技术冲突解决原理
概述
在技术创新的历史中，人类已完成了很多产品的设计，一些设计人员或发明家已积累了很多发明和创造的经验。进入二十世纪，技术创新逐渐成为企业市场竞争的焦点。为了指导技术创新，一些研究人员开始总结前人发明创造的经验。这种经验的总结可分为两类：适应于本领域的经验与适应于不同领域的通用经验。
第一类经验主要由本领域的专家、研究人员本身总结，或与这些人员讨论并整理总结。这些经验对指导本领域的产品创新有一定的参考意义，但对其它领域的创新意义不大。第二类经验由专门研究人员对不同领域的已有创新成果进行分析、总结，得到具有普遍意义的规律，这些规律对指导不同领域的产品创新都有重要的参考价值。
TRIZ 的技术冲突解决原理属于第二类经验，这些原理是在分析全世界大量专利的基础上提出的。通过对专利的分析，TRIZ 研究人员发现，不同的领域的发明中所用到的规则并不多，不同时代的发明，不同领域的发明，这些规则反复被采用。每条规则并不限定于能用于某一领域，融合了物理的、化学的和各工程领域的原理，适用于不同领域的发明创造。
本章介绍技术冲突解决原理，又称发明原理。这些原理是TRIZ 理论中关于问题的解决原理。
发明原理
在对全世界专利进行分析研究的基础上，Altshullerr 等提出了40 条发明原理。实践证明这些原理对于指导设计人员的发明创造具有重要的作用。以下是40条发明原理的名称：
1分割；
2分离；
3局部质量；
4不对称；
5合并；
6多用性；
7套装；
8质量补偿；
9预加反作用；
10预操作；
11预补偿；
12等势性；
13反向；
14曲面化；
15动态化；
16未达到或超过的作用；
17维数变化；
18振动；
19周期性作用；
20有效作用的连续性；
21紧急行动；
22变有害为有益；
23反馈；
24中介物；
25自服务；
26复制；
27低成本、不耐用的物体代替昂贵、耐用的物体；
28机械系统的替代；
29气动与液压结构；
30柔性壳体或薄膜；
31多孔材料；
32改变颜色；
34抛弃与修复；
35参数变化；
36状态变化；
37热膨胀；
38加速强氧化；
39惰性环境；
40复合材料。
下面将对各原理进行详细介绍，并包括工程实例。
1分割
1）将一个物体分成相互独立的部分；
如果用多台个人计算机代替一台大型计算机完成相同的功能；用一辆卡车加拖车代替一辆载重量大的卡车。
2）是物体分成容易组装及拆卸的部分。
如组合夹具是由多个零件拼装而成的；花园中浇花用的软管系统，可根据需要通过快速接头连接所需的长度。
3）增加物体相互独立部分的程度。
如用百叶窗代替整体窗帘；用粉状焊接材料代替焊条改善焊接效果。
例1可拆卸铲斗唇缘设计
一个挖掘机铲斗的唇缘是由钢板制成的。只要它的一部分磨损或损坏，就必须更换整个的唇缘。这是一项既费力又费时的工作，而且挖掘机也不得不停止工作。
可使用“分割原理”来解决这一问题。将唇缘分割成单独的可分离的几部分，这样，可以快速方便地将毁坏或磨损的部分更换。 2分离（分开）
1）将一个物体中的“干扰”部分分离出处。如在飞机场环境中，为了驱赶各种鸟，采用播放刺激鸟类的声音是一种方便的方法，这种特殊的声音使鸟类与机场分离；将产生噪声的空气压缩机放于室外。
2）将物体中的关键部分挑选或分离出来。
例2被绑缚的人造卫星
可以使用同一个太空船操作几个位置的太空探测器吗？
建议使用分离原理和局部质量原理来改善太空船的使用。将太空船（母船有一个推进系统）定位在一个特定的轨道上，从母船发射一个被绑定的人造卫星。用光缆将其定位在第二个轨道。这样，可以从母船发出许多的操作信号来操作几个位置的探测器。 3局部质量
1）将物体或环境的均匀结构变成不均匀结构。如用变化中的压力、温度或密度代替定常的压力、温度或密度。
2）使组成物体的不同部分完成不同的功能。如午餐盒被分成放熟食、冷食及液体的空间，每个空间功能不同。
3）是组成物体的每一部分都最大限度地发挥作用。如带有橡皮是铅笔，带有起钉器的榔头等。
该原理在机械产品进化的过程中表现的非常明显，如机器由零部件组成，每个零部件在机器中都应占据一个最能发挥作用的位置。如果某个零部件未能最大限度的发挥作用，则应对其改进设计。
例3两列齿锯片
当锯纤维材料，如木头时，如何保证表面的粗糙度？
建议使用增加维数原理和局部质量原理来提高切削的质量。可以使用双列齿。将锯齿制成高度不同，交叉排列的形状，短齿比长齿宽。长齿主要用来切削，短齿用来清洁切削表面。由于短齿能切去很薄的层，所以粗糙度减小。同时，切削速度也有明显提高。 4不对称
1）将物体的形状由对称变为不对称。如不对称搅拌容器，或对称搅拌容器中的不对称叶片；将O 型圈的截面形状改为其它形状，易改善其密封性能。
2）如果物体是不对称的，增加其不对称的程度。如轮胎的一侧强度大于另一侧，以增加其抗冲击的能力。
机械设计中经常采用对称性原理，对称是传统上很多零部件的实现形式，实际上，设计中的很多冲突都与对称有关，将对称变为不对称就能解决很多问题。
例4不对称共鸣器设计
可调电磁共鸣器（包括金属和绝缘筒）很大，并且为了达到好的调谐效果需要严格的垂直运动。
建议使用“不对称”原理和“维数改变”原理来改善设计。将金属筒中心线（两个筒的轴线未重合）偏离一定的距离。那么，通过旋转倾斜的筒可以产生鸣器（和两筒的距离变化有关）得到很好的调谐效果。
1）在空间上将相似的物体连接在一起，是其完成并行的操作。如网络中的个人计算机；并行计算机中的多个微处理器；安装在电路板两面的集成电路。
2）在时间上合并相似或相连的操作。如同时分析多个血液参数的医疗诊断仪；既有保护根部功能的草坪割草机。
例5扩孔簧片
要在木头或塑料上安装扩孔簧片，首先需要在材料上钻孔。这增加了安装紧固件的次数并且需要特殊的工具，所以效率很低。 建议把扩孔簧片和钻连接起来。簧片由一个粗牙螺纹和一个切削端部组成。扩孔簧片靠十字型螺丝刀来安装。这种设计减少了安装的次数，而且也不需要特殊的工具。
6通用性
1）使一个物体能完成多项功能，可以减少原设计中完成这些功能多个物体的数量。如装有牙膏的牙刷柄；能用作婴儿车的儿童安全坐椅。
例6伞状天线
天线与房屋的建筑一般是分离的。天线暴露在空气中，容易被腐蚀。
建议将天线设计成多功能的。
将天线的金属板作为一个封盖，其形状和颜色由消费者选择，这样可以使天线充当花园里的遮阳伞。而且也能使天线免受空气的腐蚀。
2）使标准化
7套装
1）将一个物体放在第二个物体中，将第一个物体放在第三个物体中，可以进行下去。如儿童玩具不倒翁；套装式油罐，内罐装粘度高的油，外罐装粘度较低的油。
2）使一个物体穿过另一物体的空腔。如伸缩式天线；伸缩式钓鱼竿；汽车安全带卷收器。
例7扭转轴设计
对于扭转轴（弹性轴）而言，若需要旋转角较大则扭转轴将变得很长，这将需要很大的空间。如何能不减小旋转角而降低扭转轴的长度呢？
建议使用套装原理解决这个问题。将一根扭转轴的一半套在另一根之中。结果，扭转角度不变时，扭转轴所占据的空间减少。 8质量补偿
1）用能产生提升力的物体补偿第一个物体的质量。如在圆木中注入发泡剂，使其更好地漂浮；用气球携带广告条幅。
2）通过与环境相互作用产生空气动力或液体动力的方法补偿第一个物体的质量。如在飞机机翼的形状使其上部空气压力减少，下部压力增加，以产生升力；升力涡改善飞机机翼所产生的升力；船在航行过程中船身浮出水面，以减少阻力。
例8浮动支撑
重载荷传送带经常在与传送滚子相接处断裂。
建议使用气动和液压结构及质量补偿原理来改善支撑件的耐久性和抗振能力。应用浮力达到这一目的。将为浮动而设计的支撑件放在一个充满气体或液体的容器中。
9预加反作用
1）预先施加反作用。如缓冲器能吸收能量，减少冲击带来的负面影响。
2）如果一物体处于或将处于受拉伸状态，预先增加压力。如浇混凝土之前的预压缩钢筋。
例9切削机构中的预压缩弹簧
在加工孔时，经常使用钻柄。但是，如果钻柄的钢度不足就会引起振动。
建议使用预加反作用原理减小振动。可以在切削力方向加一预压力（由一尺寸适当的压缩弹簧产生）以增加钢度，从而减小振动，提高加工精度。
10预操作
1）在操作开始前，使物体局部或全部产生所需的变化。如预先涂上胶的壁纸；在手术前为所有器械杀菌。
2）预先对物体进行特殊安排，使其在时间上有准备，或已处于易操作的位置。如柔性生产单元；罐装生产线中使所有瓶口朝一个方向，以增加罐装效率。
例10预着色
代替手工用刷子对塑料进行着色，其中一种方法是机械着色。
建议应用预操作原理与合并原理来改善着色过程。在分开的铸模的孔洞中预先加染料套（甚至预先将染料注入塑料中）。普通的印刷油墨（具有成型胶片样的流动性）就可以这样应用。合模后注入塑料（如聚苯乙烯）。零件的颜料具有较好的粘附性，因为颜料
11预补偿
采用预先准备好的应急措施补偿物体相对较低的可靠性。如飞机上的降落伞。
例11汽车安全气囊
如果碰撞发生在车前部，安全带可以保护驾驶员。然而，安全带对侧面碰撞不起作用。
建议使用侧面安全气囊。紧缩的气囊放在座位的后面。侧面碰撞时，气囊因充气而膨胀，这样可以避免乘客受伤。
12等势性
改变工作条件，使物体不需要被升高或降低。如与冲床工作台高度相同的工件输送带，将冲好的零件输送到另一工位。 例12汽车旋转装置
要到汽车下面修理汽车，汽车必须停放在敞开的隧道上。或固定到液压平台上。而且进行修理时，机修工必须在头顶上操作，这很不方便也很不安全。
建议使用“等势”原理。将汽车固定到一个环行的旋转装置上，这样汽车就能够随意旋转甚至旋转可以倒置，从而很好地改善了修理条件。
13反向
1）将一个问题说明中所规定的操作改为相反的操作。如为了拆卸处于紧配合的两个零件，采用冷却内部零件的方法，而不采用加热外部零件的方法。
2）使物体中的运动部分静止，静止部分运动。如使工件旋转，使刀具固定；扶梯运动，乘客相对扶梯静止；
3）使一个物体的位置颠倒。如将一个部件或机器总成翻转，以安装紧固件。
例13移动测试地面
为了测试拖拉机的性能，通常需要在各种各样的地形上进行测试，怎样才能减少测试地面的数量呢？
建议使用反向原理，让拖拉机静止而让测试地面移动。为了到达这个目的，需要将一个很大的由弹簧支撑的带有叶片的圆筒漂浮在池塘中，拖拉机在圆筒里行驶使得圆筒转动，而圆筒的转动使得水面产生波浪。波浪的起伏就像是各种各样的地形。
14曲面化
1）将直线或平面部分用曲线或曲面代替，立方形用球形代替。如为了增加建筑结构的强度，采用弧或拱。
2）采用辊、球和螺旋。如斜齿轮提供均匀的承载能力；采用球或滚柱为笔尖的钢笔增加了墨水的均匀程度。
3）用旋转运动代替直线运动，采用离心力。如鼠标采用球形结构产生计算器屏幕内光标的运动；洗衣机采用旋转产生离心力的方法，去除湿衣服中的部分水分。
例14球面接触
怎么才能提高齿轮副的承载能力？
建议用球体——曲面原理来改善齿轮副的承载能力。其中一个齿轮的齿槽设计成球形的，而另一个齿轮的轮齿被制成球状，结果，轮齿的接触面积增大，这样接减少了轮齿之间的接触应力，相同型号的齿轮能够承受更大的负载。
15动态化
1）使一个物体或其环境在操作的每一个阶段自动调整，以达到优化的性能。如可调整驱动轮；可调整坐椅；可调整反光镜。
2）划分一个物体成既有相互关系的元件，元件之间可以改变相对位置。如计算机蝶形键盘。
3）如果一个物体是静止的，使之变为运动的或可改变的。如检测发动机用柔性光学内孔检测仪。
例15螺旋角可变的螺杆输送机
传送如矿物或化学药品之类的松散材料，传统的装置是螺杆输送机。为了更好地控制材料的输送速度和相对于不同密度的材料进行调节，希望输送机螺杆的螺旋角是可调的。
建议使用变参数原理和动态原理设计输送机。螺杆的表面使用如橡胶之类的弹性材料制成。两个螺旋弹簧控制螺旋的形状。弹簧沿着旋转轴的伸长/压缩可控制螺杆的螺旋角，从而控制松散材料的传送速度。
16未达到或超过的作用
如果100%达到所希望的效果是困难的，稍微未达到或稍微超过效果将大大简化问题。
如缸筒外壁刷漆可将缸筒浸泡在盛漆的容器中完成，但取出缸筒后外壁粘漆太多，通过快速旋转可以甩掉多余的漆。
例16未完成的船
依托河流所制造的船如果太大就不能穿过桥梁，那么怎么让它驶入大海？
建议先将未完成的船（没有上部结构）驶过桥梁，而船的上部结构通过公路运送到港口，并安装到船的甲板上。
17维数变化
1）将一维空间中运动或静止的物体变成在二维空间中运动或静止的物体，在二维空间中的物体变成三维空间中的物体。如为了扫
2）将物体用多层排列代替单层排列。如能装6个CD 盘音响不仅增加了连续放音乐的时间，也增加了选择性。
3）使物体倾斜或改变其方向。如自卸车。
4）使用给定表面的反面。如叠层集成电路。
例17矿车进入垂直面
当空矿车和负载矿车在矿井中需要对调时，通过增加隧道宽度来解决是不理想的。因为隧道宽度的增大会使隧道顶部安全性降低。 建议应用维数变化原理、动态原理和分离原理来解决。可以通过垂直面来重新排列矿车，如将空车抓到负载车的上面，负载车向前行，在合适位置将空车放下。这样矿车队列变得更为动态化，此过程中所有矿车就像一堆纸牌一样易操作。通过这种方法，可以大大改善矿井工人的安全。
18振动
1）使物体处于振动状态。如电动雕刻刀具有振动片。
2）如果振动存在，增加其频率，甚至可以增加到超声。如通过振动分选粉末。
3）使用共振频率。如利用超声共振消除胆结石或肾结石。
4）使用电振动代替机械振动。如石英晶体振动驱动高精度的表。
5）使超声振动与电磁场耦合。如在高频炉中混合合金。
例18产品记数装置
流水线上的机械记数系统长时间使用就会磨损。同时，由于灰尘的积累，光学装置的可靠性将降低。
建议用气流和产品间相互作用产生的声波来计数。让产品沿着一个路径传送，到达终点后和气流接近。产品和气流相互作用产生声波，声波通过麦克风转变成电信号，电信号可用来计数。
19周期性作用
1）用周期性运动或脉动代替连续运动。如使报警器声音脉动变化，代替连续的报警声音。
2）对周期性的运动改变其运动频率。如通过调频传递信息。
3）在两个无脉动的运动之间增加脉动。如医用呼吸器系统中，每压迫胸部五次，呼吸一次。
例19控制振动的方法
如何控制车床进行金属切削时的振动呢？
建议用“机械振动”原理和“周期作用”原理。按预先确定的频率，短时间周期性的停止切削操作。切削数圈后，撤回刀具。切削圈数与车床的振动阻尼（刚度、转速和固有阻尼）及工件的材料有关。这种方法也可以防止切屑堆积在刀具边缘。
20有效作用的连续性
1）不停顿的工作，物体的所有部件都应满负荷地工作。如当车停止运动时，飞轮或液压蓄能器存储能量，是发动机处在一个优化的工作点。
2）消除运动过程中的中间间歇。如针式打印机的双向打印。
3）用旋转运动代替往复运动。
例20连续工作
由于机器需要等待新毛坯进入工作面，所以流水线的生产效率受到限制。
建议加工毛坯时，让毛坯与工装一同运动。这项技术可用于回转机械中。由于减少了空转时间，使得旋转流水线的生产效率得到提高。
21紧急行动
以最快的速度完成有害的操作。如修理牙齿的钻头高速旋转，以防止牙组织升温。
例21高速切断管路
传统方法截断大直径薄壁管路时，管路变形与过度挤压是个大缺陷。
建议使用加速原理。刀具以极快的速度切削使管路没有时间变形（有一定惯性）。
22变有害为益
1）利用有害因素，特别是对环境有害的因素，获得有益的结果。如利用余热发电；利用洁杆做板材原料。
2）通过与另一种有害因素结合消除一种有害因素。如例22。
3）加大一种有害因素的程度使其不再有害。
例22废物利用
热力发电站排出的气体必须经过净化，主要是除去其中的酸性成分，尤其是硫磺酐。同时，还要处理含有碱性炉渣和灰尘的污水。 建议使用“变害为益”的原理去除废物，提高净化率。可以用碱性污水吸收酸性气体。这样可以有效地抑制两种污染物中的有害成
23反馈
1）引入反馈以改善过程或动作。如音频电路中的自动音量控制；加工中心自动检测装置。
2）如果反馈已经存在，改变反馈控制信号的大小或灵敏度。
例23轧钢板厚度控制
控制被轧钢板的厚度，重要的是控制钢板温度。最终的厚度是温度和接近辊子的板的厚度共同作用的结果。
建议使用“反馈”控制输出厚度。可以将接近辊子的钢板的厚度与加热（电子枪）电子束的进给速度结合起来，电子束通过钢板被传感器监控。钢板越厚，接收到的辐射越低。那么发信号降低电子束的进给速度以增加钢板的温度。这种反馈控制改善了输出厚度的精度。
24中介物
1）使用中介物传递某一物体或某一种中间过程。如机械传动中的惰轮。
2）将一容易移动的物体与另一物体暂时结合。如机械手抓取重物并移动该重物到另一处。
例24抗磨喷嘴
当一种研磨剂喷射器加速到高速时，喷嘴很快就会被磨损。
建议应用中介物原理来减小喷嘴的磨损。可以引进空气介质流来加速研磨剂。这些空气流，通过同轴孔（在喷嘴延长块中）流动，不仅加速了研磨剂而且保护了喷嘴壁少受磨损。
25自服务
1）使一物体通过附加功能产生自己服务于自己的功能。如例25。
2）利用废弃的材料、能量与物质。如钢铁厂余热发电装置。
例25自服务挖掘机
给挖掘机的铲斗提供气体润滑以减少土壤和铲斗的摩擦，也可以防止卸土时土壤附着在铲斗上。然而，在发动机上安装压缩机回增加能量的损耗。
建议使用“自服务”原理来解决问题。用作业时挖掘机悬臂的运动来给铲斗提供空气。这要通过在悬臂上安装一个双作用的汽缸来实现。
26复制
1）用简单的、低廉的复制品代替复杂的、昂贵的、易碎的或不易操作的物体。如通过虚拟现实技术可以对未来的复杂系统进行研究；通过对模型的实验来代替对真实系统的实验。
2）用光学拷贝或图象代替对物体本身，可以放大或缩小图象。如通过看一名教授讲座录像可代替亲自参加他的讲座。
3）如果已使用了可见光拷贝，用红外线或紫外线代替。如利用红外线成像探测热源。
例26人造岩石工作面
钻头和发动机要在模拟自然岩石的人造工作面上测试。而且测试时要求的钻探转矩比工作时的大。
建议采用复制与复合材料原理设计一种人造岩石面。使用廉价的铅与钢夹杂物的混合物来制作高质量自然岩石的“复制品”。这种“复制品”能很好地满足测试要求。
27低成本、不耐用的物体代替昂贵、耐用的物体
用一些低成本物体代替昂贵的物体，用一些不耐用物体代替耐用物体，有关特性作折中处理。如一次性杯子。
例27泡沫塑胶飞机减速跑道
有时，机场跑道太短，飞机会因无法着陆而造成严重事故。解决问题的一个可能办法是加长跑道，但是多建一段跑道耗时耗财，而且要多占土地。
建议用泡沫塑胶板铺一段跑道。如果飞机不能停在水泥跑道上，可以继续在塑胶跑道上减速。实验证明，一段120m 的塑胶跑道足够使一架波音727停止运动。
28机械系统的替代
1）用视觉、听觉、嗅觉系统代替部分机械系统。如在天然气中混入难闻的气体代替机械或电器传感器来警告人们天然气的泄露。
2）用电场、磁场及电磁场完成与物体的相互作用。如为了混合两种粉末，使其中一种带正电荷，另一种带负电荷。
3）将固定场变为移动场，将静态场变为动态场，将随机场变为确定场。
4）将铁磁粒子用于场的作用之中。
例28磁场移去弹性外壳
从成型机的轴上移动弹壳使用的是机械装置控制的推动器。这种装置可靠性低，而且弹壳经常被刺穿。
建议使用“机械替代”原理改善推动器的效率。用永久磁铁作为推动器防在磁场中提供推动力。反作用力由一个外部磁场（电磁铁）
29气动与液压结构
物体的固体零件可用气动或液压零部件代替，将气体或液体用于膨胀或7。如车辆减速时由液压系统储存能量，车辆运行时放出能量。
例29充气夹具
怎样才能可靠地夹紧易碎件呢？
建议使用液动与气动原理及柔性壳和薄膜原理来发明一种夹具。在夹具主体的螺旋形或Z 字型凹槽中缠绕一种膨胀的外壳管子。提升负载时，夹具放在凹室中，向壳体内提供压缩空气。管子内部的压力使夹具与负载紧密接触，沿着螺旋管表面的摩擦力增加，负载被提升起来。
30柔性壳体或薄膜
1）用柔性壳体或薄膜代替传统结构。如用薄膜制造的充气结构作为网球场的冬季覆盖物。
2）使用柔性壳体或薄膜将物体与环境隔离。如在水库表面漂浮一种由双极性材料制造的薄膜，一面具有亲水性能，另一面具有疏水性能，一减少水的蒸发。
例30压缩松软货物防止移动
将松散的货物装在容器中运输时，容器移动，货物就有可能运动，因此导致容器失衡。而且，由于静电积累也可能发生爆炸。 建议使用柔性外壳和薄膜原理、反作用原理来解决这一问题。用弹性封套来密封松软物质，在下面产生真空。于是，封套在空气的压力作用下紧紧地压在货物上。这样，可以阻止货物的大范围移动。
31多孔材料
1）使物体多孔或通过插入涂层等增加多孔元素。如在一结构上钻孔，以减轻重量。
2）如果物体已是多孔的，用这些孔引入有用的物质或功能。如利用一种多孔材料吸收接头上的焊料；利用多孔钯储藏液态氢。 例31用织物向轮子上粘贴钻石颗粒。
如何在金属轮的外表面粘一层钻石颗粒？
建议采用“多孔材料”和“中介物”原理来解决。金属轮的表面用多孔材料（如织物）织成。将钻石粉末粘在由溶液稍微弄湿的织物上，再将钻石粉末通过镀镍固定（多孔织物可使电解液不溶解而通过）在轮子表面。织物可以用像丙铜类的溶剂溶解掉。这样将使得工艺过程变得更加简单且提高质量。
32改变颜色
1）改变物体或环境的颜色。如在洗像的暗房中要采用安全的光线。
2）改变一个物体的透明度，或改变某一过程的可视性。如采用透明绷带缠绕伤口，可以从绷带外部观察伤口变化情况。
3）采用有颜色的添加物，使不易被观察到的物体或过程被察到。如为了观察一个透明管路内的水是处于层流还是紊流，使带颜色的某种流体从入口流入。
4）如果一增加了颜色添加物，则采用发光的轨迹。
例32轻便辐射熨斗
如何改变普通家用熨斗的设计？
建议使用改变颜色（透明）原理、改变维数原理来改善设计。用难熔的、透明的玻璃制成基座。被熨斗的织品直接通过热辐射加热，而不是通过金属加热。新设计的熨斗质量轻，加热快，能渗透到织品的整个表面。这样的熨斗既轻便，有节约时间。
33同质性
采用相同或相似的物质制造与某物体相互作用的物体。如为了减少化学反应，盛放某物体的容器应与该物体用相同的材料制造。 例33承载轴的设计
某传动轴包括一个两端都有头部的管道和内部的一个线圈。由于两头部分材料的强度比内部线圈的强度低很多而使得它的耐久性大大降低。
建议使用“同质性‘原理来改善轴的设计。用和线圈同种材质来制作头部以消除耐久性的问题。
34抛弃与修复
1）当一个物体完成了其功能或变得无用时，抛弃或修改该物体中的一个元件。如用可溶解的胶囊作为药面的包装；可降解餐具；子弹壳。
2）立即修复一个物体中所损耗的部分。如割草机的自韧磨刀具。
例34用铁粉代替沙子。然而，每次都要使用新沙子。而且沙子容易进入车轮的轴套中，加速摩擦。
建议使用铁粉代替沙子来防滑。磁化装置将铁轨和使用过的铁粉消磁，并将铁粉收回箱子。
35参数变化
2）改变物体的浓度或粘度。如从使用的角度看，液态香皂的粘度高于固态香皂，切使用更方便。
3）改变物体的柔性。如用三级可调减振器代替轿车中不可调减振器。
4）改变温度。如使金属的温度升高到居里点以上，金属有铁磁体变为顺磁体；为了保护动物，需将其降温。
例35研磨机硬化
在钻探过程中，高温喷嘴将研磨剂喷到岩石表面。研磨剂可以循环使用。然而，由于热作用研磨剂被软化，这样钻岩石的效率就很低。
建议使用改变参数原理来提高钻岩石的效率。为了硬化研磨剂并且适当地瓦解物质，用水来冷却研磨剂。冷却后再利用的研磨剂可以提高钻探效率。
36状态变化
在物质状态变化过程中实现某种效应。如合理利用水在结冰时体积膨胀的原理；热泵利用吸热散热原理。
例36弹簧端部的固定
尽管设计者已经做出了各种努力，但是插入零件内的弹簧的末端仍随时可能脱落。
建议使用状态转换原理固定零件内弹簧的未端。在零件上做一个倒锥倾斜面的凹槽，其中用在一定温度下易熔金属填充，将弹簧末端覆盖。当金属冷却后，填充物体即形成一个不能脱落的塞子，将弹簧末端固定与零件之中。
37热膨胀
1）利用材料的热膨胀或热收缩性质。如装配过盈配合的两个零件时，将内部零件冷却，外部零件加热，之后装配在一起并置于常温中。
2）使用具有不同热膨胀系数的材料。如金属片传感器。
例37热量测试仪
热量测试仪用来测量在化学反应期间里释放的热量。不过这种热量测试仪的反应速度不够快。
建议利用物质的热膨胀原理。热量测试仪敏感元件用长400微米、厚1.5微米的双金属板制成。在反应过程中，释放的热量将板加热，使板弯曲。控制系统用来决定板弯曲所需要的热量。这种热量测试仪的敏感度增加了5~10K。
38加速强氧化
使氧化从一个级别转变到另一个级别，如从环境气体到充满氧气，从充满氧气到纯氧气，从纯氧气到离子态氧。
如为了获得更多的热量，焊枪里通入氧气，而不是用空气。
例38在氧化空气中焊接
如何防止金属液滴粘附到被焊接的零件上？用特殊液体在零件表面上涂层有一个缺点，即当金属液滴落到涂层上时，涂层会分解成有毒物质。
建议使用强氧化剂原理来提高焊接工艺的安全性。在焊接区域内提供氧（或氮），炽热的溅落的液滴会被覆盖上一层氧化物（或氮化物）。这既可以防止液体粘附在零件上，又可以使焊接工艺无毒。
39惰性环境
1）用惰性环境代替通常环境。如为了防止炽热灯丝的失效，让其置于氩气中。
2）让一个过程在真空中发生。
例39清洁过滤器
在冶金生产中，往往使用从熔炉气体中分离出的一氧化碳在燃烧室燃烧来加热水和金属。在给燃烧室供气之前，应先将灰尘过滤掉。如果过滤器被阻塞，进应该使用压缩空气将灰尘清除。然而，这样形成的一氧化碳和空气的混合物容易发生爆炸。
建议使用惰性气体代替空气。例如，将氮气通过过滤器以保证过滤器的清洁工作过程的安全。
40复合材料
将材质单一的材料改为复合材料。如玻璃纤维与木材相比较轻，其在形成不同形状十更容易控制。
例40超级飞轮
为了提高飞轮积聚特殊能量的特性，应当使用密度低、强度高的材料来制造飞轮。
建议飞轮的轮缘用玻璃复合材料。这种材料比金属合金的密度低，但强度能满足要求。这种飞轮积聚的特性能量将达4000kj/kg。 上述这些原理都是通用发明原理。未针对具体领域，其表达方法是描述可能解的概念。如几个原理建议采用柔性方法，问题的解决要涉及到在某种程度上改变已有系统的柔性或适应性，设计者根据该建议提出已有系统的改进方案，这将有助于问题的迅速解决。还有一些原理范围很宽，应用面很广，既可应用于工程，又可用于管理、广告和市场等领域。
冲突矩阵
冲突矩阵的组成
提出了冲突矩阵，该矩阵将描述技术冲突的39个工程与40条发明原理建立了对应关系，很好地解决了设计过程中选择发明原理的难题。
冲突解决矩阵为40行40列的一个矩阵，其中第1行或第1列为按顺序排列的39 个描述冲突的工程参数序号。除第1行或第1列外，其余39行与39列形成一个矩阵，矩阵元素中或空、或有几个数字，这些数字表示40条发明原理中的推荐采用原理序号。矩阵中的行所描述的工程参数为冲突中恶化的一方，列所代表的工程参数是改善的一方。
应用该矩阵的过程为：首先在39个标准工程参数中，确定使产品某一方面质量降低（恶化）及提高的工程参数B 及A 的序号，之后将参数B 及A 的序号从第1行及第1列中选取对应的序号，最后在两序号对应行与列的交叉处确定一特定矩阵元素，该元素所给出的数字为推荐采用的发明原理序号。如希望质量提高与降低的工程参数序号分别为No.5及No.3，在矩阵中，第5列与第3行交叉处所对应的矩阵元素，该元素中数字14、15、16及4为推荐的发明原理序号。
冲突矩阵的应用
开口扳手在外力的作用下拧紧或松开一个六角螺钉或螺母。由于螺钉或螺母的受力集中到两边棱边，容易产生变形，而使螺钉或螺母的拧紧或松开困难。
开口扳手已有多年的生产及应用历史，在产品进化曲线上应该处于成熟期或退出期，但对于传统产品很少有人去考虑设计中的不足并且改进其设计。按照TRIZ 理论，处于成熟期或退出期的改进设计，必须发现并解决深层次的冲突，提出更合理的设计概念。目前的扳手可能损坏螺钉/螺母棱边，新的设计必须克服目前设计中的该缺点。现应用冲突矩阵解决该问题。
首先从39个标准工程参数中选择并确定技术冲突的一对特性参数：
1）质量提高的参数：物体产生的有害因素（No.31）。
2）带来负面影响的参数：可制造性（No.32）。
由冲突矩阵确定可用发明原理为：
No.4 不对称
No.17 维数变化
No.34 抛弃与修复
No.26 复制
对No.17及No.4两条原理的分析表明，扳手工作面的一些点要与螺母/螺钉的侧面接触，而不仅是与其棱边接触就可以解决该冲突。 技术冲突问题解决过程
Altshuller 的冲突理论似乎是产品创新的灵丹妙药，实际在应用该理论之前的前处理与应用之后的后处理仍然是关键的问题。以下流程表明了问题求解的全过程：
应用40条原理，从一般问题得出一般解，然后将一般解具体化，得出特定解，再然后得到特定问题，并应用39个参数将问题一般化，最后回到一般问题。
当针对具体问题确认了一个技术冲突后，要求该问题所处技术领域中的特定术语描述该冲突。之后，要将冲突的描述翻译成一般术语，由这些一般术语选择标准工程参数。由标准工程参数在冲突解决矩阵中选择可用解决原理。一旦某一或某几个原理被选定后，必须根据特定的问题应用该原理以产生一个特定的解。对于复杂的问题一条原理是不够的，原理的作用是使系统向着改进的方向发展。在改进的过程中，对问题、的深入思考、创造性和经验都是必须的。
可把上述技术冲突解决原理具体化为12步：
1）定义待设计系统的名称。
2）确定待设计系统的主要功能。
3）列出待设计系统的关键子系统、各种辅助功能。
4）对待设计系统的操作进行描述。
5）确定待设计系统应改善的特性、应该消除的特性。
6）将涉及到的参数要按标准的39个工程参数重新描述。
7）对技术冲突进行描述：如果某一工程参数要得到改善，将导致哪些参数恶化。
8）对技术冲突进行另一种描述：假如降低参数恶化的程度，要改善参数将被削弱，或另一恶化参数将被加强。
9）在冲突矩阵中由冲突双方确定相应的矩阵元素。
10）由上述元素确定可用发明原理。
11）将所确定的原理应用于设计者的问题。
12）找到、评价并完善概念设计及后续设计。
通常所选定的发明原理多于1个，这说明前人已用这几个原理解决了一些特定的技术冲突。这些原理仅仅表明解的可能方向，即应
假如所有可能的解都不满足要求，对冲突重新定义并求解。
40条原理在解决实际问题中被采用的频率不同，一般原理No.35被应用的频率最多，No.20被应用的频率最少。
本章小结
本章详细介绍了设计过程中技术冲突的解决方法。主要是应用冲突矩阵和阅读所有的40条发明原理两种方法，以找到一个最适用的原理。第二种方法似乎不太合理，但经验表明，不断地应用这些原理，将大大提高设计人员的创新能力。经过不断的努力，设计人员会记住主要的发明原理和它们的意义，并能够熟练地应用与解决实际问题。
另附：冲突矩阵。
附录1
发明问题解决程序APH3――77
第一部分 课题的选择
1、确定课题解答的最终目的：
a 、应当改变物体的什么特征？
b 、在解答课题时，物体的什么特征明显地不能加以变化？
c 、如果课题能解答，答案降低了什么消耗?
d 、容许花费什么代价（近似的）？
e 、应当改变哪一个主要技术——经济指标?
2、试用迂回的方法。假定课题原则上不能解，那么为了得到所需的最后结果，应该转而解什么样的其它课题？
a 、过渡到上体系的水平。将课题重新表述：使课题中给出的体系，成为上体系的一部分。
b 、过渡到下体系的水平（物质）。将课题重新表述：令下体系成为课题中所给体系的一部分。
c 、用相反的作用（或性质）来代替所需的作用（或性质）后，在上体系、体系、下体系这三个水平上将课题重新表述。
3、确定哪一个课题的答案较合理——是原来的课题，还是迂回的某个课题；进行选择。
注：在选择时应该考虑到客观的因素（课题中所给的体系，其所发展的潜力如何），和主观的因素（着眼于什么课题：最小课题还是最大课题）。
4、确定所需的量的指标。
5、增加所需的量的指标，这时要考虑到为实现这发明所需的时间。
6、如拟定在某些具体条件中实现这发明，就将这些具体条件引起的要求弄准确。
a 、考虑实现这发明的特点，包括考虑答案的复杂性的可接受程度。
b 、考虑拟议的应用规模。
7、试验课题能否直接应用，解决发明课题的标准做法来解决。如果得到了答案，就过渡到5－1，如果没有答案，就过渡到1－8。
8、利用专利资料将课题弄准确。
a 、接近已知课题的课题，其答案时什么样的（根据专利资料来看）？
b 、类似已知课题，但属于领先的技术部门的课题，其答案是什么样的？
c 、与已知课题相反的课题，其答案是什么样的？
9应用尺度时间价值法。
a 、假想将物体的尺寸，从提出的大小变化到零，现在课题应怎样解决？
b 、假想将物体的尺寸，从提出的大小变化到（无穷大），现在课题应怎样解决？
c 、假想将过程的时间（或物体运动的速度），从提供的大小变化到零，现在课题应怎样解决？
d 、假想将过程的时间（或物体运动的速度）从提出的大小变化到（无穷大），现在课题应怎样解决？
e 、假想将事物或过程的价值（可接受的花费），从提供的大小变化到零，现在课题应怎样解决？
f 、假想将事物或过程的价值（可接受的花费），从提供的大小变化到（无穷大），现在课题应怎样解决？
第二部分 课题模型的构成
1、不使用专门术语写下课题条件。
例子（课题24）
磨轮对有凹入部和突出部的形状复杂的制品（比如匙子），加工性能不好。用别种加工法代替磨研，不合适又太复杂；用冰磨轮，在该情况下，太昂贵；带摩擦表面的弹性充气轮也不适用，它们磨损得太快。怎么办？
（课题25）
无线电望远镜的天线，架设在经常有雷雨的地方。为了防备闪电，天线周围需要设立避雷针（金属的棒）。但避雷针会阻挡电磁波，
2、分出并写下课题的一对矛盾的元素，如果按课题的条件，只给了一个元素，就过渡到4－2。
规则1、矛盾元素对中一定要有制品。
规则2、矛盾元素对中的第二个元素，应该是直接与制品相作用的元素（工具或第二个制品）。
规则3、如果一个元素（工具），根据课题条件可以有两种形态，应该取能最好地实现主要生产过程（课题中所指的整个技术体系的主要功能）的那个状态。
规则4、如果在课题中，有若干个不同种的相互作用的元素对（A1、A2、„„及B1、B2、„„），取一对就足够了（A1和B1）。 例子
课题24中，制品是匙子，直接与制品相作用的工具是磨轮。
在课题25中，有两个“制品”——闪电和无线电波，及一个工具——避雷针。该情况中的冲突对不是“避雷针——闪电”对及“避雷针——无线电波”对，冲突发生在这两者之间。
为了将这种课题，变成只有一个冲突对的合乎规范的形式，需要预先赋予工具一定的性质，就是为完成该技术体系的基本生产作用而必须具有的性质，即应当认为可以没有避雷针，无线电波可以自由的到达天线。
于是冲突对就是不存在的避雷针和闪电（或不导电的避雷针和闪电）。
3、写下冲突对元素的两个相互作用（作用、性质）。就是已有的和应该引入的，有益的和有害的两个相互作用。
例子 课题24：
a 、磨轮有研磨的能力。
b 、磨轮不具有适应于曲面的能力。
课题25：
a 、不存在的避雷针，不构成无线电干扰。
b 、不存在的避雷针不捕捉闪电。
4、在指出冲突对和技术矛盾后，写下课题模型的标准做法表述式。
课题24：给了磨轮及制品。磨轮具有研磨能力，但不适用于加工有曲面的制品。
课题25：给了不存在的避雷针和闪电。这样的避雷针，不构成无线电干扰，但也不捕捉闪电。
第三部分 课题模型的分析
1、从课题模型的元素中，选出可以很容易加以变化、替代的那个元素来。
规则5、技术物体比天然物体容易加以变化。
规则6、工具比制品容易加以变化。
规则7、如在体系中没有容易加以变化的元素，就应该指出“外界环境”，将它加以变化。
例子 课题24：
不能改变制品的形状，因为平的匙子是不能盛住液体的；可以改变磨轮（然而要保留它的研磨能力——课题的条件是这样的）。 课题25：
避雷针是“加工”闪电的工具（改变它的运动方向）。在该情况下，闪电应该算作制品。类比：房檐下的导管和雨。闪电是天然产物，避雷针是技术产物，因此应取避雷针作课题模型中的元素。
2、写下HKP （理想状况）的标准做法表述式。
元素（指在第3－1步选定的元素）本身具有消息除有害的作用，而保留完成有益作用的能力。
规则8、在HKP 的表述中，永远应该有“自身”一词。
例子 课题24：
磨轮自身适用于研磨制品的曲面，而保留研磨的能力。
课题25：
不存在的避雷针自身，能捕捉闪电而不保留不造无线电干扰的能力。
3、指出元素（第3－2所指出的元素）中不符合HKP 对两个相互作用要求的地方。这地方是什么？是物质还是场？把这个地方画在示意图上，用颜色或线条表示它。
例子 课题24：
磨轮的外层（外周、轮缘），物质（磨料、固体）。
课题25：
不存在的避雷针占据的那部分空间，它是无线电波可自由通过的物质（空气柱）。
4、表述出冲突的相互作用（作用、性质），向元素分出的那部分，所提出的矛盾的物理要求。
a 、表述出为了保证有益的相互作用，或应保留相互作用所必需的物理状态，如被加热，有活动性，带电荷等。
b 、表述出为防止有害的相互作用，或引入的相互作用所需的物理状态，如冷却，无活动性，去电荷等。
规则9、在8－4的a 和b 中，所指出的物理状态应该是相互独立的。
例子 课题24：
a 、为了研磨，磨轮的外层应该是固体（或为了传递力，磨轮外周应该与磨轮的中部有刚性联系）。
b 、为了适用于制品的曲面，磨轮的外层不应该是固体（或不应该与磨轮的中部呈刚性联系）。
课题25
a 、为了通过无线电波，空气柱不应该导电（准确的说，不应该有自由电荷）。
b 、为了捕捉闪电，空气柱应该导电（准确的说，应该有自由电荷）。
5、写下物理矛盾的标准做法表述式。
a 、完全表达式：为了完整有益的相互作用，元素中分出去的那一部分，应该处于在8－4a 中指出的那状态，为了防止有害的相互作用，元素中分出去的那一部分，应该处于在8－4b 中所指出的状态。
b 、简短表述式：元素分出的那部分，应该及不应该如何。
例子 课题24：
a 、为了研磨制品，磨轮的外层应该是固体；为了适用于制品的曲面，它又不应该是固体。
b 、磨轮的外层应该及不应该是固体。
课题25：
a 、为了捕捉闪电，空气柱应该有自由电荷；为了不阻拦无线电波，它又不应该有自由电荷。
b 、空气柱应该及不应该有自由电荷。
第四部分 物理矛盾的消除
1、努力将元素中分出去的部分，作最简单的改造。即，将矛盾的性质
a 、在空间上分开；
b 、在时间上分开；
c 、利用过渡状态分开，在这状态中，矛盾的性质共存或交替存在；
d 、利用结构改造分开：元素分出部分的组成微粒，具有已有的性质，而整个分出的部分具有所需的（冲突的）性质。
如果得到了物理答案（即揭示出来所需的物理作用），就过渡到4－5，如果未得到物理答案，就过渡到4－2。
例子
对元素分出去的那部分，所作的标准做法的改造，未给出课题24的答案(虽然如我们以后将看见的那样，答案接近于4－1的（c ）和（d ）。
课题25可以按4－1的（b ）和（c ）解答。
在闪电产生的开始阶段，自由电荷本身在空气柱中的表现，避雷针在短时间内成为导电的，以后自由电荷本身消失。
2、利用课题《典型模型及物场改造表》如果得到物理答案，就过渡向4－4；如果没有物理答案，就过渡到4－8。
例子
课题24的模型属于第4型属。根据典型解答法，应该引入场和物3，或将物2分成两个相互作用的部分，这样来将物2展成物场（在8－8步骤，开始形成了将磨轮分开的想法。但如果只简单地将磨轮分开，磨轮的外部将在离心力的作用下飞出去。磨轮的中心部，应该紧紧的掌握住磨轮的外部，同事还应给它的自由变化的可能性„„）。进一步，按典型解答法，将物体（从物2得到的）转变成磁物场，即利用磁场和磁粉（这使得有可能将磨轮的外部做成活动的、变化的，并保证在磨轮的微粒间有需要的联系）。 课题25的模型属于第16型属。根据典型解答法，物1应该具有两重性，时而是物，时而是物2。即在闪电出现时，空气柱应该时导电的，而以后恢复到不导电的状态。
3、利用物理效应及现象应用表。如果得到物理答案，就过渡到4－5；如果没有得到物理答案，就过渡到4－4。
例子
课题24：根据物理效应表，措施17适合。——通过利用电磁场，用“场的”联系代替“物质的”联系。
课题25：根据表，措施23适合。——在强电磁场（闪电）作用下电离，在强场消失后，中和（无线电波是弱场）。表中所示的另一些措施，属于液体和固体，要求加入添加剂或者不能保证进行自控，不太适用。
4、利用消除技术矛盾的基本措施表。如果在这之前就得到了物理答案，就利用表来验证它。
例子
按课题24的条件，应该改善磨轮“紧贴”在形状不同的制品上的能力。这是适应性（表中第35行）。已知的方法——利用一组不同的磨轮。缺点——在换磨轮和选磨轮方面损失时间，降低生产率，这是表中的第25列和第39列。表中的措施：35，28，6，37。重复的，因而是较为可靠的措施是35——改变聚合态（磨轮的外层是“假液态，即由活动的微粒组成）；措施28直接指出过渡到
磁物场，上面已经这样做了。
按课题25的条件，应该消除闪电——有害的外界因素的作用（第30行）。已知的方法——安装普通的金属避雷针。缺点——出现无线电阴影，即产生避雷针自身形成的有害的因素（第31列）。在表中这一格（第30行和第31列形成的）是空的。我们来看第18列（减少照度，出现光学阴影而不出现无线电阴影）。措施：1，19，32，18。措施19——一个作用在另一个作用的间歇期发生。
5、从物理答案过渡到技术答案：表述出方法并给出实现这方法的设备示意图。
例子 课题24
磨轮的中心部分由磁性体制成。外层由磁颗粒组成，或由粘结在磁性体上的磨研颗粒组成。这样，磨轮外层将呈现制品的相补形状，同时它还保有进行研磨所需的刚性。
课题25
为了空气中，出现自由电荷，需要减少气压。为了在压力降低时，将这个空气柱保持住，需要外壳。外壳应由电介质制成，否则它会产生无线电阴影。
发明证书No.177497：“避雷针，其特征是，为了使它具有无线电波穿透性能，它用介电材料制成密封的管状，根据形成中闪电的电场，会引起的最小气体放电梯度的条件，来选择管内的空气压”。
第五部分 初步估计所得答案
1、进行所得答案的初步估计。
对照的问题
a 、所得答案是否能满足HKP 的主要要求（“元素自身„„”）？
b 、什么样的矛盾，能用所得的答案消除掉（或能否消除掉）？
c 、所得的体系，是否含有很容易受到控制的元素（即使一个也好）？是哪一个？怎样实现控制？
d 、在“单循环”的课题模型中找到的答案，在“多循环”的现实情况下是否适用？
如果所得答案，连一个对照问题也不能满足，就回到2－1上去。
2、根据专利资料，验证所得答案是否确是新的。
3、在技术上实施所得答案时，可能会产生那些次生课题？写下可能的次生课题——发明方面的、设计方面的、计算方面的、组织方面的。
第六部分 所得答案的发展
1、推断出已被变化了的体系，所进入的上体系会怎样变化。
2、检验被变化了的新体系，能否按新的方法应用。
3、在解决其它技术课题时，利用所得答案。
a 、分析一下利用与所得答案相反的想法的可能性。
b 、编制“体系各部分的配置——制品的物态”表，或“利用的场——制品的物态”表。并分析一下，根据这些表，能否对答案进行改造。
第七部分 解答过程分析
1、将实际的解答过程与理论的（按APH3的）解答过程相比较，如果两者之间有偏离，就记下这偏离。
2、将所得答案与各表中（物场改造表、物理效应表、基本措施表）的资料相比较，如果有偏离，就记下这偏离。
人与创造丛书《创造是精确的科学》
技术冲突解决原理
概述
在技术创新的历史中，人类已完成了很多产品的设计，一些设计人员或发明家已积累了很多发明和创造的经验。进入二十世纪，技术创新逐渐成为企业市场竞争的焦点。为了指导技术创新，一些研究人员开始总结前人发明创造的经验。这种经验的总结可分为两类：适应于本领域的经验与适应于不同领域的通用经验。
第一类经验主要由本领域的专家、研究人员本身总结，或与这些人员讨论并整理总结。这些经验对指导本领域的产品创新有一定的参考意义，但对其它领域的创新意义不大。第二类经验由专门研究人员对不同领域的已有创新成果进行分析、总结，得到具有普遍意义的规律，这些规律对指导不同领域的产品创新都有重要的参考价值。
TRIZ 的技术冲突解决原理属于第二类经验，这些原理是在分析全世界大量专利的基础上提出的。通过对专利的分析，TRIZ 研究人员发现，不同的领域的发明中所用到的规则并不多，不同时代的发明，不同领域的发明，这些规则反复被采用。每条规则并不限定于能用于某一领域，融合了物理的、化学的和各工程领域的原理，适用于不同领域的发明创造。
本章介绍技术冲突解决原理，又称发明原理。这些原理是TRIZ 理论中关于问题的解决原理。
发明原理
在对全世界专利进行分析研究的基础上，Altshullerr 等提出了40 条发明原理。实践证明这些原理对于指导设计人员的发明创造具有重要的作用。以下是40条发明原理的名称：
1分割；
2分离；
3局部质量；
4不对称；
5合并；
6多用性；
7套装；
8质量补偿；
9预加反作用；
10预操作；
11预补偿；
12等势性；
13反向；
14曲面化；
15动态化；
16未达到或超过的作用；
17维数变化；
18振动；
19周期性作用；
20有效作用的连续性；
21紧急行动；
22变有害为有益；
23反馈；
24中介物；
25自服务；
26复制；
27低成本、不耐用的物体代替昂贵、耐用的物体；
28机械系统的替代；
29气动与液压结构；
30柔性壳体或薄膜；
31多孔材料；
32改变颜色；
34抛弃与修复；
35参数变化；
36状态变化；
37热膨胀；
38加速强氧化；
39惰性环境；
40复合材料。
下面将对各原理进行详细介绍，并包括工程实例。
1分割
1）将一个物体分成相互独立的部分；
如果用多台个人计算机代替一台大型计算机完成相同的功能；用一辆卡车加拖车代替一辆载重量大的卡车。
2）是物体分成容易组装及拆卸的部分。
如组合夹具是由多个零件拼装而成的；花园中浇花用的软管系统，可根据需要通过快速接头连接所需的长度。
3）增加物体相互独立部分的程度。
如用百叶窗代替整体窗帘；用粉状焊接材料代替焊条改善焊接效果。
例1可拆卸铲斗唇缘设计
一个挖掘机铲斗的唇缘是由钢板制成的。只要它的一部分磨损或损坏，就必须更换整个的唇缘。这是一项既费力又费时的工作，而且挖掘机也不得不停止工作。
可使用“分割原理”来解决这一问题。将唇缘分割成单独的可分离的几部分，这样，可以快速方便地将毁坏或磨损的部分更换。 2分离（分开）
1）将一个物体中的“干扰”部分分离出处。如在飞机场环境中，为了驱赶各种鸟，采用播放刺激鸟类的声音是一种方便的方法，这种特殊的声音使鸟类与机场分离；将产生噪声的空气压缩机放于室外。
2）将物体中的关键部分挑选或分离出来。
例2被绑缚的人造卫星
可以使用同一个太空船操作几个位置的太空探测器吗？
建议使用分离原理和局部质量原理来改善太空船的使用。将太空船（母船有一个推进系统）定位在一个特定的轨道上，从母船发射一个被绑定的人造卫星。用光缆将其定位在第二个轨道。这样，可以从母船发出许多的操作信号来操作几个位置的探测器。 3局部质量
1）将物体或环境的均匀结构变成不均匀结构。如用变化中的压力、温度或密度代替定常的压力、温度或密度。
2）使组成物体的不同部分完成不同的功能。如午餐盒被分成放熟食、冷食及液体的空间，每个空间功能不同。
3）是组成物体的每一部分都最大限度地发挥作用。如带有橡皮是铅笔，带有起钉器的榔头等。
该原理在机械产品进化的过程中表现的非常明显，如机器由零部件组成，每个零部件在机器中都应占据一个最能发挥作用的位置。如果某个零部件未能最大限度的发挥作用，则应对其改进设计。
例3两列齿锯片
当锯纤维材料，如木头时，如何保证表面的粗糙度？
建议使用增加维数原理和局部质量原理来提高切削的质量。可以使用双列齿。将锯齿制成高度不同，交叉排列的形状，短齿比长齿宽。长齿主要用来切削，短齿用来清洁切削表面。由于短齿能切去很薄的层，所以粗糙度减小。同时，切削速度也有明显提高。 4不对称
1）将物体的形状由对称变为不对称。如不对称搅拌容器，或对称搅拌容器中的不对称叶片；将O 型圈的截面形状改为其它形状，易改善其密封性能。
2）如果物体是不对称的，增加其不对称的程度。如轮胎的一侧强度大于另一侧，以增加其抗冲击的能力。
机械设计中经常采用对称性原理，对称是传统上很多零部件的实现形式，实际上，设计中的很多冲突都与对称有关，将对称变为不对称就能解决很多问题。
例4不对称共鸣器设计
可调电磁共鸣器（包括金属和绝缘筒）很大，并且为了达到好的调谐效果需要严格的垂直运动。
建议使用“不对称”原理和“维数改变”原理来改善设计。将金属筒中心线（两个筒的轴线未重合）偏离一定的距离。那么，通过旋转倾斜的筒可以产生鸣器（和两筒的距离变化有关）得到很好的调谐效果。
1）在空间上将相似的物体连接在一起，是其完成并行的操作。如网络中的个人计算机；并行计算机中的多个微处理器；安装在电路板两面的集成电路。
2）在时间上合并相似或相连的操作。如同时分析多个血液参数的医疗诊断仪；既有保护根部功能的草坪割草机。
例5扩孔簧片
要在木头或塑料上安装扩孔簧片，首先需要在材料上钻孔。这增加了安装紧固件的次数并且需要特殊的工具，所以效率很低。 建议把扩孔簧片和钻连接起来。簧片由一个粗牙螺纹和一个切削端部组成。扩孔簧片靠十字型螺丝刀来安装。这种设计减少了安装的次数，而且也不需要特殊的工具。
6通用性
1）使一个物体能完成多项功能，可以减少原设计中完成这些功能多个物体的数量。如装有牙膏的牙刷柄；能用作婴儿车的儿童安全坐椅。
例6伞状天线
天线与房屋的建筑一般是分离的。天线暴露在空气中，容易被腐蚀。
建议将天线设计成多功能的。
将天线的金属板作为一个封盖，其形状和颜色由消费者选择，这样可以使天线充当花园里的遮阳伞。而且也能使天线免受空气的腐蚀。
2）使标准化
7套装
1）将一个物体放在第二个物体中，将第一个物体放在第三个物体中，可以进行下去。如儿童玩具不倒翁；套装式油罐，内罐装粘度高的油，外罐装粘度较低的油。
2）使一个物体穿过另一物体的空腔。如伸缩式天线；伸缩式钓鱼竿；汽车安全带卷收器。
例7扭转轴设计
对于扭转轴（弹性轴）而言，若需要旋转角较大则扭转轴将变得很长，这将需要很大的空间。如何能不减小旋转角而降低扭转轴的长度呢？
建议使用套装原理解决这个问题。将一根扭转轴的一半套在另一根之中。结果，扭转角度不变时，扭转轴所占据的空间减少。 8质量补偿
1）用能产生提升力的物体补偿第一个物体的质量。如在圆木中注入发泡剂，使其更好地漂浮；用气球携带广告条幅。
2）通过与环境相互作用产生空气动力或液体动力的方法补偿第一个物体的质量。如在飞机机翼的形状使其上部空气压力减少，下部压力增加，以产生升力；升力涡改善飞机机翼所产生的升力；船在航行过程中船身浮出水面，以减少阻力。
例8浮动支撑
重载荷传送带经常在与传送滚子相接处断裂。
建议使用气动和液压结构及质量补偿原理来改善支撑件的耐久性和抗振能力。应用浮力达到这一目的。将为浮动而设计的支撑件放在一个充满气体或液体的容器中。
9预加反作用
1）预先施加反作用。如缓冲器能吸收能量，减少冲击带来的负面影响。
2）如果一物体处于或将处于受拉伸状态，预先增加压力。如浇混凝土之前的预压缩钢筋。
例9切削机构中的预压缩弹簧
在加工孔时，经常使用钻柄。但是，如果钻柄的钢度不足就会引起振动。
建议使用预加反作用原理减小振动。可以在切削力方向加一预压力（由一尺寸适当的压缩弹簧产生）以增加钢度，从而减小振动，提高加工精度。
10预操作
1）在操作开始前，使物体局部或全部产生所需的变化。如预先涂上胶的壁纸；在手术前为所有器械杀菌。
2）预先对物体进行特殊安排，使其在时间上有准备，或已处于易操作的位置。如柔性生产单元；罐装生产线中使所有瓶口朝一个方向，以增加罐装效率。
例10预着色
代替手工用刷子对塑料进行着色，其中一种方法是机械着色。
建议应用预操作原理与合并原理来改善着色过程。在分开的铸模的孔洞中预先加染料套（甚至预先将染料注入塑料中）。普通的印刷油墨（具有成型胶片样的流动性）就可以这样应用。合模后注入塑料（如聚苯乙烯）。零件的颜料具有较好的粘附性，因为颜料
11预补偿
采用预先准备好的应急措施补偿物体相对较低的可靠性。如飞机上的降落伞。
例11汽车安全气囊
如果碰撞发生在车前部，安全带可以保护驾驶员。然而，安全带对侧面碰撞不起作用。
建议使用侧面安全气囊。紧缩的气囊放在座位的后面。侧面碰撞时，气囊因充气而膨胀，这样可以避免乘客受伤。
12等势性
改变工作条件，使物体不需要被升高或降低。如与冲床工作台高度相同的工件输送带，将冲好的零件输送到另一工位。 例12汽车旋转装置
要到汽车下面修理汽车，汽车必须停放在敞开的隧道上。或固定到液压平台上。而且进行修理时，机修工必须在头顶上操作，这很不方便也很不安全。
建议使用“等势”原理。将汽车固定到一个环行的旋转装置上，这样汽车就能够随意旋转甚至旋转可以倒置，从而很好地改善了修理条件。
13反向
1）将一个问题说明中所规定的操作改为相反的操作。如为了拆卸处于紧配合的两个零件，采用冷却内部零件的方法，而不采用加热外部零件的方法。
2）使物体中的运动部分静止，静止部分运动。如使工件旋转，使刀具固定；扶梯运动，乘客相对扶梯静止；
3）使一个物体的位置颠倒。如将一个部件或机器总成翻转，以安装紧固件。
例13移动测试地面
为了测试拖拉机的性能，通常需要在各种各样的地形上进行测试，怎样才能减少测试地面的数量呢？
建议使用反向原理，让拖拉机静止而让测试地面移动。为了到达这个目的，需要将一个很大的由弹簧支撑的带有叶片的圆筒漂浮在池塘中，拖拉机在圆筒里行驶使得圆筒转动，而圆筒的转动使得水面产生波浪。波浪的起伏就像是各种各样的地形。
14曲面化
1）将直线或平面部分用曲线或曲面代替，立方形用球形代替。如为了增加建筑结构的强度，采用弧或拱。
2）采用辊、球和螺旋。如斜齿轮提供均匀的承载能力；采用球或滚柱为笔尖的钢笔增加了墨水的均匀程度。
3）用旋转运动代替直线运动，采用离心力。如鼠标采用球形结构产生计算器屏幕内光标的运动；洗衣机采用旋转产生离心力的方法，去除湿衣服中的部分水分。
例14球面接触
怎么才能提高齿轮副的承载能力？
建议用球体——曲面原理来改善齿轮副的承载能力。其中一个齿轮的齿槽设计成球形的，而另一个齿轮的轮齿被制成球状，结果，轮齿的接触面积增大，这样接减少了轮齿之间的接触应力，相同型号的齿轮能够承受更大的负载。
15动态化
1）使一个物体或其环境在操作的每一个阶段自动调整，以达到优化的性能。如可调整驱动轮；可调整坐椅；可调整反光镜。
2）划分一个物体成既有相互关系的元件，元件之间可以改变相对位置。如计算机蝶形键盘。
3）如果一个物体是静止的，使之变为运动的或可改变的。如检测发动机用柔性光学内孔检测仪。
例15螺旋角可变的螺杆输送机
传送如矿物或化学药品之类的松散材料，传统的装置是螺杆输送机。为了更好地控制材料的输送速度和相对于不同密度的材料进行调节，希望输送机螺杆的螺旋角是可调的。
建议使用变参数原理和动态原理设计输送机。螺杆的表面使用如橡胶之类的弹性材料制成。两个螺旋弹簧控制螺旋的形状。弹簧沿着旋转轴的伸长/压缩可控制螺杆的螺旋角，从而控制松散材料的传送速度。
16未达到或超过的作用
如果100%达到所希望的效果是困难的，稍微未达到或稍微超过效果将大大简化问题。
如缸筒外壁刷漆可将缸筒浸泡在盛漆的容器中完成，但取出缸筒后外壁粘漆太多，通过快速旋转可以甩掉多余的漆。
例16未完成的船
依托河流所制造的船如果太大就不能穿过桥梁，那么怎么让它驶入大海？
建议先将未完成的船（没有上部结构）驶过桥梁，而船的上部结构通过公路运送到港口，并安装到船的甲板上。
17维数变化
1）将一维空间中运动或静止的物体变成在二维空间中运动或静止的物体，在二维空间中的物体变成三维空间中的物体。如为了扫
2）将物体用多层排列代替单层排列。如能装6个CD 盘音响不仅增加了连续放音乐的时间，也增加了选择性。
3）使物体倾斜或改变其方向。如自卸车。
4）使用给定表面的反面。如叠层集成电路。
例17矿车进入垂直面
当空矿车和负载矿车在矿井中需要对调时，通过增加隧道宽度来解决是不理想的。因为隧道宽度的增大会使隧道顶部安全性降低。 建议应用维数变化原理、动态原理和分离原理来解决。可以通过垂直面来重新排列矿车，如将空车抓到负载车的上面，负载车向前行，在合适位置将空车放下。这样矿车队列变得更为动态化，此过程中所有矿车就像一堆纸牌一样易操作。通过这种方法，可以大大改善矿井工人的安全。
18振动
1）使物体处于振动状态。如电动雕刻刀具有振动片。
2）如果振动存在，增加其频率，甚至可以增加到超声。如通过振动分选粉末。
3）使用共振频率。如利用超声共振消除胆结石或肾结石。
4）使用电振动代替机械振动。如石英晶体振动驱动高精度的表。
5）使超声振动与电磁场耦合。如在高频炉中混合合金。
例18产品记数装置
流水线上的机械记数系统长时间使用就会磨损。同时，由于灰尘的积累，光学装置的可靠性将降低。
建议用气流和产品间相互作用产生的声波来计数。让产品沿着一个路径传送，到达终点后和气流接近。产品和气流相互作用产生声波，声波通过麦克风转变成电信号，电信号可用来计数。
19周期性作用
1）用周期性运动或脉动代替连续运动。如使报警器声音脉动变化，代替连续的报警声音。
2）对周期性的运动改变其运动频率。如通过调频传递信息。
3）在两个无脉动的运动之间增加脉动。如医用呼吸器系统中，每压迫胸部五次，呼吸一次。
例19控制振动的方法
如何控制车床进行金属切削时的振动呢？
建议用“机械振动”原理和“周期作用”原理。按预先确定的频率，短时间周期性的停止切削操作。切削数圈后，撤回刀具。切削圈数与车床的振动阻尼（刚度、转速和固有阻尼）及工件的材料有关。这种方法也可以防止切屑堆积在刀具边缘。
20有效作用的连续性
1）不停顿的工作，物体的所有部件都应满负荷地工作。如当车停止运动时，飞轮或液压蓄能器存储能量，是发动机处在一个优化的工作点。
2）消除运动过程中的中间间歇。如针式打印机的双向打印。
3）用旋转运动代替往复运动。
例20连续工作
由于机器需要等待新毛坯进入工作面，所以流水线的生产效率受到限制。
建议加工毛坯时，让毛坯与工装一同运动。这项技术可用于回转机械中。由于减少了空转时间，使得旋转流水线的生产效率得到提高。
21紧急行动
以最快的速度完成有害的操作。如修理牙齿的钻头高速旋转，以防止牙组织升温。
例21高速切断管路
传统方法截断大直径薄壁管路时，管路变形与过度挤压是个大缺陷。
建议使用加速原理。刀具以极快的速度切削使管路没有时间变形（有一定惯性）。
22变有害为益
1）利用有害因素，特别是对环境有害的因素，获得有益的结果。如利用余热发电；利用洁杆做板材原料。
2）通过与另一种有害因素结合消除一种有害因素。如例22。
3）加大一种有害因素的程度使其不再有害。
例22废物利用
热力发电站排出的气体必须经过净化，主要是除去其中的酸性成分，尤其是硫磺酐。同时，还要处理含有碱性炉渣和灰尘的污水。 建议使用“变害为益”的原理去除废物，提高净化率。可以用碱性污水吸收酸性气体。这样可以有效地抑制两种污染物中的有害成
23反馈
1）引入反馈以改善过程或动作。如音频电路中的自动音量控制；加工中心自动检测装置。
2）如果反馈已经存在，改变反馈控制信号的大小或灵敏度。
例23轧钢板厚度控制
控制被轧钢板的厚度，重要的是控制钢板温度。最终的厚度是温度和接近辊子的板的厚度共同作用的结果。
建议使用“反馈”控制输出厚度。可以将接近辊子的钢板的厚度与加热（电子枪）电子束的进给速度结合起来，电子束通过钢板被传感器监控。钢板越厚，接收到的辐射越低。那么发信号降低电子束的进给速度以增加钢板的温度。这种反馈控制改善了输出厚度的精度。
24中介物
1）使用中介物传递某一物体或某一种中间过程。如机械传动中的惰轮。
2）将一容易移动的物体与另一物体暂时结合。如机械手抓取重物并移动该重物到另一处。
例24抗磨喷嘴
当一种研磨剂喷射器加速到高速时，喷嘴很快就会被磨损。
建议应用中介物原理来减小喷嘴的磨损。可以引进空气介质流来加速研磨剂。这些空气流，通过同轴孔（在喷嘴延长块中）流动，不仅加速了研磨剂而且保护了喷嘴壁少受磨损。
25自服务
1）使一物体通过附加功能产生自己服务于自己的功能。如例25。
2）利用废弃的材料、能量与物质。如钢铁厂余热发电装置。
例25自服务挖掘机
给挖掘机的铲斗提供气体润滑以减少土壤和铲斗的摩擦，也可以防止卸土时土壤附着在铲斗上。然而，在发动机上安装压缩机回增加能量的损耗。
建议使用“自服务”原理来解决问题。用作业时挖掘机悬臂的运动来给铲斗提供空气。这要通过在悬臂上安装一个双作用的汽缸来实现。
26复制
1）用简单的、低廉的复制品代替复杂的、昂贵的、易碎的或不易操作的物体。如通过虚拟现实技术可以对未来的复杂系统进行研究；通过对模型的实验来代替对真实系统的实验。
2）用光学拷贝或图象代替对物体本身，可以放大或缩小图象。如通过看一名教授讲座录像可代替亲自参加他的讲座。
3）如果已使用了可见光拷贝，用红外线或紫外线代替。如利用红外线成像探测热源。
例26人造岩石工作面
钻头和发动机要在模拟自然岩石的人造工作面上测试。而且测试时要求的钻探转矩比工作时的大。
建议采用复制与复合材料原理设计一种人造岩石面。使用廉价的铅与钢夹杂物的混合物来制作高质量自然岩石的“复制品”。这种“复制品”能很好地满足测试要求。
27低成本、不耐用的物体代替昂贵、耐用的物体
用一些低成本物体代替昂贵的物体，用一些不耐用物体代替耐用物体，有关特性作折中处理。如一次性杯子。
例27泡沫塑胶飞机减速跑道
有时，机场跑道太短，飞机会因无法着陆而造成严重事故。解决问题的一个可能办法是加长跑道，但是多建一段跑道耗时耗财，而且要多占土地。
建议用泡沫塑胶板铺一段跑道。如果飞机不能停在水泥跑道上，可以继续在塑胶跑道上减速。实验证明，一段120m 的塑胶跑道足够使一架波音727停止运动。
28机械系统的替代
1）用视觉、听觉、嗅觉系统代替部分机械系统。如在天然气中混入难闻的气体代替机械或电器传感器来警告人们天然气的泄露。
2）用电场、磁场及电磁场完成与物体的相互作用。如为了混合两种粉末，使其中一种带正电荷，另一种带负电荷。
3）将固定场变为移动场，将静态场变为动态场，将随机场变为确定场。
4）将铁磁粒子用于场的作用之中。
例28磁场移去弹性外壳
从成型机的轴上移动弹壳使用的是机械装置控制的推动器。这种装置可靠性低，而且弹壳经常被刺穿。
建议使用“机械替代”原理改善推动器的效率。用永久磁铁作为推动器防在磁场中提供推动力。反作用力由一个外部磁场（电磁铁）
29气动与液压结构
物体的固体零件可用气动或液压零部件代替，将气体或液体用于膨胀或7。如车辆减速时由液压系统储存能量，车辆运行时放出能量。
例29充气夹具
怎样才能可靠地夹紧易碎件呢？
建议使用液动与气动原理及柔性壳和薄膜原理来发明一种夹具。在夹具主体的螺旋形或Z 字型凹槽中缠绕一种膨胀的外壳管子。提升负载时，夹具放在凹室中，向壳体内提供压缩空气。管子内部的压力使夹具与负载紧密接触，沿着螺旋管表面的摩擦力增加，负载被提升起来。
30柔性壳体或薄膜
1）用柔性壳体或薄膜代替传统结构。如用薄膜制造的充气结构作为网球场的冬季覆盖物。
2）使用柔性壳体或薄膜将物体与环境隔离。如在水库表面漂浮一种由双极性材料制造的薄膜，一面具有亲水性能，另一面具有疏水性能，一减少水的蒸发。
例30压缩松软货物防止移动
将松散的货物装在容器中运输时，容器移动，货物就有可能运动，因此导致容器失衡。而且，由于静电积累也可能发生爆炸。 建议使用柔性外壳和薄膜原理、反作用原理来解决这一问题。用弹性封套来密封松软物质，在下面产生真空。于是，封套在空气的压力作用下紧紧地压在货物上。这样，可以阻止货物的大范围移动。
31多孔材料
1）使物体多孔或通过插入涂层等增加多孔元素。如在一结构上钻孔，以减轻重量。
2）如果物体已是多孔的，用这些孔引入有用的物质或功能。如利用一种多孔材料吸收接头上的焊料；利用多孔钯储藏液态氢。 例31用织物向轮子上粘贴钻石颗粒。
如何在金属轮的外表面粘一层钻石颗粒？
建议采用“多孔材料”和“中介物”原理来解决。金属轮的表面用多孔材料（如织物）织成。将钻石粉末粘在由溶液稍微弄湿的织物上，再将钻石粉末通过镀镍固定（多孔织物可使电解液不溶解而通过）在轮子表面。织物可以用像丙铜类的溶剂溶解掉。这样将使得工艺过程变得更加简单且提高质量。
32改变颜色
1）改变物体或环境的颜色。如在洗像的暗房中要采用安全的光线。
2）改变一个物体的透明度，或改变某一过程的可视性。如采用透明绷带缠绕伤口，可以从绷带外部观察伤口变化情况。
3）采用有颜色的添加物，使不易被观察到的物体或过程被察到。如为了观察一个透明管路内的水是处于层流还是紊流，使带颜色的某种流体从入口流入。
4）如果一增加了颜色添加物，则采用发光的轨迹。
例32轻便辐射熨斗
如何改变普通家用熨斗的设计？
建议使用改变颜色（透明）原理、改变维数原理来改善设计。用难熔的、透明的玻璃制成基座。被熨斗的织品直接通过热辐射加热，而不是通过金属加热。新设计的熨斗质量轻，加热快，能渗透到织品的整个表面。这样的熨斗既轻便，有节约时间。
33同质性
采用相同或相似的物质制造与某物体相互作用的物体。如为了减少化学反应，盛放某物体的容器应与该物体用相同的材料制造。 例33承载轴的设计
某传动轴包括一个两端都有头部的管道和内部的一个线圈。由于两头部分材料的强度比内部线圈的强度低很多而使得它的耐久性大大降低。
建议使用“同质性‘原理来改善轴的设计。用和线圈同种材质来制作头部以消除耐久性的问题。
34抛弃与修复
1）当一个物体完成了其功能或变得无用时，抛弃或修改该物体中的一个元件。如用可溶解的胶囊作为药面的包装；可降解餐具；子弹壳。
2）立即修复一个物体中所损耗的部分。如割草机的自韧磨刀具。
例34用铁粉代替沙子。然而，每次都要使用新沙子。而且沙子容易进入车轮的轴套中，加速摩擦。
建议使用铁粉代替沙子来防滑。磁化装置将铁轨和使用过的铁粉消磁，并将铁粉收回箱子。
35参数变化
2）改变物体的浓度或粘度。如从使用的角度看，液态香皂的粘度高于固态香皂，切使用更方便。
3）改变物体的柔性。如用三级可调减振器代替轿车中不可调减振器。
4）改变温度。如使金属的温度升高到居里点以上，金属有铁磁体变为顺磁体；为了保护动物，需将其降温。
例35研磨机硬化
在钻探过程中，高温喷嘴将研磨剂喷到岩石表面。研磨剂可以循环使用。然而，由于热作用研磨剂被软化，这样钻岩石的效率就很低。
建议使用改变参数原理来提高钻岩石的效率。为了硬化研磨剂并且适当地瓦解物质，用水来冷却研磨剂。冷却后再利用的研磨剂可以提高钻探效率。
36状态变化
在物质状态变化过程中实现某种效应。如合理利用水在结冰时体积膨胀的原理；热泵利用吸热散热原理。
例36弹簧端部的固定
尽管设计者已经做出了各种努力，但是插入零件内的弹簧的末端仍随时可能脱落。
建议使用状态转换原理固定零件内弹簧的未端。在零件上做一个倒锥倾斜面的凹槽，其中用在一定温度下易熔金属填充，将弹簧末端覆盖。当金属冷却后，填充物体即形成一个不能脱落的塞子，将弹簧末端固定与零件之中。
37热膨胀
1）利用材料的热膨胀或热收缩性质。如装配过盈配合的两个零件时，将内部零件冷却，外部零件加热，之后装配在一起并置于常温中。
2）使用具有不同热膨胀系数的材料。如金属片传感器。
例37热量测试仪
热量测试仪用来测量在化学反应期间里释放的热量。不过这种热量测试仪的反应速度不够快。
建议利用物质的热膨胀原理。热量测试仪敏感元件用长400微米、厚1.5微米的双金属板制成。在反应过程中，释放的热量将板加热，使板弯曲。控制系统用来决定板弯曲所需要的热量。这种热量测试仪的敏感度增加了5~10K。
38加速强氧化
使氧化从一个级别转变到另一个级别，如从环境气体到充满氧气，从充满氧气到纯氧气，从纯氧气到离子态氧。
如为了获得更多的热量，焊枪里通入氧气，而不是用空气。
例38在氧化空气中焊接
如何防止金属液滴粘附到被焊接的零件上？用特殊液体在零件表面上涂层有一个缺点，即当金属液滴落到涂层上时，涂层会分解成有毒物质。
建议使用强氧化剂原理来提高焊接工艺的安全性。在焊接区域内提供氧（或氮），炽热的溅落的液滴会被覆盖上一层氧化物（或氮化物）。这既可以防止液体粘附在零件上，又可以使焊接工艺无毒。
39惰性环境
1）用惰性环境代替通常环境。如为了防止炽热灯丝的失效，让其置于氩气中。
2）让一个过程在真空中发生。
例39清洁过滤器
在冶金生产中，往往使用从熔炉气体中分离出的一氧化碳在燃烧室燃烧来加热水和金属。在给燃烧室供气之前，应先将灰尘过滤掉。如果过滤器被阻塞，进应该使用压缩空气将灰尘清除。然而，这样形成的一氧化碳和空气的混合物容易发生爆炸。
建议使用惰性气体代替空气。例如，将氮气通过过滤器以保证过滤器的清洁工作过程的安全。
40复合材料
将材质单一的材料改为复合材料。如玻璃纤维与木材相比较轻，其在形成不同形状十更容易控制。
例40超级飞轮
为了提高飞轮积聚特殊能量的特性，应当使用密度低、强度高的材料来制造飞轮。
建议飞轮的轮缘用玻璃复合材料。这种材料比金属合金的密度低，但强度能满足要求。这种飞轮积聚的特性能量将达4000kj/kg。 上述这些原理都是通用发明原理。未针对具体领域，其表达方法是描述可能解的概念。如几个原理建议采用柔性方法，问题的解决要涉及到在某种程度上改变已有系统的柔性或适应性，设计者根据该建议提出已有系统的改进方案，这将有助于问题的迅速解决。还有一些原理范围很宽，应用面很广，既可应用于工程，又可用于管理、广告和市场等领域。
冲突矩阵
冲突矩阵的组成
提出了冲突矩阵，该矩阵将描述技术冲突的39个工程与40条发明原理建立了对应关系，很好地解决了设计过程中选择发明原理的难题。
冲突解决矩阵为40行40列的一个矩阵，其中第1行或第1列为按顺序排列的39 个描述冲突的工程参数序号。除第1行或第1列外，其余39行与39列形成一个矩阵，矩阵元素中或空、或有几个数字，这些数字表示40条发明原理中的推荐采用原理序号。矩阵中的行所描述的工程参数为冲突中恶化的一方，列所代表的工程参数是改善的一方。
应用该矩阵的过程为：首先在39个标准工程参数中，确定使产品某一方面质量降低（恶化）及提高的工程参数B 及A 的序号，之后将参数B 及A 的序号从第1行及第1列中选取对应的序号，最后在两序号对应行与列的交叉处确定一特定矩阵元素，该元素所给出的数字为推荐采用的发明原理序号。如希望质量提高与降低的工程参数序号分别为No.5及No.3，在矩阵中，第5列与第3行交叉处所对应的矩阵元素，该元素中数字14、15、16及4为推荐的发明原理序号。
冲突矩阵的应用
开口扳手在外力的作用下拧紧或松开一个六角螺钉或螺母。由于螺钉或螺母的受力集中到两边棱边，容易产生变形，而使螺钉或螺母的拧紧或松开困难。
开口扳手已有多年的生产及应用历史，在产品进化曲线上应该处于成熟期或退出期，但对于传统产品很少有人去考虑设计中的不足并且改进其设计。按照TRIZ 理论，处于成熟期或退出期的改进设计，必须发现并解决深层次的冲突，提出更合理的设计概念。目前的扳手可能损坏螺钉/螺母棱边，新的设计必须克服目前设计中的该缺点。现应用冲突矩阵解决该问题。
首先从39个标准工程参数中选择并确定技术冲突的一对特性参数：
1）质量提高的参数：物体产生的有害因素（No.31）。
2）带来负面影响的参数：可制造性（No.32）。
由冲突矩阵确定可用发明原理为：
No.4 不对称
No.17 维数变化
No.34 抛弃与修复
No.26 复制
对No.17及No.4两条原理的分析表明，扳手工作面的一些点要与螺母/螺钉的侧面接触，而不仅是与其棱边接触就可以解决该冲突。 技术冲突问题解决过程
Altshuller 的冲突理论似乎是产品创新的灵丹妙药，实际在应用该理论之前的前处理与应用之后的后处理仍然是关键的问题。以下流程表明了问题求解的全过程：
应用40条原理，从一般问题得出一般解，然后将一般解具体化，得出特定解，再然后得到特定问题，并应用39个参数将问题一般化，最后回到一般问题。
当针对具体问题确认了一个技术冲突后，要求该问题所处技术领域中的特定术语描述该冲突。之后，要将冲突的描述翻译成一般术语，由这些一般术语选择标准工程参数。由标准工程参数在冲突解决矩阵中选择可用解决原理。一旦某一或某几个原理被选定后，必须根据特定的问题应用该原理以产生一个特定的解。对于复杂的问题一条原理是不够的，原理的作用是使系统向着改进的方向发展。在改进的过程中，对问题、的深入思考、创造性和经验都是必须的。
可把上述技术冲突解决原理具体化为12步：
1）定义待设计系统的名称。
2）确定待设计系统的主要功能。
3）列出待设计系统的关键子系统、各种辅助功能。
4）对待设计系统的操作进行描述。
5）确定待设计系统应改善的特性、应该消除的特性。
6）将涉及到的参数要按标准的39个工程参数重新描述。
7）对技术冲突进行描述：如果某一工程参数要得到改善，将导致哪些参数恶化。
8）对技术冲突进行另一种描述：假如降低参数恶化的程度，要改善参数将被削弱，或另一恶化参数将被加强。
9）在冲突矩阵中由冲突双方确定相应的矩阵元素。
10）由上述元素确定可用发明原理。
11）将所确定的原理应用于设计者的问题。
12）找到、评价并完善概念设计及后续设计。
通常所选定的发明原理多于1个，这说明前人已用这几个原理解决了一些特定的技术冲突。这些原理仅仅表明解的可能方向，即应
假如所有可能的解都不满足要求，对冲突重新定义并求解。
40条原理在解决实际问题中被采用的频率不同，一般原理No.35被应用的频率最多，No.20被应用的频率最少。
本章小结
本章详细介绍了设计过程中技术冲突的解决方法。主要是应用冲突矩阵和阅读所有的40条发明原理两种方法，以找到一个最适用的原理。第二种方法似乎不太合理，但经验表明，不断地应用这些原理，将大大提高设计人员的创新能力。经过不断的努力，设计人员会记住主要的发明原理和它们的意义，并能够熟练地应用与解决实际问题。
另附：冲突矩阵。
附录1
发明问题解决程序APH3――77
第一部分 课题的选择
1、确定课题解答的最终目的：
a 、应当改变物体的什么特征？
b 、在解答课题时，物体的什么特征明显地不能加以变化？
c 、如果课题能解答，答案降低了什么消耗?
d 、容许花费什么代价（近似的）？
e 、应当改变哪一个主要技术——经济指标?
2、试用迂回的方法。假定课题原则上不能解，那么为了得到所需的最后结果，应该转而解什么样的其它课题？
a 、过渡到上体系的水平。将课题重新表述：使课题中给出的体系，成为上体系的一部分。
b 、过渡到下体系的水平（物质）。将课题重新表述：令下体系成为课题中所给体系的一部分。
c 、用相反的作用（或性质）来代替所需的作用（或性质）后，在上体系、体系、下体系这三个水平上将课题重新表述。
3、确定哪一个课题的答案较合理——是原来的课题，还是迂回的某个课题；进行选择。
注：在选择时应该考虑到客观的因素（课题中所给的体系，其所发展的潜力如何），和主观的因素（着眼于什么课题：最小课题还是最大课题）。
4、确定所需的量的指标。
5、增加所需的量的指标，这时要考虑到为实现这发明所需的时间。
6、如拟定在某些具体条件中实现这发明，就将这些具体条件引起的要求弄准确。
a 、考虑实现这发明的特点，包括考虑答案的复杂性的可接受程度。
b 、考虑拟议的应用规模。
7、试验课题能否直接应用，解决发明课题的标准做法来解决。如果得到了答案，就过渡到5－1，如果没有答案，就过渡到1－8。
8、利用专利资料将课题弄准确。
a 、接近已知课题的课题，其答案时什么样的（根据专利资料来看）？
b 、类似已知课题，但属于领先的技术部门的课题，其答案是什么样的？
c 、与已知课题相反的课题，其答案是什么样的？
9应用尺度时间价值法。
a 、假想将物体的尺寸，从提出的大小变化到零，现在课题应怎样解决？
b 、假想将物体的尺寸，从提出的大小变化到（无穷大），现在课题应怎样解决？
c 、假想将过程的时间（或物体运动的速度），从提供的大小变化到零，现在课题应怎样解决？
d 、假想将过程的时间（或物体运动的速度）从提出的大小变化到（无穷大），现在课题应怎样解决？
e 、假想将事物或过程的价值（可接受的花费），从提供的大小变化到零，现在课题应怎样解决？
f 、假想将事物或过程的价值（可接受的花费），从提供的大小变化到（无穷大），现在课题应怎样解决？
第二部分 课题模型的构成
1、不使用专门术语写下课题条件。
例子（课题24）
磨轮对有凹入部和突出部的形状复杂的制品（比如匙子），加工性能不好。用别种加工法代替磨研，不合适又太复杂；用冰磨轮，在该情况下，太昂贵；带摩擦表面的弹性充气轮也不适用，它们磨损得太快。怎么办？
（课题25）
无线电望远镜的天线，架设在经常有雷雨的地方。为了防备闪电，天线周围需要设立避雷针（金属的棒）。但避雷针会阻挡电磁波，
2、分出并写下课题的一对矛盾的元素，如果按课题的条件，只给了一个元素，就过渡到4－2。
规则1、矛盾元素对中一定要有制品。
规则2、矛盾元素对中的第二个元素，应该是直接与制品相作用的元素（工具或第二个制品）。
规则3、如果一个元素（工具），根据课题条件可以有两种形态，应该取能最好地实现主要生产过程（课题中所指的整个技术体系的主要功能）的那个状态。
规则4、如果在课题中，有若干个不同种的相互作用的元素对（A1、A2、„„及B1、B2、„„），取一对就足够了（A1和B1）。 例子
课题24中，制品是匙子，直接与制品相作用的工具是磨轮。
在课题25中，有两个“制品”——闪电和无线电波，及一个工具——避雷针。该情况中的冲突对不是“避雷针——闪电”对及“避雷针——无线电波”对，冲突发生在这两者之间。
为了将这种课题，变成只有一个冲突对的合乎规范的形式，需要预先赋予工具一定的性质，就是为完成该技术体系的基本生产作用而必须具有的性质，即应当认为可以没有避雷针，无线电波可以自由的到达天线。
于是冲突对就是不存在的避雷针和闪电（或不导电的避雷针和闪电）。
3、写下冲突对元素的两个相互作用（作用、性质）。就是已有的和应该引入的，有益的和有害的两个相互作用。
例子 课题24：
a 、磨轮有研磨的能力。
b 、磨轮不具有适应于曲面的能力。
课题25：
a 、不存在的避雷针，不构成无线电干扰。
b 、不存在的避雷针不捕捉闪电。
4、在指出冲突对和技术矛盾后，写下课题模型的标准做法表述式。
课题24：给了磨轮及制品。磨轮具有研磨能力，但不适用于加工有曲面的制品。
课题25：给了不存在的避雷针和闪电。这样的避雷针，不构成无线电干扰，但也不捕捉闪电。
第三部分 课题模型的分析
1、从课题模型的元素中，选出可以很容易加以变化、替代的那个元素来。
规则5、技术物体比天然物体容易加以变化。
规则6、工具比制品容易加以变化。
规则7、如在体系中没有容易加以变化的元素，就应该指出“外界环境”，将它加以变化。
例子 课题24：
不能改变制品的形状，因为平的匙子是不能盛住液体的；可以改变磨轮（然而要保留它的研磨能力——课题的条件是这样的）。 课题25：
避雷针是“加工”闪电的工具（改变它的运动方向）。在该情况下，闪电应该算作制品。类比：房檐下的导管和雨。闪电是天然产物，避雷针是技术产物，因此应取避雷针作课题模型中的元素。
2、写下HKP （理想状况）的标准做法表述式。
元素（指在第3－1步选定的元素）本身具有消息除有害的作用，而保留完成有益作用的能力。
规则8、在HKP 的表述中，永远应该有“自身”一词。
例子 课题24：
磨轮自身适用于研磨制品的曲面，而保留研磨的能力。
课题25：
不存在的避雷针自身，能捕捉闪电而不保留不造无线电干扰的能力。
3、指出元素（第3－2所指出的元素）中不符合HKP 对两个相互作用要求的地方。这地方是什么？是物质还是场？把这个地方画在示意图上，用颜色或线条表示它。
例子 课题24：
磨轮的外层（外周、轮缘），物质（磨料、固体）。
课题25：
不存在的避雷针占据的那部分空间，它是无线电波可自由通过的物质（空气柱）。
4、表述出冲突的相互作用（作用、性质），向元素分出的那部分，所提出的矛盾的物理要求。
a 、表述出为了保证有益的相互作用，或应保留相互作用所必需的物理状态，如被加热，有活动性，带电荷等。
b 、表述出为防止有害的相互作用，或引入的相互作用所需的物理状态，如冷却，无活动性，去电荷等。
规则9、在8－4的a 和b 中，所指出的物理状态应该是相互独立的。
例子 课题24：
a 、为了研磨，磨轮的外层应该是固体（或为了传递力，磨轮外周应该与磨轮的中部有刚性联系）。
b 、为了适用于制品的曲面，磨轮的外层不应该是固体（或不应该与磨轮的中部呈刚性联系）。
课题25
a 、为了通过无线电波，空气柱不应该导电（准确的说，不应该有自由电荷）。
b 、为了捕捉闪电，空气柱应该导电（准确的说，应该有自由电荷）。
5、写下物理矛盾的标准做法表述式。
a 、完全表达式：为了完整有益的相互作用，元素中分出去的那一部分，应该处于在8－4a 中指出的那状态，为了防止有害的相互作用，元素中分出去的那一部分，应该处于在8－4b 中所指出的状态。
b 、简短表述式：元素分出的那部分，应该及不应该如何。
例子 课题24：
a 、为了研磨制品，磨轮的外层应该是固体；为了适用于制品的曲面，它又不应该是固体。
b 、磨轮的外层应该及不应该是固体。
课题25：
a 、为了捕捉闪电，空气柱应该有自由电荷；为了不阻拦无线电波，它又不应该有自由电荷。
b 、空气柱应该及不应该有自由电荷。
第四部分 物理矛盾的消除
1、努力将元素中分出去的部分，作最简单的改造。即，将矛盾的性质
a 、在空间上分开；
b 、在时间上分开；
c 、利用过渡状态分开，在这状态中，矛盾的性质共存或交替存在；
d 、利用结构改造分开：元素分出部分的组成微粒，具有已有的性质，而整个分出的部分具有所需的（冲突的）性质。
如果得到了物理答案（即揭示出来所需的物理作用），就过渡到4－5，如果未得到物理答案，就过渡到4－2。
例子
对元素分出去的那部分，所作的标准做法的改造，未给出课题24的答案(虽然如我们以后将看见的那样，答案接近于4－1的（c ）和（d ）。
课题25可以按4－1的（b ）和（c ）解答。
在闪电产生的开始阶段，自由电荷本身在空气柱中的表现，避雷针在短时间内成为导电的，以后自由电荷本身消失。
2、利用课题《典型模型及物场改造表》如果得到物理答案，就过渡向4－4；如果没有物理答案，就过渡到4－8。
例子
课题24的模型属于第4型属。根据典型解答法，应该引入场和物3，或将物2分成两个相互作用的部分，这样来将物2展成物场（在8－8步骤，开始形成了将磨轮分开的想法。但如果只简单地将磨轮分开，磨轮的外部将在离心力的作用下飞出去。磨轮的中心部，应该紧紧的掌握住磨轮的外部，同事还应给它的自由变化的可能性„„）。进一步，按典型解答法，将物体（从物2得到的）转变成磁物场，即利用磁场和磁粉（这使得有可能将磨轮的外部做成活动的、变化的，并保证在磨轮的微粒间有需要的联系）。 课题25的模型属于第16型属。根据典型解答法，物1应该具有两重性，时而是物，时而是物2。即在闪电出现时，空气柱应该时导电的，而以后恢复到不导电的状态。
3、利用物理效应及现象应用表。如果得到物理答案，就过渡到4－5；如果没有得到物理答案，就过渡到4－4。
例子
课题24：根据物理效应表，措施17适合。——通过利用电磁场，用“场的”联系代替“物质的”联系。
课题25：根据表，措施23适合。——在强电磁场（闪电）作用下电离，在强场消失后，中和（无线电波是弱场）。表中所示的另一些措施，属于液体和固体，要求加入添加剂或者不能保证进行自控，不太适用。
4、利用消除技术矛盾的基本措施表。如果在这之前就得到了物理答案，就利用表来验证它。
例子
按课题24的条件，应该改善磨轮“紧贴”在形状不同的制品上的能力。这是适应性（表中第35行）。已知的方法——利用一组不同的磨轮。缺点——在换磨轮和选磨轮方面损失时间，降低生产率，这是表中的第25列和第39列。表中的措施：35，28，6，37。重复的，因而是较为可靠的措施是35——改变聚合态（磨轮的外层是“假液态，即由活动的微粒组成）；措施28直接指出过渡到
磁物场，上面已经这样做了。
按课题25的条件，应该消除闪电——有害的外界因素的作用（第30行）。已知的方法——安装普通的金属避雷针。缺点——出现无线电阴影，即产生避雷针自身形成的有害的因素（第31列）。在表中这一格（第30行和第31列形成的）是空的。我们来看第18列（减少照度，出现光学阴影而不出现无线电阴影）。措施：1，19，32，18。措施19——一个作用在另一个作用的间歇期发生。
5、从物理答案过渡到技术答案：表述出方法并给出实现这方法的设备示意图。
例子 课题24
磨轮的中心部分由磁性体制成。外层由磁颗粒组成，或由粘结在磁性体上的磨研颗粒组成。这样，磨轮外层将呈现制品的相补形状，同时它还保有进行研磨所需的刚性。
课题25
为了空气中，出现自由电荷，需要减少气压。为了在压力降低时，将这个空气柱保持住，需要外壳。外壳应由电介质制成，否则它会产生无线电阴影。
发明证书No.177497：“避雷针，其特征是，为了使它具有无线电波穿透性能，它用介电材料制成密封的管状，根据形成中闪电的电场，会引起的最小气体放电梯度的条件，来选择管内的空气压”。
第五部分 初步估计所得答案
1、进行所得答案的初步估计。
对照的问题
a 、所得答案是否能满足HKP 的主要要求（“元素自身„„”）？
b 、什么样的矛盾，能用所得的答案消除掉（或能否消除掉）？
c 、所得的体系，是否含有很容易受到控制的元素（即使一个也好）？是哪一个？怎样实现控制？
d 、在“单循环”的课题模型中找到的答案，在“多循环”的现实情况下是否适用？
如果所得答案，连一个对照问题也不能满足，就回到2－1上去。
2、根据专利资料，验证所得答案是否确是新的。
3、在技术上实施所得答案时，可能会产生那些次生课题？写下可能的次生课题——发明方面的、设计方面的、计算方面的、组织方面的。
第六部分 所得答案的发展
1、推断出已被变化了的体系，所进入的上体系会怎样变化。
2、检验被变化了的新体系，能否按新的方法应用。
3、在解决其它技术课题时，利用所得答案。
a 、分析一下利用与所得答案相反的想法的可能性。
b 、编制“体系各部分的配置——制品的物态”表，或“利用的场——制品的物态”表。并分析一下，根据这些表，能否对答案进行改造。
第七部分 解答过程分析
1、将实际的解答过程与理论的（按APH3的）解答过程相比较，如果两者之间有偏离，就记下这偏离。
2、将所得答案与各表中（物场改造表、物理效应表、基本措施表）的资料相比较，如果有偏离，就记下这偏离。
人与创造丛书《创造是精确的科学》