TRIZ概述

2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营1TRIZ理论概述发明难题解决理论TheoryofInventiveProblemSolving2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营2主要内容1、TRIZ理论的形成与体系2、TRIZ理论的发展（经典与现代）3、TRIZ理论的最新成果：CAI技术2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营3TRIZ及其涵义TRIZ是基于知识的、面向人的发明问题解决系统化方法学。（TRIZ专家Savransky博士）俄文：拉丁文：TeoriyaResheniyaIzobreatatelskikhZadatch英文：TheoryofInventiveProblemSolving中文意译：发明问题解决理论（萃智）2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营4•阿奇舒勒生平介绍•1926年10月15日出生。•1948年12月被逮捕。•1953年被释放。•1956年发表重要论文。•1961年出版他的第一本书。•1969年出版了他的《发明大全》，提出40个原理。•1989年成立TRIZ协会。•1998年9月24日逝世，享年72岁。前苏联海军专利审查员，从专利审查中，研读发展出TRIZ理论。2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营5TRIZ理论的创立与形成•1946年由G.S.Altshuller创立。•分析了不同工程领域中250万个发明专利，从中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。2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营6TRIZ理论来源:浓缩数百万发明专利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•物--场分析与76个标准解迄今为止，TRIZ已分析了15,000,000专利有代表性的实用专利20%发明专利库20万→250万4万→50万•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）2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营7TRIZ理论的规律性结论•TRIZ理论认为：1.在以往不同领域的发明和创新中所用到的原理方法并不多；不同时代的发明，不同领域的发明，应用的原理与方法被反复利用。2.相同的问题与解决该问题所使用的原理，在不同的领域反复出现。3.技术系统进化的模式（规律）在不同的工程及科学领域反复出现。•以上TRIZ理论的三条重要原理表明：大多数创新或发明不是全新的，而是一些已有原理或结构在本领域的新应用。人们只要遵循着产品及其技术发展的客观规律，就可以能动地进行产品设计并预测产品的未来发展趋势。2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营8解决问题的新思维方式实例——利用瞬间压力差可以打破坚果的外壳、-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？由“爆米花”找到了解决方案：2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营9TRIZ理论的核心思想第一，无论是一个简单的产品还是复杂的技术系统，其核心技术都是遵循客观规律发展演变的，即具有客观的进化规律和模式；第二，各种技术难题、冲突（矛盾）的不断解决是推动这种进化过程的动力；第三，技术系统发展的理想状态是用最少的资源实现最大数目的功能。2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营10TRIZ理论的基本作用对问题进行系统的分析，快速发现问题本质，准确定义创新性问题和矛盾。对创新性问题或者矛盾提供更合理的解决方案和更好的创意。打破思维定势，激发创新思维，从更广的视角看待问题。基于技术系统进化规律准确确定探索方向，预测未来发展趋势，开发新产品。打破知识领域界限，实现技术突破。2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营11TRIZ理论的优势•相对于传统的创新方法，TRIZ理论具有鲜明的特点和优势，它成功地揭示了创造发明的内在规律和原理，快速地确认并解决系统中存在的矛盾，是目前国际先进的技术创新方法。•由于它是基于技术的发展进化规律来研究整个产品的发展过程，不再是一种随机的创新行为，因而可以大大地加快发明创造的进程，提升产品的创新水平。2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营12TRIZ的理论体系2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营13TRIZ理论的九大经典理论体系。•TRIZ理论包含着许多系统、科学而又富有可操作性的创造性思维方法和发明问题的分析方法。经过半个多世纪的发展，TRIZ理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的九大经典理论体系。（一）TRIZ的技术系统八大进化法则。（二）最终理想解(IFR)。（三）40个发明原理。（四）39个工程参数及阿奇舒勒矛盾矩阵。（五）物理矛盾和四大分离原理。（六）物一场模型分析。（七）发明问题的标准解法。（八）发明问题解决算法(ARIZ)。（九）科学效应和现象知识库。2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营14TRIZ工具集工具创新的思维创新的规律S曲线能量传递法则协调性法则动态性法则子系统不均衡进化向超系统进化向微观型进化提高理想度法则……创新的方法物理矛盾分离方法物场模型标准解法知识库技术矛盾创新原理……小人法金鱼法STC算子九屏幕法IFR资源术语术语矛盾理想度……效应功能技术系统算法ARIZ……自己的算法九步法……完备性法则功能分析根本原因分析2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营15常规问题与发明问题•产品设计是要解决问题。如果产品的初始状态与理想状态之间存在距离，则称之为问题，设计过程是解决问题的过程，是使产品由初始状态通过单步或多步变换实现或接近理想状态的过程。•如果实现变换的所有步骤都已知，则称为“常规问题”(Routineproblem)，如果至少有一步未知，则称为“发明问题”(Inventiveproblem)。•解决常规问题的设计是常规设计，解决发明问题的设计是创新设计。2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营16问题创新流程解决方案大众的创新模式与流程反复尝试2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营17大众创新方法的思路问题方向1方向2方向3方向4解2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营18大众解决发明问题的过程待解决的问题•带着问题，进入迷宫，苦苦探索。•摸索过程具有迷茫性，求解费时费力且有风险。2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营19大众的创新方法•尝试法猜测排错N问题方案2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营20大众的创新方法•头脑风暴法–自由思考–延迟批判–以量求质–不同行业–结合改善2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营21Step1:产生方案大众创新方法的过程Step2:过滤方案2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营22效率=大众创新方法的效率2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营23传统尝试法发明创新付出的巨大代价如：电灯(6000次失败)蓄电池(50000次失败)硫化橡胶(一生的心血)搪瓷(一生的心血)海飞丝(加拿大，约1500次失败)……尝试法的效率2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营24最理想的效率=100%最理想效率=TRIZ2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营25反复尝试抽象转化TRIZ工具辨识求解待解决的问题TRIZ标准问题问题模型（四种）TRIZ通用解解决方案最终解决方案TRIZ与大众创新模式的根本区别2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营26TRIZ与大众创新模式的根本区别•与大众解决发明问题的途径不同，TRIZ是设法站到了迷宫的上方，提前看到了问题的端点，然后跨越迷宫，直接触及问题的解。TRIZ标准解决方案TRIZ一般性问题特殊的问题与需求具体的解决方案TRIZ工具TRIZ理论解决问题的思路2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营27解决办法思维定势发明问题12345678传统创新应用发散思维“尝试法”搜索发明问题解决办法难！查尔斯.固特异用毕生的精力只解决了一个难题。大众创新与TRIZ创新结果的比较2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营28基于TRIZ的创新：提供创新思维的效率；走出“尝试法”的绝境。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大众创新(发散)与TRIZ创新(收敛)的结果比较2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营29TRIZ理论的特点和优势•相对于传统的创新方法，比如尝试法，头脑风暴法等，TRIZ理论具有鲜明的特点和优势。•它成功地揭示了创造发明的内在规律和原理，着力于澄清和强调系统中存在的矛盾，而不是逃避矛盾，其目标是完全解决矛盾，获得最终的理想解，而不是采取折衷或者妥协的做法，而且它是基于技术的发展演化规律研究整个设计与开发过程，而不再是随机的行为。•运用TRIZ理论，能够帮助我们系统的分析问题情境，快速发现问题本质或者矛盾，它能够准确确定问题探索方向，不会错过各种可能，而且它能够帮助我们突破思维障碍，打破思维定势，以新的视觉分析问题，进行逻辑性和非逻辑性的系统思维，还能根据技术进化规律预测未来发展趋势，帮助我们开发富有竞争力的新产品。2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营30TRIZ理论将发明创造分为以下五个等级级别创新的程度百分比知识来源参考解的数目1通常的设计32%个人的知识102少量的改进45%公司内的知识1003根本性的改变18%行业内的知识1,0004全新的概念4%行业外的知识100,0005重大发现发明1%所有已知的知识1,000,000说明①95%的发明专利是利用了行业内的知识；②只有少于5%的发明专利是利用了行业外的及整个社会的知识③TRIZ工具对2~4级作用较大2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营31创新的知识圈与TRIZ知识库的价值宇宙的知識个人的知识本单位内的知识行业内的知识其它行业的知识人類的知識2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营32TRIZ问题的四种模型及工具和方案TRIZ问题模型TRIZ工具解决方案模型技术矛盾矛盾矩阵创新原理物理矛盾分离方法知识库创新原理知识库的方案Howto模型（功能问题）知识库知识库的方案物场分析标准解法系统标准解法2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营33TRIZ解决问题模式及工具体系问题模型最终方案待解决的问题解决方案TRIZ工具问题模型工具解决方案技术矛盾矛盾矩阵创新原理物理矛盾分离方法知识库创新原理知识库中的方案HOWTO模型知识库知识库中的方案物场模型标准解法系统标准解法原因分析：功能、资源等2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营34经典TRIZ其他价值工程因果分析经典TRIZ40条创新原理技术系统进化法则矛盾矩阵物场模型标准解法……现代TRIZ系统功能分析系统简化因果分析CAI计算机辅助创新……现代TRIZ的发展TRIZ创新方法的演变设计创新技术现在196019802000TRIZTRIZplus•功能导向搜索•S-曲线增强工具•知识产权评估•并行进化路线•功能模型•剪裁法•特性转移•因果链分析•解决问题矛盾矩阵•发明问题解决算法ARIZ•工程系统进化法则TESE•标准解是否正确的解决了问题？是否对正确的问题正确解决？是否对正确的问题提供切实可行解决方案？是否显著性的提升了产品发展演变路线中的主要价值参数？•主要价值参数分析•创新路线图•商业影响•工程系统的演变趋势•协同效应指标2015/7/935北京科技大学-中国冶金工程营2015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营362015/7/9北京科技大学-中国冶金工程营37工程系统进化法则及层次结构S曲线进化法则婴儿期衰退期成长期成熟期2015/7/10北京科技大学-中国冶金工程营39提高理想度法则•理想化技术系统是IFR法关注的重点内容。•系统的理想程度用理想化水平衡量公式来衡量：•定量描述：•该公式的意义为: