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第一讲：创新方法与自主创新第二讲：发明问题解决理论TRIZ,中北大学王宗彦,阳泉市首届创新方法培训会,第一讲：创新方法与自主创新,内容,一、创新方法的内涵二、创新方法工作的重要意义三、创新方法的现状和问题四、国家创新方法工作总体思路,科学是随着研究方法所获得的成就前进的。-巴甫洛夫科学方法是通向绝对知识或真理的唯一道路。-卡尔皮尔逊科学思维、科学方法与科学工具的创新与突破已经成为科学技术发展与进步的重要源泉。,一、创新方法的内涵,孙子兵法总结集成了打仗的谋、略、技巧和套路，是集军事方法之大成的杰出成果。,科学重大发现与科技进步也蕴涵着丰富的谋、略、技巧与套路，即“创新方法”,科学思维科学方法科学工具,二、创新方法工作的重要意义,科学思维的创新是科学研究取得突破性、革命性进展的先决条件。,以交通工具的发展变化为例,科学思维始终贯穿于科学研究的全过程。没有思维的创新，就不可能有科技的进步。,二、创新方法工作的重要意义,科学方法的创新是取得科技重大进步的必由之路。近代以来，科学方法的创新与科技进步间的关系更加密切。,人类基因组测序方法及其效率,二、创新方法工作的重要意义,科学的进步在很大程度是被科学仪器的发明所推动的。,科学工具的创新是开展科学研究和实现发明创造的必要手段。,前苏联和欧美等发达国家企业通过TRIZ培训和推广应用，实现了研发设计的思维方式创新，使得企业技术创新的能力和效率得以大大增强。,爱迪生实验发明灯泡用了1600多种金属材料和6000多种飞金属材料，经历了50000多次失败。这一方面反映了爱迪生的勤奋和努力、另一方面也说明传统创造思维方式试错法的效率低下。,三、创新方法工作的现状与问题,十六世纪以前，我国的科学技术一直走在世界的前列。近代科学发端以来，我国却在科学技术领域远远落后于西方世界，甚至与日韩等亚洲国家和地区的差距也在明显加大。导致我国近、现代科学技术落后有许多原因，其中，对科学思维、科学方法和科学工具工作的重视不够是最重要的原因。,创新能力体现,自主创新能力是提升我国科技发展水平和国家核心竞争力的关键所在。创新体系:党的十六届五中全会明确提出：要建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系。创新制度(体制机制,环境资源配置,集成,转化,)创新人才(发现,使用,培育,锻炼,凝聚,成就)创新文化(创新激励,干,干成,干好事业的舞台和氛围),三、创新方法工作的现状与问题,问题一：科学思维培育不够创新思维与创新精神培养缺位目前应试式的教育体系、灌输式的教学方法抑制了学生的创新思维和创新精神。科研活动创新思维不足，自主创新研究成果少跟踪模仿为主，自主创新较少。多数学科发展滞后，属于世界领先的学科很少；中国申请人在世界知识产权组织的PCT专利申请只占总量的0.96%。尊重科学、崇尚科学的氛围不够科学精神与科学氛围仍然不足，不按照科学规律办事的问题仍普遍存在。,三、创新方法工作的现状与问题,问题二：科学方法研究与应用不够科技界关于科学方法的意识薄弱科研活动中，忽视研究方法的规范性、创新性；国内学术期刊很少发表关于研究方法和哲学思考类的理论性论文。对科学方法的研究不够仅限于对国际科学方法的跟踪、了解，缺乏对前沿方法的前瞻性研究；科学方法的研究与应用严重脱节，“写科学方法的书只给自己看”。企业技术创新能力不足，缺乏科学创新方法企业的技术创新能力薄弱。2005年，国内发明专利申请占专利申请总量的24.4%，发达国家在85.8%以上。,三、创新方法工作的现状与问题,问题三：具有自主知识产权的科学仪器设备匮乏自主研发投入少，核心技术匮乏“十五”期间，国家主体科技计划用于“科学仪器设备研制与开发”项目的经费只有0.85亿元，仅占三大科技计划经费的千分之二和科学仪器购置经费的百分之一。科学仪器水平与发达国家存在明显差距高档科学仪器，基本处于空白；中档科学仪器，国产设备稳定性和重现性不高，软件配套性较差，占有率小。主要依靠进口，科学研究“空芯化”现象严重每年科学仪器固定资产投资中60%用于进口设备，其中精密仪器、生命科学仪器、大型科学仪器等高技术含量的产品更是90以上。,三、创新方法工作的现状与问题,问题四：在创新政策环境还不完善虽然近年来，我国科学研究与发展（R&D）经费投入不断增加，但与发达国家以及同等发展水平的发展中国家相比，我国科技投入水平还不高。据统计，我国研发经费仅相当于美国的8%；全国从事研究开发人员年平均经费分别只有韩国的14%和日本的8%。在发达国家，公共财政支持科技发展的经费中有40%用于支持科学方法和科学仪器。而在我国，国家主体科技计划对这方面研究项目的支持几乎为零。,问题五：评价方法有待改进目前我国科技成果评价方式也不利于创新方法的发展。科研院所对科研人员研究能力的评价标准不全面，过分地重视SCI而忽视一些基础性或方法上的重要问题。以诺贝尔奖为例，诺贝尔奖的得1/3是通过科学发现、理论推导得奖；有1/3是通过方法上的创新、方法思路上的创新得奖。还有1/3通过科学仪器、科学手段、科学工具上的创新。而在我们的科技布局上，更多瞄准了第一个1/3，把后两个1/3相对忽略了。,三、创新方法工作的现状与问题,四、国家创新方法工作的总体思路,创新方法工作是一项浩瀚的科学工程，也是一项宏大的国民素质工程，是从源头上推动自主创新国家战略实施的基础性工作。创新方法工作是国家科技创新的重要组成部分，是落实国家中长期科技规划纲要的重大措施。,四、创新方法工作的总体思路,（一）总体目标通过科学思维、科学方法、科学工具的创新工作，可以更好的发现问题、寻求有效的解决问题的途径、方法和工具，从而更好的促进科技创新和提升自主创新能力。,四、创新方法工作的总体思路,（二）总体指导思想：-抓住科学思维、科学方法、科学工具“三个层面”；-重点面向科研机构、企业、教育系统“三个对象”；-实现技术创新、管理创新和体制创新“三个创新”；采取“培训先行”、“试点先行”的策略，积累经验。温总理：自主创新，方法先行,第二讲：发明问题解决理论TRIZ矛盾问题与创新原理,主题大纲,引言：神奇的点金术TRIZ,冷战时期，美国为首的西方国家的特工与前苏联的克格勃曾经进行过无数次惊心动魄的间谍战，其中一次就是围绕被称为神奇的“点金术”展开的。因为美国、德国等西方国家惊异于前苏联在军事、工业等方面的创造能力，他们把创造这种奇迹的神秘武器称为“点金术”，可结果强大的克格勃使欧美国家只能望“术”兴叹。那么这种神奇的“点金术”到底是什么呢？它为什么有这么大的威力？这个“点金术”就是当前世界上著名的发明问题解决理论，被简称为TRIZ理论。,引言：TRIZ的含义,TRIZ的含义是发明问题解决理论是原俄文字母的缩写，并按ISO/R9-1968E规定，转换成拉丁文的首字母缩写TeoriyaResheniyaIzobretatelskikhZadatch,TRIZ,来源:百度-百科名片TRIZ意译为发明问题的解决理论。TRIZ理论成功地揭示了创造发明的内在规律和原理，着力于澄清和强调系统中存在的矛盾，其目标是完全解决矛盾，获得最终的理想解。它不是采取折衷或者妥协的做法，而且它是基于技术的发展演化规律研究整个设计与开发过程，而不再是随机的行为。实践证明，运用TRIZ理论，可大大加快人们创造发明的进程而且能得到高质量的创新产品。,引言：TRIZ理论创始者根里奇阿奇舒勒,根里奇阿奇舒勒G.S.Altshuller（19261998）是前苏联的一位天才发明家和创造创新学家，于1946年创立的TRIZ理论明确指出：一旦我们对大量的好的专利进行分析，提炼出问题的解决模式，我们就能够学习这些模式，从而创造性地解决问题。,引言:矛盾分析是TRIZ核心方法,通过对大量发明专利的研究，阿奇舒勒发现，真正的“发明”(指发明级别为第二级、第三级和第四级的专利)往往都需要解决隐藏在问题当中的矛盾。于是，阿奇舒勒规定：是否出现矛盾(又称“冲突”)，是区分常规问题与发明问题的一个主要特征。因此，我们可以简单地认为，如果问题中不包含矛盾，那么这个问题就不是一个发明问题(或TRIZ问题)。,从20世纪40年代中后期到70年代初期，阿奇舒勒和他的同事们查阅了世界各国的大量专利，并从中挑选出了那些成功地解决了矛盾的专利进行研究。通过对这些专利的分析，提出了40个发明原理。这40个发明原理是解决技术矛盾的独特工具。发明原理及其所包含的指导原则为我们提供了大约90种解决发明问题的方法。,引言:矛盾分析是TRIZ核心方法,阿奇舒勒对250万份发明专利进行研究、分析、总结、提炼出具有普遍用途的40个发明原理哲学原理:从特殊到一般(250万个特殊-40个一般)设计者掌握这40个发明原理：可以大大提高发明效率、缩短发明周期，使发明更具有可预见性。哲学原理:从一般到特殊(40个一般无限个发明问题),引言：TRIZ的哲学思考,用有限的40条原理来解决无限的发明问题。,为何发明创新如此困难呢？是我们的知识太贫乏了，还不足以实现创新？事实上，我们完全具备创新所需要的知识，可是我们不知道该如何使用这些知识。面对包含矛盾的问题，常规的逻辑思维往往无能为力。TRIZ就是我们所需要的思维方法，它的出发点是从根本上解决矛盾。TRIZ建议我们不要回避矛盾。相反，要找出矛盾并激化矛盾！,引言:矛盾分析是TRIZ核心方法,如何将隐藏在问题中的矛盾抽取出来，是一项复杂而困难，但又无法回避的问题。经验丰富的TRIZ专家与一般TRIZ使用者之间最大的差别之一，就是抽取和定义矛盾的能力。在实践过程中，只有经过不断的练习和总结，才能使这种能力得到提升。,引言:矛盾抽取-难,主题引导,课程位置,一、矛盾概述,【案例】自相矛盾韩非子难势有个卖盾和矛的楚国人，夸他的盾说：“我的盾坚固无比任何锋利的东西都穿不透它。”又夸耀自己的矛说：“我的矛锋利极了什么坚固的东西都能刺穿。”有人问他：“用您的矛来刺您的盾，结果会怎么样呢？”那人张口结舌一句话也答不出来。,此典故以“自相矛盾”比喻语言、行动前后不一致或互相抵触。,一、矛盾概述,一、矛盾概述,1、矛盾涵义含义：事物自身包含的既对立又统一的关系叫做矛盾。简言之，矛盾就是对立统一。事物的矛盾法则，即对立统一的法则，是唯物辩证法的最根本的法则。【案例】,武器（导弹与反导弹）,交通（汽车与道路）,一、矛盾概述,毛泽东矛盾论的主要观点两种宇宙观：辩证法与形而上学；矛盾的两种特性：矛盾的普遍性与特殊性；矛盾的两个方面：主要矛盾与次要矛盾；矛盾法则：矛盾的对立统一法则。,一、矛盾概述,2、矛盾特性【互动案例】列举三例生活中无处不在的矛盾？,一、矛盾概述,3、TRIZ的矛盾分类,技术矛盾,物理矛盾,二、技术矛盾,（一）矛盾概述,【视频案例】塔科马大桥塔科马大桥，位于美国华盛顿州塔科马海峡，1940年7月1日建成通车，当时居世界第三，但是只通车4个多月，1940年11月7日戏剧性地被微风摧毁，这一幕正好被一支摄影队拍摄了下来，该桥因此声名大噪。,【原因分析】,恶化：强度,改善：密度,技术矛盾含义,1、含义技术矛盾是在一个技术系统中两个参数之间的矛盾，改善系统的某一个参数，导致另一个参数的恶化。符号表示：A+，B-；B+，A-即两个参数之间改善A参数，导致B参数发生恶化；或改善B参数，导致A参数发生恶化。【案例】生活中您遇到过这样的问题吗？1、桌子问题。如果桌子强度增加，导致重量增加；如果桌面面积增加，导致体积增大。2、“慢工出细活”。在工作时，干的细致（加工精度高），干的速度就慢（时间损失多）。,技术矛盾实例1,汽车,技术矛盾实例2,显示器,技术矛盾参数,2、参数说明（1）技术矛盾的参数用词是不同的。（2）技术矛盾的参数关系是彼此相互依赖、相互制约的。（3）技术矛盾的参数描述是改善（系统性能朝“好的”方向发展），恶化（导致另一参数朝“差的”方向发展）（4）技术矛盾表示方式：改善参数VS恶化参数3、参数类型阿奇舒勒总结出39个工程参数类型：A类：通用物理和几何参数，15种，如重量、面积；B类：通用消极参数，11种，如能量损失、物体有害因素；C类：通用积极参数，13种，如功率、自动化程度。,39个通用工程参数,通用工程参数的作用与意义,具体问题,标准问题,通用工程参数,解决问题,桥梁,金钥匙,作用意义,39个通用工程参数是阿奇舒勒通过大量专利文献分析后总结出的，用以抽象描述工程领域出现的大部分技术矛盾的参数。可以说，通用工程参数是连接具体问题与TRIZ的桥梁，是打开解题之门的第一把“金钥匙”。由此将具体问题转化为标准的TRIZ问题。,芝麻，开门吧！,39个通用工程参数详解（1）,1、运动物体的重量解释：重力场中的运动物体，作用在防止其自由下落的悬架或水平支架上的力。重量常常表示物体的质量。【示例】1、战斗机2、重型卡车3、轮船4、动车机组,39个通用工程参数详解（2）,2、静止物体的重量解释：重力场中的静止物体，作用在防止其自由下落的悬架、水平支架上或者放置该物体的表面上的力。重量常常表示物体的质量。【示例】1、杯子；2、钢笔；3、轴承；4、机器,39个通用工程参数详解（3）,3、运动物体的长度解释：运动物体上的任意线性尺寸，不一定是最长的，它不仅仅是一个系统的两个几何点或零件之间的距离，而且可以是一条曲线的长度或封闭环的周长。【示例】1、车身长度；2、钢圈周长；3、机翼曲线,39个通用工程参数详解（4）,4、静止物体的长度解释：静止物体上的任意线性尺寸，不一定是最长的，它不仅仅是一个系统的两个几何点或零件之间的距离，而且可以是一条曲线的长度或封闭环的周长。【示例】1、钢钉长度；2、旋转楼梯；3、花盆周长,39个通用工程参数详解（5）,5、运动物体的面积解释：运动物体被线条封闭的一部分或者表面的几何度量，或者运动物体内部或外部表面的几何度量。面积是填充平面图形的正方形个数来度量的，如面积不仅可以是平面轮廓的面积，也可以是三位表面的面积，或一个三维物体所有平面、凸面或凹面的面积之和。【示例】1、降落伞面积2、篮球面积,39个通用工程参数详解（6）,6、静止物体的面积解释：静止物体被线条封闭的一部分或者表面的几何度量，或者运动物体内部或外部表面的几何度量。面积是填充平面图形的正方形个数来度量的，如面积不仅可以是平面轮廓的面积，也可以是三位表面的面积，或一个三维物体所有平面、凸面或凹面的面积之和。【示例】1、活性炭面积2、房屋面积,39个通用工程参数详解（7）,7、运动物体的体积解释：以填充运动物体或者运动物体占用的单位立方体个数来度量。体积不仅可以是三维物体的体积，也可以是与表面结合、具有给定厚度的一个层的体积。【示例】1、子弹体积；2、座舱空间；3、,39个通用工程参数详解（8）,8、静止物体的体积解释：以填充静止物体或者静止物体占用的单位立方体个数来度量。体积不仅可以是三维物体的体积，也可以是与表面结合、具有给定厚度的一个层的体积。【示例】1、电冰箱2、石材花岗石,39个通用工程参数详解（9）,9、速度解释：物体的速度或效率，或过程、作用与时间之比。【示例】1、刘翔跨栏第一2、高速列车,39个通用工程参数详解（10）,10、力解释：物体（或系统）间相互作用的度量。在牛顿力学中力是质量与加速度之积。在TRIZ中力是试图改变物体状态的任何作用。【示例】1、锤子的力；2、万吨水压机,39个通用工程参数详解（11）,11、应力或压强解释：单位面积上的作用力，也包括张力。例如，房屋作用于地面上的力，液体作用于容器壁上的力，气体作用于气缸活塞上的力。压强也可以理解为无压强（真空）。【示例】1、房屋压力；2、消防容器；3、液化气罐。,39个通用工程参数详解（12）,12、形状解释：形状是一个物体的轮廓或外观。形状的变化可能表示物体的方向性变化或物体在平面或空间两方面的形变。【示例】1、弹簧2、轮胎,39个通用工程参数详解（13）,13、物体组成的稳定性解释：物体的组成和性质（包括物理状态）不随时间变化的性质。物体的完整性或者组成元素之间的关系。磨损、化学分解及拆卸都代表稳定性的降低，增加物体的熵就是增加物体的稳定性。【示例】1、标准件2、油漆涂料,39个通用工程参数详解（14）,14、强度解释：物体在外力作用下抵制使其发生变化的能力，或者在外部的影响下抗破坏（分裂）和不可逆变形的性质。【示例】1、桌子的强度2、混凝土强度试验,39个通用工程参数详解（15）,15、运动物体的作用时间解释：运动物体具备其性能或者完成作用的时间、服务时间，以及耐久力等。两次故障之间的平均时间也是作用时间的一种度量。【示例】1、汽车撞击试验；2、火箭发射,39个通用工程参数详解（16）,16、静止物体的作用时间解释：静止物体具备其性能或者完成作用的时间、服务时间，以及耐久力等。两次故障之间的平均时间也是作用时间的一种度量。【示例】1、时光；2、时代-智利复活岛石雕,39个通用工程参数详解（17）,17、温度解释：物体所处的热状态，代表宏观系统热动力平衡的状态特征。还包括其他热参数，比如影响温度变化速率的热容量。【示例】1、保温瓶温度；2、露天温泉,39个通用工程参数详解（18）,18、照度解释：照射到某一表面上的光通量与该表面面积的比值。也可以理解为物体的适当亮度、反光性和色彩等。【示例】1、采光天幕雨棚；2、激光切割机,39个通用工程参数详解（19）,19、运动物体的能量消耗解释：运动物体执行给定功能所需的能量。经典力学中能量指作用力与距离的乘积。包括消耗超系统供应的能量。【示例】1、跑步机上运动；2、汽车耗油,39个通用工程参数详解（20）,20、静止物体的能量消耗解释：静止物体执行给定功能所需的能量。经典力学中能量指作用力与距离的乘积。包括消耗超系统供应的能量。【示例】1、大桥亮化工程；2、CPU风扇,39个通用工程参数详解（21）,21、功率解释：物体在单位时间内完成的工作量或消耗的能量。【示例】1、灯泡瓦数；2、拖拉机的马力（东方红LX950）,39个通用工程参数详解（22）,22、能量损失解释：做无用功消耗的能量。减少能量损失有时需要应用不同的技术来提升能量利用率。【示例】1、索普鲨鱼皮泳衣；2、无用的汽车天窗,39个通用工程参数详解（23）,23、物质损失解释：部分或全部、永久或临时的物体材料、物质、部件或者子系统的损失。【示例】1、泵的机械损失；2、墨西哥湾漏油事件,39个通用工程参数详解（24）,24、信息损失解释：部分或全部、永久或临时的系统数据的损失，后者系统获取数据的损失，经常也包括气味、材质等感性数据。【示例】1、UPS防信息损失；2、股市小道消息,39个通用工程参数详解（25）,25、时间损失解释：一项活动持续的时间。改善时间损失一般指减少活动所费时间。【示例】1、萨默斯开会打瞌睡；2、对牛弹琴,39个通用工程参数详解（26）,26、物质的量解释：物体（或系统）的材料、物质、部件或者子系统的数量，它们一般能被全部或部分、永久或临时改变。【示例】1、电脑部件,39个通用工程参数详解（27）,27、可靠性解释：物体（或系统）在规定的方法和状态下完成规定功能的能力。可靠性常常可以理解为无故障操作概率或无故障运行时间。【示例】1、日本的核电站2、北京奥运火炬,39个通用工程参数详解（28）,28、测量精度解释：系统特征的测量结果与实际值之间的偏差程度。比如减小测量中的误差可以提高测量精度。【示例】1、称重精度；2、博尔特与电子计时合影,39个通用工程参数详解（29）,29、制造精度解释：所制造产品的性能特征与图纸技术规范和标准所规定参数的一致性程度。【示例】1、精准加工；2、五轴重切削小型立式加工中心,39个通用工程参数详解（30）,30、作用于物体的有害因素解释：环境（或系统）其他部分对于物体的（有害）作用，它使物体的功能参数退化。【示例】1、人被车撞伤2、电脑伤眼睛,39个通用工程参数详解（31）,31、物体产生的有害因素解释：降低物体（或系统）功能的效率或质量的有害作用。这些有害作用一般来自物体或作为其操作过程一部分的系统。【示例】1、汽车排放的尾气；2、废液污染环境,39个通用工程参数详解（32）,32、可制造性解释：物体（或系统）制造构建过程中的方便或者简易程度。【示例】1、轻钢结构厂房2、钢梁一钢筋砼预制板杨浦大桥,2019/12/14,78,可编辑,39个通用工程参数详解（33）,33、操作流程的方便性解释：操作过程中需要的人数越少、操作步骤越少，以及工具越少，代表方便性越高，同时还要保证较高的产出。【示例】1、无人值守变电站；2、傻瓜数码相机,39个通用工程参数详解（34）,34、可维修性解释：一种质量特性，包括方便、舒适、简单、维修时间短等。【示例】1、自行车维修；2、起火的油轮,39个通用工程参数详解（35）,35、适应性及通用性解释：物体（或系统）积极响应外部变化的能力，或者在各种外力影响下以多种方式发挥功能的可能性。【示例】1、适应性自行车；2、标准件（零件）,39个通用工程参数详解（36）,36、系统的复杂性解释：系统元素及其之间相互关系的数目和多样性，如果用户也是系统中的一部分，将会增加系统的复杂性，掌握该系统的难易程度是其复杂性的一种度量。【示例】1、电脑主板；2、数控机床,39个通用工程参数详解（37）,37、控制与测量的复杂度解释：测量或者监视一个复杂系统需要高成本、较长时间和较多人力去实施和使用，或者部件之间关系太复杂而使得系统的检测和测量困难。为了低于一定测量误差而导致成本提高也是一种测试复杂度增加。【示例】1、飞机驾驶舱；2、卫星系统,39个通用工程参数详解（38）,38、自动化程度解释：系统（或物体）在无人操作时执行其功能的能力。自动化程度的最低级别是完全手工操作工具。中等级别则需要人工编程、监控操作过程，或者根据需要调整程序。而最高级别的自动化则是机器来自动判断所需操作任务、自动编程和对操作自动监控。【示例】1、手工割草；2、割草机；3、割草机器人,39个通用工程参数详解（39）,39、生产率解释：单位时间系统执行的功能或者操作的数量，或者完成一个功能或操作所需时间以及单位时间的输出，或者单位输出的成本等。【示例】1、汽车生产线；2、大桥平行交叉作业,（二）定义技术矛盾,遇到矛盾解决问题的思路,化解？,回避？,调和？,分开？,折中？,我该怎么办？,TRIZ既不回避矛盾，也不“折中”处理矛盾。而是通过39个通用工程参数，对改善参数和恶化参数组成的技术矛盾进行消除，让相互矛盾的两个通用工程参数不再相互制约，并能同时改善实现“双赢”，从而推动技术系统向提高理想度方向发展。,定义技术矛盾的步骤,定义技术矛盾案例,1、塔科马大桥Step1：问题是什么？大桥因为风振崩塌Step2：现有解决方法是什么？采用了过轻的材料Step3：上述方法的缺点？桥面厚度不够改善:密度；恶化:强度,2、消防服（互动练习）消防员在灭火过程中必须穿戴消防服。为了保护好消防员，消防服上设计了很多防护装置，但这样使消防员行动不便，加重了消防员的负担，甚至影响灭火。试找出其中的技术矛盾。,（三）技术矛盾分析方法,技术矛盾,矛盾矩阵,创新原理,通用参数,思维启发,创新原理是人类征服自然，改造自然的经验的高度提炼和总结，是TRIZ理论中的基本内容。它是阿奇舒勒等人通过250万件发明专利进行分析、归纳，发现并总结出来的，使用证明解决技术矛盾非常行之有效。,创新原理表,40个创新原理（1）,1、分割原理A把一个物体分成相互独立的部分将计算机分解成各个模块将巨型载重汽车分解成卡车及拖车大型项目设置若干子项目冰箱冷冻室是多个冷冻储藏盒多管火箭炮运载火箭多个助推器B将物体分成容易组装和拆卸的部分组合工装夹具消防器材中水管的可拆卸连接C提高物体的分离度或可分性为不同材料（如玻璃、纸、铁罐等）的再回收设置分类垃圾回收箱活动百叶窗替代整体窗帘武器中子母弹,40个创新原理（2）,2、抽取原理A从物体中抽出产生负面影响的部分或属性空气压缩机工作，将其产生噪音的部分移到室外冰箱除味剂衣柜干燥剂医学透析治疗B从物体中抽出必要的、有用的部分或属性。用电子狗代替真狗充当警卫，以减少伤人事件的发生和减少环境污染用光纤或光缆分离主光源，以增加照明点成分献血中只采集血液中的血小板手机中的SIM卡微波滤波器拍摄X光片,40个创新原理（3）,3、局部改变原理A将物体的均匀构成或外部环境及作用改变为不均匀让系统的温度、密度、压力由恒定值改为按一定的斜率增长晶体定向生长、氮化、扩散过程的温度梯度代替恒定、均一的温度体育场和剧场不同位置观看效果不同，其票价不同凸轮机构B让物体的不同部分各具不同功能在食盒中设置间隔，在不同的间隔内放置不同的食物，避免相互影响味道（鸳鸯火锅）瑞士军刀（带多种常用工具；如螺丝起子，尖刀，剪子等）计算机键盘C让物体的各部分处于各自动作最佳状态带有能盛放冷、热固形食品和汤液分格的午餐盒羊角锤（既可起钉子，又可钉钉子）带橡皮的铅笔,40个创新原理（4）,4、增加不对称性原理A将对称物体变为不对称为增强混合功能，在对称容器中用非对称的搅拌叶片装置（如水泥搅拌车、蛋糕搅拌机）在圆拄把手上做一个平面安装螺旋装置，如保险箱的把手引入一个几何特性来防止元件不正确的使用（如USB盘插口、电插头的接地棒）为改善密封性，将O型密封圈的截面由圆形改为椭圆形在汽车轮胎的外缘增加一个稍厚一些的侧缘，以抵抗与人行道镶边石的撞击B已经是不对称的物体，增强其不对称性的程度为提高焊接强度，将焊点由原来的椭圆形改为不规则形状液化气罐底部为斜面，这样燃烧快完时，燃气罐会自动发生倾斜为增强防水保温性，建筑上采用多重坡屋顶用散光片聚光,40个创新原理（5）,5、组合原理A在空间上将同质或做相近功能、操作的物体加以组合在网络中使用个人电脑在计算机中成百上千的微处理器电路板上的多个电子芯片将多层玻璃用水黏合在一起，便于磨削加工水陆两用汽车组合音响设备（收音机、CD、磁带等）B在时间上将相同性质的功能、作业在连续化或并列组合计算机反病毒软件在扫描病毒的同时完成隔离、杀毒、移动/复制文件等操作能同时测量患者身体多处血压的血压计利用生物芯片可同时化验多项血液指标摄影机在拍摄影像时同期录音冷热水混合龙头组合家具,40个创新原理（6）,6、多用性原理（多面性、多功能性）A使物体具有复合功能以代替多个物体的功能牙刷的把柄内含牙膏可移动的儿童安全椅，既可放在汽车内，拿出汽车外也可单独作为儿童车企业中的有多种复合型人才门铃和烟气报警器组合多用途可折叠沙发床带有圆珠笔的教鞭具有扫描、传真和复印功能的打印机带电击器的手电筒便携式水壶的盖子同时也是水杯可以作为U盘使用的MP3,40个创新原理（7）,7、嵌套原理A把一个物体嵌入第一个物体，然后再嵌入第三个物体可伸缩式物品（电视天线、教鞭、相机镜头、钓鱼竿）俄罗斯洋娃娃（里面还有许多玩具）嵌套量规、量具户外遥控伸缩式车库B让某物体穿入另一个物体的空洞手机书写笔（平时插入机体上专用的孔中）微型录音机（内置话筒和扬声器）飞机紧急升降梯，着陆轮汽车安全带滑行门/推拉门折刀和可伸缩刀,40个创新原理（8）,8、重量补偿原理A将某一物体与另一能提供升力的物体组合，以补偿其重量用氢气球悬挂广告条幅救生圈B通过与环境（利用空气动力、流体动力、浮力等）的相互作用实现重量补偿通过改变机翼形状，使机翼上方和下方空气密度不均匀产生升力赛车阻流板用来增加车身与地面摩擦力则使用了空气动力学的特征在月球车轮胎里设置球形重物，以降低月球车重心和保持稳定性轮船应用阿基米德定律产生可承重千吨的浮力直升机的螺旋桨（利用空气动力学）水翼船使用了流体力学的特征潜水艇,40个创新原理（9）,9、预先反作用原理A事先施加反作用，用来消除不利影响钉马掌给枕木渗入油脂来阻止腐朽酸碱中和时预置缓冲期，以释放反应中的热量在做核试验之前，工作人员佩带防护装置，以免受射线损伤为了让司机看到路面上比例合适的交通提示文字，所用的路面文字的书写形状都是“横粗竖细”的B如果一个物体处于或将处于受拉伸状态，预先施加压力在步枪射击时必须预先用肩膀抵紧枪托，以此化解射击的后坐力给卷好的纸卷勒上橡皮筋，或者用夹子把成沓的纸夹住在灌注混凝土之前，对钢筋预加应力给畸形的牙带上矫正牙套,40个创新原理（10）,10、预先作用原理A预置必要的动作、机能不干胶粘贴（只需揭出透明纸，即可用力粘贴）手术前将手术器具按所用顺序排列整齐邮票打孔B在方便位置预先安置物体，使其在最适当的时机发挥作用而不浪费时间道路上转弯、分岔或出口的预先提示牌在停车场安置的预收费系统手机设置单键拨号功能预先充值的会员卡柔性生产单元,40个创新原理（11）,11、事先防范原理A采用事先准备好的应急措施，补偿物体相对较低的可靠性胶卷底片上的磁性条可以弥补暴光度的不足降落伞的备用伞包飞机的备用输氧装置图书中的防盗磁卡应急楼梯/防火通道汽车安全气囊码头边上的防撞轮胎电闸盒里的保险丝,40个创新原理（12）,12、等势性原理A改变物体的动作、作业情况，使物体不需要经常提升或下降换汽车轮胎时，要用千斤顶把汽车有坏轮胎的一侧顶起到与车轴水平的位置，以方便卸、装轮胎汽车制造厂的自动生产线和与之配套的工具训练有素的骆驼自动跪下，方便人骑乘工厂中与操作台同高的传送带方便轮椅通行的无障碍通道为方便汽车维修设置的地槽三峡大坝的船闸,40个创新原理（13）,13、逆向作用原理A用相反的动作替代要求指定的动作采用将内层物体冷冻的方法使两个套紧的物体分离，而不是传统的将外层物体加热的方法转子和定子彼此逆向旋转的“两向旋转发电机”吸尘器B把物体（或过程）倒过来通过把杯子倒置从下边喷入水来进行清洗用“倒计时”的方法，制定应对时间紧、任务急的工作计划C让物体可动部分不动，不动部分可动加工中心中将工具旋转变为工件旋转大型商场中的助步扶梯健身器材中的跑步机,40个创新原理（14）,14、曲面化原理A将直线、平面用曲线或曲面替代，将立方体变成球形结构或椭圆体在建筑业中用拱和圆来提高建筑物的强度（赵州桥）两表面间引入圆倒角，减少应力集中B使用滚筒及球状、螺旋状的物体千斤顶中螺旋机构可产生很大的升举力圆珠笔和钢笔的球形笔尖，使书写流畅在家具底部安装球形轮，以利移动古代用圆木运输重物C改直线运动为回转运动，使用离心力使用鼠标在计算机上画直线洗衣机利用高速离心作用甩干衣物上的水分，替代古老的衣服拧干的方法,40个创新原理（15）,15、动态性原理A自动调节物体，使其在各动作、阶段的性能最佳飞机中的自动导航系统形状记忆合金自调节海绵床垫，可以均匀托起身体的各个部位B将物体分割成既可变化又可相互配合的数个组成部分装卸货物的铲车，通过铰链连接两个半圆形铲斗，可以自由开闭，装卸货物时张开，铲车移动时铲斗闭合折叠椅笔记本电脑C使不动的物体可动或可自适应将手电筒的灯泡和本体用软管连接起来作成可挠性的电筒在医疗检查中使用的胃镜和结肠镜可弯曲的饮用麦管,40个创新原理（16）,16、不足或过度作用原理A所期望的效果难以百分之百实现时，稍微超过或稍微小于期望效果，会使问题大大简化印刷时用喷雾器喷过的油墨，然后再去掉多余的，使字迹更清晰打磨地面，先在缝隙处抹上较多的填充物，然后打磨平滑汽车缸套的网状淬火，以提高使用寿命浇注用料，要稍微多于实际铸件的重量参数设计适当的安全富裕量（人体双肾）把一根直铁丝弯成直角（90），当手一松开，它就要回复一点，形成大于90的角度，这是不足的作用。如果弯折稍微超过90（过度一点），则能形成直角这就是中国成语中所谓的“矫枉过正”孔轴配合中的“间隙配合”和“过盈配合”在家具制作中，通过榫头与榫眼的富裕量保证链接美观,40个创新原理（17）,17、一维变多维原理A将一维直线运动的物体变为二维平面运动，或三维空间运动五轴铣床可准确地完成三维复杂曲面的切削过程用空间红外线鼠标进行虚拟操作螺旋楼梯可以减少占有面积B单层排列的物体变为多层排列多碟CD机立体停车库高层建筑C将物体倾斜或侧向放置垃圾自动卸载车D利用给定表面的反面在集成电路板的两面都安装电子元件,40个创新原理（18）,18、机械振动原理A使物体处于振动状态振动式电动剃须刀B已振动的物体，提高振动的频率磁振送料机拉胡琴时的滑弦（琴弦振动频率变高，声音变尖）C利用共振现象音叉（呈“Y”形的钢质或铝合金发声器）超声波碎石机击碎胆结石利用共鸣腔加热氢燃料实现火箭自动点火D用压电振动代替机械震动高精度时钟使用石英晶体振动机芯E超声波振动和电磁场共用在电熔炉中混合金属，采用超声波使混合均匀超声波加湿器采用超声波高频振荡，将水雾化为1-5微米的超微水珠,40个创新原理（19）,19、周期性动作原理A用周期性动作或脉冲替代连续性动作特种车辆使用的闪烁警示灯汽车发动机内的排气阀门警车所用警笛改为周期性鸣叫，避免产生刺耳的声音B已是周期性的动作，改变其运动频率用频率调音代替摩尔电码可任意调节频率的电动按摩椅使用AM（调幅）、FM（调频）、PWM（脉宽调制）来传输信息C在脉冲周期中利用暂停来执行另一动作每五次胸廓运动，进行一次心肺呼吸打鼓的鼓点和套路,40个创新原理（20）,20、有效作用的连续性原理A持续工作，使物体的各个部分能同时满载工作日本地板发电以色列碾压发电B消除空闲或停止间隙性动作后台打印，不耽误前台工作工厂里的“倒班制”打印头在回程中也执行打印动作，如点阵打印机、喷墨打印机建筑或桥梁的某些关键部位必须连续浇筑水泥，一气呵成半波整流电路变成全波整理电路按时交纳手机话费,40个创新原理（21）,21、减少有害作用的时间原理（长痛不如短痛）A将危险或有害的作业在高速下进行为避免牙齿组织受热损伤，用高速牙钻为避免塑料受热变形，高速切割塑料用X射线拍骨片照相用闪光灯快速通过有辐射源的区域发动机快速跃过共振转速范围落锤锻造时，锻锤高速落下使工件变形但支撑工件的砧板不变形为了保持菜品色香味和减少营养流失，厨师通常都采用“急火快勺”来炒菜X将危险或有害的作业在冰冷下进行医学上的冷冻治疗,40个创新原理（22）,22、变害为利原理A利用有害的因素，得到有益的结果化工厂里废热发电回收物品二次利用，如再生纸处理垃圾得到沼气或者发电垃圾炉渣砖各种疫苗，利用细菌、病毒所产生的毒素来刺激人体产生免疫力B将有害的要素相结合变为有益的要素潜水中用氮氧混合气体，以避免单用使用纯氧造成昏迷或中毒C增大有害性的幅度直至有害性消失森林灭火时用逆火灭火“以毒攻毒”（在森林灭火时，为熄灭或控制即将到来的野火蔓延，燃起另一堆火将即将到来的野火的通道区域烧光）,40个创新原理（23）,23、反馈原理A引入反馈提高性能声控喷泉自动导航系统楼道的声控灯空调的传感器精确地控制温度自动工艺控制，确定工步运作加强的时间B若已引入反馈时，将反馈反方向进行，或改变其大小或作用根据环境的亮度自行决定照度路灯系统自动调温器的负反馈装置电饭煲根据食物的成熟度来自动加温或断电为使顾客满意，认真听取顾客的意见，改变商场管理模式,40个创新原理（24）,24、借助中介物原理A使用中介物实现所需动作弹琴指套（或拨子）机加工中为钻头或丝锥定位的导套B把一物体与另一容易去除物暂时结合在一起钳子、镊子帮助人手饭店上菜的托盘化学反应中引入催化剂失蜡铸造法中的蜡模捆扎物品的包装绳,40个创新原理（25）,25、自服务原理A让物体具有自补充、自恢复功能自补充饮水机不倒翁玩具汽车使用有修复缸体磨损作用的特种润滑油在焊接铝和铁时直接焊接不能焊接在一起，先用铁片做一个界面，一面焊铁，一面焊铜，然后再用普通焊接技术焊接铝B灵活运用废弃的材料、能量与物质自动喷灌的喷头的摆动或回转利用了水流的冲力用食物、草等有机废物做肥料利用热电厂的余热供暖用动物的粪便做肥料用生活垃圾做化肥,40个创新原理（26）,26、复制（替代品）原理A用简单、廉价的代用品替代复杂、高价、易损、不易获得的物体网络旅游既安全又经济虚拟现实系统，如虚拟训练飞行员系统看电视实况直播或转播，而不是去亲自到现场用唱片、录音磁带、MP3或看光盘来听喜爱的歌曲B用图像替代实物，可以按一定比例放大或缩小图像用卫星相片测绘替代实地考察由图片测量实物尺寸用B超观察胚胎的生长地图是地形地貌的纸面复制C用红外线或紫外线替代已使用了可见光拷贝利用紫外光诱杀蚊蝇红外报警/门禁系统制作集成电路的紫外重复曝光照相机,40个创新原理（27）,27、廉价替代品原理A用若干便宜的物体替代高价昂贵、耐久的物体，实现同样的功能替代打火机的火柴，替代火柴木棍的纸棍用废钢炼钢，减少铁水用量，降低成本用废纸、树皮、麻头、破布、旧渔网等作为造纸原料用一次性的物品，如一次性的餐具（筷子、勺子、刀子、叉子、饭碗、杯子、饭盒、桌布等），以利清洁卫生,40个创新原理（28）,28、机械系统替代原理A用光学或视觉、听觉、味觉、嗅觉系统替代机械系统洗手间红外感应开关用声音栅栏替代实物栅栏（如光电传感器制小动物进出房间）在天然气中掺入难闻的气味给用户以泄漏警告，而替代机械或电子传感器B使用与物体相互作用的电场、磁场、电磁场为混合两种粉末，用电磁场替代机械震动使粉末混合均匀静电除尘C用可变场替代恒定场相；随时间变化的可动场替代固定场；随机场替代恒定场早期的通讯系统用全方位检测，现在用特定发射方式的天线，可以获得更加详细的信息D把场与场作用粒子组合使用铁磁催化剂，用感应的磁场加热含磁粒子的物质，当温度超过居里点时，物质变成顺磁，不再吸收热量，来达到恒温的目的,40个创新原理（29）,29、气压与液压结构原理A将物体的固体部分用气体或流体代替，如利用气垫、液体静压、流体动压产生缓冲功能气垫运动鞋，减少运动对足底的冲击采矿坑道中替代木支架的可伸缩液压支架减缓玻璃门开关速度的缓冲阻尼器吸盘（例如用吸盘提起计算机机房中的抗静电地板砖）木工使用的气动钉钉枪（压缩空气驱动）使用内河水系辅助气候控制汽车减速时液压系统储存能量，在汽车加速时再释放能量为了提高工厂高大烟筒的稳定性，在烟筒的内壁装上带有气嘴的螺旋管，当压缩空气通过气嘴时形成了空气壁，提高烟筒对气流的稳定性运输易损物品时，经常使用发泡材料保护,40个创新原理（30）,30、柔性壳体或薄膜原理A使用有柔性的膜片或薄膜构造改变已有的三维结构在网球场地上采用充气薄膜结构作为冬季保护措施农业上使用塑料大棚种菜真空铸造时在模型和型砂间加一层柔性薄膜，以保持铸型因负压而形成足够的强度外科手术用薄膜手套，防止感染B使用柔性壳体或薄膜，使物体与环境隔离用薄膜将水和油分别储藏在蓄水池表面浮一层双极材料（一面为亲水性；另一面为疏水性）的薄膜，减少水的蒸发透明医用胶带，在包扎好的情况下也能方便地观察伤口超市里包裹蔬菜和副食品的保鲜膜野营时使用的帐篷,40个创新原理（31）,31、多孔材料原理A使物体变为多孔或加入多孔性的物体为减轻物体重量，在物体上钻孔，或使用多孔性材料泡沫金属（在失重条件下，在液态的金属中通以气体，气泡将既不“上浮”，也不“下沉”，均匀地分布在液态金属中，凝固后就成为轻的像软木塞似的泡沫钢，用它做机翼，又轻又结实）坐椅或沙发加上海绵垫后更加舒适蜂窝煤建筑非承重墙所用的空心砖B若物体已有多孔结构，利用孔结构引入有用的物质或功能用海绵储存液态氮医用药棉用竹炭清洁室内空气将氢存储在多孔的纳米管中，容量大且安全竹纤维，其纤维横截面布满了椭圆形的空隙。可以在瞬间吸收并蒸发大量的水分，人称竹纤维为“会呼吸”的、绿色环保的纺织面料,40个创新原理（32）,32、改变颜色原理A改变物体及其周围环境的颜色在南极地区收集陨石在暗室中使用安全灯做警戒色使用随温度改变颜色的示温漆测量室内温度B改变物体或过程及其周围环境的透明度或可视性在半导体制作过程中加入有色材料，同时将不透明的物体变成透明的，使技术人员可以容易地控制制造过程随光线改变透明度的感光玻璃确定溶液酸碱度的化学试纸C在难以看清物体或过程中使用有色添加剂或发光物质充电电池充电标示利用紫外光识别伪钞道路上施工工人的外衣可以在夜间发光D通过辐射加热改变物体的热辐射性在太阳能电池板上使用抛物面镜来提高能量收集,40个创新原理（33）,33、同质性原理A把主要物体及与其相互作用的其它物体，用同一材料或特性相近的材料制成为减少化学反应，尽量使物体及包装材料一致，例如，可以将高纯铜储藏在以同质材料制成的容器里以金刚石粉粒作为切割金刚石的工具，切割产生的粉末可以回收登山鞋的鞋底尽量接近岩石的撒面粉硬度在制作饺子皮时在面皮之间用汽油去除衣物上的油渍不同材料焊接在一起时，要求热膨胀系数必须尽可能匹配，以免焊接部分产生裂纹用泥土混合肥料做成的花盆太妃糖的制作,40个创新原理（34）,34、抛弃或再生原理A采用溶解、蒸发等手段废弃已完成其功能的零部件，或改造其机能胶囊药物的可溶性外壳在淀粉纸包装上喷水，可使其体积减少1000倍，减少环境污染用冰或干冰构造临时建筑，例如构造临时水坝，然后添土，最后让冰或干冰融化或升华火箭助推器在完成其作用后逐级分离抛弃用腐蚀的方式制作印刷电路板B在工作过程中迅速补充消耗或减少的部分，或恢复其功能或形状裁剪刀可以将不锋利的刀片折断后抛弃，推出一段新的刀片草坪剪草机的自锐系统城市里的供暖系统汽车发动机的自调节系统自动铅笔无壳子弹,40个创新原理（35）,35、物理或化学状态的改变原理A改变物体的物理状态酒心巧克力制作时，先将酒心冷冻，然后将其在热巧克力中蘸一下运输石油气时，不是用气态，而是将气体液化，减少体积便于运输B改变物体的浓度和粘度用液态的洗手液代替固体肥皂，可以定量控制使用减少浪费C改变物体的柔度洗衣柔顺剂可以让洗涤过的衣物更加柔软和蓬松，也可以消除静电用调湿阻尼器减少物体沿容器壁落入容器产生的噪