Die 40 besten TRIZ-Prinzipien zur Verbesserung Ihrer Design-Herausforderungen

Für Produktdesigner. Die 40 TRIZ-Prinzipien sind die Lösungen für die "TRIZ-Widersprüche"bei der Lösung von Produktdesign-Problemen oder zur Hervorhebung anderer Ansätze während Ihrer Produktdesign-Brainstorming-Sitzungen.

This article focuses on the 40 triz principles to be used with or without the TRIZ methodology.

Refer to TRIZ methods, tips, and tools at the end of this article.

Die 40 TRIZ-Grundsätze

Da es sich um Übersetzungen aus dem Russischen handelt, die von Buch zu Buch variieren können, haben wir die am häufigsten verwendete Terminologie übernommen und die Triz-Prinzipien nach Familien gegliedert.

Hinweis: Wir haben im folgenden Kapitel ergänzende Grundsätze und Technologien hinzugefügt.

Highlighted in green is our selection of principles of high interest & frequent usage in Product Design

Unterschiedliche Montage

Diese Familie fasst alle Mittel zusammen, mit denen die Komponenten oder Teile unterschiedlich zusammengesetzt werden können. Sie ist eindeutig bei den Entwurfsentscheidungen zu berücksichtigen.

			Beispiele	unsere Kommentare
#1	Segmentierung	Ein Objekt in unabhängige Teile aufteilen		Gut, um ein technisches Problem zu lösen oder eine Komponente aus dem Regal zu beziehen, kann aber zu Komplexität und zusätzlichen Kosten führen
#2	Herausnehmen	Ein störendes Teil oder eine störende Eigenschaft von einem Objekt abtrennen oder das einzig notwendige Teil oder die einzig notwendige Eigenschaft eines Objekts herausnehmen		kann sehr effektiv sein, aber die Produktabsicht muss klar sein, damit sie in die Produktspezifikationen einfließen kann.
#4	Asymmetrie	Wenden Sie Kraft oder Lasten nicht gleichmäßig an.		Örtlich angewandt erlaubt es häufig, die Leistung zu reduzieren und die Struktur zu verschlanken (minimale Ausnahme und Ermüdung)
#5	Zusammenführung	Gruppiert kleinere Teile oder Komponenten neu, um das Hauptziel zu erreichen		Abhängig von Kontext und Volumen: ein spezielles Teil oder eine Komponente könnte kostengünstiger und materialsparender sein
#7	Verschachtelung	Erinnern Sie sich an die "Matrjoschka", die russischen holzgeschnitzten Puppen in Nestern?		Modularität, ein Gewinn an Lagerung, Transport, Produktvarianten …
#27	Intermediär	Hinzufügen eines Zwischenteils oder einer Funktion in der Baugruppe		Nicht gerade der schlankste Ansatz. Ist das die einzige Lösung?

Anpassung an Benutzer oder Kontext

In dieser Kategorie werden alle Mittel zur Veränderung des Produkts oder des Systems in Bezug auf seine Umgebung zusammengefasst. Meistens in der Spezifikationsphase und nicht erst in der Entwurfsphase.

			Beispiele	unsere Kommentare
#3	Lokale Qualität	Anpassung des Qualitätsniveaus an die strengen Anforderungen, und zwar nur an der gewünschten Stelle		"Overprocessing" in den 7 Verschwendungen des Lean-Gedankens, aber für die Entwurfsphase
#6	Universalität	Einem vorhandenen Teil oder Produkt andere Verwendungszwecke geben		Mit sehr geringem Aufwand und umweltfreundlich neue Märkte erschließen. Nicht gerade, um ein Designproblem zu lösen, aber vorgelagert.
#22	Nutzen aus Schaden	Durch Verringern, Hinzufügen oder Erhöhen des schädlichen Faktors wird dieser zu einer nützlichen oder sekundären Funktion
#23	Rückmeldung	Anpassung des Stellantriebs an den tatsächlich benötigten Parameter; Regelkreis		Selbstnivellierend & ohne Benutzereingriff.
#25	Selbstbedienung	Das Teil oder Produkt soll andere Funktionen erfüllen, sich selbst regenerieren oder verwertbare Abfälle produzieren.		Wenn möglich, eine schöne Art der Wertschöpfung
#26	Kopieren	Ersetzen Sie komplexe und kostspielige Komponenten durch billige, leichte und einfache Kopien, oder arbeiten Sie an einem Bild statt an dem teuren Objekt selbst		(die Essenz von Wertanalysen, falls Sie das noch nicht kennen)
#27	Verbrauchsmaterial	Ersetzen Sie etwas Starkes und Teures durch Verschleißteile oder Komponenten		die Abfälle, die Umwelt und die neuen Vorschriften zu berücksichtigen. Andere Lean-Ansätze existieren

Formulare folgen Funktionen

Eines der Motive dieser Website. Lesen Sie den entsprechenden Beitrag über Forms Follow Functions (fff): gruppiert alle Mittel, die die Form oder den Raum verändern. In der Regel sind das die einfachsten, zuverlässigsten und kostengünstigsten Lösungen.

			Beispiele	unsere Kommentare
#8	Anti-Gewicht	Verwenden Sie das Gewicht, um andere Aktoren abzusenken		typischerweise das Gegengewicht in einem Aufzug
#14	Sphäroidität, Krümmung	Make ist rund
#17	Eine andere Dimension	machte 2D, was 1D ist, und 3D, was 2D ist		Ermöglicht Möglichkeiten (Lücken, Räume) bei der Lösung
#30	Dünn und flexibel	Schwere Strukturen dünn und eventuell flexibel gestalten, wenn Bewegung erforderlich ist		Siehe die Designbibliothek für Kunststofftricks für geformte Scharniere oder dünne Wände

Die Zeit ist das Wesentliche

Familie, die alle TRIZ-Prinzipien umgruppiert, funktioniert in Bezug auf Zeit und neue Sequenz.

Die Lösung einer technischen Herausforderung mit einer neuen zeitlichen Abfolge kann übersehen werden, weil sie auf dem Reißbrett nicht sichtbar ist

… aber hüten Sie sich davor, das zu erniedrigen Benutzererfahrung mit längeren oder zusätzlichen Schritten

			Beispiele	unsere Kommentare
#9	Vorläufige Anti-Aktion	Dem Schaden mit einer Gegenmaßnahme zuvorkommen		z. B. Vorspannung von Betonbalken, vor der eigentlichen Belastung
#10	Vorläufige Maßnahme	Die Anforderung oder Änderung im Voraus durchführen oder vorbereiten
#11	Vorherige Abfederung	"Vorbeugen statt heilen", bevor es zu spät ist		Qualität, Schlankheit (...) aber für Design hier
#13	Andersherum	Umkehrung des physikalischen Prinzips oder der Teile im Verhältnis zueinander		z. B. bei einem Peltier-Modul: eine Seite kühlen, statt die andere zu erwärmen
#20	Kontinuität der nützlichen Maßnahmen	Halten Sie den Prozess oder die Bewegung nicht an		Operationen und WIP begrenzen & Trägheit nutzen
#21	Rushing Through	Die Aktion schnell ausführen		Dieselbe Logik wie bei der Anwendung von Kraft, die nicht gleichmäßig, sondern rechtzeitig angewendet wird, um den Aufwand, die Energie oder das Risiko zu begrenzen
#34	Aussortieren und Verwerten	Verwendung, Entsorgung oder Wiederverwendung zu einem späteren Zeitpunkt		Umwelt- und produktionsfreundlich

Physikalische Eigenschaften

TRIZ Prinzipien, die sich entweder auf mechanische, physikalische oder chemische Eigenschaften der Materialien oder der Umgebung beziehen.

			Beispiele	unsere Kommentare
#12	Äquipotentialität	Um Energie zu sparen, Positionsänderungen in einem potenziellen Feld begrenzen		Bewegen Sie kein Metall in einem Magnetfeld und heben Sie keine Teile in einem Gravitationsfeld an.
#15	Dynamics	Teile oder Komponenten relativ zueinander bewegen
#16	Teilweise oder übermäßige Maßnahmen	Reduzieren oder erhöhen Sie einige Spezifikationen leicht, um die konforme Zone zu erreichen.		Pareto: 20% macht den 80%. Oder ist 95% genug?
#18	Mechanische Vibration	Verwenden Sie eher Vibrationen als große Bewegungen		ermöglicht eine sehr lokale Wirkung und ist in der Regel energieeffizienter
#19	Regelmäßige Maßnahmen	Ersetzen Sie kontinuierliche Linearantriebe durch rotierende, pulsierende oder sich wiederholende Mittel		Verknüpfung mit der vorherigen, je nach Ausmaß
#28	Ersatz für Mechaniker	Ersetzen Mechanik mit Magnet oder Elektromagnetismus		Siehe unseren Beitrag Design mit Magneten
#29	Pneumatik und Hydraulik	Mechanik durch Hydrauliksystem ersetzen		einige Einschränkungen, aber jeden Cent wert, wenn anpassungsfähig, flexibel oder lange Strecken
#31	Poröse Materialien	Gestaltung mit porösen Materialien (oder Erhöhung der Mikro- oder Makroporosität)		Leichter. 3D-CAD & Metallpulversintern hilft heutzutage
#32	Farbwechsel	Ändern Sie die Farbe oder die Transparenz, um den Prozess zu erleichtern. Zeigen Sie Informationen durch einen Farbwechsel an.		viele Spezialtinten oder -materialien sind verfügbar, für Druck-, Temperatur-, Dichte-, Feuchtigkeits- (...) Anzeige
#33	Homogenität	Zwei zusammenwirkende Teile sollten aus den gleichen oder ähnlichen Materialien bestehen.		... und wenn es repariert ist, das gleiche Teil sein!
#35	Änderungen der Materialeigenschaften	Veränderung der Materialeigenschaften nutzen: Änderung des physikalischen Zustands, Festigkeit, Steifigkeit, Textur, Flexibilität ...		(Farbe, Länge in anderen Prinzipien)
#36	Übergang der Phasen	Folgen des Phasenübergangs nutzen: Wärmeaufnahme oder -erzeugung, Volumenänderung, Transparenzänderung ...
#37	Thermische Ausdehnung	Nutzung der thermischen Ausdehnung (oder Kontraktion) eines Materials zur Ausübung einer Kraft		Feste oder zeitlich begrenzte Montagen. Verwenden Sie auch Bimetalle
#38	Starke Oxidationsmittel	O2 oder O3 angereicherte Atmosphäre		Achten Sie auf die Aspekte Entflammbarkeit und Korrosivität
#39	Inerte Atmosphäre	O2 oder O3 abgesenkte Atmosphären zum Einfrieren einiger chemischer Reaktionen		Gegenteil von vorher; siehe das Dreieck des Feuers
#40	Zusammengesetzte Materialien	Verwendung von Verbundwerkstoffen		Leichter. Heutzutage gut bekannt, aber achten Sie auf Alterung und Prozesswiederholbarkeit

The TRIZ Methodology in a Nutshell

The contradiction matrix and the TRIZ principles are the fundamental tools within this methodology, developed by the Soviet inventor and science fiction writer Genrich Altshuller.

1 – Preparing the Contradiction Table

The table consists on aligning all 39 engineering parameters versus the new product functions. By cross-referencing these parameters within the matrix, designers and engineers can identify potential solutions that might not be immediately obvious, fostering innovative thinking and efficient problem resolution.

The 39 engineering parameters

The Product Functions

Refer to other articles on this site to define proper user product functions, not to be confused with constraints (ex: a mandatory legal standard is a constrain from a product design point of view … unless you are the standard distributor or reseller) 

2 – Applying the 40 Principles

Addressing contradictions is the crucial step in problem-solving. The process begins with identifying the specific contradiction, which typically falls into one of two categories: technical or physical.

• A technical contradiction arises when improving one aspect of a system leads to the deterioration of another.
• A physical contradiction involves conflicting requirements for the same element.

Now filling the table with one or more of the 40 principles listed above in each cell is the key step.

As the table consists of likely several hundreds of cells, to be reviewed in details with an open mind to creative and new solution, the process can be very long. Some software do help for that, but you loose the global view of the table, adjacent columns or rows that can be grouped together in a common solution.

We have seen some detailed research on AI applied to TRIZ, without a publicly available tool so far (see public research paper here)

Tipp: if time is a factor, we recommend focusing on key contradictions and user functions, rather filling superficially all the cells. A design-to-cost oder minimal viable product approche can help in this priorisation -see other posts for these methods-.

This systematic approach enables the transformation of the contradiction into a creative opportunity, facilitating innovative breakthroughs.

Triz Methodology examples

A classic example of TRIZ in action is its application in the automotive industry to address the challenge of reducing vehicle weight without compromising safety. By employing TRIZ principles, engineers identified the use of high-strength, lightweight materials like carbon fiber composites, which allowed for substantial weight reduction while maintaining structural integrity.

Another example can be found in electronics, where TRIZ has been used to enhance battery life in smartphones. By analyzing and overcoming contradictions, such as increasing battery capacity without enlarging the phone size, engineers innovated with energy-efficient processors and software optimizations. These examples demonstrate how TRIZ enables systematic Innovation by transforming problems into opportunities for inventive solutions.

The New 9 Complementary Innovation.world Principles

Wir waren der Meinung, dass diese ergänzenden Grundsätze oder Technologien in der ursprünglichen Liste der 40 TRIZ-Grundsätze fehlten:

• • • standardisieren: sowohl innerhalb Ihrer Produktionsmittel und Ihrer Produktpalette, aber auch unter Verwendung von OEM- und Standardkomponenten (dies kann kaum das Ergebnisprinzip jeder Patentrecherche sein, die Wurzel der TRIZ-Methodik)
    • verfestigtes Gas oder Flüssigkeit: Beispiel: Pick-and-Place unter Verwendung von gefrorener Luftfeuchtigkeit, um kleine Komponenten zu kommissionieren. Einige Gemeinsamkeiten mit #35-Änderungen der Materialeigenschaften
    • Einschlag: um plötzliche Energiespitzen nur bei Bedarf zu erreichen, anstatt die durchschnittliche Leistung zu erhöhen (z. B. mechanische Zähne oder Walzenabzieher). Einige Gemeinsamkeiten mit #21-Rushing Through
    • nicht-newtonsche FlüssigkeitenFlüssig, wenn es still steht, wird hart, wenn es Energie, Schlag oder Bewegung bekommt. Wird bereits in der Futtermittelindustrie verwendet. Mit einer gewissen Ähnlichkeit zum Endeffekt kann es sich auch um ein Metallpulver handeln, das sich verfestigt, wenn es einem Magnetfeld ausgesetzt wird, wie bei Ferrofluiden.
    • Kapillarität: die Flüssigkeit höher zu heben oder zu saugen oder sichtbar zu machen oder Flüssigkeiten zu mischen
    • Osmose und Umkehrosmose: durch eine poröse Membran, um ultrafeine Elemente abzutrennen
    • additive Materialien: verschiedene 3D-Drucktechnologien, von Harzen und geschmolzenen Kunststoffe zu gesinterten Metallpulvern
    • Magnete: nicht nur der in der Liste erwähnte Elektromagnetismus; siehe den Artikel über das Design mit Magneten
    • Federnentweder linear oder konzentrisch. Um Bewegungen oder Energiespitzen abzuladen, aber auch, um Energie zu speichern und sie zu einem späteren Zeitpunkt wieder abzugeben (eine der TRIZ-Widerspruchslösungen: "zeitlich getrennt")

Ressourcen von Interesse für TRIZ-Prinzipien

Es gibt viele Videos zu den TRIZ-Grundsätzen, aber in diesem erklärt Karen Gadd die Konzepte, das eigentliche Ziel und den Kontext, anstatt die 40 Grundsätze aufzulisten. Siehe

Eine Präsentation mit Originalillustrationen zu jedem der 40 Grundsätze:

TRIZ-Prinzipien – Theorie des erfinderischen Problemlösens de LogeshrajV