TRIZ理论_创新思维

1技术创新方法和TRIZ理论2TRIZ技法(发明问题解决理论)－TRIZ的含义TRIZ的含义是发明问题解决理论，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TRIZTeoriyaResheniyaIzobretatelskikhZadatch3TRIZ理论创始者根里奇·阿奇舒勒根里奇•阿奇舒勒GenrichS.Altshuller（1926－1998）是前苏联的一位天才发明家和创造创新学家，于1946年创立TRIZ理论。TRIZ理论研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则，曾经被称作前苏联的“国术”和“点金术”。独特的技术系统进化法则被西方称之为“人类三大进化理论之一”，与达尔文的生物进化理论和马克思的人类社会进化理论相提并论。4TRIZ理论基本认识：产品及其技术的发展总是遵循着一定的客观规律Altshuller指出：解决发明问题过程中所寻求的科学原理和法则是客观存在的，大量发明面临的基本问题和矛盾（技术矛盾和物理矛盾）也是相同的，同样的技术创新原理和相应的解决问题方案，会在后来的一次次发明创新中被反复应用，只是被使用的技术领域不同而已因此，将那些已有的知识进行提炼和重组，形成一套系统化的理论，就可以用来指导后来的发明创造、创新和开发就可以能动地进行产品设计并预测产品的未来发展趋势5TRIZ理论来源:浓缩数百万发明专利正是基于这一思想，在Altshuller的带领下，动用前苏联的1500多名专家，经过50多年对数以百万计的专利文献加以搜集、研究、整理、归纳、提炼和重组,建立起一整套体系化的、实用的解决发明问题的理论方法体系——TRIZ（发明问题解决理论）TRIZ工具•39×39矛盾矩阵•40个创新原理•技术系统/过程分析、问题定义•技术系统进化法则发明专利库迄今为止，TRIZ已分析了15,000,000专利有代表性的实用专利20%6195019601970198019902000解决发明问题TRIZ软件(CAI)19401961首次出版书籍《如何学会发明》1959正式提出ARIZ1956首次发表文章“发明创造心理学”和技术进化理论1969提出专利评价体系1993TRIZ传到美国并走向世界1977物-场分析效应知识库1979分离原理TRIZ的发展历程7发现问题找出解决问题的方法解决问题方案优点1、高度有效的解题方法，能为完成预定目标节省大量时间、人力和物力；2、通过反复实践，可以获得清晰的解；3、可反复运用与物-场相关的其他行业的和全人类的知识和资源。缺点1、学习相对地会比较困难些；2、由于以往出版著作的不恰当描述构成的技术误导。注意事项1、解决非标准问题是无可替代的；2、解决标准问题是非常有效的；3、计算机软件的有效保证作用。基本原理已有专利的分析、归纳和提炼；技术系统进化法则；理想化。求解工具物理矛盾分离方法；创新原理与矛盾矩阵；标准解；效应知识库。解题流程ARIZ解决发明问题程序分析工具：技术系统需求功能分析；技术冲突与矛盾分析；资源分析；物-场模型分析。思维方法：逻辑思维、类比和想象；小矮人模型等。TRIZ方法——由阿奇舒勒创立的解决发明问题理论5-28发明等级各个发明等级的特征原始状况问题来源及解题所需知识范围困难程度转换规律解题后引起的变化课题比例第一级合理化建议带有一个通用工程参数的课题问题明显且解题容易；基本专业培养课题没有冲突在相应工程参数上发生显著变化在相应特性上产生明显的变化80％第二级适度新型革新带有数个通用工程参数、有结构模型的课题存在于系统中的问题不明确；传统的专业培训标准问题选择常用的标准模型在作用原理不变的情况下解决了原系统的功能和结构问题第三级专利成堆工作量，只有功能模型的课题通常由其他等级系统中衍生而来；发展和集成的创新思想非标准问题利用集成方法解决发明问题在转换作用原理的情况下使系统成为有价值的、较高效应的发明16％第四级综合性重要专利有许多不确定的因素，结构和功能模型都无先例的课题来源于不同的知识领域；强烈的相关概念，渊博的知识和脱离传统观念的能力复杂问题利用效应知识库解决发明问题使系统产生极高的效应、并将会明显地导致相近技术系统改变的“高级发明”3％第五级新发现和基础性专利没有最初目标，也没有任何现存模型的课题来源或用途均不确定，选择的动力没有先例独特异常问题科学和技术上的重大突破使系统产生突变、并将会导致社会文化变革的“卓越发明”1％发明等级及其特征9发明级别及所属知识领域发明级别创新的程度占人类发明总数的比例知识来源参考解的数量一明确的结果35%个人的知识1~10二局部的改进45%行业内知识10~100三根本的改进16%跨行业知识100~1000四全新的概念3%跨学科知识1000~10000五重大的发现1%最新产生的知识10000~100000010发明级别划分的练习五级发明晶体管：使制造体积更小、结构更为紧凑的计算机成为可能，成就了“信息化”的基础因特网：连接了千万计算机，实现了全球用户信息的交换冰箱：作为制冷设备进行食物保鲜书：作为传播媒体，将知识与文化代代相传收音机：借助电磁波，实现远距离广播节目的传送一级发明锉刀：金属加工的工具杯子：实现盛水功能一级：复现自然界已经存在的功能五级：创造自然界未有过的东西11TRIZ的适用范围利用TRIZ可以解决一级到四级的发明问题；但不能解决五级发明问题；是否出现矛盾，是区分常规问题和发明问题的一个主要特征，发明问题必须至少解决一个矛盾（技术矛盾或物理矛盾）TRIZ不解决技术领域以外的问题；TRIZ不解决技术领域中五级发明问题；TRIZ不讲与创新思维无关的技术规律；TRIZ不讲与技术规律无关的思维。12辩证法+系统论+认识论技术系统进化法则技术系统/技术过程矛盾资源理想化最终结果物质—场分析系统分析矛盾分析创新思维培养资源分析物质—场问题标准解系统知识使能问题知识效应库技术矛盾创新原理物理矛盾分离方法发明问题解决算法专利分析系统科学思维科学自然科学理论基础基本概念问题分析工具问题求解工具解题流程理论来源TRIZ的基本理论体系框架TRIZ的主要内容13.产品创新技术系统进化法则40个发明原理发明问题解决算法物-场模型分析最终理想解物理矛盾分离方法矛盾矩阵创新原理科学效应知识库发明问题标准解法TRIZ理论体系14TRIZ理论的九把利剑1、八大进化法则：预测技术系统进化模式和产品成熟度；2、最终理想解：系统的进化总是向着更理想化的方向发展，如果将创造性解决问题的方法比作通向胜利的桥梁，那么最终理想解就是这座桥梁的桥墩；3、40个发明原理：浓缩250万份专利背后所隐藏的共性发明原理；4、39个工程参数和矛盾矩阵：为解决问题直接提供化解矛盾的发明工具；5、物理矛盾的分离原理：分离原理是针对物理矛盾的解决而提出的；6、物场模型分析：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；7、发明问题的标准解法：5级共76个标准解法，可以将标准问题在一两步中快速进行解决；8、发明问题标准算法（ARIZ)：针对非标准问题而提出的一套解决算法；9、物理效应和现象知识库：将物理现象和效应应用在问题解决过程中。15基本概念技术系统实现某种功能的，具有一个或多个子系统的系统。理想度（Ideality）法则任何技术系统始终趋向更可靠、更简单、更有效，等等，总之，趋向更理想。Alltechnicalsystemsevolvetowardsideality.Ideality=BenefitsCosts+Harms16基本概念技术矛盾（TechnicalContradiction）改善某个特性或参数将导致另外的特性或参数劣化。物理矛盾（PhysicalContradiction）同一元素要求具备两种相反的属性。外壳开洞零件散热效能零件结构强度减增酸金属容器盛蚀温度高温度低？17基本概念功能模型：物－场模型功能分解为两种物质及一种场。技术系统功能的实现指物质之间的相互作用促使功能向期望的方向转变。FS1S2受控物质控制工具或物质物质相互作用使用的能量18TRIZ的核心思想Altshuller：技术系统进化过程不是随机的，是有客观规律可以遵循，这种规律在不同领域反复出现。1.在解决发明问题的实践中，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与方法，其数是并不多，一般科技人员都可以学习和掌握；3.解决本领域技术问题的最有效的原理与方法，往往来自其他领域的科学知识。19TRIZ在国外的应用与评价欧美日等西方发达国家在创新应用方面已经取得重大突破，经济效益十分显著。对TRIZ理论的一般评价：引入TRIZ和计算机辅助创新技术后，在相关产品的设计和生产流程的改进中减少了时间和资金的投入，利润高出以往60%研发小组产品新创意的产生比以前快了近十倍，确保企业产品在同行业领域中处于领先地位加强TRIZ理论学习已作为中学、大学甚至小学和企业职工学习的重要课程，成为培养创造性人才的重要途径。21TRIZ理论－在苏联有300多所学校教授这种独特的解决问题的技术，从职业工程师开始，逐渐发展到大学生、高中生、甚至发展到对五、六年级以上的学生进行讲授。通过学习、掌握、运用TRIZ，每个人都会成为善于创新的发明家22TRIZ理论－在美国专门成立了TRIZ研究小组，美国供应商协会（ASI）把TRIZ与QFD（质量功能推广）方法、Taguchi倡导的方法一起推荐给世界500强，开发了基于TRIZ知识库的计算机辅助软件，指导研究人员和咨询人员在工业发展中更好的应用TRIZ，创造出成千上万项的重大发明，取得了可观的经济效益。2324（1）DonMasingale，波音公司先进技术预研项目负责人，TRIZ专家的评价“困扰了几个研发小组长达数年的一些难题，经过仅数个星期的TRIZ培训，就找到了完美的解决方案。”“2001年，公司聘请25名前苏联的TRIZ专家对450名波音工程师进行2周培训，取得波音767空中加油机关键技术的突破，赢得15亿美元空中加油机定单，使波音战胜空客。25（2）咨询专家EllenDomb（TRIZJournal主编）对TRIZ的评价“与那些只给出大方向，而没有具体操作步骤的其它方法相比，TRIZ有完备的理论体系和规则指导，使得发明创造成为常人都可以掌握的本领。”2627三星97年引进TRIZ使专利授权量翻番年份20062005200420032002200120001999美国发明专利授权数24531641160413131328145014411545企业排名256911544年份19981997199619951994199319921991美国发明专利授权数1304582495440414355251146企业排名617尹钟龙：价值创新计划VIP（ValueInnovationProgram)解决三星专家无法解决的技术问题；对三星公司的产品进行进化预测；进行专利对抗；构建创新的企业文化。28第一部分创新思维方法29《孙子兵法》总结集成了打仗的谋、略、技巧和套路，是集军事方法之大成的杰出成果。科学重大发现与科技进步也蕴涵着丰富的谋、略、技巧与套路，即“创新方法”—科学思维、科学方法、科学工具。30我们能创新吗？创新是人人都有的一种能力人的创新能力在12~14岁达到顶峰，因受传统教育的摧残，后天被逐渐埋没创新是可以激发和提升的一种能力创新活动具有其方法、手段和规律性产品设计本身即为创新31人脑的创造创新能力大脑是人的智慧之府，是人的创造创新之源。人脑类似由100~140亿台微型计算机所组成的庞大的电子计算机信息网络处理系统。一个正常人的大脑可储存1000万亿信息单位，相当于一般电子计算机储量的100万倍，如果全部用来储备知识，人脑的记忆容量相当于5亿本书籍的知识总量。人脑的功能非常强大，俄罗斯学者伊.尹尔菲莫夫研究指出：人的大脑可以同时学习40种语言，默记一套大英百科全书所容纳的全部内容，还可以有余力去