TRIZ理论及应用培训教材

1.1TRIZ概述TRIZ——发明问题解决理论两个基本含义：1、表面的意思强调解决实际问题，特别是发明问题。2、隐含的意思是由解决发明问题而最终实现（技术和管理）创新，因为解决问题就是要实现发明的实用化。定义——TRIZ是基于知识的，面向设计者创新问题的解决系统化方法学。基于知识的面向设计者的系统化的方法创新问题解决理论TRIZ演化分析矛盾分析技术系统的进化法则最终理想解描述性分析参数化分析功能分析资源分析矛盾定义ARIZ矛盾矩阵分离原理物场模型建立40、76、效应知识完备性动态性进化提高理想度不均衡进化向超系统进化向微观级进化协调性进化能量传递S曲线1.1.2TRIZ理论体系框架TRIZ理论问题求解工具技术系统进化法则最终理想解（IFR）需求功能/资源分析及矛盾定义ARIZ转化为标准问题39个通用工程参数矛盾矩阵40个发明原理物-场模型76个标准解法分离原理最终解决效应知识否演化分析矛盾分析参数化分析描述性分析1.1.2TRIZ理论体系框架问题的分析：功能分析理想分析可用资源确定冲突区域选择工具不知如何解决（不）存在冲突替换现有产品预测确定进化模式选择进化路线产生问题原理解原理分离原理发明原理效应解的评价：矛盾得以解决有效利用各种资源沿着理想解进化可行实施不可行，定义新问题76标准解（不）1.1.2TRIZ理论体系框架——TRIZ的技术系统8大进化法则用于解决发明问题，预测技术系统，产生并加强创造性问题的解决工具。——最终理想解（IFR）TRIZ在解决问题之初，首先抛开各种客观限制条件，通过理想化来定义问题的最终理想解（Idealfinalresult），以明确理想解所在的方向和位置，保证了在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解，从而避免了传统创新设计方法中缺乏目标的弊端。——40个发明原理（解决矛盾和冲突的）。——39个工程参数及阿奇舒勒矛盾矩阵将在不同领域上解决这些工程参数的冲突和矛盾的原理组成一个由39个改善参数与39个恶化参数构成的矩阵。矩阵的横轴表示希望得到改善的参数，纵轴表示某技术特性改善引起恶化的参数。——物理矛盾和四大分离原理当一个技术系统的工程参数相反需求时，产生了物理矛盾。物理矛盾所存在的子系统就是系统的关键子系统，系统或关键子系统应该具有1.1.2TRIZ理论体系框架为满足某个需求的参数特性，但另一个需求要求系统或关键子系统又不能具有这样的参数特性。这种问题可用分离原理和发明原理解决。四大分离原理：空间分离，时间分离，基于条件的分离和系统级别分离。——物场模型分析无论大系统、子系统还是微观层次，都是具有功能的，所有的功能都可分解为2种物质和1种场。在物—场模型的定义中，物质是指某种物体或过程，可以是整个系统，也可以是系统内的子系统或单个的物体，甚至可以是环境。场是指完成某种功能所需的手法或手段，通常一种能量形式。用于建立与已存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模型。——发明问题的标准解法标准解法可以将标准问题在一两步中快速进行解决，标准解法也是解决非标准问题的基础，非标准问题主要应用发明问题解决算法来解决。而ARIZ的主要思路是将非标转化为标准。——发明问题解决算法（ARIZ）1.1.2TRIZ理论体系框架1、ARIZ确定和解决引起问题的技术矛盾。2、问题解决者一旦采用ARIZ来解决问题，其惯性思维因素必须被加以控制。3、最新的知识基础支持。——科技效应和现象知识哲学、自然科学、系统科学对发明问题的解决具有超乎想象的、强有力的帮助。4、解决本领域技术问题的最有效的原理和方法，往往来自于其他领域的科学知识。5、人是技术系统进化主体，技术系统的进化是为人服务的，TRIZ突破思维定势。1.1.3TRIZ的核心思想同样的技术创新原理和相应的解决问题的方案，也会在后来的一次次发明中被反复应用，只是被使用的技术领域不同而已。核心思想——1、在解决发明问题实践中，人们遇到的各种矛盾以及相应的解决方案总是反复出现的。2、用来彻底而不是折中解决技术矛盾的创新原理和方法，其数量并不多。3、技术系统的进化遵循客观规律并以提高自身的理想度为进化目标。1.2TRIZ中的基本概念技术系统——系统：元件与运作的功能团。技术系统：由具有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。各元件具有各自特征组成系统产生新特征基本功能的组成部分（子系统）一个技术系统可以由N个子系统，每个子系统由影响着整个系统超系统技术系统子系统1.2TRIZ中的基本概念发明级别——TRIZ是根据1-4级的发明归纳而得的，所以它可适用于1-4级的问题，对于5级发明问题是无法解决的。最终理想解——只关注于顾客的需要或者功能的需要，它具有4个特点：1、消除了原系统的缺陷；2、保留了原系统的优点；3、不会使系统变得更复杂；4、不会产生新的缺陷。创新的重要进展往往是在对问题进行理解的过程中取得。确认哪些是使系统不能处于理想化的部件，是使创新成功的关键。设计过程中从起点向理想解过渡的过程为理想化过程：I=∑B/（∑C+∑H）I—理想度；B—有用功能；C—成本；H—有害作用；提高理想度的方法：增加有用功能；减小成本；减小有害作用。1.2TRIZ中的基本概念矛盾（冲突）——改进系统中的一个零部件或性能的同时不能对系统或相邻系统中的其它零部件或性能造成负面影响。技术系统中存在两种矛盾：技术矛盾和物理矛盾改进某个零件或部件设计提高某方面的性能对其它相关零部件产生负面影响矛盾资源——是物质、场和技术系统的属性（功能的时效，占据的空间等）物质资源：系统内或超系统中的任何物质。能量资源：系统中存在或能够产生的能量流、场。空间资源：系统及周围可用的闲置空间。时间资源：一切可以利用的空闲时间都可能成为一种可供利用的时间资源。1.2TRIZ中的基本概念功能资源：这是指利用系统的已有组件，产生新的功能。例如利用手机屏幕照亮漆黑的楼梯。成本：免费或廉价，足够用的，无限量的。功能：能够带来有利作用，减少有害作用的。寻找资源最理想资源功能成本功能：功能是任何一个物理载体存在的价值，是物体作用于其它物体并改变其参数的行为，（功能描述了系统或组件用来做什么）。一般用“动作（V，动词）+对象（O,名词）的格式来描述功能。例：眼镜的功能是“折射（V），光线（O），同时作为功能的受体，至少要有一个参数受到影响并发生改变。功能可以分为有用功能（充分功能、不足功能和过度功能），有害功能以及中性功能。1.2TRIZ中的基本概念注：1、禁止使用“不”替代否定动词。2、功能的受体必须是组件，不能是参数。3、应针对特定条件下的具体技术系统进行功能描述。4、可以将组件与其功能分离，分别进行考虑。1.3TRIZ的主要创新思维方法——打破我们的思维定势，扩展我们的创新思维能力；提供了科学的问题分析方法，保证了我们按照合理的途径寻求问题的创新性解决办法。九屏幕法：是一种分析问题的手段，它是通过分析问题之前和之后超系统（子系统）状况，并分析如何利用和改变这些状况来防止或减弱问题的有害作用。作用：帮助使用者多角度的看待问题，进行超常规思维，克服思维惯性；多方面和多层次寻找可利用的资源，更好地解决问题。步骤：1、先从技术本身出发，考虑可利用的资源。2、考虑技术系统中的子系统和系统所在超系统中的资源。3、考虑系统的过去和未来，从中寻找可利用的资源。4、考虑超系统和子系统的过去未来。超系统当前系统子系统超系统的未来当前系统的未来子系统的未来超系统的过去当前系统的过去子系统的过去1.3TRIZ的主要创新思维方法技术系统最终理想：IFR的获得是以产品（或技术系统）的理想来衡量的。技术系统是功能的实现，同一功能存在多种技术实现方式，任何系统在完成人们所期盼的功能的同时，亦会带来不希望的功能，所以我们用正反两方面的功能比较来衡量系统的理想化水平。I=∑UF/∑HF∑UF——有用功能之和∑HF——有害作用之和1、∑UF∑HF2、∑UF∑HF3、∑UF∑HF4、∑UF∑HF部分理想化：加强有用功能；降低有害功能；功能通用化；增加集成度；个别功能专用化；增加柔性。全部理想化：功能的消除；系统的消除；原理的调整；系统替代。最终理想特点有4个：交通系统汽车汽车轮胎智能交通系统绿色能源汽车免充气轮胎公路系统内燃机汽车马车车轮1.3TRIZ的主要创新思维方法1、保持原系统的主要功能2、清除原系统的缺陷3、系统不会复杂化4、没有引入新的缺陷或者新的缺陷很容易解决。步骤：1、分析设计的最终目的是什么？2、分析理想解是什么？3、分析达到理想解的障碍。4、分析出现障碍的结果是什么？5、分析障碍的消除条件是什么，创造无障碍条件的可用资源是什么？注：可利用理想化水平值作出第一优选方案。小人法：当出现相互矛盾的作用时，小人法使解题的人成为问题整体的一部分，并从这一立场和观点去思考、行动。步骤：1、在物体中划分出不能完成的，非兼容的，必要的部分，并将对象中这些部分想象成小人。2、把小人分成按问题的条件而行动1.3TRIZ的主要创新思维方法的组，通过该步骤描绘出现有和曾经有过的情况。3、研究得到的问题，并对其进行改造，使模型符合所需要的理想功能，使原始的矛盾都得以消除。4、转向实际应用技术解释和寻求实施手段，从而过渡到技术解决方案。金鱼法：本质是将幻想、不现实的问题求解构想，变为可行的解决方案。步骤：1、将问题分为现实和幻想两部分。2、提出问题1.——幻想部分为什么不现实。3、提出问题2.——在什么条件下，幻想部分可以变为现实。4、列出子系统、系统、超系统的可利用资源。5、从可利用资源出发，提出可能的构想方案。6、如果方案不现实，再次回到第一步，直至方案可行。1.3TRIZ的主要创新思维方法STC算子法：S—尺寸；T—时间；C—成本。通过对一个系统自身不同特性单独考虑，来进行创新思维方法。步骤：1、明确研究对象现有的尺寸、时间和成本。2、想象对象的尺寸无穷大、无穷小。3、想象过程的时间或对象运动的速度无穷大、无穷小。4、想象成本……RTC算子法：R—资源；T—时间；C—成本。步骤：同STC原则：1、不得改变初始条件；2、要按步骤一步一步的全部进行；3、必须完成各参数所有阶段的变更。4、可将物体分成几个单独的字部分，也可组合几个相似物体来进行分析。2.1TRIZ解决问题的方法及其与传统方法的比较——TRIZ解决问题的方法及流程基本思路：将实际问题归为TRIZ的标准问题，应用TRIZ理论寻求标准解法，然后演绎成初始实际问题的具体解法。1、通过系统功能分析，资源分析以及矛盾分析，可以直接运用效应知识库获得高水平的解决方案。2、通过物-场分析，如发现是标准问题，则从76个标准解中获得解决方案。3、通过矛盾矩阵分析，运用40个发明原理获得解决方案。4、对于非标准问题—ARIZ—从新描述和选择问题——确定描述问题和定义矛盾——转化为标准问题—1、2、3。——TRIZ解题方法与传统方法的比较优势：1、TRIZ总结出创新的规律，使得创新过程效率提高。2、TRIZ能够帮助预测产品的技术发展角度。3、TRIZ具有良好的可推广性和普适性。特点：1、TRIZ从不选择逃避产品设计与开2.1TRIZ解决问题的方法及其与传统方法的比较发过程中的技术矛盾，对矛盾的解决从不采取折中或者妥协的做法，它强调产品设计与开发的目标是完全解决的矛盾，最终以最低的成本，最小的副作用而获得最高产品性能。2、TRIZ是基于技术的发展演化规律来研究整个设计与开发过程的，而不是随机的试错式行为。2.2技术系统进化法则及其意义技术系统的进化，是指定实现技术系统功能的各项内容，从低级向高级变化的过程。对于一个具体的技术系统来说，人们对其子系统或组件不断地进行改进，以提高整个系统的功能这个不断改进的过程。技术系统处于不同时期，其性能参数、专利等级、专利数量和经济收益4个方面的特点：1、婴儿期：新的技术系统刚刚诞生，缺乏对其人力和物力的投入（发展缓慢）2、成长期：认识到价值和市场潜力（高速发展）性能参数专利数量发明级别利润婴儿期成长期成熟期衰退期TTTT技术系统的S曲线1、技术系