，可以促进植物的生长。 以弹性膜及薄膜更换原来的构造 弹性的折叠碗，适合野外，可当碗或茶杯喝水用。 隐形眼镜 以软性的薄膜将物体和外界环境隔离 防止灰尘的户外灯罩。 用网子把树罩起来，防止病虫害。,110,原则_31.使用多孔材料(Porous materials),原理说明：改变气体、液体、固体的状态，使其变得有孔隙。 原理活用： 物体介质可以变得有更多孔隙，藉着利用间隙、气泡、毛细管等。这些孔隙里没有任何东西或填满固体、液体、气体，以此提供一种或多种的功能。孔隙性同时也存在于多种阶层，从微观至巨观(钻头所钻的洞，或是蜂巢式的细胞)。 评估孔隙如何增加功能性。举例来说，孔隙可降低重量、携带冷却液、可使空气流通，作为过滤器等。 这原理不单指机械系统，甚至包含任何孔隙性的资源、物质、空间、时间、信息、场、机能等。例如，信息可以有间隙，时间也可以有间隙等。,111,原则_31.使用多孔材料(Porous materials),例：为了实现更好的冷却效果，机器上的一些零件内充满一种已经浸透冷却液的多孔材料。在机器运作的过程中，冷却液蒸发，可以提供均匀的冷却效果。 使物体多孔化或使用附加多孔元件的物体(嵌入件、盖等) 在结构物里钻孔减轻重量。 竹炭的多孔结构 、空气滤网。 假如物体有许多孔，则预先填充有用的物质 使用多孔渗水性的金属网通过毛细作用带走接头处的焊料 在海绵体中存贮氢气(汽车中的氢气燃气罐比存贮氢气更安全),112,原则_32.改变颜色(Color change),原理说明：改变物体或系统的颜色，以增加系统的价值或侦测问题。 原理活用： 改变系统或元件的色彩区隔系统的特征。 改变颜色如何增进侦测、改良量测或辨识位置？ 可能发别什么问题？ 状态如何改变，可以被显示出来？ 何种潜在能力能被视觉/外表控制？ 什么问题会被遮蔽？,113,原则_32.改变颜色(Color change),例：使用透明绷带，不须将包扎除去就能检查伤口。 改变一个物体或它周围事物的颜色 汽车隔热纸 。 贴在水族箱外的变色温度计。 婴儿用测温澡盆(以颜色显示温度)。 改变一个物体或它周围事物的透明程度或其可视性 热水瓶透明水位 。 使用颜色添加物或发光的元素，以改善事物的能见度。 研究水流试验中，给水加入颜料。 在不同辐射热下，改变物体的发光性质。,114,【图例】：此锅子利用不同材料对于温度产生颜色变化的特性设计，当锅子到达最适合料理的温度时，红色圆点上面的图案就会消失，让使用者可以清楚了解何时锅子到达最适合烹煮的热度,原则_32.改变颜色(Color change),115,原则_33.同质(Homogeneity),原理说明：假如两者或两者以上的物体或物质彼此交互作用，他们应由相同的材料、原料或信息所构成。 原理活用： 在系统中寻找使用这原理的方法：找出同质物体组成的可能性，及行动物体特征机能的一致性。 边缘化的一致性，意指一种或多种物质间的一致性，也就是说两种物质的材料必需足以接近而不会产生严重的损害。,116,原则_33.同质(Homogeneity),例：运送抛光粉的进料机表面是由相同材料所制成，这样可以持续复原进料机的表面而不会磨耗。 产生交互作用的物体，应使用同一种材料(或有相同性质的材料) 使用与容纳物相同的材料来制造容器，以减少发生化学反应的机会。 泥土加肥料做成的花盆。 使用可食用的杯子来装冰淇淋。,117,原则_34. 抛弃及再生 (Discarding and recovering),原理说明：系统的抛弃和可再生元件，事实上是将两个原理合而为一。抛弃原理是从系统中移除某些东西，再生原理是从系统中回复某些东西，提供再度使用。 原理活用： 在运用这个原理时，时间点是很重要的。一旦完成某种机能，立刻从系统中将它移除，或立刻将它回复以供再度使用。,118,原则_34. 抛弃及再生 (Discarding and recovering),例：枪发射后弹壳被弹出；完成功用后火箭推进器被分离 已执行完成功能的物体或系统的元件，能自行消失(溶解、挥发、抛弃) 维他命 E 与鱼肝油 软胶囊。胶囊不需要再崩解，可以直接溶解而后吸收。 当火箭升空后，推进器的燃料耗尽时与火箭脱离 可分解垃圾袋 动作中将已消耗或退化的零件，恢复其功能或形状(再生) 记忆型金属 (内衣) 验票闸门开启后会自动关上,119,【图例】：这款得到德国IF 2005 首奖的冰块搅拌棒，最主要是把搅拌棒与水一起结冰，等到完成结冰后，搅拌棒本身的外面就是冰块，利用搅拌棒去搅拌饮料时，冰块同时让饮料温度降低，等到搅拌完毕时，冰块也完全融化到饮料中,原则_34. 抛弃及再生 (Discarding and recovering),120,原则_35.变化物理或化学状态(Transformation of physical and chemical states),原理说明：改变物体或系统中的性质，以产生系统好处 原理活用： 系统或原理的性质，包括物理或化学的状态，密度、导电度、力学弹性、温度与几何等。 可利用多种策略，改变物体或系统的性质。几何的改变可增进在某方