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空间维数.. | |||||||||
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.软件案例
3.1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。
3.2分布式数据库：数据分割存储在多节点数据库，提高容错性。
3.3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。
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.软件案例
3.1防火墙检查：防火墙检查数据包，抽取并丢弃恶意流量。
3.2编译器：编译器从源代码中抽取语法结构生成目标代码。
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.软件案例
3.1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。
3.2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。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1混合云：组合云服务和本地部署实现混合云。
3.2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。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1自动代码生成：将抽象的元数据转换成具体的源代码。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1电脑使用状态反馈：软件对电脑内存使用、CPU温度等反馈。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1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。
3.2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。
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.IT行业案例
3.1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。
3.2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）。
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.IT行业案例
3.1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。
3.2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。
3.3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。
3.4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。
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.软件案例
3.1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。
3.2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。
3.3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。
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.IT行业案例
3.1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。
3.2异常处置：捕获异常并与系统隔离开。
3.3 VPN：使用虚拟专用网络（VPN），通过公共系统访问公司存储器。
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.软件案例
3.1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。
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.IT行业案例
3.1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。
3.2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。
3.3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。
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.软件案例
3.1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）。
3.2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。
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.软件案例
3.1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。
3.2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。
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.软件案例
3.1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。
3.2数据结构优化:用链表代替数组，使内存使用更加灵活。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1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。
3.2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。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1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。
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.软件案例
3.1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。
3.2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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