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創(chuàng)新方法及TRIZ理論概述新疆電子研究所林櫟2010年5月
創(chuàng)新方法及TRIZ理論概述新疆電子研究所創(chuàng)新方法概論形勢與任務創(chuàng)新的理論和工具創(chuàng)新方法概論形勢與任務創(chuàng)新的理論和工具第一部分
、
形勢與任務
第一部分
、形勢與任務第二部分
創(chuàng)新技法和TRIZ理論第二部分創(chuàng)新技法和TRIZ理論創(chuàng)新技法和TRIZ理論創(chuàng)新的現狀與困惑傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法TRIZ簡介創(chuàng)新技法和TRIZ理論創(chuàng)新的現狀與困惑傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法TRIZ創(chuàng)新概述“創(chuàng)新”就是“拋棄舊的、創(chuàng)立新的”
——新華字典即在已有的基礎上,提出獨特的、新穎的且富于成效的見解與思維。創(chuàng)新概述“創(chuàng)新”就是“拋棄舊的、創(chuàng)立新的”即在已有的基礎上,發(fā)明是處處存在的,存在于生活的各個角落發(fā)明不是高深莫測的,任何人都能有發(fā)明利用同一個原理可在不同領域和行業(yè)發(fā)明創(chuàng)新關于發(fā)明創(chuàng)新發(fā)明是處處存在的,存在于生活的各個角落關于發(fā)明創(chuàng)新發(fā)明創(chuàng)新的5個層次第1級——最小型發(fā)明
指那種在產品的單獨組件中進行少量的變更,但這些變更不會影響產品系統(tǒng)的整體結構的情況。該類發(fā)明并不需要任何相鄰領域的專門技術或知識。特定專業(yè)領域的任何專家,依靠個人專業(yè)知識基本都能做到該類創(chuàng)新。例如以厚度隔離減少熱損失,以大卡車改善運輸成本效率等。約占32%32%45%19%4%0.3%0%10%20%30%40%50%發(fā)明創(chuàng)新的5個層次第1級——最小型發(fā)明32%45%19%發(fā)明創(chuàng)新的5個層次第2級——小型發(fā)明
此時產品系統(tǒng)中的某個組件發(fā)生部分變化,改變的參數約數十個,即以定性方式改善產品。創(chuàng)新過程中利用本行業(yè)知識,通過與同類系統(tǒng)的類比即可找到創(chuàng)新方案,如中空的斧頭柄可以儲藏釘子等。約占45%32%45%19%4%0.3%0%10%20%30%40%50%發(fā)明創(chuàng)新的5個層次第2級——小型發(fā)明32%45%19%4發(fā)明創(chuàng)新的5個層次第3級——中型發(fā)明
產品系統(tǒng)中的幾個組件可能出現全面變化,其中大概要有上百個變量加以改善,它需利用領域外的知識,但不需要借鑒其它學科的知識。此類的發(fā)明如原子筆、登山自行車、計算機鼠標等。約占19%0%32%45%19%4%0.3%10%20%30%40%50%發(fā)明創(chuàng)新的5個層次第3級——中型發(fā)明0%32%45%19發(fā)明創(chuàng)新的5個層次第4級——大型發(fā)明
指創(chuàng)造新的事物,需要數千個甚至數萬個變量加以改善的情境,它一般需引用新的科學知識而非利用科技信息,該類發(fā)明需要綜合其它學科領域知識的啟發(fā)方可找到解決方案,如內燃機、集成電路、個人電腦等。低于4%32%45%19%4%0.3%0%10%20%30%40%50%發(fā)明創(chuàng)新的5個層次第4級——大型發(fā)明32%45%19%4發(fā)明創(chuàng)新的5個層次第5級——特大型發(fā)明
主要指那些科學發(fā)現,一般是先有新的發(fā)現,建立新的知識,然后才有廣泛的運用,如蒸汽發(fā)動機,飛機、激光等。低于0.3%0%32%45%19%4%0.3%10%20%30%40%50%發(fā)明創(chuàng)新的5個層次第5級——特大型發(fā)明0%32%45%1結論
真正的發(fā)明只占約4%,絕大多數發(fā)明屬于第1、2、3級,是對原有系統(tǒng)的不同程度的改進;發(fā)明不是高深莫測的,絕大多數發(fā)明都是利用同一個原理,在不同領域和行業(yè)的發(fā)明創(chuàng)新。較低級別的發(fā)明可使技術不斷得到完善。123發(fā)明創(chuàng)新的5個層次結論真正的發(fā)明只占約4%,絕大多數發(fā)明屬于第1、2、3國際、國內形勢目前,全世界86%的研發(fā)投入、90%以上的發(fā)明專利都掌握在發(fā)達國家手里中國處在國際分工的外圍和產業(yè)鏈的下游“市場換技術”不是可持續(xù)發(fā)展的有效手段1949-1979:封閉狀態(tài)下的自力更生1980-2004:開放情勢下的市場換技術2001-當前:開放格局下的自主創(chuàng)新關鍵核心技術,軍工高技術既“換”不來,也買不來!“一個國家沒有技術獨立,就沒有經濟、政治上的獨立”。
——蘭德公司資料來源:《中國戰(zhàn)略導向“自主立國”》,經濟觀察報,章敬平國際、國內形勢目前,全世界86%的研發(fā)投入、90%以上的發(fā)明關于創(chuàng)新技法的爭論有關創(chuàng)造創(chuàng)新方法問題曾經在兩大派之間展開了較長時期的爭論:一派認為創(chuàng)造發(fā)明主要靠天才的靈感和非邏輯思維,不存在可循的創(chuàng)新技法,馬赫、羅素、維特根斯坦、波普爾等學者就持有這類觀點;另一派則認為發(fā)明創(chuàng)造有方法可循,但在很長一段時間里卻又拿不出切實可行的和令眾人信服的創(chuàng)新方法。關于創(chuàng)新技法的爭論有關創(chuàng)造創(chuàng)新方法問題曾經在兩大派之間展開了傳統(tǒng)創(chuàng)新技法的分類邏輯思維非邏輯思維科學推理型
演繹法
歸納法
類比法
自然現象和科學原理探索法
等價變換法
KJ法
類推法
組合法
分解法
形態(tài)分析法
信息交合法
橫向思考法
奧斯本檢核表法
5W1H法
和田法
智力激勵法(頭腦風暴法)
聯想法
逆向構思法
形象思維法
靈感啟示法
大膽設想法
特性列舉法
缺點列舉法
希望點列舉法技法原理具體技法名稱主要思維形式組合型形象思維型列舉型有序思維型聯想型60傳統(tǒng)創(chuàng)新技法的分類邏輯思維非邏輯思維科學推理型
演繹法
組合傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法第1次猜測第n次猜測第n次排錯排錯試錯法傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法第1次猜測第n次猜測第n次排錯排錯試錯法頭腦風暴法自由思考延遲批判以量求質不同行業(yè)結合改善頭腦風暴法傳統(tǒng)創(chuàng)新與TRIZ創(chuàng)新結果的比較、解決辦法思維定勢發(fā)明問題12345678傳統(tǒng)創(chuàng)新應用發(fā)散思維“試錯法”搜索發(fā)明問題解決辦法傳統(tǒng)創(chuàng)新與TRIZ創(chuàng)新結果的比較、解決辦法思維定勢發(fā)明問題1基于TRIZ的創(chuàng)新——收斂思維傳統(tǒng)創(chuàng)新(發(fā)散)與
TRIZ創(chuàng)新(收斂)的結果比較ARIZ理論標準解法發(fā)明原理效應知識庫……技術系統(tǒng)進化法則問題問題解決基于TRIZ的創(chuàng)新——收斂思維傳統(tǒng)創(chuàng)新(發(fā)散)與
TRIZ創(chuàng)TRIZ簡介1234TRIZ的理論體系TRIZ的核心思想TRIZ的形成與發(fā)展什么是TRIZTRIZ簡介1234TRIZ的理論體系TRIZ的核心思想TR什么是TRIZ
TRIZ的含義是發(fā)明問題解決理論,是原俄文字母的縮寫,并按ISO/R9-1968E規(guī)定,轉換成拉丁文的首字母縮寫
Теория
Решения
Изобретательских
Задач→
TeoriyaResheniyaIzobretatelskikhZadatch什么是TRIZTRIZ的含義是發(fā)明問題解決理論,是原俄文TRIZ是發(fā)明問題的解決理論,其拼寫是由發(fā)明問題的解決理論(TheoryofInventiveProblemSolving)俄語含義的單詞首字母組成,在歐美國家也可縮寫為TIPS。其研究始于1946年,原蘇聯的大學、研究所和企業(yè)所組成的數百人的研究組織分析研究了世界近250萬件發(fā)明專利,綜合多個學科領域的原理、法則形成了TRIZ理論體系。其主要目的是研究人類進行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術難題過程中所遵循的科學原理和法則。并將之歸納總結,形成能指導實際新產品開發(fā)的理論方法體系。運用這一理論,可大大加快人們創(chuàng)造發(fā)明的進程而且能得到高質量的創(chuàng)新產品。任何領域的產品改進、技術的變革、創(chuàng)新和生物系統(tǒng)一樣,都存在產生、生長、成熟、衰老、滅亡的過程,是有規(guī)律可循的。人們如果掌握了這些規(guī)律,就能能動地進行產品設計并能預測產品的未來發(fā)展趨勢。發(fā)明問題解決理論TRIZ通過分析人類已有技術創(chuàng)新成果———高水平發(fā)明專利,總結出技術系統(tǒng)發(fā)展進化的客觀規(guī)律,并形成指導人們進行發(fā)明創(chuàng)新、解決工程問題的系統(tǒng)化的方法學體系。TRIZ是發(fā)明問題的解決理論,其拼寫是由發(fā)明問題的解決理論(TRIZ理論創(chuàng)始者根里奇·阿奇舒勒根里奇?阿奇舒勒G.S.Altshuller(1926-1998)是前蘇聯的一位天才發(fā)明家和創(chuàng)造創(chuàng)新學家,于1946年創(chuàng)立TRIZ理論。TRIZ理論研究人類進行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術難題過程中所遵循的科學原理和法則,曾經被稱作前蘇聯的“國術”和“點金術”。獨特的技術系統(tǒng)進化法則被西方稱之為“人類三大進化理論之一”,與達爾文的生物進化理論和馬克思的人類社會進化理論相提并論。
TRIZ理論創(chuàng)始者根里奇·阿奇舒勒根里奇?阿奇舒勒G.S.TRIZ簡介1234TRIZ的理論體系TRIZ的核心思想TRIZ的形成與發(fā)展什么是TRIZTRIZ簡介1234TRIZ的理論體系TRIZ的核心思想TRAltshuller的發(fā)現之一不同行業(yè)中的問題,采用了相同的解決方法制作凍豆腐的方法無聲爆破的方法古代開山辟石的方法快速制造蘿卜干的方法污泥脫水的方法擠壓工件的方法……Altshuller的發(fā)現之一不同行業(yè)中的問題,采用了相同的利用瞬間壓力差可以打破堅果的外殼、-如何使寶石沿內部原有的微裂紋分割?-如何迅速清潔船用發(fā)動機的冷卻水過濾器?-如何打破核桃的外殼?通過本體論關系,由“爆米花”找到了解決方案:利用瞬間壓力差可以打破堅果的外殼、-如何使寶石沿內部原有的微
產品和生物系統(tǒng)一樣,是按照一定規(guī)律在發(fā)展和進化的Altshuller的發(fā)現之二產品和生物系統(tǒng)一樣,是按照一定規(guī)律在發(fā)展和進化的AltsTRIZ理論來源:濃縮數百萬發(fā)明專利
在Altshuller的帶領下,動用前蘇聯的1500多名專家,經過50多年對數以百萬計的專利文獻加以搜集、研究、整理、歸納、提煉和重組,建立起一整套體系化的、實用的解決發(fā)明問題的理論方法體系——TRIZ(發(fā)明問題解決理論)2,500,000500,000TRIZ工具39×39矛盾矩陣40個創(chuàng)新原理技術系統(tǒng)/過程分析、問題定義技術系統(tǒng)進化法則發(fā)明專利庫迄今為止,TRIZ已分析了15,000,000專利有代表性的實用專利20%TRIZ理論來源:濃縮數百萬發(fā)明專利
在Altshulle試錯抽象轉化TRIZ工具辨識求解待解決的問題TRIZ標準問題TRIZ通用解最終解決
方案TRIZ的解題模式試錯抽象TRIZ工具辨識待解決的TRIZTRIZ最終解決
方TRIZ簡介1234TRIZ的理論體系TRIZ的核心思想TRIZ的形成與發(fā)展什么是TRIZTRIZ簡介1234TRIZ的理論體系TRIZ的核心思想TRTRIZ理論的核心思想TRIZ理論的核心思想包括三個方面:第一,無論是一個簡單的產品還是復雜的技術系統(tǒng),其核心技術都是遵循客觀規(guī)律發(fā)展演變的,即具有客觀的進化規(guī)律和模式;第二,各種技術難題、沖突和矛盾的不斷解決是推動這種進化過程的動力;第三,技術系統(tǒng)發(fā)展的理想狀態(tài)是用最少的資源實現最大數目的功能。TRIZ理論的核心思想TRIZ理論的核心思想包括三個方面TRIZ簡介1234TRIZ的理論體系TRIZ的核心思想TRIZ的形成與發(fā)展什么是TRIZTRIZ簡介1234TRIZ的理論體系TRIZ的核心思想TR技術系統(tǒng)/技術過程矛盾理想化資源系統(tǒng)科學思維科學基礎知識+專業(yè)知識+交叉學科知識創(chuàng)新思維培養(yǎng)技術系統(tǒng)進化法則功能分析物場模型矛盾分析專利分析發(fā)明問題解題流程(ARIZ)科學原理知識庫辯證法+系統(tǒng)論+認識論+本體論發(fā)明問題標準解法技術矛盾創(chuàng)新原理基本概念理論基礎問題分析工具問題求解工具解題流程理論來源資源分析物理矛盾分離方法TRIZ理論體系哲學思想技術系統(tǒng)/技術過程矛盾理想化資源系統(tǒng)科學思維科學基礎知識+專TRIZ的理論體系TRIZ的理論體系TRIZ中的創(chuàng)新思維方法九屏幕法1IFR法2小人法3金魚法4STC算子5TRIZ中的創(chuàng)新思維方法九屏幕法1IFR法2小人法3金魚法4TRIZ的理論體系TRIZ的理論體系九屏幕法超系統(tǒng)當前系統(tǒng)子系統(tǒng)系統(tǒng)的過去子系統(tǒng)的過去超系統(tǒng)的過去系統(tǒng)的未來超系統(tǒng)的未來子系統(tǒng)的未來九屏幕法超系統(tǒng)當前系統(tǒng)子系統(tǒng)系統(tǒng)的過去子系統(tǒng)的過去超系統(tǒng)的過九屏幕法的作用幫助我們多角度的看待問題,突破原有思維局限多個方面和層次尋找可利用的資源,更好的解決問題九屏幕法的作用幫助我們多角度的看待問題,突破原有思維局限九屏幕法的步驟第一步:先從技術系統(tǒng)本身出發(fā),考慮可利用的資源第二步:考慮技術系統(tǒng)中的子系統(tǒng)、和系統(tǒng)所在的超系統(tǒng)中的資源第三步:考慮系統(tǒng)的過去和未來,從中尋找可利用的資源第四步:考慮超系統(tǒng)和子系統(tǒng)的過去和未來九屏幕法的步驟第一步:先從技術系統(tǒng)本身出發(fā),考慮可利用的資源九屏幕法的實例九屏幕法的實例理想最終結果IFR理想最終結果IFR應用IFR的步驟應用IFR的步驟實現IFR的幾個建議實現IFR的幾個建議IFR法的作用IFR法的作用IFR實例IFR實例創(chuàng)新思維方法的作用創(chuàng)新思維方法的作用技術系統(tǒng)進化八大法則完備性法則1提高理想化法則2子系統(tǒng)不均衡進化法則3動態(tài)性進化法則4向超系統(tǒng)進化法則5子系統(tǒng)協(xié)調性法則向微觀級進化法則7能量傳遞法則86技術系統(tǒng)進化八大法則完備性法則1提高理想化法則2子系統(tǒng)不均衡TRIZ的理論體系TRIZ的理論體系技術系統(tǒng)的S-曲線、
一個技術系統(tǒng)的進化一般經歷4個階段,典型的S曲線是描述一個技術系統(tǒng)的完整生命周期。當一個技術系統(tǒng)的進化完成4個階段后,必然會出現一個新的技術系統(tǒng)來替代它,如此不斷的替代。嬰兒期衰退期成長期成熟期技術系統(tǒng)的S-曲線、一個技術系統(tǒng)的進化一般經歷4個階段,S曲線的躍遷新產品模式研發(fā)下一代競爭技術下一個產品模式的S曲線時間能工作能正確工作最大性能最大功效最佳可靠性最低成本研發(fā)極限過時技術主要參數S曲線的躍遷新產品模式研發(fā)下一代下一個產品模式時間能工作能正S曲線與進化法則嬰兒期成長期成熟期衰退期時間性
能
參
數完備性進化法則能量傳遞法則協(xié)調性法則提高理想度法則動態(tài)性進化法則子系統(tǒng)不均衡進化向微觀級進化向超系統(tǒng)進化S曲線與進化法則嬰兒期成長期成熟期衰退期時間性
能
參
數完完備性法則
一個完整的技術系統(tǒng)包含動力裝置、傳輸裝置、執(zhí)行裝置、和控制裝置四個部件控制裝置產品傳輸裝置執(zhí)行裝置動力裝置能量源控制裝置完整的技術系統(tǒng)完備性法則一個完整的技術系統(tǒng)包含動力裝置、傳輸裝置、執(zhí)帆船帆船完成“貨物運輸”功能的技術系統(tǒng)貨物桅桿船體帆風能水手完整的技術系統(tǒng)帆船帆船完成“貨物運輸”功能的技術系統(tǒng)貨物桅桿船能量傳遞法則必須確保能量從能量源流向技術系統(tǒng)的所有元件;必須使能量流動的路徑向盡可能短的方向發(fā)展,以減少能量損失。能量傳遞法則必須確保能量從能量源流向技術系統(tǒng)的所有元件;收音機的能量傳遞
收音機在金屬屏蔽的環(huán)境(如汽車)中就不能正常收聽高質量廣播。盡管收音機內各子系統(tǒng)工作都正常,但電臺傳導的能量源(作為系統(tǒng)的組成部分)受阻,使整個系統(tǒng)不能正常工作。在汽車外加一天線,問題就解決了收音機的能量傳遞收音機在金屬屏蔽的環(huán)境(如汽車)中就不動態(tài)性進化法則沿著增加增加系統(tǒng)可移動性的方向發(fā)展沿著增加增加系統(tǒng)的柔性方向發(fā)展沿著增加增加系統(tǒng)可控性方向發(fā)展動態(tài)性進化法則沿著增加增加系統(tǒng)可移動性的方向發(fā)展機械系統(tǒng)的進化機械系統(tǒng)的進化不同產品技術的進化路徑剛性單鉸鏈多鉸鏈柔性氣體、液體場不同產品技術的進化路徑剛性單鉸鏈多鉸鏈柔性氣體、液體場切割技術的動態(tài)性進化水切割激光切割線切割機床切割技術的動態(tài)性進化水切割激光切割線切割機床技術系統(tǒng)首先向系統(tǒng)的合成方向發(fā)展技術系統(tǒng)的簡化子系統(tǒng)雙系統(tǒng)多系統(tǒng)單系統(tǒng)超系統(tǒng)向超系統(tǒng)進化法則此時,子系統(tǒng)功能得到加強的同時,也簡化了原有的系統(tǒng)。技術系統(tǒng)首先向系統(tǒng)的合成方向發(fā)展子系統(tǒng)雙系統(tǒng)多系統(tǒng)單系統(tǒng)超系飛機燃油系統(tǒng)向超系統(tǒng)躍遷、超系統(tǒng)空中加油機系統(tǒng)受油機輸油管子系統(tǒng)超系統(tǒng)飛機燃油系統(tǒng)向超系統(tǒng)躍遷、超系統(tǒng)系統(tǒng)輸油管子系統(tǒng)超系統(tǒng)新穎的發(fā)明新穎的發(fā)明系統(tǒng)進化法則的作用引導市場需求定性技術預測產生新技術實施專利布局和標準戰(zhàn)略適時選擇企業(yè)戰(zhàn)略。系統(tǒng)進化法則的作用引導市場需求TRIZ中解決問題的工具——矛盾技術矛盾1物理矛盾2HOWTO模型3物場模型4TRIZ中解決問題的工具——矛盾技術矛盾1物理矛盾2HOWTRIZ的理論體系TRIZ的理論體系TRIZ的解題工具體系問題模型工具解決方案模型5x10乘法表50技術矛盾矛盾矩陣創(chuàng)新原理物理矛盾分離方法知識庫創(chuàng)新原理知識庫中的方案HOWTO模型知識庫知識庫中的方案物場模型標準解法系統(tǒng)標準解法TRIZ的解題工具體系問題模型工具解決方案模型5x10乘抽象轉化TRIZ工具辨識求解待解決的問題TRIZ標準問題TRIZ通用解最終解決
方案TRIZ的解題模式抽象TRIZ工具辨識待解決的TRIZTRIZ最終解決
方案T技術矛盾技術矛盾為了改善技術系統(tǒng)的某個參數,致該技術系統(tǒng)的另一個參數發(fā)生惡化技術矛盾技術矛盾技術矛盾實例1汽車改善惡化速度穩(wěn)定性安全性技術矛盾實例1汽車改善惡化速度穩(wěn)定性安全性
第一步:問題是什么?第二步:現在有什么解決辦法?第三步:上述的方法有什么缺點?
利用39個通用工程參數(技術特性)來描述需要改善的特性和可能惡化的特性。定義技術矛盾的步驟第一步:問題是什么?定義技術矛盾的步驟原39個通用工程參數序號名稱序號名稱序號名稱1.運動物體的質量2.靜止物體的質量3.運動物體的尺寸4.靜止物體的尺寸5.運動物體的面積6.靜止物體的面積7.運動物體的體積8.靜止物體的體積9.速度10.力11.應力或壓力12.形狀13.結構的穩(wěn)定性
14.強度15.運動物體的耐久時間16.靜止物體的耐久時間17.溫度18.明亮度19.運動物體的能量消耗20.靜止物體的能量消耗21.功率22.能量損失23.物質損失24.信息損失25.時間損失26.物質的數量27.可靠性28.測量準確度29.制造準確度30.作用于物體的有害因素(外來有害因素)31.物體產生的有害因素(有害的副作用)32.可制造性33.可操作性(使用方便性)34.可維修性(易維護性)35.適應性36.裝置的復雜性37.測量的難度38.自動化程度39.生產率原39個通用工程參數序號名稱序號名稱序號名稱1.
創(chuàng)新原理解決技術矛盾的利器
許多不同行業(yè)中的問題,解決方法都是相同的TRIZ的解決方案創(chuàng)新原理解決技術矛盾的利器許多不同行業(yè)中的問題,解決方40個創(chuàng)新原理1分割11事先防范21減少有害作用的時間31多孔材料2抽取12等勢22變害為利32改變顏色3局部質量13反向作用23反饋33同質性4增加不對稱性14曲率增加24借助中介物34拋棄或再生5組合,合并15動態(tài)特性25自服務35物理化學參數變化6多用性16未達到或過度的作用26復制36相變7嵌套17一維變多維27廉價替代品37熱膨脹8重量補償18機械振動28機械系統(tǒng)替代38加速氧化9預先反作用19周期性動作29氣壓或液壓結構39惰性環(huán)境10預先作用20有效作用的連續(xù)性30柔性殼體或薄膜40復合材料40個創(chuàng)新原理1分割11事先防范21減少有害作用的時間31多?矛盾矩陣應用如何快速解決技術矛盾原始問題創(chuàng)新原理定義技術矛盾39個通用技術參數?矛盾矩陣應用如何快速解決技術矛盾原始問題創(chuàng)新原理定義技術矛①矛盾矩陣單元格中是解決相應技術矛盾所常用的創(chuàng)新原理的編號①矛盾矩陣單元格中是解決相應技術矛盾所常用的創(chuàng)新原理的編號矛盾矩陣的作用單元格中的數字的含義編號的順序矛盾矩陣是不對稱的空格的問題任何技術矛盾都可以用40個創(chuàng)新原理解決矛盾矩陣矛盾矩陣的作用矛盾矩陣實例:坦克裝甲的改進法國“雷諾FT-17”
式坦克戰(zhàn)斗全重:7
噸裝甲:22mm德國“虎2”
式重型坦克戰(zhàn)斗全重:69.8
噸炮塔前部裝甲:185mm實例:坦克裝甲的改進法國“雷諾FT-17”式坦克戰(zhàn)斗全重問題描述↑裝甲抗打擊能力↑裝甲厚度戰(zhàn)斗全重↑整車重量增加引起的一系列后果:
坦克的機動性能降低
坦克的耗油量增加問題描述↑裝甲抗打擊能力↑裝甲厚度戰(zhàn)斗全重↑整車重量增加引起一、對問題進行抽象抽象矛盾矩陣具化待解決的問題問題模型:技術矛盾解模型:創(chuàng)新原理最終解決方案(一)(二)(三)一、對問題進行抽象抽象矛盾矩陣具化待解決的問題問題模型:技術定義矛盾的過程第一步:問題是什么?
為了提高坦克在戰(zhàn)場上的生存能力,需要提高裝甲的抗打擊能力第二步:現在有什么解決方案?增加裝甲的厚度,以便提高裝甲的強度第三步:這個解決方案有什么問題?裝甲厚度增加后,坦克的戰(zhàn)斗全重增加
定義矛盾的過程第一步:問題是什么?第二步:現在有什么解決方建立原問題的問題模型強度運動物體的重量建立原問題的問題模型強度運動物體的重量二、利用矛盾矩陣求解問題模型二、利用矛盾矩陣求解問題模型01、分割原理08、重量補償原理40、復合材料原理15、動態(tài)特性原理TRIZ推薦的創(chuàng)新原理(解決方案模型)01、分割原理TRIZ推薦的創(chuàng)新原理(解決方案模型)三、回到問題:“坦克裝甲的改進”強度運動物體的重量改善的參數:裝甲抗打擊能力惡化的參數:戰(zhàn)斗全重原問題:問題模型:解決方案模型:01、分割原理08、重量補償原理40、復合材料原理15、動態(tài)特性原理三、回到問題:“坦克裝甲的改進”強度運動物體的重量改善的參數裝甲改進方案(最終解決方案)01、分割原理40、復合材料原理15、動態(tài)特性原理復合裝甲a)陶瓷復合裝甲(“喬巴姆”裝甲);b)貧鈾裝甲;c)縫隙裝甲;均質鋼裝甲1裝甲陶瓷均質鋼裝甲2裝甲改進方案(最終解決方案)01、分割原理復合裝甲a)陶瓷復改進結果戰(zhàn)斗全重:52噸車體正面:110mm美國“M60A1”
坦克改進結果戰(zhàn)斗全重:52噸美國“M60A1”坦克1、分割原理將物體分割成相互獨立的部分;使物體成為可組合的(易于拆卸和組裝)的部分;提高物體的分割程度或分散程度;1、分割原理將物體分割成相互獨立的部分;1、分割原理將卡車分成牽引車頭和拖車組合家具百葉窗拉圾桶活動房屋將物體分割成相互獨立的部分使物體成為可組合的(易于拆卸和組裝)的部分提高物體的分割程度或分散程度1、分割原理將卡車分成牽引車頭和拖車組合家具百葉窗拉圾桶活動美國陸軍M270多管火箭炮
發(fā)射中的M270M270反裝甲子母彈攻擊
正在爆裂的M270子母彈
將物體分割成相互獨立的部分;C.提高物體的分割程度或分散程度;美國陸軍M270多管火箭炮發(fā)射中的M270M270反裝
結實
輕便厚度(桌面)厚薄物理矛盾對系統(tǒng)的同一個參數有不同的要求結實輕便厚度(桌面)厚薄物理矛盾對系統(tǒng)的同一個參數有不同物理矛盾同一參數,兩個不同要求技術矛盾兩個參數之間的矛盾技術矛盾與物理矛盾的比較物理矛盾同一參數,兩技術矛盾兩個參數之技術矛盾與物理矛盾的比物理矛盾是技術系統(tǒng)中最本質的矛盾,即問題的最核心部分解決物理矛盾的方案,也是更高效、更漂亮的發(fā)明解決方案物理矛盾的作用物理矛盾是技術系統(tǒng)中最本質的矛盾,即問題的最核心部分物理矛盾解決物理矛盾的方法—分離空間分離1時間分離2條件分離3解決物理矛盾的方法—分離空間分離1時間分離2條件分離3十字路口的物理矛盾描述要通過十字路口,車輛必須占據十字路口的某個位置(A)而要不和其它車輛相撞,一定不得占據十字路口的位置(非A)道路必須交叉,以使車輛駛向目的地(A)道路一定不得交叉,以避免車輛相撞(非A)十字路口的物理矛盾描述要通過十字路口,車輛必須占據十字路口的實例:解決交通的物理矛盾空間分離時間分離實例:解決交通的物理矛盾空間分離時間分離實例:雨傘攜帶方便遮雨體積大小實例:雨傘攜帶方便遮雨體積大小時間分離定義:將對同一個參數的兩個不同的要求在不同的時間上得到滿足時間分離定義:分離原理應用實例空間分離:測量海底時,將聲納探測器與船體空間分離,用以防止干擾,提高測試精度時間分離:將飛機機翼設計成可調的活動機翼,以適應在飛行中各個時間段的不同要求條件分離:將水射流條件分離,給予不同的射流速度和壓力,即可獲得“軟”的或“硬”的不同用途的射流,用于洗澡按摩或用作加工手段或武器整體與局部分離:采用柔性生產線,以滿足大眾化和個性化市場需求的不同要求分離原理應用實例空間分離:測量海底時,將聲納探測器與船體空間各分離方法相對應的發(fā)明原理列表空間分離時間分離條件分離個體與整體分離發(fā)明原理01分離02抽取03局部質量04非對稱07嵌套13逆向思維17多維化24中介物26復制30柔性外殼或薄膜09預制反作用10預先作用11預先應急措施15動態(tài)性16不足或超額行動18振動19周期性動作20有效作用的持續(xù)性21減少有害作用29氣動或液壓結構34拋棄與再生37熱膨脹01分割05組合06多功能性07嵌套08重量補償13逆向思維14曲面化22變害為益23反饋25自服務27一次性用品33同質性35幾何/物理/化學狀態(tài)變化12等勢28機械系統(tǒng)替代31多孔物質32改變顏色35幾何/物理/化學狀態(tài)變化36相變38強氧化39惰性和真空環(huán)境40復合材料各分離方法相對應的發(fā)明原理列表空間分離時間分離條件分離個體與矛盾的作用幫助我們更深刻的認識到技術系統(tǒng)當中問題的本質通過系統(tǒng)化的工具體系解決系統(tǒng)中的本質問題,得到最佳的解決方案矛盾的作用幫助我們更深刻的認識到技術系統(tǒng)當中問題的本質TRIZ理論的最新發(fā)展—CAI技術跨越三個階段創(chuàng)立的CAI技術(計算機輔助創(chuàng)新技術)實現了TRIZ理論與本體論完美地結合;建立計算機輔助創(chuàng)新平臺;建立創(chuàng)新能力拓展平臺;把過去只有專家/學者才能使用的高深技術和理論,變成了易學好用無需熟知創(chuàng)新理論,也能夠進行發(fā)明創(chuàng)新。目前已有美國億維訊集團(IWINT)將CAI創(chuàng)新技術、應用平臺及相關服務引入中國,在我國北京、成都、香港等地設有分公司。TRIZ理論的最新發(fā)展—CAI技術跨越三個階段創(chuàng)立的CAICAI總體框架、產品成熟度進化模式物場模型及標準解矛盾矩陣及發(fā)明原理效應知識庫創(chuàng)新方案庫解決發(fā)明問題程序系統(tǒng)問題分析問題分解概念設計方案方案評價最終方案生成報告項目總結報告生成專利知識管理CAI總體框架、產品成熟度進化模式物場模型及標準解矛盾矩陣及CAI解決方案庫構建過程9,000,000近25年的歐美專利創(chuàng)新問題庫行業(yè)應用分析工具本體庫解決方案庫本體論構建工具專利分析工具語義處理工具解決方案庫=專利(語義技術+本體論)
CAI解決方案庫構建過程9,000,000近25年的歐美專利創(chuàng)新能力拓展平臺創(chuàng)新能力拓展平臺創(chuàng)新方法及TRIZ理論概述課件TRIZ理論的九把利劍1、八大進化法則:預測技術系統(tǒng)進化模式和產品成熟度;2、最終理想解:系統(tǒng)的進化總是向著更理想化的方向發(fā)展,如果將創(chuàng)造性解決問題的方法比作通向勝利的橋梁,那么最終理想解就是這座橋梁的橋墩;3、40個發(fā)明原理:濃縮250萬份專利背后所隱藏的共性發(fā)明原理;4、39個工程參數和矛盾矩陣:為解決問題直接提供化解矛盾的發(fā)明工具;5、物理矛盾的分離原理:分離原理是針對物理矛盾的解決而提出的;6、物場模型分析:用于建立與已存在的系統(tǒng)或新技術系統(tǒng)問題相聯系的功能模型;7、發(fā)明問題的標準解法:5級共76個標準解法,可以將標準問題在一兩步中快速進行解決;8、發(fā)明問題標準算法(ARIZ):針對非標準問題而提出的一套解決算法;9、物理效應和現象知識庫:將物理現象和效應應用在問題解決過程中。TRIZ理論的九把利劍1、八大進化法則:預測技術系統(tǒng)進化模式TRIZ在世界各國產業(yè)之應用1.加拿大有人將TRIZ應用到農業(yè)上(已完成)2.墨西哥有人將TRIZ應用到CAD/CAM上進行鐵路制動器梁的設計上(已完成)3.中國有人將TRIZ應用到農耕用犁頭設計上(已完成)4.法國有人將TRIZ應用到汽車空氣進氣口的水滴分離上(已完成)5.法國有人將TRIZ應用到降低汽車車門噪音問題上(已完成)6.墨西哥有人將TRIZ應用到降低砂模鑄造的重工率問題上(已完成)7.美國有人將TRIZ應用到牙醫(yī)用各種工具的開發(fā)上(已完成)8.英國有人將TRIZ應用相片用紙的制程改善上(已完成)9.韓國有人將TRIZ應用到DVD雷射頭改良上(已完成,大幅度降低成本)TRIZ在世界各國產業(yè)之應用1.加拿大有人將TRIZ應用到農10.德國有人將TRIZ應用到軟體演算法的改良上(已完成)11.日本富士全錄公司將TRIZ應用到影印機的各種改善研發(fā)上+管理上(已完成)12.日本理光公司將TRIZ應用到"echo-packing"問題上(已完成)13.日本松下子公司松下通訊公司將TRIZ應用到電子白板主板包裝體積改善上,成功縮小一半體積14.日本鐵路東線(新干線)將TRIZ應用到新干線子彈列車的新廁所開發(fā)上(已完成)15.日本多家公司(富士相紙、日產汽車、日立、三菱等)均在公司積極成立推廣單位,但改善案例未公開16.臺灣有人將TRIZ應用到CCD雷射量測儀問題上(已完成)17.臺灣有人將TRIZ應用到摩托車腳架設計上(已完成)10.德國有人將TRIZ應用到軟體演算法的改良上(已完成)案例一:有效地清除機場跑道上的積雪應用背景:清除飛機跑道上的積雪問題描述:在下大雪的時候,機場往往用強力鼓風機來清除跑道上的積雪。但是,如果在積雪量很大的情況下,強力鼓風機往往也不能有效地清除積雪。所以需要提高鼓風氣流的速度,即為鼓風機提供更大的動力。解決方法:我們可以用“周期性動作”原理來解決這個技術矛盾脈沖裝置讓空氣流按照一定的脈沖頻率排出。這種脈沖氣流的除雪效率是相同功率、連續(xù)氣流除雪效率的兩倍。案例一:有效地清除機場跑道上的積雪應用背景:燃氣射流車
燃氣射流洗消車decontaminationvehiclewithjetgasgenerator利用車載噴區(qū)發(fā)動機所產生的高溫高速燃氣流進行洗消作業(yè)的車輛。是軍用洗消車輛中的一種。車上主營裝備有燃氣流發(fā)生器、動力傳動裝置、回轉操作臺、裝料桶、噴射裝置、液壓系統(tǒng)和測量顯示裝置等。該洗消車既可單憑高溫高速燃氣流噴射進行洗消,也可在燃氣流中加入消毒液進行洗消。作業(yè)量大,適合冬季和缺水地區(qū)使用。“燃氣射流車”,本來是部隊用于清洗大型裝備的一種設備。車后的風筒好像是一個巨大的“電吹風”,開動后就能產生高溫高壓的氣體,路兩側的積雪也隨之迅速飛濺融化。用途一:核生化條件下,大型裝備洗消作業(yè)。用途二:機場跑道清理。燃氣射流車燃氣射流洗消車decontaminationv創(chuàng)新方法及TRIZ理論概述課件案例二:臥式卷煙包裝盒設計
應用背景:
臥式卷煙包裝盒問題描述:傳統(tǒng)的卷煙包裝方式存在一個誤區(qū)。在拆開煙盒后,過濾嘴海綿頭部分暴露在包裝盒之外,手與濾嘴直接接觸,成為吸煙者的第一污染源。傳統(tǒng)的豎式卷煙盒是針對健全人設計的,忽視了手部殘障者,尤其是拇指殘缺,及嚴重缺指者。解決方法:我們可以用“分離原理”,將一個物體中的“干擾”部分分離出去;將物體中的關鍵部分挑選或分離出來。用“反向原理
”,將一個問題說明中所規(guī)定的操作改為相反的操作;使物體中的運動部分靜止,靜止部分運動;使一個物體的位置顛倒。用“中介物原理”,使用中介物傳遞某一物體或一種中間過程;將一容易移動的物體與另一物體暫時接合。取煙方式發(fā)生了由豎直方向到橫向的轉變,這個轉變把手拿卷煙時接觸的位置由濾嘴轉變到煙身,此時手與卷煙接觸的面積大大加寬,在這個基礎上設置一個可來回抽拉的中介物,像抽屜一樣能從橫向把所有卷煙拉出來。這種橫向抽拉式設計不但方便普通人,也幫助了手部殘障者。案例二:臥式卷煙包裝盒設計應用背景:(圖一)
(圖二)
圖一圖二(圖一)
、案例三:通用工程矩陣表應用扳手基本特性改進特性12313839物體產生有害因素1229制造精度
04、1734、2639、案例三:通用工程矩陣表應用扳手基本特性12313839物體、通過查通用工程矩陣表得到如下:4、增加不對稱性17、增大接觸面積34、拋棄或再生26、復制美國專利扳手5,406,868傳統(tǒng)扳手、通過查通用工程矩陣表得到如下:美國專利扳手5,406,86祝大家成功謝謝!祝大家成功謝謝!演講完畢,謝謝觀看!演講完畢,謝謝觀看!
創(chuàng)新方法及TRIZ理論概述新疆電子研究所林櫟2010年5月
創(chuàng)新方法及TRIZ理論概述新疆電子研究所創(chuàng)新方法概論形勢與任務創(chuàng)新的理論和工具創(chuàng)新方法概論形勢與任務創(chuàng)新的理論和工具第一部分
、
形勢與任務
第一部分
、形勢與任務第二部分
創(chuàng)新技法和TRIZ理論第二部分創(chuàng)新技法和TRIZ理論創(chuàng)新技法和TRIZ理論創(chuàng)新的現狀與困惑傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法TRIZ簡介創(chuàng)新技法和TRIZ理論創(chuàng)新的現狀與困惑傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法TRIZ創(chuàng)新概述“創(chuàng)新”就是“拋棄舊的、創(chuàng)立新的”
——新華字典即在已有的基礎上,提出獨特的、新穎的且富于成效的見解與思維。創(chuàng)新概述“創(chuàng)新”就是“拋棄舊的、創(chuàng)立新的”即在已有的基礎上,發(fā)明是處處存在的,存在于生活的各個角落發(fā)明不是高深莫測的,任何人都能有發(fā)明利用同一個原理可在不同領域和行業(yè)發(fā)明創(chuàng)新關于發(fā)明創(chuàng)新發(fā)明是處處存在的,存在于生活的各個角落關于發(fā)明創(chuàng)新發(fā)明創(chuàng)新的5個層次第1級——最小型發(fā)明
指那種在產品的單獨組件中進行少量的變更,但這些變更不會影響產品系統(tǒng)的整體結構的情況。該類發(fā)明并不需要任何相鄰領域的專門技術或知識。特定專業(yè)領域的任何專家,依靠個人專業(yè)知識基本都能做到該類創(chuàng)新。例如以厚度隔離減少熱損失,以大卡車改善運輸成本效率等。約占32%32%45%19%4%0.3%0%10%20%30%40%50%發(fā)明創(chuàng)新的5個層次第1級——最小型發(fā)明32%45%19%發(fā)明創(chuàng)新的5個層次第2級——小型發(fā)明
此時產品系統(tǒng)中的某個組件發(fā)生部分變化,改變的參數約數十個,即以定性方式改善產品。創(chuàng)新過程中利用本行業(yè)知識,通過與同類系統(tǒng)的類比即可找到創(chuàng)新方案,如中空的斧頭柄可以儲藏釘子等。約占45%32%45%19%4%0.3%0%10%20%30%40%50%發(fā)明創(chuàng)新的5個層次第2級——小型發(fā)明32%45%19%4發(fā)明創(chuàng)新的5個層次第3級——中型發(fā)明
產品系統(tǒng)中的幾個組件可能出現全面變化,其中大概要有上百個變量加以改善,它需利用領域外的知識,但不需要借鑒其它學科的知識。此類的發(fā)明如原子筆、登山自行車、計算機鼠標等。約占19%0%32%45%19%4%0.3%10%20%30%40%50%發(fā)明創(chuàng)新的5個層次第3級——中型發(fā)明0%32%45%19發(fā)明創(chuàng)新的5個層次第4級——大型發(fā)明
指創(chuàng)造新的事物,需要數千個甚至數萬個變量加以改善的情境,它一般需引用新的科學知識而非利用科技信息,該類發(fā)明需要綜合其它學科領域知識的啟發(fā)方可找到解決方案,如內燃機、集成電路、個人電腦等。低于4%32%45%19%4%0.3%0%10%20%30%40%50%發(fā)明創(chuàng)新的5個層次第4級——大型發(fā)明32%45%19%4發(fā)明創(chuàng)新的5個層次第5級——特大型發(fā)明
主要指那些科學發(fā)現,一般是先有新的發(fā)現,建立新的知識,然后才有廣泛的運用,如蒸汽發(fā)動機,飛機、激光等。低于0.3%0%32%45%19%4%0.3%10%20%30%40%50%發(fā)明創(chuàng)新的5個層次第5級——特大型發(fā)明0%32%45%1結論
真正的發(fā)明只占約4%,絕大多數發(fā)明屬于第1、2、3級,是對原有系統(tǒng)的不同程度的改進;發(fā)明不是高深莫測的,絕大多數發(fā)明都是利用同一個原理,在不同領域和行業(yè)的發(fā)明創(chuàng)新。較低級別的發(fā)明可使技術不斷得到完善。123發(fā)明創(chuàng)新的5個層次結論真正的發(fā)明只占約4%,絕大多數發(fā)明屬于第1、2、3國際、國內形勢目前,全世界86%的研發(fā)投入、90%以上的發(fā)明專利都掌握在發(fā)達國家手里中國處在國際分工的外圍和產業(yè)鏈的下游“市場換技術”不是可持續(xù)發(fā)展的有效手段1949-1979:封閉狀態(tài)下的自力更生1980-2004:開放情勢下的市場換技術2001-當前:開放格局下的自主創(chuàng)新關鍵核心技術,軍工高技術既“換”不來,也買不來!“一個國家沒有技術獨立,就沒有經濟、政治上的獨立”。
——蘭德公司資料來源:《中國戰(zhàn)略導向“自主立國”》,經濟觀察報,章敬平國際、國內形勢目前,全世界86%的研發(fā)投入、90%以上的發(fā)明關于創(chuàng)新技法的爭論有關創(chuàng)造創(chuàng)新方法問題曾經在兩大派之間展開了較長時期的爭論:一派認為創(chuàng)造發(fā)明主要靠天才的靈感和非邏輯思維,不存在可循的創(chuàng)新技法,馬赫、羅素、維特根斯坦、波普爾等學者就持有這類觀點;另一派則認為發(fā)明創(chuàng)造有方法可循,但在很長一段時間里卻又拿不出切實可行的和令眾人信服的創(chuàng)新方法。關于創(chuàng)新技法的爭論有關創(chuàng)造創(chuàng)新方法問題曾經在兩大派之間展開了傳統(tǒng)創(chuàng)新技法的分類邏輯思維非邏輯思維科學推理型
演繹法
歸納法
類比法
自然現象和科學原理探索法
等價變換法
KJ法
類推法
組合法
分解法
形態(tài)分析法
信息交合法
橫向思考法
奧斯本檢核表法
5W1H法
和田法
智力激勵法(頭腦風暴法)
聯想法
逆向構思法
形象思維法
靈感啟示法
大膽設想法
特性列舉法
缺點列舉法
希望點列舉法技法原理具體技法名稱主要思維形式組合型形象思維型列舉型有序思維型聯想型60傳統(tǒng)創(chuàng)新技法的分類邏輯思維非邏輯思維科學推理型
演繹法
組合傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法第1次猜測第n次猜測第n次排錯排錯試錯法傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法第1次猜測第n次猜測第n次排錯排錯試錯法頭腦風暴法自由思考延遲批判以量求質不同行業(yè)結合改善頭腦風暴法傳統(tǒng)創(chuàng)新與TRIZ創(chuàng)新結果的比較、解決辦法思維定勢發(fā)明問題12345678傳統(tǒng)創(chuàng)新應用發(fā)散思維“試錯法”搜索發(fā)明問題解決辦法傳統(tǒng)創(chuàng)新與TRIZ創(chuàng)新結果的比較、解決辦法思維定勢發(fā)明問題1基于TRIZ的創(chuàng)新——收斂思維傳統(tǒng)創(chuàng)新(發(fā)散)與
TRIZ創(chuàng)新(收斂)的結果比較ARIZ理論標準解法發(fā)明原理效應知識庫……技術系統(tǒng)進化法則問題問題解決基于TRIZ的創(chuàng)新——收斂思維傳統(tǒng)創(chuàng)新(發(fā)散)與
TRIZ創(chuàng)TRIZ簡介1234TRIZ的理論體系TRIZ的核心思想TRIZ的形成與發(fā)展什么是TRIZTRIZ簡介1234TRIZ的理論體系TRIZ的核心思想TR什么是TRIZ
TRIZ的含義是發(fā)明問題解決理論,是原俄文字母的縮寫,并按ISO/R9-1968E規(guī)定,轉換成拉丁文的首字母縮寫
Теория
Решения
Изобретательских
Задач→
TeoriyaResheniyaIzobretatelskikhZadatch什么是TRIZTRIZ的含義是發(fā)明問題解決理論,是原俄文TRIZ是發(fā)明問題的解決理論,其拼寫是由發(fā)明問題的解決理論(TheoryofInventiveProblemSolving)俄語含義的單詞首字母組成,在歐美國家也可縮寫為TIPS。其研究始于1946年,原蘇聯的大學、研究所和企業(yè)所組成的數百人的研究組織分析研究了世界近250萬件發(fā)明專利,綜合多個學科領域的原理、法則形成了TRIZ理論體系。其主要目的是研究人類進行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術難題過程中所遵循的科學原理和法則。并將之歸納總結,形成能指導實際新產品開發(fā)的理論方法體系。運用這一理論,可大大加快人們創(chuàng)造發(fā)明的進程而且能得到高質量的創(chuàng)新產品。任何領域的產品改進、技術的變革、創(chuàng)新和生物系統(tǒng)一樣,都存在產生、生長、成熟、衰老、滅亡的過程,是有規(guī)律可循的。人們如果掌握了這些規(guī)律,就能能動地進行產品設計并能預測產品的未來發(fā)展趨勢。發(fā)明問題解決理論TRIZ通過分析人類已有技術創(chuàng)新成果———高水平發(fā)明專利,總結出技術系統(tǒng)發(fā)展進化的客觀規(guī)律,并形成指導人們進行發(fā)明創(chuàng)新、解決工程問題的系統(tǒng)化的方法學體系。TRIZ是發(fā)明問題的解決理論,其拼寫是由發(fā)明問題的解決理論(TRIZ理論創(chuàng)始者根里奇·阿奇舒勒根里奇?阿奇舒勒G.S.Altshuller(1926-1998)是前蘇聯的一位天才發(fā)明家和創(chuàng)造創(chuàng)新學家,于1946年創(chuàng)立TRIZ理論。TRIZ理論研究人類進行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術難題過程中所遵循的科學原理和法則,曾經被稱作前蘇聯的“國術”和“點金術”。獨特的技術系統(tǒng)進化法則被西方稱之為“人類三大進化理論之一”,與達爾文的生物進化理論和馬克思的人類社會進化理論相提并論。
TRIZ理論創(chuàng)始者根里奇·阿奇舒勒根里奇?阿奇舒勒G.S.TRIZ簡介1234TRIZ的理論體系TRIZ的核心思想TRIZ的形成與發(fā)展什么是TRIZTRIZ簡介1234TRIZ的理論體系TRIZ的核心思想TRAltshuller的發(fā)現之一不同行業(yè)中的問題,采用了相同的解決方法制作凍豆腐的方法無聲爆破的方法古代開山辟石的方法快速制造蘿卜干的方法污泥脫水的方法擠壓工件的方法……Altshuller的發(fā)現之一不同行業(yè)中的問題,采用了相同的利用瞬間壓力差可以打破堅果的外殼、-如何使寶石沿內部原有的微裂紋分割?-如何迅速清潔船用發(fā)動機的冷卻水過濾器?-如何打破核桃的外殼?通過本體論關系,由“爆米花”找到了解決方案:利用瞬間壓力差可以打破堅果的外殼、-如何使寶石沿內部原有的微
產品和生物系統(tǒng)一樣,是按照一定規(guī)律在發(fā)展和進化的Altshuller的發(fā)現之二產品和生物系統(tǒng)一樣,是按照一定規(guī)律在發(fā)展和進化的AltsTRIZ理論來源:濃縮數百萬發(fā)明專利
在Altshuller的帶領下,動用前蘇聯的1500多名專家,經過50多年對數以百萬計的專利文獻加以搜集、研究、整理、歸納、提煉和重組,建立起一整套體系化的、實用的解決發(fā)明問題的理論方法體系——TRIZ(發(fā)明問題解決理論)2,500,000500,000TRIZ工具39×39矛盾矩陣40個創(chuàng)新原理技術系統(tǒng)/過程分析、問題定義技術系統(tǒng)進化法則發(fā)明專利庫迄今為止,TRIZ已分析了15,000,000專利有代表性的實用專利20%TRIZ理論來源:濃縮數百萬發(fā)明專利
在Altshulle試錯抽象轉化TRIZ工具辨識求解待解決的問題TRIZ標準問題TRIZ通用解最終解決
方案TRIZ的解題模式試錯抽象TRIZ工具辨識待解決的TRIZTRIZ最終解決
方TRIZ簡介1234TRIZ的理論體系TRIZ的核心思想TRIZ的形成與發(fā)展什么是TRIZTRIZ簡介1234TRIZ的理論體系TRIZ的核心思想TRTRIZ理論的核心思想TRIZ理論的核心思想包括三個方面:第一,無論是一個簡單的產品還是復雜的技術系統(tǒng),其核心技術都是遵循客觀規(guī)律發(fā)展演變的,即具有客觀的進化規(guī)律和模式;第二,各種技術難題、沖突和矛盾的不斷解決是推動這種進化過程的動力;第三,技術系統(tǒng)發(fā)展的理想狀態(tài)是用最少的資源實現最大數目的功能。TRIZ理論的核心思想TRIZ理論的核心思想包括三個方面TRIZ簡介1234TRIZ的理論體系TRIZ的核心思想TRIZ的形成與發(fā)展什么是TRIZTRIZ簡介1234TRIZ的理論體系TRIZ的核心思想TR技術系統(tǒng)/技術過程矛盾理想化資源系統(tǒng)科學思維科學基礎知識+專業(yè)知識+交叉學科知識創(chuàng)新思維培養(yǎng)技術系統(tǒng)進化法則功能分析物場模型矛盾分析專利分析發(fā)明問題解題流程(ARIZ)科學原理知識庫辯證法+系統(tǒng)論+認識論+本體論發(fā)明問題標準解法技術矛盾創(chuàng)新原理基本概念理論基礎問題分析工具問題求解工具解題流程理論來源資源分析物理矛盾分離方法TRIZ理論體系哲學思想技術系統(tǒng)/技術過程矛盾理想化資源系統(tǒng)科學思維科學基礎知識+專TRIZ的理論體系TRIZ的理論體系TRIZ中的創(chuàng)新思維方法九屏幕法1IFR法2小人法3金魚法4STC算子5TRIZ中的創(chuàng)新思維方法九屏幕法1IFR法2小人法3金魚法4TRIZ的理論體系TRIZ的理論體系九屏幕法超系統(tǒng)當前系統(tǒng)子系統(tǒng)系統(tǒng)的過去子系統(tǒng)的過去超系統(tǒng)的過去系統(tǒng)的未來超系統(tǒng)的未來子系統(tǒng)的未來九屏幕法超系統(tǒng)當前系統(tǒng)子系統(tǒng)系統(tǒng)的過去子系統(tǒng)的過去超系統(tǒng)的過九屏幕法的作用幫助我們多角度的看待問題,突破原有思維局限多個方面和層次尋找可利用的資源,更好的解決問題九屏幕法的作用幫助我們多角度的看待問題,突破原有思維局限九屏幕法的步驟第一步:先從技術系統(tǒng)本身出發(fā),考慮可利用的資源第二步:考慮技術系統(tǒng)中的子系統(tǒng)、和系統(tǒng)所在的超系統(tǒng)中的資源第三步:考慮系統(tǒng)的過去和未來,從中尋找可利用的資源第四步:考慮超系統(tǒng)和子系統(tǒng)的過去和未來九屏幕法的步驟第一步:先從技術系統(tǒng)本身出發(fā),考慮可利用的資源九屏幕法的實例九屏幕法的實例理想最終結果IFR理想最終結果IFR應用IFR的步驟應用IFR的步驟實現IFR的幾個建議實現IFR的幾個建議IFR法的作用IFR法的作用IFR實例IFR實例創(chuàng)新思維方法的作用創(chuàng)新思維方法的作用技術系統(tǒng)進化八大法則完備性法則1提高理想化法則2子系統(tǒng)不均衡進化法則3動態(tài)性進化法則4向超系統(tǒng)進化法則5子系統(tǒng)協(xié)調性法則向微觀級進化法則7能量傳遞法則86技術系統(tǒng)進化八大法則完備性法則1提高理想化法則2子系統(tǒng)不均衡TRIZ的理論體系TRIZ的理論體系技術系統(tǒng)的S-曲線、
一個技術系統(tǒng)的進化一般經歷4個階段,典型的S曲線是描述一個技術系統(tǒng)的完整生命周期。當一個技術系統(tǒng)的進化完成4個階段后,必然會出現一個新的技術系統(tǒng)來替代它,如此不斷的替代。嬰兒期衰退期成長期成熟期技術系統(tǒng)的S-曲線、一個技術系統(tǒng)的進化一般經歷4個階段,S曲線的躍遷新產品模式研發(fā)下一代競爭技術下一個產品模式的S曲線時間能工作能正確工作最大性能最大功效最佳可靠性最低成本研發(fā)極限過時技術主要參數S曲線的躍遷新產品模式研發(fā)下一代下一個產品模式時間能工作能正S曲線與進化法則嬰兒期成長期成熟期衰退期時間性
能
參
數完備性進化法則能量傳遞法則協(xié)調性法則提高理想度法則動態(tài)性進化法則子系統(tǒng)不均衡進化向微觀級進化向超系統(tǒng)進化S曲線與進化法則嬰兒期成長期成熟期衰退期時間性
能
參
數完完備性法則
一個完整的技術系統(tǒng)包含動力裝置、傳輸裝置、執(zhí)行裝置、和控制裝置四個部件控制裝置產品傳輸裝置執(zhí)行裝置動力裝置能量源控制裝置完整的技術系統(tǒng)完備性法則一個完整的技術系統(tǒng)包含動力裝置、傳輸裝置、執(zhí)帆船帆船完成“貨物運輸”功能的技術系統(tǒng)貨物桅桿船體帆風能水手完整的技術系統(tǒng)帆船帆船完成“貨物運輸”功能的技術系統(tǒng)貨物桅桿船能量傳遞法則必須確保能量從能量源流向技術系統(tǒng)的所有元件;必須使能量流動的路徑向盡可能短的方向發(fā)展,以減少能量損失。能量傳遞法則必須確保能量從能量源流向技術系統(tǒng)的所有元件;收音機的能量傳遞
收音機在金屬屏蔽的環(huán)境(如汽車)中就不能正常收聽高質量廣播。盡管收音機內各子系統(tǒng)工作都正常,但電臺傳導的能量源(作為系統(tǒng)的組成部分)受阻,使整個系統(tǒng)不能正常工作。在汽車外加一天線,問題就解決了收音機的能量傳遞收音機在金屬屏蔽的環(huán)境(如汽車)中就不動態(tài)性進化法則沿著增加增加系統(tǒng)可移動性的方向發(fā)展沿著增加增加系統(tǒng)的柔性方向發(fā)展沿著增加增加系統(tǒng)可控性方向發(fā)展動態(tài)性進化法則沿著增加增加系統(tǒng)可移動性的方向發(fā)展機械系統(tǒng)的進化機械系統(tǒng)的進化不同產品技術的進化路徑剛性單鉸鏈多鉸鏈柔性氣體、液體場不同產品技術的進化路徑剛性單鉸鏈多鉸鏈柔性氣體、液體場切割技術的動態(tài)性進化水切割激光切割線切割機床切割技術的動態(tài)性進化水切割激光切割線切割機床技術系統(tǒng)首先向系統(tǒng)的合成方向發(fā)展技術系統(tǒng)的簡化子系統(tǒng)雙系統(tǒng)多系統(tǒng)單系統(tǒng)超系統(tǒng)向超系統(tǒng)進化法則此時,子系統(tǒng)功能得到加強的同時,也簡化了原有的系統(tǒng)。技術系統(tǒng)首先向系統(tǒng)的合成方向發(fā)展子系統(tǒng)雙系統(tǒng)多系統(tǒng)單系統(tǒng)超系飛機燃油系統(tǒng)向超系統(tǒng)躍遷、超系統(tǒng)空中加油機系統(tǒng)受油機輸油管子系統(tǒng)超系統(tǒng)飛機燃油系統(tǒng)向超系統(tǒng)躍遷、超系統(tǒng)系統(tǒng)輸油管子系統(tǒng)超系統(tǒng)新穎的發(fā)明新穎的發(fā)明系統(tǒng)進化法則的作用引導市場需求定性技術預測產生新技術實施專利布局和標準戰(zhàn)略適時選擇企業(yè)戰(zhàn)略。系統(tǒng)進化法則的作用引導市場需求TRIZ中解決問題的工具——矛盾技術矛盾1物理矛盾2HOWTO模型3物場模型4TRIZ中解決問題的工具——矛盾技術矛盾1物理矛盾2HOWTRIZ的理論體系TRIZ的理論體系TRIZ的解題工具體系問題模型工具解決方案模型5x10乘法表50技術矛盾矛盾矩陣創(chuàng)新原理物理矛盾分離方法知識庫創(chuàng)新原理知識庫中的方案HOWTO模型知識庫知識庫中的方案物場模型標準解法系統(tǒng)標準解法TRIZ的解題工具體系問題模型工具解決方案模型5x10乘抽象轉化TRIZ工具辨識求解待解決的問題TRIZ標準問題TRIZ通用解最終解決
方案TRIZ的解題模式抽象TRIZ工具辨識待解決的TRIZTRIZ最終解決
方案T技術矛盾技術矛盾為了改善技術系統(tǒng)的某個參數,致該技術系統(tǒng)的另一個參數發(fā)生惡化技術矛盾技術矛盾技術矛盾實例1汽車改善惡化速度穩(wěn)定性安全性技術矛盾實例1汽車改善惡化速度穩(wěn)定性安全性
第一步:問題是什么?第二步:現在有什么解決辦法?第三步:上述的方法有什么缺點?
利用39個通用工程參數(技術特性)來描述需要改善的特性和可能惡化的特性。定義技術矛盾的步驟第一步:問題是什么?定義技術矛盾的步驟原39個通用工程參數序號名稱序號名稱序號名稱1.運動物體的質量2.靜止物體的質量3.運動物體的尺寸4.靜止物體的尺寸5.運動物體的面積6.靜止物體的面積7.運動物體的體積8.靜止物體的體積9.速度10.力11.應力或壓力12.形狀13.結構的穩(wěn)定性
14.強度15.運動物體的耐久時間16.靜止物體的耐久時間17.溫度18.明亮度19.運動物體的能量消耗20.靜止物體的能量消耗21.功率22.能量損失23.物質損失24.信息損失25.時間損失26.物質的數量27.可靠性28.測量準確度29.制造準確度30.作用于物體的有害因素(外來有害因素)31.物體產生的有害因素(有害的副作用)32.可制造性33.可操作性(使用方便性)34.可維修性(易維護性)35.適應性36.裝置的復雜性37.測量的難度38.自動化程度39.生產率原39個通用工程參數序號名稱序號名稱序號名稱1.
創(chuàng)新原理解決技術矛盾的利器
許多不同行業(yè)中的問題,解決方法都是相同的TRIZ的解決方案創(chuàng)新原理解決技術矛盾的利器許多不同行業(yè)中的問題,解決方40個創(chuàng)新原理1分割11事先防范21減少有害作用的時間31多孔材料2抽取12等勢22變害為利32改變顏色3局部質量13反向作用23反饋33同質性4增加不對稱性14曲率增加24借助中介物34拋棄或再生5組合,合并15動態(tài)特性25自服務35物理化學參數變化6多用性16未達到或過度的作用26復制36相變7嵌套17一維變多維27廉價替代品37熱膨脹8重量補償18機械振動28機械系統(tǒng)替代38加速氧化9預先反作用19周期性動作29氣壓或液壓結構39惰性環(huán)境10預先作用20有效作用的連續(xù)性30柔性殼體或薄膜40復合材料40個創(chuàng)新原理1分割11事先防范21減少有害作用的時間31多?矛盾矩陣應用如何快速解決技術矛盾原始問題創(chuàng)新原理定義技術矛盾39個通用技術參數?矛盾矩陣應用如何快速解決技術矛盾原始問題創(chuàng)新原理定義技術矛①矛盾矩陣單元格中是解決相應技術矛盾所常用的創(chuàng)新原理的編號①矛盾矩陣單元格中是解決相應技術矛盾所常用的創(chuàng)新原理的編號矛盾矩陣的作用單元格中的數字的含義編號的順序矛盾矩陣是不對稱的空格的問題任何技術矛盾都可以用40個創(chuàng)新原理解決矛盾矩陣矛盾矩陣的作用矛盾矩陣實例:坦克裝甲的改進法國“雷諾FT-17”
式坦克戰(zhàn)斗全重:7
噸裝甲:22mm德國“虎2”
式重型坦克戰(zhàn)斗全重:69.8
噸炮塔前部裝甲:185mm實例:坦克裝甲的改進法國“雷諾FT-17”式坦克戰(zhàn)斗全重問題描述↑裝甲抗打擊能力↑裝甲厚度戰(zhàn)斗全重↑整車重量增加引起的一系列后果:
坦克的機動性能降低
坦克的耗油量增加問題描述↑裝甲抗打擊能力↑裝甲厚度戰(zhàn)斗全重↑整車重量增加引起一、對問題進行抽象抽象矛盾矩陣具化待解決的問題問題模型:技術矛盾解模型:創(chuàng)新原理最終解決方案(一)(二)(三)一、對問題進行抽象抽象矛盾矩陣具化待解決的問題問題模型:技術定義矛盾的過程第一步:問題是什么?
為了提高坦克在戰(zhàn)場上的生存能力,需要提高裝甲的抗打擊能力第二步:現在有什么解決方案?增加裝甲的厚度,以便提高裝甲的強度第三步:這個解決方案有什么問題?裝甲厚度增加后,坦克的戰(zhàn)斗全重增加
定義矛盾的過程第一步:問題是什么?第二步:現在有什么解決方建立原問題的問題模型強度運動物體的重量建立原問題的問題模型強度運動物體的重量二、利用矛盾矩陣求解問題模型二、利用矛盾矩陣求解問題模型01、分割原理08、重量補償原理40、復合材料原理15、動態(tài)特性原理TRIZ推薦的創(chuàng)新原理(解決方案模型)01、分割原理TRIZ推薦的創(chuàng)新原理(解決方案模型)三、回到問題:“坦克裝甲的改進”強度運動物體的重量改善的參數:裝甲抗打擊能力惡化的參數:戰(zhàn)斗全重原問題:問題模型:解決方案模型:01、分割原理08、重量補償原理40、復合材料原理15、動態(tài)特性原理三、回到問題:“坦克裝甲的改進”強度運動物體的重量改善的參數裝甲改進方案(最終解決方案)01、分割原理40、復合材料原理15、動態(tài)特性原理復合裝甲a)陶瓷復合裝甲(“喬巴姆”裝甲);b)貧鈾裝甲;c)縫隙裝甲;均質鋼裝甲1裝甲陶瓷均質鋼裝甲2裝甲改進方案(最終解決方案)01、分割原理復合裝甲a)陶瓷復改進結果戰(zhàn)斗全重:52噸車體正面:110mm美國“M60A1”
坦克改進結果戰(zhàn)斗全重:52噸美國“M60A1”坦克1、分割原理將物體分割成相互獨立的部分;使物體成為可組合的(易于拆卸和組裝)的部分;提高物體的分割程度或分散程度;1、分割原理將物體分割成相互獨立的部分;1、分割原理將卡車分成牽引車頭和拖車組合家具百葉窗拉圾桶活動房屋將物體分割成相互獨立的部分使物體成為可組合的(易于拆卸和組裝)的部分提高物體的分割程度或分散程度1、分割原理將卡車分成牽引車頭和拖車組合家具百葉窗拉圾桶活動美國陸軍M270多管火箭炮
發(fā)射中的M270M270反裝甲子母彈攻擊
正在爆裂的M270子母彈
將物體分割成相互獨立的部分;C.提高物體的分割程度或分散程度;美國陸軍M270多管火箭炮發(fā)射中的M270M270反裝
結實
輕便厚度(桌面)厚薄物理矛盾對系統(tǒng)的同一個參數有不同的要求結實輕便厚度(桌面)厚薄物理矛盾對系統(tǒng)的同一個參數有不同物理矛盾同一參數,兩個不同要求技術矛盾兩個參數之間的矛盾技術矛盾與物理矛盾的比較物理矛盾同一參數,兩技術矛盾兩個參數之技術矛盾與物理矛盾的比物理矛盾是技術系統(tǒng)中最本質的矛盾,即問題的最核心部分解決物理矛盾的方案,也是更高效、更漂亮的發(fā)明解決方案物理矛盾的作用物理矛盾是技術系統(tǒng)中最本質的矛盾,即問題的最核心部分物理矛盾解決物理矛盾的方法—分離空間分離1時間分離2條件分離3解決物理矛盾的方法—分離空間分離1時間分離2條件分離3十字路口的物理矛盾描述要通過十字路口,車輛必須占據十字路口的某個位置(A)而要不和其它車輛相撞,一定不得占據十字路口的位置(非A)道路必須交叉,以使車輛駛向目的地(A)道路一定不得交叉,以避免車輛相撞(非A)十字路口的物理矛盾描述要通過十字路口,車輛必須占據十字路口的實例:解決交通的物理矛盾空間分離時間分離實例:解決交通的物理矛盾空間分離時間分離實例:雨傘攜帶方便遮雨體積大小實例:雨傘攜帶方便遮雨體積大小時間分離定義:將對同一個參數的兩個不同的要求在不同的時間上得到滿足時間分離定義:分離原理應用實例空間分離:測量海底時,將聲納探測器與船體空間分離,用以防止干擾,提高測試精度時間分離:將飛機機翼設計成可調的活動機翼,以適應在飛行中各個時間段的不同要求條件分離:將水射流條件分離,給予不同的射流速度和壓力,即可獲得“軟”的或“硬”的不同用途的射流,用于洗澡按摩或用作加工手段或武器整體與局部分離:采用柔性生產線,以滿足大眾化和個性化市場需求的不同要求分離原理應用實例空間分離:測量海底時,將聲納探測器與船體空間各分離方法相對應的發(fā)明原理列表空間分離時間分離條件分離個體與整體分離發(fā)明原理01分離02抽取03局部質量04非對稱07嵌套13逆向思維17多維化24中介物26復制30柔性外殼或薄膜09預制反作用10預先作用11預先應急措施15動態(tài)性16不足或超額行動18振動19周期性動作20有效作用的持續(xù)性21減少有害作用29氣動或液壓結構34拋棄與再生37熱膨脹01分割05組合06多功能性07嵌套08重量補償13逆向思維14曲面化22變害為益23反饋25自服務27
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