技术创新方法和TRIZ理论课件.ppt

创新技法和TRIZ理论,1,整理课件,创新技法和TRIZ理论1整理课件,哲学理论基础,创造性人才自我设计,、,表达能力,体能,外语能力,、,个性品质,创新思维,创新技能,基础知识、专业知识、交叉学科知识,创新技法,创造力,2,整理课件,哲学创造性人才自我设计、表达体能外语、个性创新创新技能基础知,人类历史上最有价值的知识是方法的知识。 笛卡尔,3,整理课件,人类历史上最有价值的知识是方法的知识。3整理课件,传统创新技法的分类,逻辑思维,非逻辑思维,科学推理型,演绎法归纳法类比法自然现象和科学原理探索法等价变换法KJ法类推法,组合法分解法形态分析法信息交合法横向思考法,奥斯本检核表法5W1H法和田法,智力激励法（头脑风暴法）联想法逆向构思法,形象思维法灵感启示法大胆设想法,特性列举法缺点列举法希望点列举法,技法原理,具体技法名称,主要思维形式,组合型,形象思维型,列举型,有序思维型,联想型,60,4,整理课件,传统创新技法的分类逻辑思维非逻辑思维科学推理型演绎法组合,智力激励法,与传统会议截然不同的方式解决问题,准备阶段,自由畅谈,加工整理,明确问题,热身阶段,运用程序,四项原则： 自由畅想 推迟评判 以量求质 综合集成,5,整理课件,智力激励法与传统会议截然不同的方式解决问题 准备阶段自由畅,“当前智力激励法面临着挑战”（美国伊莱恩丹敦）,主要原因是：,缺乏程序化；缺少熟练的引导者；缺少熟练的参与者；罗列的规则成为形式；,有关问题不能达成一致；缺乏创意激发源；不是与会者都有创意的压力；急于求成；缺少跟进措施，,“头脑风暴”小组实际上在不停地重复“发明”已经有过的东西，却在这一过程中错过了潜在的诸多伟大的创意。因此，当遇到复杂的发明问题时，最好找发明公司（指TRIZ咨询公司）咨询。,6,整理课件,“当前智力激励法面临着挑战”（美国伊莱恩丹敦）主要原因是,传统创新与TRIZ创新结果的比较,、,解决办法,思维定势,发明问题,1,2,3,4,5,6,7,8,传统创新应用发散思维“试错法” 搜索发明问题解决办法 难！,7,整理课件,传统创新与TRIZ创新结果的比较、解决办法思维定势发明问题1,基于TRIZ的创新收敛思维,传统创新(发散)与TRIZ创新(收敛)的结果比较,ARIZ理论标准解法发明原理效应知识库,技术系统进化法则,问题,问题解决,8,整理课件,基于TRIZ的创新收敛思维传统创新(发散)与TRIZ创新,TRIZ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Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch,9,整理课件,TRIZ技法(发明问题解决理论) TRIZ的含义TRIZ,TRIZ理论创始者根里奇阿奇舒勒,根里奇阿奇舒勒G. S. Altshuller （19261998 ） 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。,10,整理课件,TRIZ理论创始者根里奇阿奇舒勒根里奇阿奇舒勒G. S.,TRIZ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,11,整理课件,TRIZ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,利用瞬间压力差可以打破坚果的外壳,、,-如何使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？通过本体论关系，由“爆米花”找到了解决方案：,12,整理课件,利用瞬间压力差可以打破坚果的外壳、12整理课件,试错,抽象转化,TRIZ工具,辨识求解,待解决的问题,TRIZ标准问题,TRIZ通用解,最终解决方案,TRIZ的解题模式,13,整理课件,试错抽象TRIZ工具辨识待解决的TRIZTRIZ最终解决方,实例：吸尘器分离固体粉尘的改进,查“TRIZ案例通用科学原理库”可获得16个解：,声波吸附作用边界表层动量离心分离Coanda效应日冕放电带电过滤器,摩擦惯性磁场磁效应熔化Reuleaux三角超声波振动,14,整理课件,实例：吸尘器分离固体粉尘的改进查“TRIZ案例通用科学原理库,1950,1960,1970,1980,1990,2000,解决发明问题,TRIZ软件(CAI),1940,ARIZ,ARIZ,ARIZ,ARIZ,ARIZ,ARIZ,ARIZ,ARIZ,ARIZ,ARIZ,ARIZ,ARIZ,AR I Z,5-1,15,整理课件,195019601970198019902000,1950,1960,1970,1980,1990,2000,解决发明问题,TRIZ软件(CAI),1940,1961首次出版书籍如何学会发明,1959正式提出 ARIZ,1946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年代初第二代程序软件,198576个标准解ARIZ-85软件,1979分离原理,21世纪初出现效应知识库等 第三代软件,1989成立俄罗斯 TR I Z协会,1995完成增强型 AR I Z,5-1,16,整理课件,195019601970198019902000,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,5-2,17,整理课件,发现问题找出解决问题的方法解决问题方案,.,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,矛盾巨阵创新原理,科学效应知识库,发明问题标准解法,TRIZ理论体系（图2）,18,整理课件,.产品创新技 术 系 统40个发明原理发明问题解决算法,TRIZ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。,19,整理课件,TRIZ理论的九把利剑1、八大进化法则：预测技术系统进化模式,TRIZ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）,2, 500,000,500,000,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%,20,整理课件,TRIZ理论来源:浓缩数百万发明专利正是基于这一思想，在,发明等级及其特征,21,整理课件,发明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,TRIZ理论的应用,概念设计是创新的核心！TRIZ理论为概念设计提供了方向性、有序性和可操作性！提高发明（专利）的级别,22,整理课件,TRIZ理论的应用22整理课件,.,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,科学原理知识库,发明问题标准解法,TRIZ理论体系,23,整理课件,.产品创新技 术 系 统40个发明原理发明问题解决算法,技术系统进化八大法则,1、技术系统的S曲线进化法则；2、提高理想化法则；3、子系统不均衡进化法则；4、动态性进化法则；5、向超系统进化法则；6、子系统协调性法则；7、向微观级和场的应用进化法则；8、向自动化方向进化法则。,24,整理课件,技术系统进化八大法则1、技术系统的S曲线进化法则；24整理课,技术系统进化法则之一 S曲线进化法则,、,一个技术系统的进化一般经历4个阶段，典型的S曲线是描述一个技术系统的完整生命周期。 当一个技术系统的进化完成4个阶段后，必然会出现一个新的技术系统来替代它，如此不断的替代。,婴儿期,衰退期,成长期,成熟期,25,整理课件,技术系统进化法则之一 S曲线进化法则、 一个技术系统的,技术系统进化不同阶段的特征,、,t,t,t,t,专利数量,利润,性能参数,发明级别,1,2,3,4,时间（阶段）,26,整理课件,技术系统进化不同阶段的特征、tttt专利数量利润性能参数发明,技术系统进化法则之二 提高理想度法则,最理想的技术系统：“它既不消耗任何资源，但却能够实现所有必要的功能”（作为物理实体它并不存在）技术系统是沿着提高其理想度，向最理想系统的方向进化提高理想度法则是所有进化法则的基础。,27,整理课件,技术系统进化法则之二 提高理想度法则最理想的技术系统：“,测量金属腐蚀度的理想方案,、,最终理想解利用已有资源去掉容器但能实现有用功能盛酸溶液？腐蚀的有害作用自动消失,传统设计者 铂金容器 耗费资源 耗费时间,28,整理课件,测量金属腐蚀度的理想方案、 最终理想解传统设计者,技术系统进化法则之三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。子系统不均衡进化法则包含着：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；组成技术系统所包含的各个子系统都是不同步、不均衡进化的；整个技术系统的进化速度取决于系统中发展最慢的即最不理想的子系统（木桶原理）利用这一法则的知识，可以帮助创造者及时发现并改进最不理想的子系统,29,整理课件,技术系统进化法则之三子系统不均衡进化法则技术系统由多个实,自行车的不均衡进化,30,整理课件,自行车的不均衡进化30整理课件,技术系统进化法则之四（结构）动态性进化法则,沿着增加增加系统可移动性的方向发展沿着增加增加系统的柔性方向发展沿着增加增加系统可控性方向发展,31,整理课件,技术系统进化法则之四（结构）动态性进化法则沿着增加增加系,刚体,单铰链,多铰链,柔性体,液体/气体,场,系统的柔性进化,32,整理课件,刚体单铰链多铰链柔性体液体/气体场系统的柔性进化32整理课件,不同产品技术的进化路径,刚性,单铰链,多铰链,柔性,气体、液体,场,33,整理课件,不同产品技术的进化路径刚性单铰链多铰链柔性气体、液体场33整,切割技术的动态性进化,水切割,激光切割,线切割机床,34,整理课件,切割技术的动态性进化水切割激光切割线切割机床34整理课件,技术系统进化法则之五向超系统进化法则,技术系统首先向系统的合成方向发展技术系统的简化,子系统,双系统,多系统,单系统,超系统,技术系统进化法则之五向超系统进化法则,此时，子系统功能得到加强的同时，也简化了原有的系统。,35,整理课件,技术系统进化法则之五向超系统进化法则技术系统首先向系统的,飞机燃油系统向超系统跃迁空中加油机实例,、,超系统空中加油机,系统受油机,输油管,子系统,超系统,36,整理课件,飞机燃油系统向超系统跃迁空中加油机实例、超系统系统输油管,技术系统进化法则之六子系统协调性进化法则,组成技术系统的各个子系统、各个部件在保持协调的前提下，充分发挥各自的功能。表现在：结构上协调。比如：早期积木只能摞、搭；现代积木可自由组合、随意插合成不同的形状。性能参数的协调。比如：网球拍需要考虑两个性能参数的协调：一方面要将球拍整体重量降低，以提高其灵活性；同时要增加球拍头部重量，以保证产生更大的挥拍力量。工作节奏和频率上的协调。比如吸尘器吸力太大，吸嘴会粘住地毯,37,整理课件,技术系统进化法则之六子系统协调性进化法则组成技术系统的各,(a)积木,(c)浇灌混凝土,(b)网球拍,结构、性能、节奏和频率的协调性,38,整理课件,(a)积木(c)浇灌混凝土(b)网球拍结构、性能、节奏,技术系统进化法则之七向微观级和场的应用进化法则,技术系统：元件：场的应用：,微观,宏观,微观,最初的尺寸,原子、基本粒子尺寸,高效场和增加场效率的方向,39,整理课件,技术系统进化法则之七向微观级和场的应用进化法则技术系统：,播放机向微观的进化,40,整理课件,录音机随身听便携CD机mp3耳环播放机向微观的进化40整理课,计算机从宏观进化到微观,102 101 100 101 102 103 104 105 106 10-7 108 109,量子计算机,41,整理课件,计算机从宏观进化到微观102 101 100 101,通信产品的波长从宏观进化到微观,102 101 100 101 102 103 104 105 106 10-7 108 109,向微观进化法则意味着：从最初的尺寸向原子、基本粒子的尺寸进化，同时能够更好的实现相同的甚至更好的功能,42,整理课件,通信产品的波长从宏观进化到微观102 101 100 1,新颖的发明,43,整理课件,新颖的发明43整理课件,技术系统进化法则之八向自动化方向进化法则,技术系统：摒弃那些机械的、重复的、枯燥无味的手工操作，实现并提高技术系统功能的效益，解放人们去完成更具有创造性的工作。,44,整理课件,技术系统进化法则之八向自动化方向进化法则技术系统：摒弃,系统进化法则的作用,引导市场需求定性技术预测产生新技术实施专利布局和标准战略适时选择企业战略。,45,整理课件,系统进化法则的作用引导市场需求45整理课件,.,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,科学原理知识库,发明问题标准解法,TRIZ理论体系,46,整理课件,.产品创新技 术 系 统40个发明原理发明问题解决算法,矛盾的解决办法,传统设计是在矛盾双方取得折中方案，矛盾并没有彻底克服和解决TRIZ理论的核心是建立了基于消除矛盾的逻辑方法。 使设计人员在设计过程中不断地发现并解决矛盾，推动产品的不断进化，从一个状态进化到一个新的状态，向着理想化创新产品设计的实现。,47,整理课件,矛盾的解决办法传统设计是在矛盾双方取得折中方案，矛盾并没有彻,技术系统矛盾的分类,：,技术矛盾,物理矛盾,技术系统矛盾的两大类,48,整理课件,技术系统矛盾的分类：技术矛盾物理矛盾技术系统矛盾48整理课件,什么是技术矛盾？,由表述系统性能的两个参数所构成的矛盾称之谓技术矛盾当用已知的方法去改善系统的一部分或一个参数时，该系统的其它部分或参数就要不可容忍地变坏的现象常表现为一个系统中两个子系统之间的矛盾：1）在一个子系统中引入一种有用功能，导致另一个子系统产生一种有害功能或加强了已存在的一种有害功能；2）消除一种有害功能导致另一个子系统有用功能降低；3）有用功能的加强或有害功能的减少导致另一个子系统或系统变得复杂化。,49,整理课件,什么是技术矛盾？由表述系统性能的两个参数所构成的矛盾称之谓技,解决产品设计技术矛盾的三步骤,描述问题，建立问题模型确定技术矛盾（确定两个通用工程参数）,发明原理,待解决的问题,最终解决方案,第三步：应用,第一步：分析技术系统,第二步：解决技术矛盾（应用矛盾矩阵）,如果由矛盾矩阵所有给出的原理都完全不能应用，则需重新确定技术矛盾，再做一遍，直到找出可操作的解决方案。,50,整理课件,解决产品设计技术矛盾的三步骤描述问题，建立问题模型发明原理待,技术系统分析方向,准确分析技术系统，技术矛盾即可轻松获解！分析方向：了解组成系统的各个部分（子系统）、系统所从属的上级系统以及问题本身的根源；了解整个系统的持续情况：系统的过去、现在以及将来在各个子系统就上级系统可以发展的情况。,51,整理课件,技术系统分析方向准确分析技术系统，技术矛盾即可轻松获解！51,如何描述问题确定技术矛盾？,1、问题是什么？2、现在有什么解决方案？3、这个解决方案有什么问题？利用39个通用工程参数（技术特性）来描述需要改善的特性和可能恶化的特性。,52,整理课件,如何描述问题确定技术矛盾？1、问题是什么？52整理课件,.,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,53,整理课件,.产品创新技 术 系 统40个发明原理发明问题解决算法,40个发明原理用有限的40条原理来解决无限的发明问题。,阿奇舒勒通过对250万份发明专利的研究发现，大约只有20左右的专利才称得上是真正的创新，其它80的专利往往早已在其它的产业中出现并被应用过 。阿奇舒勒坚信发明问题的原理是客观存在的，设计者掌握这些原理，就可以大大提高发明的效率、缩短发明的周期，而且能使发明过程更具有可预见性。为此，阿奇舒勒对大量的专利进行研究、分析、总结、提炼出了TRIZ中最重要的、具有普遍用途的40个发明原理。当前，40个发明原理已经从传统的工程领域扩展到微电子、医学、管理、文化、教育等社会的各个领域问题。40个发明原理的广泛应用，导致不计其数新的专利发明的产生。,54,整理课件,40个发明原理用有限的40条原理来解决无限的发明问题。,40个创新原理,55,整理课件,40个创新原理01、分割原理16、不足或过度作用原理29、气,01、分割原理,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程度；,56,整理课件,01、分割原理 将物体分割成相互独立的部分；56整理课件,01、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程度,57,整理课件,01、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,美国陆军 M270多管火箭炮,发射中的M270,M270反装甲子母弹攻击,正在爆裂的M270子母弹,将物体分割成相互独立的部分；,C. 提高物体的分割程度或分散程度；,58,整理课件,美国陆军 M270多管火箭炮 发射中的M270 M270反装,39个通用工程参数,59,整理课件,39个通用工程参数几何参数：长度、面积、体积、形状一般物理参,矛盾矩阵表的组成,阿奇舒勒将39个通用工程参数和40条发明原理有机地联系起来，建立起对应关系，整理成3939的矛盾矩阵表（详见（创新制胜附录）。矛盾矩阵的第1行、列为39个通用工程参数的编码，第2行、列分别为39个通用工程参数的名称。但是，纵行表示要改善的参数，横行表示会恶化的参数。3939个通用工程参数从行、列两个纬度构成矩阵的方格共1521个，在其中1263个方格中，均列有几个数字，这几个数字就是由TRIZ推出的解决对应工程矛盾的发明原理的编码。按照编码查“40条发明创造原理”表，即可得到该编码的实际含义。使用者根据系统中产生矛盾的2个通用工程参数，从矛盾矩阵表中直接查找出化解矛盾的发明原理，并使用这些原理来解决问题。,60,整理课件,矛盾矩阵表的组成阿奇舒勒将39个通用工程参数和40条发明原理,矛盾矩阵表,133,61,整理课件,矛盾矩阵表系统恶化的特性系统改善运动物体质量 静止物体质量,实例一：坦克装甲的改进,法国 “雷诺FT-17” 式坦克,战斗全重： 7 吨装甲：22 mm,德国 “虎2” 式重型坦克,战斗全重：69.8 吨炮塔前部装甲：185 mm,62,整理课件,实例一：坦克装甲的改进法国 “雷诺FT-17” 式坦克战斗全,问题描述,装甲抗打击能力,装甲厚度,战斗全重,整车重量增加引起的一系列后果：,坦克的机动性能降低,坦克的耗油量增加,63,整理课件,问题描述装甲抗打击能力装甲厚度战斗全重整车重量增加引起,一、对问题进行抽象,抽象,矛盾矩阵,具化,待解决的问题,问题模型：技术矛盾,解模型：创新原理,最终解决方案,（一）,（二）,（三）,64,整理课件,一、对问题进行抽象抽象矛盾矩阵具化待解决的问题问题模型：技术,定义矛盾的过程,第一步：问题是什么？ 为了提高坦克在战场上的生存能力，需要提高装甲的抗打击能力,第二步：现在有什么解决方案？增加装甲的厚度，以便提高装甲的强度,第三步：这个解决方案有什么问题？装甲厚度增加后，坦克的战斗全重增加,65,整理课件,定义矛盾的过程第一步：问题是什么？ 第二步：现在有什么解决方,建立原问题的问题模型,66,整理课件,建立原问题的问题模型强度运动物体的重量66整理课件,利用矛盾矩阵求解问题模型,140,67,整理课件,利用矛盾矩阵求解问题模型14067整理课件,01、分割原理08、重量补偿原理40、复合材料原理15、动态特性原理,TRIZ推荐的创新原理（解决方案模型）,68,整理课件,01、分割原理TRIZ推荐的创新原理（解决方案模型）68整理,三、回到问题:“坦克装甲的改进”,改善的参数：装甲抗打击能力恶化的参数：战斗全重,原问题：,问题模型：,解决方案模型：,01、分割原理08、重量补偿原理40、复合材料原理15、动态特性原理,69,整理课件,三、回到问题:“坦克装甲的改进”强度运动物体的重量改善的参数,装甲改进方案（最终解决方案）,01、分割原理40、复合材料原理15、动态特性原理,复合装甲,a）陶瓷复合装甲(“乔巴姆”装甲)；b）贫铀装甲；c) 缝隙装甲；,70,整理课件,装甲改进方案（最终解决方案）01、分割原理复合装甲a）陶瓷复,改进结果,战斗全重：52 吨车体正面：110 mm,美国 “M60A1” 坦克,71,整理课件,改进结果战斗全重：52 吨美国 “M60A1” 坦克71整理,.,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,科学原理知识库,发明问题标准解法,TRIZ理论体系,72,整理课件,.产品创新技 术 系 统40个发明原理发明问题解决算法,什么是物理矛盾及其解决方法,物理矛盾一个参数的矛盾技术系统要求某参数B的性质为正（）的同时又要求某参数B的性质为负（） 比如要求系统既要出现又要不出现；既要高又要低；既要大又要小等完全相反的需求。解决物理矛盾的方法分离,空间分离,分离方法,时间分离,系统级别上的分离,条件分离,73,整理课件,什么是物理矛盾及其解决方法物理矛盾一个参数的矛盾空间分离,十字路口的物理矛盾描述,要通过十字路口，车辆必须占据十字路口的某个位置（A）而要不和其它车辆相撞，一定不得占据十字路口的位置（非A）,道路必须交叉，以使车辆驶向目的地（A）道路一定不得交叉，以避免车辆相撞（非A）,74,整理课件,十字路口的物理矛盾描述要通过十字路口，车辆必须占据十字路口的,分离原理应用实例,空间分离：测量海底时，将声纳探测器与船体空间分离，用以防止干扰，提高测试精度时间分离：将飞机机翼设计成可调的活动机翼，以适应在飞行中各个时间段的不同要求条件分离：将水射流条件分离，给予不同的射流速度和压力，即可获得“软”的或“硬”的不同用途的射流，用于洗澡按摩或用作加工手段或武器整体与局部分离：采用柔性生产线，以满足大众化和个性化市场需求的不同要求,75,整理课件,分离原理应用实例空间分离：测量海底时，将声纳探测器与船体空间,应用实例解决交通的物理矛盾,空间分离,时间分离,76,整理课件,应用实例解决交通的物理矛盾空间分离时间分离76整理课件,各分离方法相对应的发明原理列表,77,整理课件,各分离方法相对应的发明原理列表空间分离时间分离条件分离个体与,.,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,78,整理课件,.产品创新技 术 系 统40个发明原理发明问题解决算法,物场标准模型,所有的功能都能分解成为三个基本元素（两个物质一个场）,79,整理课件,物场标准模型所有的功能都能分解成为三个基本元素（两个物质一,如何迅速而准确地查找出压缩机氟利昂渗漏处？将掺有荧光粉的润滑油注入压缩机内，在暗室里用紫外光照射压缩机，通过渗漏出的润滑油中荧光粉发出的光，可以准确地确定氟利昂的渗漏部位。 给出的条件是物S1（氟利昂），不能构成完整的物-场模型，引入第二个物S2（荧光粉）和一个场F(紫外辐射) ，完善了具有不完整功能的系统。,S1,S2,F,S1,S2,S1,F,氟利昂,荧光粉,氟利昂,紫外辐射,紫外辐射,氟利昂,荧光粉,建立完善的物场模型,80,整理课件,如何迅速而准确地查找出压缩机氟利昂渗漏处？S1S2FS1S,应用实例防止钢丸发送机弯管破损,压缩空气和钢珠,管壁S2,钢珠S1,81,整理课件,应用实例防止钢丸发送机弯管破损压缩空气管壁S2钢珠S1S1,应用实例防止钢丸发送机弯管破损,压缩空气和钢珠,电磁铁F2,钢珠S1,管壁S2,给钢丸发送机弯管强烈 磨损区添加保护层电磁铁F2,82,整理课件,应用实例防止钢丸发送机弯管破损压缩空气电磁铁F2钢珠S1管,.,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,科学原理知识库,发明问题标准解法,TRIZ理论体系,83,整理课件,.产品创新技 术 系 统40个发明原理发明问题解决算法,标准解系统的由来,阿奇舒勒（Altshuller）发现的规律：如果问题的物场模型是一样的，那么解决方案的物场模型也是一样的，和这个问题来自于哪个领域无关。,S1,S2,F,技术问题物场模型,解决方案物场模型（发明、专利）,发明家,84,整理课件,标准解系统的由来阿奇舒勒（Altshuller）发现的规律：,发明问题76个标准解系统构成,85,整理课件,发明问题76个标准解系统构成第一级 建立或完善物场模型的标,发明问题76个标准解系统构成,86,整理课件,发明问题76个标准解系统构成第四级 测量与检测的标准解系统,应用物场模型分析标准解的流程,、,当前问题,判断问题类型,需要改进系统,建立物场模型,测量和检测问题,建立物场模型,第四级,判断模型类型,产生有害效应,模型不完整,作用不足,第一级,第二、三级,第五级,87,整理课件,应用物场模型分析标准解的流程、当前问题判断问题类型需要改进系,.,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,88,整理课件,.产品创新技 术 系 统40个发明原理发明问题解决算法,物理效应和现象知识库（效应知识库）,效应知识库涵盖了多学科领域的原理，包括物理、化学、几何等，对自然科学及工程领域中事物间纷繁复杂的关系实现全面的描述，借助于这些通用的原理，把问题简化到最基本的要素，引导和帮助创造者利用它来解决某一特定技术领域的知识问题(详见“创造创新方略”表4-2）,89,整理课件,物理效应和现象知识库（效应知识库）效应知识库涵盖了多学科领,创新设计遇到的障碍,知识领域的“泾渭分明”,要“产生光”，您能想出多少方法？,121,90,整理课件,化学电子机械光学创新设计遇到的障碍知识领域的“泾渭分明”要“,功能化模型与效应知识库,功能化模型是最容易定义的问题模型效应知识库中的方案最接近于最终的解决方案效应知识库是CAI软件的最大亮点，软件为创新者建立有多达四万余条创新功能方案。,91,整理课件,功能化模型与效应知识库功能化模型是最容易定义的问题模型91整,效应知识库（物理效应和现象知识库）应用,应用TRIZ理论所以能消除矛盾，有赖于强大的效应知识库的支持。物理效应和现象是部件（或系统）功能突变的创新源，隐藏在其背后的是科学原理。物理效应和现象知识库涵盖了多学科领域的原理，包括物理、化学、几何等，应用“本体论”并对自然科学及工程领域中事物之间纷繁复杂的关系实现全面的描述，借助于这些已有的关系和全新技术和相关知识，可以大大加快创新进程。,92,整理课件,效应知识库（物理效应和现象知识库）应用应用TRIZ理论所以能,效应知识库应用5步骤,、,发明问题提出,功能代码表,效应知识库,逐一筛选,形成解决方案,应用于发明问题,93,整理课件,效应知识库应用5步骤、发明问题提出确定相应的TRIZ对解题优,.,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,矛盾巨阵创新原理,科学效应知识库,发明问题标准解法,TRIZ理论体系,94,整理课件,.产品创新技 术 系 统40个发明原理发明问题解决算法,发明问题解决程序（ ARIZ ）,ARIZ是应对解决发明问题中另一类非标准问题的工具（在应用ARIZ之前，需要先核查一下你的问题是否可用标准解法来解决，如果是标准问题，直接查找76个 标准解法进行问题的解决，就没有必要用ARIZ）一个创新问题解决的取决于对该问题的准确描述和趋向标准化程度，创新问题的求解过程就是对问题的不断描述和不断地向标准化进程。ARIZ以一套连续过程的程序，针对非标准问题采用步步紧逼的方法，巧妙地将一个状况模糊的原始发明问题转化为一个简单的问题模型，并构想其理想解ARIZ是一套较为复杂的应用工具，为了能很好地掌握，接受专门的培训是非常必要的。,95,整理课件,发明问题解决程序（ ARIZ ）ARIZ是应对解决发明问题,ARIZ-85解题步骤,2 分析问题模型,3 陈述IFR和物理矛盾,5 运用效应知识库,4 运用物-场资源,6 转换或替代问题,7 分析解决物理矛盾的方法,8 运用解决方案,9 分析解决问题的过程,1 分 析 问 题,把状态模糊问题准确描述为单一问题,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,重新选择并定义另一对技术矛盾,求得最终理想解,获取资源的最大化应用,借以透彻分析增长创新潜能,在上述的每一个步骤中，均包含有数量不等的多个子步骤。在一个具体的问题解决过程中，并不强制要求按顺序走完所有的9个步骤。当完成步骤3后，一般可尝试用标准解法解决新问题，如果得到解决则可直接跳到步骤7，如果没有解决则进入步骤4。,96,整理课件,ARIZ-85解题步骤2 分析3 陈述IFR5 运用4,TRIZ发明问题求解工具间的联系,、,97,整理课件,TRIZ发明问题求解工具间的联系、97整理课件,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,98,整理课件,效 应 知 识 库矛盾矩阵76个发明问题发明问题解决,第41第77个的37个发明原理（增加37个发明原理）,41减少单个零件重量、尺寸60导入第二个场42零部件分成重（大）与轻（小）61使工具适应于人43运用支撑62为增加强度变换形状44运输可变形状的物体63转换物体的微观结构45改变运输与存储工况64隔绝/绝缘46利用对抗平衡65对抗一种不希望的作用47导入一种储藏能量因素66改变一个不希望的作用48局部 / 部分预先作用 67 去除或修改有害源49集中能量 68 修改或替代系统 50场的取代69增强或替代系统51建立比较的标准70并行恢复52保留某些信息供以后利用71部分/局部弱化有害影响53集成进化为多系统72掩盖缺陷 54专门化73实施探测55减少分散74降低污染56补偿或利用损失75创造一种适合于预期磨损的形状57减少能量转移的阶段76减少人为误差58推迟作用77避开危险的作用59场的变换,99,整理课件,第41第77个的37个发明原理（增加37个发明原理）41,增加的9个通用工程参数,信息的数量运行效率噪音有害的副作用兼容性/可连通性安全性易受伤性美观测量难度,100,整理课件,增加的9个通用工程参数信息的数量100整理课件,原39个通用工程参数,101,整理课件,原39个通用工程参数序号名称序号名称序号名称1.,扩展后的48个通用工程参数,102,整理课件,扩展后的48个通用工程参数编码及名称编码及名称编码及名称1（,扩展前后两个矛盾矩阵表的比较,增加了9个通用工程参数，由39个变为48个；增加了37个发明原理，由40个变为77个；扩展后的矛盾矩阵表不再出现有空格，物理矛盾与技术矛盾的求解同时在矛盾矩阵表中显现；扩展后的矛盾矩阵表为人们提供了更多的问题解决方法注意：两个矛盾矩阵表上的显示技术特性的通用工程参数编码所持含义并没有完全统一，使用时应注意分别对照使用。,103,整理课件,扩展前后两个矛盾矩阵表的比较增加了9个通用工程参数，由39个,实例二：洗衣机的创新设计,问题的描述：设计项目：“绿色”洗衣机用户需求：省水、省点、省洗涤剂理想化最终结果：利用一些高新技术（比如纳米）使衣服不沾污渍而实现“免洗”,104,整理课件,实例二：洗衣机的创新设计问题的描述：104整理课件,定义矛盾,减少物质的浪费是否能达到原来的效果，即：“物质的浪费”与“功率”之间的矛盾,“物质的浪费”“功率”,105,整理课件,定义矛盾减少物质的浪费是否能达到原来的效果，即：“物质的浪费,106,整理课件,106整理课件,推荐的创新原理,107,整理课件,推荐的创新原理推荐原理有用的具体提示应用改进方案28.替换机,合成的改进方案及其分析,合成改进方案：利用水电解与超声波振荡相结合的方式，取代原有电机拖动波轮或滚筒的系统合成改进方案的分析：该方案可以避免衣物缠绕，也可降低甚至免用洗涤剂，且洗衣水可以重复利用，达到环保与节能的功效。从大电流的电机驱动到电解与振荡装置的发展，符合技术系统的进化趋势。虽然离理想化最终方案还很远，但实现了省水、省电和省洗涤剂的要求。,108,整理课件,合成的改进方案及其分析合成改进方案：利用水电解与超声波振荡相,计算机辅助创新CAI过程,、,想象力空间,经验,问题分析进化模式产品成熟度矛盾矩阵及发明原理物场模型和标准解效应知识库解决发明问题程序创新方案库,CAI软件模块,问题领域解,创新问题,109,整理课件