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TRIZ的40个原理和详述.pdf
TRIZ简介与40个发明原理
1--分割（segmentation）原理体现在3个方面
2--抽取/分离（extraction/takingout）原理体现在两个方面：
3--局部质量（localconditions）原理体现在3个方面：
4--非对称（asymmetry）原理体现在两个方面：
5--合并（consolidation）原理体现在两个方面：
6--普遍性（universality）原理：使得物体或物体的一部分实现多种功能，以代替其他部分的功
7--嵌套（nesting）原理体现在两个方面：
8--配重（anti-weight）原理体现在两个方面：
9--预先反作用（priorcounteraction）原理体现在两个方面：
10--预先作用（prioraction）原理体现在两个方面：
11---预先应急措施（cushioninadvance）原理：针对物体相对较低的可靠性，预先准
12--等势原则（equipotentiality）原理：在势能场中，避免物体位置的改变。
13--逆向思维（inversion）原理体现在3个方面：
14--曲面化（spheroidality）原理体现在3个方面：
15--动态化（dynamicity）原理体现在3个方面：
16--不足或超额行动（partialorexcessiveactions）原理：如果用现有的
17--一维变多维（shifttoanewdimension）原理体现在4个方面：
18--机械振动（mechanicalvibration）原理体现在5个方面：
19--周期性动作（periodicaction）原理体现在3个方面：
20--有效作用的连续性（continuityofusefulaction）原理体现在2个方面
21--紧急行动（rushingthrough）原理：快速地执行一个危险或有害的作业。
22--变害为利（convertaharmintoabenefit）原理体现在3个方面：
23--反馈（feedback）原理体现在两个方面：
24--中介物（mediator）原理体现在两个方面：
25--自服务（self-service）原理体现在两个方面：
26--复制（copying）原理体现在3个方面：
27--一次性用品（disposableobjects）原理：用廉价的物品代替一个昂贵的物品，在某
28--机械系统的替代（replacementofmechanicalsystem）原理体现在
29--气体与液压结构（pneumaticsorhydraulicconstruction）原
30--柔性外壳和薄膜（flexible“shells”orthinfilms）原理，体现在
31--多孔材料（porousmaterials）原理，体现在两个方面：
32--改变颜色（changethecolor）原理，体现在4个方面：
33--同质性（homogeneity）原理：将物体或与其相互作用的其他物体用同一种材料或特性相近的
34--抛弃与再生（rejectingregeneratingparts）原理体现在两个方面：
35--物理/化学状态的变化（transformthephysical/chemicalsta
36--相变（phasetransformation）原理：利用物体相变转换时发生的某种效应或现象
37--热膨胀（thermalexpansion）原理体现在两个方面：
38--加速氧化（strengthenoxidation）原理体现在4个方面：
39--惰性环境（inertenvironment）原理体现在两个方面：
40--复合材料（compositematerials）原理：从单一材料改成复合材料。
TRIZ(萃智)
1
TRIZTRIZTRIZTRIZ 简介与 40404040 个发明原理
TRIZ 是“发明问题解决理论”的俄文缩略词的英译，由原苏联的阿尔特苏列尔博士(G.S.
Altshulle)于 1946 年创立。他从 1946 年开始，领导一批研究人员和学生，花了 1500 人年
时间，在分析研究世界各国 250 万件专利的基础上，从抽样的 20 万件专利中选出 4 万件作
为解决发明问题的代表，提出一套进行发明即产品创新的方法理论 TRIZ。20 世纪 80 年代
前，它对别国严格保密。1992 年后随着苏联解体，一批 TRIZ 专家移居美国等西方国家，才
逐渐流传到美欧亚和世界各国。
TRIZ 的出现，给创新这一现代社会中最活跃的元素带来了革命。TRIZ 提供的不仅仅是一
种纯粹的创新理论，它还是一种思维模式，能够帮助我们形成一种系统的、流程化的创新设计
思考模式，有助于人们在几乎所有事情中找到创新的方法。
TRIZ 认为考虑问题不仅要考虑当前系统的过去和未来，还要考虑当前系统子系统和超系
统的过去和未来，从九个层面来考虑问题，寻找解决问题的办法。但是由于系统中各子系统不
均衡的演变导致了系统冲突。系统冲突是 TRIZ 的另一个核心概念，指隐藏在问题背后的固有
矛盾。如果要改进系统的某一部分属性，必然引起其它的某些属性恶化，就好像天平一样，一
端翘起，另一端必然下沉。在产品的结构设计中，结构的重量与强度构成了一对冲突。减轻结
构的重量就必然削弱结构的强度；反之，增加结构的强度则必须增加结构的重量。
对于冲突问题，通常的解决方案是采用折衷的方法，而 TRIZ 则强调运用创造性的思维把
冲突彻底消除。阿尔特苏列尔对大量的发明专利研究发现，尽管它们所属技术领域不同，处
理的问题千差万别，但是隐含的系统冲突数量是有限的。他整理归纳出引起系统冲突和矛盾
的 39 个重要参数（见表 1）。
2
阿尔特苏列尔从几百万个专利中进行筛选，来寻找发明性问题以及它们是如何解决的，从
具有发明性的专利中提炼出了解决冲突或矛盾的 40 条发明原理（见表 2），利用这些发明
原理来寻找解决问题的可能方案。
segmentation
1--1--1--1--分割（分割（分割（分割（segmentation
）原理体现在 3333 个方面个方面个方面个方面
segmentation
segmentation）原理体现在
）原理体现在
）原理体现在
分割原理体现在 3 个方面：
1. 将物体分割为独立部分。这个原理产生的发明例如：
比如：用个人计算机代替大型计算机；用卡车加拖车的方式代替大卡车；用烽火传递信息
（分割信息传递距离）；在大项目中应用工作分解结构，等等。
又如：电脑分割为 CPU、显卡、声卡等，可分别独立制作，插接组合成 PC 使用；鼠标/键
盘与电脑的分离—无线鼠标/键盘；
又如：电视控制部件的分割—遥控器的产生；电视机的分割—电视盒，可以接收解码电视
节目；
又如：独立分割的立交桥制作方法，将不同端分别制作再连接；火车车厢之间是单独的个
体，可调整车厢的数量；
又如：分割笔芯和笔—自动铅笔；圆珠笔的笔心与笔套是两个可分的部分，笔心可以换；
又如：手机将显示时间部分进行分割—双屏翻盖手机，外部小屏显示时间；耳机与耳机线
的分割—无线耳机；
2. 使物体成为可组合的（易于拆卸和组装）。这个原理产生的发明例如：
比如：组合式家具；橡胶软管可利用快速拆卸接头连接成所需要的长度，等等。
又如：刮胡刀的刀片与手柄可分离；可更换刀片的美工刀；可更换不同街头的电钻；
3
又如：抽油烟机油盒的可拆卸；可更换镜片的望远镜
3. 增加物体被分割的程度。这个原理产生的发明例如：
比如：用软的百叶窗代替整幅大窗帘；中央空调出气口，被格栅分割成面向不同方向的出
气口；
又如：电子线路板（PCB）表面贴装技术（SMT）中所使用的锡膏，主要成分是粉末状的焊
锡，用这种焊锡替代传统焊接用的焊锡丝和焊锡条，从而大大地提升了焊接的透彻程度；
又如：存储食物制冷箱体的分割—冰箱包括冷冻室、冷藏室，再分割成保鲜室；
又如：多个块状竹制块（麻将块）的凉席替代竹条式凉席；
又如：将相机镜头部分分为多个套管连接实现伸缩镜头的结构。自行车、摩托车等的链条
是一环一环相接的，每环都是可以取下来的
TRIZ 故事 1——通红的玻璃板
在玻璃批量生产线上，对玻璃先进行加热然后再进行加工，加工完成后的玻璃仍处于通红
状态，需要将其输送到指定位置直至冷却下来。
现在的问题是，因为玻璃还处于高温，呈现柔软的状态，在滚轴传输线的输送过程中会因
为重力下垂而造成变形，导致玻璃表面凹凸不平，后续需要大量的打磨工作来进行修正。
年轻的工程师提出将传输线上的滚轴直径做到尽量小，以减少玻璃悬空的面积，提高玻璃
的平度。
“我们可以将滚轴直径像火柴棍一样细，”年轻的工程师说，“组成一个传输线”。
“那么，每米长度内将有大约 500 个滚轴，安装时需要像做珠宝首饰一样细致。”老工程
师说，“想一想这个传输线的造价。”
“我认为我们不能再考虑滚轴传输线，”一位工程师说，“最好用新的方法来替代它。”
“有什么号办法呢？”年轻的工程师说道。
……
突然，TRIZ 先生出现了。
“让我们来研究一下这个问题，”他说，“从方法上来选择。”
随后，一个基于分割原理的解决方案展示了出来：
突破常规思维的限制，将滚轴直径无限缩小，小到头发丝、1/100 毫米、1/1000 毫米、
1/10000 毫米……一直分割下去，会是什么呢？物质呈现分子、原子状态。
解决方案是：用熔化的锡来代替滚轴。传输线是一个长长的、盛满熔化锡的槽子。由于锡
的熔点低而沸点高，正适合通红的玻璃板的冷却温度区间，熔化锡在重力作用下，会呈现出一
个绝对平面，可以很好地满足此工序的要求。
而基于这个解决方案，又出现了很多的专利，比如给锡通电可以与磁铁一起作用，来完成
对玻璃的成型加工。
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extraction/taking outoutoutout）原理体现在两个方面：
extraction/taking
2--2--2--2--抽取抽取抽取抽取////分离（分离（分离（分离（extraction/taking
extraction/taking
）原理体现在两个方面：
）原理体现在两个方面：
）原理体现在两个方面：
1. 将物体中“负面”的部分或特性抽取/分离出来。
比如：由于压缩机用于压缩空气，所以将嘈杂的压缩机放在室外。无噪音中央真空吸尘系
统：美国 Duo Vac 中央真空吸尘器系统的马达被抽离且安装在室外，因此吸尘器噪音不会传至
室内。
又如：计算机 CPU 的水冷散热器，将散热部分设置在计算机机箱外。
又如：分体手机，辐射大的与网络通信的部分抽取出，单独设置模块。
又如：子弹、发生后，将无用的弹壳丢弃，仅发送弹头。多级火箭，冲出大气后将燃烧完
的部分解体分离丢弃。
4
又如：高建筑物易遭雷击，设置高于建筑物的避雷针，将雷电抽取出引入地下
2. 从物体中抽取必要的部分或仅有用的特性。
比如：用狗叫声，作为报警器的报警声，而不用养一条真正的狗。在机场播放猛禽叫声驱
赶鸟类（将叫声抽取出来）。
又如：用光纤分离主光源，增加照明点；
又如：将蟑螂、蚊子等天敌所发出的声音低频抽取出来，制作的播放低频的电子驱虫装置 。
又如：风洞测试仪（抽取出物体在空气中快速通过的相对风速，而不是让物体真正快速通
过测试）：
又如：红外体温测试仪（抽取人体体温特征测试）
TRIZ 故事 2——三个火枪手
大仲马在小说《三个火枪手》中，描述了普托斯是如何在裁缝店定制新装的。
普托斯不允许裁缝接触他的身体，裁缝无法量体，僵持之中，剧作家莫里哀来到了裁缝店 。
莫里哀将普托斯带到镜子前，然后让裁缝对着镜子里的普托斯进行测量，一个两难的问题
得到了解决。
这里，莫里哀使用的就是抽取原理，将普托斯影响抽取出来，有效地化解了普托斯和裁缝
之间的矛盾。
）原理体现在 3333 个方面：
conditions
local
3--3--3--3--局部质量（
local
conditions
conditions）原理体现在
local conditions
局部质量（local
）原理体现在
局部质量（
个方面：个方面：
局部质量（
）原理体现在
个方面：
1. 将物体或外部环境的同类结构转换成异类结构。
比如：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。
2. 使物体的不同部分实现不同的功能。
比如：带橡皮擦的铅笔，带起钉器的榔头；多功能的工具，不同部分可作为普通钳子、剥
线钳、普通螺丝刀、十字螺丝刀和指甲修剪工具等使用。
3. 使物体的每一部分处于最有利于其运行的条件下。
比如：快餐饭盒中设置不同的间隔区来分别存放热、冷食物和汤。
TRIZ 故事 3——巨大的过滤器
一家工厂获得了一个大订单，产品是一个圆柱形过滤器，圆柱的直径 1 米，长度 2 米，轴
向均匀分布直径为 0.5 毫米的密密麻麻的很多过滤通孔。
工程师们看到图纸后都惊呆了，每个过滤器要加工出成千上万个轴向小孔。
“我们该如何来加工这么多的小孔呢？”总工程师问大家，“用钻床来钻吗？”
“显然，钻这么长的小孔是不可能实现的，也许可以用高温铁针来扎出这些孔，”一位年
轻的工程师毫无把握地说道。
所有的工程师都陷入了沉默。
这似乎是一个无法解决的难题。
……
突然，TRIZ 先生出现了。
“我们既不需要钻床，也不需要铁针，这件事应该这样来考虑……”
随后，一个基于局部质量原理的解决方案展示了出来：
将过滤器的功能进行分解，其主要构成元素是过滤孔和基体，有用功能的元素是过滤孔，
即过滤孔是有用的局部质量。每个过滤孔不就是一条管子吗！
5
哦，答案找到了。拿一些细管，并捆扎起来，就形成了过滤器。这种过滤器的组装制造和
拆离都可以非常方便的完成。
用细圆棒做原料，然后捆扎起来，而圆棒之间的空隙就形成了过滤孔，也可以实现过滤器
的功能。
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asymmetry
4--4--4--4--非对称（
asymmetry
asymmetry）原理体现在两个方面：
非对称（asymmetry
非对称（非对称（
）原理体现在两个方面：
）原理体现在两个方面：
）原理体现在两个方面：
用非对称形式代替对称形式
1.
比如：非对称容器或者对称容器中的非对称搅拌叶片可以提高混合的效果（如水泥搅拌车
等）；模具设计中，对称位置的定位销设计成不同直径，以防安装或使用中出错。
2.
比如：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。
如果对象已经是非对称，增加其非对称的程度。
TRIZ 故事 4——聪明的气罐
很多家庭在使用灌装液化石油气，但让他们烦恼的是，不知道气罐里的气体何时将耗完，
所以不能及时更换燃气。
一家燃气公司的工程师们试图解决这个问题。前提是方法简单易行，并能准确预报何时罐
中燃气将耗完。
“测量压力？”一位工程师说。
“不行，这不管用，只要罐中还有少量燃气，其压力的变化不明显，而且，压力表的成本
较高。”另一位工程师即刻反对。
“如果称重量呢？”又一位工程师说。
“这也不行。每次都要拆出气罐来称重量，对于用户来说太麻烦了，况且容易引发安全问
题。”再一位工程师反对道。
看来，在不增加成本和复杂性的基础上要获得气罐的信息是一个似乎不能解决的难题。
……
突然，TRIZ 先生出现了。
“我知道答案。”他说，“这个气罐应该会很有礼貌地报告自己的情况。”
随后，一个基于非对称原理的解决方案展示了出来：
煤气罐的传统结构设计中，气罐的底面一般是完整的圆形。现在，要改变这种习惯性的对
称结构，采用非对称的结构。
新的设计是：煤气罐的底面做成部分斜面。这样，当有液体燃气充当气罐底部重物时，气
罐保持直立，一旦液态燃气消耗完毕时，底部失去压重物，煤气罐会在重力作用下歪向一边。
相当于提醒用户：“煤气将尽，请速更换。”
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consolidation
5--5--5--5--合并（合并（合并（合并（consolidation
consolidation
consolidation）原理体现在两个方面：
）原理体现在两个方面：
）原理体现在两个方面：
）原理体现在两个方面：
1. 合并空间上的同类或相邻的物体或操作。
比如：网络中的个人计算机；并行处理计算机中的多个微处理器；合并 2 部电梯来提升一
个宽大的物体（拆掉连接处的隔板）。
2. 合并时间上的同类或相邻的物体或操作。
比如：把百叶窗中的窄条连起来；同时分析多项血液指标的医疗诊断仪器；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。
6
TRIZ 故事 5——玻璃磨角
一个工厂接到一个大订单，需要生产大量椭圆形的玻璃板。
首先，工人们将玻璃板切成长方形，然后将 4 角磨成弧形从而形成椭圆形。然而，在磨削
工序中，出现了大量的破碎现象，因为薄玻璃受力时很容易断裂。
“我们应该将玻璃板做得厚一点。”一位工人对主管说。
“不行，”主管说，“客户的订单上要求的就是这种厚度的产品。”
这似乎是一个难以解决的难题。
……
突然，TRIZ 先生出现了。
“我们的玻璃应该既厚又薄，”他说，“玻璃在磨削的工序中应该是厚的，而加工完成后
应该是薄的。”
随后，一个基于合并原理的解决方案展示了出来：
将多层玻璃叠放在一起从而形成一叠玻璃，而且事先在每层玻璃面上洒一层水，以保证堆
叠后的玻璃可以形成相当强的粘贴力。
一叠玻璃的强度会远大于单层玻璃的强度，在磨削加工中就可以承受较大的磨削力，从而
改善了玻璃的可加工性。
当磨削加工完成后，再分开每层玻璃，水分自行会挥发掉，从而获得了所需要的产品。
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universality
6--6--6--6--普遍性（普遍性（普遍性（普遍性（universality
universality
universality）原理：使得物体或物体的一部分实现多种
）原理：使得物体或物体的一部分实现多种
）原理：使得物体或物体的一部分实现多种功功功功
）原理：使得物体或物体的一部分实现多种
能，以代替其他部分的功能。
能，以代替其他部分的功能。
能，以代替其他部分的功能。
能，以代替其他部分的功能。
比如：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
当记录员和计时员。
TRIZ 故事 6——一物二用
渥伦哥尔船长（阿奇舒勒笔下的一位主人公，阿奇舒勒经常使用科幻小说的形式，进行 TRIZ
相关知识的讲解和传播。）经常应用一物二用来产生发明。
比如船上的压舱物，常规的是用水或沙子。但渥伦哥尔船长却使用土作为压舱物。在土中
种上可以生长的棕榈树，棕榈树又用来作为船的桅杆。
这就是普遍性原理的应用。
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nesting
7--7--7--7--嵌套（嵌套（嵌套（嵌套（nesting
nesting
nesting）原理体现在两个方面：
）原理体现在两个方面：
）原理体现在两个方面：
）原理体现在两个方面：
1. 将第 1 个物体嵌入第 2 个物体，然后将这 2 个物体一起嵌入第 3 个物体……
比如：（一组）量杯（匙）；俄罗斯玩偶娃娃（俄罗斯套娃）。
2. 让物体穿过另一物体的空腔。
比如：伸展天线、伸缩变焦镜头。
TRIZ 故事 7——火星车
7
一个科幻故事里描述了一次火星探险。宇宙飞船降落在一个石头山谷，宇航员乘坐一两火
星车开始火星之旅。这个特型火星车有巨大的轮胎，当行驶到陡坡时，很容易在石头的颠簸下
翻车。怎么办？
这个问题刊登在一本杂志上，收到了大量的读者来信，提供解决办法：
在火星车的下面悬挂重物，降低整车的重心，增加稳定性；
将轮胎的气放出一半，轮胎下陷，增加稳定性；
在火星车的两边分别多安装一只轮胎；
让宇航员探出身体来保持车子的平衡；
……
上面的各种建议，确实能改善火星车的稳定性，但明显都带来另一些问题，比如：降低了
火星车的运动性能，降低了车速，让火星车变得更复杂，增加宇航员的危险性等。
由于以上正反两方面问题的存在，有一位读者干脆建议：“什么办法都没有了，让宇航员
走路吧！”
这个问题似乎是一个难以解决的问题。
……
突然，TRIZ 先生出现了。
“将重物放得非常低以接近火星的地面，以降低车子的重心而且在火星车里面。”他 说 。
随后，一个基于嵌套原理的解决方案展示了出来：
在火星车的轮胎里放置球形重物，这些重物可以滚动，总处在轮胎的最下面，以最低的重
心来保持火星车的稳定。
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anti-weight
8--8--8--8--配重（配重（配重（配重（anti-weight
anti-weight
anti-weight）原理体现在两个方面：
）原理体现在两个方面：
）原理体现在两个方面：
）原理体现在两个方面：
1. 将一个物体与另一能产生提升力的物体组合，来补偿其重量。
比如：在一捆原木中加入泡沫材料，使之更好地漂浮；用气球悬挂广告条幅。
2. 通过与环境（利用气体、液态的动力或浮力等）的相互作用实现物体重量的补偿。
比如：飞机机翼的形状可以减小机翼上面的密度，增加机翼下面空气的密度，从而产生升
力；水翼可使船只整个或部分浮出水面，减小阻力。
TRIZ 故事 8——飞机紧急降落之后
一架巨型运输机在起飞后出现了故障，紧急迫降在距离飞机场 200 公里外的空地上。经过
检查，发现飞机机体上出现了许多裂缝和损坏，必须将飞机运送往工厂进行维修。
这架运输机非常重，如何运送成为问题。
专家们聚在一起，商讨如何将这个庞然大物运走。
“地上没有跑道，只有将飞机用吊车吊起来运走。”一位年轻的工程师说。
“年轻人，”一位专家沮丧地说，“哪里有这么大的吊车？而且我们也没那么大的车子将
飞机运走！”
问题处于僵持之中而不能解决。
突然，TRIZ 先生出现了。
“我们确实需要将飞机吊起，”他说，“而且用车子运走。”
于是，一个基于配重原理的解决方案产生了。
将气袋固定在飞机翅膀下，然后充气，气袋所产生的浮力可以抬起飞机，然后将平板拖车
开到飞机下面，拖走飞机。
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