技术创新方法和TRIZ理论190.ppt

下载

下载

72积分

90积分

下载

90积分

VIP价：72积分

技术创新方法和TRIZ理论 创造性人才的培养 张武城 1 创新方法概论 第一部分 形势与任务 第二部分　创造性人才 第三部分　创新的理论和工具 2 第一部分   、 形势与任务 3 胡锦涛在中共十七大指出 要坚持走中国特色自主创新道路，把增 强自主创新能力贯彻到现代化建设的各 个方面。 加快建立以企业为主体、市场为导向、 产学研相结合的技术创新体系。 4 、 温家宝总理指示： 自主创新 方法先行 　　　　　　 　　　　 5 科技部刘燕华部长指出 我国创新方法存在的问题  6 《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。 7 （一）科学思维培育不够  创新思维与创新精神培养缺位。 目前的应试教育体系抑制了学生的创新思维和创新精 神；过分强调专业知识的教授，缺少科学思维、科学 方法方面的引导和训练。  科研活动中的创新思维不足，自主创新研究成果少。 跟踪模仿为主，自主创新较少。多数学科发展滞后， 属于世界领先的学科很少；中国申请人在世界知识产 权组织的PCT专利申请只占总量的 %。  尊重科学、崇尚科学的氛围不够。 国民的受教育程度不高，传统的“学而优则仕”， “官本位”的思想依然存在，不按照科学规律办事的 问题普遍存在。 8 （二）科学方法研究与应用不够  科技界关于科学方法的意识薄弱。 在科研活动中，忽视研究方法的规范性、创新性； 国内学术期刊很少发表关于研究方法和哲学思考类的 理论性论文。  对科学方法的研究不够。 仅限于对国际科学方法的跟踪、了解，缺乏对前沿 方法的前瞻性研究；科学方法的研究与应用严重脱节， “写科学方法的书只给自己看”。  企业技术创新能力不足，缺乏科学的技术创新方法、 手段。 企业的技术创新能力薄弱。2005年，国内发明专利 申请占专利申请总量的%，发达国家在%以上。 9 中国的国际竞争力 2005～2006WEF全球 成长竞争力排名 显赫排名的主要指数 科技 创新 芬兰 1 2 2 美国 2 1 1 瑞典 3 4 4 丹麦 4 5 10 台湾 5 3 3 新加坡 6 10 13 日本 12 8 5 韩国 17 7 8 香港 28 26 32 中国 49 64 75 全球化 经济 企业 产业 国家 我国GDP排名世界第四名，国 际经济竞争力排名第15位， 科技创新能力较差，影响到我 国中长期的成长竞争力。 国际社会留给中国 企业的时间不多了！ 10 中国与印度全球竞争力排名比较 、 年度 2002～ 2003 2003～ 2004 2004～ 2005 2005～ 2006 2006～ 2007 中国 33 44 46 49 54 印度 46 56 55 50 43 11 创新型国家的概念  创新型国家：是指每100万人口获得美国专利与商 标局的发明专利授权在15个以上的国家或经济体 2001年每100万人口获得美国专利与商标局的发明专利授权在15个以上的国 家或经济体排名 排 名 国家或 经济体 数 量 排 名 国家或 经济体 数 量 排 名 国家或 经济体 数 量 排 名 国家或 经济体 数 量 1. 美国 314 7 芬兰 140 13 奥地利 72 19 挪威 59 2 日本 261 8 德国 136 14 新加坡 72 20 澳大利亚 45 3 中国台湾 240 9 加拿大 116 15 比利时 70 21 爱尔兰 37 4 瑞士 196 10 丹麦 90 16 法国 68 22 中国香港 34 5 瑞典 196 11 荷兰 83 17 英国 66 23 新西兰 32 6 以色列 163 12 韩国 74 18 冰岛 63 24 意大利 30 12 其它非创新型国家的排名及 每100万人口获得美国专利与商标局的 发明专利授权数量 排名 国家或 经济体 专利授 权数量 排名 国家或 经济体 专利授 权数量 33 俄罗斯 43 巴西 58 印度 62 中国 13 我国与创新型国家技术对外依存度比较 、 14 2005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 主宰 世界经济潮流 时代特征 应对办法 15 创意的概念与来源 创意：就是人们常说的“点子”、“主意” 或“突发奇想”，它是人类大脑创造性思维 的产物，是人类智慧的结晶。 创意的来源： 　60～80％是市场需求（推动） 　40～20％是科技进步（拉动） 　运用TRIZ理论的多种工具是产生创意的重要 手段。 16 研发、咨询 生产制造 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 17 触摸式发声地球仪利润的分配 美国开发公司 获利48美元 香港公司 广东外贸公司 广东某制造商 成本12美元 40美元 20美元 15美元 市场定价 88美元 获利5美元 获利3美元 获利20美元 18 第二部分 创造性人才 19 创造性人才和创造力 创造性人才： 具有高度创造力的人才 创造力(创意、创造性）： 产生新构思/想法（Idea)或构想创 造新产品（作品）的能力 具有发现问题、分析问题、和创造 性解决问题的能力 20   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 21 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，还可以有余力去完成十门大学 课程的教研活动。 22 培训与提升创造力关系示意图 年龄 创 造 力 10          20         30         40        50         60 经培训，创造力可提高70％～300%；顶峰向右上方转移 300 200 100 23 创造性人才自我设计 、 创新 思维 表达 能力 个性 品质 体能 外语 能力 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 哲学 理论基础 创 造 力 、 24 知识水平和创造力 科学发现对已有知识具有依赖性，适当的已 有知识可以假设科学发现。世界科学大师牛 顿：“如果说我看得远，那是由于我站在巨 人们的肩上”。 知识水平越高，创新思维越加活跃，创造力 就越强，知识和创造力之间呈正比关系。 尚未被共知的信息与知识转化为创新成果， 才能体现知识的力量。 25 创造性人才自我设计 、 创新 思维 表达 能力 个性 品质 体能 外语 能力 哲学 理论基础 、 创新技法 创新技能 基础知识、专业知识、交叉学科知识 创 造 力 26 十三种主要创新技能 创新技能是创造者的智力技能、动作技能和情感能力的综合， 它可以全面提高创新者的自觉创新能力。 创 造 技 能 信息 能力 注意力 理解力 发现 问题能力 开发 选题能力抓住机 遇能力 操作 能力 工程 能力 智能技术 运用能力 破译黑 箱能力 系统分析 和系统决 策能力 观察力 记忆力 27 创新技能与创造力  创新技能包括观察能力、注意力、记忆力、理解力、 发现问题能力、开发选题能力、抓住机遇能力、操 作能力、工程能力、智能技术运用能力、破译黑箱 能力、系统分析和系统决策能力及信息的获取和利 用能力等。其中信息能力和操作能力尤其应予以关 注。对于我国的大学生，实际操作能力偏弱，应加 强锻炼。  创新技能与创新的关系，犹如摩天大楼与坚固地基 的关系一样，创新者应努力学习和开发自己的创新 技能，为创新奠定坚实的基础。 28 操作能力 通过操作使人的智力获得提升和发 展 设计中百思不解的难题获得引刃而 解 设计得到验证，观念产品变为实物 产品 诱发创新动机，锁定创新目标，明 确创新方向 29 信息能力  信息能力是创造者必备的基本技能创造创新的整个 过程都和信息的交流传递紧密相关  科技人员95%~99%各种问题可通过科技信息，借 助于他人的经验或成果解决  系统搜集美、日、英、法、德五国的专利，就可了 解整个发达国家60%~90%的科技发展情况  充分利用专利文献可缩短科研周期60%，节约研究 经费40%  据20世纪60年代一次调查结果，美国和日本化学 研究人员用于查阅文献资料时间占%,研究实 验时间占%，计划与思考时间占%书写科 研报告时间占%. 30 创造性人才自我设计 、 创新 思维 表达 能力 体能 外语 能力 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 哲学 理论基础 、 个性 品质 创 造 力 31 创造性人才的个性品质 、 创 造 行 为 社 会 化 创 造 动 机 社 会 化 创造性人才个性品质 合作精神 独立精神 心理特性 学习精神 奉献精神 冒 险 性 灵 活 性 好 奇 性 创 造 意 识 超 越 能 力 感 情 智 力 32 良好个性品质（1） -追求卓越的奉献精神 立志奉献予事业、社会 意志坚强 勇往直前，百折不绕 永不半途而废 管好自己的情感，不断自 我激励。 33 良好个性品质（2） 科学理性的独立精神 、 不盲从 敢怀疑 不迷信 思维上的独立性将 导致行为上的独立 34 良好个性品质（3） 热情洋溢的合作精神 树立正确、积极、主动的 沟通意识： 宽容他人 注意赞美 保持微笑 尊重他人 以“诚”待人 35 良好个性品质（4） 坚持不懈的学习精神 用勤奋的精神致力于学 习，持续地提高创造者 能力 36 良好个性品质（5）  创造性人才的心理结构 希望打破“常规”的创新意识 深究事物机理的强烈好奇心 多视角认识问题和解决问题的灵活性 不怕批评，不怕失败，敢于坚持，敢于冒险 坚持到底的精神 37 创造性人才的能力结构 感情智力（情商EI）    人的一生20%由智商决定，80%由情感 智力主宰，职位越高，EI的作用越显著， 高达85%。始终保持善待他人，严于律 己。 超越对手    着眼于已知领域，更着眼于未知领域加 大思维的“前进跨度”、“联想跨度” ，超越对手。 38 智商与创造力关系图 高智商是高创造力的 必要条件，但不是 充分条件，高智商 的人也可能是低创 造力。 人的一生的成就， 20%由智商决定， 80%由感情智力主 宰。职位越高，EI 的作用就愈加显著， 几乎能达到85% 39 创造性人才自我设计 、 表达 能力 体能 外语 能力 创新技法 创新技能 基础知识、专业知识、交叉学科知识 哲学 理论基础 、 个性 品质 创新 思维 创 造 力 40 创新思维的涵义 思维是运用已有的知识对记忆的信息进 行分析综合、比较概括和决策的动态 过程，是获取知识、分析问题和解决 问题的根本途径。 创新思维是指人们在创造具有独创性成 果的过程中，对事物的认识活动。 \ 41 、 、 、 创新思维基本特性 突 破 性 新 颖 性 突 发 性 多 向 性 深 刻 性 独 立 性 敏 捷 性 风 险 性 非 逻 辑 性 创新思维的基本特性 42 创新思维方法的分类 非逻辑思维逻辑思维 想 象 思 维 联 想 思 维 直 觉 思 维 灵 感 思 维 发 散 思 维 归 纳 思 维 演 绎 思 维 类 比 思 维 有 序 思 维 收 敛 思 维 分 析 与 综 合 思 维 43 逻辑思维 逻辑思维亦称抽象思维，是人们在认识过 程中已经掌握的各种知识、原理、规律基 础上形成的概念，并以此判断、推理、反 映现实的一种思维形式，它能使我们更深 刻、准确和完整地反映客观面貌。 世界上任何事物的发生都存在客观规律性， 采用逻辑思维的方法逐步深入，就可取得 发明创造。 44 从统计数字看： 20世纪以前的重大发明构思，多数是由个 人发明家在逻辑思维的基础上发挥非逻辑 思维的作用而获得； 进入20世纪50年代后，利用逻辑思维和专 业知识的企业发明逐步占了上风， 到了20世纪90年代，TRIZ理论方法中的知 识库和逻辑思维的运用主导了发明创造的 大趋势。 45     直觉思维 直觉就是人们所说的“第一印象”，它属于 非逻辑思维。直觉是人脑基于有限资料和事 实，对新事物、新问题、新现象进行的一种 直接的、迅速的、跃进的、敏锐的判断。其 功能只是从宏观上把握事物，不需要进行系 统的逐步分析，而能对问题的答案做出科学 的猜测、设想，是一种跳跃式思维形式。 爱因斯坦对科学认识曾说过：“真正可贵的 因素是直觉”他认为科学创造的过程应是经 验-直觉-概念-逻辑思维-理论的过程。 46 “逻辑思维压缩论” “逻辑思维压缩论”认为直觉虽然表现为瞬间的顿悟， 实际上它也是运用逻辑思维的结果。因为：  在直觉的背后“隐藏”着一系列逻辑推理链，而直 觉思维只是在一瞬间就进行和完成了复杂的推理过 程，因而让人感到头脑中似乎并没有经过逻辑思维， 思维过程已在头脑中完全“自动化”；  在得出了直觉判断之后，还需再展开其逻辑推理过 程，以检验其所得出的直觉判断的合理性。所以， 直觉思维只不过是逻辑思维的“压缩”（或称为“ 简化”、“浓缩”、“内化”等）。 47 灵感思维 心理学家对灵感思维的描述是：  灵感思维的闪现来自于突然的顿悟，是人们在艰苦 创造过程中发散思维和收敛思维多项迭加，逻辑思 维和非逻辑思维反复作用，突然间把隐藏在人们潜 意识中有关信息进入激发状态；  灵感常常为发明带来思路、线索、设想和启示，但 灵感的出现，具有随机性、瞬时性和模糊性，创造 者要觉察灵感、把握灵感和利用灵感有一定的难度。  灵感产生的条件：一是对解决问题有浓厚的兴趣和 强烈欲望，二是对问题和相关资料进行了长时间的 思考，甚至达到了思维的“饱和”状态。 48     幻想思维  根据主体主观愿望进行的超前设想，幻想往往是科学发 明的先导。 18世纪著名科幻作家凡尔纳：“人类的幻想 在不久的将来一定会成为现实”。  最近30年间，根据预言家研究得到的对照表、预言及其 应验程度表中，没有一个会像科幻作家一样，有那么高 的：“命中率”。幻想打造出发明。  阿里多夫先生用好几年时间把分散在成千上万本书中的 幻想进行搜集和分类结果表明：离奇幻想的发展过程也 有着可循的客观规律，可用它来催生新的发明创造。  应在正确思维指导下，使幻想成为创造发明的理想，而 不致成为脱离客观规律的空想。  以奇异幻想开路，吸引人们去探索未知，并促使人们产 生创造的欲望。一些科学中大的发现往往是如此  在有些发达国家，为了发挥幻想在科技发明中的积极作 用，为学生开设“幻想课”，旨在从小培养人的创造才 干  由于幻想超前性，暂时脱离现实，常常会被人贬低，幻 想成为一种贬义词 。 49 幻想打造出发明 作　者 作品 中幻 想创 意的 总数 创意的命运 实现了或很 快将实现的 原则上被证 实可行性的 证明是错误的 或者不可行的 数量　　　％ 数量　　　％ 数量　　　％ 凡尔纳 威尔斯 别利亚耶夫 108 86 50 64　　　　59 57　　　　66 21　　　　42 34　　　　32 20　　　　23 26　　　　52 10　　　　9  9　　　　11  3　　　　 6 50     联想思维 将已掌握的知识与某种思维对象联系起来，从其相关 性得到创造性启示进而获得创新设想的思维形式。 联想有多种形式： （1）相似联想   例如看到鸟想到飞机；看到下雨想到 潮湿； （2）对比联想   例如在黑暗中想到光明； （3）接近联想  例如看到蝌蚪会联想到青蛙，因为它 们在空间上接近，看到猫就会想到老虎，因为两者形 态相似； （4）关系联想   部分与整体的关系例如文具和铅笔；     因果关系例如冰和凉、雷电和暴雨等。 51 想象思维  想象是人们在原有感性认识的基础上， 在头脑中对各种表象进行改造、设想、 猜想，重组出新表象的思维过程  爱因斯坦：“想象力比知识更重要、可 贵。知识是有限的，而想象是无限的。 正是有了想象，人们才能不断第创造世 界上前所未有的新事物“。 52 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 创新技法 创新技能 基础知识、专业知识、交叉学科知识 、 个性 品质 创新 思维 创 造 力 53 哲学理论基础与创造力 哲学是高度抽象的知识结晶和最概括的方法 论； 是一切科学之上的科学； 哲学在科学认识与实践活动中起支撑作用; 哲学知识对创造方向和姿态起主要调控作用。 54 哲学理论基础与创造力 哲学不仅渗透在每个科学工作者的头脑之中， 而且也渗透在自然科学研究的全过程中。爱 因斯坦指出：“哲学可以被认为是全部科学 研究之母”。 在科学研究工作中，哲学思维的指导作用是 潜移默化的。哲学在不断地为科学研究提供 理论思维的基本范畴和逻辑规则。 55 第三部分　 创新技法和TRIZ理论 56 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 57 人类历史上最有价值的知识是方 法的知识。 ——笛卡尔 58 关于创新技法的争论 有关创造创新方法问题曾经在两大派之间展 开了较长时期的争论： 一派认为创造发明主要靠天才的灵感和非逻 辑思维，不存在可循的创新技法，马赫、罗 素、维特根斯坦、波普尔等学者就持有这类 观点； 另一派则认为发明创造有方法可循，但在很 长一段时间里却又拿不出切实可行的和令众 人信服的创新方法。 59 长期来，创造学研究侧重于对人特别是着重 于对天才发明家的研究，对人的非逻辑思维 创造过程、特点和机理，以致当爱因斯坦去 世后，心理学家，脑神经科学家，社会科学 家和历史学家们总认为爱因斯坦的大脑存在 有不解之谜，以致不惜解剖其大脑进行长期 的研究。 60 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 61 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 62 “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。 63 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！ 64 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 65 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 Теория　Решения　Изобретательских　Задач→ 　Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch 66 TRIZ理论创始者根里奇·阿奇舒勒  根里奇•阿奇舒勒G. S. 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。 67 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 68 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： 69 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 70 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 71 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 72 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 1993 TRIZ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 73 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 5-274 . 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） 75 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。 76 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 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% 77 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 78 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 79 . 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 80 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。 81 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 82 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） 83 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。 84 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 85 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． 86 自行车的不均衡进化 87 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 88 刚体 单铰链 多铰链 柔性体 液体/气体 场 系统的柔性进化 89 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 90 切割技术的动态性进化 水切割 激光切割 线切割机床 91 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。 92 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 93 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． 94 (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 95 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 96 录音机 随身听 便携CD机 mp3 耳环 播放机 播放机向微观的进化 97 计算机从宏观进化到微观 102 101 100 10－1 10－2 10－3 10－4 10－5 10－6 10-7 10－8 10－9 量子计算机 98 通信产品的波长从宏观进化到微观 102  101  100 10－1  10－2  10－3  10－4  10－5  10－6  10-7  10－8  10－9 波长约300-3米 波长约米 波长约米-3纳米 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 99 新颖的发明 100 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。 101 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。 102 . 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 103 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。 104 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 105 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。 106 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。 107 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。 108 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。 109 . 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 110 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。 111 40个创新原理 01、分割原理 02、抽出原理 03、局部特性原理 04、不对称原理 05、合并原理 06、多功能原理 07、嵌套原理 08、质量补偿原理 09、预先反作用原理 10、预先作用原理 11、预置防范原理 12、等势原理 13、反向作用原理 14、曲面化原理 15、动态化原理 16、不足或过度作用原 理 17、多维化原理 18、振动原理 19、周期性作用原理 20、有效持续作用原理 21、急速作用原理 22、变害为益原理 23、反馈原理 24、中介物原理 25、自助原理 26、复制原理 27、一次性用品替代原 理 28、替换机械系统原理 29、气压或液压结构 替代原理 30、柔性壳体或薄膜 结构原理 31、多孔材料原理 32、变换颜色原理 33、同质性原理 34、自弃与修复原理 35、改变状态原理 36、相变原理 37、热膨胀原理 38、强氧化作用原理 39、惰性（或真空） 环境原理 40、复合材料原理 112 01、分割原理 A. 将物体分割成相互独立的部分； B. 使物体成为可组合的（易于拆卸和组装）的部分； C. 提高物体的分割程度或分散程度； 113 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 114 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 A. 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； 115 39个通用工程参数 几何参数：长度、面积、体积、形状 一般物理参数：重量、速度、力、应力/ 压强、温度、光照度 系统参数：作用于物体的有害因素、物体产生的有害因素 功率参数；物体的能量消耗、功率 技术参数：操作时间、可靠性、强度、适用性和通用性、可制  造性 / 可操作性/  可维护性、制造精度、设计复杂性、自动 化程度、生产率、对象的稳定性 与测量有关的参数：测量的必要性、测量精度 损失参数：能量损失、物质损失、信息损失、时间损失 116 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39×39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。39×39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。 117 矛盾矩阵表 系统恶化的特性 系统改善 的特性 运动物体质量 静止物体质量 运动物体尺寸 速度 运动 物体 质量 静止 物体 质量 运动 物体 尺寸 速度 运动 物体 使用 能量 制造 精度 133 118 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： 吨 炮塔前部装甲：185 mm 119 iwint/iwint/%E5%9D%A6%E5%85%8B/%EF%BC%88%E5%9B%BE%E6%96%87%EF%BC%89%E9%9B%B7%E8%AF%BA%EF%BC%A6%EF%BC%B4%EF%BC%8D%EF%BC%91%EF%BC%97%E5%9D%A6%E5%85%8B%E5%9C%A8%E6%B3%A2%E5%85%B0%2520@%2520%E5%86%9B%E5%8F%B2%E8%A3%85%E5%A4% 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 120 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） 121 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  122 建立原问题的问题模型 强度 运动物体的重量 123 利用矛盾矩阵求解问题模型 140 124 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） 125 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 126 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； 均质钢装甲1 装甲陶瓷 均质钢装甲2 127 改进结果 战斗全重：52 吨 车体正面：110 mm 美国 “M60A1” 坦克 128 . 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 129 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 130 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） 131 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 132 应用实例 ——解决交通的物理矛盾 空间分离 时间分离 133 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 个体与整体分 离 发        明      原        理 01  分离 02  抽取 03  局部质量 04  非对称 07  嵌套 13  逆向思维 17  多维化 24  中介物 26  复制 30  柔性外壳或薄 膜 09  预制反作用 10  预先作用 11  预先应急措施 15  动态性 16  不足或超额行动 18  振动 19  周期性动作 20  有效作用的持续 性 21  减少有害作用 29  气动或液压结构 34  抛弃与再生 37  热膨胀 01  分割 05  组合 06  多功能性 07  嵌套 08  重量补偿 13  逆向思维 14  曲面化 22  变害为益 23  反馈 25  自服务 27  一次性用品 33  同质性 35  几何/物理/化学       状态变化 12  等势 28  机械系统替代 31  多孔物质 32  改变颜色 35  几何/物理/化 学       状态变化 36  相变 38  强氧化 39  惰性和真空环 境 40  复合材料 134 . 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 135 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） S1 S2 F 1 136 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 S2S1 ＋ ＋ 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 137 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 S1 S2 F1 S3 S1 S2 F1 F2 138 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 S1 S2 F1 F2 给钢丸发送机弯管强烈                 磨损区添加保护层电磁铁F2 139 . 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 140 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。 某一类技术问题 问题模型 解决方案模型  ？ 技术问题 1 解决方案 1 技术问题 2 解决方案 2 S1 S2 F 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 141 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准解系统………………………13         建立物场模型……………………………………8        消除物场模型的有害效应………………… ……5 第二级  强化物场模型的标准解系统……………………………… 23         向复合物场模型进化 …………………………   2                               加强物场模型…… ………………………………6         采用频率协调强化物场模型 ……………………3              引入磁性添加物强化物场模型……… …………………   12 第三级  向双、多、超系统或微观级协调进化的标准解系统………   6         向双系统或多系统进化…………………………  5         向微观级系统进化………………………………  1 142 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…………………………………  17 § 间接方法………………………………3 § 建立测量的物场模型…………………4 § 加强测量的物场模型……………………3 § 向铁－场模型转化……………………5 § 测量系统的进化方向…………………2      第五级　标准解应用策略准则…………………………… ……… 17 　引入物质……………………………… 4 　引入场………………………………… 3 　相变…………………………………… 5 　利用自然现象和物理效应…………… 2 　通过分解或结合获得物质粒子……… 3                          合   计                                                                   76 143 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 144 . 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 145 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） 146 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“产生光”，您能想出多少方法 ？ 121 147 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。 148 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。 149 效应知识库应用5步骤 、 发明问题提出 确定相应的 功能代码 TRIZ对解题 的建议 优选适合解决 问题的建议 定义问题要求 实现的功能 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 150 . 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 151 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。 152 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。 153 TRIZ发明问题 求解工具间的联系 、 154 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 155 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　　　　　　　　 156 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 157 原39个通用工程参数 序号　　名称 序号　　名称 序号　　名称 1.运动物体的质量 2.静止物体的质量 3.运动物体的尺寸 4.静止物体的尺寸 5.运动物体的面积 6.静止物体的面积 7.运动物体的体积 8.静止物体的体积 9.速度　 10.力　　 11.应力或压力 12.形状　 13.结构的稳定性 　 14. .强度　　 15.运动物体的耐久时间 16.静止物体的耐久时间 17.温度 18. 明亮度 19.运动物体的能量消耗  20.静止物体的能量消耗 21.功率　 22.能量损失 23.物质损失 24.信息损失 25.时间损失 26.物质的数量 27.可靠性 28.测量准确度 29.制造准确度 30.作用于物体的有害因素（外 来有害因素） 31.物体产生的有害因素（有害 的副作用） 32.可制造性 33.可操作性（使用方便性） 34.可维修性（易维护性） 35.适应性 36.装置的复杂性 37.测量的难度 38.自动化程度 39.生产率 158 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（1）运动物体的质量 2（2）静止物体的质量 3（3）运动物体的尺寸 4（4）静止物体的尺寸 5（5）运动物体的面积 6（6）静止物体的面积 7（7）运动物体的体积 8（8）静止物体的体积 9（12）形状　 10（26）物质的数量　 11.信息的数量 12（15）运动物体的耐 久性（耐久时间） 13（16）静止物体的耐 久性（耐久时间） 14（9）速度　 15（10）力　 16（19）运动物体消耗 的能量. 17（20）静止物体的消耗 能量　 18（21）功率　 19（11）应力/压强 20（14）强度 21（13）结构的稳定性 22（17）温度 23（18）物体明亮度（照 度） 24.运行效率. 25（23）物质的损失 26（25）时间的损失 27（22）能量的损失 28（24）信息的遗漏（损 失） 29.噪音 30.有害的扩散（散发） 31（31） （物体产生的） 有害副作用 32（35）适应性（通用性） 33.兼容性（可连通性） 34（33）可操作性（易使用性） 35（27）可靠性 36（34）易维修性 37.安全性 38.易受伤性 39.美观 40（30）（物体对外部）有害作用 的敏感性 41（32）可制造性（易加工性） 42（29） 制造加工的精度 43（38）自动化程度 44（39）生产率 45（36）装置（构造）的复杂性 46.（37）控制（检测与测量）的 复杂性 47.测量难度 48（28）测量精度 159 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。 160 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” 161 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” 162 163 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.替换机械系统 A用感官刺激的方法（光 学、声学、热学及味觉系 统）替代机械系统 用其它系统替代现有的 机械系统 18.振动 B已振动的物体，提高其 振动的频率至超声波 超声波振动水流把脏污 从缝隙中弹出来 38.强氧化作用 C使用离子氧替代纯氧 将自来水电解产生活性 氧与次氧酸，以溶解衣 服上的有机汗污 25.自助 B利用废弃的材料及能源 能重复利用的洗衣水 13.反向作用 C把通常可移动部分变为 固定的，把通常固定的部 分变为可移动的 让原来转动的水流变为 不动的 3.局部特性 无效 无效 164 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。 165 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 166 CAI总体框架、 产品成熟度 进化模式 物场模型及标准解 矛盾矩阵及发明原理 效应知识库 创新方案库 解决发明问题程序 系 统 问 题 分 析 问 题 分 解 概 念 设 计 方 案 方 案 评 价 最 终 方 案 生 成 报 告 项 目 总 结 报 告 生成专利 知识管理 167 问题分析模块 、 分析转化后的 启发式问题列表 根本原因列表 现象/事件的因果分析（因果轴） 初始问题描述 资源分析 流程/操作的 时序分析 （时间轴） 产品/系统的 层次分析 （空间轴） 168 矛盾矩阵及发明原理模块 、 创新问题定义 问题情景分析 技术/物理矛盾定义 矛盾解决 具体创新问题解 解决方案评价 矛盾矩阵 发明原理 或分离原理 无效有效 39个通用工程参数 169 物场模型及标准解模块 、 开发设计概念 形成创新产品 引入新的场或物质，加强 不足的和消除有害的效应 、 76个标准解 确定系统功能 及相关元素 建立物场模型 与实际问题相对照， 并考虑各种限制条件 无效 有效 找出不完整的元素、效应 不足的和有害的作用因素 170 技术系统进化模块 、 技术系统分析 性能参数 专利数量及等级 市场份额及利润 确定技术系统当前 所处的发展阶段 引导新产品设计 和研发方向 制订新产品设计 和研发决策 预见该技术系统 领域发展方向 预见该技术系统 领域发展方向 ◇精简化 ◇复杂化（物场） ◇理想化 ◇柔性化 ◇曲面化 ◇多维化 ◇协调化 ◇集成化 ◇自动化 ◇智能化 进化模式 171 产品成熟度模块 、 专利汇总统计 检索、筛选专利数据 建立专利库 产品成熟度预测 曲线拟合 预测结论评价 数据库 产品性能分析 与 专利等级划分 172 效应知识库模块 、 发明问题定义 问题分析 确定系统功能 确定相应的发明原理直接应用 利用关联和控制效应 获得新概念 方案验证 发明问题原理解 关联效应 控制效应 改变控制参数 输入/输出关联效应 效应知识库 173 Pro/Innovator解题流程 问题定义 问题求解 方案实施与管理 174 现象/事件的因果分析 (因果轴) 初始问题描述 系统分析后 发现的系统不足 启发式问题列表 Pro/Innovator 问题解决模块 典型使用流程 备选方案 基于可用资源的启发式问题列表 备选方案 矛盾问题求解 矛盾问题定义/ 创新原理模块 解决方向 资源分析 产品系统的层次分析(空间轴) 流程操作的时序分析(时间轴) 根本问题求解 解决方案模块 专利查询模块 备选方案 矛盾 问题 求解 可行性分析/实施风险分析 矛盾问题定义/创新原理模块 方案融合和评价 175 系统分析模块 专利生成模块 创新方案的技术系统分析 专利申请信息填写 新颖性检索 解决问题和备选方案选择 申请专利类型选择 备选方案 专利申请文档草稿 权利要求自动生成 Pro/Innovator 专利生成模块 典型使用流程 176 现有技术 分析 系统分析 问题定义 方案生成 仿真验证 方案评价 知识管理 IP 管理 方案 实施 市场需求 用户需求 初始工况描述 专利检索分析 竞争性分析 检索预测分析 专利申请 改进后产品 企业知识 IP战略 专利生成专利规划 功能分析 资源分享 因果分析 知识库检索 专利库检索 矛盾定义与求解 评价模型 评价专家 仿真平台 知识库构建知识库检索 研发评审与质量控制 产品研发决策 产品改进方向 被 选 方 案 Pro/Innovator典型流程——已有产品改进 177 路径图法 六西格玛 高标准定位法 领先用户法 QFD 模糊前端FFE 公理化设计ADT 功能结构 阶段门 DFM / DFMA 技术创新审计法 技术创新战略 研发设计和详细设计 技术创新计划 识别顾客需求 识别技术 创意生成 创意评估 生成产品概念 产品创新方案 原型制作与修改设计 生产制造 连续创新 商业化 技术创新评价 技术预见 技术预测 情景分析 TRIZ理论 传统创新技法 TPS / LP 制 造 前 端 制 造 后 端 生 产 制 造 4－2 178 ◇图形数据分析 ◇多变异分析 (TRIZ) ◇推断统计 　置信区间 　样本容量 ◇假设检验(TRIZ) 　T检验 　等方差检验 　卡方检验 　比例检验 ◇相关分析(TRIZ) ◇回归 ◇过程建模与模拟 ◇业务个案 ◇项目期望矩阵 ◇问题/目标陈述 TRIZ(理想化） ◇主要/次要指标 ◇变革管理 ◇VOC/QFD ◇SIPOC ◇过程图 ◇方案选择(TRIZ) 　对策矩阵 　风险管理 ◇方案实施 　防错技术 　目标管理 ◇控制计划 　培训 　记录 　监控 　系统与结构 ◇控制图 ◇假设检验(TRIZ) ◇过程能力评价 ◇最佳实践共享 转化 ◇XY矩阵   ◇过程FMEA   ◇基本统计学  ◇决策 ◇非正态数据的图形数据分析 时间序列图   控制图   排列图   直方图   散点图   盒形图   边缘图 ◇测量系统分析 (TRIZ)  ◇过程能力评价 ◇假设检验 　(TRIZ) 　方差分析 　非参数检验 ◇实验设计DOE ◇高阶回归 ◇过程建模 和模拟(TRIZ) ◇试运行实验 定义 　测量 　分析 　改进 　控制 TRIZ理论与六西格玛在各阶段的融合 179 值得借鉴的韩国三星创新设计模式 \ 定义 测量 分析 改进 控制 测量定义 描述 分析 解 评价 实现 分析 设计 验证 需要突破性方案 DMAIC DMADV TRIZ 180 转变以经验和试错为主的创新方法 181 TRIZ理论的发展 AD与TRIZ的产品概念设计过程集成模型 客户需求 问题模型 多个设计方案 理想化 分离 原理 发明问 题解法 76个 标准解 40 个 发明原理 物－-场 模型 矛盾 矩阵 独立 公理 及其 推论 QFD 功能需求 IFR分析 效应知 识库 进化 法则 信息公理 选定方案 设计参数 182 TRIZ 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。  他们对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。 183 TRIZ理论的应用－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，  184 TRIZ理论的应用－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。 185 （1）Don Masingale，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。”  “帮助波音赢得16亿美元空中加油机定单” 186 （2）咨询专家Ellen Domb（TRIZ  Journal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。” 187 CAI对企业的创新价值 对企业决策层 摆脱竞争摆脱竞争IPIP束缚束缚 降低人才引进成本降低人才引进成本 建立智力资产管理平台建立智力资产管理平台 缩短产品上市时间缩短产品上市时间 对企业研发 激励团队精神激励团队精神 缩短开发周期缩短开发周期 降低研发成本降低研发成本 开发自主创新开发自主创新 对企业技术人员 提升个人价值提升个人价值 克服思维定势克服思维定势 拓宽创新视野拓宽创新视野 培养创新能力培养创新能力 快速复制“创新专家 ” 188 结束语  十六届五中全会以来，以胡锦涛为首的党中央号召全国人民要 转变发展观念，加速把我国建设成创新型国家。  民族要振兴，企业要发展，应针对当前社会环境及企业发展不 同阶段进行创新战略选择。坚持自主创新是企业发展的生命。  创新是具有规律可循的。产品创新和技术创新的过程总是按照 “进化法则”，对产品或技术的矛盾或冲突加以描述、克服、 直至实现产品功能的理想化。  “最好的发明是不需要发明”。学习和掌握创新的方法和手段 是多、快、好、省地开展创新活动的关键， TRIZ理论是当前 为世界所公认的引导创新的最佳工具。  人的大脑拥有无限的创新潜力，凡是拥有健全大脑的人，都可 能成为出色的发明家，通过培训，人的创造潜力可以被充分激 化和提高。  加强创新思维和TRIZ理论的培训，是全面落实科学发展观，加 速青年优秀人才成长的最佳途径。 189 祝大家成功 谢谢！ 190