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创新方法 · TRIZ|头脑风暴

40 个发明原理 · 39 个工程参数 · 矛盾矩阵推荐 · 术语词典 · 应用案例 —— 产品设计、工程改进、专利挖掘的头脑风暴起点。

Contradiction

矛盾矩阵查询

技术矛盾:当你想改善 A 的同时担心 B 变差。系统会推荐曾被验证有效的发明原理供你启发。

推荐发明原理

经典矩阵命中

此组合来自经典矛盾矩阵的高频条目,建议优先尝试。

点击任一原理芯片可跳到下方 40 个发明原理 对应卡片,查看解释与示例(共 40 个原理)。

Principles

40 个发明原理(共 40 个)

1. 分割

把对象分成独立部分,或让系统更容易拆装。

例子:模块化家具、微服务架构、分体式空调。

模块化可拆卸分布式

2. 抽取

把有问题或必要的部分从整体中分离出来。

例子:降噪耳机提取环境声并反向抵消。

隔离提取降噪

3. 局部质量

让对象不同部分承担不同功能,避免处处相同。

例子:鞋底不同区域使用不同硬度材料。

差异化分区定制

4. 非对称

把对称结构改为非对称,以适应真实负载或使用方式。

例子:人体工学鼠标采用非对称曲面。

偏置方向性

5. 合并

把相同或相邻功能合并,减少重复结构。

例子:打印、扫描、复印合并为一体机。

组合并行集成

6. 多用性

让一个对象承担多个功能,减少零件或流程。

例子:手机集成相机、导航和支付功能。

复用一物多用

7. 嵌套

把一个对象放入另一个对象,或让结构层层包含。

例子:伸缩天线、套娃式收纳盒。

收纳层级套叠

8. 反重量

用浮力、升力或支撑抵消重量影响。

例子:气弹簧辅助开启汽车尾门。

平衡支撑浮力

9. 预先反作用

提前施加反向作用,抵消未来的不利影响。

例子:预应力混凝土提高承载能力。

预应力补偿

10. 预先作用

提前完成必要动作,减少等待和临场复杂度。

例子:软件预加载资源,减少打开延迟。

预处理预装缓存

11. 预先防范

提前准备备用手段,降低故障损失。

例子:云服务多区域备份。

冗余备份保险

12. 等势

减少高度、压力或能级差带来的额外消耗。

例子:装配线让工件保持同一工作高度。

平衡同位少搬运

13. 反向作用

反过来做,用相反动作解决问题。

例子:倒置瓶身让液体更容易流出。

倒置逆向反转

14. 曲面化

用曲线、球面或旋转替代直线和平面。

例子:滚珠轴承用滚动降低摩擦。

曲面旋转滚动

15. 动态化

让系统可调、可变形或适应不同工况。

例子:可调节办公椅适应不同体型。

可调柔性自适应

16. 不足或过度作用

当精确作用困难时,先略多或略少,再修正。

例子:先粗加工再精加工。

粗调补偿余量

17. 另一维度

从二维转向三维,或改变布置方向。

例子:立体仓库提高空间利用率。

立体化堆叠换向

18. 机械振动

引入振动、超声或周期性动作改善效果。

例子:超声清洗细小缝隙。

振动超声脉冲

19. 周期性作用

用间歇动作替代连续动作。

例子:脉冲喷淋节水同时保持清洁效果。

脉冲节拍间歇

20. 有效作用连续性

让关键过程持续运行,减少空转和停顿。

例子:流水线连续生产减少换线等待。

连续流水线不中断

21. 快速通过

让有害或危险阶段快速完成。

例子:快速热处理减少材料氧化。

快进瞬时缩短暴露

22. 变害为利

利用有害因素产生有用效果。

例子:利用发动机余热给座舱供暖。

转化回收再利用

23. 反馈

引入检测和反馈,让系统根据结果调整。

例子:恒温器根据温度自动调节加热。

监测闭环校准

24. 中介物

使用中间对象传递、隔离或转换作用。

例子:转接头连接不同接口设备。

中间层适配器介质

25. 自服务

让对象自己完成维护、补给或修复。

例子:自清洁滤网减少人工维护。

自清洁自修复自补给

26. 复制

用廉价复制品、模型或图像替代原物。

例子:数字孪生用于测试设备方案。

模型影像仿真

27. 廉价替代品

用低成本、短寿命或一次性对象替代昂贵对象。

例子:一次性保护膜保护精密表面。

低成本替代一次性

28. 机械系统替代

用光、电、声、磁等场替代机械接触。

例子:磁悬浮减少机械摩擦。

非接触电磁光学

29. 气压或液压结构

用气体或液体实现支撑、缓冲或传力。

例子:液压千斤顶放大举升力。

气动液压缓冲

30. 柔性壳体或薄膜

使用薄膜、软壳或柔性边界。

例子:真空包装薄膜贴合保护产品。

薄膜柔性隔离

31. 多孔材料

让对象带孔,或利用孔隙实现功能。

例子:泡沫材料减重并吸能。

孔隙吸附轻量

32. 颜色改变

改变颜色、透明度或可视标识。

例子:温变标签提示冷链状态。

标识可视化变色

33. 同质性

让相互作用对象使用相同或相近材料。

例子:同材质包装便于回收。

兼容同材质减少污染

34. 抛弃和再生

工作完成后丢弃、溶解、蒸发或恢复部件。

例子:可溶支撑材料用于 3D 打印复杂结构。

可降解牺牲层再生

35. 参数改变

改变温度、压力、浓度、柔性等状态参数。

例子:加热使材料变软后再成型。

温度压力状态

36. 相变

利用固液气或其他相态变化完成工作。

例子:热管通过相变高效传热。

熔化凝固汽化

37. 热膨胀

利用材料热胀冷缩实现配合或驱动。

例子:热装配让金属环冷却后紧密固定。

热胀冷缩装配

38. 强氧化剂

使用富氧、臭氧或强氧化环境增强反应。

例子:臭氧用于水处理消毒。

氧化消毒强化

39. 惰性环境

使用惰性气体、真空或隔离环境避免反应。

例子:氮气包装降低食品氧化。

惰性真空保护

40. 复合材料

组合多种材料,获得单一材料难以兼顾的性能。

例子:碳纤维复合材料兼顾轻量和强度。

复合层压增强

Parameters

39 个工程参数(共 39 个)

#1
运动物体的重量
#2
静止物体的重量
#3
运动物体的长度
#4
静止物体的长度
#5
运动物体的面积
#6
静止物体的面积
#7
运动物体的体积
#8
静止物体的体积
#9
速度
#10
#11
应力或压力
#12
形状
#13
结构稳定性
#14
强度
#15
运动物体作用时间
#16
静止物体作用时间
#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
物质数量
#27
可靠性
#28
测量精度
#29
制造精度
#30
外部有害因素作用
#31
对象产生的有害因素
#32
可制造性
#33
可操作性
#34
可维修性
#35
适应性或通用性
#36
装置复杂性
#37
检测与测量困难度
#38
自动化程度
#39
生产率

Glossary

核心术语(10 条)

技术矛盾

改善一个工程参数时,另一个工程参数变差。通常用矛盾矩阵寻找发明原理。

物理矛盾

同一对象需要同时具备相反属性,例如既要热又要冷、既要硬又要软。

理想最终结果 IFR

系统在不增加复杂度和成本的情况下,仿佛问题自己被解决。

资源

系统内外已经存在、可被利用的物质、能量、空间、时间、信息和功能。

理想性

有用功能之和与成本、有害作用之和的比值,创新常表现为提高理想性。

系统进化

技术系统沿着若干趋势发展,例如动态化、微观化、提高可控性。

物场分析

用物质和场描述系统作用关系,寻找缺失、过强或有害作用的改进方向。

标准解

针对典型物场问题总结出的通用解法集合。

分离原理

解决物理矛盾的思路,包括时间分离、空间分离、条件分离和整体与部分分离。

ARIZ

发明问题解决算法,用于处理复杂、非显而易见的创新问题。

Cases

应用案例(6 例)

产品设计

轻量化外壳仍需高强度

矛盾:改善重量,但强度可能下降。

思路:在高受力区域使用加强筋或复合层,低受力区域采用薄壁或多孔结构。

复合材料局部质量多孔材料
软件

应用启动更快但不增加资源占用

矛盾:改善速度,但能量或内存消耗可能上升。

思路:按用户路径预加载关键资源,非关键模块延迟加载,并用监测数据调整策略。

预先作用动态化反馈
消费品

包装要牢固又要容易回收

矛盾:改善强度,但可操作性和环保处理变差。

思路:减少混合材料,用同材质卡扣替代胶粘,并设计易拆结构。

同质性分割抛弃和再生
工业

设备维护不停机

矛盾:提高可维修性,但生产率可能降低。

思路:关键模块冗余热插拔,滤芯自清洁,并提前监测寿命。

预先防范嵌套自服务
教育

课程要个性化又不能增加教师负担

矛盾:提高适应性,但复杂性和时间损失增加。

思路:用测验反馈分层推荐练习,复用模板化讲解资源。

反馈复制多用性
医疗

医疗器械既要一次性洁净又要降低成本

矛盾:降低有害因素,但物质数量和成本上升。

思路:将污染风险高的接触部件做成低成本替换件,主体重复使用。

廉价替代品分割惰性环境

关于 TRIZ

TRIZ(俄文 Теория Решения Изобретательских Задач 的缩写,发明问题解决理论)由苏联工程师 根里奇·阿奇舒勒 1946 年起创立,通过对数百万件专利的分析,提炼出 40 个解决技术矛盾的通用发明原理与 39 个工程参数构成的矛盾矩阵,是产品设计、工程改进和专利挖掘领域被广泛使用的系统化创新方法。

本工具提供 40 发明原理速查、矛盾矩阵推荐(含部分高频组合的精确解 + 参数分组启发式兜底)、核心术语词典与跨行业应用案例,适用于专利代理人技术挖掘、产品经理需求分析、 工程师改进设计、学生学习创新方法的场景。所有数据本地运行,免费且无需注册。

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