triz创新方法理论及应用

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1、TRIZ创新方法理论及应用,主要内容,第1章 TRI简介 第2章TRIZ主要内容 第3章TRIZ案例分析,第1章 TRI简介,1. 1 TRIZ基本概念 1. 2 TRI体系 1. 3 TRI核心思想 1. 4 TRI中发明的五个等级,TRIZ是工程技术人员的“孙子兵法”,TRIZ=方法学+知识库,TRIZ包含以下三个方面： 1、 方法学(A)：对于技术的新认识 2、方法学(B)：关于解决问题的思 维方式 3、知识库：实施方法学(A)的案例 (知识)集合。,日本学者中川彻,1. 1 TRIZ基本概念,TRI通俗解释,在已有的、或者变换过的资源的基础上，采用类似的 法则，排除影响达到理想结果的矛

2、盾产生了新的发 明。,羽毛笔,自来水笔,圆珠笔,毛细管笔,3000年,25年,在Altshuller的带领下，动用前苏联的1500多名专家，经过50多年对250万的专利文献加以搜集、研究、整理、归纳、提炼和重组,建立起一整套体系化的、实用的解决发明问题的理论方法体系TRIZ（解决发明问题理论）,发明专利库,迄今为止，TRIZ已分析了15,000,000专利,有代表性的 实用专利,20万250万,4万50万,TRIZ的含义及来源,1950,1960,1970,1980,1990,2000,解决发明问题,TRIZ软件(CAI),1940,1995 完成增强型 AR I Z,TRIZ发展历程,200

3、3矛盾矩阵,TRIZ的发展历程,1. 2 TRI体系,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,功能分析 物场模型 矛盾分析 资源分析 技术矛盾 物理矛盾 发明问题 科学原理 创新原理 分离原理 标准解法 知识库,创新 思维 培养,技术系统/技术过程,矛盾,资源,理想化,辩证法系统论认识论 技术系统进化法则,解题流程 理论来源,问题分析与 求解,基本概念,哲学 理论基础,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 技术冲突与发明原理 物理冲突与分离方法 物场分析与标准解 How to模型与知识库 一种算法发

4、明问题解决理论（ARIZ）,1. 2 TRI体系,（1）最终理想解（IFR）,1. 2 TRI体系,（2）技术系统 技术系统：由相互联系的元件与运作所组成的、以实现某种功能或职能的事物的集合。 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：把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。,1. 2 TRI体系,（3）技术系统进化法则（经典TRIZ） （1）完备性法则 （2）能量传递法则 （3）协调性进化法则 （4）提高理想度法则 （5）动态性进化法则 （6）子系统不均衡进化法则 （7）向微观系统进化法则 （8）向超系统进化法则,1.

5、2 TRI体系,S曲线,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。,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。,一个完整的技术系统必须包含四个部分： 动力装置，传输装置，执行装置，控制装置,完备性法则,完备性进化实例,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,协调性法则,技术系统的进化，沿着整个系统的各个子系统互相更协调

6、，与超系统更协调的方向发展 实例： 积木玩具 风景区的建筑,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,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,形状协调,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,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,可变特性的材料,相反特性的材料,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,简化低价值组

7、件的路线,离散安置,仪表组合,图线显示,挡风玻璃显示,提高理想度法则简化组件,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,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 1）柔性进化 2）可移动性进化 3）可控性进化,动态性进化法则,子系统不均衡进化法则,技术系统由多个实现各自不同功能的子系统组成，各个子系统是不同步不均衡进化的；,任何技术系统中的每一个子系统都是沿着各自的S曲线进化的；,不同的子系统在不同的时间点到达自己的极限，这将导致子系统间矛盾的出现，解决矛盾将使整个系统得到突破性的进化。,案例：飞机进化

8、,技术系统沿着减小其元件尺寸的方向进化 实例：计算机,向微观级进化法则,案例：,实例：电子元件的进化 电子管-晶体管-集成电路,实例： 超迷你USB数码相机,录音机随身听便携CD机 mp3 耳环播放机,向微观级进化法则,技术系统的进化是沿着从单系统双系统多系 统的方向发展 技术系统进化到极限时，实现某项功能的子系统会 从系统中剥离，转移至超系统，作为超系统的一部分 在该子系统的功能得到增强改进的同时，也简化了原有的技术系统,向超系统进化法则,2 分析 问题模型,3 陈述IFR 和物理矛盾,5 运用 效应知识库,4 运用 物-场资源,6 转换或 替代问题,7 分析解决物 理矛盾的方法,8 运用

9、解决方案,9 分析解决 问题的过程,1 分 析 问 题,把状态模糊问题准确描述为单一问题,创建空间、时间、物质和场等有效资源清单,确定最终理想解方向及其阻碍的物理矛盾,重新选择并定义另一对技术矛盾,求得最终理想解,获取资源的最大化应用,借以透彻分析增长创新潜能,（4）ARIZ,1. 2 TRI体系,（1）实际问题解决思路 例：鸡兔同笼问题。 一个笼子里有若干只兔和鸡，数头为54，数脚为152，请问有多少只兔？多少只鸡？,实际问题,数学模型 二元一次方程,求解数学模型,实际问题解答,1. 2 TRI体系,（2）TRIZ解决问题工具体系,1. 2 TRI体系,（2）TRIZ解决问题工具体系,试错,

10、转化,TRIZ工具,应用,待解决的问题,1. 2 TRI体系,（2）TRIZ解决问题工具体系,1. 2 TRI体系,（3）使用TRIZ解决问题的基本思路 建议首先使用物质-场模型和76个标准解解决，是一种标准化、模式化的方法 使用技术矛盾和物理矛盾解决问题时，TRIZ提供的思考方向比较多，注意不能随意舍弃任何一个原理 尽量将技术矛盾转化为物理矛盾并激化物理矛盾，往往有助于问题的解决 非标准问题使用ARIZ解决,1. 2 TRI体系,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、

11、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,1. 3 TRI核心思想,1. 4 TRI中发明的五个等级,（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,1. 4 TRI中发明的五个等级,（2）划分

12、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,1. 4 TRI中发明的五个等级,韩国受益于与苏联的地缘关系，很早就接触到TRIZ。 于1998年引进了TRIZ，早期并不成功。直到2003年第二次的引进，三星利用TRIZ，节约

13、成本达15亿美元，并运用TRIZ成功申请了52项专利。 这才引起世界高度的兴趣与关注。 在韩国一些大公司大力支持下，TRIZ的应用得以蓬勃发展；例如三星公司成立三星先进技术研究院。 2007年三星公司平均每月有60个美国专利授权，排名世界第二。 一个在1997年亚洲金融危机濒临倒闭韩国企业，但是到了2006年三星的市值却超过1千亿。三星的总裁李正龙在2005年第一次向世界宣布：是什么救活三星？用的就是“萃智TRIZ”！。,TRIZ导入韩国的成功实例,应用TRIZ的效益可以缩短创新的过程，对产品制造过程能有所改善，可在最短时间产生更多产品构思和问题解决方案、可以创造技术先进、引领市场的新产品。,

14、目前TRIZ应用领域也从传统制造业、电子半导体产业、航天、化工、建筑、医药、生物科技等领域，延伸至商业、管理等非科技领域；TRIZ也开始被应用在其他项目，如音乐、艺术与雕塑、漫画卡通、诗歌等人文领域上。,TRIZ引领各个领域成功创新,TRIZ应用于各种领域的成功范例鲜少公开。即使是公开的案例也仍蒙上一层神秘的面纱，因为涉及到各公司产品与制程的创新发明，所以并未能展示该公司的技术本质。,第2章 TRIZ主要内容,2. 1 TRIZ创新思维方法 2. 2 40个发明原理 2. 3 物理矛盾和四大分离原理 2. 4 物-场模型分析,如何用4根火柴组成一个“田”字？ 如何一笔画出一个圆，圆心,思考？,

15、思维定势 为了有效地利用TRIZ的法则、规则和理论方法，需要进行思维的创新，但思维定势会妨碍完成创新思维活动。 常见的思维定势有三种： 术语的定势 形象的定势 专业知识的定势,（1）九屏幕法 九屏幕法是一种考虑问题的方法，是指在分析和解决问题的时候，不仅要考虑当前系统，还要考虑其超系统和子系统；不仅要考虑当前系统的过去和将来，还要考虑超系统的过去和将来。,2. 1 TRIZ创新思维方法,太空钢笔 据说，早期美国航天员在太空中用钢笔写不出字来，这是因为太空中缺乏重力的缘故。于是，美国航空航天局决定划拨100万美元专款进行攻关。研究是在极其秘密的状态下进行的，经过半年多夜以继日的集中攻关，最后研制出了一款专用的、十分精密的太空钢笔。 在庆祝大会上，美国宇航局的一位官员突生疑问：我们如此费力，那么苏联航天员在太空中使用什么笔写字的？,（2）理想度,2. 1 TRIZ创新思维方法,（2）理想度 实例,月球上的灯泡外罩,测量酸对不同合金抗蚀性的理想容器,2. 1 TRIZ创新思维方法,（3）小人法,2. 1 TRIZ创新思维方法,实例,2. 1 TRIZ创新思维方法,实例,2. 1 TRIZ创新思维方法,实例,2. 1 TRIZ创新思维方法,（4）金鱼法 将幻想的、不现实的问题求解构想，变为可行的解决方案 金鱼法是一个反复迭代的分解过程 利用金鱼法，有助于将幻想式的构想转变成切实可