技术创新方法与TRIZ理论

11技术创新方法与TRIZ理论张武城2222、第一部分形势与任务第二部分创新的理论和工具33第一部分、形势与任务44“掌握基本的科学方法，树立正确的科学思想，崇尚崇高的科学精神，提高创新能力。”胡锦涛在纪念中国科协50周年大会上指出：、55一、创新能力建设已成我国发展的当务之急一、创新能力建设已成我国发展的当务之急·2007年三月，三位老科学家向温总理写信，温总理批示“自主创新,方法先行。”66《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。科技部刘燕华部长指出77我国创新方法存在的问题•刘燕华部长指出：•科学思维培育不够••科学方法科学方法研究与应用不够研究与应用不够••具有自主知识产权的具有自主知识产权的科学仪器设备科学仪器设备匮乏匮乏••创新政策创新政策环境还不完善环境还不完善882005年8月8日美国商业周刊：知识经济时代创新经济时代创造性思维创新方法创新工具（CAI)创意的想象力创新力（创造力）主宰世界经济潮流时代特征应对办法99一场全新的竞赛已经展开降低降低成本成本缩短交货期缩短交货期改进改进产品产品质量质量创新创新交货期、成本和质量方程已经不再有效！提高创意的想象力是企业迎接市场挑战的唯一选择！让用户完全满意强化制造前端概念设计服务和制造后端的综合服务创新理论创新方法创新思维创新工具创新文化创新精神1010制造前端研发、咨询生产制造制造后端售后服务效益微笑曲线21世纪创新经济20世纪90年代知识经济20世纪60～70年代工业经济资源消耗环境污染资源消耗环境污染1111芭比娃娃的全球价值分布芭比娃娃的全球价值分布＄0.65＄0.35＄8.05＄9.99美国玩具厂商和零售商所得价值是我们的23倍，按利润计算差距更大。1212制造前端研发、咨询生产制造制造后端售后服务效益微笑曲线21世纪创新经济资源消耗环境污染资源消耗环境污染向价值链的高端和低污染、少投入的方向发展13131313第二部分创新的理论和工具141414、一、创造力模型和创新方法二、何为TRIZ？三、TRIZ的核心理念四、TRIZ理论对矛盾的分类五、技术系统进化的八大法则六、物场模型七、76个标准解八、效应知识库九、解决发明问题程序（ARIZ）十、TRIZ的应用简介15151515一、创造力模型和创新方法、创新技法和方法创新技能基础知识、专业知识、交叉学科知识创新思维表达能力个性品质体能外语能力哲学理论基础创造力、16161616二、何为TRIZ?TRIZ是20世纪40年代起源于苏联的一种系统化的技术创新方法论；•TRIZ在归纳了海量发明专利的基础上，揭示了隐藏在发明背后的规律；•TRIZ是一种启示我们获得发明问题求解的思路和程序。TRIZ是20世纪40年代起源于苏联的一种系统化的技术创新方法论；•TRIZ在归纳了海量发明专利的基础上，揭示了隐藏在发明背后的规律；•TRIZ是一种启示我们获得发明问题求解的思路和程序。俄文拉丁文TTeoriyaeoriyaRResheniyaesheniyaIIzobreatatelskikhzobreatatelskikhZZadatchadatch英文TTheoryofheoryofIInventivenventivePProblemroblemSSolvingolving1、TRIZ-解决发明问题的理论17171717195019601970198019902000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ARIZ1946识别专利定义发明等级1956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90年代现代TRIZ出现198576个标准解ARIZ-851980第一个TRIZ软件问世2003矛盾矩阵1989成立俄罗斯TRIZ协会1995完成增强型ARIZTRIZTRIZ发展历程发展历程19794个分离原理1971经典矛盾矩阵2009矛盾矩阵2、TRIZ发展大事记18181833、、G.S.G.S.AltshullerAltshuller简介简介l1926年出生于前苏联北部城市塔什干，父母是记者。l14岁有了第一个发明：水下呼吸器。l1944年2月，在阿塞拜疆工业学院石油机械专业上一年级时从军。l1946年，他完成了他的第一项成熟的发明—在没有潜水服的情况下，从被困的潜水艇中逃生的方法。这项发明随即被定为军事机密，阿奇舒勒也因此被安排到里海海军专利局，担任“专利审查员”。l1946年，开始对来自于世界各地的20多万个专利进行研究，从中挑选出来的4万个已产生发明成就的专利进行分析，并总结出一些基本TRIZ规律。l1948年，开始有关TRIZ的授课。191919l1948年，前苏联希望用从德国缴获的专利资料向美国换金属开采设备、印刷设备...。阿奇舒勒写信给斯大林，严厉的抨击了此事。l1950年，被前苏联国家安全局拘留。因为“利用发明技术进行阴谋破坏”被判25年，后被转到西伯利亚的集中营。l1956年，Altshuller和Shapiro合写的第一篇文章“发明创造心理学”在《心理学问题》杂志上发表。l1961年，Altshuller出版了他的第一本书《如何学会发明》。l1968年底，在格鲁吉亚的津塔里参加了关于发明方法的研讨会。l1989年，前苏联TRIZ协会成立，Altshuller出任首任主席。l1998年9月24日，Altshuller逝世于彼得罗扎沃茨克。、204、TRIZ能給我们带来什么？ØØTRIZTRIZ能改变您的思维！能改变您的思维！••TRIZTRIZ使得我们将思路引导到问题的核心部分，使得我们将思路引导到问题的核心部分，以以最少的花费和最快的速度用于产生高效思维最少的花费和最快的速度用于产生高效思维ØØTRIZTRIZ能增长您的知识和才干，教会你创造发明！能增长您的知识和才干，教会你创造发明！••““TRIZTRIZ不能取代知识，但它能让您高效地提取知不能取代知识，但它能让您高效地提取知识识””（随叫随到）（随叫随到）ØØTRIZTRIZ能教会您设计未来能教会您设计未来大幅度降低产品研发预算与时间，不断提前研发大幅度降低产品研发预算与时间，不断提前研发与竞争者差异化的创新产品，大幅度强化竞争力与竞争者差异化的创新产品，大幅度强化竞争力，成为世界级优质企业，成为世界级优质企业（历史的见证和事实说明（历史的见证和事实说明））212121ü可以解决企业和研究单位常见的技术问题ü可以提高研发人员的工作质量和效率ü便于知识的积累ü可以增加80%—100%的专利数量并提高专利等级ü可提高60%的新产品开发效率ü可以缩短产品上市时间50%...TRIZTRIZ能为您带来什么？能为您带来什么？22222255、、TRIZTRIZ可以求解的问题可以求解的问题Ø1、找到真正的发明问题；Ø2、预测研发和产品的发展路径；Ø3、开发新产品和新工艺，并找到其应用点Ø4、完善产品和工艺－改善产品的功能－消除有害的作用－提高可操作性Ø5、能合理利用资源－降低成本－简化结构－减少废品－提高效率Ø6、能科学地评价解决方案Ø7、能实施专利战略和专利规避。2323236、TRIZ的体系结构基本概念创新思维方法分析工具问题求解工具解决发明问题的通用程序功能矛盾资源理想度系统九宫格法小矮人法STC法矛盾矩阵、引导表76个标准解分离原理科学效应库解决发明问题程序（ARIZ）40个发明原理标准解系统因果分析功能属性分析资源分析价值分析进化理想解242424（1）基本概念Ø进化－揭示了技术系统发展的模式Ø功能－揭示了技术系统存在的目的Ø矛盾－揭示了技术发明的本质－“TRIZ不接受折中，而是消除矛盾，实现最终理想解”这是TRIZ的核心理念之一Ø理想度－揭示了技术系统进化的最终目标Ø资源－解决技术问题的手段Ø系统－确定了观察技术系统的角度252525（2）创新思维方法－克服思维惯性的工具Ø九宫格法-从时间和系统层次上对技术系统进行全盘考虑Ø小矮人法-用于克服专业术语导致的思维惯性，并可用于在微观级别上分析系统ØSTC法-以极限方式对系统进行想象的心理实验方法，用来克服思维惯性26（（33））分析工具分析工具－－找到真正需要发明的问题找到真正需要发明的问题最终理想解理想度S曲线矛盾分析发明等级功能分析（属性）TRIZ定义工具检索因果分析2727纪念堂外墙的腐蚀问题•杰斐逊纪念堂（JeffersonMemorial）2828因果分析的本质p梳理问题p找出问题中隐含的逻辑链条（因果关系）及其形成机制；p找到解决问题的突破点p根据问题的形成机制，从逻辑链条中找出解决问题的所有可能的突破点；p以现有资源（知识、技术、时间、成本……）为基础，从所有可能的突破点中找出”最优“的突破点；u最优——在现有资源条件下，在满足工况要求的前提下，代价最小！2929原因与结果之间的三种关系ABAB（a）（b）（c）3030因果树3131充足的阳光破损的外墙（清洗剂）腐蚀外墙大量的鸟粪大量的鸟大量的蜘蛛大量的小虫子透光的天窗、灰尘32（4）问题求解工具发明工具检索效应知识库物场模型分析和76个标准解修剪心理惯性资源分析进化的趋势和进化法则物理矛盾技术矛盾最终理想解矛盾分析ARIZ因果分析333333（5）解决发明问题的通用程序（ARIZ)–综合利用各种TRIZ工具、方法对技术问题进行分析、定义、重构和求解的系统化操作流程3434（6）发明的级别LevelLevel1:1:显而易见的解显而易见的解(32%)(32%)•常规的解决方法•没有解决矛盾•专业范围内已经熟知的方法•试错次数:1~20LevelLevel2:2:小的改进小的改进((45%45%))•对现有系统进行小的改进•通常有妥协•行业范围内已经熟知的方法•试错次数:20~100LevelLevel3:3:根本性的改进根本性的改进((18%18%))•对现有系统进行根本性改进•解决矛盾•行业范围外已知的方法•试错次数:100~1,000LevelLevel4:4:全新的概念全新的概念((4%4%))•使用新的原理实现系统主要功能•不是在技术方面，而是在科学方面找到更多的解决方案•试错次数:1,000~10,000LevelLevel5:5:科学发现科学发现((1%1%))•科学发现•新系统开拓性创新•试错次数:10,000~100,000353535三、三、TRIZTRIZ核心理念核心理念•核心理念一：发明就是解决矛盾，TRIZ不接受折中，要完全消除矛盾，达到最终理想解。•发明问题是无限多的，而表述矛盾特性的类型比较而言是不多的——（39个通用工程参数）；•发明就是克服矛盾，而克服矛盾的原理也是不多的——40个发明原理。36TRIZ与传统消除技术矛盾的不同方法TRIZgoodgoodbadbadParameterBParameterATraditionDesignStrategy参数A坏的好的好的坏的参数BTRIZ的方法——消除矛盾获得理想解改变和替换曲线，将曲线向原点靠近。传统的方法——折中的方法：在曲线上找出两个矛盾参数都可以接受的值或设计既定的尺寸点。原点处表示矛盾完全去除。例如：提高马达的功率（期望的好的有效作用）导致马达重量的增加（非期望的有害作用）373737、核心理念二：发明就是执行TRIZ创新思维模式的模型转换。“某人、某时、某地已经解决了你的问题，或类似的问题。寻找那个解答，应用到你目前的问题上”。在不同的技术领域，相同的问题和解决方案被反复使用。——隐藏在专利背后的规律38383838“爆米花”原理在不同技术领域的应用、利用瞬间压力差成功实现“爆米花”的科学原理实现在不同领域的技术创新：-如何使人造宝石沿内部原有的微裂纹分割？-如何迅速清洁船用发动机的冷却水过滤器？-如何打破核桃的外壳？3939、TRIZ系统性的创新思维模式•是将