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1、机械创新设计第四章 TRIZ(萃智)原理1机 械 创 新 设 计原始的创新方法n 试错法第一次猜测第一次猜测排错排错第第n n次猜测次猜测第第n n次排错次排错2机 械 创 新 设 计查尔斯.固特异和他的橡胶硫化技术试错法的典型代表，一生仅做成了这一件事。当查尔斯。固特异发明“硫化橡胶”的时候，他没有想到，这个耗费了无数 精力，浸注了无限希望的发明并没有帮他致富，反而让他更加贫困。当弗 兰克。史伯林把自己创建的轮胎橡胶公司命名为“固特异”的时候，他也没 有想到，百年之后，这三个字成为轮胎业最响亮的一个名字。3机 械 创 新 设 计查尔斯.固特异和他的橡胶硫化技术固特异既不是化学家，也不是科学家
2、，在工厂中，他就像工人一样不停的 劳作，不停把各种材料拿来与橡胶一起试验。经过持之以恒的工作，固特 异的研究不断取得突破。1837年固特异用硝酸处理橡胶薄片并取得“酸气过 程”的专利。1839年1月固特异的试验有了重大突破，他偶然把橡胶、氧化 铅和硫黄放在一起加热并得到了类似皮革状的物质。这种物质不像通常知 道的弹性橡胶会在较高的温度下分解。固特异经过一系列改良，最终确信 他所制备的这种物质不会在沸点以下的任何温度分解，“橡胶硫化技术”问世 了。但可惜的是，这一技术与这一技术的价值却没有同时到来。 4机 械 创 新 设 计查尔斯.固特异和他的橡胶硫化技术1841年11月6日，美国专利局承认了他
3、的发明。同一年，他不顾极端贫困和身体疾病 ，把自己的发明投入生产，还没有产生效益他就再次破产，被关进监狱。1844年6月 14日美国专利局批准了他的专利，但他不得不把该专利的制造和收益的权利转给他 的债权人。 在余下的16年间，他仍然围绕着自己的专利开发了各种各样的产品。但由于硫化技 术“太容易”掌握，许多橡胶厂都在无偿享受他用辛苦换来的成果。固特异陷入与 侵权者无休止的斗争。1852年9月28日，固特异在新泽西伦登获得了诉讼的决定性胜 利。但这些诉讼大量消耗了固特异的时间和金钱，固特异依然一贫如洗。5机 械 创 新 设 计查尔斯.固特异和他的橡胶硫化技术1851年5月1日，固特异靠借来的3万
4、美元参加了维多利亚女王主办的展览会，他的展 品从家具到地毯，从梳子到钮扣都是由橡胶制成的，有成千上万的人参观了他的作 品。他因此被授予国会勋章以及拿破伦三世的英雄荣誉勋章、军团英雄十字勋章。 但他的债权人以他的发明得不到收益为由将他告上法庭，这次他挂着勋章进了牢房 。1860年6月1日，固特异在贫病中去世，这时他还欠债权人20万-60万美元。在固特异去世后的38年以后，为了纪念查尔斯.固特异对美国橡胶工业做出的巨大贡 献，弗兰克.克伯林把自己创建的轮胎橡胶公司命名为固特异。 . 6机 械 创 新 设 计常用的传统创新方法n 世界上总共有约有300多种创新的技法： 头脑风暴法、形态分析法、特性列
5、举法、缺点列举法、希望点列举法、联想类比法、反向求索法、组合创新法、废缺颠倒法、5W1H法、检核表法、和田12法、魔球法、特尔斐设想法等等7机 械 创 新 设 计通过学习创新方法创新效率 =提高了创新效率！8机 械 创 新 设 计创新是反复进新的思维发散与收敛过程定义问题大脑风暴问 题 情 境真正 的 问题创 新 方 案方案产生方案评价可行 的 方案经典创新方法TRIZ创新方法更有效的创新过程！9机 械 创 新 设 计2007年以来，我国科技部、发改委、教育部、中国科 协共同推动创新方法的工作。2008年4月28日，四部门又联 合发布了关于加强创新方法工作的若干意见，明确提 出大力推进技术创新
6、方法应用，切实增强企业创新能力。推进技术创新方法的引进与发展。针对建立以企业为 主体的技术创新体系的重大需求，推进TRIZ等国际先进技 术创新方法与中国本土需求融合 ；推广技术成熟度预测、 技术进化模式与路线、冲突解决原理、效应及标准解等 TRIZ中成熟方法在企业的应用；加强技术创新方法知识库 建设，研究开发出适应中国企业技术创新发展的理论体系 、软件工具和平台。关于加强创新方法工作的若干意见 10机 械 创 新 设 计1、什么是TRIZ？2、TRIZ的形成与发展3、TRIZ的核心思想4、TRIZ的理论体系5、TRIZ的主要内容6、TRIZ的主要工具 一、TRIZ介绍11机 械 创 新 设 计
7、1、什么是TZRI？n n 发明问题解决理论发明问题解决理论nTRI是由前苏联海军部专家Genrich S.Altshuller在1940年代创立。他审阅世 界各种专利二百五十万件，而发现这些发 明之后的规律。nTriz是俄文发明问题解决理论单词的词头 缩写，其英文缩写为TIPS（Theory of Inventive Problem Solving） TIPS（ Theory of Inventive Problem Solving）12机 械 创 新 设 计1、什么是TZRI？n n 发明问题解决理论发明问题解决理论n一种系统改良的方法；n一种自觉性演化的技術系统解决工程问题 的方法；n一
8、种消除工程冲突而不抵消妥协的工具；n分享无数发明家的知识与经验來增加工程 人员知识创造力和解决问题技巧的方法。13机 械 创 新 设 计阿奇舒勒发现的革命性结果之一 爆米花14机 械 创 新 设 计利用瞬间压力差 甜椒去籽和蒂 钻石破碎 砂糖粉碎 过滤网清洗n 不同行业中的问题，采用了相同的解决方法阿奇舒勒发现的革命性结果之一15机 械 创 新 设 计阿奇舒勒发现的革命性结果之二n 产品和生物系统一样，是按照一定的规律在发展和进化的电子管晶体管集成电路大规模集 成电路16机 械 创 新 设 计 TRIZ在前苏联的军事、工业、航空航天等领域均发挥了 巨大作用。被西方特工称之为“神奇点金术”。 苏
9、联解体后，大批TRIZ研究者移居美国等西方国家，从 而促进了TRIZ在全世界的转播，使其得到了广泛应用。起源于前苏联，被广泛使用起源于前苏联，被广泛使用2、TRIZ的形成与发展17机 械 创 新 设 计 通用电气：解决大型发电机中的关键技术问题； 克莱斯勒：应用TRIZ解决发动机生产过程中的技术问题获 利1.5亿美元； 洛克威尔：应用TRIZ解决刹车系统的创新设计，减少成本 50%； 福特汽车：TRIZ创新产品每年带来超过10亿美金销售利润 ； 摩托罗拉：.1993年以来美国数以百计公司开始研究和应用18机 械 创 新 设 计波音引入TRIZ时间比任何人想像都早“困扰研发小组长达数年的一些难题
10、，经过仅数个星期的TRIZ培训， 就找到了完美的解决方案。”“TRIZ在行业的成功推广与应用迫切需要网络化的教学平台。” 19机 械 创 新 设 计世界知名企业：三星电子 从”技术跟随者”到”行业领跑者”公司目标到2020年销售额达到4000亿美元，成 为世界第一大IT企业，进入全球10大企业之列 。 2006年, 市值突破1000亿美元 (索尼, 410亿美 元)2005年, 品牌价值超过索尼 (达149亿美元)2004年, 全球市场份额第一(销售额528亿美元 ，纯利润103亿美元，市值710亿美元;存贮芯片 、TFT-LCD、CDMA手机、显示器、HDTV)2003年, 全球品牌价值增幅
11、全球之首 (31%)20机 械 创 新 设 计nTRIZ之可用是因为经显示工程人员所面对的90%的问题 已於其他地方被解决过；n若我们能利用此资讯，则研发將更加有效；n主要焦点是浮现、了解、強化与删除冲突；nAltshuller已证明发明可系统化地导出，而不必源自尝 试错误。3、TRIZ的核心思想21机 械 创 新 设 计工具创新的思维创新的规律S曲线能量传递法则 协调性法则 动态性法则 子系统不均衡进化向超系统进化向微观型进化提高理想度法则创新的方法物理矛盾 分离方法 物场模型 标准解法知识库技术矛盾创新原理小人法 金鱼法 STC算子九屏幕法IFR资源 术语术语矛盾 理想度效应 功能技术系统
12、完备性法则功能分析根本原因分析算法ARIZ自己的算法九步法4、TRIZ的理论体系22机 械 创 新 设 计5、TRIZ的主要内容n 40条创新原理n 技术进化系统法则n 技术矛盾与物理矛盾 n 矛盾矩阵n 物质场分析n 理想性观念和标准解法n 23机 械 创 新 设 计40个创新原理1分割11事先防范21减少有害作用时 间31多孔材料2抽取12等势22变害为利32改变颜色、拟态3局部质量13反向作用23反馈33同质性4增加不对称 性14曲率增加24借助中介物34抛弃或再生5组合、合并15动态特性25自服务35物理或化学参数变 化6多用性16未达到或过度的作 用26复制36相变7嵌套17一维变多
13、维27廉价替代品37热膨胀8重量补偿18机械振动28机械系统替代38加速氧化9预先反作用19周期性动作29气压或液压结构39惰性环境10预先作用20有效作用的连续性30柔性壳体或薄膜40复合材料24机 械 创 新 设 计鱼嘴形喷气式飞机进气口1 1）以不以不对称对称形形状状取代取代对称对称形形状状创新原则之四：增加不对称性25机 械 创 新 设 计26机 械 创 新 设 计27机 械 创 新 设 计28机 械 创 新 设 计29机 械 创 新 设 计30机 械 创 新 设 计31机 械 创 新 设 计32机 械 创 新 设 计33机 械 创 新 设 计34机 械 创 新 设 计35机 械 创
14、新 设 计36机 械 创 新 设 计37机 械 创 新 设 计38机 械 创 新 设 计39机 械 创 新 设 计40机 械 创 新 设 计41机 械 创 新 设 计42机 械 创 新 设 计43机 械 创 新 设 计44机 械 创 新 设 计45机 械 创 新 设 计工程系統的進化趨勢n n由由单单一一趋趋向向复数；复数；n n由由整体趋整体趋向分向分割；割；n n由由钢钢性性趋趋向向柔软；柔软；n n由由单单向向趋趋向向双双向向；n n由一由一维趋维趋向多向多维；维；n n由由单单一用途一用途趋趋向多用途向多用途。技术进化系统法则46机 械 创 新 设 计电脑键盘的进化轨迹 动态法则: 技
15、术系统向着适应性, 流动性和可操作性增加的方向发展由刚性趋向柔性47机 械 创 新 设 计技术矛盾n 技术矛盾 系统的几个元素或参数互为冲突； 为了改善技术系统的某个参数，导致该技术系统的另一个参数发生恶化；48机 械 创 新 设 计技术矛盾实例n 汽车改善恶化 增加速度稳定性降低安全性降低49机 械 创 新 设 计物理矛盾n 存在于更基本层次的矛盾；n 对系统同一个参数有不同的要求结实 厚 轻便 薄厚度（桌面）50机 械 创 新 设 计技术矛盾和物理矛盾比较同一个参数， 两个不同 要求两个参数之间 的矛盾物理矛盾技术矛盾51机 械 创 新 设 计48个通用技术参数（对应更新矛盾参数矩阵）1、
16、运动物体的重量14、速度27、能量损失40、作用于物体的有害因素2、静止物体的重量15、力28、信息损失41、可制造性3、运动物体的长度16、运动物体的能量消耗29、噪音42、制造精度4、静止物体的长度17、静止物体的能量消耗30、有害的发散43、自动化程度5、运动物体的面积18、功率31、有害的副作用44、生产率6、静止物体的面积19、应力或压强32、适应性45、系统的复杂性7、运动物体的体积20、强度33、兼容性或连通性46、控制和测量的复杂性8、静止物体的体积21、结构的稳定性34、操作的方便性47、测量的难度9、形状22、温度35、可靠性48、测量精度10、物质的数量23、照度36、易维修性11、信息的数量24、运行效率37、安全性12、运动物体的作用时间25、物质损失38、易受伤性13、静止物体的作用时间26、时间损失3
