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TRIZ40个发明原理案例汇总

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NO.01

分割

NO.02

抽取

NO.03

局部质量

NO.04

非对称

NO.05

组合

NO.06

多用性

 NO.07

嵌套

NO.08

重量补偿..

NO.09

预先反作用

NO.10

预先作用

NO.11

事先防范

NO.12

等势

NO.13

反向作用

NO.14

曲面化

NO.15

动态特性

NO.16

不足或过度

NO.17

空间维数..

NO.18

机械振动..

NO.19

周期性作用

NO.20

有效持续..

NO.21

快速通过

NO.22

变害为利

NO.23

反馈

NO.24

中介物

NO.25

自服务 

NO.26

复制

NO.27

廉价替代品

NO.28

机械系统..

NO.29

气压和液压 

NO.30

柔性壳..

NO.31

多孔材料

NO.32

颜色改变

NO.33

同质性

NO.34

抛弃和再生

NO.35

物理化学..

NO.36

相变

NO.37

热膨胀..

NO.38

强氧化作用

NO.39

惰性环境

NO.40

复合材料


发明原理NO.1 分割(Segmentation)

1.说明

将对象分割成相互独立且便于快速组合、整合的不同部分,以增强对象的功能,或降低(或消除)对象作为一个整体工作时所固有的负面因素。

2.措施

措施1:把一个物体分成相互独立的部分。

措施2:将物体分解成容易拆卸和组装的部分。

措施3:增加物体的分割程度。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 导弹武器系统:大型导弹武器系统由导弹发射车、雷达车、电源车、后勤保障车、指挥车等相对独立的模块组成,方便快速机动、部署、重新组合,还可降低被同时摧毁的风险。

发明原理NO.1 分割

3.1.2 起重机:建筑用起重机可以分解成体积相对较小的多个模块,方便运输。

发明原理NO.1 分割

3.2 管理案例

3.2.1 WBS(工作分解结构):将较大的项目或工作任务分解成多个小项目或工作任务,由各个小组或部门分别执行,提高工作效率和任务控制性。

管理案例

3.2.2 扁平化管理:部分企业可以将组织结构扁平化,使用小团队取代复杂、低效的官僚管理体系,提高决策速度和工作效率。

扁平化管理

3.3 生活案例

3.3.1 模块化家具:模块化家具方便运输和搬运,还可以根据个人喜好进行创意组合。

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3.3.2 百叶窗:用百叶窗代替整体窗帘,以叶片的凹凸方向来阻挡外界视线,采光的同时,阻挡了由上至下的外界视线夜间,叶片的凸面向室内的话,影子不会映显到室外。

百叶窗

3.4 软件案例

3.4.1 软件模块化设计:将软件功能分割为松耦合的模块,提高可维护性,部分模块通用性较高则可有效降低再开发的工作量,提高效率。

软件模块化设计

3.4.2 分布式数据库:数据分割存储在多节点数据库,提高容错性。

分布式数据库

3.4.3 云计算:将庞大的运算作业拆成千百个较小的作业,交给远程的多台服务器同时运算。

 云计算

发明原理NO.2 抽取(Taking out)

1.说明

使系统中可产生负面影响的部分(或属性)与主体在空间或时间上产生剥离,或仅抽出系统中有利用价值的部分(或属性)加以利用。

2.措施

措施1:从物体中抽出产生负面影响的部分或属性。

措施2:仅抽出物体中必要的部分或属性。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 外机外置:将空调外机、空气压缩机等移到室外或单独的房间,避免其噪声和振动对工作空间内的人或设备产生影响。

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3.1.2 铀提纯:自然矿物中铀元素的丰度较低,用大量的特种离心机组成工作阵列,通过多级工作实现铀提纯。

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3.2管理案例

3.2.1 识别核心问题:利用识别问题的工具从复杂的问题中识别出关键核心问题进行解决。

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3.2.2 重点培养计划:从员工中识别骨干分子进行重点培养。

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3.3 生活案例

3.3.1 狗吠报警声音:使用狂吠的狗的声音作为防盗报警器的声音,不需要真的养狗。

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3.3.2 榨汁:将果蔬榨成汁服用,不需要咀嚼食用即可获得所需要的营养。

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3.4 软件案例

3.4.1 防火墙检查:防火墙检查数据包,抽取并丢弃恶意流量。

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3.4.2 编译器:编译器从源代码中抽取语法结构生成目标代码。

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发明原理NO.3 局部质量(Local quality)

1.说明

降低物体、环境或外部作用的均匀程度,使不同部分各具不同功能,或使不同部分处于完成各自功能的最佳状态。

2.措施

措施1:将物体、环境或外部作用的均匀结构变为不均匀的。 

措施2:让物体的不同部分各具不同功能。

措施3:让物体的各部分处于完成各自功能的最佳状态。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 切削刀具:某些切削金属的工具的切削刃需要很高硬度,但其他不与被加工工件接触的部分又不需要如此高的硬度,因此铸造时仅对刀刃部分进行局部淬火。

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3.1.2 车身吸能设计:设计车身时使各部分的强度不同,车身框架强度较高,以便在碰撞时尽可能保护车内人员,而车前部溃缩区则设计成强度较低的状态,以便在碰撞发生时及时溃缩,尽可能吸收碰撞的能量,而不是将能量传递给车身框架。

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3.2 管理案例

3.2.1 产品分级:核心竞争产品要高品质,非核心产品可略微放低质量要求。

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3.2.2 生产流水线:流水线上,一个工人只负责一个工段,该工人对其负责的生产流程极为熟悉,始终处于最高效工作状态。

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3.3 生活案例

3.3.1 触屏手套:触屏手套手指部位是用一块导电纱制作的,导电纱是一块加入了导电纤维结构的材料,这种导电纤维包括金属化合物型导电纤维、金属系导电纤维等,通过这种导电纤维结构将人体生物电流传导与电容屏电子产品,实现触屏功能。

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3.3.2 羊角锤:羊角锤锤头两端结构不同,分别具有敲钉子和起钉子的作用。

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3.4 软件案例

3.4.1 数据备份:重要数据需要实时备份,普通数据可根据实际情况设置周期性备份。

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3.4.2 接口访问控制:重要接口需要设置高级安全访问控制,普通接口可简单控制。

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发明原理NO.4 非对称(Asymmetry)

1.说明

增加物体在结构和几何形状等方面的的不对称性以实现增强功能、消除或降低负面因素(防错、防呆)等目的。

2.措施

措施1:将物体的对称外形变为不对称的。

措施2:增加不对称物体的不对称程度。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 火车轮子:火车轮子内外缘是不对称的,具有一定锥度,且在最内侧有突出的轮缘。轮缘可有效防止火车出轨,带有锥度的轮子可使火车在运行过程中尽量保持在铁轨中间行驶,同时在火车转小弯时具有一定的平衡内外轮速差的功能。

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3.1.2 凸轮机构:凸轮机构是机械领域极为重要的一种动作传递的机构。凸轮可以定义为一个具有曲面或曲槽的组件,利用其摆动或回转,可以使另一从动组件完成预先设定的运动。凸轮机构能实现复杂的运动要求,广泛用于各种自动化和半自动化机械装置中,几乎所有任意动作均可经由此机构产生。

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3.2管理案例

3.2.1 错峰上下班:为了降低同一单位或不同单位职工同时到达和同时离开的数量,错开不同工种或不同单位职工的上下班时间,可以解决高峰拥堵,还可以提高工作效率。

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3.3 生活案例

3.3.1 Leveraxe斧头:  Leveraxe斧头外形不对称,并且头部还带有弧度。其劈柴的原理是利用杠杆原理,斧头不对称的情况下劈柴时重心也会改变。当斧头劈向木头时,锋利的刃面首先会劈开一条缝,而当斧头越伸入到木头中,也就会随着头部的弧度和本身的配重而偏移,随之木头也就会沿着劈开的缝隙被撬开。在劈开一定深度后,其头部带弧度的挂钩会抓在木头的顶部,所以劈入木头的深度不大,被撬开的木头也不会飞出去,劈的过程中斧头也不会被卡住。

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3.3.2 USB接口:USB接口设计成不对称的样式,如果插反了就会插不进去。

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3.4 软件案例

3.4.1 非对称加密算法: 是指一对加密密钥与解密密钥,这两个密钥是数学相关,用某用户密钥加密后所得的信息,只能用该用户的解密密钥才能解密。如果知道了其中一个,并不能计算出另外一个。因此如果公开了一对密钥中的一个,并不会危害到另外一个的秘密性质。称公开的密钥为公钥;不公开的密钥为私钥。

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发明原理NO.5 组合(Merging)

1.说明

将实体或非实体对象在空间或时间上加以组合(合并)以达到增强功能、提高效率的目的,或将不同(或相反)的功能对象加以组合(合并)以产生新功能。

2.措施

措施1:在空间上,将相似的的对象加以组合(合并)。

措施2:在时间上,将相似的的操作或功能加以组合(合并)(最好是实现并行工作,以提高工作效率)。

措施3:将具有不同(或相反)功能的对象合并或组合在一起实现新的功能。

3.案例

3.1工程案例

3.1.1 混合动力车:混合动力车通常是指同时具备传统内燃机动力系统和电动机动力系统的车型,其优点是可以提高低速动力输出和降低燃油消耗。

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3.1.2 并联火箭发动机:开发大推力火箭发动机具有极高的技术难度,因此部分火箭选择并联多个推力稍小的火箭发动机来增大推力。

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3.2 管理案例

3.2.1 工位安排:企业日常办公中通常倾向于将同一部门或职能相近的职工的办公位安排在同一办公室中。即便是在开放式的大办公室中,也倾向于将同一部门或职能相近的职工的办公位安排在同一区域。以此来提高职工之间的协同性,提高工作效率。

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3.2.2 知识产权体系建设:组合专利申请和商业秘密保护等多种手段,建立企业知识产权体系。

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3.3 生活案例

3.3.1 充电宝:充电宝将移动电源和具有不同接口的多条数据线组合在一起,方便使用。

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3.3.2 橡皮头铅笔:在铅笔上加个橡皮头,方便书写和擦除。

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3.4 软件案例

3.4.1 混合云:组合云服务和本地部署实现混合云。

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3.4.2 组合数据库:组合关系型数据库和非关系型数据库处理结构化和非结构化数据。

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发明原理NO.6 多用性(Universality)

1.说明

指使事物或事物的一部分实现多种功能,通过使一个产品具有多种功能增加产品的价值,使得产品更具竞争力。或将多种相关性的功能组合在一个产品上,可以降低整体成本,便于使用。

2.措施

措施1:使一个物体具备多项功能,消除了该功能在其他物体内存在的必要性(进而剪裁其他物体)。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 多功能方向盘:带有换挡拨片、声音调节按钮等。

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3.1.2 便携式汽车安全座椅:婴儿推车提篮、新生儿睡篮、可坐可躺便携式汽车安全座椅。

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3.1.3 瑞士军刀:一把刀可以有十几种功能,不需要十几种工具。

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3.2 管理案例

3.2.1 多能工: 小组领导人充当电工和钳工。

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3.2.2 岗位工作分析一会多能:通过岗位工作分析提升岗位工作质量和效率的同时,实现工作方法探讨、员工关怀、非正式绩效面谈、职级职等人才盘点、员工满意度调查、岗位提案创新等目标。

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3.3 生活案例

3.3.1 多功能牙刷:可以挤牙膏的牙刷柄。

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3.3.2 多功能伞:既能遮风挡雨,还能遮阳,累了还能做拐杖,遇到危险还能防身。

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3.4 软件案例

3.4.1 手机APP:将购票、美食、骑车、外卖、导航等众多功能集成到一个APP里面。

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发明原理NO.7 嵌套(‘Nested doll’)

1.说明

把多个事物组合起来,体积增大,将一个物体放在第二个物体中,将第二个物体放在第三个物体中。

2.措施

措施1:把一个物体嵌入另一个物体,然后将这两个物体再嵌入第三个物体,依此类推。

措施2:让某物体穿过另一物体的空腔。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 超市手推车:超市手推车可以嵌套在一起,节省存放空间。

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3.1.2 伸缩式变焦镜头:多个透镜通过不同直径的外壳嵌套在一起,利用转动或推拉操作机构来改变各透镜在光轴上的相对位置,实现对焦。

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3.2 管理案例

3.2.1 组织嵌套:企业或者部队中,相同的兵种(岗位)会以不同的组织规模,以“金字塔”的形式由上至下组织展开,比如全国销售总经理团队下辖东南西北区区域销售总监团队,区域下辖城市经理团队,城市经理直辖门店店长。再比如陆军部队的组织建制是“军师旅团营连排班兵”。而组织功能、组织文化、组织绩效、组织编制、组织权限等等有共同的特征和规律。

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3.2.2 营销嵌套:影视剧中植入广告,抖音娱乐营销平台嵌套主播带货。

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3.3 生活案例

3.3.1 时间管理:上学或上班的路上,坐地铁一个多小时,可以分解成多个时间块,每个时间块内可以完成如背英语单词、看早报、上网课等任务,时间嵌套。

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3.3.2 减少航班衣服托运重量或体积:航工公司提供的免费行李托运服务是有重量和体积限制的,在气温较低的冬季可以将部分衣物嵌套穿在身上,洗漱用品也可以像套娃一样嵌套在一起以减少其在行李箱中占用的空间。

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3.4 软件案例

3.4.1 嵌入式系统: 国内普遍认同的嵌入式系统定义是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。从应用对象上加以定义来说,嵌入式系统是软件和硬件的综合体,还可以涵盖机械等附属装置。事实上,所有带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统,有些嵌入式系统还包含操作系统,但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。

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发明原理NO.8 重量补偿(Anti-weight)/ 补偿(Compensation)- 软件领域

1.说明

也叫“反重量”,指的是以等重(量)的方式补偿、平衡,建立均匀的分布。判断当前系统所处的情况,寻找一种相反的作用,或者可以产生反作用的效应,以减弱由于重量带来的问题。

2.措施

措施1:将某一物体与另一能提供升力的物体组合,以补偿其重量。 

措施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。

措施3:使作用不足的物体与执行相反作用的物体相结合,以弥补不足的作用。(软件领域)

措施4:使作用不足的物体与环境产生相互作用,以弥补不足的作用。(软件领域)

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 载人热气球:利用了热气球在空气中的浮力获得提升力。

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3.1.2 飞机机翼:根据伯努利原理,机翼的形状可以使其在空气中高速运动时产生上下表面压力差,从而获得升力。

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3.2 管理案例

3.2.1 离职”补缺”:组织由于定岗定人定编,即俗话说的“一个萝卜一个坑”,岗位需要在有人员离职前及时补缺,或者进行临时调岗,或者离职前招聘,然后交接上岗,确保不会由于人员离职造成整个组织功能失控,进而造成损失。

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3.2.2 经济补偿金:企业在淡季订单不足,一线操作人员过剩,工资占比大,企业负担重。人力资源部门进行有偿劝退,根据劳动合同法要给予员工经济补偿金,以弥补由于甲方责任造成的乙方损失。

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3.3 生活案例

3.3.1 游泳圈:游泳圈提供的浮力使使用者可以浮在水面上。

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3.3.2 过日子“量入为出”:是指家庭购物支出和家庭收入的平衡,这是家庭主妇购物的秘诀,就好比会计管理中不可或缺的“复式记账法”,是指同时记录商品和货币的收入和支出,使之平衡。

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3.4 软件案例

3.4.1  负载均衡:利用多个操作单元共同完成任务使服务器负载均衡。负载均衡不需要花费高额成本购置高性能服务器,只需利用现有设备资源,就可有效避免服务器单点故障造成数据流量的损失,通常用来解决数据流量过大、网络负荷过重等问题。

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发明原理NO.9 预先反作用(Preliminary anti-action)

1.说明

为了事物发挥功能时消除某种作用,要预先施加反作用。

2.措施

措施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。

措施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。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 预变形处理:如果热处理中可能出现固定方向的齿变形,可以在热处理前预先向反方向做预变形处理。

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3.1.2 安眠药附着催吐剂:在安眠药外包裹一定剂量的催吐剂,当服用安眠药过量时起到催吐的作用。

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3.2 管理案例

3.2.1 饥饿式营销:企业新产品在投入市场之前先进行大量宣传,但是投放到市场的产品却很少,形成“一机难求”后,再大量投放市场。

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3.2.2 “大棒后胡萝卜”:企业在激发员工努力工作前,通常要做一些准备工作,深刻的检讨,让员工看到目前的不足,意识到危机,避免员工讨价还价,然后再用物质利益刺激产生预期的动力,完成KPI指标。

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3.3 生活案例

3.3.1 煎带鱼:在煎带鱼之前为了避免粘锅,要先加热锅,再倒入凉油,再放点盐,即“热锅凉油不粘锅”,防止带鱼黏附锅底。

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3.3.2 生活琐事中的提前铺垫:婆婆有糖尿病,且心思重又敏感。儿媳妇为了不让婆婆吃月饼,提前让孩子告诉奶奶吃月饼血糖会升高,少吃一点。婆婆听从孙子的话不吃月饼了,有效避免了由于婆婆特别爱吃月饼导致血糖增高伤害身体。

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3.4 软件案例

3.4.1 业务架构优化:信息化过程中,为了减少软件编程人员的工作量,减少源代码的编辑,降低成本加快交期,通常采取业务需求调研阶段就进行一次业务流程优化,减少审批环节,减少无价值流程的发杂拖沓,避免了由于业务架构复杂带来的无价值工作量。

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发明原理NO.10 预先作用(Preliminary action)

1.说明

也叫预操作:事先完成部分或全部的动作或功能。事先针对“可能出故障的地方”,采取“与可能出现的障碍相反的”措施,以消除、控制或防止故障的发生。

2.措施

措施1:预先对物体(全部或至少部分)施加必要的改变。

措施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。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 器械消毒:对外科手术需要的所有仪器在一个密封的托盘进行消毒。

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3.1.2 预紧式安全带:在乘客因碰撞向前方移动前迅速收紧,消除安全带和人之间的间隙,更有效的发挥安全带和安全气囊的作用。

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3.2 管理案例

3.2.1 “通气会议”:对于参加人数很多、讨论问题复杂的大会议,通常先根据组织分工和问题分类开一系列小会,提前准备大会内容,预先解决掉一部分问题,消除一些可能在大会上出现不必要的麻烦的隐患。

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3.2.2 下岗培训:某些企业对于价值不大,不能胜任现有工作的员工要进行分流处理。首先使其脱离岗位,集中到人力资源部培训,待重新分配岗位,同时将其薪酬浮力变更为待岗时的标准。经培训、考察后,能力胜任者再上岗,不合格者做裁员处理,以降低人力成本。

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3.3 生活案例

3.3.1 刮腻子:维修汽车时为了防止直接给汽车喷漆后产生不平整或油漆爆皮,喷漆前需要对汽车钣金进行刮腻子工序,做找平处理。

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3.3.2 预习:学生在完成学习任务的基础上,有时间精力和意愿的,可以预先去学习一些高阶课程。比如高中生学习本科课程,本科生学习研究生课程。

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3.4 软件案例

3.4.1 软件模块化标准库:软件开发架构中经常会遇到不同的客户对某些部分有相同的结构和功能要求,这样就可以探索共性的部分预先开发一些标准模块,以避免对不同客户的类似需求进行重复开发。

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发明原理NO.11 事先防范(In-advance cushioning)

1.说明

根据可能发生的问题,提前准备应急预案,补救可能发生的风险。

2.措施

措施1:采用预先准备好的应急措施,补偿事物相对较低的可靠性。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 降落伞的备用伞包:当主伞出现故障时可以使用备用伞。

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3.1.2 备用零部件和工具:家用汽车通常随车准备有备胎、三脚架、随车工具等。

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3.2 管理案例

3.2.1 灾备管理计划:大型企业都会针对VUCA的外部大环境,包括战争和自然灾害等能给企业带来风险的低概率事件提前准备有效的应对策略,并反复演练,确保灾备管理计划能够有效实施。

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3.2.2 储备人才库和轮岗:企业为了预防关键人才离职、生病等不确定风险,会对关键岗位进行人才评价、人才储备、轮岗等策略,使得风险一旦发生时能够及进行无缝衔接,避免对业务产生较大的影响。

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3.3 生活案例

3.3.1 安全帽:预防突发危险情况下物体大力冲击头部造成的伤害。

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3.3.2 游乐设施保护措施:在儿童游乐区,为了防止孩子玩耍时磕碰导致受伤事件的发生,会使用质地较软的环保塑料制作滑梯、栅栏、玩具等设施,同时预先在螺丝突出不、尖角部、棱部等部位贴海绵垫等保护层,确保孩子在玩耍时不会受伤。

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3.4 软件案例

3.4.1 预置自动备份程序:计算机系统受损时迅速启动备份系统,确保数据不会丢失。

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发明原理NO.12 等势(Equipotentiality)

1.说明

在势能场中,避免物体相对位置的改变。

2.措施

措施1:改变操作条件,使组件处于同一等势面上以减少物体提升或下降的需要。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 卸货平台:仓库的卸货平台设计成与货车的车厢地板等高,叉车可以直接进入车厢。

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3.1.2 水闸:在两个不同高度水域之间的运河上的水闸。

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3.2 管理案例

3.2.1 商务谈判对等原则:企业的正式商务谈判,通常采取职位对等原则,目的是避免认知差异导致沟通困难,同时也是相互的尊重的体现。

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3.2.2 同级流程接口梳理:企业流程可以分为宏观、中观和微观,流程接口梳理和对接时一定要同等级别流程对接。如果宏观对接微观,就会发生宏观流程太粗糙,需要细化后才能对接的现象,所以企业流程体系会有不同级别的流程清单。

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3.3 生活案例

3.3.1 无障碍通道:为方便坐轮椅的人士出行,很多建筑的进出通道都会单独留一条缓斜坡、平面的无障碍通道,避免垂直提升。

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3.3.2 释放静电:在干冷气候条件下,当人手碰到门把手等导体时常会“啪”地被电一下,这是由于衣物摩擦产生并积累电荷,使人身上的电位高于门把手的电位,因此接触时会产生放电现象。如果预先通过放电手链等释放电荷,使人身与门把手的电位相等,幵门时就不会被电到了。

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3.4 软件案例

3.4.1 业务架构转化IT架构:在业务架构中操作、控制、决策系统需求分别要转化成IT架构要求,业务架构要保持和IT架构一致。

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发明原理NO.13 反向作用(The other way round)

1.说明

采用相反的动作或者颠倒原有系统实现相同的目的。

2.措施

措施1:用相反的动作代替问题定义中所规定的动作。

措施2:让物体或环境可动部分不动,不动部分可动。

措施3:将物体上下或内外颠倒。

3.案例

3.1工程案例

3.1.1反渗透技术:在反渗透中,通过高压作用在溶液上,使其逆向渗透过滤膜的透过性,将水分离出来。

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3.1.2逆流萃取反向作用:在逆流萃取反向作用中,通过溶剂对混合物进行提取和分离,并且通过逆向渗透技术加强分离效果。

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3.2管理案例

3.2.1经济扩张:在大衰退时期实行扩张而不是压缩。

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3.2.2 激励代替惩罚:采用激励而非惩罚的措施进行管理。

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3.3 生活案例

3.3.1 反其道而行之:《史记·淮阴侯列传》:“名虽为霸,实失天下心。故曰其强易弱。今大王诚能反其道,任天下武勇,何所不诛。”

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3.3.2 电影拍摄方法:在拍摄演员骑马动作时,演员和马不动,而摄影师动,制造出来的效果是演员在骑马奔跑。

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3.3.3 内衣外穿:服装设计时,在衣服上设计内衣样式,达到时尚美观的效果。

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3.4 软件案例

3.4.1 自动代码生成:将抽象的元数据转换成具体的源代码。

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发明原理NO.14 曲面化(Curvature)/ 环形结构(Circularity)- 软件领域

1.说明

使用弯曲或球面元件取代线性元件,包括曲线运动代替直线运动。

2.措施

措施1:将物体的直线、平面部分用曲线或球面代替,变平行六面体或立方体结构为球形结构。

措施2:使用滚筒、球、螺旋结构。

措施3:改直线运动为旋转运动,应用离心力。

措施4:用环形结构代替直线结构。(软件领域)

3.案例

3.1工程案例

3.1.1透镜设计:光学领域中使用的透镜根据其曲面形状被称为球面、非球面透镜等。非球面透镜使用曲面化原理设计生产,实现了在光路中的光线控制,以获得所需的聚焦效果。

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3.1.2分离设备:在分离设备中,曲面化被广泛用于设计结构独特的塔板。曲面塔板可以提高塔板内的气、液两相的接触效率,具有较高的物料分离效率。

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3.2管理案例

3.2.1招聘管理:在招聘时采用曲面化的原则,将更加注重全面的素质和潜力,而非简单的技能和经验。

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3.2.2 绩效管理:曲面化原理在绩效管理中的应用主要表现在考核指标的设置上,可以设置更多的曲面化指标,提高对雇员的全面评价。例如,不仅考核员工的生产力和技能,还考核员工的社交能力和团队协作精神等。

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3.3 生活案例

3.3.1 家居设计:曲面化原理用于各种家居产品的设计中,例如餐桌、灯具、瓷器等,可以使家居产品更加美观、时尚、艺术感强。

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3.3.2 曲面屏电视:弧线形外观更美,更符合现代审美。此外曲面结构能在有限空间内获得更大的显示面积。

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3.4 软件案例

3.4.1 循环DNS:循环DNS(域名服务器)将用户引导至不同族群,一旦某一服务器的IP地址被分配,它就会移至列表末尾,构成一个地址持续变换的环。

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发明原理NO.15 动态特性(Dynamization)

1.说明

将原有系统设计成部分可调节或可自适应,以实现最佳性能。

2.措施

措施1:分割物体,使其各部分可以改变相对位置。

措施2:如果一个物体整体是静止的,使之移动或可动。

措施3:调整物体或环境的性能,使其在工作的各阶段达到最优状态。

3.案例

3.1工程案例

3.1.1自动门:将门做成自动感应移动式,省时省力。

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3.1.2 动平衡设计:飞机发动机中很多部件都需要进行动平衡调整,以降低振动和噪音,并延长部件使用寿命。通过在高速旋转的部件上进行动平衡测试和调整,可以使飞机发动机更加平稳高效地运转。

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3.2管理案例

3.2.1 员工培训和发展计划:根据员工的职位、能力和岗位需求,来制定动态化的培训和发展计划,从而提高员工的能力水平和组织的竞争力。

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3.2.2 风险管理模型的建立:通过对组织内部和外部的风险进行分析,制定动态化的风险管理策略和控制措施,从而降低组织的风险损失。

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3.3 生活案例

3.3.1 健身计划:根据自己的身体状况和运动习惯,制定出符合自己需求和能力的健身计划。通过不断地进行调整和优化,可以达到更好的且持久的健康效果。

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3.3.2 学习规划:根据自己的学习进度和效果,不断地去调整和优化学习规划,更加高效地达成学习目标。

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3.4 软件案例

3.4.1 动态链接库:程序在运行时才进行库的链接,而不是在编译期就静态链接,使程序运行更加高效。

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发明原理NO.16 不足或过度作用(Partial or excessive actions)

1.说明

原有系统采用稍微不足或稍微超过的操作,可以简化问题。

2.措施

措施1:如果所期望的效果难以百分之百实现,稍微超过或稍微小于期望效果,会使问题大大简化。

3.案例

3.1工程案例

3.1.1化学反应的控制:在化学反应中为让原料充分反应,往往需要多加一些反应剂以保证化学反应的转化率,提高收率。

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3.1.2爆破片:在化工压力管道或者压力容器上装设爆破片,作为压力管道或压力容器的薄弱环节。当管道或容器内压力高过警戒值时爆破片破裂,释放压力,保护管道或容器。

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3.2管理案例

3.2.1 库存管理:库房设计时要进行过度设计,以保证产品的最大存货量。

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3.2.2 财务管理:过度原理可以用于确定公司的最大资金可用量,不足原理可以用于推导最低资金可用量,以确保公司的正常运作。

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3.3 生活案例

3.3.1 饮食和健康:俗话说“饮食七分饱”,过度的饮食容易使人营养过剩,所以少吃一点有利于保持身体健康。

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3.3.2 墙体喷字:采用模板使用过量的喷漆可以确保每个字都完美。

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3.4 软件案例

3.4.1 软件测试:在软件测试中,通过采用稍微不足或稍微超过的测试策略,以实现测试的简化和最优化,从而提高软件的测试效率和质量。

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发明原理NO.17 空间维数变化(Transition to another dimension)

1.说明

将原有系统的维数进行变化或者是增减维度,以实现最有性能。

2.措施

措施1:将物体变为二维(如平面)运动,以克服一维直线运动或定位的困难;或过渡到三维空间运动以消除物体在二维平面运动或定位的问题。

措施2:单层排列的物体变为多层排列。

措施3:将物体倾斜或侧向放置。

措施4:利用给定表面的反面。

3.案例

3.1工程案例

3.1.1芯片设计:三维芯片是将不同电路单元制作在多个平面晶片上,并通过硅通孔层间垂直互连技术将多个晶片在垂直方向进行堆叠互连而形成的一种全新的芯片结构,具有集成度高、功耗低、带宽高、面积小、互连线短、支持异构集成等特点。

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3.1.2赛车设计:通过调整赛车重心的位置和调整车轮的角度,来提高赛车的稳定性、安全性和协调性。

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3.2管理案例

3.2.1 绩效评估:多维度的绩效评估可以帮助企业更好地分析和评估不同员工的绩效,例如在不同项目、不同地区以及不同时间段下的工作表现和业绩。

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3.2.2 市场调研:在市场调研中,空间维数变化的理论和方法可以帮助企业更好地分析市场和消费者需求的空间差异性和多样性,例如在不同地区、不同社会群体、不同消费场景下的需求变化和偏好。

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3.3 生活案例

3.3.1 家庭住房:家庭住房需求往往随着人口数量、收入水平和生活方式的变化而产生变化。在购买或租赁房屋时,需要根据家庭成员数量、工作和学习位置以及生活需求等因素,在面积、价格和地理位置等方面进行权衡。

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3.3.2 物品收纳:多层物品堆放收纳,更加节省空间,例如堆叠衣物等。

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3.4 软件案例

3.4.1 大数据可视化分析:在大数据可视化分析中,需要处理大量的数据信息,同时考虑到不同数据维度和尺度之间的差异。基于空间维数变化理论和方法,可以对海量数据进行特征提取和降维处理,以及可视化展示和分析。

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发明原理NO.18 机械振动(Mechanical vibration)/ 随机化(Randomization)- 软件领域

1.说明

改变系统的振动状态、频率或者形式,使系统处于最佳工作状态。

2.措施

措施1:使物体处于振动状态。

措施2:如果已处于振动状态,提高振动频率(直至超声振动)。

措施3:利用共振频率。

措施4:用压电振动代替机械振动。

措施5:超声波振动和电磁场耦合。

措施6:对进程进行随机化处理。(软件领域)

措施7:对数据进行随机化处理。(软件领域)

3.案例

3.1工程案例

3.1.1振动筛:物料在筛网上受到振动的作用,较小颗粒的物料会掉落下来,从而实现物料的分离。

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3.1.2超声波驱鸟器:利用超声波脉冲干扰和破坏鸟类的听觉系统,鸟类一旦靠近输电线路铁塔,超声波立即启动,起到驱鸟的作用。

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3.2管理案例

3.2.1 加快员工轮换频率:通过增加员工岗位轮换的频率,让员工获得更多不同工作经验,避免工作疲劳,提高工作效率。

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3.3 生活案例

3.3.1 电动牙刷:通过电动机芯的快速旋转或振动,使刷头产生高频振动,瞬间将牙膏分解成细微泡沫,深入清洁牙缝,与此同时,刷毛的颤动能促进口腔的血液循环,对牙龈组织有按摩效果。

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3.3.2 超声波清洗:利用超声波的振动可以将金银首饰、眼镜等生活用品清洗干净。

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3.4 软件案例

3.4.1 数据加密:在加密前为原始数据附加混淆值(随机产生的字节),以增加密码破解难度。或使用混沌算法等在低频域产生复杂动态变化,将其转换到高频域进行数据加密,提高安全性,达到“将低频振动转换为高频振动”的效果。

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发明原理NO.19 周期性作用(Periodic action)

1.说明

利用周期、脉冲或者间歇代替连续动作,或者改变周期的频率。

2.措施

措施1:用周期性动作或脉冲动作代替连续动作。

措施2:如果周期性动作正在进行,改变其运动频率。

措施3:在脉冲周期中利用暂停来执行另一有用动作。

3.案例

3.1工程案例

3.1.1冲击钻:冲击钻利用周期性脉冲动作,使得冲击力更大。

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3.1.2点刹制动:冬天的时候,当汽车行驶在结冰的路面上制动时,采取“多次轻踩刹车”的方式可以避免车子在冰面上打滑。

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3.2管理案例

3.2.1 部门例会:单位制定例会制度,定期召开例会,规范公司管理,提高员工工作效率。

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3.2.2 课堂师生互动:在课堂讲课过程中教师抛出一个问题后,停顿一会让学生思考,然后再继续讲解,在讲课过程中留给学生思考时间,有助于提高课堂效果。

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3.3 生活案例

3.3.1 心肺复苏:在进行心肺呼吸时,压迫胸部的频率为5次,呼吸1次。

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3.3.2 打破减肥平台期:通过跑步等运动进行减肥,到达一定周期后,身体会适应这种运动强度,进入减肥平台期,此适可改变运动频率,增加运动时间突破平台期。

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3.4 软件案例

3.4.1 线程调度:通过周期性地将线程切换进出CPU,使每个线程都能得到公平的运行时间,避免单个线程长时间占用CPU。

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发明原理NO.20 有效持续作用(Continuity of useful action)

1.说明

增加物体或系统满载、持续有效的动作,使物体或系统持续可靠的提供效能。

2.措施

措施1:物体的各个部分同时满载持续工作,以提供持续可靠的性能。

措施2:消除空闲和间歇性动作。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 飞轮储能过程:机器有多余电时电能转换为机械能储能,要用电时机械能发电转化为电能。

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3.1.2 打印头持续工作:打印机的打印头在回程过程中也进行打印作业。

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3.1.3智能工厂流水线:在智能工厂里,各工序持续满载运行,达到最好的生产步调。

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3.2 管理案例

3.2.1 团队协作,持续有效运转,发挥团队最大效率:依据团队成员职责,每个团队成员满载有效工作,各自发挥最优效率,为团队实现最终目标持续提供能量。

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3.3 生活案例

3.3.1 做饭的过程:做饭时我们可以先淘米煮饭,在蒸煮米饭的间隙洗菜、切菜,在炒菜的同时蒸煮鱼。

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3.4 软件案例

3.4.1 后台服务:让软件的关键功能以后台服方式务持续运行,不被用户界面关闭而中断,实现持续有用作用。

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发明原理NO.21 快速通过(Skipping)

1.说明

某事物在一个给定速度下出现问题时,则使其速度加快,将危险或有害的流程、步骤在高速下运行。

2.措施

措施1:将危险或有害的流程、步骤在高速下运行。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 照相机的闪光灯:照相机使用闪光灯,短时间内迅速完成打光后关闭,避免给人眼造成危害。

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3.2 管理案例

3.2.1 生产流程: 在某些生产流程中,例如生产线或装配线,高速操作可以确保生产效率并减少成本。

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3.3 生活案例

3.3.1 快速冷冻:将新鲜的肉放入冰箱冷冻层,快速冷冻,保持肉质的营养及口感。

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3.4 软件案例

3.4.1 屏幕高频刷新:设置显示器屏幕的刷新频率,可以保护眼睛避免过多的闪烁。

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发明原理NO.22 变害为利(‘Blessing in disguise’ or ‘Turn Lemons into Lemonade’)

1.说明

通过某种手段,将有害的因素转变为有利的因素。

2.措施

措施1:利用有害的因素(特别是环境中的有害效应),得到有益的结果。

措施2:将两个有害的因素相结合进而消除它们(以毒攻毒)。

措施3:增大有害因素的幅度值直至有害性消失。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 热力发电厂的污水脱硫处理:利用热力发电厂排出的污水与电厂发电过程中产生的含硫烟气中和处理,达到净化气体和污水的作用。

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3.1.2 潜水使用混合气体:潜水中使用的呼吸气体采用氮氧混合,通常采用22% – 40%的氧气再混合氮气来作休闲潜水之用,避免单独使用昏迷或中毒。

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3.1.4森林灭火中的逆火灭火:森林灭火时,为控制或避免即将蔓延的野火,可以先燃烧另一处火将即将蔓延的野火通道烧光。

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3.2 管理案例

3.2.1 债转股:企业欠债较多面临经济困难时,将企业的债务转为金融资产管理公司对企业的股权,在企业经济状况好转以后,通过资产重组、上市、转让或企业回购形式回收这笔资金。

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3.2.2 团队成员各尽其才:办公室中,每个人擅长的不一样,有人擅长沟通但不擅长技术,有人则相反,他们单独完成一个项目都不会得到最好的结果,此时将两者组合成一个团队,优劣互补,即可得到最好的结果。

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3.2.3  警示教育片:电力安全生产现场中,工作人员的违章行为屡禁不止,此时将恐怖的触电死亡的现场视频放给施工人员看,可以激发大家的安全意识,减少违章。

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3.3 生活案例

3.3.1 废纸回收:将废纸回收处理后继续使用。

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3.3.2 发酵食品:将豆腐长时间放置发酵变成臭豆腐。

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3.4 软件案例

3.4.1 病毒检测:可以利用一些特定的病毒样本来训练机器学习模型,从而提高病毒检测的准确性和效率。

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发明原理NO.23 反馈(Feedback)

1.说明

通过引入反馈或改变已有反馈,改善工程系统的过程或动作。

2.措施

措施1:在系统中引入反馈。

措施2:如果已引入反馈,改变其大小或作用。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 声控喷泉:通过声音控制喷泉启动。

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3.1.2 舞动的声控喷泉:通过声音分贝节奏来控制喷水的高度及左右摇摆舞动。喊声越高,时间越长,喷泉喷出的水也越高。

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3.2管理案例

3.2.1 客户满意度调查:公司客户服务部门引入反馈管理系统,掌握客户的需求和满意度。

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3.2.2 满意度调查中对客户投诉进行强管控:公司引入强力考核机制,对客户投诉一经查实引入强力考核机制。

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3.3 生活案例

3.3.1 家庭会议:开家庭会议沟通家庭开支,情感,奋斗目标。

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3.4 软件案例

3.4.1 电脑使用状态反馈:软件对电脑内存使用、CPU温度等反馈。

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发明原理NO.24 中介物(Intermediary)

1.说明

通过在物体之间引入中介物,改善物体直接接触所存在的有害或不足。

2.措施

措施1:使用中介物实现所需动作。 

措施2:把一物体与另一个容易去除的物体暂时结合。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 催化剂:化学反应中,使用催化剂提升化学反应的速度。

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3.1.3扳手:利用扳手这种省力杠杆机构来紧固螺丝。

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3.2 管理案例

3.2.1 咨询公司:委托管理咨询公司去为本公司做市场调研。

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3.3 生活案例

3.3.1 拨片、拨子:利用拨片、拨子弹琴,可以使琴弦发出更加明亮的声音。

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3.3.2 托盘:用托盘盛装水杯水壶等,可以防烫。

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3.4 软件案例

3.4.1 中间件:中间件是一种软件平台,用于连接不同的应用程序和系统。它通过引入中间件作为中间环节来提供通用的通信协议和数据格式,从而使得不同的应用程序和系统可以相互通信和协作。

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发明原理NO.25 自服务(Self-service)

1.说明

通过对工程系统的完善或利用系统自有资源,使其能够为自身某种需求服务,而不用专门利用其他装置或引入额外资源。

2.措施

措施1: 物体通过执行辅助或维护功能为自身服务。

措施2: 利用废弃的能量与物质。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 自动步枪:自动步枪是一种能够在扣住扳机不放的情况下,连续发射多发子弹的轻型武器,其连发原理可以分为导气式、枪机后座式和枪管后座式三种。尽管三种原理各不相同,但基本都是利用每次子弹发射时产生的高压气体或反冲力来完成自动循环击发的。

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3.1.2 防扎轮胎:也叫自补轮胎或自密封轮胎等,是在真空胎内壁复合一层高分子复合材料,呈软固态胶状,当钉体尖锐物刺入或拔出轮胎时,高分子复合材料能迅速将钉体包围并及时把穿孔密封,达到不会漏气的效果。

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3.2管理案例

3.2.1 自服务式管理:利用实际工作不断优化公司资源整合库,通过周期性的考核、总结和计划定制,把压力和动力传达到每一个人,让每个人都自觉的去为完成公司目标而努力。

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3.3 生活案例

3.3.1 自重力滑道货架:如用于超市冰箱存放饮料的货架,安装时仅需将货架倾斜3-5度,前排饮料取出同时后排的饮料自动滑到冰柜层架最前端。

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3.4 软件案例

3.4.1 建立自服务的平台:为了实现团队自服务,需要建立一个自服务的平台,这个平台应该能够提供各种自助服务,例如创建任务、更新任务状态、查看任务进度等等。这个平台可以是一个基于Web的应用程序、一个移动应用程序或者一个桌面应用程序。

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发明原理NO.26 复制(Copying)

1.说明

使用物质的复制品代替物质执行所需要的功能。

2.措施

措施1:用简单、廉价的复制品代替复杂、昂贵、不方便、易损、不易获得的物体。

措施2:用光学复制品(图像)代替实物或实物系统,可以按一定比例放大或缩小图像。

措施3:如果已使用了可见光复制品,用红外光或紫外光复制品代替。

3.案例

3.1工程案例

3.1.1 风洞试验模型:在飞机型号研制前期,先根据设计图纸制作按一定比例缩小的飞机模型,利用模型进行风洞试验,收集数据并初步研究其气动性能。

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3.1.2 智能化生产车间:将生产车间改造成智能化车间,利用机器人代替技工工人操作,降低成本、提高生产效率。

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3.2管理案例

3.2.1 模拟器:企业利用仿真模拟系统开展技术技能培训或考试。

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3.3 生活案例

3.3.1 纸袋:纸袋代替塑料袋,可重复使用,回收方便,减少浪费,保护环境。

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3.3.2 使用光学技术的广告:广告宣传中使用光学复制技术来制作广告牌、海报等宣传材料。

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3.4 软件案例

3.4.1 软件定制:在某些情况下,用户可能需要定制软件以满足其特定需求。通过复制软件,用户可以方便地进行软件定制,同时也可以节省开发和定制的时间和成本。

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3.4.2 虚拟现实技术:虚拟现实技术是一种利用计算机生成的三维环境来模拟真实场景的光学复制技术。通过虚拟现实,人们可以在家中体验到身临其境的感觉,例如可以参观虚拟的博物馆、欣赏艺术品、甚至是体验虚拟的旅行。

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发明原理NO.27 廉价替代品(Cheap short-living objects)

1.说明:

在保证基本功能可实现的前提下,利用廉价的物体或材料代替昂贵的物体或材料,同时降低某些性能水平(如耐久性)。

2.措施

措施1:用若干低成本的物体代替昂贵的物体,同时降低某些质量要求,实现相同功能。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 塑料齿轮:采用塑料机芯代替钢制机芯的手表。

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3.1.2 吸油毡:用便宜的吸油毡吸收油泥,积累一定量,直接取出丢弃,排油烟机无需清洗烟道或内表层就可正常工作。

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3.1.3 拍立得:拍立得照相机直接打印相片代替胶卷冲洗照片。

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3.1.4 简易衣柜:采用可拆装钢管架衣柜(塑胶布料和拉链)代替木制板材衣柜。

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3.2管理案例

3.2.1 外包:企业将负担大、非核心业务的成本中心外包,购买性价比更好的服务,例如企业签约网约车平台(嘀嘀、Uber等)代替自有车队和司机。

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3.2.2 实习生制度:企业研发团队给在校研究生提供实习机会,完成初级难度的任务,按成果或工作时点给付实习费或奖励,远低于全职初级工程师的费用。

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3.3 生活案例

3.3.1 一次性医疗用品:注射器、输液针头、医用口罩等。

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3.3.2 旅途中一次性卫生用品:洗头水、沐浴露、牙刷牙膏。

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3.3.3 一次性生活用品:如一次性的餐饮用具,塑料或纸质餐具。

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3.4 IT行业案例

3.4.1 廉价存储介质:使用廉价的磁带或光盘等存储介质,代替昂贵的固态存储器。

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3.4.2 体验版软件:让不同客户体验软件时,用演示版、简化版或试用版代替正式版(两者内部结构相差甚远,但实现功能相同)。

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发明原理NO.28机械系统替代(Mechanics substitution)/ 改变相互作用类型(Change type of interaction)- 软件领域

1.说明

用物理场或其他形式的场来代替机械系统发挥功能,实现更好的控制或测量。

2.措施

措施1: 用视觉系统、听觉系统、味觉系统或嗅觉系统代替机械系统。

措施2: 使用与物体相互作用的电场、磁场、电磁场。

措施3: 用运动场代替静止场,时变场代替恒定场,结构化场代替非结构化场。

措施4: 利用带铁磁粒子的场作用。

措施5:改变物体之间的相互作用类型。(软件领域)

措施6:用动态关系代替静态关系,用结构化数据代替非结构化数据等。(软件领域)

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 非实体围栏:采用某些频率的声波(仅猫、狗等动物可感知的声波信号)建造“围栏”代替现实中的实体围栏,来限制动物的行动。

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3.1.2 激光切割:利用激光切割物体,代替刀具切割。

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3.1.3 高压脉冲水枪:采用脉冲水枪冲洗车辆,代替恒压水枪,更有利于清洗掉车表面的污渍。

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3.1.4 铁磁性物质:在变化的磁场中加热含有铁磁材料的物质。当温度超过居里点时,该材料变成顺磁性的,其铁磁性质(高磁导率、磁滞回线、磁致伸缩等)全部消失,以此来替代机械系统完成控制。

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3.2 管理案例

3.2.1 企业形象塑造:企业文化建设中,采用形象化的图案、歌曲、卡通等元素形象生动地传播生硬的制度规定。

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3.2.2 声光报警系统:在消防演习或紧急情况下,用广播传递信息,用以代替人到公司各个办公地点通知。

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3.3 生活案例

3.3.1 声控灯:使用声控灯,代替过去的手动开关控制灯具。

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3.3.2 防盗磁条:图书馆防盗,采用磁条嵌入书籍中,未经消磁的书籍在通过防盗感应门时会发出报警声音。

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3.4 IT行业案例

3.4.1 语音输入:使用语音识别系统向输入信息,代替手敲键盘输入。

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3.4.2 无线传输:使用无线发射方式传输数据,代替有线连接传输信号。

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3.4.3 动态数据链:采用数据链接(可动态化更新),而不是固定的静态数据阵列。

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3.4.4 手机指南针:使用手机指南针软件代替机械指南针,利用GPS信号定位和辨别方向。

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发明原理NO.29气压和液压结构(Pneumatics and hydraulics)/ 改变自由度(Change the degree of freedom)- 软件领域

1.说明

将物体的固体部分用气体或液体代替,如充气结构、充液结构、气垫、液体静力结构和流体动力结构。

2.措施

措施1:将物体的固体部分用气体或流体代替,如充气结构、充液结构、气垫、液体静力结构和流体动力结构等。

措施2:改变物体的自由度。(软件领域)

3.案例

3.1工程案例

3.1.1 气柱袋:运输易损物品时,使用充气式的气柱袋来吸收碰撞冲击,保护物品。

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3.1.2 液压能量回收系统:部分新能源汽车的制动能量回收系统采用液压储能原理,减速时液压系统储存能量,在汽车加速时再释放能量。

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3.2 管理案例

3.2.1 弹性考核机制:制定员工弹性绩效考核机制,不仅看结果也看工作过程。

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3.2.2 休假回归辅助计划:建立员工休假回归辅助计划,助其平稳过渡回到工作状态。

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3.3 生活案例

3.3.1 充气有了设施:儿童游乐场中的充气水坝、充气城堡等有了设施。

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3.3.2 气垫运动鞋:利用鞋底的气垫减少运动对膝盖、足底的冲击。

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3.4 软件案例

3.4.1 取消功能:软件界面中设置取消操作功能,让用户可以方便撤销错误操作。

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3.4.2 软硬件接口缓冲:在软硬件接口中设置缓冲区,用来平滑处理速率不匹配问题。

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3.4.3 进程分配:一个进程可能超出RAM的容量,可以用内存分页机制,把不常用的数据移至硬盘中。

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发明原理NO.30柔性壳体或薄膜(Flexible shells and thin films)

1.说明

利用柔软的、薄的物体代替刚性的、厚的物体,或者用薄膜将物体与外界环境隔离开来。

2.措施

措施1:使用柔性壳体或薄膜代替标准结构。

措施2:使用柔性壳体或薄膜,将物体与环境隔离。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 柔性电路板:使用柔性电路板代替PCBA硬质电路板。

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3.1.2 充气船:黄河上的羊皮筏子代替木船,漂流皮筏代替小船。

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3.1.3 地膜:农业滴灌技术,采用地膜防止水分蒸发。

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3.2管理案例

3.2.1 弹性团队:建立项目团队弹性组建模式,按需快速重组团队。

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3.3 生活案例

3.3.1 薄膜顶棚:在网球场地上采用薄膜结构作为冬季保护、保暖措施。

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3.3.2 保鲜箱:保鲜箱通过软薄膜与盒体密封,隔绝外界空气。

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3.4 IT行业案例

3.4.1 代理模式:采用Proxy代理模式充当一个或多个对象的屏蔽罩或过滤防护。

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3.4.2 异常处置:捕获异常并与系统隔离开。

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3.4.3 VPN:使用虚拟专用网络(VPN),通过公共系统访问公司存储器。

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发明原理NO.31多孔材料(Porous materials)

1.说明

使物体变为多孔结构或加入多孔物质,从而改变物体的功能参数或特性。孔穴中可以是真空、气体、液体、微粒或固体,孔的大小可以从宏观到微观,有形到无形。

2.措施

措施1:使物体变为多孔结构或加入多孔物体(如多孔嵌入物或覆盖物)。

措施B:如果物体是多孔结构,在小孔中事先引入某种物质。

3.案例

3.1工程案例

3.1.1 多孔砖和空心砖:建筑用的多孔砖或空心砖,在保证建筑结构强度的同时可以大大减轻整体重量。

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3.1.2 金属泡沫:金属泡沫是一种充满气孔细泡的金属材料,这些气孔可以是连接的闭合细泡,也可以是不连接的网状结构。金属泡沫具有质量轻、大交换面积、高渗透性、那热冲击、可有效吸收机械冲击和声波等特点,可被应用于建筑、骨科假肢、汽车消音材料等。

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3.2管理案例

3.2.1 办公位间隔布局:把比较拥挤的办公卡位隔开一段距离,给予工程师或设计师独处思考、发散灵感的空间。

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3.2.2 预留岗位:对某个重要部门的组织架构设计中增加多个空职位,为引进人才或分散岗位重要性做准备。

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3.3 生活案例

3.3.1 洗碗海绵:利用洗碗海绵洗碗,可以增加发泡量,减少洗洁精用量,同时可以起到更好的清洁作用。

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3.3.2 发面:为了使烘烤的面包蓬松,和面时加入食用发泡剂或增加发酵时间,产生气泡。

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3.4 软件案例

3.4.1 多通道软件测试框架:设计支持多种测试渠道和方法的测试框架,通过多通道、多孔的测试提高用例覆盖率。

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发明原理NO.32颜色改变(Color changes)/ 改变数据呈现形式(Change data presentation type)- 软件领域

1.说明

通过改变颜色或一些其他光学特性来改变对象的光学反射效果,以便提升系统价值或解决检测问题。

2.措施

措施1:改变物体或环境的颜色。

措施2:改变物体或环境的透明度。

措施3:改变数据的呈现形式,以实现最高效的数据处理。(软件领域)

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 警示标牌:工厂内,在有危险或隐患多的区域用反差大的颜色和图案作警示标牌。

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3.1.2 变色玻璃:高级写字楼或高档办公室幕墙采用光致变色或电致变色玻璃,使玻璃幕墙可随光线或人为改变其透明度。

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3.2管理案例

3.2.1 颜色刺激:对培训室的墙壁或地面采用明亮色或对比度高的颜色,如明黄、嫩绿、粉红色,以激发脑神经细胞活跃度。

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3.2.2 开放决策流程:邀请普通员工代表或工会代表参加福利会议,增加管理决策的透明度。

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3.3 生活案例

3.3.1 警示灯:医院放射室或手术室在启动时,用红色灯提醒人注意。

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3.3.2 变色眼镜:具有变色镜片的变色眼镜,可根据光强自动改变透光度。镜片是在镜片原料中加入卤化银等光色材料,其在阳光下经紫外线和短波可见光照射,颜色会变深,光透过率降低;在室内或暗处镜片光退色,光透过率升高,镜片的光致变色性是自动的和可逆的。

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3.4 IT行业案例

3.4.1 用颜色分级:用不同颜色,如红、黄、绿等标识软件或系统故障的不同等级。

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3.4.2 用颜色分级:用不同颜色和色度表示不同存储介质,以指示备份的重要性或顺序。

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3.4.3 高亮显示:搜索引擎给用户返回查询结果时高亮显示关键词和句,帮助用户快速找到可供参考的内容。

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发明原理NO.33同质性(Homogeneity)

1.说明

发生相互作用功效的物体应当采用同种材料或性质相近的材料制成。相同或相近的材料一般不会因为属性的差异而造成额外的有害功能。

2.措施

措施1:存在相互作用的物体用相同材料或特性相近的材料制成。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 同质材料包装:使用与容纳物有相同元素或相似特性的材料作为容器和包装,减少发生化学反应或污染的机会。例:草纸包裹中药材。

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3.1.2 钻石切割:利用与钻石同质的金刚石制造钻石的切割工具,既可以解决钻石硬度过大不易切割的问题,切割产生的粉末还可以回收。

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3.2 管理案例

3.2.1 企业文化:企业制定企业文化,统一核心价值观、愿景和使命,增强企业凝聚力。

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3.2.2 品牌识别设计:对产品、门店、广告等进行统一的品牌视觉识别设计。

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3.3 生活案例

3.3.1 自体脂肪填充:医学美容隆胸或修容,抽出患者自己身体其他部位多余的脂肪填充到美容部位,可有效避免排异反应。

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3.4 软件案例

3.4.1 集成应用:将多个应用产品的图形用户接口集成到一个平台中(例如,社交媒体的谷歌或Facebook)。

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3.4.2 统一编程语言:在同一软件中使用一种编程语言而不是多种编程语言。

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发明原理NO.34 抛弃和再生(Discarding and recovering)

1.说明

采用溶解、蒸发等手段抛弃已完成功能的零部件,或在系统运行过程中直接修改它们,或在工作过程中迅速补充系统或物体中消耗的部分。

2.措施

措施1:采用溶解、蒸发等手段抛弃已完成功能的零部件,或在系统运行过程中直接修改它们。

措施2:在工作过程中迅速补充系统或物体中消耗的部分。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 助推火箭:当助推火箭燃料消耗尽完成其助推作用后,立即将其分离。

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3.1.2 卤素灯:为解决钨灯丝蒸发损耗的问题,卤素灯内一般会充入溴或碘蒸汽。在灯使用过程中,高温使钨灯丝蒸发,钨蒸汽与灯泡内的卤素蒸汽反应形成气态卤化钨,卤化钨与工作中的灯丝接触时,高温会使卤化钨再分解,分解的产物钨就会沉淀在灯丝上,补充灯丝的损耗。

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3.2 管理案例

3.2.1 流程优化:一边执行一边优化业务流程,精简或抛弃无效环节,重构精益流程。

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3.2.2 人资管理:辞退表现不佳员工,招募新人才,优化团队结构,提高工作效率。

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3.3 生活案例

3.3.1 胶囊:用胶囊盛装对食道和胃粘膜有刺激性的粉末或颗粒药物,或盛装口感不好、易于挥发、在口腔中易被唾液分解以及易吸入气管的药物,送服后胶囊被溶解,药物释放。

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3.3.2 自动铅笔:使用中通过简单的按压动作补充铅笔芯被消耗的部分。

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3.4 软件案例

3.4.1 日志文件:日志文件循环记录会抛弃旧的日志内容,文件的存储空间得以循环再利用。

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3.4.2 热更新:热更新会抛弃旧的程序文件,加载新的文件,实现程序的再生。

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发明原理NO.35 物理/化学参数改变(Parameter changes)

1.说明

改变聚集态(物态)浓度、密度、柔度和温度等以简化操作过程或提高产品性能。

2.措施

措施1:改变聚集态(物态)。

措施2:改变浓度或密度。

措施3:改变柔度。

措施4:改变温度。

措施5:数据格式转换(软件领域)

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 锡液:浮法玻璃的成型是在锡槽中完成的。锡槽中的金属锡在高温下保持液态形式,熔融玻璃从池窑中连续流入并漂浮在相对密度大的锡液表面上,在重力和表面张力的作用下,玻璃液在锡液上铺开、摊平、形成平整的上下表面,硬化、冷却后被引上过渡辊台。

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3.1.2 天然气液化:在较高压力、较低温度下将天然气液化,使其体积缩小,便于运输。

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3.2管理案例

3.2.1 团队构成:改变团队人员构成和人员配比,提高团队创新能力和工作能力。

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3.3 生活案例

3.3.1 酒心巧克力:制作酒心巧克力过程中,先将液态的夹心冰冻,然后侵入融化的巧克力中,可以避免处理杂乱、黏稠的热液体。

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3.3.2 高压锅:水在较高气压下沸点会提升,高压锅利用这一物理性质可以使锅内的水可以达到较高温度(100℃以上)而不沸腾,以加快炖煮食物的效率。在高海拔地区,使用高压锅可解决水沸点降低而不易煮熟食物的问题。

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3.4 软件案例

3.4.1 码率优化: 音频和视频文件的码率可以根据不同时间段的内容进行调整,既保证播放质量,又减少存储空间。

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3.4.2 数据结构优化: 用链表代替数组,使内存使用更加灵活。

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发明原理NO.36 相变(Phase transitions)

1.说明

利用物质相变时产生的如体积改变、吸热或放热等效应。

2.措施

措施1:利用物质相变时产生的某种效应。如体积改变、吸热或放热。 

措施2:利用如数据量等参数的变化。(软件领域)

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 空调制冷:空调的大致制冷原理是压缩机将气态的制冷剂压缩为高温高压的气态,并送至冷凝器进行冷却,经冷却后变成中温高压的液态制冷剂进入干燥瓶进行过滤与去湿,中温液态的制冷剂经膨胀阀(节流部件)节流降压低温低压的气液混合体(液体多),经过蒸发器吸收空气中的热量而汽化变成气态, 然后再回到压缩机继续压缩,继续循环进行制冷。

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3.1.2 干冰:干冰是固态的二氧化碳,白色晶体,常温下易升华,汽化热高,在常压下升华时可使周围温度迅速下降。被广泛应用于人工降雨、清洗、冷链运输和装饰特效等领域。

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3.2 管理案例

3.2.1 管理模式变化:将管理团队从固定人员转变成任务型组织,按照项目任务组建不同的管理团队,提高执行力和灵活性。

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3.3 生活案例

3.3.1 冻豆腐:冷冻使豆腐中的水结冰,冰体积膨胀把豆腐中原来的孔隙撑大。当冰融化成水后流出,豆腐里就留下了无数个小孔,整块豆腐呈泡沫状。这样的豆腐经过烹调后,小孔里盛满了汤汁,吃起来味道就非常鲜美。

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3.4 软件案例

3.4.1 数据压缩:对不常用的冷数据进行压缩存储。其中,冷数据是指在特定时间段之后未被频繁访问的数据。

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发明原理NO.37 热膨胀(Thermal expansion)/ 按需扩展(On-demand expansion)- 软件领域

1.说明

使用热膨胀或热收缩材料,或使用不同热膨胀系数的几种材料的组合。

2.措施

措施1:使用热膨胀或热收缩材料。

措施2:组合使用不同热膨胀系数的几种材料。

措施3:按照实际需要对资源进行扩展。(软件领域)

措施4:如果已经进行了按需扩展,可进一步对不同部分进行不同程度的扩展。(软件领域)

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 轴承热装:通过加热轴承或冷却轴承座,使轴承内径或轴承座孔径发生热胀冷缩,一边轴承能够顺利装备或卸下,可以有效解决轴承安装时的间隙问题,提高装配效率和质量。

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3.1.2 双金属温度计:其工作原理是基于双金属片的热胀冷缩。双金属温度计由两种不同膨胀系数的金属材料叠合而成,通常是钢和铜,这两种金属片通过焊接或其他方式固定在一起,形成一个双层结构。当温度升高时,由于两种金属具有不同的热膨胀系数,会导致双层结构产生弯曲,通过测量和分析该弯曲程度,就可以推算出温度的变化。

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3.2管理案例

3.2.1 弹性价格策略:根据市场和季节变化,灵活调整产品或服务价格。

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3.3 生活案例

3.3.1 温度计:日常用的水银或酒精温度计都是利用液体的热胀冷缩和标定的刻度来指示温度的。

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3.4 软件案例

3.4.1 云存储、云服务器:云存储、云服务器的空间可按照客服的实际需要随时进行扩展和释放。

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3.4.2个性化调整:观察、收集用户行为,对软件进行适应用户的个性化调整,以便更好的满足用户需求。

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发明原理NO.38 强氧化作用(Strong oxidants)/ 主动对象(Active objects)- 软件领域

1.说明

用富氧空气代替普通空气或用纯氧代替空气;或者使用电离射线处理空气或氧气,使用离化的氧气;或者用臭氧代替含臭氧氧气或离子化氧气;或使用真空环境。

2.措施

措施1:用富氧空气代替普通空气。

措施2:用纯氧代替空气。

措施3:使用电离射线处理空气或氧气,使用理化的氧气。

措施4:用臭氧代替含臭氧氧气或离化氧气

措施5:引入或使用新的对象,该对象应能提供比现有互动更为密集的互动。(软件领域)

3.案例

3.1工程案例

3.1.1 火箭发动机:火箭发动机自带氧化剂。液体火箭通过泵或者高压气体使氧化剂和燃料分别进入燃烧室,两种推进剂成分在燃烧室混合并燃烧。而固体火箭的推进剂事先混合好放入燃烧室。

40个发明原理案例汇总

3.1.2 电离器:电离器可以将周围的空气电离,电离空气可中和静电,防止静电对电子元件的损坏或引发火灾、爆炸。

电离器

3.2 管理案例

3.2.1 鲶鱼效应:鲶鱼效应是采取一种手段或措施,刺激一些企业活跃起来投入到市场中积极参与竞争,从而激活市场中的同行业企业,其实质是一种负激励。

鲶鱼效应

3.3 生活案例

3.3.1 暖宝宝:暖宝宝内部主要成分为铁粉、活性炭、水和盐,工作时,暖宝宝中的铁粉会和氧气发生氧化反应,产生热量。

暖宝宝

3.3.2 臭氧保鲜:臭氧应用在蔬菜水果贮藏中,可在杀菌防霉与快速分解乙烯谢两个方面发挥作用,减缓果蔬新陈代谢,推迟后熟、老化和腐烂的时间。利用臭氧同包装、冷藏、气调等手段一起配合,可更好提高保鲜效果。

臭氧保鲜

3.4 软件案例

3.4.1 软件代理:软件代理中有一个含有上千种推荐产品的数据库,可以帮助用户选择和购买最符合他们需求的产品。

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发明原理NO.39 惰性环境(Inert atmosphere)

1.说明

用惰性环境或真空环境代替通常环境。

2.措施

措施1:用惰性环境代替通常环境。

措施2:使用真空环境。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 气保焊:指熔化极惰性气体保护电弧焊和熔化极活性气体保护电弧焊。指用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的一种电弧焊。通常该法应用于黑色金属,一般情况下,其作用是能提高电弧稳定性和改善焊缝成形。

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3.1.2 真空冶金:真空冶金是在低于标准大气压条件下进行的冶金作业,可以实现大气中无法进行的冶金过程,能防止金属氧化,分离沸点不同的物质,除去金属中的气体或杂质,增强金属中碳的脱氧能力,提高金属和合金的质量。

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3.2 管理案例

3.2.1 宽容管理:在企业中建立开放包容的组织文化氛围,类似于将员工置于惰性环境中保护起来,让员工敢于提出各种新奇大胆的想法。

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3.3 生活案例

3.3.1 充氮包装:在包装食品的袋中充填氮气,可以有效除氧,抑制食品的氧化以及微生物的繁殖,抵御外界潮气的侵入,还能保护食品不被压碎。

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3.3.2 真空包装:也称减压包装,是将包装容器内的空气全部抽出然后密封,维持袋内低氧状态,断绝微生物生存条件,以达到食品保鲜的目的。用真空包装衣物等还可以有效减少衣物体积,节省储存空间。

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3.4 软件案例

3.4.1 精简软件结构:去除系统冗余模块,使架构精简高效,类比于真空环境。

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发明原理NO.40 复合材料(Composite materials)

1.说明

用由至少两种组分组合而成的异质材料代替均质材料。

2.措施

措施1:用复合材料代替均质材料。

3.案例

3.1 工程案例

3.1.1 直升飞机螺旋桨:一般是以树脂为基体,加上不同的纤维增强剂,如玻璃纤维、碳纤维等形成的复合材料制成,具有重量轻、强度高、耐腐蚀、耐疲劳等优点,因而可以增强螺旋桨的韧性和耐久性。

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3.1.2 高档车车身:顶级跑车外壳大多使用碳纤维复合材料制成,用以提高结构强度和降低车身重量。

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3.2管理案例

3.2.1 复合型项目团队:组建复合型项目团队,集思广益提高项目质量。

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3.2.2 混合工作制:采用集中办公和弹性工作混合,提高工作效率。

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3.3 生活案例

3.3.1 护肤品:皮肤霜中含有多种成分,可同时具有保湿、营养、护肤、美白等功效。

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3.3.2 调味料:使用多种调味料使食物具有更好的味道。

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3.4 软件案例

3.4.1 复合软件界面:软件界面整合多种交互方式,如命令行、图形界面、触摸屏等。

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3.4.2 复合云平台:云平台整合IaaS、PaaS、SaaS等服务模式,为客户提供全面服务。

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