TRIZ理論之40個發明原理第一頁，共127頁。40個發明原理

－用有限的40條原理來解決無限的發明問題。

阿奇舒勒通過對250萬份發明專利的研究發現，大約只有20％左右的專利才稱得上是真正的創新，其它80％的專利往往早已在其它的產業中出現并被應用過。阿奇舒勒堅信發明問題的原理是客觀存在的，設計者掌握這些原理，就可以大大提高發明的效率、縮短發明的周期，而且能使發明過程更具有可預見性。為此，阿奇舒勒對大量的專利進行研究、分析、總結、提煉出了TRIZ中最重要的、具有普遍用途的40個發明原理。當前，40個發明原理已經從傳統的工程領域擴展到微電子、生物醫學、管理、文化、教育等社會的各個領域問題。40個發明原理的廣泛應用，導致不計其數新的專利發明的產生。第二頁，共127頁。40個創新原理1分割11事先防范21減少有害作用時間31多孔材料2抽取12等勢22變害為利32改變顏色、擬態3局部質量13反向作用23反饋33同質性4增加不對稱性14曲率增加24借助中介物34拋棄或再生5組合、合并15動態特性25自服務35物理或化學參數變化6多用性16未達到或過度的作用26復制36相變7嵌套17一維變多維27廉價替代品37熱膨脹8重量補償18機械振動28機械系統替代38加速氧化9預先反作用19周期性動作29氣壓或液壓結構39惰性環境10預先作用20有效作用的連續性30柔性殼體或薄膜40復合材料第三頁，共127頁。01、分割原理將卡車分成牽引車頭和拖車組合家具百葉窗拉圾桶活動房屋將物體分割成相互獨立的部分使物體成為可組合的（易于拆卸和組裝）的部分提高物體的分割程度或分散程度第四頁，共127頁。

1)火車車廂之間是單獨的個體，可調整車廂的數量

2)圓珠筆的筆心與筆套是兩個可分的部分，筆心可以換

3)電風扇的三片葉片是三個獨立的個體，可拆卸

4)田地里的澆水水管系統，每一段用一個接頭連接

5)自行車、摩托車等的鏈條是一環一環相接的，每環都是可以取下來的

第五頁，共127頁。美國陸軍

M270多管火箭炮

發射中的M270M270反裝甲子母彈攻擊

正在爆裂的M270子母彈將物體分割成相互獨立的部分；C.提高物體的分割程度或分散程度；第六頁，共127頁。第七頁，共127頁。TRIZ故事1——通紅的玻璃板在玻璃批量生產線上，對玻璃先進行加熱然后再進行加工，加工完成后的玻璃仍處于通紅狀態，需要將其輸送到指定位置直至冷卻下來。現在的問題是，因為玻璃還處于高溫，呈現柔軟的狀態，在滾軸傳輸線的輸送過程中會因為重力下垂而造成變形，導致玻璃表面凹凸不平，后續需要大量的打磨工作來進行修正。年輕的工程師提出將傳輸線上的滾軸直徑做到盡量小，以減少玻璃懸空的面積，提高玻璃的平度。“我們可以將滾軸直徑像火柴棍一樣細，”年輕的工程師說，“組成一個傳輸線”。“那么，每米長度內將有大約500個滾軸，安裝時需要像做珠寶首飾一樣細致。”老工程師說，“想一想這個傳輸線的造價。”“我認為我們不能再考慮滾軸傳輸線，”一位工程師說，“最好用新的方法來替代它。”“有什么號辦法呢？”年輕的工程師說道。……第八頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“讓我們來研究一下這個問題，”他說，“從方法上來選擇。”隨后，一個基于分割原理的解決方案展示了出來：突破常規思維的限制，將滾軸直徑無限縮小，小到頭發絲、1/100毫米、1/1000毫米、1/10000毫米……一直分割下去，會是什么呢？物質呈現分子、原子狀態。解決方案是：用熔化的錫來代替滾軸。傳輸線是一個長長的、盛滿熔化錫的槽子。由于錫的熔點低而沸點高，正適合通紅的玻璃板的冷卻溫度區間，熔化錫在重力作用下，會呈現出一個絕對平面，可以很好地滿足此工序的要求。而基于這個解決方案，又出現了很多的專利，比如給錫通電可以與磁鐵一起作用，來完成對玻璃的成型加工。第九頁，共127頁。第十頁，共127頁。

1)石油加工中，將一些油渣或其他有害物質提煉分離，已獲得精度較高的汽油或柴油。

2)子彈發出后，彈芯與彈殼分離

3)電腦鍵盤與鼠標分開，為的是方便人們跟好的操作

4)火箭在沖出大氣層的過程中將已經燃完燃料的部分解體分離

5)現在用在建筑中的隔音材料將噪音吸收或隔離，從而使噪音被分離出我們所處的環境

第十一頁，共127頁。TRIZ故事2——三個火槍手大仲馬在小說《三個火槍手》中，描述了普托斯是如何在裁縫店定制新裝的。普托斯不允許裁縫接觸他的身體，裁縫無法量體，僵持之中，劇作家莫里哀來到了裁縫店。莫里哀將普托斯帶到鏡子前，然后讓裁縫對著鏡子里的普托斯進行測量，一個兩難的問題得到了解決。

這里，莫里哀使用的就是抽取原理，有效地化解了普托斯和裁縫之間的矛盾。第十二頁，共127頁。第十三頁，共127頁。

1)錘子的一邊做成平的一邊做成扁的，增加了錘子的切削功能（采石場專用錘）。

2)自動筆。將筆心上作一對耳朵，再加一根彈簧。

3)電鉆的鉆頭作成螺旋狀，增加了打孔時的穩定性，防止打滑

4)三鍵模式的電腦鼠標，改變了原先單鍵的麻煩與不便。

5)改變杯子的開口，在上面做一個切口，可以最大程度的防止在倒水時泄漏（暖瓶外皮的口也是這樣的）

第十四頁，共127頁。TRIZ故事3——巨大的過濾器一家工廠獲得了一個大訂單，產品是一個圓柱形過濾器，圓柱的直徑1米，長度2米，軸向均勻分布直徑為0.5毫米的密密麻麻的很多過濾通孔。工程師們看到圖紙后都驚呆了，每個過濾器要加工出成千上萬個軸向小孔。“我們該如何來加工這么多的小孔呢？”總工程師問大家，“用鉆床來鉆嗎？”“顯然，鉆這么長的小孔是不可能實現的，也許可以用高溫鐵針來扎出這些孔，”一位年輕的工程師毫無把握地說道。所有的工程師都陷入了沉默。這似乎是一個無法解決的難題。……第十五頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“我們既不需要鉆床，也不需要鐵針，這件事應該這樣來考慮……”隨后，一個基于局部質量原理的解決方案展示了出來：將過濾器的功能進行分解，其主要構成元素是過濾孔和基體，有用功能的元素是過濾孔，即過濾孔是有用的局部質量。每個過濾孔不就是一條管子嗎！哦，答案找到了。拿一些細管，并捆扎起來，就形成了過濾器。這種過濾器的組裝制造和拆離都可以非常方便的完成。用細圓棒做原料，然后捆扎起來，而圓棒之間的空隙就形成了過濾孔，也可以實現過濾器的功能。

第十六頁，共127頁。第十七頁，共127頁。

1)衣服上的拉鏈，一邊又拉頭另一邊沒有。

2)電風扇的葉片

3)有天線的手機不對稱

4)大刀從側面來看是不對稱的

5)眼鏡的兩個鏡片因人眼近視程度不同，鏡片度數不同

第十八頁，共127頁。TRIZ故事4——聰明的氣罐很多家庭在使用灌裝液化石油氣，但讓他們煩惱的是，不知道氣罐里的氣體何時將耗完，所以不能及時更換燃氣。一家燃氣公司的工程師們試圖解決這個問題。前提是方法簡單易行，并能準確預報何時罐中燃氣將耗完。“測量壓力？”一位工程師說。“不行，這不管用，只要罐中還有少量燃氣，其壓力的變化不明顯，而且，壓力表的成本較高。”另一位工程師即刻反對。“如果稱重量呢？”又一位工程師說。“這也不行。每次都要拆出氣罐來稱重量，對于用戶來說太麻煩了，況且容易引發安全問題。”再一位工程師反對道。看來，在不增加成本和復雜性的基礎上要獲得氣罐的信息是一個似乎不能解決的難題。……第十九頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“我知道答案。”他說，“這個氣罐應該會很有禮貌地報告自己的情況。”隨后，一個基于非對稱原理的解決方案展示了出來：煤氣罐的傳統結構設計中，氣罐的底面一般是完整的圓形。現在，要改變這種習慣性的對稱結構，采用非對稱的結構。新的設計是：煤氣罐的底面做成部分斜面。這樣，當有液體燃氣充當氣罐底部重物時，氣罐保持直立，一旦液態燃氣消耗完畢時，底部失去壓重物，煤氣罐會在重力作用下歪向一邊。相當于提醒用戶：“煤氣將盡，請速更換。”第二十頁，共127頁。第二十一頁，共127頁。第二十二頁，共127頁。

1）將火車每個車廂合并在一起，增加載客。

2）電話的話筒與聽筒合并在一個盒子里，可以方便人們打電話時可以騰出一只手來干別的事情。

3）農場里喂養牲畜的食槽連在一起，可以節省喂食的時間，提高效率。

4）將室內的多個等串聯在一起，共用一個開關。

5）凳子上加一個靠背，兩者合并成為椅子

第二十三頁，共127頁。TRIZ故事5——玻璃磨角一個工廠接到一個大訂單，需要生產大量橢圓形的玻璃板。首先，工人們將玻璃板切成長方形，然后將4角磨成弧形從而形成橢圓形。然而，在磨削工序中，出現了大量的破碎現象，因為薄玻璃受力時很容易斷裂。“我們應該將玻璃板做得厚一點。”一位工人對主管說。“不行，”主管說，“客戶的訂單上要求的就是這種厚度的產品。”這似乎是一個難以解決的難題。……第二十四頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“我們的玻璃應該既厚又薄，”他說，“玻璃在磨削的工序中應該是厚的，而加工完成后應該是薄的。”隨后，一個基于合并原理的解決方案展示了出來：將多層玻璃疊放在一起從而形成一疊玻璃，而且事先在每層玻璃面上灑一層水，以保證堆疊后的玻璃可以形成相當強的粘貼力。一疊玻璃的強度會遠大于單層玻璃的強度，在磨削加工中就可以承受較大的磨削力，從而改善了玻璃的可加工性。當磨削加工完成后，再分開每層玻璃，水分自行會揮發掉，從而獲得了所需要的產品。第二十五頁，共127頁。第二十六頁，共127頁。1）鍵盤可以用來打字，也可以用來打游戲。

2）多功能手機

3）瑞士軍刀（最多的功能可到五十多種)

4)mp3既可以聽歌,也可以存儲資料.

5)現在的打印機集打印、復印于一體第二十七頁，共127頁。TRIZ故事6——一物二用渥倫哥爾船長（阿奇舒勒筆下的一位主人公，阿奇舒勒經常使用科幻小說的形式，進行TRIZ相關知識的講解和傳播。）經常應用一物二用來產生發明。比如船上的壓艙物，常規的是用水或沙子。但渥倫哥爾船長卻使用土作為壓艙物。在土中種上可以生長的棕櫚樹，棕櫚樹又用來作為船的桅桿。這就是普遍性原理的應用。第二十八頁，共127頁。第二十九頁，共127頁。TRIZ故事7——火星車一個科幻故事里描述了一次火星探險。宇宙飛船降落在一個石頭山谷，宇航員乘坐一兩火星車開始火星之旅。這個特型火星車有巨大的輪胎，當行駛到陡坡時，很容易在石頭的顛簸下翻車。怎么辦？這個問題刊登在一本雜志上，收到了大量的讀者來信，提供解決辦法：在火星車的下面懸掛重物，降低整車的重心，增加穩定性；將輪胎的氣放出一半，輪胎下陷，增加穩定性；在火星車的兩邊分別多安裝一只輪胎；讓宇航員探出身體來保持車子的平衡；……上面的各種建議，確實能改善火星車的穩定性，但明顯都帶來另一些問題，比如：降低了火星車的運動性能，降低了車速，讓火星車變得更復雜，增加宇航員的危險性等。由于以上正反兩方面問題的存在，有一位讀者干脆建議：“什么辦法都沒有了，讓宇航員走路吧！”這個問題似乎是一個難以解決的問題。……第三十頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“將重物放得非常低以接近火星的地面，以降低車子的重心而且在火星車里面。”他說。隨后，一個基于嵌套原理的解決方案展示了出來：在火星車的輪胎里放置球形重物，這些重物可以滾動，總處在輪胎的最下面，以最低的重心來保持火星車的穩定。第三十一頁，共127頁。第三十二頁，共127頁。TRIZ故事8——飛機緊急降落之后一架巨型運輸機在起飛后出現了故障，緊急迫降在距離飛機場200公里外的空地上。經過檢查，發現飛機機體上出現了許多裂縫和損壞，必須將飛機運送往工廠進行維修。這架運輸機非常重，如何運送成為問題。專家們聚在一起，商討如何將這個龐然大物運走。“地上沒有跑道，只有將飛機用吊車吊起來運走。”一位年輕的工程師說。“年輕人，”一位專家沮喪地說，“哪里有這么大的吊車？而且我們也沒那么大的車子將飛機運走！”問題處于僵持之中而不能解決。突然，TRIZ先生出現了。“我們確實需要將飛機吊起，”他說，“而且用車子運走。”于是，一個基于配重原理的解決方案產生了。將氣袋固定在飛機翅膀下，然后充氣，氣袋所產生的浮力可以抬起飛機，然后將平板拖車開到飛機下面，拖走飛機。第三十三頁，共127頁。第三十四頁，共127頁。TRIZ故事9—讓暴風雨來得更猛烈些吧在靠近岸邊約5公里的海上，一只挖泥船正在為航道進行清理工作，挖出的混著海水的泥巴通過一條管道被抽送到岸上，為保證管道浮在水面，管道上捆綁著一長溜的浮桶。“天氣預報說一場暴風雨即將來臨！”船長說，“我們要立即停止工作，將管道拆開并帶回岸上。暴風雨過后再帶回來安裝。大家行動要快，必須在暴風雨來臨之前完成。”“沒有別的辦法，”船員們說，“如果暴風雨將管道破壞，情況會更糟，趕快拆卸。”……突然，TRIZ先生出現了。“不用拆卸管道，”他說，“不管什么樣的暴風雨，我們都可以繼續工作。”于是，一個基于預先反作用原理的解決方案產生了。管道不必浮于水面，而是沉入海水中。暴風雨的影響被消除了。第三十五頁，共127頁。第三十六頁，共127頁。TRIZ故事10——請你做偵探一家糧油公司購買的食用油，用油罐車來運裝，每罐可裝3000升。但老板發現每次卸出的油都短缺30升，經過核準流量儀，檢查封條和所有可能漏油部位后，沒有找到短缺的原因。沒辦法，請來了老偵探調查這個問題，老偵探進行了暗地跟蹤，發現油罐車在運送途中沒有停過車，但依然短缺了30升，連老偵探也百思不得其解。……第三十七頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“我們只要思考一下，”他說，“就知道是司機偷了油。”接著，他解釋了這個基于預先作用原理的問題答案。原理司機事先在油罐內掛了一個桶，當油罐中注滿食用油時，桶中就盛滿了食用油。但是卸油后，桶中的油卻保存了下來。司機隨后伺機取出這一桶油。司機真是聰明啊！第三十八頁，共127頁。第三十九頁，共127頁。TRIZ故事11——危險的冰柱北方的冬天，房子上的排水槽和排水管里會形成堅硬的冰柱，有的長達數米。當春天來到的時候，排水管受到太陽的照射，吸收的熱量會首先融化冰柱的外表。當融化到一定程度時，冰柱會在重力的作用下從排水管中滑落，撞破排水管的彎頭，有時，冰柱碎塊會從排水管中飛出，扎傷經過的行人。如何消除這個問題？成為人們面臨的一道難題。……第四十頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“這個問題需要我們預先做些應急的事情。”他說。于是一個基于預先應急措施原理的解決方案是：在冬天來臨之前，在排水管里穿進一根繩子，冰柱中的繩子可有效防止冰柱滑落，保證其漸漸地消融。第四十一頁，共127頁。第四十二頁，共127頁。第四十三頁，共127頁。TRIZ故事12——古塔是否在下沉城市的中心廣場有一座古塔，似乎在逐漸下沉。名勝古跡保護委員會前來測量研究這個古塔的下沉問題。測量的第一步是要選擇一個高度不變的水平基準，并且在塔上可以看到這個基準以便進行比較測量。很可能廣場周圍建筑也在一起下沉，所以需要尋找一個遠離古塔而且高度不變的基準，最后他們選擇了遠離古塔1500英尺以外的一個公園的墻壁，但古塔和公園的墻壁之間被高層建筑物遮擋住了，無法直接進行測量。“非常復雜的情況，”測量員沉思后說，“看來我們得求助于其他的專家。”……第四十四頁，共127頁。第四十五頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“不必麻煩專家，”他說，“看一下初中物理書就可以找到此問題的解決辦法。”于是，一個基于等勢原則的方案呈現了。拿2根玻璃管，一個安裝在塔上，一個安裝在公園的墻壁上，用膠管將其連接起來，然后灌入液體，就組成一個水平儀，兩只玻璃管中的液體應保持同樣的高度，我們在玻璃管上標出這個高度。如果古塔下沉，則塔上的玻璃管內液體會升高。第四十六頁，共127頁。第四十七頁，共127頁。TRIZ故事13——巧克力的竅門這一天是一個漂亮女孩的生日，有一個客人帶來了一大盒巧克力糖，這是一種酒瓶形的果汁巧克力糖，巧克力的中心是液態的果汁，大家都非常喜歡。一邊吃著巧克力，有位客人好奇地問道：“我很納悶這種果汁巧克力的果汁是怎么裝進去的？”“先做好巧克力，然后往里面灌上果汁，再封口。”另一位客人猜測道。“果汁必須非常的稠，要不然會影響巧克力成型，”第三位客人說，“但是果汁不容易灌進巧克力中。通過加熱是可以讓果汁稀些以便灌入，卻會熔化巧克力。”……第四十八頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。于是一個基于逆向思維的解決方案產生了。先將果汁降溫，降到冰凍狀態，將一顆顆冰凍的果汁顆粒放入巧克力中，然后進行成型，隨后冰凍的果汁會在常溫下恢復液體。果汁巧克力就完成了。第四十九頁，共127頁。第五十頁，共127頁。TRIZ故事14——莫比烏斯環科幻故事《黑暗的墻》中，哲人格里爾手里拿著一張紙，對同伴不里爾頓說：“這是一個平面，它有2個面。你能設法讓這2個面變成一個面嗎？”不里爾頓驚奇地看著格里爾說：“這是不可能的。”“是的，乍看起來是不可能的，”格里爾說，“但是，你如果將紙條的一端扭轉180度，再將紙條對接起來，會出現什么情況？”不里爾頓將紙條一端扭轉180度后對接，然后黏貼起來。“現在把你的食指伸到紙面上。”格里爾靜靜地說。不里爾頓已經明白了這位智者同伴的智慧，他移開了自己的手指。“我懂了！現在不再是分開的2個面，只有一個連續的面”。這就是以著名的德國數學家莫比烏斯命名的“莫比烏斯環”。很多人利用這個奇妙的“莫比烏斯環”來獲得發明。大約有100多項專利均是基于這個奇妙的環。有砂帶機、錄音機、皮帶過濾器等。“莫比烏斯環”正是曲面化原理的典型代表。第五十一頁，共127頁。第五十二頁，共127頁。第五十三頁，共127頁。TRIZ故事15——神奇的不倒翁玩具公司的總裁召集工程師們開會。總裁問道：“我們能不能在不倒翁的基礎上發明一種新的玩具？”大家說不倒翁很早就被發明出來了，還能挖掘出什么新意呢？“這種玩具太簡單了，”一位年輕的工程師叫道，“沒什么可增加或減少的。”總裁說：“新專利645661號頒發給了發明家柴茲塞夫的一款新型不倒翁。”工程師們圍過來看這個新玩具，發現它與傳統的不倒翁不同的是內部安裝了滑槽，重物可以沿著滑槽滑動，所以，這個新的不倒翁可以倒立和平躺。“哦，這是動態性原理。”總工程師評論道，“重物原來是固定的，現在可移動了。”“讓我們依據動態性原理，發明一個更動態的不倒翁吧！”總裁說。于是，一個基于動態化原理的新方案產生了。將重物分成兩部分，而且都可以滑動，這樣，重心會不斷移動和變化，不倒翁的晃動頻率會不斷地變化，顯得更有趣。第五十四頁，共127頁。第五十五頁，共127頁。TRIZ故事16——大直徑鋼管的切割現在要生產一種直徑1米、長度12米的鋼管。原材料為帶狀卷料，在鋼管彎卷焊接設備上進行加工，此設備以連續的2米每秒的速度輸出焊接完成的鋼管，所以，需要每6秒完成一次切割。因為切割設備的電鋸切割這1米直徑的鋼管需要一定的時間才可以完成，而鋼管在連續向前輸出，所以切割設備得與在鋼管同步前進中進行切割，切割完成后還需要快速返回到原來的位置，以開始對下一段鋼管的切割，切割和返回的動作需要在6秒之內完成。現在的矛盾是，切割設備的功率選擇和移動速度產生了矛盾，大功率的設備切割速度快但比較笨重、移動起來緩慢，小功率的設備比較輕巧，可快速移動但切割時間會比較長。工程部被要求來解決這個問題，工程師們陷入了激烈的爭論，最后折中方案似乎占據了上風，那就是降低鋼管彎卷焊接設備的輸出速度。“難道我們非得降低焊接設備的鋼管輸出速度嗎？”總工程師說，“如果將輸出速度降低到1米/秒，我們的生產率將降低一半，根本無法按時交貨。”……第五十六頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“我們根本不必降低輸出速度，切割工作可以預先來做一部分。”于是，一個基于不足或超額行動的解決方案產生了。可以事先將帶狀原材料鋼板進行切割，但是不能完全切斷，要保留部分連接以保證彎卷焊接過程中的足夠連接強度，這樣，在后續切割中，只切斷那部分保留的部位就可以了。最后，以一個振動來實現鋼管的切割，生產效率得到了大幅提升。第五十七頁，共127頁。第五十八頁，共127頁。TRIZ故事17——會變身的自行車對很多人來說，學騎自行車可能是件令人煩惱的事，經常會摔倒，尤其是兒童學騎自行車時可能會產生危險。現在，人們將不再有這種顧慮了。美國帕杜大學的工業設計師發明出了一種“變身三輪車”，當騎車者加速時，它的2個后輪會靠的越來越近，而減速或停車時，2個后輪又會分開，騎車者根本不用擔心車子會側翻。第五十九頁，共127頁。第六十頁，共127頁。第六十一頁，共127頁。TRIZ故事18——聰明的測量儀化工廠車間里，一種強腐蝕性的液體裝在一個巨大的容器中，生產時，讓液體從容器流向反應器，但進入反應器的液體量需要進行精確的控制。“我們嘗試使用了各種玻璃或金屬制作的儀表，”車間主任對廠長說，“但它們很快就被液體給腐蝕了。”“如果不測量流量，只測量液體高度的變化怎么樣？”廠長問。“容器很大，高度變化很微小，”車間主任說，“我們無法得到準確的結果，而且容器接近天花板，操作上很不方便。”這似乎是一個難以解決的問題。……第六十二頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“我們需要一臺聰明的測量儀，”他說，“不是測量液體，而是測量空隙。”于是，一個基于振動原理的解決方案產生了。原來，利用振動的原理，測量容器中液面以上的空氣部分的共振頻率，得到空氣部分的變化量，從而準確推算出液面的細微變化量。第六十三頁，共127頁。第六十四頁，共127頁。TRIZ故事19——2根繩子在一個空房間里，有一個布娃娃放在窗臺上，2根細繩從天花板上垂直下來。你的任務是將2根繩子的下端綁在一起。但是，如果你拿著一根繩子卻夠不到另一根繩子，旁邊沒有人，所以不會得到幫助。當然的想法是讓繩子動起來。但是繩子又輕又軟，根本就動不起來。怎么辦？第六十五頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“看到了窗臺上的那只布娃娃了嗎？”他說，“用它來解決這個難題。”于是，一個基于周期性動作原理的解決方案產生了。將布娃娃綁在繩子的下端，然后讓繩子在布娃娃的重力作用下形成周期性的擺動，問題就迎刃而解了。第六十六頁，共127頁。第六十七頁，共127頁。TRIZ故事20——穿山甲《先驅者真理》雜志上刊登了一個問題：在地底下可以隨意穿行的車子應該是一個什么樣子的？雜志社收到了很多解答。用一輛拖拉機，前面裝上鏟子，把土挖開形成通道。帶翅膀的車子。……所有的設想基于挖掘原理，將土從車前移到車后，而車后的土，需要運輸處理掉才可以形成通道。車子要達到地下行動自如的目標，看來不大可能實現。……第六十八頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“這是有一定的難度，”他說，“不過是可以實現的，讓我們看看穿山甲是怎么工作的。”穿山甲打洞的原理是：將土一點點的用頭拍到隧道壁上，這連續的有效動作不斷地重復，最后“擠”出一條隧道來。基于穿山甲有效動作連續性原理的“人造穿山甲”專利在蘇聯誕生，是一種前邊帶有尖錐形的切土器的機器，不僅將土切下來，而且擠拍到隧道壁上去。第六十九頁，共127頁。第七十頁，共127頁。第七十一頁，共127頁。第七十二頁，共127頁。TRIZ故事22——渥倫哥爾船長的遭遇（故事）渥倫哥爾船長要從加拿大乘雪橇前往阿拉斯加，一個叫“倒霉蛋”的團伙給他買了一只“鹿”和一條“狗”，但他實際收到的不是鹿和狗，所謂的“鹿”實際是牛，“狗”是狼。渥倫哥爾船長并沒有被難住，他巧妙地利用牛和狼之間的有害作用，順利完成了旅行任務。渥倫哥爾船長將牛和狼一前一后套在雪橇上，受驚嚇的牛拼命的拉著雪橇向前奔，狼想撲牛也拼命地拉著雪橇向前跑。第七十三頁，共127頁。第七十四頁，共127頁。TRIZ故事23——聰明繩索任何一個消防隊員或者攀巖者都可以告訴你，一條簡單的繩子可以救你的命，條件是它不要磨損或突然斷裂。如今科學家研制出了“聰明繩索”，這種智能繩索里面有電子傳導金屬纖維，可以判斷它所承受的重量，如果重量太大，它無法承受，繩索就會向使用者發出警告。智能繩索還可以用于停泊船只、保護貴重物品或者用于營救行動。聰明的繩索就是在普通繩索上增加了反饋，從而提高安全性。第七十五頁，共127頁。第七十六頁，共127頁。第七十七頁，共127頁。TRIZ故事24——膠管上的孔現在需要在一根長膠管上鉆出很多徑向小直徑的標準孔，因為膠管很軟，鉆孔操作起來顯得非常不容易。有人建議用燒紅的鐵棍來燙出小孔。經過嘗試，發現燙出的小孔很毛糙，而且很容易破損，不能滿足質量要求。“有沒有什么號的辦法？”經理問。大家面面相覷。這似乎是一個不容易解決的問題。……第七十八頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“有一個很簡單的辦法，可以幫助我們完成這項加工。”他說。于是，一個基于中介物原理的解決方案產生了。先給膠管里面充滿水，然后進行冷凍，待水凍成冰態時，再進行鉆孔加工。加工完成后，冰會融化成水很容易流出管道。第七十九頁，共127頁。第八十頁，共127頁。TRIZ故事25——鋼珠輸送管道的難題在一個輸送鋼珠的管道中，拐彎部位在工作一兩個小時后就會壞掉。根本的原因是鋼珠在高速氣體的驅動下，對彎曲部位的管壁進行著連續撞擊，很快就會撞出一個洞來。管道損壞后必須停止輸送來進行維修，這就影響了生產效率。“看來還需要一條管道，”工程師說，“當需要維修時，啟動另一條管道來輸送鋼珠。”“2條管道會增加成本，”經理說，“而且更替管道時仍然會影響生產效率。”這似乎是一個難以解決的難題。……第八十一頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“總是修補管道不是個辦法，”他說，：“我有一個主意，可以保證管道永遠工作而不必修補。”于是，一個基于自服務原理的解決方案產生了。在拐彎部位的管道外，放置一個磁鐵，當鋼珠到達磁場范圍內時，會被磁鐵吸附到管道內壁上，從而形成保護層。鋼珠的沖擊將作用在由鋼珠形成的保護層上，并不斷補充那些被沖掉的鋼珠。這樣，輸送管道就被完全保護起來。第八十二頁，共127頁。應用實例—防止鋼丸發送機彎管破損壓縮空氣和鋼珠電磁鐵F2鋼珠S1管壁S2給鋼丸發送機彎管強烈磨損區添加保護層電磁鐵F2第八十三頁，共127頁。第八十四頁，共127頁。TRIZ故事26——火車將在5分鐘內開動貨運列車上裝滿了大圓木，檢查員們都正滿頭大汗地測量每根圓木的直徑，以準確計算出圓木體積。“看來得讓火車推遲開出，”經理說，“今天我們無論如何都是測量不完的。”“但是，火車必須在5分鐘內開出，”站長說。“下一列火車正在等待著進站。”如何解決這個問題？大家給出了很多建議，主要的有以下幾個方法。讓更多的人來進行測量，三五百人總可以了吧！通過測量其中一根圓木的直徑，數出圓木總數，相乘后估算總的體積。鋸下每根圓木的一片，稍后進行測量。以上所有的解決辦法，都會帶來另外的其他一些問題。這個問題似乎難以解決。……第八十五頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“這個問題應該這樣解決。”他說。于是，一個基于復制原理的解決方案產生了。對火車上的圓木進行拍照，然后依據照片進行詳細的分析測量。當然，照片中需要一個精確的參照比例尺。第八十六頁，共127頁。第八十七頁，共127頁。TRIZ故事27——秘密的上油方法將鋼板加溫來軋制鋼管，軋制完成后，需要在冷卻前給鋼管內壁涂上一層均勻的潤滑油。這個涂油工作看起來似乎比較簡單，但是實現起來卻比較復雜。需要設計制造一臺專用的可移動機器進入鋼管內，完成涂油工作。由于是在管內壁作業，是非平面涂油，所以涂油的速度比較慢，導致整個軋制生產的速度下降，影響生產效率。為解決這個問題，專家們開始了研究，但無法得到理想答案。這似乎是一個難以解決的問題。……第八十八頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。TRIZ先生給出了一個基于一次性用品原理的解決方案。制作一種上面涂好潤滑油的紙帶，直接貼到鋼板上，紙會在高溫下燃燒，剩下的只有潤滑油了。這個紙帶作為一次性用品，起到均勻分配潤滑油的作用。第八十九頁，共127頁。第九十頁，共127頁。TRIZ故事28——敲鐘在瓷器的二次燒制工序之間，要進行檢驗，俗稱“敲鐘”，根據檢驗結果來確定第2次燒制的溫度。“敲鐘”的工序是這樣進行的：檢驗員用一只特制的小錘輕輕敲擊瓷器，然后根據聲音判斷燒制的程度。由于這個工序對檢驗員的技能要求很高，而且這種人工判斷的方式波動很大，公司決定使用機器人來代替檢驗員的工作。于是，工程師們設計制造了有2只手的機器人，一只手拿瓷器，另一只手拿小錘。敲擊的聲音通過麥克風來接收，然后傳送到聲音分析儀進行分析判斷。機器人安裝到生產線上后，很快又被搬走，恢復到原來人工檢驗的狀態。原因是，機器人檢驗中，手臂移動得快回敲碎瓷器，緩慢移動將遠遠低于人工檢驗的速度。工程師們非常失望，一個良好的愿望眼看就要失敗了。……第九十一頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“我們的機器人還是在用機械方式進行檢測，顯然需要再次進化。”他說。于是，一個基于機械系統替代原理的解決方案產生了。在陶瓷電阻生產的過程測試中，采用的是光測試，從電阻上反射的光強度取決于燒制的程度。所以，瓷器的檢驗也可以使用光測試來進行。看來，跨行業間的技術交流和共享非常重要。第九十二頁，共127頁。第九十三頁，共127頁。TRIZ故事29——元帥的旗子在電影拍攝現場，一場激烈的戰斗正在進行，兵對兵、將對將捉對廝殺，刀槍飛舞、馬嘶人叫，場面好不熱鬧。可是，導演依然感覺不滿意，雖然布景布置的很漂亮，演員演得也非常好。“這是一場兩軍對壘，”導演說，“將軍的旗子是戰斗的中心，可是我們感覺不到這個氣氛。”“為什么會這樣？”助手說，“將軍在旗子下戰斗著！”“噢，旗子，旗子掛在旗桿上，一動也不動，”導演說，“它就像一塊布，旗子應該在風中飄舞！”“怎么樣才能做到呢？”助手說，“現場沒有風啊！”第九十四頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“我們要讓旗子永遠飄揚。”他說。于是，一個基于氣體結構原理的解決方案產生了。將旗桿做成中空的，并在旗桿上部靠近旗子的位置鉆上小孔。在旗桿的底部裝上一個小風扇，將風送上旗子部位，從小孔吹動旗子飄揚。所以，大家看到的電影中，旗子一定是在空中飄揚的。第九十五頁，共127頁。第九十六頁，共127頁。TRIZ故事30——雨天也能工作在一個碼頭上，一艘輪船正在裝貨。突然，大雨不期而至，當吊車將貨物送入艙口，艙門被打開時，雨水也淋進貨艙。“這是什么鬼天氣！”船上的一個搬運工說，“我快成了落湯雞了。”“有什么辦法呢？”另一位說，“貨物要吊裝下來，艙門不能關上，也不能蓋頂棚來遮雨。”這是一個難題。……第九十七頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“這需要一個非常特別的頂棚，”他說，“可以阻止雨水進入貨艙，又不妨礙貨物的進入，這樣來做……”于是，一個基于柔性外殼和薄膜原理的解決方案產生了。做兩扇充氣門，當貨物進入時，可以將氣袋推向兩邊而順利進入。沒有貨物時，兩氣袋對合形成門扇，可以遮雨。第九十八頁，共127頁。第九十九頁，共127頁。TRIZ故事31——“椰碳運動服”Cannondale公司即將推出的自行車新款運動服“CarbonLE”是一種新布料剪裁而成的，它具有防濕、除味、防紫外線等功能。它由什么制成的呢？從椰子中提取的碳。椰子的外殼被加熱到1600攝氏度會生成活性碳（水和空氣過濾器中使用的也是這種碳），與紗線混合，織成“CarbonLE”布料。這些通過一個專利程序保持活性的碳顆粒，形成一種多孔滲水的表面，防止異味和有害射線侵入，并能使身體排出的汗液迅速蒸發。這種運動服經常清潔、曬干，纖維會煥然一新，騎車者穿著它會感覺更輕松。第一百頁，共127頁。第一百零一頁，共127頁。TRIZ故事32——降落傘的秘密降落傘工程師為研究降落傘的降落過程，制作了一只小降落傘模型，然后放入有水流流動的透明玻璃管中，研究模型的降落軌跡和渦流的形成。研究工作進行得不大順利，因為透明水中的渦流很難用肉眼觀察到。于是，工程師在模型上涂上可溶顏料，情況暫時得到了改善，但是，模型經過幾次試驗以后，顏料沒有了，于是需要停下測試再次涂上顏料，結果模型被顏料搞得變了形，測試條件發生了變化，測試的結果誤差也增大了。“顏料應該從模型內壁出來。”一位工程師說，“但是模型傘的吊線太細了，很難能讓墨水通過。”“世上還有在大米上作畫的巧匠，我們也許需要那樣的人來解決這個難題。”另一位工程師附和道。“不可想象，完成這樣的模型得花多長時間！”總工程師說道。問題陷入了僵局。……第一百零二頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“就用現在的模型，不使用顏料，讓模型自己在水中產生顏色，一層又一層，就像神話一樣。”“那不可能，”工程師說，“顏色從哪里來？”“從水中，”TRIZ先生說，“只有一個來源，當水和吊線接觸時，就產生一種顏色，或者另一種像顏色的物質。”這個降落傘的秘密就是，將降落傘做成一個電極，與玻璃管中的水形成電解作用，利用電解原理產生的氣泡，來觀察模型的運動和渦流的形成。氣泡來自于水，增加了可觀察性。看似改變了水的顏色，實際并沒有改變水的真正顏色。第一百零三頁，共127頁。第一百零四頁，共127頁。TRIZ故事33——水果紋身現在一些產品包裝員和分發員正在體驗一種新的形式，利用一種自然光標簽，就是用激光在水果和蔬菜表皮刻上識別信息（比如產地、種類等），但不會擦傷或造成其他的傷害。用梨子進行味道實驗，除了刻標簽的地方看上去有點怪怪的外，吃起來并沒有什么兩樣。這種新的標簽方式可以讓供貨商給每一個水果標注更具體的信息，比如一個桃子什么時候成熟，什么時候可以食用。這樣，使用了同質性原理，就避免了使用額外的標簽。第一百零五頁，共127頁。第一百零六頁，共127頁。第一百零七頁，共127頁。TRIZ故事34——成品油運輸送的困境一家石油化工廠，需要經常使用同一條管道長距離輪換輸送不同種類的成品油。為避免不同液體混合到一起，需要在轉換輸送液體時，在2種液體間加一個分離器，將液體分隔開來。常用的分隔器是一個活塞狀的橡膠球。“這種分隔器經常不能保證效果，”經理說，“因為管道中液體處于高壓狀態，液體會滲透過分分隔器而產生混合。”“而且，因為我們的管道每200公里就有一個泵站，分隔器不能通過泵站，需要取出來，再放到下一段管道。”經理介紹道，“我們需要一種分隔器，既能通過泵站又能避免不同液體產生混合。”這似乎是一個無法解決的難題。……第一百零八頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“我們需要這樣的分隔器，”他說，“既分隔又不能存在，可以這樣來考慮……”于是，一個基于拋棄原理的解決方案產生了。用氨水做分隔器，可以與油一樣通過泵站。在到達目的地后，氨水會變成氣體揮發掉，對成品油沒有產生危害。氨水完成自己的分割使命后被拋棄了。第一百零九頁，共127頁。第一百一十頁，共127頁。TRIZ故事35——自動消失鑄造廠里，鑄件表面需要清潔，常用的方法是吹砂機，用高速運動的沙子將鑄件表面的污層沖掉。但是，這個工序帶來的一個問題是，鑄件的縫隙里會殘留沙子而且不易清除干凈，尤其是又大又重的產品，解決起來更是困難。工程師們被要求來解決這個難題。“也行可以先將縫隙蓋上，”一位工程師說，“但增加大量的工作量。”“而且，鑄件的清潔程度受到影響。”另一位附和道。這似乎是一個不易解決的難題。……第一百一十一頁，共127頁。突然，TRIZ先生出現了。“沙子可以自己從縫隙里出來，”他說，“我們需要另一種沙子。”于是，一個基于物理狀態變化的解決方案產生了。用冰粒來替代沙子。冰粒也被用在批量土豆、紅薯的清潔工序中。第一百一十二頁，共127頁。第一百一十三頁，共127頁。TRIZ故事36——固體水波蘭作家史蒂芬·萬菲各在1964年發表的幻想小說《瘋子》中，描述了精神病人安里·格里喬的故事。安里·格里喬想發明在200℃高溫下都不融化的固體水，而且獲得了成功。他發明了一種白色粉末狀的固體，在高溫下可變成清澈的水。格里喬說：“固體水的發現可以讓人們在水資源缺乏的地區生活，固體水不需要器皿而可以方便地以各種方式運送到任何地方去。”小說歸小說，但科技的發展卻是真真切切的。1967年，固體水果真被發明出來了。這種包含90%水和10%硅酸的固體水，確實呈現為白色粉末狀。相變的應用，