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TRIZ创新方法理论和应用


1. 2 TRIZ理论体系
(4)ARIZ
把状态模糊问题准确 描述为单一问题
1 分析问题
创建空间、时间、物 质和场等有效资源清 单
确定最终理想解方向 及其阻碍的物理矛盾
2 分析 问题模型
3 陈述IFR 和物理矛盾
4 运用 物-场资源
5 运用 效应知识库
9 分析解决 问题的过程
借以透彻分析增长创新 潜能
子系统不均衡进化法则
技术系统由多个实现各自不同功能的子系统组成,各 个子系统是不同步不均衡进化的; 任何技术系统中的每一个子系统都是沿着各自的S曲线 进化的; 不同的子系统在不同的时间点到达自己的极限,这将 导致子系统间矛盾的出现,解决矛盾将使整个系统得到 突破性的进化。
案例:飞机进化
向微观级进化法则
1. 3 TRIZ理论核心思想
现代TRIZ理论的核心思想主要体现在三个方面:
1、无论是一个简 单产品还是复杂 的技术系统,其 核心技术的发展 都是遵循着客观 的规律发展演变 的,即具有客观 的进化规律和模 式
2、各种技术难题 、冲突和矛盾的 不断解决是推动 这种进化过程的 动力
3、技术系统发展 的理想状态是用 尽量少的资源实 现尽量多的功能
1959 正式提出
ARIZ
1969 提出
专利评价体系
1979 4个分离原理
1977 物-场分析 效应知识库
1956 首次发表文章 “发明创造心理学” 和技术进化理论
1971 经典矛盾矩阵
1993 TRIZ传到美国 并走向世界
解决发明问题
TRIZ软件(CAI)
1940
1950
1960
1970
1980
1990
按照年份、发明级别和数量可以绘制其“S-曲线”,对于产品研发 和技术预测具有重要意义
人们所面临的95%的问题,都可以利用已有的某学科内的知识体 系来解决
当遇到技术难题时,不仅要在本专业内寻找答案,也应当向专业 外扩展
TRIZ导入韩国的成功实例
韩国受益于与苏联的地缘关系,很早就接触到TRIZ。 于1998年引进了TRIZ,早期并不成功。直到2003年第二
1. 2 TRIZ理论体系
(3)技术系统进化法则(经典TRIZ)
(1)完备性法则 (2)能量传递法则 (3)协调性进化法则 (4)提高理想度法则 (5)动态性进化法则 (6)子系统不均衡进化法则 (7)向微观系统进化法则 (8)向超系统进化法则
S曲线
当一个技术系统的进化完成4个阶段后,会出现一个新 的技术系统来替代它,如此不断替代。
频率协调
频率协调进化路线①——单个物体
连续运动
脉冲
周期性作用
增加频率
共振
材料协调
材料协调进化路线
相同材料
相似材料 惰性材料 可变特性的材料
实例:人工心脏
相反特性的材料
捐赠心脏
克隆心脏
人工理想度 = (Σ成本+Σ有害功能)
发明与创新就是为了创造高度理想化系统获得最终 理想结果( Ideal Final Results IFR) IFR :系统只具有有用功能,而无成本或有害功能
<1
最新产生的知识 10000-100000
1. 4 TRIZ理论中发明的五个等级
(2)划分发明级别的意义 发明级别越高,完成该发明所需的知识和资源就越多 随着社会的发展、人类的进步、科技水平的提高,已有发明的级
别也会随着时间的变化不断降低 对于某种核心技术,按照一定的方法论对该核心技术的所有专利
3000年 羽 毛 笔

来 水
50年

圆 珠 25年 笔
毛 细 管 笔
TRIZ的含义及来源
在Altshuller的带领下,动用前苏联的1500多名专家,经过50多年对250万
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(解决发明问题理论)
TRIZ应用于各种领域的成功范例鲜少公开。即使是公开 的案例也仍蒙上一层神秘的面纱,因为涉及到各公司产品 与制程的创新发明,所以并未能展示该公司的技术本质。
第2章 TRIZ主要内容
2. 1 TRIZ创新思维方法 2. 2 40个发明原理 2. 3 物理矛盾和四大分离原理 2. 4 物-场模型分析
思考?
1. 4 TRIZ理论中发明的五个等级
发明的级别 一 二 三 四 五
创新的程度 明确的结果
占人类发明总数 的比例(%)
知识来源
32
个人的知识
参考解的数量 1-10
局部的改进
45
行业内的知识 10-100
根本的改进
18
跨行业的知识 100-1000
全新的概念
4
跨学科的知识 1000-10000
重大的发现
求解数学模型
实际问题
实际问题解答
1. 2 TRIZ理论体系
(2)TRIZ解决问题工具体系
1. 2 TRIZ理论体系
(2)TRIZ解决问题工具体系
TRIZ 问题模型
TRIZ工具
转化
待解决的问题
试错
TRIZ 创新模式
应用
最终解决方案
1. 2 TRIZ理论体系
(2)TRIZ解决问题工具体系
1. 2 TRIZ理论体系
成熟期 衰退期 成长期 婴儿期
性能参数
成长期 成熟期 婴儿期
衰退期
专利数量
发明级别
利润
通过性能 参数随时 间变化的 规律,可 以准确地 予测产品 和技术所 处的生命 周期阶段。
时间
S-曲线对应的专利数量、发明级别和利润曲线
完备性法则
一个完整的技术系统必须包含四个部分: 动力装置,传输装置,执行装置,控制装置
思 维 问题分析与 科 求解

发明问题解决算法(ARIZ) 专利分析 自然科学
解题流程 理论来源
1. 2 TRIZ理论体系
TRIZ理论体系及创新方法简化模型可用: 一种思想——最终理想解 一组法则——技术系统进化法则 四个工具——
技术冲突与发明原理 物理冲突与分离方法 物场分析与标准解 How to模型与知识库 一种算法——发明问题解决理论(ARIZ)
8 运用 解决方案
获取资源的最大化应用
7 分析解决物 求得最终理想解 理矛盾的方法
6 转换或 替代问题
重新选择并定义另一对 技术矛盾
1. 2 TRIZ理论体系
(1)实际问题解决思路
例:鸡兔同笼问题。 一个笼子里有若干只兔和鸡,数头为54,数脚为152,请问 有多少只兔?多少只鸡?
数学模型 二元一次方程
完备性进化实例
例:锄头 ������ 锄头 犁 拖拉机
例:长矛 ������ 长矛 弓箭 弩 枪
能量传递法则
技术系统实现功能的必要条件:能量必 须能够从能量源流向技术系统的所有元件; 技术系统的进化应该沿着使能量流动路 径缩短的方向发展,以减少能量损失; 如果某个元件接收不到能量,就不能发 挥作用,这会影响到技术系统的整体功能 ������ 实例:多米诺骨牌
1. 2 TRIZ理论体系
(1)最终理想解(IFR)
1. 2 TRIZ理论体系
(2)技术系统
技术系统:由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。 子系统:更细化的、可以实现各种基本功能的组成部分,称为技术 系统的子系统。 超系统:把技术系统之外的系统或系统的组成部分,往往是指技术 系统所隶属的外部环境。
次的引进,三星利用TRIZ,节约成本达15亿美元,并运 用TRIZ成功申请了52项专利。 这才引起世界高度的兴趣 与关注。 在韩国一些大公司大力支持下,TRIZ的应用得以蓬勃发 展;例如三星公司成立三星先进技术研究院。 2007年三星公司平均每月有60个美国专利授权,排名世 界第二。 一个在1997年亚洲金融危机濒临倒闭韩国企业,但是到 了2006年三星的市值却超过1千亿。三星的总裁李正龙在 2005年第一次向世界宣布:「是什么救活三星?用的就 是“萃智TRIZ”!」。
TRIZ引领各个领域成功创新
应用TRIZ的效益可以缩短创新的过程,对产品制造过 程能有所改善,可在最短时间产生更多产品构思和问题解 决方案、可以创造技术先进、引领市场的新产品。
目前TRIZ应用领域也从传统制造业、电子半导体产业、 航天、化工、建筑、医药、生物科技等领域,延伸至商业、 管理等非科技领域;TRIZ也开始被应用在其他项目,如音 乐、艺术与雕塑、漫画卡通、诗歌等人文领域上。
如何用4根火柴组成一个“田”字? 如何一笔画出一个圆,圆心
思维定势
为了有效地利用TRIZ的法则、规则和理论方法,需要进行 思维的创新,但思维定势会妨碍完成创新思维活动。 常见的思维定势有三种:
术语的定势 形象的定势 专业知识的定势
2. 1 TRIZ创新思维方法
(1)九屏幕法
九屏幕法是一种考虑问题的方法,是指在分析和解决问题 的时候,不仅要考虑当前系统,还要考虑其超系统和子系统; 不仅要考虑当前系统的过去和将来,还要考虑超系统的过去和 将来。
(3)使用TRIZ解决问题的基本思路 建议首先使用物质-场模型和76个标准解解决,是一种标准 化、模式化的方法 使用技术矛盾和物理矛盾解决问题时,TRIZ提供的思考方 向比较多,注意不能随意舍弃任何一个原理 尽量将技术矛盾转化为物理矛盾并激化物理矛盾,往往有助 于问题的解决 非标准问题使用ARIZ解决
协调性法则
技术系统的进化,沿着整个系统的各个子系统互相更协 调,与超系统更协调的方向发展 实例:
积木玩具 风景区的建筑
协调性法则的进化路线 ������ 1)形状协调 ������ 2)频率协调 ������ 3)材料协调
形状协调
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