大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)（大賽案例版）課件 第5章 TRIZ理論創(chuàng)新方法

TRIZ理論創(chuàng)新方法第五講全國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育“十三五”規(guī)劃教材大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)第一節(jié)

TRIZ理論概述第二節(jié)

TRIZ理論的體系第三節(jié)

TRIZ理論的應(yīng)用第四節(jié)

本章練習(xí)目錄一、

TRIZ理論的含義（1）從解決問題的角度看，TRIZ理論主要是對發(fā)明過程中遇到的實際問題進(jìn)行有效的解決。大量的實踐證明，運用TRIZ理論，可大大加快人們創(chuàng)造發(fā)明的進(jìn)程而且?guī)椭藗兩a(chǎn)出高質(zhì)量的創(chuàng)新產(chǎn)品。（2）從發(fā)明的角度看，TRIZ理論主要是指發(fā)明應(yīng)該注重實際問題的解決，要突出從而實出創(chuàng)新性，而不能僅僅是為了發(fā)明而發(fā)明。二、

TRIZ理論的核心思想TRIZ理論的核心是技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化理論，即將技術(shù)視同為生物系統(tǒng)，認(rèn)為其一直處于進(jìn)化之中。技術(shù)之所以會不斷地進(jìn)步，就在于矛盾不斷地被解決，技術(shù)進(jìn)化的過程就是不斷解決矛盾的過程，解決技術(shù)矛盾和沖突是進(jìn)化的推動力，比如數(shù)字化信息存儲設(shè)備的更新改造過程，如圖所示。三、

TRIZ理論的體系結(jié)構(gòu)1. 理論基礎(chǔ)TRIZ的理論基礎(chǔ)是技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化模式，該模式包含了用于工程技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的基本規(guī)律。理解該模式可以幫助人們形成對問題發(fā)展軌跡的總體概念，正確判斷出問題的發(fā)展趨勢，從而增強人們解決問題的能力。TRIZ理論認(rèn)為，任何領(lǐng)域的技術(shù)產(chǎn)品都與生物系統(tǒng)一樣，存在著產(chǎn)生、生長、成熟、衰老和滅亡的規(guī)律。如果掌握這些規(guī)律，人們就能能動地進(jìn)行產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計、開發(fā)并能預(yù)測產(chǎn)品未來的發(fā)展趨勢。三、

TRIZ理論的體系結(jié)構(gòu)2. 問題分析工具矛盾沖突分析物質(zhì)—場分析方法ARIZ算法分析需求功能分析三、

TRIZ理論的體系結(jié)構(gòu)3. 基于知識的問題解決工具（2）76個標(biāo)準(zhǔn)解（3）效應(yīng)知識庫（1）40個發(fā)明創(chuàng)新原理基于知識的問題解決工具與問題分析工具的不同之處在于，前者指出了問題解決過程的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方式，而后者則主要是被用于改變問題的描述，即將某一個具體問題抽象為TRIZ理論定義范圍內(nèi)的問題。三、

TRIZ理論的體系結(jié)構(gòu)4. TRIZ理論體系的解題流程（1）識別并定義問題。（2）經(jīng)過問題分析，設(shè)定理想化最終結(jié)果（IFR），并列出技術(shù)系統(tǒng)的可用資源。（3）尋找系統(tǒng)矛盾，根據(jù)矛盾的具體類型尋找解決方案。（4）將TRIZ的解決方案轉(zhuǎn)化為實際問題的解決方案，并對方案進(jìn)行理想化評價和系統(tǒng)特性評價。第一節(jié)

TRIZ理論概述第二節(jié)

TRIZ理論的體系第三節(jié)

TRIZ理論的應(yīng)用第四節(jié)

本章練習(xí)目錄一、

技術(shù)系統(tǒng)8大進(jìn)化法則1.S曲線進(jìn)化法則嬰兒期

歷史性

差異性

質(zhì)疑性01030204S曲線進(jìn)化法則是指系統(tǒng)的主要參數(shù)或性能的變化是依賴發(fā)展時期呈S曲線形式進(jìn)化。一個技術(shù)系統(tǒng)一般會經(jīng)歷4個階段。一、

技術(shù)系統(tǒng)8大進(jìn)化法則2.提高理想度法則一個系統(tǒng)的功能必然會同時存在有害功能和有用功能，理想度則指的是有用功能和有害功能的比值。任何一個系統(tǒng)在進(jìn)行改進(jìn)的過程中，都是沿著提高其理想度的方向進(jìn)化的，提高理想度法則代表著所有技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則的最終方向。增加系統(tǒng)的功能。利用內(nèi)部或外部已存在的可利用資源。傳輸盡可能多的功能到工作元件上。將一些系統(tǒng)功能轉(zhuǎn)移到超系統(tǒng)或外部環(huán)境中。一、

技術(shù)系統(tǒng)8大進(jìn)化法則2.提高理想度法則閱讀材料：廣角眼鏡通常情況下，人眼只能看到180°范圍以內(nèi)的物體，因此很多情況下如果斜后方存在潛在危險，人是無法及時作出反應(yīng)的。如何在基本上不改變眼鏡傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的前提下，擴(kuò)大人眼視線的角度范圍呢？針對該問題，耐克公司的設(shè)計師BillyMay設(shè)計出了一款新型眼鏡，他在普通眼鏡的兩側(cè)增加了兩個菲涅爾透鏡，從而將騎車人兩側(cè)的視角各擴(kuò)大了25°。新設(shè)計的眼鏡可以幫助人們拓展視角，及時發(fā)現(xiàn)斜后方潛在的危險，提高出行的安全系數(shù)。一、

技術(shù)系統(tǒng)8大進(jìn)化法則3.子系統(tǒng)的不均衡進(jìn)化法則比如，飛機設(shè)計中，曾經(jīng)出現(xiàn)過單方面專注于飛機發(fā)動機，而輕視了空氣動力學(xué)的制約影響，最終導(dǎo)致飛機整體性能的提升比較緩慢。任何技術(shù)系統(tǒng)所包含的各個子系統(tǒng)都不是同步的、均衡進(jìn)化的，每個子系統(tǒng)都沿著自身的S曲線，根據(jù)自身的時間進(jìn)度來進(jìn)化，因此，若某個子系統(tǒng)的發(fā)展速度或性能慢于其他的系統(tǒng)，就會造成技術(shù)系統(tǒng)整體功能在屬性、參數(shù)方面的差異與矛盾，從而影響功能的實現(xiàn)。因此，技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化程度往往取決于最不理想的子系統(tǒng)。一、

技術(shù)系統(tǒng)8大進(jìn)化法則4.動態(tài)性和可控性進(jìn)化法則增加系統(tǒng)的動態(tài)性和可控性的方式有以下4種。CONTENTS1CONTENTS3CONTENTS2CONTENTS4（1）向移動性增強的方向進(jìn)化（2）增加自由度（3）增加可控性（4）改變穩(wěn)定度一、

技術(shù)系統(tǒng)8大進(jìn)化法則5.增加集成度再進(jìn)行簡化法則增加集成度再進(jìn)行簡化法則是指技術(shù)系統(tǒng)趨向于首先向集成度增加的方向靠近，然后再進(jìn)行簡化。比如，先集成系統(tǒng)功能的數(shù)量和質(zhì)量，然后再用更簡單的系統(tǒng)提供相同或更好的性能。一、

技術(shù)系統(tǒng)8大進(jìn)化法則6.子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性進(jìn)化法則（1）參數(shù)協(xié)調(diào)，也就是技術(shù)參數(shù)要協(xié)調(diào)平衡。比如，一艘船在大海中行駛時，若前后兩側(cè)或左右兩側(cè)的重量分布不均，重力參數(shù)不一致，船就很可能傾覆。（2）形狀結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)，即各個子系統(tǒng)之間應(yīng)該保持相同、類似或兼容的形狀。比如，鞋子要能與穿著者的腳兼容，或者衣服要與穿著者身材相協(xié)調(diào)等。（3）材料協(xié)調(diào)，指組成一個產(chǎn)品的各個子系統(tǒng)之間的材料要相互協(xié)調(diào)。這些材料可以具有相同屬性，也可以具有不同屬性，但一定要相互協(xié)調(diào)，才能使其功能得以實現(xiàn)。比如，飛機機身各部分的材質(zhì)屬性相同且相互協(xié)調(diào)。一、

技術(shù)系統(tǒng)8大進(jìn)化法則7.向微觀級和場的應(yīng)用進(jìn)化法則技術(shù)系統(tǒng)趨向于從宏觀系統(tǒng)向微觀系統(tǒng)進(jìn)化，在轉(zhuǎn)化中，使用不同的能量場來獲得更佳的性能或控制性。其進(jìn)化主要有以下4種路徑。（1）向微觀級進(jìn)化的

路徑。（2）進(jìn)化到高效場的路徑。（3）增加場效率的路徑。（4）分割的路徑。

一、

技術(shù)系統(tǒng)8大進(jìn)化法則8.減少人工介入的進(jìn)化法則系統(tǒng)的發(fā)展實現(xiàn)智能化，即使用機器來完成機械、重復(fù)的操作，以解放人們?nèi)ネ瓿筛哂袆?chuàng)造性的工作。減少人工介入的技術(shù)進(jìn)化階段為：包含人工動作的系統(tǒng)→替代人工但仍保留人工動作的方法→用機器動作完全代替人工。技術(shù)系統(tǒng)的8大進(jìn)化法則是TRIZ理論中解決發(fā)明問題的重要指導(dǎo)原則，掌握好該進(jìn)化法則，可以有效提高解決問題的效率。二、

物理矛盾物理矛盾是指為了實現(xiàn)某種功能，一個元件或子系統(tǒng)應(yīng)具有某種特性，但是該特性出現(xiàn)的同時又會產(chǎn)生與此相反的不利或有害的后果。類別物理矛盾幾何類長與短對稱與非對稱平行與交叉寬與窄水平與垂直厚與薄功能類運動與靜止推與拉軟與硬冷與熱快與慢能量類粘度的高與低時間的長與短摩擦系數(shù)的大與小功率的高與低材料類密度的大與小多與少導(dǎo)熱率的高與低溫度的高與低三、

4大分離原理1.空間分離（1）測量海底時，將聲納探測器與船體進(jìn)行空間分離，讓輪船使用電纜拉著聲納探測器，使其與船相隔千米，這樣聲納探測器在工作時就可以和船互不干擾，提高測試精度。（2）利用空間分離的原理，在快車道的上方建立人行天橋，這樣車流和人流就各行其道，互不干擾。（3）施工人員用混凝土樁打樁時，會希望樁頭鋒利，才能使樁根容易打入地下，但是當(dāng)樁到達(dá)一定位置后，鋒利的樁頭又很難承受較重的負(fù)荷。所謂空間分離是指將矛盾雙方在不同的空間上進(jìn)行分離。以下3種情況都屬于空間分離的應(yīng)用。三、

4大分離原理2.時間分離所謂時間分離是指將矛盾雙方在不同的時間段上分離，以降低解決問題的難度。比如，下雨時人們會希望雨傘越大越好，這樣才能更好地為自己擋雨，但雨傘太大又會占用過多的空間，因此可以利用時間分離原理設(shè)計可折疊的雨傘，這樣雨傘在下雨時可以撐開，存放時又能減少占用空間。三、

4大分離原理3.條件分離所謂條件分離是指將矛盾雙方在不同的條件下分離，以降低解決問題的難度。比如，水管要使用剛性的材料，避免其因水的重量而變形，但水管又應(yīng)該軟一些，否則在冬天易被凍裂，要想兩個分離條件都滿足且不沖突，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)選擇彈塑性好的復(fù)合材料，使水管既可以承受水重量帶來的變形，又很難被凍裂。三、

4大分離原理4.整體與部分分離整體與部分分離是指將矛盾雙方在不同的系統(tǒng)級別上進(jìn)行分離。比如，子母機電話。它是將電線與主機連在一起，然后子機采用無線方式來代替有限連接，即用電磁場來代替原來的機械場，從而實現(xiàn)了子機與母機的分享狀態(tài)，也就是運用了整體與部分分離的原理。三、

4大分離原理5.解決方案（1）確定參數(shù)（2）列出要求（3）選擇分離原理（4）判斷參數(shù)（5）確認(rèn)解決方案四、

技術(shù)矛盾及解決原理技術(shù)矛盾是指系統(tǒng)中兩個及以上的參數(shù)之間的沖突造成的矛盾，該系統(tǒng)在一個參數(shù)得到改善的同時會使其他參數(shù)受到不利影響。比如，書包體積越大容量就越大，當(dāng)其裝滿書之后就會因為太重而給學(xué)生身體產(chǎn)生不利影響，但若書包體積太小，容量不足又無法滿足學(xué)生的需求，因此，重量和容量兩個參數(shù)之間的矛盾就是一組技術(shù)矛盾。技術(shù)矛盾的產(chǎn)生實際上就是技術(shù)參數(shù)之間的沖突，為了解決這一沖突，根里奇阿奇舒勒總共研究總結(jié)出了39個通用技術(shù)參數(shù)。借助這些參數(shù)，創(chuàng)新者可以將組成矛盾雙方的性能用39個通用技術(shù)參數(shù)來表示，從而將遇到的問題轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的TRIZ問題，然后通過TRIZ理論中的發(fā)明原理得出最終的解決方案。四、

技術(shù)矛盾及解決原理序號名稱序號名稱1運動物體的重量11應(yīng)力或壓力2靜止物體的重量12形狀3運動物體的長度13結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性4靜止物體的長度14強度5運動物體的面積15運動物體作用時間6靜止物體的面積16靜止物體作用時間7運動物體的體積17溫度8靜止物體的體積18光照度9速度19運動物體的能量10力20靜止物體的能量39個通用技術(shù)參數(shù)表四、

技術(shù)矛盾及解決原理序號名稱序號名稱21功率31物體產(chǎn)生的有害因素22能量損失32可制造性23物質(zhì)損失33可操作性24信息損失34可維修性25時間損失35適應(yīng)性及多用性26物質(zhì)或事物的數(shù)量36裝置的復(fù)雜性27可靠性37監(jiān)控與測試的困難程度28測試精度38自動化程度29制造精度39生產(chǎn)率30外界作用在物體上的有害因素39個通用技術(shù)參數(shù)表四、

技術(shù)矛盾及解決原理序號原理名稱序號原理名稱1分割11預(yù)先應(yīng)急措施2抽取12等勢性3局部質(zhì)量13逆向思維4非對稱14曲面化5合并15動態(tài)化6多用性16不足或超額行動7套裝17維數(shù)變化8重量補償18振動9增加反作用19周期性動作10預(yù)操作20有效運動的連續(xù)性40個發(fā)明原理四、

技術(shù)矛盾及解決原理序號原理名稱序號原理名稱21緊急行動31多孔材料22變害為利32改變顏色23反饋33同質(zhì)性24中介物34拋棄與修復(fù)25自服務(wù)35參數(shù)變化26復(fù)制36相變27廉價替代品37熱膨脹28機械系統(tǒng)的替代38加速強氧化29氣動與液壓結(jié)構(gòu)39惰性環(huán)境30柔性殼體或薄膜40復(fù)合材料40個發(fā)明原理四、

技術(shù)矛盾及解決原理（1）分割原理（2）抽取原理（3）局部質(zhì)量原理（4）不對稱原理（10）預(yù)先作用原理（8）重量補償原理（7）嵌套原理（6）多用性原理（5）組合原理（9）預(yù)先反作用原理四、

技術(shù)矛盾及解決原理1.矛盾矩陣四、

技術(shù)矛盾及解決原理2.解決技術(shù)矛盾使用TRIZ理論解決技術(shù)矛盾時，其過程可以分為以下5個步驟。管理的職能分析問題查找矛盾矩陣查找40個發(fā)明原理表確認(rèn)技術(shù)矛盾得出解決方法15432四、

技術(shù)矛盾及解決原理2.解決技術(shù)矛盾下面將使用TRIZ理論來改進(jìn)開口扳手。改進(jìn)扳手的解決方案是將傳統(tǒng)扳手上、下鉗夾的兩個直線平面的形狀，變?yōu)榍妫龃蟀馐峙c螺栓頭的接觸面積，從而解決了開口扳手存在的問題。五、

物質(zhì)—場模型分析（l）所有功能都可分解為3個基本元件，即物質(zhì)S1、物質(zhì)S2和一個場F。（2）將相互作用的3個基本元件進(jìn)行有機組合，可以形成一個功能。（3）一個完整的功能必須由這3個基本元件組成。五、

物質(zhì)—場模型分析1.物質(zhì)—場模型的模式（1）有效的完整的系統(tǒng)模式有效的完整的系統(tǒng)模式是一種理想狀態(tài)，即組成系統(tǒng)模型的三個元件都存在，并且都有效，該模式能實現(xiàn)設(shè)計者所追求的效應(yīng)。五、

物質(zhì)—場模型分析1.物質(zhì)—場模型的模式（2）不完整系統(tǒng)模式不完整系統(tǒng)模式表示組成物質(zhì)—場模型的3個元件有所缺失，可能是缺少物質(zhì)，也可能是缺少場，此時就需要增加系統(tǒng)的元件來實現(xiàn)有效的完整的系統(tǒng)功能。五、

物質(zhì)—場模型分析1.物質(zhì)—場模型的模式（3）非有效的完整的系統(tǒng)模式非有效的完整的系統(tǒng)模式是指該模式中的3個元件都齊全，但是設(shè)計者追求的效應(yīng)未能實現(xiàn)或者只實現(xiàn)了一部分。也就是說，在兩種物質(zhì)S1和S2都存在的前提下，場F的作用力不足，沒有達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)，此時就需要對原有的系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。五、

物質(zhì)—場模型分析1.物質(zhì)—場模型的模式（4）有害的完整的系統(tǒng)模式有害的完整的系統(tǒng)模式是指該模式中的3個元件都齊全，但是會產(chǎn)生與設(shè)計者所追求的相沖突的有害效應(yīng)。比如，當(dāng)?shù)厍騼?nèi)部運動積蓄的能量對地殼的壓力超過巖層所能承受的限度時，巖層便會突然發(fā)生斷裂或錯位，使其能量以地震波的形式向四周傳播，也就形成了地震。五、

物質(zhì)—場模型分析1.物質(zhì)—場模型的模式（4）有害的完整的系統(tǒng)模式物質(zhì)—場模型作用的表現(xiàn)符號含義符號表示期望的作用或效應(yīng)帶箭頭的直線（

）表示不足的作用或效應(yīng)帶箭頭的虛線（

）表示有害的作用或效應(yīng)帶箭頭的螺旋線（

）表示改變了的模型帶箭頭的粗直線（

）五、

物質(zhì)—場模型分析2.物質(zhì)——場模型的組建規(guī)則（1）非物質(zhì)—場系統(tǒng)（只包含一個元件）或者是非完整物質(zhì)—場系統(tǒng)（包含兩個元件）應(yīng)該建立完整的物質(zhì)—場。增加新物質(zhì)的物質(zhì)——場模型五、

物質(zhì)—場模型分析2.物質(zhì)——場模型的組建規(guī)則（2）把易受控的，具有所需特性的補充物引入到系統(tǒng)，從而形成復(fù)合的物質(zhì)—場。比如，汽車行駛在冰雪路面上時，由于雪的覆蓋導(dǎo)致摩擦系數(shù)降低，汽車輪胎就容易打滑。增加場強化有用效應(yīng)的物質(zhì)—場模型五、

物質(zhì)—場模型分析2.物質(zhì)——場模型的組建規(guī)則（3）如果當(dāng)前系統(tǒng)不允許引入其他物質(zhì)，那么可以通過引入外部環(huán)境中現(xiàn)有的物質(zhì)，并在外部環(huán)境中形成物質(zhì)—場來解決問題。引用現(xiàn)有物質(zhì)的物質(zhì)—場模型五、

物質(zhì)—場模型分析2.物質(zhì)——場模型的組建規(guī)則（4）如果系統(tǒng)只需要最小的作用狀態(tài)，但是現(xiàn)有條件又無法滿足，則可以先采用大的作用狀態(tài)，然后再把多余的部分帶走。比如，手工件在制作陶瓷時會做出一個略大于目標(biāo)產(chǎn)物的毛坯，然后再通過精細(xì)加工來得到目標(biāo)產(chǎn)物。引入另一個場來替代原來的場五、

物質(zhì)—場模型分析2.物質(zhì)——場模型的組建規(guī)則（5）如果系統(tǒng)需要達(dá)到對某種物質(zhì)的最大作用狀態(tài)，而條件又不允許，那么可以把此作用狀態(tài)作用于與之有關(guān)聯(lián)的另一個物質(zhì)上。引入另一個新物質(zhì)來替代原有物質(zhì)五、

物質(zhì)—場模型分析3.物質(zhì)—場模型的標(biāo)準(zhǔn)解識別元件選擇標(biāo)準(zhǔn)解法構(gòu)建模型確認(rèn)最終解法五、

物質(zhì)—場模型分析3.物質(zhì)—場模型的標(biāo)準(zhǔn)解某工廠欲對自己生產(chǎn)的自行車進(jìn)行改進(jìn)，使之更輕便。下面將利用物質(zhì)—場模型對自行車的執(zhí)行系統(tǒng)的改進(jìn)方法進(jìn)行分析，主要分為以下4個步驟。（3）選擇標(biāo)準(zhǔn)解法（2）組建物質(zhì)

—場分析模型（4）確定最終解法（1）識別造成問題的元件六、

ARIZ算法ARIZ（AlgorithmforInventive-ProblemSolving）在中文里可譯為發(fā)明問題解決算法，是TRIZ理論中一個十分有效的分析和解決問題的工具。它主要是被用于解決物理矛盾，以及復(fù)雜的、困難的和模糊的發(fā)明問題。①分析問題②提取技術(shù)矛盾③提取物理矛盾④建立物質(zhì)

——場模型⑤ARIZ需求功能分析⑥擴(kuò)大思維領(lǐng)域⑦原理解的具體化⑧判斷是否為最優(yōu)解⑨分析解是否具有意義七、

最終理想解1.最終理想解的確定最終理想解的確定（1）設(shè)計的最終目標(biāo)是什么？（2）理想解是什么？（3）達(dá)到理想解的障礙是什么?（4）出現(xiàn)這種障礙的結(jié)果是什么？（5）不出現(xiàn)這種障礙的條件是什么？創(chuàng)造這些條件存在的可用資源是什么?七、

最終理想解2.最終理想解的特點（1）保持了原系統(tǒng)的優(yōu)點。（2）消除了原系統(tǒng)的不足。（3）沒有使系統(tǒng)變得更復(fù)雜。（4）沒有引入新的缺陷。第一節(jié)

TRIZ理論概述第二節(jié)

TRIZ理論的體系第三節(jié)

TRIZ理論的應(yīng)用第四節(jié)

本章練習(xí)目錄第三節(jié)TRIZ理論的應(yīng)用創(chuàng)新者要想有效運用TRIZ理論，必須首先分析研究對象將其轉(zhuǎn)換為TRIZ理論中的標(biāo)準(zhǔn)問題，然后再套用該理論的分析工具（如技術(shù)系統(tǒng)八大進(jìn)化法則、技術(shù)矛盾和物理矛盾、物質(zhì)—場模型等）進(jìn)行解決。（1）分析問題（2）系統(tǒng)矛盾（3）問題模型（4）對立領(lǐng)域和資料分析（7）物理矛盾的消除與解決對策