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徐健2016年4月目录2创新问题解决理论与创新思维方法最终理想解与理想性40个发明原则技术矛盾物理矛盾345精益生产-------消除八大浪费6第一节创新问题解决理论与最佳概念设计-TRIZ7TRIZ简介(TeoriyaResheniyaIzobretatelskikhZadatch)创新问题解决理论TheTheoryofInventiveProblemSolving(TRIZ)TRIZ，正体中文翻译为“萃思”，取其“萃取思考”之义TRIZ的发展历史89101112心理惯性13心理惯性说明了众所周知「抗拒变化」的现象，人们常局限「在一个固定的轨迹上」，不能够跳出「盒子」之外进行思考。这个现象的一个后果就是当科技发生变化时，或当新的想法被提出时，常常被一些阻力所妨碍只能缓慢的被接受。2种传统的创新方法141.头脑风暴（BRAINSTORMING）。在头脑风暴中产生想法，然后对想法进行过滤，效率底下，浪费时间。152种传统的创新方法2.尝试错误法(TrialandErrorMethod):从尝试错误中寻求成功是发明家长久以来最常使用的创新问题解决方法，连发明天才爱迪也没有其他的捷径，其效率很低，以致陷于问题的同一层次中。16TRIZ演绎法概念选取分离原理物理矛盾使用39个参数确认在系统级的矛盾矛盾矩阵理论技术矛盾把设计后的理想性与现有的系统比较与最终理想解相比较实现如果新系统的理想性是少于旧系统的理想性，应该继续问题解决。应该向最终理想解逐步形成系统细部设计进化路线17人的进化路线……技术的进化路线？创新思维方法18九屏幕法1920IFR（最佳理想度）21小人法当系统内的某些组件不能完成其必要的功能，并表现出相互矛盾的作用用一组小人来代表这些不能完成特定功能部件通过能动的小人，实现预期的功能。然后，根据小人模型对结构进行重新设计22小人法实例23在小人模型中，绿色的小人（水）和黑色的小人（茶叶）混合在一起，当紫色小人（杯体）移动或者改变方向时（喝水时），绿色小人和黑色小人也会跟随移动，争先向外移动。我们需要的是绿色小人，而不是黑色小人。这时，需要有另外一组人，将黑色小人拦住，放行绿色的小人。金鱼法：金鱼法是Triz理论中一种克服思维惯性的方法，它从幻想式解决构想中区分现实和幻想的部分，再从幻想的部分继续分出现实与幻想两部分，反复进行这样的划分，直到问题的解决构想能够实现时为止。24金鱼法实例怎样用四根火柴棍摆成一个“田”字呢？由于思维惯性的影响，大家可能觉得组成一个“田”字至少得六根火柴棍，而现在只有四根火柴棍，该怎么办呢？大家也许都会想将其折断来组合，可将火柴棍折断可以组成任何一个字，这就失去了游戏的趣味性。下面我们看看金鱼法能否回答这个问题。金鱼法是从幻想式解决构想中区分现实和幻想的部分，然后从解决构想的幻想部分再分出现实与幻想两部分。这样的划分不断地反复进行，直到确定问题的解决构想能够实现为止，所以称之为幻想分析仪。现在用金鱼法来解决这个问题：1）首先将问题分解为现实部分和不现实部分。现实部分：四根火柴棍、组成一个“田”字的想法；幻想部分：四根火柴棍在不损折的情况下组成一个“田”字。2）幻想部分为什么不现实？因为思维定势的影响，四根火柴棒只是四条线段，而组成一个“田”字至少需要六条线段，并且火柴棍不能折断。3）在什么情况下，幻想部分可变为现实？借助它物；火柴棍上自身含有组成“田”字的资源。4）确定系统、超系统和子系统的可用资源。超系统：火柴盒、桌面、空气、重力、灯光等；系统：四根火柴棍；子系统：火柴棍的横端面和纵端面。5）利用已有的资源，基于之前的构思（第三步）考虑可能的方案：四根火柴棍借助火柴盒或者桌角的两条边就能摆成一个“田”字；四根火柴棍借助两条直光线也可以组成一个“田”字；火柴棍的横断面是个矩形，而四个矩形就能组成一个“田”字。25STC算子法26S尺寸T时间C成本STC算子法就是对一个系统自身不同特性单独考虑，来进行创新思维发法。步骤：（1）明确现有系统的时间、尺寸和成本（2）想象现有系统的尺寸无穷大、无穷小（3）想象过程的时间或对象运动的速度无穷大、无穷小（4）想象成本无穷大、无穷小举例：水流的冲击可以冲到房屋造成损失，是因为它的速度很大。我们可以想象水流速度无穷大，则水流的能量会更大，于是我们发明了水流切割机。技术进化路线的8个原则271.生命周期曲线：曲线有助于预估2.理想性递增：发展及评估产品概念3.系统与系统部件不平均发展：分析次系统4.环境动力和运用之增加：提高自由度5.从复杂到简化6.协调度增高7.从宏观到微观8.调整性、自我调整及自动化趋势28原则之四：环境动力和运用之增加在系统的进化过程中，技术系统总是通过增加动态化和可控性而不断地得到进化。也就是说，系统会增加本身灵活性和可变性以适应不断变化的环境和满足多重需求。电脑键盘的进化29原则之五：从复杂到简化30在进化过程中，技术系统总是趋向于具备更强的通用性和多功能性，这样就能提供便利和满足多种需求。原则之七：从宏观到微观31在这个演变过程中，不同类型的场可以用来获得更好的系统功能，实现更好的系统控制。原则之八：调整性、自我调整及自动化趋势32提高系统的自动化程度，减少人的介入。比如城市街灯，为增加其控制，经历了以下进化路径：专人开关、定时控制、感光控制、光度分级调节控制。33第二节最终理想解与理想性最终理想解(IFR)34在解决问题之初，首先抛开各种客观限制条件，通过理想化来定义问题的最终理想解(IdealFinalResult,IFR)，以确定理想解的方向和位置，保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解，从而避免了传统创新设计方法中缺乏目标的弊端，额外提升了创新设计的效率。最终理想解(IFR)35一磅金子在一个实验室里，实验者在研究热酸对多种金属的腐蚀作用，他们将大约20个各种金属的实验块摆放在容器底部，然后泼上酸液，关上容器的门并开始加热。实验持续约2周后，打开容器，取出实验块在显微镜下观察表面的腐蚀程度。真糟糕，实验室主任说，酸把容器壁给腐蚀了。“我们应该在容器壁上加一层耐酸蚀的材料，比如金子。”一位实验员说，“或者白金。”另一位实验员说。不行的，主任说，那需要大约1磅的金子，成本太高了!突然，发明家诞生了!“为什么一定要用金子呢?”发明家说，“让我们看一下这个问题的模式来找到理想答案。”理想性是对IFR的进展衡量36开始IFR最终理想解•没有有害的副作用•无成本•满足使用者的需求常用的方法创新的方法IFR问题定义/解决的思考程序371.什么是系统的最终目标？(设计最终目的为何)2.什么是理想化最终结果？(理想解是什么)3.哪些事情阻止我们完成理想化最终结果(达成理想解的障碍是什么)4.这些事情为什么阻止我们完成理想化最终结果？(出现这障碍的结果是什么)5.如何使前项“阻碍因素”消失？(不出现这障碍的条件是什么)6.可以使用哪些资源建构环境？(创造这条件存在哪些可用资源)7.是否已有其他产业或研究能解决此问题？如何降低割草机的马达噪音?38割草机在割草时，发出噪音、消耗能源、产生空气污染、高速飞出的草有时会伤害到操作者。现在的第一任务是改进已有的割草机，解决噪音问题。传统设计中，为了达到降低噪音的目的，一般的设计者要为系统增加减震器等等的子系统，这不仅增加了系统的复杂性，而且增加的子系统也降低了系统的可靠性。显然，这不符合IFR的4个特点中的后2个。试问：什么是系统的最终目标？什么是理想化最终结果？如何使草不会长高?39当传统工程的思考方式：「如何降低割草机的马达噪音?」时，从TRIZ最终理想结果(IFR)角度思考，应该是「如何不使用割草机?」，进而转向思考「如何使草不会长高?」练习40农场主人有一大片农场，饲养大量的兔子。兔子需要吃新鲜的青草，农场主人不希望兔子跑太远而看顾不到。现在的难题是：农场主人不大可能花钱请人割草，运回来喂兔子。请问：这问题可以如何解？练习参考答案411.设计最终目的为何：兔子能够吃到新鲜的青草2.理想解是什么：兔子永远能自己吃到青草3.达成理想解的障碍是什么：为了防止兔子跑掉，农场用笼子养兔子。4.出现这障碍的结果是什么：笼子不能移动，可被兔子吃到的草有限。5.不出现这障碍的条件是什么：当兔子吃光笼下的草时，笼子可移动到有青草的草地上。6.创造这条件存在哪些可用资源：可用的资源是兔子与笼子。7.是否已有其他产业或研究能解决此问题：NA8.解：给笼子装上轮子，兔子可以自己推着笼子移动，去不断的获得青草。42第三节40个发明原则40发明原则_锦囊妙计431.分割15.动态29.气压或液压2.抽取/分离16.局部或过度的动作30.弹性膜或薄膜3.局部特性/品质17.改变到新的维度/次元31.使用多孔材料4.不对称18.机械震动32.改变颜色5.结合/合并19.周期性动作33.同质性6.万用性20.有效动作的持续抛弃及再生零件7.套叠21.快速通过35.变化物理或化学状态8.平衡力22.转有害为有益36.相变9.预先的反作用力23.反馈37.热臌胀10.预先动作24.中介物38.强氧化剂11.预先缓和25.自助39.隋性环境12.等位性26.复制40.复合材料13.倒转/反向操作27.取代以便宜寿命短的物件14.球面化/曲率28.更换机械系统4440发明原则在矩阵中使用的频率原则_1.分割(Segmentation)45原理说明：分割原理是虚拟或实际地将系统分割成几个部分的程序，以隔离或整合某种有害或有用的系统性质。在大部分的案例中，通过重新组装(整合)被分割的元件，以执行新的功能或解决问题。原理活用：试着分割系统，以解决系统中具挑战难题的部分。举例来说，假如系统有超重的难题，应评估如何分割此系统，使它变成数个较轻的子系统；若系统太大难以实际搬运，应寻找使各个零件变得容易处理的分割方法。请谨记：分割原理不仅适用于几何观念，也可应用于非物理的领域，如心理上的分割及想法的整合。分割原理可用于创造新颖或有用的系统性质，并能横跨各种尺度应用，从奈米尺度到银河般大的尺度。46分割物体为独立的零件分离式内盒的奶粉分装盒。分割物体成为组合式的物件在大项目中应用工作细分结构。组合式家俱、拼装地垫。增加物体分割的程度用软的百叶窗帘代替整幅大窗帘。购物采分期付款。云端运算(Cloud-computing)将集合庞大的运算作业，拆成千百个较小的作业，交给远端、多台服务器同时运算。原则_1.分割(Segmentation)48原则_1.分割(Segmentation)分割物体成为组合式的物件临时交通号志的电杆，是由有弹性、可折叠的接管连接组成，以方便运送和安装49原则_1.分割(Segmentation)组合式挖掘爪挖掘爪的磨损速度不一，更换成本增加组合式挖掘爪可以个别更换50原则_1.分割(Segmentation)【图例】：可拆卸式直排轮溜冰鞋，卸下轮座后，鞋子直接当普通鞋子穿，可直接行走【图例】：可以更換刷毛，而不用整支拋棄，省錢、方便、環保原则_2.抽出(Takingout/Extraction)51原理说明：分离原理是从整个系统中分离出中有害或有用的元件、性质;分离的方式可以是人为假想或实际分离。原理活用：辨认系统中有害或有用的元件、性质:分离后可增加系统价值，接着寻找此元件、性质的独特特征，使其容易被分离。藉由分离原理，有许多方式可以增加价值；有时从系统中分离出来的元件，会比存在整个系统内更有价值。例如，装饰在新居家中的旧谷仓横梁，比在旧谷仓内作为支撑的结构更具价值。52原则_2.抽出(Takingout/Extraction)例：使用录音机录制可使鸟被吓离机场的声音，此声音是从老鹰叫声中萃取出来。可以应用为分离、萃取、移除，从物体中移除令人不快的零件或特性无线电话(电话-线)、无线鼠标器(鼠标器-线)、无骨凤爪由于压缩机用于压缩空气，所以将嘈杂的压缩机放在室外。只保留想要的零件(特性)，其余去除传统的唱片或CD(不管