TRIZ发明创新理论及应用

技术创新的利器—TRIZ1.世界范围内的TRIZ效应TRIZ在世界500强企业和跨国公司得到广泛应用TRIZ在世界500强企业和跨国公司得到广泛应用1.世界范围内的TRIZ效应国内知名企业的典型应用船舶系统工程部等702,710，712，713，715等研究所中航601等研究所203等研究所1.世界范围内的TRIZ效应•几个典型案例—福特汽车公司福特汽车公司：运用TRIZ，得到了28个对“汽车的推力轴承在大负荷时会出现偏移”这一技术难题的解决方案。其中最吸引人的方案是：利用低膨胀系数的材料制造轴承。1.世界范围内的TRIZ效应•几个典型案例—波音公司2001年，波音邀请25名前苏联TRIZ专家对波音450名工程师进行了2周的培训和讨论，获得了重要的技术创新启示，解决了大量的技术难题。其直接结果：战胜空客，赢得15亿美元的空中加油机订单。1.世界范围内的TRIZ效应三星公司以TRIZ为核心，在水原市建立“价值创新计划”中心。并将TRIZ应用于技术问题解决、产品进化预测、专利对抗和构建企业文化等四个方面。•几个典型案例—韩国三星1.世界范围内的TRIZ效应•目前，TRIZ不仅在工程技术领域发挥着巨大作用，成为企业创新的利器，而且已经在自然科学、社会科学、管理科学、生物科学等多领域得到了应用。1.世界范围内的TRIZ效应•TRIZ的荣誉–超级发明术–20世纪最伟大的发明–前苏联对世界影响最大的三大发明之一2.TRIZ理论简介•何为TRIZ•TRIZ的理论体系（谋+略+技巧+套路）•TRIZ解决问题的方法和流程•TRIZ解决问题的范围•技术矛盾与创新原理•物场模型与标准解法简介•TRIZ的预测工具—S曲线和技术系统进化法则2.TRIZ理论简介2.1何为TRIZTRIZ的名称由来：TRIZ——发明问题解决理论，是原俄文字母的缩写，并按ISO/R9-1968E规定，转换成拉丁文的首字母缩写ТеорияРешенияИзобретательскихЗадачTeoriyaResheniyaIzobretatelskikhZadatch2.TRIZ理论简介2.1何为TRIZ上世纪40年代，前苏联科学家阿奇舒勒带领他的团队开始了一项伟大的研究，希望找到发明创造的方法。在研究了250万份发明专利后，得出一个惊人的结论：人们解决技术问题的方法很多是重复的。阿奇舒勒一共总结出40种最常用的方法，并起名为40个创新原理。根里奇•阿奇舒勒G.S.Altshuller（1926－1998）应用瞬间压力差原理产生的典型发明时间表：1945迅速去除青椒籽和蒂的发明1950迅速剥除松子、葵花籽和花生的壳的发明1972使钻石沿内部原有的微裂纹分割的发明1979船用发动机冷却水过滤器的快速清洁系统。应用该原理产生的发明已多达200多种2.TRIZ理论简介2.1何为TRIZ通过对大量专利的分析，阿奇舒勒得出了以下三条发现：1.类似的问题与解在不同的工业及科学领域交替出现。—创新的规律性2.技术系统进化的模式在不同的工程及科学领域交替出现。—他山之石，可以攻玉3.创新所依据的科学原理往往属于其他领域。—拓宽思路、打破思维定势以上三条即为TRIZ的核心思想2.TRIZ理论简介2.1何为TRIZ2.TRIZ理论简介2.2TRIZ的理论体系谋略技巧方法40个发明原理39个通用工程参数和矛盾矩阵物理矛盾的分离原理物－场模型分析2.TRIZ理论简介2.2TRIZ的理论体系谋略技巧方法TRIZ的创造性思维：系统思维多屏幕法、智能小人法、金鱼法、尺度-时间-成本算子技术系统进化法则最终理想解（IFR）发明问题的（76个）标准解法发明问题标准算法物理效应和现象知识库TRIZ的9大经典理论2.TRIZ理论简介2.3TRIZ解决问题的方法和流程效应知识库矛盾矩阵76个发明问题标准解法发明问题解决程序(ARIZ)理想化技术系统进化法则需求功能/资源分析及矛盾定义物场模型39个通用工程参数分离原理选择和描述问题40个发明原理发明问题最终解决方案2.TRIZ理论简介2.3TRIZ解决问题的方法和流程技术矛盾解题流程：2.TRIZ理论简介2.4TRIZ解决问题的范围(1)TRIZ通常不解决技术领域以外的问题；(2)TRIZ不解决技术领域中的5级发明问题，最适于解决2-4级的发明问题；(3)TRIZ不解决原始(从无到有)发明问题；(4)TRIZ不解决与技术规律无关的思维问题（只讲心理活动而与技术规律无关的问题（头脑风暴））。补充知识：在TRIZ理论中，阿奇舒勒将发明划分为5个等级发明的等级创新的程度比例举例一级明确的结果32%水杯，使用隔热层减少热量损失二级少量的改进45%带盖子的水杯（改进一个组件），737发动机的不对称设计三级根本的改进18%保温杯（改进几个组件，增加功能），鼠标，圆珠笔四级全新的概念4%内燃机、集成电路五级重大的发现1%晶体管、电话、飞机、PC（自然界从未有过的东西）2.TRIZ理论简介2.5技术冲突(矛盾)与创新原理(1)39个通用工程参数与技术冲突(2)40个发明原理(3)阿奇舒勒矛盾矩阵表(4)运用创新原理解决技术矛盾实例39个通用技术参数:用来描述技术系统中出现的绝大部分技术冲突的物理参数、数学参数和概括性参数序号名称序号名称序号名称1运动物体的重量14强度27可靠性2静止物体的重量15运动物体作用时间28测试精度3运动物体的长度16静止物体作用时间29制造精度4静止物体的长度17温度30物体外部有害因素作用的敏感性5运动物体的面积18光照度31物体产生的有害因素6静止物体的面积19运动物体的能量32可制造性7运动物体的体积20静止物体的能量33可操作性8静止物体的体积21功率34可维修性9速度22能量损失35适应性及通用性10力23物质损失36装置的复杂性11应力或压力24信息损失37监控与测试的困难程度12形状25时间损失38自动化程度13结构的稳定性26物质或事物的数量39生产率39个通用技术参数的属性分类几何参数：长度、面积、体积、形状一般物理参数：重量、速度、力、应力/压强、温度、光照度系统参数：作用于物体的有害因素、物体产生的有害因素功率参数；物体的能量消耗、功率技术参数：操作时间、可靠性、强度、适用性和通用性、可制造性、可操作性、可维护性、制造精度、设计复杂性、自动化程度、生产率、对象的稳定性与测量有关的参数：测量的必要性、测量精度损失参数：能量损失、物质损失、信息损失、时间损失冲突:为了改善技术系统的某个参数，导致该技术系统的另一个参数恶化。两个参数之间的冲突:改善A参数，导致B参数发生恶化。2.TRIZ理论简介2.5技术冲突(矛盾)与创新原理01分割原理02抽出原理03局部特性原理04不对称原理05合并原理06多功能原理07嵌套原理08质量补偿原理09预先反作用原理10预先作用原理11预置防范原理12等势原理13反向作用原理14曲面化原理15动态化原理16不足或过度作用原理17多维化原理18振动原理19周期性作用原理20有效持续作用原理21快速作用原理22变害为益原理23反馈原理24中介物原理25自助原理26复制原理27一次性用品替代原理28替换机械系统原理29气压或液压结构替代原理30柔性壳体或薄膜结构原理31多孔材料原理32变换颜色原理33同质性原理34自弃与修复原理35改变参数原理36相变原理37热膨胀原理38强氧化作用原理39惰性环境原理40复合材料原理40个发明原理——用有限的40条原理来解决无限的技术冲突问题原理举例：分割原理（1）•分割物体为独立的零件•分割物体成为组合式的物件•增加物体分割的程度•例：组合式家具、小包装的饼干、木制折尺、百叶窗。分割原理将卡车分成牵引车头和拖车组合家具百叶窗拉圾桶活动房屋•将物体分割成相互独立的部分•使物体成为可组合的（易于拆卸和组装）的部分•提高物体的分割程度或分散分割原理举例：组合式挖掘爪挖掘爪的磨损速度不一，更换成本增加。组合式挖掘爪可以个别更换。分割原理举例：浮法玻璃玻璃批量生产线上的辊轴传输线用盛满熔化锡的槽子来替代熔化锡玻璃拆卸原理举例：动态化原理（15）•将一个静止的物体变为运动的物体；•将一个结构刚性的物体变为柔性物体；•使系统具有自动调节的特性。•例：带铰接的超常公交车（使得公交车的长度可以达到25米，乘客可以达到300人）；加了万向轮的椅子；活动扳手；人造卫星上的天线（形状记忆合金）；原理举例：曲面化原理(14)•以曲线取代线性零件，以曲面取代平面，以球体取代立方体•使用滾筒、球、螺旋•以旋转运动取代线性运动，利用离心力•例：滑鼠用球状结构将平面动作转换成向量•曲面化原理的应用——比萨盒的设计如何使比萨盒既保温又可以保证比萨的口感拱形底增加强度和隔热。不仅可以使比萨盒密封从而保温，而且由于蒸馏水聚集到盒底避免了影响口感。阿奇舒勒矛盾矩阵表阿奇舒勒矛盾矩阵表（局部放大）系统恶化的特性(参数)系统改善的特性(参数)运动物体质量静止物体质量运动物体尺寸速度运动物体质量静止物体质量运动物体尺寸速度运动物体使用能量制造精度案例1——波音飞机发动机整流罩的改造问题描述：为了采用功率更大的引擎，需要有更多的空气进入引擎，必须使引擎整流罩的直径增大，但与地面的距离减小了，严重地影响了飞机的安全技术冲突分析：“运动物体的面积”(希望改善的技术特性)和“运动物体的尺寸”(恶化的技术特性)是该系统中发生冲突的两个参数。整流罩整流罩案例1——波音飞机发动机整流罩的改造39个通用技术参数39个通用技术参数创新原理建议：原理14-曲面化原理原理15-动态化原理原理18-振动原理原理4-不对称原理最终解决方案：应用创新原理4，将整流罩改为不对称形状案例1——波音飞机发动机整流罩的改造1.以曲线取代线性零件，以曲面取代平面，以球体取代立方体2.使用滾筒、球、螺旋3.以旋转运动取代线性运动，利用离心力1.以非对称形式替代对称形式2.如果对象已经是非对称，增加其非对称得程度案例2——纺织工艺流程的改进问题描述：纺织印涂工艺过程中，织物要经过印涂辊进行印涂。通过特殊的涂敷过程使布料表面产生涂层，因而不再用浸泡织物的方法来产生涂层。系统存在的技术矛盾有：在这个操作中，机器的速度提高了，但是涂层的重量减轻了。我们需要的是一种方法来使我们增加涂敷速度的同时提供足够的涂层重量。案例2——纺织工艺流程的改进解决思路和关键步骤：在生产过程中，我们要求涂敷部件应能完成这样的操作：增加涂敷速度的同时使织物有足够厚的涂层。我们利用技术矛盾矩阵来尝试解决上面提出的问题：矩阵表中，使系统提高的技术特性是：速度；矩阵表中，使系统恶化的技术特性是（矛盾的特性）：可靠性。案例2——纺织工艺流程的改进系统恶化的特性(参数)系统改善的特性(参数)运动物体质量……速度运动物体质量……可靠性………2711,3527,28案例2——纺织工艺流程的改进•11#创新原理：预先防范原理–建议：改进过程中，通过事先使用某些对策，来增加物体的可靠性。–解决方向：改变织物的物理特性或涂敷物的物理特性，增加相互间的吸附能力。提出的解决方案：①对织物进行化学处理：添加某种化学物质来改进织物的湿面特性，织物增加了对涂敷物的吸附能力，这样就能保证织物在涂敷速度增加的同时吸附上更多的涂敷物。②对涂敷物进行化学处理：添加某种化学物质，使涂敷物的粘性增加，更利于涂敷物在织物的表面吸附。案例2——纺织工艺流程的改进•35#创新原理：状态和参数变化原理–建议：改变物体的各种状态参数，如改变物体的密度，弹性程度或温度等。–解决方向：改变织物的组成或改变涂敷物的物理特性。提出的解决方案：在织物的涂敷过程之前，可应用预热方法使织物在涂敷过程中吸收涂敷物。预热方法有利于织物的干燥，也有利于涂敷物的吸收。加热涂敷物之后，涂敷物的粘度会降低，从而优化了涂敷物的流体特性，更利于涂敷物从涂敷部件转移到织物上。案例2——纺织工艺流程的改进•28#创新原理：替换机械系统原理–建议：用一个光学系统，声学系统或气味的系统来代替机械系统，即更换物质场。–解决方向：改变或改善系统的作用场。提