7-科学效应库方法
第七章TRIZ理论与方法
最终理想解(IFR)有四个特点： 1、保持了原系统的优点； 2、消除了原系统的不足； 3、没有使系统变得更复杂； 4、没有引入新的缺陷等。
40个发明原理
TRIZ中最重要的、具有普遍用途的40个发明原理
1、分割；2、抽取；3、局部质量；4、非对称；5、合并；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。
TRIZ的不足和发展
2003矛盾矩阵表增加了37个发明原理，9个工程参数。
TRIZ的不足和发展
1.仍依赖个人能力与经验 TRIZ理论认为，一个成功的设计可由如下公式描述： S=Pc×Pkn×(1+M)×(1+T) 其中：S-成功的设计；Pc-个人解决问题的能力；Pkn-领域知识的水 平与经验；M-TRIZ方法论与哲学思想的运用；T-TRIZ工具的运用。 在公式中，Pc和Pkn 都与领域知识有关。 2. TRIZ法采用一整套独特的科学思想和方法，人们要经过一定的学 习和培训，才能掌握TRIZ法。 3.通用工程参数、标准解和发明原理仍不够完备。
TRIZ效应库课件
机械应力使非中心对称介质晶体发生极化
13
TRIZ效应库
压电效应的应用:压电控制气流
问题 机械式调节器控制气流。这些调节器通常包括一个膜片 来调节气流大小。但是调节器的设计不适用于电子界面， 因此需要一个简单的、电子控制的气体调节器装置。
14
2021/4/25
TRIZ效应库
解决方案 U.S. Patent. 5,222,713 该装置包括弹性间隔片（例如硅胶）和两个压电片组成，弹性间隔片位于两个压 电片直径之间。当施加电场时，压电片改变体积。 压电片体积上的改变与施加的电场强度成比例。压电片体积的膨胀压缩间隔片。 间隔片阻止气体通道。电场强度可以改变用来调整气流量或限定流量。
解决方案 （U.S. Patent. 5,710,558） 压电式交通传感器放置在路面上。传感器包括一根压电材料的电缆。当车辆
通过传感器时，汽车的重量使压电电缆变形。压电由于其内部电场的变化产生一个 电压，该电压用来检测通过车辆。
优势： 1. 寿命长；2. 可靠
2021/4/25
The piezoelectric voltage detects vehicle passage over a roadway
•Pascal Law •Resonance •Shock Wave •Spiral •Super Thermal Conductivity •Superfluidity •Surface Tension •Thermal Expansion of Subst. •Thermocapillary Effect •Thermomechanical Effect •Ultrasonic Capillary Effect •Ultrasonic Vibrations •Use of foam •Wetting
TRIZ理论_创新思维
45%
16% 3% <1%
行业内知识
跨行业知识 跨学科知识
10~100
100~1000 1000~10000
最新产生的 10000~1000000 知识
9
发明级别划分的练习 五级发明
晶体管：使制造体积更小、结构更为紧凑的计算机成为可能， 成就了“信息化”的基础 因特网：连接了千万计算机，实现了全球用户信息的交换 冰箱：作为制冷设备进行食物保鲜 书：作为传播媒体，将知识与文化代代相传 收音机：借助电磁波，实现远距离广播节目的传送 锉刀：金属加工的工具 杯子：实现盛水功能
5
4
4
1998 1997 1996 1995 1994 1993 1992 1991 1304 582 495 440 414 355 251 146
6
17
尹钟龙：价值创新计划 VIP（Value Innovation Program) 解决三星专家无法解决的技术问题；对三星公司的产 品进行进化预测；进行专利对抗；构建创新的企业文化。 27
功能模型：物－场模型
功能分解为两种物质及一种场。技术系统功能的实现指 物质之间的相互作用促使功能向期望的方向转变。 物质相互作用使用的能量 F S1 受控物质 S2 控制工具或物质
17
TRIZ的核心思想
Altshuller ：技术系统进化过程不是随机的，是有
客观规律可以遵循，这种规律在不同领域反复出现。
1.
2.
3.
在解决发明问题的实践中，人们遇到的各种矛盾以及相应 的解决方案总是反复出现的； 用来彻底而不是折中解决技术矛盾的创新原理与方法，其 数是并不多，一般科技人员都可以学习和掌握； 解决本领域技术问题的最有效的原理与方法，往往来自其 他领域的科学知识。
triz34部分
•
依据效应规定的输入/输出流之间的因果关系可以实
现预期的输入/输出转换。预期的输入/输出转换可以由一
个效应实现。如果没有可以直接实现预期转换的效应，可
以按照邻接效应输入/输出流之间的相容关系，将多个效
应组合合成效应链。基于多流多极效应模型构建效应模型
构建效应链的基本组成方式称为效应模式，效应模式由以
• （４）控制效应模式：预 期的输入/输出转换由多 个效应共同实现，其中一 个或多个效应的输出流由 其他效应的输出流控制， 如图（d）所示。
LOGO
效应 （ｃ）环形效应模式
效应 效应
（ｄ）控制效应模式
LOGO
•
在概念阶段，设计人员根据客户需求确定产品的总功
能，并将总功能分解为分功能及功能元，建立待设计产品
的功能结构；确定每个功能元的原理解，并将所有功能元
的原理解合成得到待设计产的原理解。
•
在TRIZ理论中，效应方法主要用于功能元的求解。在
功能元到目标效应链的映射中找到一个目标效应链的过程
称为效应综合算法。该算法要有效地利用不同领域中的效
应知识，其基本条件是得到效应知识库的支持。效应知识
库中的知识来源于不同领域，并锁着科学技术的发展不断
–步骤5 确定潜力状态：由进化潜力确定潜力状态。 –步骤6 产生设想：分析每一个潜力状态，产生创新设
想。 –步骤7 概念形成及评价：将设想转变成概念，根据市
场需求及企业能力对所形成的概念进行评价，在若干 个概念中选出最具有市场潜力大的概念，作为后续设 计的输入。
图6.20 产品概念形成顺序过程模型 （P251）
下几种。
• （１）串联效应模式：预 期的输入/输出转换由按顺 序相继发生的多个效应共 同实现，如左图（ａ）所 示。
TRIZ理论体系
TRIZ理论体系TRIZ理论包含着许多系统、科学而又富有可操作性的创造性思维方法和发明问题的分析方法。
经过半个多世纪的发展，TRIZ 理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的九大经典理论体系。
1.TRIZ的技术系统八大进化法则阿奇舒勒的技术系统进化论可以与自然科学中的达尔文生物进化论和斯宾塞的社会达尔文主义齐肩，被称为“三大进化论”。
TRIZ 的技术系统八大进化法则分别是提高理想度法则、完备性法则、能量传递法则、协调性法则、子系统的不均衡进化法则、向超系统进化法则、向微观级进化法则、动态性和可控性进化法则。
技术系统的这八大进化法则可以应用于产生市场需求，定性技术预测，产生新技术，专利布局和选择企业战略制定的时机等。
它们可以用来解决难题，预测技术系统，产生并加强创造性问题的解决工具。
2.最终理想解TRIZ理论在解决问题之初.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)，以明确理想解所在的方向和位里，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，提升了创新设计的效率。
如果将创造性解决问题的方法比作通向胜利的桥梁，那么最终理想解就是这座桥梁的桥墩。
最终理想解有4个特点:①保持了原系统的优点;②消除了原系统的不足;③没有使系统变得更复杂;④没有引入新的缺陷。
3.40个发明原理阿奇舒勒对大量的专利进行了研究、分析和总结，提炼出了TRIZ 中最重要的、具有普遍用途的40个发明原理，分别是分割、抽取、局部质量、非对称、组合、多用性、嵌套、质量补偿、预先反作用、预先作用、预先防范、等势、反向作用、曲面化、动态化、部分超越、维数变化、机械振动、周期性作用、有效作用的连续性、快速、变害为利、反馈、中介物、自服务、复制、廉价替代品、机械系统的替代、气压与液压结构、柔性壳体或薄膜、多孔材料、改变颜色、同质性、抛弃与再生、物理/化学参数变化、相变、热膨胀、加速氧化、惰性环境、复合材料。
TRIZ效应库
•Pascal Law •Resonance •Shock Wave •Spiral •Super Thermal Conductivity •Superfluidity •Surface Tension •Thermal Expansion of Subst. •Thermocapillary Effect •Thermomechanical Effect •Ultrasonic Capillary Effect •Ultrasonic Vibrations •Use of foam •Wetting
非中心对称晶体的转移产生电极化
机械应力使非中心对称介质晶体发生极化
2016/7/28
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天津大学精仪学 院朱险峰
压电效应的应用:压电控制气流
问题 机械式调节器控制气流。这些调节器通常包括一个膜片 来调节气流大小。但是调节器的设计不适用于电子界面， 因此需要一个简单的、电子控制的气体调节器装置。
2016/7/28
解决方案 （U.S. Patent. 5,710,558） 压电式交通传感器放置在路面上。传感器包括一根压电材料的电缆。当车辆 通过传感器时，汽车的重量使压电电缆变形。压电由于其内部电场的变化产生一个 电压，该电压用来检测通过车辆。 优势： 1. 寿命长；2. 可靠
2016/7/28
The piezoelectric voltage detects vehicle passage over a roadway
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天津大学精仪学 院朱险峰
解决方案 U.S. Patent. 5,222,713 该装置包括弹性间隔片（例如硅胶）和两个压电片组成，弹性间隔片位于两个压 电片直径之间。当施加电场时，压电片改变体积。 压电片体积上的改变与施加的电场强度成比例。压电片体积的膨胀压缩间隔片。 间隔片阻止气体通道。电场强度可以改变用来调整气流量或限定流量。
TRIZ的九大经典理论体系
TRIZ的九大经典理论体系TRIZ理论包含着许多系统、科学而又富有可操作性的创造性思维方法和发明问题的分析方法。
经过半个多世纪的发展，TRIZ理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的九大经典理论体系。
TRIZ解决问题过程中，将问题的通解具体化是一个难点，这需要有深厚的领域背景知识。
TRIZ理论认为，一个成功的设计可由如下公式描述：S=Pc×Pkn×(1+M)×(1+T)其中：S——成功的设计；Pc——个人解决问题的能力；Pkn——领域知识的水平与经验；M——TRIZ方法论与哲学思想的运用；T——TRIZ工具的运用。
在公式中，Pc和Pkn 都与领域知识有关。
因此，尽管TRIZ理论的创始人阿奇舒勒否认了经验知识在TRIZ 理论中的重要性，但从上述公式可以看出经验知识依然对TRIZ理论的应用构成了重要的支持。
所以，在TRIZ 理论中融入经验思维模式，应是TRIZ理论在应用中的一个发展方向。
(一)TRIZ的技术系统八大进化法则。
阿奇舒勒的技术系统进化论可与达尔文生物进化论和斯宾塞的社会达尔文主义齐肩，称为三大进化论。
TRIZ的技术系统八大进化法则分别是：1、技术系统的S曲线进化法则；2、提高理想度法则；3、子系统的不均衡进化法则；4、动态性和可控性进化法则；5、增加集成度再进行简化法则；6、子系统协调性进化法则；7、向微观级和场的应用进化法则；8、减少人工进入的进化法则。
技术系统的这八大进化法则可应用于产生市场需求、定性技术预测、产生新技术、专利布局和选择企业战略制定的时机等。
它可用来解决难题，预测技术系统，产生并加强创造性问题的解决工具。
(二)最终理想解(IFR)。
TRIZ理论在解决问题之初，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)，以明确理想解所在的方向和位置，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涉及方法中缺乏目标的弊端，提升了创新设计的效率。
创新思维与TRIZ创新方法教学课件-09 科学效应与应用
9.3 应用科学效应解决创新问题
❖ 当我们设计一个新技术系统时，为了将两个技术过程连接 在一起，就需要找到一个“纽带”。虽然我们清楚地知道 这个“纽带”应该具备什么样的功能，但是却不知道这个 “纽带”到底应该是什么。此时，我们就可以到科学效应 库中，利用“纽带”所应该具备的功能来查找相应的科学 效应。
▪ 中学的物理学（尤其是大学的物理学）能给人以非常有力的，并 且差不多是到处适用的工具。然而，人们却不会使用这些工具。
▪ 一方面，物理效应仿佛是独立存在的；另一方面，问题确实是独 立存在的。在发明家的思维中，如果没有可靠的桥梁将物理学与 发明问题联系到一起。知识在相当大的程度上是闲置未用的。
9.1 科学效应的作用
赖于气体成分和导体周围的气压，所以电晕放电能够适合测量灯 泡内部气体的压力。
9.3 应用科学效应解决创新问题
▪ 5）方案验证：如果灯泡灯口加上额定高电压，气体达到额定压力 就会产生电晕放电。
▪ 6）最终解决方案：用电晕放电效应测量灯泡内部气体的压力。
9.3 应用科学效应解决创新问题
❖ 例9-2 街上的噪声。街上交通不间断的、单调的噪声使人 疲乏而且会打断工作，普通的百叶窗在一定程度上减少了 噪声，但单调的声音没有变化，这一单调的声音来自交通 流引起的声音振动频率的不间断波谱。
▪ 如果能有一份用物-场形式表示的物场效应的清单，那么要找到所 需的效应，就没有什么困难。……若是需要联合应用若干效应 （或称为效应与方法的结合）来解决问题，那就还要有物理效应 相结合的规则。现在，正在研究这样的规则，有一些已经确认下 来了。例如，我们已经知道，在较好的发明中，在两个“结合起 来的”效应之间，起联系作用的元素总是场，而不是物质。还有 许多东西有待阐明，但一般的原则已经清楚了，即在发明问题和 解决它们所需的物理效应之间，存在着可靠的媒介，这就是物-场 分析。
(TRIZ)技术矛盾与创新原理
ARIZ
矛盾矩阵表 分离原理 知识效应库 76个标准解 创新原理 创新原理 科学效应
通过本讲学习可以掌握以下内容：
1、什么是技术矛盾? 2、解决技术矛盾的40个创新原理是什么? 3、矛盾矩阵表如何使用? 4、怎样定义技术矛盾，并通过创新原理产生
有用的方案？
目录
一、关于矛盾 二、39个通用工程参数 三、40个创新原理 四、矛盾矩阵表的使用 五、技术矛盾案例详解
22
能量损失
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
23
物质损失
部分或全部，永久或临时，物体材料、物质、部件或者子系统的损失
部分或全部，永久或临时，系统数据的损失，后者系统获取数据的损失，
24
信息损失
经常也包括气味、材质等感性数据
2.3、39个通用工程参数的定义
25
12.形状 13.稳定性
14.强度 15.运动物体的作用时间 16.静止物体的作用时间 17.温度 18.照度 19.运动物体的能量消耗 20.静止物体的能量消耗 21.功率 22.能量损失 23.物质损失 24.信息损失
25.时间损失 26.物质的量
27.可靠性 28.测量精度 29.制造精度 30.作用于物体的有害因素 31.物体产生的有害因素 32.可制造性 33.操作流程的方便性 34.可维修性 35.适应性，通用性 36.系统的复杂性 37.控制和测量的复杂性
TRIZ的解题流程
工具
TRIZ一般的问题 （基本的专有名词）
抽象
具体 发明问题
试错
TRIZ 一般的解决方法
类比
解决具体 问题的方法
2.1、TRIZ解决技术矛盾的流程
TRIZ发明问题的解决理论
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。
TRIZ创新理论简介概述TRIZ是俄文теории решенияизобретательских задач 的英文音译Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch的缩写，其英文全称是Theory of the Solution of Inventive Problems（发明问题解决理论）TRIZ是基于知识的、面向人的发明问题解决系统化方法学。
TRIZ是基于知识的方法（1）TRIZ是发明问题解决启发式方法的知识。
这些知识是从全世界范围内的专利中抽象出来的，TRIZ仅triz相关书籍采用为数不多的基于产品进化趋势的客观启发式方法；（2）TRIZ大量采用自然科学及工程中的效应知识；（3）TRIZ利用出现问题领域的知识。
这些知识包括技术本身、相似或相反的技术或过程、环境、发展及进化；（4）TRIZ是面向人的方法，即TRIZ中的启发式方法是面向设计者的，不是面向机器的。
TRIZ理论本身是基于将系统分解为子系统、区分有用及有害功能的实践，这些分解取决于问题及环境，本身就有随机性。
计算机软件仅起支持作用，而不能完全代替设计者，需要为处理这些随机问题的设计者们提供方法与工具。
TRIZ是系统化的方法（1）在TRIZ中，问题的分析采用了通用及详细的模型，该模型中问题的系统化知识是重要的；（2）解决问题的过程系统化，以方便的应用已有的知识。
TRIZ是发明问题解决理论（1）为了取得创新解，需要解决设计中的冲突，但解决冲突的某些步骤是不知道的；（2）未知的解往往可以被虚构的理想解代替；（3）通常理想解可通过环境或系统本身的资源获得；（4）通常理想解可通过已知的系统进化趋势推断。
TRIZ理论常用分析工具及应用
—，．。．Ｌ
加１］
具有次对角形式（１）。 综合（Ｉ）（Ⅱ），由数学归纳法知，定理成立。 推论设Ａ是一个ｎ阶实Ａ反对称矩阵，则Ａ可以正交次对 角化。
卜？３］
万方数据
一６４一
TRIZ理论常用分析工具及应用
作者： 作者单位：
刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
邢清， 张莉娟， 朱爱斌， 陈渭， Xing Qing， Zhang Lijuan， Zhu Aibin， Chen Wei 邢清,Xing Qing(西安重型机械研究所,710049)， 张莉娟,朱爱斌,陈渭,Zhang Lijuan,Zhu Aibin,Chen Wei(西安交通大学轴承所现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室,710049)
3.檀润华 创新设计:TRIZ发明问题解决理论 2002 4.杨清亮 发明是这样诞生的:TRIZ理论全接触 2006 5.高楠 工业设计与创新的方法与案例 2006
相似文献(10条)
1.期刊论文 檀润华.王庆禹.苑彩云.段国林 发明问题解决理论:TRIZ--TRIZ过程、工具及发展趋势 -机械设计
2001,18(7)
中国科技信息 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 2009，""(14) 0次
参考文献(5条)
1.檀润华.张瑞红.汪屏 产品设计中的冲突确定方法及解决过程[期刊论文]-机械设计 2003(10) 2.檀润华.王庆禹.苑彩云 发明问题解决理论--过程、工具及发展趋势[期刊论文]-机械设计 2001(07)
介绍TRIZ解决发明问题的过程及物质-场分析、标准解、冲突及其描述、冲突解决原理、ARIZ算法等主要工具.提出建立物质-场分析的新型符号系统 、完善冲突及解决理论、更新ARIZ算法及TRIZ与QFD、稳健设计等集成是其发展趋势.
智慧树答案创新方法TRIZ理论知到课后答案章节测试2022年
第一章1.离开了“创新”，人类社会不可能向前迈进，可以说，“创新”已经成为现代社会发展与进步的基本动力。
（）答案:对2.创新是人人都具有的一种潜在的能力，而且这种能力可以通过一定的学习和训练得到激发和提升。
（）答案:对3.TRIZ理论是由（）在1946年创立。
他在审阅世界各种专利二百五十万件后，发现了这些发明之后的规律。
提出了一套体系相对完整的“发明问题解决理论”，为 TRIZ 的问世和发展奠定了基础。
答案:阿奇舒勒4.TRIZ是（）。
答案:发明问题解决理论5.TRIZ理论的萌芽时期是（）。
答案:1946年到1955年6.TRIZ的创新问题求解工具包括（）。
答案:科学效应库;发明原理;分离方法;标准解系统7.经典TRIZ把具体的问题划分为（）等问题模型。
答案:技术矛盾;物－场模型;功能化（How to）模型;物理矛盾8.现代TRIZ解决问题的典型过程分为（）等步骤。
答案:概念验证;问题识别;问题解决9.与经典TRIZ理论不同的是，现代TRIZ理论解决的不是初始问题，而是关键问题。
（）答案:对10.问题识别阶段的工具有创新标杆、流分析、（）、特性传递以及关键问题分析。
答案:进化法则分析;剪裁;功能分析;因果链分析第二章1.您认为摩托车处于（）时期。
答案:衰退期2.TRIZ中的所有进化法则都是围绕着（）法则进行的。
答案:提高理想度3.从产品进化的角度出发，高铁运用了（）法则答案:能量传递4.（）法则可描述为：不存在物理实体，也不消耗任何的资源，但是却能够实现所有必要的功能，简单说就是“功能俱全，结构消失”。
答案:提高理想度5.系统生命曲线衰退期的特点是( ) 答案:技朮达极限，很难有新突破，将被新的技朮系统所替代。
新的曲线开始6.一个完整系统中，（）协调系统内部、技术系统与外部的相互作用。
答案:控制装置7.每个技术系统的进化，都要经历的阶段有（）。
答案:成熟期;婴儿期;成长期;衰退期8.提高理想度的方向有（）。
系统功能分析(TRIZ)
（1）是否区分了基本功能与辅助功能？
（2）是否明确了各项功能的具体目的？
（3）各项功能实现的手段都找到了吗？ （4）是否有遗漏的功能？ （5）是否有不必要的功能？ （6）是否明确了各个功能领域的具体作用？ （7）是否有不确切的功能？
h
40
主要内容
• 一、系统功能分析的意义 • 二、功能定义 • 三、功能分析
• 功能分析的图示主要是将组件与其功能分离
，分别进行考虑。
将功能和组件分离开
组件A
我们不需要组件A h
A对B的作用
组件B
我们需要组件A的功能 27
功能的分类
• 根据功能级别
主要功能
q 反映系统的主要有用功能（系统功能） q 系统创建或设计的目的和目标
q 功能载体是技术系统本身
基本功能
q 保证完成主要功能的组件功能
pPUGH矩阵 p专利引用分析
h
5
TRIZ四类问题模型
问题模型
技术矛盾 物理矛盾 功能化模型 物场模型
工具
解决方案模型
矛盾矩阵
创新原理
分离原理
创新原理
科学效应知识库 知识库中的方案
标准解系统
对应标准解
h
6
主要内容
一、系统功能分析的意义 二、功能定义 三、功能分析 四、系统裁剪
h
7
“功能”概念的提出
h
48
典型的超系统组件
• 生产阶段－设备、原料、生产场地等等。
• 使用阶段－功能对象（产品）、消费者、能量源、 与对象相互作用的其它系统。
• 储存和运输阶段－交通手段、包装、仓库、储存 手段等等。
• 与技术系统作用的外界环境－空气、水、灰尘、 热场、重力场等等。
创新思维复习提纲
《创新思维》复习提纲一．创新1912年美籍奥地利经济学家熊彼特在其德文版《经济发展理论》一书中首次使用创新一词，他将创新定义为“新的生产函数的建立”，即“企业家对生产要素的新的组合。
他认为创新包括5种情况：1）引入一种新产品；2）引入一种新的方法；3）开辟一个新市场；4）获得原材料或半成品的一种新的供应来源；5）实行一种新的组织形式。
创新具有5个特性：1）新颖性：2）具有价值；3）相对优越性；4）一致性：人们认为某项创新同现行的价值观念，以往的经验以及潜在的采用者的需要相适应的程度；5）复杂性：人们认为某项创新理解和使用起来相对困难的程度；6）可试验性；7）可观察性。
创新的形式主要有7种：1）思维创新；2）产品（服务）创新；3）技术创新；4）组织和机制创新；5）管理创新；6）营销创新；7）企业文化创新。
二．创新思维创新思维是指人们克服惯性思维，重新组织已有的知识经验，提出新的方案或程序，并创造出新的思维成果的思维方式，即建立新理论，提出新设想和新方法。
创新思维具有9个基本特征：1）突破性：思维不再局限于原有的框架而建立了崭新的信息通道，对事物形成了全新的认识；2）新颖性：思维成果新颖独特；3）多向性：从多角度考虑问题，思维的触角向各个方向伸展，从尽可能多的方法中择优选用，发现别人没有采用过的新角度。
从思维方向考察，创新思维可分为发散思维、正向思维、逆向思维、侧向思维、收敛思维；4）深刻性：人们对事物或现象能透过现象去认识事物的本质。
5）独立性：主体具有自主性，在思考和行动时能够自由的做出决定。
6）意外性：事件发生的具体时间、实际规模、具体态势和影响深度始料未及。
7）敏捷性：在短时间内迅速调动思维的能力，能够当机立断、迅速、正确的解决问题。
8）风险性：客观事物的不确定性决定了创新思维物化过程的风险性。
9）非逻辑性：未经进一步分析、没有清晰的步骤而对事物领悟、理解或给出答案的思维。
创新思维4个阶段：准备阶段、酝酿阶段、顿悟阶段、验证阶段。
第7章 TRIZ之发明原理与应用
28
2.典型案例
智能语音驱鸟器：作为飞机起降场所的机场， 鸟害防治成为一项重要的飞行安全保障工作。 人们在鸟的声音中提取了他们被俘的惨叫声， 用此来刺激惊吓在机场飞行的鸟儿。
29
6.3 原理2：抽取 3.运用技巧
把系统中的功能或部件分成有用、有害部分，视情况抽取出来。
切记：抽取的目的是为系统增加价值。抽取可同样应用于非实物或虚拟情况。
和创新思维方法。
（8）TRIZ的创新问题通用求解算法是发明问题求解算法（ARIZ）。
8
3.TRIZ的核心思想
（1）在解决发明问题的实践中，人们遇到的各种矛盾以及相应的解决方案总是重复
出现；
（2）用来彻底而不是折中解决技术矛盾的创新原理与方法，其数量并不多，一般科 技人员都可以学习、掌握； （3）解决本领域技术问题的最有效的原理与方法，往往来自其他领域的科学知识。
反向作用原理
因与结果反过来，从而利用不同（或相反）
的 方 法 来 实 现 相 同 的 目 的 。
1.指导原则
（1）用与原来相反的作用实现相同的目的。例如：
用平车运送货物时，既可以推，也可以拉，来实现相同的结果。
老师在教育过程中，既可以使用惩罚，也可以利用鼓励手段，来达到相同的教育目的。
利用黑笔和白板的组合代替传统的黑板和白粉笔的组合。
（3）采用蛇皮管灯杆的台灯；
46
3.运用技巧
尝试让系统中的某些几何结构成为柔性的、可自适应的；
往复运动的部分成为旋转的；让相同的部分执行多种功能；
技术矛盾描述的是两个参数的矛盾。
例如：改善了汽车的速度，导致了安全性发生恶化。这个例子中，涉及 的两个参数是速度和安全性。
14
只有在不影响系统现有功能的前提下成功
技术创新的理论与方法(TRIZ方法入门)作业大全
继续教育技术创新的理论与方法（TRIZ方法入门）作业11. （）是指当一个系统自身发展到极限时，它向着变成一个超系统的子系统方向进化，通过这种进化，原系统升级到一种更高水平。
(单选)A子系统的不均衡进化法则B向超系统进化法则C向微观级和场的应用进化法则D增加集成度再简化法则2. （）是指将相同或者相类似的物体放到一起（或者合并）；聚集相同或者相类似的部分去实现相似的操作。
(单选)A组合原理B多用性原理C嵌套原理D重量补偿原理3. （）是指将一个物体放在另一个里面；轮流将每一个物体放到另一个里面。
(单选)A组合原理B多用性原理C嵌套原理D重量补偿原理4. （）是指改变操作条件以达到消除对一个潜在领域工作的需要。
(单选)A预先作用原理B预先反作用原理C事先防范原理D等势原理5. TRIZ的自由化发展虽然说明它的生命力，也证明了其不成熟的一面。
其具体表现为（）。
(多选)A很多TRIZ工具没有集成为一个整体系统B如何选择TRIZ特定工具来解决特定问题，TRIZ并没有给出清晰的建议CTRIZ工具不支持创新问题解决的某些阶段D各种方法和工具之间存在大量重叠交叉现象6. 据有关学者统计，可用于非技术领域的TRIZ工具集有（）。
(多选)A创新原理B矛盾分析C物质场模型D理想度7. 每个技术系统的进化，都要经历的阶段有（）。
(多选)A婴儿期B成长期C成熟期D衰退期8. 技术发明的准备阶段是针对发明目标，构想解决方案的阶段。
(判断)正确错误9. 当一个系统自身发展到极限时，它向着变成一个超系统的子系统方向进化，通过这种进化，原系统升级到一种更高水平。
(判断)正确错误10. 从TRIZ理论定义上来说，一个技术系统应包括三个部分，两种物质和一个场。
(判断)正确错误11. 物质—场分析与标准解，作为一类TRIZ解题方法，就解决实际问题而言，更具有广泛性。
(判断)正确错误12. 科技创新能力建设的四大基础是机制体系创新，技术创新体系建设，创新型人才队伍建设和创新文化建设。
101个科学效应和现象详解
科学效应和现象详解1、X射线（X-Rays）波长介于紫外线和γ射线间的电磁辐射。
由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现，故又称伦琴射线。
波长小于0.1埃的称超硬X射线，在0.1～1埃范围内的称硬X射线，1～10范围内的称软X射线。
射线具有很强的穿透力，医学上常用作透视检查，工业中用来探伤。
长期受X射线辐射对人体有伤害。
X射线可激发荧光、使气体电离、使感光乳胶感光，故X射线可用电离计、闪光计数器和感光乳胶片等检测。
晶体的点阵结构对X射线可产生显著的衍射作用，X射线衍射法已成为研究晶体结构、形貌和各种缺陷的作用手段。
2、安培力（Ampere’s force）它是指磁场对电流的作用力（F）。
一段通电直导线放在磁场中，通电导线所受力的大小和导线的长度（L）、导线中的电流强度（I）、磁感应强度（B）以及电流方向和磁场方向之间的夹角（θ）的正弦成正比。
F＝KLIBsinθ3、巴克豪森效应（Barkhsusen effect）1919年，巴克豪森发现铁的磁化过程的不连续性，铁磁性物质在外场中磁化实质上是它的磁畴存在逐渐变化的过程，与外场同向磁畴不断扩大，不同向的磁畴逐渐减小。
在磁化曲线的最陡区域，磁畴的移动会出现跃变，尤其硬磁材料更是如此。
当铁受到逐渐增强的磁场作用时，它的磁化强度不是平衡地而是以微小跳跃的方式增大的。
发生跳跃时，有噪声伴随着出现。
如果通过扩音器把它们放大，就会听到一连串的“咔嗒”声。
这就是“巴克豪森效应”。
后来，当人们认识到铁是一系列小区域组成，而在每个小区域内，所有的微小原子磁体都是同向排列的，巴克豪森效应才最后得到说明。
每个独立的小区域，都是一个很强的磁体，但由于各个磁畴的磁性彼此抵消，所以普通的铁显示不出磁性。
但是当这些磁畴受到一个强磁场作用时，它们会同向排列起来，于是铁便成为磁体。
在同向排列的过程中，相邻的两个磁畴彼此摩擦并发生振动，噪声就是这样产生的。
只有所谓“铁磁物质”具有这种磁畴结构，也就是说，这些物质具有形成强磁体的能力，其中以铁表现得最为显著。
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单一效应模型
串联效应模型
并联效应模型
环形效应模型
控制效应模型
GZU
MEE
单一效应模型:由一个效应直接实现
例如：杠杆效应可以改变力（F）的大小或方向。
F1
长度
F2
力F1
1
2
GZU
力F2
效应
MEE
串联效应模型:将多个效应按照顺序相继发生，前一个
效应的输出，作为后一个效应的输入。
科学效应。TRIZ的效应库的组织结构，便于发明者对效应
应用。
GZU
MEE
基于对世界专利库的大量专利的分析，TRIZ理论总结了大
量的物理、化学和几何效应，每一个效应都可能用来解决
某一类问题。为了帮助工程师们利用这些科学原理和效应
来解决工程技术问题，在阿奇舒勒的提议下，TRIZ研究者
共同开发了效应数据库，其目的就是为了将那些在工程技
温度、速度、加速度等）会发生改变，即参数在数值上的
变化就是技术过程得以实施的具体体现。因此，我们可以
用这些参数来描述技术系统的变化。
除了某些最简单的技术系统以外，绝大多数技术系统往往
都包含了多个效应。以实现技术系统的功能为最终目标，
将一系列依次发生的效应组合起来，就构成了效应链，如
图所示。
输入1
MEE
如果将手指压按钮的动作看成是一个技术过程，将气体
燃烧看成是另一个技术过程。那么，将这两个技术过程
连接起来的纽带就是压电效应。在这个技术系统中，压
电陶瓷的功能就是利用压电效应将机械能转换成电能。
GZU
MEE
例3：双金属片温度计
双金属片温度计是利用热膨胀效应制成的。通常，接入电路
上的温度控制开关是由双金属片制成，双金属片是将膨胀系
到额定压力就会产生电晕放电。
（6）最终解决方案：用电晕放电效应测量灯泡内部气体
的压力。
GZU
MEE
例2 在北方的冬季，输电线出现结冰现象。
（1）问题分析：北方冬季寒冷，输电线结冰带来严重后果，
必须及时清除电线上的冰雪。
（2）确定功能：电线除冰，可以提高温度，使冰融化。
GZU
MEE
（3）查找效应：能提高温度的效应：传导；对流；电磁感
果，如光电效应、热效应、化学效应、法拉第效应等。每
一个效应都可以用来解决某一类问题。
光电效应
法拉第效应
GZU
MEE
例1：有一种弹簧，其尺寸和组成材料都是无法改变的。如
何在不添加任何辅助结构（不向它添加任何补充弹簧等）的
条件下提高弹簧的刚性？
解决办法：使每圈弹簧磁化，让同极性挨着，这样在弹簧压
缩时就会产生附加的推力。这就是一个典型的利用物理效应
了技术创新中的30种功能及其对应的100个科学效应和现
象（限于篇幅，以电子稿形式提供），可以利用它来解决
技术创新中遇到的问题。
GZU
MEE
表9-2
功能代码
F1
科学效应和现象
实现的功能
测量温度
TRIZ推荐的科学效应和现象
热膨胀
热双金属片
泊尔帖效应
汤姆孙效应
热电现象
热电子发射
G94
G36
…
电磁感应
“纽带”到底应该是什么。此时，我们就可以到科学效应
库中，利用“纽带”所应该具备的功能来查找相应的科学
效应。
当我们对现有技术系统进行改造时，往往会希望将那些不
能满足要求的组件替换掉。此时，由于该组件的功能是明
确的，所以我们可以将该组件所承担的功能作为目标，到
科学效应库中查找相应的科学效应。
GZU
MEE
MEE
TRIZ理论培训
第七章 科学效应库方法
GZU
MEE
主要内容
7.1 效应的概述
7.2
7.3
7.4
科学效应及其作用
TRIZ理论中的科学效应
应用科学效应解决创新问题
GZU
MEE
7.1 效应的概述
效应（Effect）——是各领域的定律，它使物体或系统实
现某种功能的“能量” 和“作用力”，涵盖了多科学领
水
GZU
波义耳
效应
液流
MEE
环形效应模型:由多个效应共同实现，后一效应的输出
流的一部分或全部通过一定的方式返回到前一效应的输入端。
效应1
效应2
…
例如：热传导效应与热力学第一效应构成环形效应模式，将热
力学第一效应输出的水反馈到热传导效应的输入端实现行为。
水
热能
热传导
效应
蒸汽
水
热力学第一效应
GZU
动能
应和现象用于发明的可能性。
在较好的发明中，在两个“结合起来的”效应之间，起
联系作用的元素总是场，而不是物质。
在发明问题和解决它们所需的物理效应之间，存在着可
靠的媒介，这就是物-场分析。
GZU
MEE
在物场分析中，我们将两个对象之间的作用定义为“
场”，并用“场”这个概念来描述存在于这两个对象之间
的能量流。
应；热电介质；热电子；材料吸收辐射；物体的压缩等
（4）效应取舍：经过逐一分析，采用电磁感应效应，在
每隔一段距离电线安上一个铁磁体环，由电磁感应产生
电流而产生热，从而加热电线，溶解冰雪。
（5）最终解决方案：用电磁感应效应溶解电线上的冰雪。
由于铁磁体环常年为电线加热，需结合铁磁性材料的居
里点，低于0°时通电，高于0°时断电，以减少不必要
（2）确定功能：准确测量灯泡内部气体的压力。
GZU
MEE
（3）TRIZ推荐的可以测量压力的物理效应和现象：机械
振动、压电效应、驻极体、电晕放电、韦森堡效应等。
（4）效应取舍：经过对以上效应逐一分析，只有“电晕”
的出现依赖于气体成分和导体周围的气压，所以电晕放
电能够适合测量灯泡内部气体的压力。
（5）方案验证：如果灯泡灯口加上额定高电压，气体达
MEE
控制效应模型:由多个效应共同实现，其中一个或多个效应
的输出流由其他效应的输出流控制，
效应1
效应2
例如：弹性-塑性形变效应与形状记忆合金效应构成控制效应
模式，将弹性-塑性形变效应的输出流联结到形状记忆合金效
应的控制端实现行为。
力
长度
弹性-塑性形变效应
形变
形状记忆合金效应
温度
GZU
MEE
7.1.3 效应链的原则：
来解决技术问题的例子。
GZU
MEE
阿奇舒勒在其《创造是精确的科学》一书中写道：
不难发现，简单的综合方法（如分割、反转、组合等），
在宏观水平上占优势。在微观水平上占优势的那些方法，差
不多总是用到物理效应和现象。在微观水平上，方法都是物
理学和化学方面的。因此，为发明家们提供关于物理学方法
的系统资料就显得尤为重要，这可以大大提高他们将物理效
问题的关键。研究表明，通常工程技术人员掌握并应用的
效应是相当有限的。例如，爱迪生在他的1 023项专利中
就只用了23个效应。
GZU
MEE
7.3
TRIZ理论中的科学效应
TRIZ理论中，按照“从技术目标到实现方法”的方式来组
织效应库，发明者可根据TRIZ的分析工具决定需要实现的
“技术目标”，然后选择需要的“实现方法”，即相应的
、分散注意力等。
GZU
MEE
例4 剪玫瑰花的最佳时间是在其花苞期吗？为保持玫瑰从
剪下到出售前的时间最大化，玫瑰花在还是花苞的时候就
被剪了下来。这可以为我们提供繁盛的玫瑰花。但如何能
保证花苞变成花朵呢？
GZU
MEE
查找化学效应表：第22条“空间中物质的状态和性能控制”
（特别是使用光反应材料或显示器）与第23条“物质空间
如果从时间轴上对两个对象之间的作用进行分析，我
们也可以将存在于两个对象之间的这种作用看作是两个技
术过程之间的“纽带”。
例2：压电打火机的点火过程
压电打火机是利用压电陶瓷的压电效应制成的。只要用大拇
指压一下打火机上的按钮，将压力施加到压电陶瓷上，压电
陶瓷即产生高电压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。
GZU
数差别比较大的两种金属焊接焊接一起，一端固定，一端自
由。当温度升高，膨胀系数大的金属片的伸长量大，致使整
个双金属片向膨胀系数小的金属片的一面弯曲。温度高，弯
曲程度越大，从而利用双金属片的弯曲程度指示温度。
刻度盘
指针
双金属片
固定的一端
GZU
MEE
随着技术过程的实施，技术系统的某些参数（例如，压力、
性能的改变（高浓度）”。
需要初步调查来搞清楚问题，我们需要一个显示器、一种
材料或一块地为在正确时间剪玫瑰提供可靠的帮助，类似
的能源浪费。
GZU
MEE
例3 街上的噪声,街上交通不间断的、单调的噪声使人疲
乏而且会打断工作，普通的百叶窗在一定程度上减少了噪
声，但单调的声音没有变化，这一单调的声音来自交通流
引起的声音振动频率的不间断波谱。
GZU
MEE
查阅物理效应表的第24条：创造给定的结构，稳定对象的
结构，选择机械与声音振动。
电介质
G24
G26
GZU
…
…
提高温度
一级相变
二级相变
…
F3
降低温度
G75
G76
G67
G80
G71
G72