创新方法与TRIZ理论矛盾矩阵应用

创新方法与TRIZ理论信息工程学院熊开封主讲内容基本概念创新的必要性创新并不难创新方法活力小车模块学生作品鉴赏一、基本概念-创新与创造创新（Innovation）：破旧立新，推陈出新，“首创新事物”。狭义创新：能够促进企业生产力提高、经济效益增长、与现代科学技术相关联的直接企业行为。在某种意义上说创新就是企业对科学技术发现、发明和创造的实际应用。熊彼特[美]广义创新：新东西（没有的东西、运用新科学、新技术、新发明、新创造）无-有-新创造:第一次产生,崭新的新颖性新是创造的核心。广义：首次自己做成功(自己未做过、别人未做或不知道别人是如何做的）有益于社会发展的事情。创造的主体是群众。发明（Invention)，又称发明创造。利用自然科学法则，创造前所未有的人工事物的活动（包含新产品的发明和新的制造方法的发明）。其目的侧重于运用科学原理去改造世界。主要解决“做什么”和“怎么做”的问题。发现（Discovery），创造性发现。对前人没有觉察的客观世界存在的事物、现象和规律的揭示。目的是探索未知，主要解决是什么和为什么的问题。一、基本概念-发明与发现历史上重大技术创新例子技术与产品发明年份创新年份滞后期日光灯1859193879采棉机1889194253拉链1891191827电视1919194122喷气发动机1929194314雷达1922193513复印机1937195013蒸汽机1764177511尼龙1928193911无线电报188918978三极真空管190719147圆珠笔193819446当发明者与创新者合二为一时，可以大大缩短“滞后期”。创造发明创作发现创新3“创”2“发”关系图广义的创造更强调创造过程，而广义创新更强调创造的结果。二、创新的必要性创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。——江泽民没有个人独创性和个人志愿的统一规格的人所组成的社会将是一个没有发展可能的不幸的社会。——爱因斯坦1936.10.15美国高等教育300周年纪念会创新的前提：创新思维思路决定出路。创新地理解意图。两个毕业两年后不同际遇的大学生。导致大学生就业难的原因分析依赖性强，创造力弱。对企业来讲，要么创新，要么死亡。——管理大师德鲁克2015年我国发明专利申请量突破100万件，同比增长18.7％，连续5年位居世界首位。“数量增长，质量提高，结构优化”在光学、发动机等7个领域，中国的发明专利拥有量与国外仍有较大差距。中国等5%日本17%欧洲19%美国59%发达国家正以其技术创新优势取得技术垄断优势在生物工程领域的专利拥有情况中国等4%日本12%欧洲33%美国51%在医药领域的专利拥有情况中国建国66年，终于获得科技方面的诺贝尔奖。1901年诺贝尔奖设立以来，几乎每年都有美国人获奖，且常包揽三大奖。前苏联1917年立国，39年后获得第一个诺贝尔奖；捷克斯洛伐克41年；波兰46年；巴基斯坦29年；印度30年；平均35年。美国优势：氛围，充足的资金，美国人普遍对科学的重视、热爱和支持。“必须学习和借鉴美国经验，进行制度和观念创新，建设好软力量。而这种软力量绝不是仅靠恢复儒学和古文化传统可以企及的，必须建立与现代文明走向一致的制度和价值体系。”——2006年10月10日中国青年报三、创新并不难人人可创新创新有方法检核表法组合法列举法改变100年的历史-2003年美国工业设计师协会金奖荷兰男孩旋转倾倒系统—易于开启、倾到、控制、油漆不再滴漏。旋转倾倒系统易于开启易于倾倒--油漆不再滴漏易于控制易于储运、便于广告张贴…信用卡创新源于生活的点滴。需要的是停顿一秒的思考。弗兰克·麦克纳马拉皮球图示的空心立方体为美国最新设计的儿童玩具，请猜猜这是什么儿童玩具？温暖安全舒适奥迪车广告创意设计（平面设计）创新其实并不一定有多么高深的核心技术—看看一些创新的例子苹果诉讼三星：2011.4-6:苹果在美诉三星侵权,三星侵犯苹果公司数项专利：索赔金额25亿美元，附带要求在美国全面禁售三星的侵权产品。2012.8:历时一年半的“苹果在美诉三星侵权案”终于有了结果———美国联邦地方法院陪审团最终裁定，三星侵犯苹果公司数项专利，并需向苹果支付超过10.5亿美元赔款，约合人民币66.2亿。专利的故事--苹果/三星专利之争深层了解—三星侵犯了苹果的哪些专利？1、应用专利163：轻触屏幕放大文件当你觉得页面上的字体太小时，你可以通过轻触屏幕来放大字体；另外，你还可以通过双击屏幕让文本居中显示。苹果拥有这项专利，陪审团判决三星的12款手机侵犯了这项专利。专利的故事--苹果/三星专利之争深层了解—三星侵犯了苹果的哪些专利？2、应用专利381：拖屏至页面边界之外时的回弹功能。这项专利也被称作橡皮筋专利。当你将页面卷动到应用程序底部时，如果你使用了苹果的这项专利，页面就会弹回到应用程序的页面。三星的21款手机侵犯了这项专利。专利的故事--苹果/三星专利之争深层了解—三星侵犯了苹果的哪些专利？3、应用专利915：识别单触和多触手势这项专利的典型应用实例是你可以用两根手指做夹放手势来缩放屏幕。iPhone具有很强的智能，它可以识别出你是使用一根手指还是两根手指在进行操作。苹果拥有这项专利，三星的21款手机侵犯了这项专利。专利的故事--苹果/三星专利之争深层了解—三星侵犯了苹果的哪些专利？4、设计专利087：（白色版）iPhone的外观设计专利苹果为iPhone的基本设计和外形申请了专利。这意味着它拥有这种圆角外形的设计专利。三星的12款手机侵犯了这项专利。专利的故事--苹果/三星专利之争之3-5-5深层了解—三星侵犯了苹果的哪些专利？5、设计专利677：（黑色版）iPhone的外观设计专利除了为白色版iPhone的基本设计和外形申请专利之外，苹果还为黑色版iPhone的外形和颜色申请了专利。专利的故事--苹果/三星专利之争深层了解—三星侵犯了苹果的哪些专利？6、设计专利305：界面上的圆角图标三星的手机图标复制了苹果的图标，它们的设计和形状是完全一样的。三星的13款手机侵犯了这项专利。问题与思考这些专利哪些是“核心技术”？创新与创造的不同我们为什么不能？诺贝尔化学奖发现塑料导电性日本筑波大学白川英树教授1997伟大的科学发现2000请说说塑料不同凡响的特性?聚乙炔塑料碘杂质导电塑料导电现象科学发现技术发明专业知识提升创新层次2019/8/2334良好方法能使我们更好地发挥天赋的才能，而笨拙的方法则可能阻碍才能的发挥。——贝尔纳最有价值的知识是关于方法的知识。——达尔文四、创新方法4.1传统创新方法头脑风暴法测绘与仿制凭经验设计试错法折中法检核表法试错法试错法的效率资料来源：G.StevensandJ.Burley,“3000RawIdeas=1CommercialSuccess!”，Research•TechnologyManagement,40(3):16-27,May-June,1997.据记载，爱迪生试验电灯用过1600多种金属材料和6000多种非金属材料，而采集的材料更多达14000多种；试验新型蓄电池用过9000多种材料，失败50000多次。测绘与仿制现有产品测绘+部分设计产品图纸加工装配样机歼6米格21测绘与仿制苏27歼11实例：经验设计法聘用有经验的行业专家，根据自己的经验提出技术方案头脑风暴法解决方案：出动直升飞机沿积雪严重的电线飞行头脑风暴：1.设计一种专用的电线清雪机2.用电热来化解冰雪；3.用振荡技术来清除积雪；4.带上几把大扫帚，乘坐直升飞机去扫电线上的积雪不到一小时，与会的10名技术人员共提出90多条新设想。问题：美国北部,电线上积满冰雪，大跨度电线被积雪压断严重影响通讯美国创造学家A·F·奥斯本于1939年首次提出（5-10人参与）头脑风暴法的优缺点╫╬╦╧♥♦♠♣▲►◄可激发个人潜能，获得好的创新成果但得到的方案太多，方案筛选困难，成本较高，对参与人个人素质要求高折中法庸官断案，各打50大板（2011.4.19）河南偃师市电视台记者在采访交警大队交通协管员违法上路查车时，有5名记者被打伤，摄像机也被砸坏。媒体对此曝光后，当地政府调查组迅速进行了“处理”，在责成市交警大队辞退直接组织打人的赵某等4人的同时，对“协调该纠纷过程中处置不当”的市广电总台副台长和市电视台台长分别给予行政效能告诫和行政警告处分。这并不是一起普通的民事纠纷，而是行使正常采访职能的新闻记者遭受不法侵害的案件，而且事实清楚，证据确凿，理应对涉嫌违法的打人者依法严惩，并对因公受伤的记者予以补偿和表彰，这样才能惩恶扬善，维护法律的尊严，保障新闻单位和记者的合法权益，从而保障公众的知情权和监督权。偃师市调查组却把这起严重的侵权伤害案当作象打架斗殴一样的民事纠纷，不分是非善恶，不论青红皂白，武断地判定双方都有责任，“各打五十大板”了事用钢丝切割硅片钢丝粗强度和寿命硅片成材率钢丝细强度和寿命硅片成材率钢丝粗细折中：即满足一定强度和寿命，又保证一定硅片成材率，取0.1~0.16mm奥斯本检核表法：玻璃杯的改进序号检核项目发散性设想初选方案1能否它用做灯罩、可食用、当量具、做装饰、当火罐、做乐器、做模具、当圆规……装饰品2能否借用自热杯、磁疗杯、保温杯、电热杯、防爆杯、音乐杯……自热磁疗杯3能否变化塔形杯、动物杯、防溢杯、自洁杯、香味杯、密码杯、幻影杯……香味幻影杯4能否扩大不倒杯、防碎杯、消防杯、报警杯、过滤杯、多层杯……多层杯5能否缩小微型杯、超薄型杯、可伸缩杯、扁平杯、轻型杯、勺形杯……伸缩杯6能否代用纸杯、一次性杯、竹木制杯、塑料杯、不锈钢杯、可食质杯……可食质杯7能否调整系列装饰杯、系列高脚杯、系列牙杯、口杯、酒杯、咖啡杯……系列高脚杯8能否颠倒透明－不透明、彩色－非彩色、雕花－非雕花、有嘴－无嘴……彩雕杯9能否组合与温度计组合、与香料组合、与中草药组合、与加热器组合……与加热器组合创新是反复进行的思维发散与收敛过程定义问题大脑风暴问题情境真正的问题创新方案方案产生方案评价可行的方案经典创新方法TRIZ创新方法更有效的创新过程！1、什么是TRIZ？2、TRIZ的形成与发展3、TRIZ的核心思想4、TRIZ的理论体系5、TRIZ的创新原理6、TRIZ的矛盾矩阵4.2TRIZ理论1、什么是TRIZ？发明问题解决理论•TRIZ理論是由苏联人GenrichAltshuller在1940年代创立。他审阅世界各种专利二百五十万件，而发现这些发明之后的规律。一种系统改良的方法；一种自觉性演化的技術系统解决工程问题的方法；一种消除工程冲突而不抵消妥协的工具；分享无数发明家的知识与经验來增加工程人员知识创造力和解决问题技巧的方法。•TRIZ在前苏联的军事、工业、航空航天等领域均发挥了巨大作用。被西方特工称之为“神奇点金术”。•苏联解体后，大批TRIZ研究者移居美国等西方国家，从而促进了TRIZ在全世界的转播，使其得到了广泛应用。起源于前苏联，被广泛使用2、TRIZ的形成与发展例如•通用电气：解决大型发电机中的关键技术问题；•克莱斯勒：应用TRIZ解决发动机生产过程中的技术问题获利1.5亿美元；•洛克威尔：应用TRIZ解决刹车系统的创新设计，减少成本50%；•福特汽车：TRIZ创新产品每年带来超过10亿美金销售利润；•摩托罗拉：…..1993年以来美国数以百计的公司开始研究和应用：引入TRIZ时间比任何人想像都早“TRIZ在行业的成功推广与应用迫切需要网络化的教学平台。”—DonMasingale波音公司先进技术预研项目负责人TRIZ专家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。3、TRIZ的核心思想40条创新原理不同领域反复出现相同的问题及其求解原理，且所用原理与方法并不多。工具创新的思维创新的规律S曲线能量传递法则协调性法则动态性法则子系统不均衡进化向超系统进化向微观型进化提