設(shè)計方法學與創(chuàng)新設(shè)計 課件

二.創(chuàng)造問題解決理論－TRIZ1.TRIZ概論1.1TRIZ的定義TRIZ(TheTheoryofInnovationProblemSolving)是俄語“創(chuàng)造問題解決理論〞的首字母英語置換詞。Savransky博士給出的定義：TRIZ是一種基于知識的、面向人的、系統(tǒng)化的解決創(chuàng)造問題的方法。ATRIZ是解決創(chuàng)造問題啟發(fā)式方法的知識，這些知識是從全世界范圍內(nèi)的專利中抽象出來的。TRIZ大量采用自然科學及工程中的效應(yīng)知識。TRIZ利用出現(xiàn)問題領(lǐng)域的知識。B

TRIZ中的啟發(fā)式方法是面向設(shè)計者的，而不是面向機器的。TRIZ理論本身是基于將系統(tǒng)分解為子系統(tǒng)、區(qū)分有益及有害功能的實踐，這些分解取決于問題和環(huán)境，本身就具有隨機性。計算機軟件僅起支持作用，不是完全代替設(shè)計者。CTRIZ分析問題采用了通用以及詳細的模型，其解決問題的過程是一個系統(tǒng)化的過程，能方便地應(yīng)用已有知識的過程。D為了取得創(chuàng)新解需要解決設(shè)計中的沖突，但是解決沖突的某些過程是不知道的。通過環(huán)境或系統(tǒng)本身的資源，以及系統(tǒng)進化的趨勢可以獲得虛擬的理想解。1.2TRIZ的產(chǎn)生1.3TRIZ的主要內(nèi)容5)效應(yīng)；指應(yīng)用本領(lǐng)域特別是其他領(lǐng)域的有關(guān)定律解決設(shè)計中的問題，如采用數(shù)學、化學、生物和電子等領(lǐng)域中的原理解決機械設(shè)計中的創(chuàng)新問題。6)創(chuàng)造問題解決算法(ARIZ)；采用一套邏輯過程逐步將初始問題程式化，使得初始問題中最根本的沖突被清楚地暴露出來，便于問題的求解。隨著TRIZ的不斷開展，又增添了新的研究內(nèi)容，例如預(yù)期失效分析(AFD),直接進化理論(DE)等；另外還出現(xiàn)了基于TRIZ的計算機輔助創(chuàng)新設(shè)計軟件，例如美國InventionMachine公司的GoldFire，IdeationInternational公司的IWB等。國產(chǎn)軟件：北京億維訊公司的Pro/Innovator1.5解決創(chuàng)造創(chuàng)造問題的一般方法TRIZ解決創(chuàng)造問題的一般方法首先將要解決的特殊問題加以定義、明確；然后根據(jù)TRIZ理論提供的方法將需要解決的特殊問題轉(zhuǎn)化為類似的標準問題，而針對類似的標準問題已總結(jié)、歸納出類似的標準解決方法；最后依據(jù)類似的標準解決方法就可以解決用戶需要的特殊問題。TRIZ工具圖1

TRIZ解決發(fā)明問題的模式特定問題標準問題標準解特定解抽象化具體化2創(chuàng)造問題的情境分析與描述創(chuàng)造創(chuàng)造過程從揭示和分析創(chuàng)造情境開始。所謂創(chuàng)造情境是指任何一種工程情境，它突出某種不能令人滿意的特點。1.1創(chuàng)造創(chuàng)造的資源分析與描述設(shè)計中的可用資源對創(chuàng)新設(shè)計起著重要的作用，問題的解越接近理想解〔IFR〕，系統(tǒng)資源就越重要。只要還沒到達理想解，就應(yīng)該具有系統(tǒng)資源。直接應(yīng)用資源指當前存在狀態(tài)下可被應(yīng)用的資源；如物質(zhì)、場〔能量〕、空間和時間資源都是可被多數(shù)系統(tǒng)直接應(yīng)用的資源。2.2創(chuàng)造創(chuàng)造的理想化描述2.2.1理想化及理想化設(shè)計把所研究的對象理想化是一種最根本的自然科學方法。理想化是對客觀世界中所存在物質(zhì)的一種抽象化，這種抽象的客觀世界既不存在，又不能通過試驗驗證。理想化的物體是真實物體存在的一種極限狀態(tài)，對于某些研究有很重要的作用。TRIZ中理想化的應(yīng)用包括理想系統(tǒng)、理想過程、理想物質(zhì)、理想資源、理想機器等。理想化＝有用功能之和/有害功能之和

增加理想化有四種方法。理想設(shè)計可以使設(shè)計者的思維跳出問題的傳統(tǒng)解決方法，在更廣泛的空間里尋找最優(yōu)方案。

2.2.2利用理想化設(shè)計思想實現(xiàn)創(chuàng)造創(chuàng)造

提高理想化程度的六種方法：〔1〕去除輔助功能〔2〕去除元件考慮用自然資源實現(xiàn)某種功能，進而可以去除某些系統(tǒng)元件。例如用物質(zhì)資源、用場資源?！?〕識別自效勞利用自效勞減少輔助元件，提高系統(tǒng)效率?！?〕替換零件、部件或者整個系統(tǒng)〔5〕改變操作原理例如浮法玻璃的生產(chǎn)〔6〕利用資源實現(xiàn)理想化的步驟3沖突及沖突解決原理3.1.2沖突的分類〔1〕通常的分類沖突工程沖突社會沖突自然沖突個性沖突組織沖突文化沖突宇宙定律沖突自然定律沖突技術(shù)沖突物理沖突數(shù)學沖突3.2物理沖突及其解決原理物理沖突的概念及類型所謂物理沖突是指為了實現(xiàn)某些功能，一個子系統(tǒng)或元件應(yīng)具有一種特性，但同時出現(xiàn)了與該特性相反的特性。例如：飛機機翼的面積；物理沖突出現(xiàn)的幾種情況：1。一個子系統(tǒng)中有害功能降低的同時，導致該子系統(tǒng)中有用功能的降低；2。一個子系統(tǒng)中有用功能加強的同時，導致該子系統(tǒng)中有害功能的加強。Savransky提出的物理沖突描述方法：1.子系統(tǒng)A必須存在，A不能存在；2.關(guān)鍵子系統(tǒng)A具有性能B，同時應(yīng)具有性能－B，B與－B是相反的性能；3.A必須處于狀態(tài)C及狀態(tài)－C，C與－C是不同的狀態(tài)；4.A不能隨時間變化，A要隨時間變化；常見的物理沖突：幾何類材料與能量類功能類長與短對稱與不對稱平行與交叉厚與薄圓與非圓鋒利與鈍窄與寬水平與垂直多與少密度大與小導熱率高與低溫度高與低時間長與短粘度高與低功率大與小摩擦系數(shù)大與小噴射與卡住推與拉冷與熱快與慢運動與靜止強與弱軟與硬本錢高與低3.2.2物理沖突的解決原理Altshuller在20世紀70年代提出了11種解決方法：1。沖突特性的空間別離2。沖突特性的時間別離3。不同系統(tǒng)或元件與一超系統(tǒng)相連4。將系統(tǒng)改為反系統(tǒng)，或?qū)⑾到y(tǒng)與反系統(tǒng)相結(jié)合5。系統(tǒng)作為一個整體具有特性B，其子系統(tǒng)具有特性－B6。微觀操作為核心的系統(tǒng)7。系統(tǒng)中一局部物質(zhì)的狀態(tài)交替變化8。由于工作條件變化使得系統(tǒng)從一種狀態(tài)向另外一種狀態(tài)過渡9。利用狀態(tài)變化所伴隨的現(xiàn)象10。用兩相的物質(zhì)代替單相的物質(zhì)11通過物理作用及化學反響使物質(zhì)從一種狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài)3.2.3別離原理及實例分析

現(xiàn)代TRIZ理論在總結(jié)物理沖突解決的各種研究方法的根底上，提出了采用如下的別離原理解決物理沖突的方法，如圖：別離原理空間別離時間別離基于條件的別離整體與局部的別離空間別離原理所謂空間別離原理是指將沖突雙方在不同的空間上別離，以降低解決問題的難度。當關(guān)鍵子系統(tǒng)沖突雙方在某一空間只出現(xiàn)一方時，空間別離是可能的。

應(yīng)用該原理時首先應(yīng)答復(fù)如下問題：是否沖突一方在整個空間中“正向〞或“負向〞變化？在空間中的某一處，沖突的一方是否可以不按一個方向變化？如果沖突的一方可不按一個方向變化，利用空間別離原理解決沖突是可能的。舉例：自行車采用鏈輪與鏈條傳動；潛水艇的聲納探測器。

時間別離原理所謂時間別離原理是指將沖突雙方在不同的時間段上別離，以降低解決問題的難度。當關(guān)鍵子系統(tǒng)沖突雙方在某一時間段上只出現(xiàn)一方時，時間別離是可能的。

應(yīng)用該原理時，首先應(yīng)答復(fù)如下問題：是否沖突一方在整個時間段中“正向〞或“負向〞變化？在時間段中沖突的一方是否可不按一個方向變化？如果沖突的一方可不按一個方向變化，利用時間別離原理是可能的。舉例：折疊自行車；飛機的機翼在起落、飛行時形狀的變化?；跅l件的別離所謂基于條件的別離原理是指將沖突雙方在不同條件下別離，以降低解決問題的難度。當關(guān)鍵子系統(tǒng)的沖突雙方在某一條件下只出現(xiàn)一方時，基于條件的別離是可能的。應(yīng)用該原理時，首先應(yīng)答復(fù)如下問題：是否沖突一方在所有條件下都要求“正向〞或“負向〞變化？在某些條件下，沖突的一方是否可不按一個方向變化？如果沖突的一方可不按一個方向變化，利用基于條件的別離原理是可能的。舉例：水射流既硬又軟，取決于流速、壓力；

總體與局部的別離所謂總體與局部的別離原理是指將沖突雙方在不同的層次上別離，以降低解決問題的難度。當沖突雙方在關(guān)鍵子系統(tǒng)的層次上只出現(xiàn)一方，而該方在子系統(tǒng)、系統(tǒng)或超系統(tǒng)層次上不出現(xiàn)時，總體與局部的別離時可能的。實例分析a自行車鏈條微觀層面上是剛性的，宏觀層面是柔性的。b煎鍋的設(shè)計；c.自動裝配線與零件的供給問題。

序號名稱序號名稱1運動物體的重量21功率2靜止物體的重量22能量損失3運動物體的長度23物質(zhì)損失4靜止物體的長度24信息損失5運動物體的面積25時間損失6靜止物體的面積26物質(zhì)或事物的數(shù)量7運動物體的體積27可靠性8靜止物體的體積28測試精度9速度29制造精度10力30物體外部有害因素作用的敏感性11應(yīng)力或壓力31物體產(chǎn)生的有害因素12形狀32可制造性13結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性33可操作性14強度34可維修性15運動物體作用時間35適應(yīng)性及多用性16靜止物體作用時間36裝置的復(fù)雜性17溫度37監(jiān)控與測試的困難程度18光照度38自動化程度19運動物體的能量39生產(chǎn)率20靜止物體的能量下面給出39個工程參數(shù)的名稱及意義：1．運動物體的重量在重力場中運動物體所受到的重力。如運動物體作用于其支撐或懸掛裝置上的力。2．靜止物體的重量在重力場中靜止物體所受到的重力。如靜止物體作用于其支撐或懸掛裝置上的力。3．運動物體的長度運動物體的任意線性尺寸，不一定是最長的，都認為是其長度。4．靜止物體的長度靜止物體的任意線性尺寸，不一定是最長的，都認為是其長度。5．運動物體的面積運動物體內(nèi)部或外部所具有的外表或局部外表的面積。6．靜止物體的面積靜止物體內(nèi)部或外部所具有的外表或局部外表的面積。7．運動物體的體積運動物體所占有的空間體積。8．靜止物體的體積靜止物體所占有的空間體積。9．速度物體的運動速度、過程或活動與時間之比。10.力力是兩個系統(tǒng)之間的相互作用。對于牛頓力學，力等于質(zhì)量與加速度之積，在triz中，力是試圖改變物體狀態(tài)的任何作用。11.應(yīng)力或壓力單位面積上的力。12.形狀物體外部輪廓，或系統(tǒng)的外貌。13.結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性系統(tǒng)的完整性及系統(tǒng)組成局部之間的關(guān)系。磨損、化學分解及拆卸都降低穩(wěn)定性。14.強度強度是指物體抵抗外力作用使之變化的能力。15.運動物體作用時間物體完成規(guī)定動作的時間、效勞期。兩次誤動作之間的時間也是作用時間的一種度量。16.靜止物體作用時間物體完成規(guī)定動作的時間、效勞期。兩次誤動作之間的時間也是作用時間的一種度量。17.溫度物體或系統(tǒng)所處的熱狀態(tài)，包括其他熱參數(shù)，如影響改變溫度變化速度的熱容量。25.時間損失時間是指一項活動所延續(xù)的時間間隔。改進時間的損失指減少一項活動所花費的時間。26．物質(zhì)或事物的數(shù)量材料、部件及子系統(tǒng)等的數(shù)量，它們可以被局部或全部、臨時或永久的被改變。27．可靠性系統(tǒng)在規(guī)定的方法及狀態(tài)下完成規(guī)定功能的能力。28．測試精度系統(tǒng)特征的實測值與實際值之間的誤差。減少誤差將提高測試精度。29．制造精度系統(tǒng)或物體的實際性能與所需性能之間的誤差。30．物體外部有害因素作用的敏感性物體對受外部或環(huán)境中的有害因素作用的敏感程度。31．物體產(chǎn)生的有害因素有害因素將降低物體或系統(tǒng)的效率，或完成功能的質(zhì)量。這些有害因素是由物體或系統(tǒng)操作的一局部而產(chǎn)生的。32．可制造性物體或系統(tǒng)制造過程中簡單、方便的程度。33．可操作性要完成的操作應(yīng)需要較少的操作者、較少的步驟以及使用盡可能簡單的工具。一個操作的產(chǎn)出要盡可能多。34．可維修性對于系統(tǒng)可能出現(xiàn)失誤所進行的維修要時間短、方便和簡單。35．適應(yīng)性及多用性物體或系統(tǒng)響應(yīng)外部變化的能力，或應(yīng)用于不同條件下的能力。36．裝置的復(fù)雜性系統(tǒng)中元件數(shù)目及多樣性，如果用戶也是系統(tǒng)中的元素將增加系統(tǒng)的復(fù)雜性。掌握系統(tǒng)的難易程度是其復(fù)雜性的一種度量。37．監(jiān)控與測試的困難程度如果一個系統(tǒng)復(fù)雜、本錢高、需要較長的時間建造及使用，或部件與部件之間關(guān)系復(fù)雜，都使得系統(tǒng)的監(jiān)控與測試困難。測試精度高，增加了測試的本錢也是測試困難的一種標志。38．自動化程度是指系統(tǒng)或物體在無人操作的情況下完成任務(wù)的能力。自動化程度的最低級別是完全人工操作。最高級別是機器能自動感知所需的操作、自動編程和對操作自動監(jiān)控。中等級別的需要人工編程、人工觀察正在進行的操作、改變正在進行的操作及重新編程。3．局部質(zhì)量原理a．從物體或外部介質(zhì)(外部作用)的一致結(jié)構(gòu)過渡到不一致結(jié)構(gòu)。b．物體的不同局部應(yīng)當具有不同的功能c．物體的每一局部均應(yīng)具備最適于它工作的條件。例：金屬材料外表的熱處理；圓珠筆，將筆芯上作一對耳朵，再加一根彈簧。4．不對稱原理a．物體的對稱形式轉(zhuǎn)為不對稱形式。b．如果物體不是對稱的，那么加強它的不對稱程度，例：防撞汽車輪胎具有一個高強度的側(cè)緣，以抵抗人行道路緣石的碰撞；振動電機的偏向塊結(jié)構(gòu)。5．合并原理a．把相同的物體或完成類似操作的物體聯(lián)合起來，b．把時間上相同或類似的操作聯(lián)合起來．例如：網(wǎng)絡(luò)中的個人計算機；并行計算機中的多個微處理器；混水閥；閥島。6．多用性原理一個物體執(zhí)行多種不同功能，因而不需要其他物體。例：瑞士軍刀〔最多的功能可到五十多種)；打印機集打印復(fù)印于一體；可測量嬰兒體溫的奶嘴。7.嵌套原理a．一個物體位于另一物體之內(nèi)，而后者又位于第三個物體之內(nèi)，等等。b．一個物體通過另一個物體的空腔。例：俄羅斯洋娃娃；為了儲存，可以把一把椅子放在另一把椅子上面；可伸縮的石油鉆塔。

8．質(zhì)量補償原理a．將物體與具有上升力的另一物體結(jié)合以抵消其重量。b．將物體與介質(zhì)(最好是氣動力和液動力)相互作用以抵消其重量。例：在圓木中注入發(fā)泡劑，使其更好的漂浮；用氣球攜帶廣告調(diào)幅；飛機機翼的形狀使其上部空氣壓力減小，下部壓力增大，以產(chǎn)生浮力。9．預(yù)加反作用原理a.預(yù)先施加反作用。例：緩沖器能吸收能量，減少沖擊帶來的負面影響；b.如果一物體處于或?qū)⑻幱谑芾鞝顟B(tài)，預(yù)先增加壓力。例如：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土。10．預(yù)操作原理a．預(yù)先完成要求的作用(整個的或局部的)；b．預(yù)先將物體安放妥當，使它們能在現(xiàn)場和最方便地點立即完成所需要的作用。例：預(yù)先涂上膠的郵票等；灌裝生產(chǎn)線中使用所有瓶口朝向一個方向，以提高生產(chǎn)效率；

11.預(yù)補償原理以事先準備好的應(yīng)急手段補償物體相對較低的可靠性。例：飛機上的降落傘；按蘇聯(lián)創(chuàng)造證書456594的方法，樹枝在鋸掉之前套上一個緊箍環(huán)，樹木感該處有“病〞，于是向那里輸送營養(yǎng)物質(zhì)和治療物質(zhì)。這樣，在樹枝被鋸之前這些物質(zhì)便積聚起來，鋸后鋸口會迅速愈合。12．等勢性原理改變工作條件，使物體不需要被升級或降低．例：如與沖床工作臺高度相同的工件輸送帶，將沖好的零件輸送到另一工位；運河的水閘。13.反向原理a、將一個問題說明中所規(guī)定的操作改為相反的操作．b、使物體或外部介質(zhì)的活動局部成為不動的，而使不動的成為可動的．c．將物體的位置倒置．例：拆卸處于緊配合的兩個零件，采用冷卻內(nèi)部零件的方法；健身器中的跑步機。14．曲面化原理a．從直線局部過渡到曲線局部，從平面過渡到球面，從正六面體或平行六面體過渡到球形結(jié)構(gòu)，b．利用棍子、球體、螺旋。c．從直線運動過渡到旋轉(zhuǎn)運動，利用離心力。例：螺旋千斤頂產(chǎn)生很大的升力；洗衣機采用旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力甩干衣物；螺旋齒輪提供均勻的承載能力。15．動態(tài)化原理．a(chǎn)、使一個物體或環(huán)境在操作的每一階段自動調(diào)整，以到達優(yōu)化的性能；b．將物體分成彼此相對移動的幾個局部。c．使不動的物體成為動的．例：飛機中的自動導航系統(tǒng)；裝卸貨物的鏟車，通過鉸鏈連接兩個半圓形鏟斗，可自由開閉；百米賽賽道旁的跟蹤攝像機。16．未到達或超過的作用原理如果難于取得百分之百所要求的成效，那么應(yīng)當取得略小或略大的成效。此時可能把問題大大簡化。如：缸筒外壁需要刷涂料時，可將其浸泡在盛涂料的容器中完成，但取出后圓筒外壁涂料過多，然后再甩去掉多余的局部。17.維數(shù)變化原理a．如果物體作線性運動〔或分布〕有困難，那么使物體在二維度(即平面)上移動。相應(yīng)地，在一個平面上的運動(或分布)可以過渡到三維空間。b．利用多層結(jié)構(gòu)替代單層結(jié)構(gòu)。c．將物體傾斜或側(cè)置．d．利用指定面的反面．例：“越冬圓木在圓形停泊場水中存放，其特征是，為了增大停泊場的單位容積，和減小受凍木材的體積，將圓木扎成捆，其橫截面的寬和高超過圓木的長度，然后立著放〞；立體停車場。18．機械振動原理a、使物體處于振動狀態(tài)。b、如果振動存在，那么提高振動頻率(到達超聲波頻率)c．利用共振頻率。d．用壓電振動器替代機械振動器。e．利用超聲波振動同電磁場配合．例：的振動；振動壓路機．23.反響原理a．引入反響以改善過程或動作。b．如果反響已經(jīng)存在，改變反響控制信號的大小或靈敏度。例：飛機接近機場時，改變自動駕駛系統(tǒng)的靈敏度。24．中介物原理a．利用可以遷移或有傳送作用的中間物體。b．把另一個(易分開的)物體暫時附加給某一物體。例：機械傳動中的惰輪；機加工中鉆孔用的鉆孔導套；機械手代替人手。25．自效勞原理a、通過附加功能使物體產(chǎn)生自己效勞于自己的功能．b．利用廢物的材料、能量與物質(zhì)．例：利用發(fā)電過程產(chǎn)生的熱量取暖；低壓下長時間工作的水管會產(chǎn)生小洞，這些小洞通常會被水里的一些腐蝕材料堵住，實現(xiàn)自修理。28．機械系統(tǒng)的替代原理a．用光學、聲學等設(shè)計原理代替力學設(shè)計原理。b．用電場、磁場及電磁場同物體相互作用。c、由恒定場轉(zhuǎn)向不定場，由時間固定的場轉(zhuǎn)向時間變化的場，由無結(jié)構(gòu)的場轉(zhuǎn)向有一定結(jié)構(gòu)的場。d．將鐵磁粒子用于場的作用中．例：為了將金屬覆蓋層和熱塑性材料黏結(jié)在一起，無需使用機械設(shè)備，可以通過施加磁場，提高結(jié)合強度．為了生產(chǎn)高質(zhì)量的金屬材料，在金屬融化過程當中，必須持續(xù)不斷地攪動金屬。使用電磁混頻器可實現(xiàn)更有效地攪動。29．氣動和液壓結(jié)構(gòu)原理用氣體結(jié)構(gòu)和液體結(jié)構(gòu)代替物體的固體的局部，如充氣和充液的結(jié)構(gòu)，氣枕等結(jié)構(gòu)．例：挖掘機手臂采用液壓氣動裝置實現(xiàn)伸縮自如。運輸易碎制品(如排水管)的集裝箱里面有一個充氣囊，使制品在運輸中相互靠緊不致撞壞。

30．柔性殼體或薄膜原理a．利用軟殼和薄膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)。b．用軟殼和薄膜使物體同外部介質(zhì)隔離。例：農(nóng)用塑料大棚種植蔬菜；貨艙內(nèi)貨物移動的解決方法；奧運場館--水立方。

31．利用多孔材料原那么a．把物體作成多孔的或利用附加多孔元件(鑲嵌，覆蓋，等等)．b．如果物體是多孔的，事先用某種物質(zhì)填充空孔。例：阻性消聲器主要是利用多孔吸聲材料來降低噪聲的；粉末冶金含油軸承。32．改變顏色原理a．改變物體或外部介質(zhì)的顏色．b．改變物體或外部介質(zhì)的透明度．c，為了觀察難以看到的物體或過程，利用染色添加劑．d．如果已采用了這種添加劑，那么采用熒光粉．例；美國專利3425412：透明繃帶不必取掉便可觀察傷情；駕駛室內(nèi)的按鈕采用不同的顏色提醒人們不同的操作和操作的重要程度。33．同質(zhì)性原理采用相同或相似的物體制造與某物體相互作用的物體。例：為了減少化學反響，盛放某物體的容器可以用與該物體相同的材料來制造；用金剛石切割鉆石，切割產(chǎn)生的粉末可以回收。36．狀態(tài)變化原理在物體狀態(tài)變化過程中實現(xiàn)某種效應(yīng)。例如體積改變，放熱或吸熱。例：減震器利用彈簧伸縮變化實現(xiàn)減震；

溫度計利用汞的熱脹冷縮實現(xiàn)溫度計數(shù)；空調(diào)制冷原理。37．熱膨脹原理a．利用材料的熱膨脹或熱收縮性質(zhì)．b.利用一些熱膨脹系數(shù)不同的材料。例：緊密配合的軸與齒輪的裝配；

消防噴頭

。38.加速強氧化原理氧氣從一個級別轉(zhuǎn)變到另一個級別，如從環(huán)境氣體到充滿氧氣，從充滿氧氣到純氧氣，從純氧氣到離子態(tài)氧。例：為持久在水下呼吸，水中呼吸器中存儲濃縮空氣；用氧－乙炔氣焰鉅代替空氣－乙炔氣焰鉅切割金屬。在化學試驗中使用離子化氧氣加速化學反響。39．惰性環(huán)境原理a、用惰性介質(zhì)代替普通介質(zhì)。b．在真空中進行某過程。例：“預(yù)防棉花在倉庫中燃燒的方法，在向貯存地點運輸?shù)倪^程中用惰性氣體處理棉花〞(蘇聯(lián)創(chuàng)造證書270170)；霓虹燈玻璃管內(nèi)充入惰性氣體，在燈管兩端由金屬制成的陰、陽電極上加一定的電壓，實現(xiàn)氣體放電。40．復(fù)合材料原理將材質(zhì)單一的材料改為復(fù)合材料。例：用復(fù)合環(huán)氧樹脂/炭化纖維制成的高爾夫球棍更加輕便、結(jié)實。飛機上一些金屬部件用工程塑料取代，使飛機更輕。以上這些原理都是通用創(chuàng)造創(chuàng)造原理，未針對具體領(lǐng)域，其表達方法是描述可能解的概念。設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)這些建議提出已有系統(tǒng)的改進方案，這樣才有助于問題的迅速解決。舉例：開口扳手的設(shè)計3.5側(cè)向空氣袋概念設(shè)計1〕將能量集中于接縫

在蒙皮上設(shè)計某種設(shè)施刺繡織物門蒙皮內(nèi)陷雙空氣袋設(shè)計反向空氣袋撕開蒙皮接縫的空氣袋和救護用空氣袋能量重定向在空氣袋與蒙皮接縫之間設(shè)計特定的機構(gòu)，空氣袋膨脹時作用在該機構(gòu)上，使空氣袋的膨脹力局部轉(zhuǎn)化為機構(gòu)對接縫的剪力，將接縫撕開，然后機構(gòu)自身也為空氣袋的膨脹讓路。2〕減少接縫強度在空氣袋脹開期間降低接縫強度使用塑料襯墊接縫用線的選擇高溫下失效的線化學作用下失效的線新奇的線改變接縫方向運用TRIZ的空間別離原理經(jīng)觀察在汽車的日常使用中，座椅的側(cè)面局部水平方向受力最大，垂直方向受力那么較??；空氣袋脹開時對接縫的作用力那么不受方向限制。為此，可把接縫的開口由通常的沿垂直方向改為沿水平方向，這樣接縫出的縫合就可以弱一些，方便空氣袋穿出。

3〕改善蒙皮的附著方式將蒙皮附著在座椅內(nèi)部的泡沫上為防止空氣袋在座椅蒙皮內(nèi)部脹大這一嚴重失效形式，應(yīng)考慮將蒙皮與座椅更緊密地結(jié)合在一起。粉狀膠使用塑料黏帶將蒙皮更好地附著在座椅結(jié)構(gòu)上4〕新的接縫設(shè)計著眼點之一是接縫處能與空氣袋的膨脹相一致的翻開，且翻開的力是可控的；被動機械鎖；主動機械鎖5〕其他建議調(diào)查及確定接縫線可容忍的強度上限，以免接縫線強度預(yù)留太多，不利于空氣袋穿出。優(yōu)化和確定接縫線每英寸縫的針數(shù)，以免接縫線處縫線的針數(shù)太多，不利于空氣袋穿出。3.6別離原理與創(chuàng)造原理的關(guān)系別離原理創(chuàng)造原理空間別離1、2、3、4、7、13、17、24、26、30時間別離9、10、11、15、16、18、19、20、21、29、34、37整體與局部別離12、28、31、32、35、36、38、39、40條件別離1、7、25、27、5、22、23、33、6、8、14、25、35、133.7檢核表法與TRIZ創(chuàng)造原理的關(guān)系檢核表法(Checklistmethod)又叫設(shè)問法，由奧斯本首先提出，后經(jīng)美國創(chuàng)造工程研究所精選出9個工程作為提示人們進行創(chuàng)造性設(shè)想的工具，這9個方面的設(shè)問分別是：(1)有無其它用途？(2)能否借用？(3)能否改變？(4)能否擴大？(5)能否縮??？(6)能否代用？(7)能否重新調(diào)整？(8)能否顛倒過來？(9)能否組合？該方法在創(chuàng)造學中被稱為“創(chuàng)造技法之母〞，它具有強制性、多角度發(fā)散性的問題思考的特點，有利于克服人們不愿提問或不善提問的習慣，適合各種情況下的創(chuàng)新問題求解。經(jīng)過對照，檢核表法中的9個提問項實際上也與TRIZ的40條創(chuàng)造原理有著一定的對應(yīng)關(guān)系，如表所示。4.1概述系統(tǒng)的作用是實現(xiàn)某種功能；理想的功能是場Field〔F〕通過物質(zhì)Substance2〔S2〕作用于物質(zhì)Substance1〔S1〕，并改變S1。物質(zhì)可以是材料、工具、零件、人或環(huán)境等，可以是一個獨立的物體，也可以是一個復(fù)雜的系統(tǒng)。場是指完成某種功能所需的方法或手段。作用在物質(zhì)上的能量或場主要有：Me－機械能Th－熱能Ch－化學能E－電能M－磁場G－重力場4物－場模型分析方法物－場分析方法為我們提供了一種方便、快捷的解決模式化問題的方法。開展到現(xiàn)在，已經(jīng)有76種標準解。描述型式：場物質(zhì)1物質(zhì)2物－場模型三元件之間的關(guān)系可以用以下5種不同的連線表示：應(yīng)用application預(yù)期效應(yīng)desiredeffect缺乏渴望效應(yīng)insufficientdesiredeffect有害效應(yīng)harmfuleffect模型轉(zhuǎn)換tranformationofmodel物－場模型可以分為四類：不完整系統(tǒng)有效完整系統(tǒng)非有效完整系統(tǒng)有害完整系統(tǒng)4.2構(gòu)建物－場模型創(chuàng)新問題被轉(zhuǎn)化成這種模型，目的是為了說明兩物質(zhì)和場之間的相互關(guān)系。通常構(gòu)造模型有以下四步：識別元件；構(gòu)建模型；從76種標準解中選擇一個最恰當?shù)慕?；進一步開展這個解〔新概念〕。在第三步和第四步中，要充分挖掘和利用其他知識性工具。識別元件構(gòu)造模型完整系統(tǒng)有用？有效？選擇標準解開展概念應(yīng)用其他知識性工具有效？是完善否是否否否是是4.3利用物-場模型分析方法實現(xiàn)創(chuàng)新例一：純銅生產(chǎn)工藝－電解法，要徹底去除銅外表電解質(zhì)很困難，如何才能改善清洗過程？1〕識別元件電解質(zhì)＝S1水＝S2機械清洗＝FMe2〕構(gòu)造模型FMeS1S2清洗電解液水FMeS1S2清洗電解液水FMeS1S2F?不能滿足渴望效應(yīng)的物場模型附加一種場以加強效應(yīng)是一種標準解3〕從標準解中選擇一個適宜的解4〕進一步開展這種概念，以支持所得解決方案。利用超聲波；利用外表活性劑能去除污點的化學特性；利用磁性磁化水，進而改善清洗過程。5〕從標準解中選擇另一個不同的解FMeS1S2清洗電解液水FMeS1S3清洗水蒸汽FThS26〕開展一種概念以支持解應(yīng)用過熱水蒸汽〔水在一定的壓力下，溫度可達1000度以上〕。水蒸汽將被迫進入純銅外表的細小毛孔中，使得電解質(zhì)離開純銅說明。例二：刷毛成形過程分析傳統(tǒng)工藝－使用模子。對問題進行物－場分析：熔化的塑料為S1，模子為S2,重力場為F；該系統(tǒng)為一非有效完整系統(tǒng)；解決方法：改變S2。具體方案：根據(jù)對刷毛的要求，在熔化的塑料中參加磁粉，將原金屬模替換為已磁化的磁體，置于塑料塊帶刷毛區(qū)的上方，磁粉在磁場作用下連同附帶的塑料一起向上伸，形成刷毛，這一方法可以適應(yīng)刷毛尺寸和樣式的迅速改變。4.476種標準解在TRIZ中“標準〞表示解決不同領(lǐng)域問題的通用解決“訣竅〞。標準條件及根本相同的解稱為標準解。標準解分類：類別標準解個數(shù)第一類：不改變或僅少量改變以改進系統(tǒng)第二類：改變系統(tǒng)第三類：系統(tǒng)傳遞第四類：檢測與測量第五類：簡化與改進策略132361717第一類標準解改變一個系統(tǒng)使其具有所需要的輸出或消除不理想的輸出，對系統(tǒng)只有少量的改變或不改變。包括完善一個不完整系統(tǒng)或非有效完整系統(tǒng)所有需要的解。A改進具有非完整功能的系統(tǒng)〔1.1〕No.1(1.1.1)完善具有不完整功能的系統(tǒng)：假設(shè)只有S1,增加S2及場F。例如：僅有錘、釘子，構(gòu)不成完整的系統(tǒng)，因而什么作用不會發(fā)生。No.2(1.1.2)假設(shè)系統(tǒng)不改變，但可接受永久的或臨時的添加物?？梢栽赟1或S2內(nèi)部添加來實現(xiàn)。例如：在混凝土中參加疏松的爐渣可降低其密度，從而減輕重量。

No.3(1.1.3)假設(shè)系統(tǒng)不能改變，但永久的或臨時的外部添加劑改變S1或S2是可接受的。例如：系統(tǒng)由雪〔S1〕、滑雪板〔S2〕及重力組成，加蠟〔S3〕到滑雪板底部可增加滑雪速度。No.4(1.1.4)假設(shè)系統(tǒng)不能改變，但可用環(huán)境資源作為內(nèi)部或外部添加劑。例如：航道標記浮標在大海中搖擺太厲害，充入海水可使其穩(wěn)定。No.5(1.1.5)假設(shè)系統(tǒng)不能改變，但可以改變系統(tǒng)所處的環(huán)境。例如：辦公室中的計算機工作使得室溫增加，通過空調(diào)改變環(huán)境溫度保證計算機正常工作。No.6(1.1.6)微小量的精確控制是困難的，但可以通過增加一個附加物并在之后除去來控制微小量。例如：注塑時使流動的塑料精確的充滿一個空腔是困難的，在適宜的位置留一個冒口，使得空腔內(nèi)的空氣流出，同時也使一局部塑料流出，之后將其去掉。B消除和抵消有害效應(yīng)〔1.2〕No.9(1.2.1)在一個系統(tǒng)中有用和有害效應(yīng)同時存在。S1和S2不必直接接觸，引入S3消除有害效應(yīng)。例如：手〔S2〕直接清洗零件〔S1〕對皮膚有傷害，用皮手套〔S3〕隔開就起到了保護皮膚的效果。No.10(1.2.2)與No.9類似，但不允許增加新物質(zhì)，通過改變S1和S2消除有害效應(yīng)。該類解包括增加“虛無物質(zhì)〞，如空位、真空、空氣、氣泡等，或加一種場，場的作用相當于增加一種物質(zhì)。例如：軸與孔的緊密裝配時，往往要通過加熱孔類零件使其膨脹，然后再行組裝。

No.11(1.2.3)有害作用是一種場引起的，引入物質(zhì)S3吸收有害效應(yīng)。例如：電子部件所發(fā)出的熱量將使安裝該部件的電路板變形，在該部件下放一個散熱器吸收熱量并將熱量傳遞到空氣中。No.12(1.2.4)在一個系統(tǒng)中有用及有害效應(yīng)同時存在，但S1和S2必須處于接觸狀態(tài)。增加場F2,使之抵消F1的影響，或者得到一附加的有用效應(yīng)。例如：水泵工作時產(chǎn)生噪聲，水是S1，泵是S2，場是機械場F1，一個與所產(chǎn)生的噪聲場相差180°的聲學場將抵消噪聲。No.13(1.2.5)在一個系統(tǒng)中，由于一個元件存在磁性而產(chǎn)生有害效應(yīng)，將該元件加熱到居里點以上磁性將不存在，或者引入一相反的磁場消除原磁場。例如：指南針安裝在汽車上來指引方向，但汽車本身的磁場將改變指南針的精確讀數(shù)，在指南針內(nèi)部裝一個小永久磁體消除汽車本身的磁場影響是該類指南針設(shè)計的特點。第二類標準解特點是：通過對描述系統(tǒng)物－場模型的較大改變來改善系統(tǒng)。A變換到復(fù)雜物－場模型〔2.1〕No.14(2.1.1)串聯(lián)物－場模型：將第一個模型的S2及F1施加到S3，S3及F2施加到S1，串聯(lián)的兩個模型是獨立可控的。例如：錘子直接破碎巖石效率很差，可通過串聯(lián)另一個物質(zhì)-場而得到改善，即在錘子與巖石之間加一鏨子，錘子的機械能直接加到鏨子上，鏨子將機械能傳遞到巖石。No.15(2.1.2)并聯(lián)物場模型：一可控性很差的系統(tǒng)需要改進，但已存在的局部不能改變，并聯(lián)第二個場，并作用到S2上。例如：電解法生產(chǎn)銅板的過程中，少量的電解液要留在銅板外表，僅用水洗并非有效，增加機械能使銅板處于微振動狀態(tài)那么更有效。B加強物－場〔2.2〕No.16(2.2.1)對于可控性差的場，用一易控場代替，或增加一易控場。例如由重力場變?yōu)闄C械場，由機械場變?yōu)殡妶龌螂姶艌?。其核心是由物體的物理接觸到場的作用。例如：用液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)代替機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。No.17(2.2.2)將S2由宏觀變?yōu)槲⒂^。例如：要設(shè)計一個支撐系統(tǒng)將重力均勻分別在不平的外表上較困難，而充液膠囊能將重力均勻分布。No.18(2.2.3)改變S2成為允許氣體或液體通過的多孔的或具有毛細孔的材料。例如：采用油道潤滑齒輪，油液分別不均勻，可采用多孔分配器。另一方案是采用多孔球軸承。No.19(2.2.4)使系統(tǒng)具有柔性或適應(yīng)性。通常的方式是由剛性變?yōu)橐粋€鉸接，到連續(xù)柔性系統(tǒng)。例如：汽車變速箱的速比往往是一個定數(shù)，而采用液壓變速系統(tǒng)其速比那么可在一定范圍內(nèi)連續(xù)。No.20(2.2.5)使一個不能控制的場具有永久或臨時確定的模式。例如：駐波被用于液體或粒子定位。No.21(2.2.6)將單一物質(zhì)或不可控物質(zhì)變?yōu)榇_定空間結(jié)構(gòu)的非單一物質(zhì)，這種變化可以是永久的或臨時的。例如：預(yù)應(yīng)力鋼筋改變了混凝土構(gòu)件的性質(zhì)。C控制頻率使其與一個或兩個元件的自然頻率匹配或不匹配，以改善性能〔2.3〕No.22(2.3.1)使F與S1或S2的自然頻率匹配或不匹配。例如：將腎結(jié)石暴露在與其自然頻率相同的超聲波之中，可在體內(nèi)破碎結(jié)石。No.23(2.3.2)與F1或F2的固有頻率匹配。例如：加一振幅相同，幅角相差１８０°的信號，振動將被消除。No.24(2.3.3)兩個不相容或獨立的動作可以一個接一個的完成。例如：首先夾緊工件，之后進行機械加工。D鐵磁材料與磁場結(jié)合〔2.4〕No.25(2.4.1)在一個系統(tǒng)中增加鐵磁材料或〔和〕磁場。例如：移動磁場推動軌道車輛。No.26(2.4.2)將No.16與No.25結(jié)合。利用鐵磁材料與磁場，增加場的可控性。例如：增加鐵磁材料及磁場，可使橡膠模具的剛度被控制。No.27(2.4.3)磁流體的應(yīng)用。磁流體是No.26的一個特例。例如：磁流體密封。No.28(2.4.4)利用含有磁粒子或液體的毛細結(jié)構(gòu)。例如：在磁場間建立由鐵磁材料構(gòu)成的過濾器，其精度可由磁場控制。No.29(2.4.5)利用附加物，如涂層，使非磁物體永久或臨時具有磁性。例如：在理療過程中，在藥物粒子中增加一磁性粒子，體內(nèi)的磁性粒子將被吸引到外部磁力線周圍，到達磁力線精確定位的目的。No.30(2.4.6)假設(shè)一個物體不具有磁性，將鐵磁物質(zhì)引入到環(huán)境之中。例如：將一個涂有磁性材料的橡膠墊子放在汽車內(nèi)，使工具被吸到該墊子上，使用方便。No.31(2.4.7)利用自然現(xiàn)象，如物體按場排列，或在居里點以上物體將失去磁性。例如：磁共振影像是利用調(diào)頻振動磁場探測特定細胞核的振動，所產(chǎn)生影像的顏色將說明某細胞集中的程度。如腫塊的含水密度不同于正常組織，故其顏色不同可探測出來。No.32(2.4.8)利用動態(tài)、可變或自調(diào)整的磁場。例如：非規(guī)那么空腔壁厚的測試可采用放于空腔外面的感應(yīng)式傳感器，內(nèi)部放一個鐵磁體。為了增加精度，在一氣球外表涂上鐵磁粒子，氣球放在空腔內(nèi)，并具有空腔的內(nèi)部形狀。No.33(2.4.9)參加鐵磁粒子改變材料的結(jié)構(gòu)，施加磁場移動粒子。通過這種途徑使非結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)化系統(tǒng)，或反之。例如：為了在塑料墊子外表形成某種圖案，在塑料液體內(nèi)加上鐵磁粒子，用結(jié)構(gòu)化的磁場拖動鐵磁粒子形成所需要的形狀，一直到液體凝固。。No.34(2.4.10)與F場的自然頻率相匹配。對于宏觀系統(tǒng)，采用機械振動增強鐵磁粒子的運動。在分子及原子水平上，材料的復(fù)合成分可通過改變磁場頻率的方法用電子諧振頻譜確定。例如：微波爐加熱食品的原理為微波使水分子在其自然頻率處振動。No.35(2.4.11)用電流產(chǎn)生磁場并可以代替鐵粒子。例如：電磁場在不使用時可以關(guān)閉，改變電流可獲得所需要的磁場。No.36(2.4.12)電流變流體具有被電磁場控制的黏度。例如：電流變流體軸承。第三類標準解特點是系統(tǒng)傳遞到雙系統(tǒng)、多系統(tǒng)或微觀水平。A傳遞到雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)〔3.1〕No.37(3.1.1)系統(tǒng)傳遞〔a〕：產(chǎn)生雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)。例如：為了處理方便，可將多層布疊在一起同時被切成所需要的形狀。No.38(3.1.2)改進雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)中的連接。例如：對于四輪驅(qū)動的汽車，前／后輪的差速器具有動態(tài)的連接關(guān)系。No.39(3.1.3)系統(tǒng)傳遞〔b〕：在元件之間增加其不同性質(zhì)。例如：現(xiàn)代復(fù)印機不僅能復(fù)印不同尺寸、不同介質(zhì)的復(fù)印件，還能實現(xiàn)自動分類、排序、裝訂等功能。No.40(3.1.4)雙系統(tǒng)及多系統(tǒng)的簡化。例如：現(xiàn)代豪華客車集運輸、各種控制、娛樂于一體。No.41(3.1.5)系統(tǒng)傳遞〔c〕：整體與局部之間的相反特性。例如：自行車鏈條具有剛性的零件，但整體產(chǎn)生柔性的運動。B傳遞到微觀水平〔3.2〕No.42(3.2.1)系統(tǒng)傳遞〔d〕：傳遞到微觀水平。例如：在玻璃生產(chǎn)線上，傳遞玻璃板的棍子已被錫液代替，使玻璃外表平整光滑。第四類標準解檢測與測量是典型的控制環(huán)節(jié)。檢測是指檢查某種狀態(tài)發(fā)生或不發(fā)生。測量具有定量化及一定精度的特點。一些創(chuàng)新解是采用物理的、化學的、幾何的效應(yīng)完成自動控制，不采用檢測與測量。A間接法〔4.1〕No.43(4.1.1)替代系統(tǒng)中的檢測與測量，使之不再需要。例如：采用熱耦合或雙金屬片制造的開關(guān)可實現(xiàn)熱系統(tǒng)的自調(diào)節(jié)。No.44(4.1.2)假設(shè)No.43不可能，測量一復(fù)制品或肖像。例如：比較儀用于放大并精確測量一物體的肖像〔影像〕。該類物體通常難于測量，如軟物體或具有不規(guī)那么外表的物體。No.45(4.1.3)假設(shè)No.43及No.44不可能，利用兩個檢測量代替連續(xù)測量。例如：機械加工中的量規(guī)。B將零件或場引入到已存在的系統(tǒng)中〔4.2〕No.46(4.2.1)假設(shè)一個不完整物－場系統(tǒng)不能被檢測或測量，增加單一或雙物－場，且一個場作為輸出。假設(shè)已存在的場是非有效的，在不影響原系統(tǒng)的條件下，改變或加強該場。加強了的場應(yīng)具有檢測的參數(shù)，這些參數(shù)與設(shè)計者所關(guān)心的參數(shù)有關(guān)。例如：塑料制品中的小孔很難被檢測到，將塑料制品內(nèi)充滿氣體并密封，之后置于壓力較低的水中，如果水中有氣泡出現(xiàn)，那么存在小孔。

No.47(4.2.2)測量一引入的附加物。引入的附加物在原系統(tǒng)中變化，測量附加物的這種變化。例如：生物標本可在顯微鏡下測量，但其細微結(jié)構(gòu)很難區(qū)分與測量，增加化學試劑使其能夠區(qū)分與測量。No.48(4.2.3)假設(shè)系統(tǒng)中不能增加其他附加物，在環(huán)境中增加附加物使其對系統(tǒng)產(chǎn)生場，檢測或測量場對系統(tǒng)的影響。例如：衛(wèi)星相對于地球是環(huán)境中的附加物，它產(chǎn)生全球定位系統(tǒng)的連續(xù)信號〔場〕，地球上的人使用一個ＧＰＳ接收器，通過測量衛(wèi)星的相對位置，就可以確定人在地球的絕對位置。

No.49(4.2.4)假設(shè)附加物不能被引入到環(huán)境中去No.48，分解或改變環(huán)境中已存在的物質(zhì)，使其產(chǎn)生某種效應(yīng)，測量這種效應(yīng)。例如：在氣泡室內(nèi)，存在低于沸點溫度及壓力的液態(tài)氫，當能量粒子穿過時，使局部沸騰，形成氣泡路徑，該路徑可以被拍照，用于研究粒子的動特性。C加強測量系統(tǒng)〔4.3〕No.50(4.3.1)利用自然現(xiàn)象。例如利用系統(tǒng)中出現(xiàn)的科學效應(yīng)，通過觀察效應(yīng)的變化，決定系統(tǒng)的狀態(tài)。例如：導電流體的溫度可由電導率的變化來確定。No.51(4.3.2)假設(shè)系統(tǒng)不能直接或通過場測量，測量系統(tǒng)或元件被激發(fā)的固有頻率來確定系統(tǒng)的變化。例如：有限元分析：把在一定頻率范圍內(nèi)變化的力加到物體的不同位置上，計算不同位置所產(chǎn)生的應(yīng)力，以評價設(shè)計是否合理。No.52(4.3.3)假設(shè)No.51不可能，測量與特性相聯(lián)系的物體的固有頻率。例如：不直接測量電容。把一未知電容的物體插入一電感的電路中，改變所施加到電路上的電壓頻率，找到電路的固有頻率，計算插入物體的電容。D測量鐵磁場〔4.4〕在遙感、微裝置、光纖、微處理器應(yīng)用之前，為測量引入鐵磁材料是流行的方法。No.53(4.4.1)增加或利用鐵磁物質(zhì)或系統(tǒng)中的磁場以便測量。例如：交通控制通常是通過紅綠燈控制的，如果要知道何時有車輛等待，以及等待的車輛有多少，只要在道路上內(nèi)置傳感器〔含有鐵磁部件〕將使得測量很容易。No.54(4.4.2)增加磁性粒子或改變一種物質(zhì)成為鐵磁粒子以便測量，測量所導致的磁場即可。例如：鐵磁粒子被加到某種墨水中，用于紙幣的印刷防偽。No.55(4.4.3)假設(shè)No.54不可能，建立一復(fù)合系統(tǒng)，添加鐵磁粒子附加物到系統(tǒng)中。No.56(4.4.4)假設(shè)系統(tǒng)中不允許增加鐵磁物質(zhì)，將其加到環(huán)境中。例如：模型船的運動將產(chǎn)生波浪，為了研究波的形成，將鐵磁粒子加到水中。No.57(4.4.5)測量與磁性有關(guān)的現(xiàn)象。例如：測量居里點、磁滯等。E測量系統(tǒng)的進化方向〔4.5〕No.58(4.5.1)傳遞到雙或多系統(tǒng)。假設(shè)單一測量系統(tǒng)不能給出足夠的精度，可應(yīng)用雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)。例如：為了測量視力，驗光師使用一系列的儀器測量遠處聚焦、近處聚焦、視網(wǎng)膜整體的一致性，而不僅僅是其中心。No.59(4.5.2)代替直接測量，可測量時間或空間的一階或二階倒數(shù)。例如：測量速度或加速度，代替測量位移。第五類標準解第五類標準解是簡化或改進上述標準解，以得到簡化的方案。A引入物質(zhì)〔5.1〕No.60(5.1.1)間接方法。1〕〔〕使用無本錢資源，如空氣、真空、氣泡、空洞、縫隙等。例如：潛水服的制造中，為了保持溫度，不是一味增加橡膠的厚度，而是使橡膠產(chǎn)生泡沫，這樣不僅減輕了質(zhì)量，還提高了保暖性。2〕〔〕利用場代替物質(zhì)。例如：金屬探雷器是在電子線路與探頭環(huán)內(nèi)線圈振蕩形成固有頻率交變磁場，當金屬接近時，改變了線圈的感抗，從而改變了振蕩頻率而報警。3〕〔〕用外部附加物代替內(nèi)部附加物。4〕〔〕利用少量但非常活化的附加物。例如：利用鋁熱劑爆炸將鋁焊接到某物體上5〕〔〕將附加物集中到一特定的位置上。例如：將化學去污劑準確的放到有污點的位置上就可以去掉污點。6〕〔〕暫時引入附加物。例如：為了治療骨傷，將一金屬釘固定在骨頭上，等骨頭治愈后再拔掉釘子。7〕〔〕假設(shè)原系統(tǒng)中不允許附加物，可在其復(fù)制品中增加附加物。例如：網(wǎng)絡(luò)會議系統(tǒng)允許與會者不在同一會場。8〕〔〕引入化合物，當它們起反響時產(chǎn)生所需要的化合物，而直接引入這些化合物是有害的。例如：人體需要鈉，但金屬鈉對人體有害。食鹽中的鈉那么可被人體吸收。9〕〔〕通過對環(huán)境或物體本身的分解獲得所需的附加物。例如：在花園中掩埋垃圾代替使用化肥。No.61(5.1.2)將元件分為更小的單元。例如：為了增加飛機的速度，需要長度增加的螺旋槳，但長螺旋槳的尖端線速度超過了聲速，將導致振動，用兩個小的螺旋槳那么優(yōu)于一個大的螺旋槳。No.62(5.1.3)附加物被使用完后自動消除。例如：使用干冰進行人工降雨，不會留下任何痕跡。No.63(5.1.4)假設(shè)環(huán)境不允許大量使用某種材料，使用對環(huán)境無影響的東西。例如：為了升起陷入沼澤地中的飛機，采用一種膨脹式升起的裝置，而不可能用千斤頂。B使用場〔5.2〕No.64(5.2.1)使用一種場來產(chǎn)生另一種場。例如：在盤旋加速器中，加速度產(chǎn)生切倫可夫輻射，這是一種光，變化的磁場可以控制光的波長。No.65(5.2.2)使用環(huán)境中已經(jīng)存在的場。例如：有些電子裝置利用每個元件所產(chǎn)生的熱量引起空氣流動來進行冷卻，而不用附加風扇。No.66(5.2.3)使用屬于場資源的物質(zhì)。例如：汽車內(nèi)采用熱機冷卻劑作為一種熱能〔場〕資源使乘客取暖，而不是直接應(yīng)用燃料。C狀態(tài)傳遞〔5.3〕No.67(5.3.1)狀態(tài)傳遞1:替代狀態(tài)。例如：利用物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)。為了運輸某種氣體，可使其變?yōu)橐簯B(tài)，使用時再變成氣態(tài)。No.68(5.3.2)狀態(tài)傳遞2：雙態(tài)。例如：在滑冰時，使冰刀下的冰變?yōu)樗敲礈p少摩擦力，之后水再變成冰以恢復(fù)冰的外表。No.69(5.3.3)狀態(tài)傳遞3：利用狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的伴隨現(xiàn)象。例如：當金屬超導體到達零電子阻力時，它變成一種非常好的熱絕緣開關(guān)，隔開低溫裝置。No.70(5.3.4)狀態(tài)傳遞4：傳遞到雙態(tài)。例如：利用不導電的金屬相變材料制造可變電容。該類電容極板之間采用不同的材料制成，當加熱某些層時變?yōu)閷w，冷卻時變?yōu)榻^緣體，電容的變化是靠溫度控制的。No.71(5.3.5)部件或物相之間的相互作用。例如：利用化學反響的材料作為熱循環(huán)發(fā)動機的工作元件。加熱時材料分解，冷卻時材料組合，以此改善發(fā)動機的功能。D應(yīng)用自然現(xiàn)象〔5.4〕No.72(5.4.1)自控制傳遞。假設(shè)一物體必須具有不同的狀態(tài)，應(yīng)使其自身從一狀態(tài)傳遞到另一個狀態(tài)。例如：攝影玻璃在有光線的環(huán)境中變黑，在黑暗的環(huán)境中變的透明。No.73(5.4.2)當輸入場較弱時，加強輸出場。通常在接近狀態(tài)轉(zhuǎn)換點處實現(xiàn)。例如：真空管與晶體管都可以用小電流控制大電流。E產(chǎn)生高等或低等結(jié)構(gòu)水平的物質(zhì)〔5.5〕No.74(5.5.1)通過分解獲得物質(zhì)粒子。例如：假設(shè)系統(tǒng)中需要的氫不存在，而水存在，那么用電離法將水變成氫與氧。No.75(5.5.2)通過結(jié)合獲得物質(zhì)。例如：通過水與二氧化碳及光合作用，產(chǎn)生木材、樹葉及果實。No.76(5.5.3)應(yīng)用No.74和No.75時，假設(shè)高等結(jié)構(gòu)物質(zhì)需要分解，當又不能分解，由次高一級的物質(zhì)狀態(tài)代替；反之，如果物質(zhì)是通過低結(jié)構(gòu)物質(zhì)組合而成，而該物質(zhì)不能應(yīng)用，那么采用高一級的物質(zhì)代替。76個標準解應(yīng)用流程描述問題檢查測量問題采用第4類標準解問題判斷系統(tǒng)改進問題有害作用采用第1.2類標準解系統(tǒng)轉(zhuǎn)變問題沒有作用采用第1.1類標準解轉(zhuǎn)變幅度采用第1類第2類標準解采用第2類標準解系統(tǒng)躍變小幅轉(zhuǎn)變采用第3類標準解解滿意嗎采用第5類標準解作用不足否是確定待改進的模型作用判斷自然極限自然極限性能參數(shù)性能參數(shù)時間時間新發(fā)明技術(shù)改進技術(shù)成熟嬰兒期成長期成熟期退出期（a）S曲線（b）分段S曲線處于這個階段的系統(tǒng)，其開展是很慢的，因為沒有足夠的人力和財力的投入。萊特兄弟第一次飛行速度48km/h，經(jīng)歷了10年之后，飛機的速度才僅僅提高到了80km/h。成長期當整個社會意識到該系統(tǒng)的價值時，這一階段就開始了。在這個階段中，很多問題被解決，系統(tǒng)的工作效率和功能都得到了明顯的提高和改進，而且還產(chǎn)生了一個新的市場。1914年，第一次世界大戰(zhàn)開始，出于戰(zhàn)爭的需要，極大地刺激了飛機的開展；另外，逐漸增長的經(jīng)濟資源和人力資源，使飛機的設(shè)計越來越成為可能。成熟期當最初的系統(tǒng)設(shè)想已經(jīng)到達自然極限時，系統(tǒng)的改進就變得很慢了，即使投入更多的財力和人力，得到的改進仍很少。因為標準的概念、形狀、材料已確定，通過系統(tǒng)優(yōu)化等也只能實現(xiàn)一些小的改進。自然極限飛機速度1903年1914年1922年1930年飛機進化的分段S曲線3050100140世界上最快的飛機X-43A〔2〕進化模式2：增加理想化水平每一種系統(tǒng)完成的功能在產(chǎn)生有用效應(yīng)的同時都會不可防止地產(chǎn)生有害效應(yīng)。系統(tǒng)改進的大致方向就是提高系統(tǒng)的理想化程度。理想化〔度〕＝所有有用效應(yīng)/所有有害效應(yīng)應(yīng)用常用資源而實現(xiàn)的簡單設(shè)計就是一個一流的設(shè)計。例5－1：第一臺計算機與現(xiàn)在的計算機比較；例5－2：不倒翁熨斗；如何才能有效增加系統(tǒng)的理想化程度？七種方法：1〕除雙重元件如果系統(tǒng)包含雙重元件〔子系統(tǒng)〕，那么考慮將其用一個綜合的元件取代，這種系統(tǒng)就會得到簡化。例如：煤礦救生員的制服。2〕采用更綜合的子系統(tǒng)使用更綜合的子系統(tǒng)和元件重新設(shè)計或重建系統(tǒng)，這樣系統(tǒng)的維護和制造費用就會節(jié)省很多。例如：一體化汽車發(fā)動機。3〕去除輔助功能輔助功能是支持或輔助主要功能的實現(xiàn)的。很多時候輔助功能可以被去除〔以及和輔助功能相關(guān)的元件、部件〕，并不影響主要功能的實現(xiàn)。幾種建議：a去除校正功能；校正功能目的是為了克服一些系統(tǒng)固有的缺陷〔有害動作〕，可以考慮校正系統(tǒng)消除的有害功能是什么？引起缺陷的原因是什么？例如：去除顏料溶劑。b去除預(yù)備操作〔功能〕考慮一下系統(tǒng)的每個預(yù)備操作〔功能〕的必要性，在沒有任何預(yù)備操作的情況下，系統(tǒng)的原始功能是否還能實現(xiàn)？例：金屬外表的合并處理；c去除防護功能考慮有無方法消除有害動作，或者減少或消除有害功能造成的損失？例如：月球上使用的電燈泡；d去除外殼功能系統(tǒng)元件常常安裝在一個外殼里，系統(tǒng)很需要這個外殼嗎？例如：沒有外殼的子彈；6〕合并離散的子系統(tǒng)將完成相同功能的子系統(tǒng)合并，預(yù)先使它們的主要功能相協(xié)調(diào)。例如：收音機與電視機的組裝；的多功能。7〕通過整體置換簡化系統(tǒng)用一個可以實現(xiàn)同樣功能的簡單化的系統(tǒng)取代一個復(fù)雜的系統(tǒng)。例如：浮法玻璃的生產(chǎn)工藝?！?〕進化模式3：系統(tǒng)元件的不均衡開展系統(tǒng)的每個組成元件和每個子系統(tǒng)都有自身的S曲線，不同的系統(tǒng)元件/子系統(tǒng)一般都是沿著自身的進化模式來演變的。不同的系統(tǒng)元件到達自身固有的自然極限所需的次數(shù)是不同的。首先到達自然極限的元件就“抑制〞了整個系統(tǒng)的開展。它將成為設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)。同樣，一個不興旺的部件也是設(shè)計中最薄弱的環(huán)節(jié)之一。b參加添加劑來提高過程控制例如：拋光密閉容器的內(nèi)外表。c引入動力學裝置例如：汽車阻流板實現(xiàn)多種功能。d引入逆向過程系統(tǒng)例如：在起重機上使用永久磁鐵。e引入組合控制例如：電子顯微鏡間隙調(diào)整。f引入一種控制考慮用一些組件或部件來替代可控性差的系統(tǒng)。例如：采用木質(zhì)合成物作為水平地基。h改變一個主要過程以控制另一個過程例如：放大無線電信號。1〕建立一個雙系統(tǒng)有以下10種方法：a建立一個相似雙系統(tǒng)例如：雙體船。b建立一個相似“補償〞雙系統(tǒng)例如：霧氣消除法。c一個具有移換特征的雙系統(tǒng)例如：新型橡皮。d相互競爭系統(tǒng)組成的雙系統(tǒng)例如：附有加熱系統(tǒng)的開鑿機。f建立一個“牽引〞雙系統(tǒng)例如：不同動力方式組合的輪船。g建立一個“補償〞雙系統(tǒng)例如：減弱高層建筑物的搖擺程度。b建立一個具有替換特征的多系統(tǒng)例如：多刃鉆孔器。c將兩個或多個雙系統(tǒng)組合成一個多系統(tǒng)例如：制作一個微絲電容器。d建立一個動態(tài)多系統(tǒng)例如：彩色的纖維絲。〔6〕進化模式6：系統(tǒng)元件匹配和不匹配的交替出現(xiàn)這種進化模式可以稱為行軍沖突。這種進化模式中，系統(tǒng)元件可以是匹配的，也可以是不匹配的。有時制造一個不對稱的系統(tǒng)會提高系統(tǒng)的功能。例如：具有六個切削刃的刀具，如果各切削刃的角度并不是精確的600，如：60.50、590、610、580、59.50那么這種工具會更有效，因為它會產(chǎn)生6種不同的頻率，防止振動。例如：轎車采用板簧開展到專用減震器。