triz理論講解分析課件

1TRIZ理論1.TRIZ發(fā)展背景2.何謂TRIZ？3.TRI的Z演進4發(fā).明的五層級目錄(1/2)25.科技系統(tǒng)演化的九大定律6.TRIZ

如何運作？7.技術矛盾/實體矛盾8.物質(zhì)─場理論基本概念3目錄(2/2)1.TRIZ發(fā)展背景4TRIZ發(fā)展背景

TRIZ

(Teoria

ResheniaIsobretatelnych

Zadatch)理論是TIPS

(Theory

of

Inventive

Problem

Solving)之俄文同義字。由俄國學者

Genrich

Altshuller

及其研究團隊自

1946

年開始所發(fā)展出的一套系統(tǒng)化創(chuàng)

新理論。5(1926年生蘇/聯(lián))1940(14歲第)一項發(fā)明(underwater

breathing

device)1946(20歲)進入蘇聯(lián)海軍專利局—

開發(fā)TRIZ理論

Genrich

Altshuller根里奇·阿奇舒勒GenrichAltshuller6TRIZ

理論之基本假設是相信在創(chuàng)新

發(fā)明的世代演變中，必然存在著固定之創(chuàng)新法則可供依尋

，若此創(chuàng)新法則能被

發(fā)現(xiàn)并予以整理歸納，它將有利于對創(chuàng)新過程發(fā)展的預測

。TRIZ理論自1946至1985

持續(xù)發(fā)展的50

年中，GenrichAltshuller及其研究團隊研究了超過40

萬件的專利產(chǎn)品，藉由分析專利產(chǎn)品的

特性與歸納創(chuàng)新的層級類別，嘗試找出

存在之固定法則。7在90

年代隨著蘇聯(lián)瓦解后該理論才廣為西方國家所知，后遂成為國際間系統(tǒng)化創(chuàng)新之理論科學，各

國學者也相繼致力于理論架構(gòu)的加

強與應用的延伸。8小企業(yè)與各個不同的應用層面，而以此作為創(chuàng)新的解決方案或未來科

技趨勢的決策指標；公司企業(yè)如Ford,

Motorola,

3M,

Siemens,Phillips,

LG

等皆利用TRIZ

理論來作為科技創(chuàng)新的分析工具，同時

為企業(yè)加速創(chuàng)新的腳步。如今TRIZ理論之應用遍及各大92.何謂TRIZ？10何謂TRIZ？發(fā)明問題解決理論/創(chuàng)新發(fā)(明性問)題解決方法

矛盾創(chuàng)意思考突破法

這樣的理論可能存在嗎？發(fā)明本身不就是一種創(chuàng)新的過程嗎？發(fā)明不再是神秘的、多變的、隨機的

和高度依賴于個人與生俱來的特質(zhì)嗎？發(fā)明問題正如同其他工程類問題，是可經(jīng)由編碼、分類及方法化等方式解決。11創(chuàng)新發(fā)明是人類智力產(chǎn)品，創(chuàng)新過程

可采用心理學技術改進經(jīng)由實際的專利分析經(jīng)驗得到了發(fā)明

問題的解決答案

，歸納出專利發(fā)明的

共同性、重復性和創(chuàng)新發(fā)明性思維的

邏輯何謂TRIZ？123.TRI的Z演進13★1946~1980-理論形成1.透過大量專利與文獻的研究，開發(fā)TRIZ理論2.1980于俄羅斯召開全世界第一屆TRIZ專家大會TRIZ的演進14★1981~1986國-內(nèi)推展1.1982-Boris

Zlotin

&

Alla

Zusman創(chuàng)辦Kishinev學校2.專門教授TRIZ方法學，并為工業(yè)企業(yè)提供咨詢服務3.培養(yǎng)6000多名學生、解決或簡化4000多個技術問

題4開.發(fā)解決科學問題確&定故障和潛在故障原因的

方法學5.出版9本著作(3本與Altshuller合著)

，發(fā)表文章

6.為各個不同的技術層面制定教育訓練計劃

15TRIZ的演進TRIZ的演進

★1987~1991-投入商業(yè)用途1.政治改革-允許TRIZ投入商業(yè)用途2.1989-傳統(tǒng)缺點使其計算機化過程變得非常

困難3開.發(fā)綜合工具，發(fā)明問題解決流程(Ideation-TRIZ

：I-TRIZ的)IWB(Innovation

WorkBench)軟件16TRIZ的演進

★

1992~擴展至全世界1.成立Ideation國際咨詢公司-建立教育計劃及持續(xù)開發(fā)2.各國引進-透過大量學習方式提升企業(yè)內(nèi)部研發(fā)人員3.與其他工具整合…Six

Sigma

、QFD

、Taguchi

Methods

、QC

Story

、

TQC17TRIZ的缺點

1.不精確性(未系統(tǒng)化規(guī)則與算法)

2.獨立開發(fā)工具(無綜合系統(tǒng))3.無明確建議使用的工具4.無支持發(fā)明問題解決過程的所有階段184發(fā).明的五層級19根據(jù)Shulyak

(1998)對TRIZ

理論的介紹，Genrich

Altshuller在研究中發(fā)現(xiàn)并非所有的創(chuàng)新發(fā)明都具相同的演化過程，且依創(chuàng)新元素來源的不同可以將其分為五類創(chuàng)新層級：創(chuàng)新層級的定義(1/8)

20

創(chuàng)新層級1

：系統(tǒng)在該相關領域的知識累積下，系統(tǒng)元件與系統(tǒng)本身簡單的改善與演化。創(chuàng)新層級的定義(2/8)

21創(chuàng)新層級1

液態(tài)氧→熔爐傳輸管→絕緣層厚度22 創(chuàng)新層級2

：系統(tǒng)的演化過程經(jīng)歷過對于技術矛盾(technicalcontradiction)問題的解決，而其創(chuàng)新元素可能源于該領域的其它技

術知識與思考的加入。創(chuàng)新層級的定義(3/8)

23銲接的護面具加入抗光鏡片→能見度提升→效率提升創(chuàng)新層級2

24 創(chuàng)新層級3

：系統(tǒng)的演化過程經(jīng)歷過對于系統(tǒng)元素實體矛盾(physical

contradiction)問題的解決，而其創(chuàng)新元素可能源于其它

領域的技術知識與思考的加入。創(chuàng)新層級的定義(4/8)

25自動傳輸系統(tǒng)導入設計創(chuàng)新層級326

創(chuàng)新層級4

：嶄新技術的產(chǎn)生以致突破系統(tǒng)既有的開發(fā)瓶頸，而此層

級所需要的創(chuàng)新元素可能源于其他科學知識與思考的加入。創(chuàng)新層級的定義(5/8)

27創(chuàng)新層級4

熱記憶材料

磁性+液壓系統(tǒng)→航海噴射引擎28創(chuàng)新層級的定義(6/8)

創(chuàng)新層級5

：新材料的發(fā)現(xiàn)或新科技的發(fā)明以致產(chǎn)生再次創(chuàng)新的動力。29創(chuàng)新層級5

飛機、液晶電視

、計算機iPad30加入，只能算是對于原有的系統(tǒng)流程

進行改善；創(chuàng)新層級2

與創(chuàng)新層級3

則因解決了技術與實體上的矛盾造就

了系統(tǒng)創(chuàng)新；創(chuàng)新層級4則因為新技

術的加入而產(chǎn)生創(chuàng)新，在此層級中可

能并未解決已存在之系統(tǒng)瓶頸問題，

而是利用新的技術架構(gòu)取代了原有的系統(tǒng)；創(chuàng)新層級5則因為新材料的發(fā)

現(xiàn)或新科技的發(fā)明讓科技系統(tǒng)再向前

邁進。創(chuàng)新層級的定義(7/8)

是故

，創(chuàng)新層級1

并未有創(chuàng)新元素的31重型機械震動過大→加吸震墊（L1）

→反震動（L3）→

空氣磁?。↙4）32統(tǒng)計有77的%發(fā)明專利屬于創(chuàng)新層

級1

與創(chuàng)新層級2

，而此說明其中

仍然存在著創(chuàng)新進步的空間，且Genrich更結(jié)論若利用TRIZ理論于

創(chuàng)新問題的解決，則將能使創(chuàng)新的等級具效率地提升至創(chuàng)新層級3

，

甚至是創(chuàng)新層級4

。創(chuàng)新層級的定義(8/8)

Genrich

Altshuller

在研究中33專門領域內(nèi)大家所熟知的解

決方法層級1

：標準化層級2

：改良化現(xiàn)有系統(tǒng)之改良從同業(yè)中學到的方法層級3

：模式內(nèi)創(chuàng)新現(xiàn)有系統(tǒng)之大幅改善參考其他領域之方法層級4

：模式外創(chuàng)新新一代系統(tǒng)之創(chuàng)新「屬于科學層次，非僅技術

層次」層級5

：新發(fā)現(xiàn)全新系統(tǒng)之先趨發(fā)明重大發(fā)明或新科學理論34TRIZ─創(chuàng)新層級5.科技系統(tǒng)演化的九大定律355.科技系統(tǒng)演化九大定律(1/2)1.系統(tǒng)組件的完整性定律—基本部份必須完備動力/能源提供系統(tǒng)、

運行系統(tǒng)、傳輸組件、控制組件2.系統(tǒng)能源傳導率持續(xù)提升定律—轉(zhuǎn)移形式的選擇是許多發(fā)明的核心問題3.律動協(xié)調(diào)性定律—組件頻率與共振頻率的諧調(diào)性365.科技系統(tǒng)演化九大定律(2/2)4.理想度持續(xù)提升定律—I(ideality)=ΣUi(有用效)/ΣHj(有害效

果)5.組件(子系統(tǒng))非齊一性發(fā)展定律6轉(zhuǎn).變到超系統(tǒng)定律—演化到一個新的性質(zhì)和層次7.從宏觀層面轉(zhuǎn)變到微觀層面定律8.增加「物質(zhì)-場」應用定律9動.態(tài)性增加定律—固定到可調(diào)整

376.TRIZ

如何運作？38抽象解答(通解)x=2

〔

-b±√

b2+4ac〕a─

6.1思考邏輯(1/3)2.對解決問題過程的反思問題空間特定解x=-1,-2/3抽＝象化

有效歸納特定問題

3x2+5x+2=0抽象問題(方程式)

Ax2+bx+c=01.一元二次方程式求解對應映↓射問題解決方案

空間運算

子試誤

法

1

進行39

6.1思考邏輯(2/3)特定問題的解決

方法特定的發(fā)明問

題抽象化問題解決流程抽象的解決方法創(chuàng)造力

不發(fā)散多變性抽象的發(fā)明問題運算子

集合非單一試誤法專屬化抽象化402.對解決問題過程的反思「把特定問題進行抽象化」、「有效歸納」3.抽象化解決問題的原則把問題抽象化(進行歸類)→得出通用解決

方法(運算子)→歸類與運算子的集合構(gòu)成諮詢理論→針對具體問題進行專屬化4.應用到發(fā)明問題理論架構(gòu)：分類制度→確認運算子

6.1思考邏輯(3/3)416.2技術矛盾與矛盾矩陣

在先前「創(chuàng)新層級」所提到的因矛

盾問題的解決，致使系統(tǒng)能更具效率

而達到創(chuàng)新。而在此所謂之「矛盾問

題」即產(chǎn)生于當我們嘗試改變系統(tǒng)中

的某個參數(shù)、或欲突顯系統(tǒng)中某種特性時，卻可能因此造成其他元件效能

的降低，此時便成為系統(tǒng)演化過程中

的障礙。42A↑

B↓-參數(shù)A改善-參數(shù)B惡化例-如：強度與重量

可靠度與成本●一般工程解法：妥協(xié)的設計-在TRIZ中不被視為創(chuàng)新發(fā)明●超越技術矛盾之創(chuàng)新

同時優(yōu)化A及B6.2.1

技術矛盾

發(fā)明問題解決系統(tǒng)—技術矛盾●解決發(fā)明問題時，

列出矛盾的能力是很重要的●TRIZ提供解決矛盾的系統(tǒng)化工具

以顯著的減少它們所帶來的壓力技術矛盾：諸如重量、大小、顏色、

速度、硬度等皆屬于系統(tǒng)中的技術矛盾

參數(shù)，這些參數(shù)描述了系統(tǒng)的狀態(tài)。例

如當欲增加飛機的飛行速度時，隨即想

到可藉由加大引擎的動力，然而加大引

擎的動力卻可能因此增加對引擎室空間

大小的要求，而引擎室空間大小的增加又會造成重量增加的問題，而重量的增

加又因此拖慢了飛行速度；因此「動力」

與「重量」遂成為該系統(tǒng)中的技術矛盾。44在「40創(chuàng)新法則」中所列舉出的創(chuàng)新法則為解決系統(tǒng)技術矛盾問題的建議解決方向。其運

算方法常與TRIZ另一方法工具「矛盾矩陣圖」

(contradiction

matrix

)一起使用

。其中的39

特征參數(shù)為歸納之系統(tǒng)沖突矛盾特征，在矛盾

矩陣的左方由上至下為欲改善之系統(tǒng)特性，矩陣上方由左至右則為系統(tǒng)可能因此惡化之矛盾

特性，而中間矩陣方格內(nèi)的數(shù)字則為創(chuàng)新法則；因此藉由分析系統(tǒng)的沖突，從矛盾矩陣可以找

到相對應之潛在創(chuàng)新方向。4創(chuàng)0新法則45歸納39個工程參數(shù)1.移動物體的重量2.靜止物體的重量3.移動物體的長度4.靜止物體的長度5.移動物體的面積6.靜止物體的面積7.移動物體的體積8.靜止物體的體積9.速度10.力11.應力或壓力12.形狀13.物體組成成份的穩(wěn)定度14強.度15.移動物體的耐力度

16.靜止物體的耐力度17.溫度18.亮度19.移動物體所需的能量

20.靜止物體所需的能量

21.功率22.能量的耗損23.物質(zhì)的耗損24.信息的遺失25時.間的浪費26.物質(zhì)的數(shù)量27.可靠度28.量測精準度29.制造精準度30.會引響系統(tǒng)的有害因素

31.系統(tǒng)產(chǎn)生副作用32.容易制造33.容易操作使用34.容易維修35.適應度36.系統(tǒng)復雜度37.控制的復雜度38.自動化程度39.生產(chǎn)力矛盾矩陣與創(chuàng)新發(fā)明原則1.分割原理2.分離原理(分離,

恢復,

移

除)3改.進局部性質(zhì)原理4.非對稱性原理5.合并原理6.萬用性原理7.套疊結(jié)構(gòu)原理8.平衡力原理9.事先的反向作用原理10.預先行動原理11.預先防范原理12.等位能原理13.反向操作原理14.球面化原理15.動態(tài)化原理16.部份或過度動作原理17轉(zhuǎn).換到另一個維度原理

18.震動原理19.過期性作用原理20.連續(xù)的有用作用原理

21.快速原理22改.變有害成為有用原理

23.反饋原理24.中介物質(zhì)原理25.自助原理26.復制原理27.可拋棄原理28.取代機械系統(tǒng)原理29.氣動或液壓原理30彈.性膜與薄膜原理31.孔隙物質(zhì)原理32改.變顏色原理

33.均質(zhì)原理34.拋棄與再生元件原理

35.性質(zhì)轉(zhuǎn)變原理36.相變化原理37.熱膨脹原理38.加速氧化原理39.鈍性環(huán)境原理40.復合材料原理4創(chuàng)0造發(fā)明原則(運算子)離心調(diào)速器48直升機「旋轉(zhuǎn)球」內(nèi)的「離心調(diào)速器」功能：控制機翼之轉(zhuǎn)速。

『重量』會影響直升機的速度；所以，能減少「旋轉(zhuǎn)球」的『重量』(↓)則「直升機的速度」(增加

+)

，但會減少離心力而影響調(diào)速器效能

。49因此，

『重量』與『離心力』形成了技術予盾。

I=1(移動物件的重量)

及第10行(j=10

力)將找到原則8

：平衡力將「旋轉(zhuǎn)球」換成

螺『旋槳』，螺『旋槳』可提供一個與角度成正比的

上升力。故，可減少直升機的重量卻沒有影響

「離心調(diào)速器」的効力

。50Howto

use

TRIZ？解決方法建議：

15

、10

、2

、13

15─動態(tài)化原理10

─預先行動原理2

─分離原理(分離,

恢復,

移除)13

─反向操作原理案例改善項目：Shoe

sole專利編號：US6730379i改(善的特征)

：易調(diào)整/提高強度/普遍性…→(35)適應性j(避免惡化的結(jié)果)

：泄漏/磨損/浪費/耐磨…→(23)物質(zhì)的耗損51原則屬性1.分割把一個物體分成幾個獨立的部份把物體變成可組成的形成增加物體的分割程度2.抽取從一個部體上移除(去除或分割)造成「危害」的零件或?qū)傩?/p>

從物體中抽取有用的部份3.局部特性從同一類物體、外部環(huán)境或作用的結(jié)構(gòu)，變換到不同結(jié)構(gòu)的物體、

外部環(huán)境或作用的結(jié)構(gòu)讓物體不同的部份執(zhí)行不同的功能把物體的每個部份都置于最利于其發(fā)揮4.不對稱用不對稱形狀代替對稱形狀如果一個部體已經(jīng)不對稱了，就增加其不對稱的程度5.結(jié)合同質(zhì)的物體或產(chǎn)生連續(xù)作業(yè)的物體在空間上加以結(jié)合同質(zhì)的或連續(xù)的作業(yè)在時間上加以結(jié)合發(fā)明原則(工程屬性與管理屬性通用)52原則屬性6.多功能使物體具有多重功能，以消除對其他物體的需求7.套疊把物體放在其他物體之內(nèi)一個物體可通過另一個物體的孔洞8.平衡力為了抵消物體本身的重量，可以結(jié)合另一個能提供舉升力的物體為了抵消物體本身的重量，可以利用外部環(huán)境的作用力(如空氣動力

學或流體力學)9.預先

的反作用力先施加反作用力如果一個物體將受到張力，事先給予反張力10.預先

動作事先完成全部或部份的需要動作把物體預先調(diào)整在一個合適的條件下以讓其能及時地發(fā)揮預期的作用11.事先緩和為降低物體低可靠度的影響，可事先采取對策53發(fā)明原則(工程屬性與管理屬性通用)原則屬性12.等位性改變物體的工作狀態(tài)以使物體不需要被舉升或降低13.反向

操作對于一些特定問題的處理方法，可以用反向方式來操作使物體可移動的部分改變?yōu)楣潭ㄊ降模压潭ㄊ降牟糠肿兛蔀榛顒?/p>

的(物體的外在環(huán)境亦然)讓物體上下顛倒14.曲率化使用曲線或曲面替換直線或平面，亦可使用球體替代立方體

使用圓柱體、球體或螺旋體使用旋轉(zhuǎn)運動來代替直線運動，亦可利用離心力15動.態(tài)化在物體運行的每個階段中讓物體或其環(huán)境自動調(diào)整到最佳的狀態(tài)

把物體分成幾個元素，使各元素間可以相互轉(zhuǎn)換將固定的物體設計成可動或可被更換的型式16.局部或過度

的動作如果不能達到百分之百的理想效果，做得多一點或少一點，可以大

大簡化問題54發(fā)明原則(工程屬性與管理屬性通用)發(fā)明原則(工程屬性與管理屬性通用)原則屬性17.移到新的次

元將一維的移動方式改變成二維，改變二維方式為三維以多層的組合代替單層的組合傾斜物體或把物體翻轉(zhuǎn)到一側(cè)將影像投射到物體的臨近區(qū)域或是反面的區(qū)域18.機械振動讓物體振動起來有振動存在的物體，就加大振動頻率，甚至用超音波利用共振用壓電振動代替機械振動結(jié)合使用超音波和電磁場振蕩19.周期

性動作以周期性的動或脈沖取代連續(xù)動作如果動作已經(jīng)是周期性，就改變其頻率利用兩個脈沖間空檔提供額外的動作20.有效

動作的

連續(xù)性在一個動作的完成過程中不要中斷該物件里的所有零件必須全速且不間斷的運轉(zhuǎn)消除所有閑置、間歇的動作以回轉(zhuǎn)的動作來取代來回動作55發(fā)明原則(工程屬性與管理屬性通用)原則屬性21.急速通過以高速完成有害或危險的動作22.把有

害因素

變?yōu)橛?/p>

利因素利用有害因素或是效應，尤其是環(huán)境上的)以獲得正面的效應

通過混合其他不利的因素來去除原有的有害因素增加有害因素的數(shù)量或增加有害動作的程度，直到它停止造成傷害23.反饋采用反饋系統(tǒng)如果反饋已經(jīng)存在，則改變其作用大小和方向24.中介物利用中介(媒介)物質(zhì)來轉(zhuǎn)變或者執(zhí)行一個動作使用一個容易被移除的物件與原物件作暫時性的接合25.自助物體本身必須自助和執(zhí)行補充、修復的作業(yè)利用廢棄物和剩余能源26.復制用簡單便宜的復制體來代替復雜、昂貴、易壞或使用不便的物體以光學復制品或光學影像代替一個部體或系統(tǒng)，一個尺度能被用來梭小或放大影像使用紅外線或紫外線復制取代可見光的復制56發(fā)明原則(工程屬性與管理屬性通用)原則屬性27.用便宜、壽命短的物體替換昂貴、壽命

長的物體用便宜、可丟棄的物體替換昂貴的物體28.替換機械系

統(tǒng)用聲學、光學、熱能、嗅覺系統(tǒng)取代機械系統(tǒng)用電場、磁場或電磁場與物體相互作用替換作用場29.氣壓或液壓結(jié)構(gòu)用氣體或液體替換物體的固體物件─此物件可以利用氣體或液

體作為膨脹或是緩沖之用30彈.性膜或薄膜用彈性膜或薄膜來替代傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)用彈性膜或薄膜把物體從其環(huán)境中隔離31.使用多孔材料使物體多孔化或在其表面、內(nèi)部等區(qū)域使用多孔材料/元件

如果物體已經(jīng)是多孔的，則預先將一些有用物質(zhì)填充于孔隙

內(nèi)32.變換顏色改變物體或其周遭環(huán)境的顏色

、透明度

、加入有色材料57以

便觀察

、使用熒光追蹤劑原則屬性33.同質(zhì)性與主物質(zhì)會相互作用的其他物質(zhì)，必須使用與主物件相同或(相似

性質(zhì)的)材料制程34.拋棄及再生零件當物體達成其功能或變得無用時，就拋棄它或修正其性質(zhì)(如拋棄

分解或使其消散)直接復原已耗盡的零件或物體35.物理和化學狀態(tài)的轉(zhuǎn)化改變物體的物理狀態(tài)、密度、彈性、溫度及濃度36.相變

(狀態(tài)變換)利用相變化所產(chǎn)生的現(xiàn)象，如改變體積的過程中會散熱或吸熱37.熱膨脹利用加熱使材料膨脹或收縮利用各種不同熱膨脹系數(shù)的材料發(fā)明原則(工程屬性與管理屬性通用)58原則屬性38.運用強

氧化劑使用加濃空氣來替換普通空氣用純氧替換加濃空氣在空氣中或是純氧環(huán)境中使用離子放射使用氧離子39.惰性環(huán)境用惰性環(huán)境來替換普通環(huán)境在真空中進行處理40.復合材料用復合材料來替換單一材料發(fā)明原則(工程屬性與管理屬性通用)597.物理矛盾60數(shù)

每個技術矛盾中至少可辨認出一個物理矛盾

例如：為改善強度(A)而增加厚度(C)

，卻造成重量增加(B)解決方案(運算子)

:分離原則A

技術矛盾

B

C控制參C應該高也應該低C應該存在也不應該存在解決方案(運算子)

：分離原則物理矛盾61系統(tǒng)級別分離

自行車鍊時間分離西伯利亞的打樁機空間分離金屬鍍膜物理矛盾之分離原則8.物質(zhì)─場理論(Su-Field)基本概念631.每一個技術系統(tǒng)都可以分解為兩個「物體」或者「物質(zhì)」(S1&S2)系統(tǒng)的2

部份、系統(tǒng)本身和它的產(chǎn)品(作用的東

西)

、系統(tǒng)所處的環(huán)境。2.物質(zhì)間通過一