40个发明原理解析

TRIZ系列-创新原理-1-分割原理

分割原理的具体描述如下：

1）把一个物体分成相互独立的几个部分；

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。（增加物体被分割的程度）

分割原理要表达的其实就是我们平常所说的分而治之的策略，这是我们解决问题的一种最简单朴素的方法，应用非常广泛。

分割原理好处：

A）降低系统的规模和粒度，增加系统的可解析

降低系统规模和粒度的目的当然可以使得系统求解更加容易，对于制造业来说，

可以使得制造更加容易，更加专业。在软件系统中的大文件分割成小文件，大系统分割成小系统，可以使得系统的实现变得更加简单和容易。同时，如果系统按功能进行分割，可以使得子系统各负其责，子系统的职责更加单一。

B）增加系统的灵活性，弹性和可维护性：

分割的另一个好处就是脱耦，通过脱偶可以增加系统的灵活性，弹性和可维护性。灵活性和弹性大家可以很容易理解，可维护性表达的是系统如果出问题，我们只要找到出问题的部分，进行替换就可以。现在制造业的组件化和软件设计的模块化（组件化）都是利用了这种思想。比如网络的分层，软件系统的多层架构。

C ）使得社会化生产，流水化作业成为可能

这个好处是显而易见的。

那什么时候可以用这个原理呢？下面是一些典型的场景：

1）如果我们需要在一个现有的系统（或者物体）上的增加功能或职责，而现有

系统的功能比较笼统的情况下；

典型的例子是垃圾箱，垃圾箱的功能是回收垃圾，但我们现在需要对

垃圾的回收进行分类，这就增加了垃圾箱的职责，不仅要回收垃圾，还要分类，一个比较简单的办法就是将垃圾箱分成几个相对独立的部分（可回收垃圾，不可

回收垃圾，其它垃圾），这也是原理中第一种情况。对于软件系统中，对数据的访问分成文件数据的访问和数据库数据的访问也属于此类。当然，如果增加的职责比较复杂，有时候简单的分割并不容易解决，反而会增加系统的复杂性和成本。2）如果系统过于笨重或者体积过大，不便于移动或运输

这个主要是针对实物型的系统，比如可拆卸衣柜，整体衣柜大而笨重，不便于运输和搬动，通过分割原理变成可拆卸的衣柜后，就使得移动和运输更加容易。3）如果系统比较复杂，整体上不便于制造。

这种情况下就需要分割成比较容易制造的子系统（组件），然后通过组

装来完成。这种例子就非常多了。其实软件系统的构造者（Builder ）模式就是这种思想；

4）如果系统过于庞大，不便于使用和维护

软件系统的面向服务，面向对象其实都是这种思想，将庞大的系统按照一定维度进行分拆，从而达到便于使用和维护的目的。

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分割原理的副作用：

1）可能会增加系统的复杂性；

分割后，为了使各个组件还能整体工作，就需要协调各个组件，增加额外的设计，

使得系统的复杂性增加，特别是分割不合理或者过度分割的情况下，系统的复杂性会增加很快，所以一定要把握住分割的度。

2）降低了系统的鲁棒性（健壮性）；

这个比较容易理解，因为分割后需要增加连接组件，会使得系统的健壮性降低。

3）会带来额外的设计

系统进行分割后，为了将各个子系统连接成一个整体，就需要增加连接组件，比如一节棍变成双节棍后的链接链条。同时要让各个部分共同完成系统功能，还需要增加协调功能来协调各个部分的工作。

分割的方法：

在制造业中系统的分割一般是按子功能（如：动力装置，传输装置，控制装置，执行装置，转换装置，传感装置等）来进行，在软件系统设计中，也可以按子功能来分割，可以沿着功能的纵向和横向来进行，比如SOA就是按横向来进行，而分层就是沿着纵向来分割。

分割原理属于发明创新理论中怎么做部分，是一种解题方法。

分割原理体现了技术系统动态化进发法则，可提高柔性，移动性和可控性。

其它案例：

1）分为12个独立部分的轮胎（美国专利）；

TRIZ系列-创新原理-2-抽取原理

TRIZ的抽取原理表述如下：

1）从系统中抽出可产生负面影响的部分或者属性；

2）仅从系统中抽出必要的部分和功能。

这里的系统可以是一个物体，也可以是一个虚拟的系统。将系统分为有害（或者无用）部分和有用部分，通过将有害部分抽取，可以得到更好的系统（产品），谷子去壳，鱼去骨，工业提纯，通信去噪，矿渣提炼，选矿等都是这种原理的应用。抽取原理的第一种情况是通过除掉无用或者有害的属性来提高系统的品质，而第2种情况则是利用抽取必要的部分和功能来减化系统或者得到新的或者进化后的系统，比如中药提取就是将中药中真正有用的成分提炼出来，而将无用或者有害的东西剔除掉。需要注意的是，抽取行为的目的是为了增加系统的价值。软件领域的数据清洗和挖掘也可以视为该原理的应用。

抽取原理容易理解，但在实践中，如何抽取才是比较难的地方。当然现在的工业界有不少成熟的方法，这里不做讨论。

抽取原理与系统的能量传递进化法则，关系比较密切，如果一个系统中的元件，能量无法到达，如果不是必要部分，则可作为无用部分去掉。抽取原理体现了技术系

统提高理想度进化法则---抽取原则的根本目的在于：减少无用，增加有用。

如果整个系统比较难用，或者昂贵，如果将其中某些部分提取出来，简化操作，单独使用或者推广，可以得到更好的价值。软件中的PhotoShop和美图软件就

是个非常典型的例子。PS软件过于专业和复杂，而美图软件就是将这种专业软件的一部分功能提取出来，简化操作，使得用户群更为广泛，从而获得更好的收益。在策略上，抽取原理和细分策略相通之处。在操作层面上，挑选，抽象，过滤，去噪都是一种抽取手段。

当然，利用抽取原理最娴熟的还是我国的CCAV，通过新闻抽取，成就了一个国内形势大好，国外水深火热的地球景象。

抽取中的负面影响或者有害作用是相对系统功能而言，这种有害或者负面影响可能是真正意义上的有害，也可能只是与系统的整体功能冲突或者不一致。

前面说了抽取的第一步是分清系统中的正面作用部分和负面作用部分，有的时候，也可以是针对某些特性的同质性来进行分类，比如炒菜时将不容易熟的部分拿出单独处理，培训时按接受能力进行分类培训等。

TRIZ系列-创新原理-3-局部质量原理

局部质量原理的基本表述如下：

1）将物体、环境或外部作用的均匀结构，变为不均匀的；（同类结构变为异类结构）

2）让物体的不同部分，各具有不同的功能；

3 ）让物体的各部分，均处于完成各自动作的最佳状态。

局部质量原理是技术系统不均衡进化法则的一种体现，目的是使得系统资源达到最优配置。一般情况下，如果系统的各个部分的作用是均匀的，则有如下情况：

A）这种配置是合理的；

B ）元件之间的作用有重复，某些元件的作用可以被其它元件替代；

C）有些元件的作用没有得到充分发挥；

如果是第一种情况，当然不需要做更改，但这种情况一般比较少，因为一般系统的配置都是使得各元件充分发挥各自的作用，不太容易形成均匀态势；因此我们可以试着将均匀的结构变为不均匀的，以达到各部件充分发挥自身作用的目的；如果系统有多个部分（元件），也可以尝试将这些不同部分赋予不同的功能，以实现一个系统多种用途，这是第2种情况。这种情况也比较普遍，比如瑞士军刀，带橡皮擦的铅笔等。当然这些系统不同部分具有的不同功能，应该是带有系列性质或者相反。系列性表示这些功能一种用到时，其它功能用到的可能性非常高，比如瑞士军刀的功能。而相反则是一种功能使用时如果有问题，另外一种功能可以执行回退式操作，比如带起订器的锤子，如果锤子钉钉子没钉好，起钉器就可以把钉子取出来，重新钉。

第3种情况就比较好理解，通过让系统的各个部分都处于最佳状态来达到系统整体功能的最佳，但需要注意的时候，这里的各自部分最佳是指相互配合的情况下各个部分状态达到最佳，不是每个元件最好。比如一个团队，并不是要求所有员工都是最好的，但我们可以做到让团队的所有员工的状态都达到自己最佳状态。

局部质量原理表达的是系统资源局部配置的优化，通过局部质量优化，达到系统整体资源配置的优化，从而使得系统的理想度更好。这在团队组织，生产排产等方面都有非常大的用武之地。

TRIZ系列-创新原理-4-增加不对称性原理

增加不对称性原理表述如下：

1）将对称物体变为不对称的；

2）增加不对称物体的不对称度

增加不对称性原理表达的是利用对系统状态的改变来达到优化系统的目的。试着通过改变系统平衡，让系统倾斜，减少材料用量，降低总的重量，调整物质流，变

换支持负载等方式来消除冗余（重量）或提高性能（如密封）。下面的情况下都可以利用这种原理：

A）物体在超系统或环境中运行时各部分的作用（可能是有害的）是非对称的

最典型的就是铰链门，门的一边按铰链，承受重力，只能通过一边的铰链传递到环境中，如果我们通过把门没有铰链的一边做得轻些，不仅可以节省材料，减轻铰链应力，延长铰链寿命，还可以使得开门关门变得容易。

B）物体在使用过程中，本身就有非对称要求，为了降低使用的出错所带来的风

险，可以通过增加产品的不对称性来规避这种风险

典型的如有正负极要求的插头，如果是不对称的，插反了，就插不进，就避免了插错的风险。USB接口的正反不对称；

C）物体在使用过程中，可以通过增加不对称来增加产品的易用性和可识别性典型的如将家具部件的接合件设计成不对称的，这样只有按一定的范顺才能完成家具组合，这样就可以减少组装难度，使得普通人也可以组装。宜家家具使用这个原理使用得最好。

D）系统在使用过程中，各个部分所受的作用力本身就是不均衡的，那么通过增加不对称性，可以减少材料的浪费

比如桥孔的设计可以根据水流分布来设计孔的大小，泄洪隧道可以设计成上面小孔下面大孔，这样水流不大时上面可以用作通道，水流大的时候又可以泄洪等。增强汽车轮胎一侧的强度。

E）将对物体功能需求不对称的事物引入到一起，以达到充分利用资源，降低资源消耗，节省成本的目的

这个就多了例子很多，比如云计算，分段收电费，错峰上下班等。

F）通过不对称来改变系统的参数或者属性

比如利用大小齿轮改变速度；利用对称齿轮带动不对称齿轮从而变匀速为变速

等。

G）利用不对称维持某种状态

单向阀门可以保持水流只能朝一个方向流，浮球的重心不对称可以使得较轻的一部

分始终朝上面等。

物体的不对称可以是形态的不对称，接口的不对称，功能的不对称，颜色的不对称，质量的不对称，受力的不对称，疏密的不对称，重心的不对称等。

增加不对称性原理可以是技术系统提高协调度进化法则的一种体现。

增加不对称性原理如果和局部质量原理合用，可以达到一物多用的效果，比如同时有疏密齿距的梳子。

在商业中利用信息的不对称来获利，通过营造信息的不对称来分化对手等。

TRIZ系列-创新原理-5-合并原理

合并原理，有的书翻译成组合原理，我觉得叫合并原理比较好，因为组合的概念过于广泛，不利于原理的引用，合并原理表述如下：

1）在空间上，将同类的物体或者预定要相邻操作的物体进行合并；

2）在时间上，将同类或相邻的操作进行合并。

在管理领域，按目标进行合并也是一种合并（比如团队的成立等）

在空间上进行合并其实是一种组件集成或者功能集成，可以提高系统的性能：整体性和便利性。提高系统的整体性可以使得产品容易管理。比如集成电路；而相关的操作进行合并，可以增加系统的易用性。当然，通过合并也可以达到节省空间和材料的目的，比如冷热水管的混合，有各自都有开关合并成一个开关就可以节省空间和材料，而且功能的使用更为容易。

在时间上将相同的或相关的操作进行合并，一可以序化操作，二可以减低操作衔接

成本，从而达到增加系统的易用性和健壮性。

当然，合并原理还可以用来通过合并不同的系统来建立新的系统的目的，这种方式应用非常多，比如车载电视等。

合并原理是发明中用得最多最普遍的发明原理。

在IT软件领域，合并原理也应用非常多，组合模式（空间上相同对象的合并（组