triz基础和技术系统

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1、主讲人：曾富洪,攀枝花学院,发明问题解决理论,2,“TRIZ”一词是俄文“发明问题解决理论”的首字母缩写，英文名称为Theory of Inventive Problem Solving。自从1946年以来，以G.S.Altschuller为首的专家，经过对250万份专利文献的研究发现，一切技术问题在解决过程中都有一定的模式可循，可对大量好的专利进行分析并将其解决问题的模式抽取出来，为人们进行学习并获得创新发明的能力提供参考。经多年搜集、分析、比较和归纳，这一研究建立了一整套体系化的、实用的发明问题解决方法，这就是所谓的TRIZ法理论。,2,TRI的由来及基本思想,传统创新方法的特点： 1）更

2、多依赖于心理因素，具有很大的无序性、随机性和偶然性。 2）运用于简单创新问题、不能揭示问题的矛盾。 3）适用于可能解不多于10个到20个的简单创新问题。,3,3,TRI的由来及基本思想,4,TRIZ的产生与发展,革命性成果之一：不同行业中的问题，采用了相同的解决方法,5,革命性成果之二：发现了技术系统的进化趋势 系统/产品是按照一定规律在发展的,TRIZ的产生与发展,6,冷战时期，TRIZ的应用主要在前苏联。 （1）80座城市的100所TRIZ学校，20世纪80年代超过500所。学生的成绩以完成各级发明水平的毕业论文作为考核标准。 （2）前苏联在设计部门要求所配备的设计工程师和TRIZ工程师的

3、比例为71。 （3）凡担任经济、科技领导职务者必须先获得发明教育文凭。 前苏联在20世纪70年代中期专利申请量和批准量跃居世界第二，在冷战时期保持了对美国的军事力量平衡。,TRIZ的产生与发展,7,苏联解体后，TRIZ在世界范围内广泛传播。波音、通用、克莱斯勒、摩托罗拉等公司的应用情况表明，TRIZ可提高发明的成功率，缩短发明周期。,（1）福特汽车应用TRIZ解决汽车推力轴承在大负荷出现偏移的问题。 （2）1999年，克莱斯勒应用TRIZ的经济效益为1.5亿美元。 （3）波音应用TRIZ将波音767改装成空中加油机。 （4）美国供应商协会向美国企业推荐TRIZ、QFD、田口法。,TRIZ的产生

4、与发展,8,（1）发明级别的划分 依据发明专利对科学的贡献程度、技术的应用范围及为社会带来的经济效益等把发明专利划分为五级： 最小发明问题：在本领域内正常的设计 小型发明问题：解决一个技术问题时，对现有系统某一个组件进行改进 中型发明问题：对系统的若干个组件进行改进 大型发明问题：采用全新的原理完成对现有系统基本功能的创新 重大发明问题：用最新的科学原理，导致一种全新系统的发明、发现,发明级别与TRIZ的适用范围,9,（1）发明级别的划分,发明级别与TRIZ的适用范围,10,（2）划分发明级别的意义 发明级别越高，完成该发明所需的知识和资源就越多 随着社会的发展、人类的进步、科技水平的提高，已

5、有发明的级别也会随着时间的变化不断降低 对于某种核心技术，按照一定的方法论对该核心技术的所有专利按照年份、发明级别和数量可以绘制其“S-曲线”，对于产品研发和技术预测具有重要意义 人们所面临的95%的问题，都可以利用已有的某学科内的知识体系来解决 当遇到技术难题时，不仅要在本专业内寻找答案，也应当向专业外扩展,发明级别与TRIZ的适用范围,11,（3）TRIZ的适用范围 TRIZ是在总结二、三、四级发明专利基础上，归纳、总结出来的。 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，不讲与创新思维无关的技术规律 TRIZ不同于头脑风暴，不

6、讲与技术规律无关的思维问题,发明级别与TRIZ的适用范围,12,1、TRIZ的基本观点 （1）技术系统进化过程不是随机的，而是有客观规律可以遵循，这种规律在不同领域反复出现： （2）在解决发明问题的实践中，人们遇到的各种矛盾以及相应的解决方案总是重复出现； （3）用来彻底而不是折中解决技术矛盾的创新原理与方法，其数量并不多，一般科技人员都可以学习、掌握； （4）解决本领域技术问题的最有效的原理和方法，往往来自其他领域的科学知识。,TRIZ的理论体系,13,13,关于发明问题的“多与不多” 发明问题是无限多的，而发明等级是不多的； 发明问题是无限多的，而矛盾（冲突）的类型比较而言是不多的； 发明

7、就是克服矛盾，而克服矛盾的原理也是不多的。,TRIZ的理论体系,14,2、TRIZ的核心思想 现代TRI的核心思想主要体现在三个方面：,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、冲突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尽量少的资源实现尽量多的功能,TRIZ的理论体系,15,发明问题解决算法ARIZ,专利分析,自然科学,系 统 科 学,思 维 科 学,物质-场问题 标准解系统,知识使能问题 知识效应库,技术矛盾 创新原理,物质-场分析,物理矛盾 分离方法,系统分析,矛

8、盾分析,资源分析,技术系统/技术过程,矛盾,资源,理想化最终结果,技术系统进化法则,辩证法+系统论+认识论,创新 思维 培养,TRIZ的理论体系,3、TRI体系,体系模型,16,TRI体系及创新方法简化模型可用： 一种思想最终理想解 一组法则技术系统进化法则 四个工具 物理冲突与分离方法 技术冲突与发明原理 物场分析与标准解 How to模型与知识库 一种算法发明问题解决理论（ARIZ）,TRIZ的理论体系,3、TRI体系,17,（1）最终理想解（IFR）,TRIZ的理论体系最终理想解,3、TRI体系,18,（2）技术系统 技术系统：由相互联系的元件所组成的、以实现某种功能或职能的事物的集合。

9、 子系统：更细化的、可以实现各种基本功能的组成部分，称为技术系统的子系统。 超系统：技术系统之外的系统或系统的组成部分，往往是指技术系统所隶属的外部环境。,TRIZ的理论体系技术系统,3、TRI体系,19,（2）技术系统,TRIZ的理论体系技术系统,20,(3)技术系统进化的S曲线,TRIZ的理论体系S曲线,21,婴儿期,TRIZ的理论体系S曲线,22,成长期,TRIZ的理论体系S曲线,23,成熟期,TRIZ的理论体系S曲线,24,衰退期,TRIZ的理论体系S曲线,25,、,当一个技术系统的进化完成4个阶段后，会出现一个新的技术系统来替代它，如此不断替代。,TRIZ的理论体系S曲线,26,例：

10、电子管计算机晶体管算计大规模集成电路计算机量子计算机,TRIZ的理论体系S曲线,27,通过性能参数随时间变化的规律，可以准确地予测产品和技术所处的生命周期阶段。,TRIZ的理论体系S曲线,28,S曲线的作用,评估系统现有技术的成熟度 预测新一代产品进化的方向 帮助企业决策者做出正确的研发与引进决策,TRIZ的理论体系S曲线,29,（4）技术系统进化法则（经典TRIZ） 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 子系统不均衡进化法则 向超系统进化法则 向微观系统进化法则 协调性进化法则,TRIZ的理论体系进化法则,3、TRI体系,30,一个完整的技术系统必须包含四个部分： 动力装

11、置，传输装置，执行装置，控制装置,完备性法则,TRIZ的理论体系进化法则,31,执行装置 对系统作用对象实施功能，常称为“工具” 传输装置 把能量或场传递给执行装置 动力装置 从能量源获取能量，转化为系统所需的能源 控制装置 控制其他组件如何协调，以实现功能,完备性法则,TRIZ的理论体系进化法则,32,完备性进化实例,完成“运输货物”这一功能的技术系统由以下四个部分组成：,TRIZ的理论体系进化法则,33,技术系统实现功能的必要条件：能量必须能够从能量源流向技术系统的所有元件； 技术系统的进化应该沿着使能量流动路径缩短的方向发展，以减少能量损失； 如果某个元件接收不到能量，就不能发挥作用，这

12、会影响到技术系统的整体功能 实例：多米诺骨牌,能量传递法则,TRIZ的理论体系进化法则,34,减少能量损失的几个途径： 缩短能量传递路径，减少传递过程中的能量损失； 最好用一种能量（或场）贯穿于系统的整个工作过程，减少能量形式的转换导致的能量损失； 如果系统组件可以更换，那么将不易控制的场更换为容易控制的场 机械场声场热场化学场电场磁场/电磁场,能量传递法则,TRIZ的理论体系进化法则,35,蒸汽机车能量利用率 515%,内燃机车能量利用率 3050%,电力机车能量利用率 6585%,能量传递法则,案例： 火车,TRIZ的理论体系进化法则,36,协调性法则,技术系统的进化，沿着整个系统的各个子

13、系统互相更协调，与超系统更协调的方向发展 实例： 积木玩具 风景区的建筑,TRIZ的理论体系进化法则,协调性法则的进化路线 1）形状协调 2）频率协调 3）材料协调,37,形状协调 各子系统之间，以及子系统与超系统的形状要相互协调 实例,协调性法则,TRIZ的理论体系进化法则,38,例：人体工学设计-与超系统形状协调,符合人体工学的手杖,符合人体工学的键盘、鼠标,形状协调进化路线 相同形状 自兼容形状 兼容形状 特殊形状,协调性法则,TRIZ的理论体系进化法则,39,实例：球鼻形船首,使船体与船鼻分别形成的波浪的波峰与波谷，它们相遇而相互抵消,形状协调进化路线 相同形状 自兼容形状 兼容形状

14、特殊形状,协调性法则,TRIZ的理论体系进化法则,40,形状协调进化路线表面形状的进化,平滑表面,带有突起的表面,粗糙表面,带有活性物质的表面,TRIZ的理论体系进化法则,41,形状协调进化路线内部结构的进化,实心的缓冲器,中空的缓冲器,蜂窝装结构,毛细结构,带有气囊的保险杠,实心的物体,物体内部中空,内部多孔结构,毛细结构,动态内部结构,TRIZ的理论体系进化法则,42,频率协调,频率协调进化路线单个物体,连续运动,脉冲,周期性作用,增加频率,共振,TRIZ的理论体系进化法则,43,材料协调,材料协调进化路线,人工心脏,捐赠心脏,克隆心脏,实例：人工心脏,相同材料,相似材料,惰性材料,可变特

15、性的材料,相反特性的材料,TRIZ的理论体系进化法则,44,提高理想度法则,发明与创新就是为了创造高度理想化系统获得最终理想结果（ Ideal Final Results IFR）,IFR ：系统只具有有用功能，而无成本或有害功能,提高理想度法则是指： 技术系统是沿着提高其理想度，向最理想系统的方向进化。 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：,系统的质量、尺寸、能量消耗,实现的功能数量,0,TRIZ的理论体系进化法则,45,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。 最理想的技术系统应该是：就是“功能俱全，结构消失”。 它反映一个实际技术系统对IFR的近似程度 。 提

16、高理想度法则使所有其他进化法则的基础。是技术系统进化的最基本法则；而其他法则则揭示了提高技术系统理想度的具体方法。,提高理想度法则,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。,TRIZ的理论体系进化法则,46,简化低价值组件的路线,离散安置,仪表组合,图线显示,挡风玻璃显示,实例：汽车仪表盘,完整的系统,去掉部分组件,部分简化的系统,完全简化的系统,提高理想度法则,TRIZ的理论体系进化法则,47,技术系统的进化应该沿着结构柔性、可移动性、可控性增加的方向发展，以适应环境状况或执行方式的变化 掌握动态进化法