九屏幕法 克服思维惯性的方法 TRIZ 发明问题解决理论 (九屏幕法解决的案例)
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TRIZ(发明问题解决理论) 克服思维惯性的方法 九屏幕法
在TRIZ理论中,有五种克服思维惯性的方法:九屏幕法、小人法、IFR(最终理想解)、金鱼法和STC算子法(尺寸-时间-成本算子法)。
其中,九屏幕法是利用系统多维结构,通过时间与空间的二维思考,从多个层面查找资源解决复杂问题的一种方法。
这种方法形象地被称为九屏幕法,或者九宫格法。
九屏幕法的核心在于理解系统、子系统和超系统之间的关系。
系统、子系统和超系统不唯一,可以单独绘制,也可以一起绘制,形成扩展九屏图。
系统的发展并非一脉相承,而是跳跃式发展,可以从系统的过去与未来寻找当前问题的答案。
系统由子系统构成,也是超系统的一部分,解决当前系统问题可以从子系统和超系统获得直接资源或派生资源。
资源挖掘要全面具体,循序渐进。
相较于传统的专利挖掘思路,九屏幕法更全面地考虑了系统、子系统、超系统,以及系统的过去与未来。
在进行九屏幕分析后,可以形成一个完整的、系统的专利挖掘框架。
针对每个屏幕开展专利挖掘,有两点关键步骤:一是理解超系统、本系统、子系统之间的关系,二是理解每个系统的过去与未来关系,从中构思专利点。
分析每个系统过去、现在和未来的场景,可以使用因果链分析方法寻找问题,或者使用TRIZ中的40个发明原理、76个标准解。
另外,针对某个系统功能进行深度分析,采用技术进化规则激发创意。
以汽车和太空笔为例,通过九屏幕法分析,可以深入理解系统及其子系统、超系统,从过去与未来中挖掘出更多创新点,形成更多专利。

triz理论中,发明原理有多少个
TRIZ理论中的40个发明原理涵盖了广泛的设计和创新技巧,旨在解决各种技术问题。
这些原理提供了丰富的工具箱,让工程师和设计师能够更有效地解决问题。
其中,“分割”原理通过将事物分解为更小的单元来增加灵活性。
例如,圆珠笔的笔心与笔套可以分离,便于更换笔心。
同样,电风扇的三片叶片可以独立拆卸,便于维护。
“分离”原理强调将事物的不同部分独立化,以便单独处理。
比如,电脑键盘与鼠标分离,提升了操作的便利性。
火箭在冲出大气层时,会将用过的燃料部分分离,减轻重量。
“局部质量”原理关注如何在局部提高质量,以增强整体性能。
例如,锤子的一边设计为平的,另一边设计为扁的,增加了锤子的切削功能。
自动笔在笔心上设计了弹簧,提高了使用的舒适度。
“不对称”原理通过不对称设计来实现特定功能。
如电风扇的叶片设计为不对称,提高了风力的稳定性和方向性。
眼镜的两个镜片根据个人的近视程度不同,度数也不同。
“合并”原理通过将多个部分合并,实现更高效的功能。
例如,将火车车厢合并,增加了载客量。
电话的话筒与听筒合并,方便用户操作。
“多用性”原理强调多功能设计,使单一设备具备多种用途。
键盘不仅可以打字,还可以打游戏。
瑞士军刀则集成了多种工具,极大提升了便携性。
“套装”原理通过将多个相关部分组合在一起,简化使用过程。
如墨水、笔心和笔套一起包装,方便用户使用。
保温杯和暖瓶也采用了套装原理,提高了保温效果。
“质量补偿”原理通过引入补偿措施,提升整体性能。
例如,气垫船内部充气,使船漂浮。
潜艇通过排放水来实现浮力变化。
“预加反作用”原理通过预先引入反作用力,提高设备的安全性和性能。
例如,降落伞通过预先展开,提高了安全性。
汽车减震器通过预先储存能量,提高了驾驶舒适性。
“预操作”原理通过预先准备,简化操作流程。
如易拉罐的开口设计,方便用户开启。
食品袋的切口设计,方便用户撕开。
“预补偿”原理通过预先设置补偿措施,确保安全和效率。
例如,洗衣机在未关闭舱门之前无法工作,确保了安全。
摩托车的保险杠设计,防止车体滑倒时损坏车辆。
“等势性”原理通过减少不必要的空间占用,提升设备的紧凑性和灵活性。
如折叠椅和公交车门底部与候车亭地面平齐,方便残疾人上下车。
“反向”原理通过利用反作用力,提高设备的性能。
如篮球利用地面对其反作用力弹起。
电冰箱通过吸收箱内的热量达到降温。
“曲面化”原理通过采用曲面设计,提高设备的功能性和美观性。
如杯子设计为圆柱形,增加了容量和握持舒适度。
车轮采用圆形设计,增加了滚动效率。
“动态化”原理通过引入动态设计,提升设备的灵活性和适应性。
例如,学校的电铃通过小锤震动敲打铃。
舞台上的灯能自动旋转,产生不同的灯光效果。
“未达到或超过的作用”原理通过引入冗余设计,确保设备的可靠性和灵活性。
如洗衣机虽然将衣服洗干净,但需要晾干。
电视上的按钮不方便,人们发明了遥控器。
“维数变化”原理通过改变事物的空间维度,提升设备的多功能性和灵活性。
如键盘操作在水平面上进行,结果却出现在垂直面上的显示屏上。
“震动”原理通过引入震动,提高设备的功能性和效率。
如手机的振动提醒用户,电磁共振医疗器械通过振动实现治疗效果。
“周期性”原理通过引入周期性行为,提高设备的效率和可靠性。
如手机的闹铃在固定时间响,确保用户按时起床。
钟表的摆动周期性,确保时间的准确性。
“有效作用的连续性”原理通过引入连续作用,提高设备的效率和可靠性。
如超市的电梯确保顾客及时疏散,啤酒生产线确保企业效率。
“紧急行动”原理通过引入紧急措施,确保设备的安全性和可靠性。
如火箭冲出大气层,确保航天任务的安全。
手术刀要锋利,帮助手术尽快完成,减少失血。
“变有害为有利”原理通过利用有害物质,实现资源的回收利用。
如废旧饮料瓶回收消毒重复利用,减少浪费与污染。
电解海水产生金属,产生的氯气回收制消毒液。
“反馈”原理通过引入反馈机制,提高设备的可靠性和效率。
如电脑中的删除文件会提醒是否删除,汽车仪表盘及时反馈速度、油量等信息。
“中介物”原理通过引入中介物,提升设备的功能性和效率。
如电话实现声音的传播,冰箱将食物冷冻。
“自服务”原理通过引入自动化和服务功能,提高设备的自主性和可靠性。
如汽车设计成以太阳能为能源,实现自我供能。
火箭冲出大气层时,壳体会自动解体落回地面。
“复制”原理通过复制和模拟,提升设备的效率和可靠性。
如宇航员在模拟舱内训练,电影、电视所播放的节目是对实际的模拟复制。
“低成本、不耐用的物体代替昂贵、耐用的物体”原理通过引入低成本材料,提高设备的性价比。
如用涂塑纸板代替木材做家具,用泡沫代替铁或其它材料来做饭盒。
“机械系统的代替”原理通过引入新的系统,简化设备的功能和操作。
如将楼梯做成运动的就成了电梯,道路上的感应路灯自动打开。
“气动与液压结构”原理通过引入气动和液压技术,提升设备的功能性和可靠性。
如SYY-A气动液压PLC综合控制实验台,集多种技术于一体的实验设备。
“柔性壳体与薄膜”原理通过引入柔性材料,提升设备的灵活性和适应性。
如塑料薄膜用于温室大棚,非晶硅柔性薄膜太阳能电池改变了传统形态。
“多孔材料”原理通过引入多孔结构,提高设备的性能和效率。
如纤维、木材、蜂窝煤等多孔材料,用于隔声、消声等。
“改变颜色”原理通过引入颜色变化,提升设备的警示性和美观性。
如荧光棒发出亮光,救生衣采用鲜艳颜色引起注意。
“同质性”原理通过引入相同的材料和结构,确保设备的可靠性和一致性。
如电源插座与插头采用相同材质,螺丝与螺帽采用钢铁材料。
“抛弃与修复”原理通过引入抛弃和修复机制,提高设备的耐用性和可靠性。
如家用切菜刀变钝后需要打磨,塑料瓶回收后消毒可继续使用。
“参数变化”原理通过引入参数变化,提升设备的灵活性和适应性。
如改变自行车特性成为折叠自行车,玻璃加氯气消毒。
“状态变化”原理通过引入状态变化,提升设备的功能性和可靠性。
如冰融化吸热冷冻物品,温度计利用汞的热胀冷缩实现温度测量。
“热膨胀”原理通过利用热膨胀,提升设备的灵活性和适应性。
如热气球利用热膨胀升天,消防喷头利用热膨胀原理。
“加速强氧化”原理通过引入强氧化反应,提高设备的效率和可靠性。
如炼钢中的强氧化枪,多功能加速氧化推进器等。
“惰性环境”原理通过引入惰性环境,提高设备的安全性和可靠性。
如灯泡内部真空,防止钨丝氧化,霓虹灯充入惰性气体。
“复合材料”原理通过引入复合材料,提升设备的性能和可靠性。
如玻璃纤维加强塑料,合成橡胶,蜂窝煤等。
如何运用TRIZ的40个发明原理进行外围或改进型专利的挖掘?
布局外围专利对日后专利价值的运用具有重要作用。
那么如何寻求外围专利呢,哪些思维工具可以帮助进行外围专利的挖掘?TRIZ理论中的40个发明原理能够给予我们启示。
下面通过球杆专利进行举例讲解。
图1是一种高尔夫球杆头的示意图,图2是图1沿2-2线的剖视图,本技术方案的改进点在于增设了前后延伸的主凹槽21和底切凹槽22,如此使得部件24和25向后凸起,从而提高了击球过程中的耐扭曲力。
使用TRIZ理论中的40个发明原理可以挖掘出更多的专利申请方案,比如,我们利用2号发明原理(抽取原理)尝试得到新方案。
抽取原理是从物体中抽出可产生负面影响的部分或属性,或仅从物体中抽出必要的部分或属性。
在本方案中,既要简化球杆的结构,又要保障球杆击球时的耐扭曲性,利用抽取原理可以去掉球头的凹槽21和22,同时对后凸起部分24余25进行结构改进,从而获得改型后的技术方案,如下图所示。
又如,每一支球杆的杆都有一个用于击球的最佳落点,能与球碰撞出最为“甜蜜”的美好感受,在高尔夫球专业术语里也被叫做“甜区”。
“甜区”多处于球杆杆头下 1/3的位置,面积大小因杆而异,很多玩家偏爱“甜区”大的球杆,那么如何增大“甜区”呢?从最初的核心改进出发,我们可以尝试通过4号原理(增加不对称性原理)得到方案:在球杆的结构中增加凸缘50,获得如下图的新改进型专利技术方案。
再如,球杆在碰撞高尔夫球时,会产生较大的声音,如何削弱这种声音呢?熟练使用40个发明原理后,我们会想到“利用多层配置取代单层配置”的第17条发明原理,即空间维数变化原理进行改进:将原始方案中的减震板450配置为多层结构,其包括黏接层451a和其两侧带有的薄层451b和451c。
除上述例子外,还有很多的改进方向等待我们去挖掘,如采用第31条原理减轻球杆的重量等,均可作为外围改进型专利,以丰富核心专利申请。