第四章创新原理及其应用 - 图文

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第四章创新原理及其应用

创新原理（也称“发明原理”），是建立在对上百万的专利分析的基础上，蕴涵了人类发明创新所遵循的共性原理，是TRIZ中用于解决矛盾（问题）的基本方法。这40条创新原理是阿奇舒勒最早奠定的TRIZ理论的基础内容。实践证明，这40条创新原理，是行之有效的创新方法，比较容易学习和掌握，通常读者练习和实际使用的频率也最高。

下面是对40条创新原理的逐条的具体介绍。在介绍每条创新原理时，我们＿不仅简要地介绍它们的基本内容，给出一些在工程技术领域的应用实例，同时也尽量给出了一些非工程领域（例如管理或商业）的应用实例，以便读者全面地理解和记忆这些原理。一、分割原理如图4-1所示。

1．分割原理的具体描述

1)把一个物体分成相互间独立的几个部分； 2)把一个物体分成容易组装和拆卸的部分； 3)提高系统的可分性，以实现系统的改造。 2．应用案例

I案例4-11

废旧物资回收系统

＿“、＿A二、入，、二二抽六确JT不部介”的实例。为解决可回收

这是“把一个物体分成相互JaJ拄皿们2‘'I- of W- as 19T v.4 o }J M1jai IA.9-A9．’、厂丁二．－

与不哥C7收，不同材料，如玻璃、纸、铁罐等的综合利用，人们把一个大垃圾箱，分成相互间独立的几个较小回收箱，如图4-2所示。

I案例4-21

图4-2废旧物资回收系统

这是“把一个物体分成容易组装和拆却的部分”的实例，如图4-3所示。

图4-3组合家具

［案例4-31

可调节百叶窗

这是一个“提高系统的可分性，以实现系统的改造”的实例。人们用可调节百叶窗代替幕布窗帘，只要改变百叶窗叶片的角度，就可以调节外界射入的光线。［案例4-41

军用飞机油箱

当军用飞机的油箱破损时，极易引起燃料大量外泄，继而引发爆炸的事

故。为此，人们将油箱分隔成很多小隔间，以防止这类事故的发生。但这种办法在理论上可行，而实际操作上并不方便，怎么办呢？利用分割原理，人们找到了解决问题的办法，即在军用飞机油箱中，装设一种蜂窝状材料。这种看来有点粗糙的材料，实际是一种多孔的海绵体，它们将油箱分成无数个小“隔间”。从而比较理想地解决了这个难题。 3．使用技巧

如果系统因重量或体积过大而不易操纵，则将其分割成若干轻便的子系统，使每一部分均易于操纵。在管理学和心理学上，也可以对组织和观念进行分割及组合。 4．课堂讨论

以下是一些利用分割原理来解决工程难题的实例，其中蕴含的道理是什么，请你说一说。

1)把一辆大型载重卡车分成车头和拖车两个独立的部分； 2)大型项目的总体设计与各分项设计； 3）小袋包装茶叶；

4）用粉状焊料代替棒状焊条； 5）将一个磁盘，分成多个分区；

6)将一个大管径的输送空气管路的直角弯头分割成若干个小弯头，改善了管路内的气流，并降低了气流的紊流效应；

7）人们将书籍划分为多个章节，以改善材料的陈述方式，以及材料被读者理解和接受的方式。二、抽取原理如图4-4所示。

1．抽取原理的具体描述

1)从物体中抽出可产生负面影响的部分或属性； 2）仅从物体中抽出必要的部分和属性。 2．应用案例

［案例4-51

避雷针

利用避雷针，把雷雨云中的电荷引入大地，从而避免建筑物道受雷击，如图4-5所示。

这是一个“从物体中抽出可产生负面影响的部分或属性”的实例。［案例4-61

光纤

大厅内，照明灯的下方十分明亮，而墙角处却显得比较阴暗。我们可以利用光纤，把灯光从大厅的中央，均匀地引到大厅的四面八方。这既改善了光线分布的均匀性，也大大地节约了能源。这是一个“从物体中抽出必要的部分或属性”的实例。

I案例4-7]

海军声呐

军舰在航行过程中，会从军舰上的各种设备里产生出大量电磁波。这些电磁波，严重干扰了水下声呐的正常工作，怎么办？

人们利用抽取原理，成功地解决了这个问题。为把电磁波的干扰分离，我们可让声呐系统远离军舰。这只须用遥控装置拖曳声呐，让声呐与军舰保持一定距离，干扰电磁波便自然远离声呐，而不会起负面作用了。 3．使用技巧

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。

4．课堂讨论

以下都是利用抽取原理解决工程难题的实例，其中蕴含的道理是什么，请你说一说。

1)安装超声波驱鸟器，使飞鸟远离机场；

2)将狗的吠叫声这一特性抽取出来，引人到机器狗中； 3)从鸡蛋中分离出蛋清，用来烘烤面包； 4）高速公路上的隔音屏障； 5)化工生产中的萃取工艺；

6)猎头为用人单位遴选优秀人才；

7）融资收买运用抽取原理，以在与各组成部分组合为单项业务时相比，各被抽取业务组成部分在公开市场上更有价值时，使股东价值最大化。三、局部质量原理如图4-6所示。

1．局部质量原理的具体描述

1)将物体、环境或外部作用的均匀结构，变为不均匀的； 2）让物体的不同部分，各具不同的功能；

3)让物体的各部分，均处于完成各自动作的最佳状态。

2．应用案例

【案例4-81

瑞士军刀

在一把小刀上，折叠着多种常用工具，如小刀、剪子、起瓶器、螺丝刀等。显然，这把瑞士军刀的不同部分，具有不同的功能。［案例4-9］

多格餐盒

在一个餐盒中，设置了多个间隔；在不同的间隔中，可放置不同的食物，如图4-7所示。这种结构，避免了不同间隔内的食物彼此“串味”。显然，此时多格餐盒的各部分，均处于各自运作的最佳状态。 I案例4-101

非圆齿轮传动机构

非国齿轮传动机构具有实现非匀速比传动的特点，即当主动齿轮作匀速转动时，被动齿轮作变速运动。如图4-8所示。

3．使用技巧

不均匀的系统结构和环境往往是最有适应性的。重点要实现系统中资源的最优配置。

4．课堂讨论

以下都是利用局部质量原理解决工程难题的实例，其中蕴含的道理是什么，请你说一说。

1)可以设置不同局部温度的冰箱； 2）带奶油的生日蛋糕； 3）带橡皮的铅笔；

4）带起钉器的羊角锤； 5)内部带有水银的“太空锤，’；

6)安排企业中举止文雅且谈吐利落的人员负责接待工作，可以让客户对企业建立一种正面的第一印象。四、增加不对称性原理如图4-9所示。

1．增加不对称性原理的具体描述 1)将对称物体变为不对称的； 2）增加不对称物体的不对称程度。 2．应用案例【案例4-111

电源插头

为将电源插头正确地插入电源插座，我们可把接地插脚加粗。通过这种引入一个特殊几何形状的方法，把劝称的不那么安全的三腿电源插头，变成不对称的安全型三腿插头，如图4-10所示。

［案例4一121

地宫的石门

我们知道大门多制造为长方形，且一般由均匀的木材制成。但在北京明十三陵中，定陵地宫的石门却不是这样。这两扇石门又大又沉。每扇门高 3.3m，宽为1. 8m，重约4t。门的横截面的形状，不是对称的长方形，而是离门轴近处厚且宽，离门轴远处薄且窄的非对称形。人们不禁要问：为什么要把门做成这种样子呢？其实，当你推门时就会发现，不用费很大的力气，门就很轻松地转动起来。原来，这样做是为了使高大、沉重的石门开关灵活方便。

3．使用技巧

对系统的状态做出变更，如改变系统平衡、让系统倾斜、减少材料用量、降低总重量、调整物质流、变换支持负载等，从而消除冗余（如重量）或提高性能（如密封）。 4．课堂讨论

以下都是利用增加不对称性原理解决工程难题的实例，其中蕴含的道理是什么，请你说一说。

1)汽缸密封圈的截面，由圆形改进为椭圆形。 2）在搅拌容器内，使用不对称形的搅拌叶片。 3)增强汽车轮胎一侧的强度。 4）同时有疏密齿距的木梳。

5) USB接口正反不对称，以防止插反。五、组合原理如图4-11所示。

1．组合原理的具体描述

1)在空间上，将相同的物体或相关操作加以组合； 2）在时间上，将相同或相关的操作进行合并。 2．应用案例

I案例4-131

PCB板

把成千上万个电子元件，组合在一片集成电路芯片之中；把成百上千个集成电路芯片，安排在一块不大的PCB板上，如图4-12所示；把成十上百块 PCB板，装入一个机箱之内。以上的每项操作，都是组合原理的具体运用。［案例4-14

调温水龙头

利用组合原理，我们通过调温水龙头把冷热水按不同比例混合，从而得到不同温度的水流。根据水龙头种类的不同，有以下两种调温方式：

1)分离水龙头：用两个龙头分别调节冷水、热水的比例，然后流出，如图4-13所示。

2)组合水龙头：用一个龙头同时调节冷水、热水的比例，然后流出。

［案例4-151

玻璃运输

要把大块的玻璃运输到指定的远方，又要尽量避免玻璃受震破碎的损失，人们只好先用柔软的物品把玻璃包好；然后，再把包好的玻璃装进大木箱里运输。尽管这样小心，但玻璃的破碎还是很难避免。怎么办呢？

其实，有经验的装却工人，很早就想出了一个既简单又有效的办法。他们在两块玻璃之间涂上一点水，然后把两块玻璃合并在一起，这两块玻璃就牢牢地“私成”一块了。水，既是最便捷的钻接剂，又是很好的减震缓冲剂。试验的结果和实际运输都证明，这是个不错的办法。 3．使用技巧

将新材料、新技术引人到老系统中，在时间和空间上加以组合，可以提高系统性能。此原理也可以用于』b理学或人力资源等学科中，以改变工作中的人际关系。

4．课堂讨论

以下都是利用组合原理解决工程难题的实例，其中蕴含的道理是什么，请你说一说。

1)计算机网络； 2）双核处理器计算机；一3）杠推门；一4）组合机床； 5）综合参数测试仪；

祖6)团队创造是对组合的一种强势应用。在经仔细考虑后将乐于合作的与喜批争论的成员组合至团队中，可增加判断思维并消除“团体迷思”，从而提高总林团队成绩。六、多用性原理

如图4-14所示。

1．多用性原理的具体描述 1)使一个物体具备多项功能；

2）消除了该功能在其他物体内存在的必要性后，进而裁减其他物体。 2．应用案例［案例4-161

牙刷柄内储存牙膏的牙刷

牙All足用来刷牙的工具。牙刷柄内的空间，可用来储存牙膏，如图4-15 所示。这样，一支牙刷除能用来清洁牙齿之外，还有存储牙膏的功能。【案例4-171

报警门铃

一门铃是用来提醒家里来客的日常生活用具。如在其内部再多安装一个烟一感报警芯片，这个门铃就同时具备了火灾报警的功能，如图4-16所示。

3．使用技巧

在任意时间、地点和系统级别上，当系统具备多用性时，可以让系统具有更多的协作或者增值机会。 4．课堂讨论

以下都是利用多用性原理解决工程难题的实例，其中蕴含的道理是什么，请你说一说。

1)可拆卸的儿童安全椅，既可放在汽车内当座椅，也可拿到汽车外，作为儿童车使用；

2)在企业中，具有多种才能的多面手； 3)大厦中的多功能厅； 4）医院里的全科医生；

5)老板椅；

6)工业界的标准是多用性原理的一种常见应用。在某种标准之下产生的零件，在与该标准相协调的那些系统之内具有多用性用途。七、嵌套原理如图4-17所示。

1．嵌套原理的具体描述

把一个物体嵌人另一个物体，然后将这两个物体再嵌人第三个物体，以此类推。

2．应用案例

［案例4-181

拉杆天线

我们把最细的第一节天线杆，推入稍粗的第二节天线杆空腔；然后将这两节天线杆，再一起推进更粗的第三节天线杆空腔??直至全部天线杆，都缩进最粗的一节天线杆空腔内，如图4-18所示。 I案例4-191

推拉门

为节省空间，我们不是拉开门，而是把推拉门推进墙内的空腔，如图 4-19所示。

3．使用技巧

尝试不同方向上（如水平、垂直、旋转或包容）的嵌套，考虑空间的利用和被嵌套对象的重量。

4．课堂讨论

以下都是利用嵌套原理解决工程难题的实例，其中蕴含的道理是什么，请你说一说。 1)汽车安全带； 2）超市内的手推车； 3）俄罗斯套娃； 4)伸缩式钓鱼竿；

5）飞机的起落架；

6）卡片形式的广告嵌套于杂志书页之内。八、重量补偿原理如图4-20所示。

1．重量补偿原理的具体描述

1)将某一物体与另一能提供上升力的物体组合，以补偿其重量；

2)通过与环境（利用空气动力、流体动力或其他力等）的相互作用，实现物体的重量补偿。 2．应用案例［案例4-20)

悬挂广告

如果无法借助高大建筑物，又不希望花费很大成本搭建脚手架时，利用气球悬挂巨幅广告，就是个不错的办法，如图4-21所示。

［案例4-21］

潜水艇

～根据阿基米得定律，浸没在液体里的物体，受到一个竖直向上的力，称之为浮力。向上的浮力可抵消向下的重力，使潜水艇在海水中升降。

3．使用技巧

充分利用空气、重力、流体等进行举升或补偿，从而抵消现有系统／超系统／环境中的不利作用（如力或重量）。重量补偿原理也适用于商业问题、人际关系或是其他学科。

4．课堂讨论

以下都是利用重量补偿原理解决工程难题的实例，其中蕴含的道理是什么，请你说一说。

1)直升机的螺旋桨； 2）热气球； 3)游泳救生圈；

4)黄河上摆渡用的羊皮筏子；

5)给赛车装上阻流板，用以增加车身与地面的摩擦力，这里我们利用了空气动力学的原理；

6)平衡的投资组合包括保守投资与进取投资的混合体，其可抵消市场压力，以便设法保护投资。九、预先反作用原理如图4-22所示。

1．预先反作用原理的具体描述

1)事先施加机械应力，以抵消工作状态下不期望的过大应力； 2)如果问题定义中，需要某种相互作用，那么事先施加反作用。 2．应用案例

［案例4-221

备用螺钉

把卖给用户的、可以由用户自行装配的产品，多提供几个备用螺打，这样即使在装配过程中有某个螺打丢失也不影响装配工作，可有效地避免用户的装配中断并提高满意程度。［案例4一231

预应力结构

在物质的结构承受外荷载之前，人们预先对处在外荷载作用下的受拉区施加压应力，用以改善结构使用性能的结构形式，被称之为预应力结构。一提起预应力结构，人们马上就会想起预应力混凝土。其实，在人们生活中，很多地方都用到了预应力结构，如木捅、圆形水池、弯形构件等。为使木制的水捅坚固耐用，人们在还没装水之前，先把铁箍或竹箍紧紧地套在捅壁上。这样，就从外面对木桶壁产生一个环向的压应力。若预先施加的压应力，超过最大水压力引起的拉应力，木桶就不会开裂漏水。为使圆形水池

坚固，也可以效仿木桶加箍一样，沿水池周边预先作用预应力。同样，在弯形构件的荷载加上去之前，给构件施加预应力，就会产生一个与荷载作用产生的变形方向相反的变形。当荷载要构件沿其作用方向发生变形之前，必须首先把这个与荷载相反的变形抵消，然后才能继续使构件沿荷载方向发生变形。这样，预应力就像给弯形构件多施加了一道防护一样，改进了构件的机械性能。

在我们身边，类似的这种例子实在是太多了，如图4-23所示的橡木酒捅。

3．使用技巧

关键在于预先采取行动来抵消、控制或防止潜在故障的出现。包括自然或人的相互作用，如压力、危机、厌倦等。

4．课堂讨论

以下都是利用预先反作用原理解决工程难题的实例，其中蕴含的道理是什么，请你说一说。 1)酸碱缓冲溶液； 2）给钟表上弦；＿3）汽车减震器； 4)接种防流感疫苗；

5)弓弩；

＿6)预留缝隙的桥梁路面；

7）在饮酒之前吃些东西或者吃一点化解酒精的药物，可以防止醉酒。十、预先作用原理

一如图4-24所示。

1．预先作用原理的具体描述

1)预先对物体（全部或部分）施加必要的改变；

2)预先安置物体，使其在最方便的位置，开始发挥作用而不浪费运送时间。

2．应用案例 l［案例4-241—

不干胶贴

为把纸粘在墙上，人们要把胶水涂在纸的背面。但是，如果携带胶水不方便的时候，那又该怎么办呢？这促使人们进行考虑：能否把胶水预先涂抹在纸的背面呢？正是这种思路，促成了不干胶贴的发明，如图4-25所示。

人

们只要揭下纸背面的保护膜，就可以很方便地把纸贴到墙上了。［案例4-25］

预收费系统

当汽车驶入停车场时，收费系统就开始计算汽车停车费；当汽车准备驶出停车场时，根据计算的结果，收费系统已经自动计算出汽车的全部停车费，加用4-26所示＿孩时＿献不必由停车管理苗讲杆羊工计葺了

3．使用技巧

＿在某一事件或过程之前采取行动。目的在于增强安全性·简化事情的完成过程、维持正确作用、减轻疼痛、增加智力、产生某种优点及使过程简单化等。 4．课堂讨论

以下都是利用预先作用原理趣}u下va谁鲡，＊、，、二＿＊，．＿‘．＿，，竺’}N}Tam}}t7GTF1tJ1}:}}工程难题的实例，其中蕴含的道理基“ 请你说一说。－－－·－、。一时。二二汗低, 1)手术前，将手术器具按Yrrrfig MMlifi,P\扮 -&r 2)在建筑的通道里安置的灭火器；一3)已充值的公交车IC卡；＿4）半成品食物；

一r5)写字楼内给各公司分配的邮箱；

6)在进行重大投资之前的商业交易中，实施预先的调研。十一、事先防范原理如图4-27所示＿

1．事先防范原理的具体描述

采用事先准备好的应急措施，补偿物体相对较低的可靠性。 2．应用案例 t案例4-261

降落伞的备用伞包

空降兵的降落伞装置中通常带有备用伞包，防止在跳伞时万一出现降落．伞打不开的情况，立即启用备用伞包。如图4-28所示。 I案例4-271

消防通道

消防通道是预先在建筑内外设置的安全楼梯和专用道路。安全楼梯可以一保证人员在建筑失火时能够便于逃生；专用道路可以让消防车尽快抵达火场。I如图4-29所示。

｝［案例4-28 ｝汽车安全气囊

｝安全气囊预先安装在车厢内部的多处位置。当车辆遭受较为剧烈的撞击｝时，它会在瞬间充气膨胀以保护驾驶员和乘客。如图4-30所示。

3．使用技巧

采用各种各样的技术手段来防止系统故障的发生和灾难的扩大。防撞、防漏、

防跌、防坠物、防晒、防盗、防泄密、防跳槽、防灾等，都属于事先防范的范畴。 4．课堂讨论

以下都是利用事先防范原理解决工程难题的实例，其中蕴含的道理是什么，请你说一说。

1)航天飞机上的备用输氧装置；＿2）防毒面具；一3)汽车防冻液；

一4）超市内商品上贴的防窃磁条；

六5)赛车场跑道旁的废旧轮胎；

歹6)在生产过程中，可建立调节性库存储备，以降低停产的风险。鬓

蒙十二、等势原理一。。图4一所示。

1．等势原理的具体描述

改变操作条件，以减少物体提升或下降的需要。 2．应用案例［案例4-291

传送带

为把货物移至仓库的平台上，应使传送带与仓库的平台一样高，如图 4-32所示。

［案例4-301

船闸

为在高低不同的水位之间实现船舶的通航，人们利用船闸来进行船体的升降。

3．使用技巧

要点是避免“直接对抗重力”。可以通过环境、结构或系统所提供的资源，以最低的附加能量消耗来有效地消除不等位势（有害作用）。 4．课堂讨论

以下都是利用等势原理解决工程难题的实例，其中蕴含的道理是什么，请你说一说。

1)汽车修理厂的维修地沟； 2)供乘客登上飞机的舷梯；

3)建筑业提升重物用的卷扬升降机； 4）轮船码头上的龙门吊车； 5)仓库内搬运货物的叉车；

6)营销组织力争向新闻媒体传达均匀的公司形象及信息流，消除信息误传。

＋三、反向作用原理如图4-33所示。

1．反向作用原理的具体描述

1)用相反的动作，代替问题定义中所规定的动作； 2）把物体上下或内外颠倒过来；

3)让物体或环境，可动部分不动，不动部分可动。 2．应用案例［案例4-31］

分离两个套紧的物体冷冻内层物体，而不是加热外层物体。［案例4-321

冲洗器皿器皿倒置，让水从下面向上喷，来进行清洗。［案例4-33］

车床与膛床车刀不动，工件旋转，而撞床则反之。［案例4-341

跑步机

人在地面上跑步，地面不动而人向前运动；而跑步机则是地面向后运动，人保持不动。如图4-34所示。

3．使用技巧

尝试让系统以某种方式“反转”或颠倒，看系统是否能由此获得新功能、新特征、新作用及新对象。 4．课堂讨论

以下都是利用反作用原理解决工程难题的实例，其中蕴含的道理是什么，请你说一说。

1)乘客随滚动电梯上下楼； 2)制作酒心巧克力的工艺； 3)内部冷冻进行管道连接； 4)倒立放置剩余不多的洗发水瓶； 5)定子与转子反向转动的电机； 6)用逆排序法制定工作计划；

7）当竞争者避开一个难以服务的市场时，可以寻找一种方式来为该市场根供服务。

十四、曲面化原理如图4-35所示。

1．曲面化原理的具体描述

1)将物体的直线或平面部分用曲面或球面替代，变平行六面体或立方体结构为球形结构；

2）使用滚筒及球状、螺旋状结构； 3)改直线运动为螺旋运动，应用离心力。． 2．应用案例【案一笔尖｝

仔细观察一下，圆珠笔和钢笔的笔尖，都是球形而不是别的形状。这种球形的笔尖，下墨均匀、书写流畅。【案例4一361

家具滚轮

在家具腿部装上滚轮，便于移动，如图4-36所示。｛［案例4-371 ｝甩干机

｝甩干机的电机高速旋转时产生、；大的离，。力，可以除去衣物上的水分，

｝如图4-37所示。

3．使用技巧

在各种情况及各个系统中寻找线性情况、关系、直线、平面及立方体形状，然后尝试在改变到非线性状态后可以实现哪些新的功能。

4．课堂讨论

以下都是利用曲面化原理解决工程难题的实例，其中蕴含的道理是什么，请你说一说。

．1)利用千斤顶螺旋机构产生很大的升举力； 2)使用滚球鼠标在计算机的屏幕上画直线；「3)绞肉机；

＿4）焦炭输送机是一种螺旋状结构的运输机械；戴5）环形跑道；

i万6）改变企业文化的一种方式涉及消WIWa些抗拒改变的因素，以及逐步形成一种濒接受的文化（线性思考）；另一种方法是将文化视为一个系统：当将一种改变方

｛祛应用于系统时，其可适应于这种抗拒，并被接纳。如果尊重这种抗拒，并把对抗作物反馈，那么利用设计好的一系列活动就可以改变公司的文化（球面思考）。＋五、动态特性原理如图4-38所示。

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也能解决问题，即改善工程参数35装置的适应性及多用性，但同时导致工程参数36装置复杂性增加不少，查技术矛盾矩阵列表得解决方法M35 -36＝[15, 29, 37, 28]。其中的原理15为动态化原理，根据该原理也可以联想到让插座变得伸缩自如。

综合两个矛盾对，可以采取原理35参数变化和原理15动态化的结合来解决矛盾。

一图4-22b所示为按原理35和原理15重新设计的插座。插座的壳体固定在墙上，壳体中装有一个活动的可以取出的圆形动插座。该动插座连接着一个l. 5m 的延长线。当动插座装在壳体上时，1. 5m长的导线卷曲隐藏在壳体的后半室中。从外观上看，这是一个同一般插座相同的插座。但一旦需要时，可以把动插座从壳体中拔出。由于动插座连着1. 5m长的导线，使得插座在一定空间范围内可以任意移动，方便了使用，如图4-22c所示。当使用完毕时，只要按壳体上的一个开关，自动收线装置就可立即把导线收人壳体的后半室中。用手把动插座按人壳体即可。这样的擂座使得上述问题得到圆满解决。 19．纸杯隔热设计

应用背景：由于人们对卫生条件的重视程度日益增加，日常生活中一次性纸杯的使用率越来越高。虽然方便了，但在装满开水时这种杯子就会变得烫手，不太好用。有些厂家为了解决此问题，便在设计纸杯时给纸杯加上了手柄，如图4-23a所示。这样的确使装有开水的纸杯变得容易端持了，但同时大大增加了

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成本，并且由于不好叠放，给纸杯的包装和运输添加了难度。有没有一种既方便实用又好看的解决方法呢？现用TRIZ法来分析一下。要改善的工程参数是17 温度，即希望在温度较高的情况下实现人抓起杯子的操作，让人能喝到可口的饮料。同时会损害的工程参数是36装置的复杂性，如上面所述的纸杯上加装手柄。查技术矛盾矩阵得解决方案为M17-3。二〔2, 17, 16]，即：原理2：分离与分开原理17：维数变化

一原理16：不完全达到或者超过的作用

原理16在此很难适用。综合应用原理2和原理17，就可以通过增加装置的层数（相当于增加维数），同时将纸杯与人手接触的部分分离开，既不烫手又方便端持。对应的有三种设计：第一种是杯托法（图4-23b)，在杯底加一个杯状托盘，这种方法设计的杯托在市场上已经很常见了；第二种是加套法（图4- 23c)，使用一个与杯子口径大体相当的隔热纸套子，使用时将其套在纸杯上，美观保温，同时也解决了烫手的问题，为了达到更好的隔热效果，纸面可加工

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成凹凸形的花纹；第三种是加柄法（图4-23d)，来自设计师Dmitry Boyk。的这款设计既实用又时尚，使用时将其套在纸杯上即可。 4. 5 TRIZ法技术矛盾和物理矛盾解的基本思路

作为总结，用一个初等数学的例子来说明TRIZ法的操作过程。一元二次方程求根有两种途径，如图4-24所示。用头脑风暴法求解看起来很直接，但解题人必须经过严格的数学训练，并且试凑若干次后才能得出正确的解。而程式化的求解过程步骤虽然较多，但可以保证一次性地成功得到结果。中学数学教材中先讲试凑的方法，随后讲程式化的方法，为学生解题提供了解题的规律。图 4-25所示是TRIZ法的操作过程，与图4-24有完全相似之处。历史上，许多发明家用试错法耗毕生精力也只能取得若干项成果，现在用TRIZ法程式化的求解，就可以少走很多弯路，直达理想化的目标。

图4-24一元二次方程求根的两种途径 TIRZ法解决问题的途径远远胜过传统的试错法，如图4-25所示。 4.6 40条发明创新原理的使用窍门

TRIZ法给出了解决技术矛盾的40条发明创新原理。但这些发明原理被使用的频率并不一样。经统计，有的经常在已有的专利中得到应用，可有的却极少用到。下面列出它们被使用频率的次序（由高到低）。可以直观看出，第35条

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图4-25 TRIZ法解决问题途径

发明创新原理“参数变化即物体的物理和化学状态的变化”是频率最高的应用。 35．参数变化原理 10．预加作用原理 1．分割与切割原理 28．机械系统替代原理 2．分离与分开原理巧．动态化原理

19．周期性作用原理 18．利用机械振动原理犯．颜色变化原理 13．反向功能原理 26．复制原理 3．局部质量原理

27．用廉价而寿命短的代替昂贵而寿命长的原理 29．应用气动和液压结构原理 34.抛弃和修复原理

16．不完全达到或超过的作用原理 40．应用复合材料原理 24．利用中介质原理

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17．维度变化原理 6．通用原理 14．类球面原理 22．变有害为有益原理 39．应用惰性环境原理 4．不对称原理

30．采用柔性壳体和薄膜原理 37．应用热膨胀原理 36．应用相变过程原理 25．自服务原理 11．预防

31．应用多孔材料原理 38．应用强力氧化剂原理 8．质量补偿原理 5．合并原理 7．嵌套原理