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1、TRIZ TRIZ 发明问题解决理论发明问题解决理论 1 1 技术系统的进化技术系统的进化 2 2 1 无论是一个简单产品还是复杂的技术系统 其核心技术的发展都是遵循着客观的规律发展演 变的 即具有客观的进化规律和模式 2 各种技术难题和矛盾的不断解决是推动这 种进化过程的动力 3 技术系统发展的理想状态是用最少的资源 实现最大效益的功能 TRI三个核心思想 技术系统 3 3 汽车作为一个技术系统 轮胎 发动机 方向盘等是汽车的子系统 而 每辆汽车都是整个交通系统的组成部分 因此对于汽车而言 交通系统就是 汽车的超系统 电冰箱 分析电冰箱这一技术系 统 压缩机 散热板 拉门 等是电冰箱的子系统
2、 而电 冰箱所处的环境 如 房间 就可以称为电冰箱这一技 术系统的超系统 汽车 技术系统的进化 4 4 系统是由相互作用和相互依赖的若干组 成部分结合成的 具有特定功能的有机整体 什么是系统 技术系统 5 5 所有运行某个功能的事物可称为 技术系统 什么是技术系统 技术系统 6 6 什么是子系统 系统是由多个子系统组成的 并通过子 系统间的相互作用来实现一定得功能 子系 统可以是零件或是看不见的物质 甚至于构 成元素 技术系统 7 7 任何技术系统均包括一个或多个子系统 每个子系统执行自身功能 它又可分为更 小的子系统 技术系统 8 8 什么是超系统 超系统是系统所在的环境 环境 中的其他相关
3、的系统可以看做是超系 统的构成部分 技术系统 9 9 技术系统的构成关系图 原 件操 作 子系统1 子系统1 子系统n 系 统超系统 技术系统的进化 1010 技术系统的进化 技术系统进化论 技术系统进化论的主要观点是 产品的进化并 不是随意的 也同样遵循着一定的客观规律和模式 所有技术的创造与升级都是向最强大的功能发展的 1111 技术系统进化的过程 技术系统进化就是指实现系统功能的技术 从低级向高级变化的过程 对于一个具体的技术系统来说 对其子系 统或元件进行不断地改进 以提高整个系统的 性能 就是技术系统的进化过程 技术系统的进化 1212 木船向轮船的进化 手工操作向机器自动化的进化
4、黑白电视机向彩色电视机的进化 技术系统的进化 1313 任何一种产品 工艺或技术都在随着时 间向着更高级的方向发展和进化 并且它们 的进化过程都会经历相同的几个阶段 技术系统的进化 1414 每个技术系统的进化一般都要经历如S 曲线所示的四个阶段 婴儿期 成长期 成熟期 衰退期 S 曲线描述了技术技术系统完整的生命周期 其横轴表示时间 纵轴表示系统 的性能参数 如 在飞机这一技术系统中 飞机的速度 安全性等都是其重要的性能参数 S 曲线 1515 当有一个新需求 而且满足这个需求是有 意义的两个条件同时出现时 一个新的技术系 统就会诞生 新的技术系统一定会以一个更高 水平的发明结果来呈现 1
5、技术系统的诞生和婴儿期 S 曲线 1616 处于婴儿期的系统尽管能够提供新的功能 但该 阶段的系统明显地处于初级 存在着效率低 可靠性 差或一些尚未解决的问题 由于人们对它的未来比较 难以把握 而且风险较大 因此只有少数眼光独到者 才会进行投资 处于此阶段的系统所能获得的人力 物力上的投入是非常有限的 S 曲线 1717 性能的完善非常缓慢 此阶段产生的专利 级别很高 但专利数量较少 系统在此阶段的 经济收益为负 处于婴儿期的系统的特征 S 曲线 1818 进入发展期的技术系统 系统中原来存在的各种 问题逐步得到解决 效率和产品可靠性得到较大程 度的提升 其价值开始获得社会的广泛认可 发展 潜
6、力也开始显现 从而吸引了大量的人力 财力 大量资金的投入会推进技术系统获得高速发展 2 技术系统的成长期 快速发展期 S 曲线 1919 性能得到急速提升 此阶段产生的专利级别 开始下降 但专利数量出现上升 系统在此阶段 的经济收益快速上升凸显出来 这时候投资者会 蜂拥而至 促进技术系统的快速完善 处于成长期的系统的特征 S 曲线 2020 在获得大量资源的情况下 系统从成长期会 快速进入第3个阶段 成熟期 这时技术系统已经 趋于完善 所进行的大部分工作只是系统的局部 改进和完善 3 技术系统的成熟期 S 曲线 2121 性能水平达到最佳 这时仍会产生大量的专利 但专利 级别会更低 此时需要警
7、惕垃圾专利的大量产生 以有效使用 专利费用 处于此阶段的产品已进入大批量生产 并获得巨额 的财务收益 此时 需要知道系统将很快进入下一个阶段衰退 期 需要着手布局下一代的产品 制定相应的企业发展战略 以保证本代产品淡出市场时 有新的产品来承担起企业发展的 重担 否则 企业将面临较大的风险 业绩会出现大幅回落 处于成熟期的系统的特征 S 曲线 2222 成熟期后系统面临的是衰退期 此时技术系统 已达到极限 不会再有新的突破 该系统因不再有 需求的支撑而面临市场的淘汰 从图中可以看到处 于第4阶段的系统 其性能参数 专利等级 专利 数量 经济收益4方面均呈现快速的下降趋势 4 技术系统的衰退期 S
8、 曲线 2323 TRIZ从性能参数 专利级别 专利数量 经 济收益4个方面来描述技术系统在各个阶段所表现 出来的特点 以帮助人们有效了解和判断一个产 品或行业所处的阶段 从而制定有效的产品策略 和企业发展战略 S 曲线 2424 时间 时间 时间 时间 经济收益专利数量专利等级性能参数 1婴儿期 2成长期 3成熟期 4衰退期 TRIZ从性能参数 专利级别 专利数量 经济收益4个方面来描述技术系统在各个阶段所表现 出来的特点 以帮助人们有效了解和判断一个产品或行业所处的阶段 从而制定有效的产品策略和 企业发展战略 S 曲线 2525 时间 性能 成长期 婴儿期 成熟期 衰退期 系统A 系统B
9、系统C 当一个技术系统的进化完成4个阶段以后 必然会出现一个新的技术系统来替 代它 比如图中的系统B C 如此不断的替代 就形成了S形曲线族 S 曲线 2626 S S曲线的跃迁曲线的跃迁 新产品模式 研发下一代 竞争技术 下一个产品模式 的S曲线 能工作 能正确工作 最大性能 最大功效 最佳可靠性 最低成本 过时技术 时间 主要 参数 研发极限 S 曲线 2727 评估系统现有技术的成熟度 分析当前 所处阶段有利于资源分配 帮助我们做出正 确的研发决策 帮助我们思考如何进行下一代技术和产 品的开发 S 曲线的作用 S 曲线 2828 产品进化过程与技术预测产品进化过程与技术预测 n n 技术
10、预测 通过分析当前产品的核心技术在技术进化过程中的状态技术预测 通过分析当前产品的核心技术在技术进化过程中的状态 S S曲线 预测产品的技术水平曲线 预测产品的技术水平 n n 通过分析产品今后可能的进化方向和可能进化的新状态 形成产品通过分析产品今后可能的进化方向和可能进化的新状态 形成产品 创新设想 预测新一代产品创新设想 预测新一代产品 n n 掌握产品当前技术水平 优化现有产品掌握产品当前技术水平 优化现有产品 n n 预测未来发展方向 开发更具竞争力新产品预测未来发展方向 开发更具竞争力新产品 S 曲线 2929 八大技术系统进化法则八大技术系统进化法则 3030 八大技术系统进化法
11、则八大技术系统进化法则 1 1 提高理想度法则 提高理想度法则 2 2 完备性法则 完备性法则 3 3 能量传递法则 能量传递法则 4 4 协调性法则 协调性法则 5 5 子系统不均衡进化法则 子系统不均衡进化法则 6 6 向超系统进化法则 向超系统进化法则 7 7 向微观级进化法则 向微观级进化法则 8 8 动态性进化法则 动态性进化法则 多用于技术系统产生初期 用于技术发展中期 用于技术发展后期 其他7个法则都是围绕提高理想度法则进行的 3131 Ideality 有害功能 花费 有害的功能 花费 有用的功能数量 什么是理想度 0 0 1 提高理想度法则 有用的功能 提高理想度法则 323
12、2 1 一个系统在实现功能的同时 必然有2方面 的作用 有用功能和有害功能 2 理想度是指有用作用和有害作用的比值 3 系统改进的一般方向是最大化理想度比值 4 在建立和选择发明解法的同时 需要努力提 升理想度水平 技术系统的理想度法则包括以下四方面含义 提高理想度法则 3333 任何技术系统 在其生命周期之中 是沿 着提高其理想度向最理想系统的方向进化的 提高理想度法则代表着所有技术系统进化法则 的最终方向 理想化是推动系统进化的主要动 力 比如手机的进化 计算机的进化 提高理想度法则 3434 1 理想系统只工作在需 要的地方 在需要的时候 做需要的事 2 理想系统不会浪费时间 系统可在瞬
13、间做一切 物资 能源等 两个基本的途径可以扩大系统的理想程度 提高理想度法则 3535 1 系统的主要目的是提供一定功能 传统 思想认为 为了实现系统的某种功能 必须建立 相应的装置或设备 而TRIZ则认为 为了实现系 统的某种功能不必引入新的装置和设备 而只需 对实现该功能的方法和手段进行调整和优化 技术系统理想状态包括3个方面内容 提高理想度法则 3636 2 任何系统都是朝着理想化方向发展的 也就 是向着更可靠 简单有效的方向发展 系统的理想状 态一般是不存在的 但当系统越接近理想状态 结构 就越简单 成本就越低 效率就越高 3 理想化意味着系统或子系统中现有资源的最 优利用 提高理想度
14、法则 3737 手机的进化 1973年诞生 重800 克 仅能电话通信 重仅数十克 超过100种 包括 通话 闹钟 短信 游戏 mp3 GPS 录音 照相等 第一部手机 现代手机 提高理想度法则 3838 计算机的进化 现代计算机 重1000克 功能 上千种 包括数 学计算 绘图 通信 多媒体等 第一台计算机 重数吨 功能 数学计算 提高理想度法则 3939 最理想的技术系统应该是 并不存在物理实体 也不消耗任何资源 但是却能够实现所有必要的功能 即物理实体趋于零 功能无穷大 简单 说 就是 功能俱全 结构消失 提供理想度可以从以下4个方向予以考虑 1 增加系统的功能 2 传输尽可能多的功能到
15、工作元件上 3 将一些系统功能移转到超系统或外部环境中 4 利用内部或外部已存在的可利用资源 系统的质量 尺寸 能量消耗0 实现的功能数量 提高理想度法则 4040 减少花费方面建议使用理想资源 阳光 地热 潮汐 地磁 人体能等 理想能源 提高理想度法则 4141 提高理想度是技术系统发展的终极目标 给我们指明了方向 其他的进化法则都是围 绕这条法则进行的 提高理想度法则的作用 提高理想度法则 4242 2 完备性法则 要实现某项功能 一个完整的技术系统必须包 含以下四个部件 动力装置 传输装置 执行装置 和控制装置 完备性法则 4343 完整的技术系统 控制装置 传输装置执行装置动力装置产
16、品能量源 A 系统如果缺少其中的任一部件 就不能成为一个完整的技术系统 B 如果系统中的任一部件失效 整个技术系统也无法 幸存 完备性法则 4444 完备性法则有助于确定实现所需技术功能的方 法并节给资源 利用它可对效率低下的技术系统进 行简化 完备性法则 4545 刷牙 完成 清洁牙齿 这一功能的技术系统由四部分 组成 完备性法则 大 脑 手臂 手牙 刷肌肉组织清洁牙齿能 量 4646 帆船 完成 运输货物 这一功能的技术系统由四部分组成 完备性法则 水 手 桅 杆船 体帆货 物风 4747 有助于我们准确地判断 现有的组件集合 是否构成完整的技术系统 提高技术系统的效 率 完备性法则的作用 完备性法则 4848 技术系统要现实其功能 能量必须能够从能量源 流向技术系统的所有元件 如果技术系统中的某个原件不能接收能量 它就 不能发挥作用 那么整个系统就不能执行其有用功能 或者有用功能作用不足 3 能量传递法则 能量传递法则 4949 多米诺骨牌 收音机的能量传递 收音机在金属屏蔽的环境 如汽车中 就不能收听到高质量的广播 尽管收 音机内各子系统功能都正常 但电台传导的能量源受阻
