《发明与创新的流程与方法（triz）ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发明与创新的流程与方法（triz）ppt课件（215页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、发明与创新的流程与方法 (TRIZ),宋华明 教授、博士生导师Email: H Phone: 13512500816 QQ:392413018 南京理工大学经济管理学院,课程材料 invent_ Freshman123456,1 引言 2 TRIZ概述 3 技术系统进化理论 4 创新思维 5 技术矛盾、40条发明原理、矛盾矩阵 6 物理矛盾与分离原理,主要内容,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。,1 引言,爱迪生,托马斯.爱迪生和他的白炽灯,爱迪生实验发明灯泡,用了1600多种金属材料和6000多种非金属材料，经历了6000多次失败。这一方面反映了爱迪生
2、的勤奋和努力、另一方面也说明传统创造思维方式试错法的效率低下。,1 引言,托马斯.爱迪生和他的白炽灯,爱迪生的助手尼古拉.特勒撒说：“我非常同情他的工作状况，如果有一点点理论和计算能帮助他的话，就将节省他90%的精力。” 爱迪生是靠苦干拼出来的，他是在边试验边分析后确定下次试验该怎幺做的。这种方法速度太慢，已经无法适应快速发展的需求了。天才靠的是1%的灵感和99%的汗！ -Thomas Edison,1 引言,传统试错法的缺点 过分依赖个体的心智水平和主观经验，随意性大，缺乏客观性，可复制性差。混乱、无序，效率低。,1 引言,传统试错法,问题,1 引言,科学发现和技术发明是少数天才的专利吗？是
3、他们天才大脑的“直觉”、“顿悟”和“灵感”的产物吗？,NO!创造能力是可以学来的.发明是有运算法则的（Algorithm）,人类历史上 最有价值的 知识是方法 的知识。笛卡尔,科学发明需要创造方法 庞加来,方法是重要的,1 引言,TRIZ，并不能给你问题的答案，但它可以给你指出答案的方向！,方法是重要的,1 引言,你可以等待100年获得灵感，也可以利用这些原理用15分钟解决问题。,方法是重要的,方法是重要的,掌握TRIZ与不掌握TRIZ的科技人员，他们的创新能力相差几十倍至几百倍。,分析专利,2 TIRZ概述,发明专利库,迄今为止，TRIZ已分析了9,000,000专利,有代表性的 实用专利,
4、20%,30条物理效应和现象应用表 40条技术创新原理表 48个创新问题解决引导表 48*48矛盾矩阵表 物场分析与76个标准解,创新工具,专利背后的规律,1926.10.15 1998.09.24,阿奇舒勒（ Altshuller ）,2 TIRZ概述,通过对大量专利的分析，阿奇舒勒得出了以下三条发现：1. 类似的问题与解在不同的工业及科学领域交替出现。 创新的规律性 2. 技术系统进化的模式在不同的工程及科学领域交替出现。 他山之石，可以攻玉 3. 创新所依据的科学原理往往属于其他领域。 拓宽思路、打破思维定势,相同的问题和解决方案被反复使用,2 TIRZ概述,专利背后的规律,科学效应在其
5、所属领域之外被用来进行创新,2 TIRZ概述,专利背后的规律,应用瞬间压力差原理产生的典型发明,1945 迅速去除青椒的籽和蒂 1950 迅速剥除松子、葵花籽和花生的壳 1972 使人造宝石沿内部原有的微纹分割 1979 船用发动机却水过滤器的快速清洁 .,应用该原理产生的发明多达200多种！,科学效应,科学效应库,2 TIRZ概述,专利背后的规律,什么是TRIZ,俄文 Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch 英文Theory of Inventive Problem Solving 中文发明问题解决论 萃思（台湾） 萃智（大陆）,2 TIRZ概述
6、,TRI的核心思想包括:（1）人们在解决发明问题的实践中，遇到的各种矛盾以及相应的解决方案总是重复出现。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）技术系统发展的理想状态是用尽量少的资源实现尽量多的功能。 （3）各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力。 （4）用来彻底而不是折中解决技术矛盾的创新原理与方法，数量并不算多，一般科技人员和有关方面人员都可以学习和掌握。 （5）解决本领域技术问题的最有效的原理与方法，往往来自其他科学领域。,TRI的核心思想和内容,2 TIRZ概述,TRIZ的体系结构,2
7、 TIRZ概述,发明的级别,什么是TRIZ,2 TIRZ概述,发明级别与TRIZ的适用范围,阿奇舒勒认为，一级发明过于简单，不具有参考价值；五级发明对于一般科研人员来说又过于困难，可遇不可求，也不具有参考价值。他从专利中把属于二级、三级和四级的专利挑出来，进行分析研究，并最终发现、总结了蕴藏在这些专利背后的规律。,TRIZ通常不解决技术领域以外的问题； TRIZ不解决技术领域中的五级发明问题； TRIZ不同于专业科技书籍，不讲与创新思维问题无关的技术规律； TRIZ不同于头脑风暴，不讲与技术规律无关的思维问题；,什么是TRIZ,2 TIRZ概述,实际问题,TRIZ解决问题的模式,2 TIRZ概
8、述,TRIZ的解题模式,鸡兔同笼问题,一只笼子里有若干只鸡和若干只兔，数头有54只，数脚有152只，请问有几只鸡和几只兔？,2 TIRZ概述,从”技术跟随者”到”行业领跑者”,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 2003年, 全球品牌价值增幅全球之首 (31%) 1997年 三星负债170亿美元，濒临倒闭,应用TRIZ最成功的企业：三星,2 TIRZ概述,Samsung 从模仿跟踪到技术领先,2 TIRZ概述,引入TRIZ的公司,2 TIRZ概述,国内知名企业研究所的典型应用,船舶系
9、统工程部等,70，201等研究所,702 , 710，712， 713 ，715等研究所,中航601等研究所,203等研究所,692等单位,2 TIRZ概述,出口一台DVD一美元利润,出口售价32美元,交专利费 18美元,成本 13美元,企业利润 1美元,什么是TRIZ,2 TIRZ概述,TRIZ的地位与本质,门捷列夫元素周期表 达尔文自然进化论 斯宾塞社会进化论 阿齐舒勒技术系统进化法则本质上都在描述复杂系统的演化规律！,3 技术系统进化论,技术系统的进化不是随机的，而是遵循一定的客观规律。,同生物系统的进化类似，技术系统也面临着自然选择，优胜劣汰。,3 技术系统进化论,实例：汽车,分析汽车
10、的性能参数之一能耗,当前技术系统所处的阶段,t,2,t,3,t,2,t,3,t,3,t,2,t,1,Time,Time,Time,Time,III,IV,I,II,2,1,t1,t,1,t,1,t1,t2,t,3,技术系统的进化是指实现系统功能的技术从低级向高级变化的过程。,TRIZ技术系统进化理论指出： 技术系统一直处于进化之中，解决技术系统矛盾是进化的推动力。 所有技术系统的进化都遵循一定的客观规律。,基于技术进化法则，可以使我们的产品开发具有可预见性，对于提高产品创新的成功率,缩短发明周期，都具有重要意义和价值。,技术系统进化法则,完备性法则 能量传递法则 动态性进化法则 提高理想度法则
11、 子系统不均衡进化法则 向微观级进化法则 向超系统进化法则 协调性进化法则,问题,如何用4根火柴组成一个“田”字？如何一笔画出一个圆，圆心,4 创新思维方法,功能的定义 功能是物体作用于其他物体、并改变其参数的行为 功能描述了组件改变其它对象的能力 功能是一个抽象概念，功能在物理上并不存在，也没有物理属性（温度、重量）。,功能,助听器,声音,扩大,手术刀的功能,所有技术系统进化的终极目标：IFR,理想度,最理想的技术系统：作为物理实体它并不存在，但却能够实现所有必要的功能IFR: 系统在保持有用功能正常运作的同时，能够自行消除有害的，不足的、过度的作用,理想最终结果IFR,给鸡蛋标注生产日期和
12、保质期，消费者就能够判断鸡蛋是否坏损，因此有“身份证”的鸡蛋受到消费者的青睐，价格也比没有标识的高。 分析资源：物质、能量、动作 方案：利用已有的动作,案例,资源就是一切可被人类开发和利用的物质、能量和信息的总称 资源的类型有：物质资源能量资源信息资源时间资源空间资源功能资源,资源,什么是思维惯性,思维惯性是双刃剑,问题1,河边停着一只小船，只能容纳一个人，有两个人同时来到岸边，并且这两个人都坐着这条船过了河。请问：他们是怎样过河的？,问题2,如何改进登月舱外部的灯泡？,问题3,火箭喷嘴改进,TRIZ中的创新思维方法,1. 九屏幕法,2. IFR法,3. 小人法,4. 金鱼法,5. STC算子
13、,技术系统：由物质组件组成，为满足人们（社会）的需求而实现某种功能的系统。 子系统：技术系统的组成部分。 超系统：包含技术系统和与它有关的其它系统的系统。,创新思维方法九屏幕法, Step1：画出三横三纵的表格，将要研究的技术系统填入格1 Step2：考虑技术系统的子系统和超系统，分别填入格2和3 Step3：考虑技术系统的过去和未来，分别填入格4和5 Step4：考虑超系统和子系统的过去和未来，填入剩下的格中 Step5：针对每个格子，考虑可用的各种类型资源 Step6：利用资源规律，选择解决技术问题,九屏幕法的步骤,当前系统,创新思维方法九屏幕法,创新思维方法九屏幕法,汽 车,创新思维方法
14、九屏幕法, 帮助我们多角度的看待问题，突破原有思维局限 多个方面和层次寻找可利用的资源，更好的解决问题,九屏幕法的作用,太空钢笔,九屏幕法的实例,美国国家科学院的科学家们想研制一种在太空失重情况下使用的太空笔。可是研究了好长时间都没有奏效。最后科学家们向全国发出了征集启事，一周后收到了一位小学生寄来的包裹，上面歪歪扭扭地写着一行字“能否试试这个”。打开包裹一看，令一群科学家拍案叫绝原来是一捆铅笔。,似乎许多人都觉得太空笔真是毫无意义的发明。但实际上并不是这样的。确实，在早期的宇航员都使用铅笔，但这并不是因为接受了小学生的建议，而是因为钢笔、圆珠笔在失重条件下都无法使用，铅笔是唯一的选择。但是铅
15、笔笔芯有时候会断，在失重的环境中漂浮，会漂进鼻子、眼睛中，或漂进电器中引起短路，成了危险品。而且，铅笔的笔芯和木头在纯氧的环境中会快速燃烧。,普通钢笔,创新思维方法九屏幕法,为了研究需要测量动物园里毒蛇的长度，这种毒蛇攻击性很强，人不能靠近。动物组织也在关注这个事情，因此不能为了研究而伤害它。,练习：测量毒蛇长度,九屏幕法的实例, 孟加拉国有1300万棵棕榈树，一棵棕榈树每年可产240升树汁用来生产棕榈糖。 棕榈树树干一般高20多米，如何割取棕榈汁？,分析各个场景的资源,绳梯 猴子 悬崖 从小砍出梯子状的树干,TRIZ中的理想化,在问题解决之初，先抛开各种限制条件针对问题情境，设立各种理想模型，即最优的模型结构来分析问题并以取得最终理想结果作为终极追求目标,TRIZ中的理想化模型,理想化模型所涉及的要素包括： 理想系统 理想过程 理想资源 理想方法 理想机器 理想物质 理想化模型的层次 最理想 理想 次理想,TRIZ中的理想化,理想度的极限,第一步：设计的最终目的是什么？ 第二步：理想解是什么？ 第三步：达到理想解的障碍是什么？ 第四步：出现这种障碍的结果是什么？ 第五步：不出现这种障碍的条件是什么？创造这些条件存在的可用资源是什么？,
