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第二章TRIZ理论§2-1TRIZ的含义及来源§2-2TRIZ理论的发展历程§2-3TRIZ体系结构§2-4TRIZ基本概念§2-5TRIZ在工程中的应用流程TRIZ－TeoriyaResheniyaIzobretatelskikhZadatch解决发明问题的理论（TheTheoryofInventiveProblemSolving，TRIZ）前苏联发明家、科学家GenrichAltshullerTRIZ的含义及来源TRIZ是工程技术人员的“孙子兵法”TRIZ=方法学+知识库TRIZ包含以下三个方面：1、方法学(A)：对于技术的新认识2、方法学(B)：关于解决问题的思维方式3、知识库：实施方法学(A)的案例(知识)集合。日本学者中川彻TRIZ的含义及来源IFR最终理想结果资源分析功能分析简化与合并（修整）矛盾矩阵发明原理分离原理物-场分析失效分析进化趋势科学效应数据库克服思维定势工具系统的定义（分析）和解决问题的程序资源功能矛盾理想化时间/空间/界面哲学方法工具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工具•39×39矛盾矩阵•40个创新原理•发明等级及其特征•技术系统进化法则•资源和理想解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%20万→250万4万→50万TRIZ的含义及来源195019601970198019902000解决发明问题TRIZ软件(CAI)19401961首次出版书籍《如何学会发明》1959正式提出ARIZ1956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1980第一个TRIZ软件问世TRIZ发展历程19794个分离原理1971经典矛盾矩阵2003矛盾矩阵TRIZ的发展历程TRIZ导入美国的发展现况在美国，TRIZ相关的咨询活动和软件工具的开发始于1992年美国的大型企业（波音、福特、GE和太空总署等），MIT以TRIZ软件进行产品研发创新克莱斯特运用TRIZ进化法则开发下一代的概念产品福特公司每个月都举办为期3天的内部训练课程，总计培训人员已超过800位工程师TRIZ的发展历程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导入韩国的成功实例TRIZ的发展历程应用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。TRIZ引领各个领域成功创新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。TRIZ结构TRIZ的体系结构TRIZ体系应用图工具对象矛盾功能最终理想解40个创新原理CAI效应知识库标准解ARIZ八大进化法则矛盾是进化的动力进化法则确定系统进化路径，指导企业战略实时选择时机，制定产品开发战略计划预测未来资源要的是功能而不是系统本身资源分析促使定向生成最终理想解的转换TRIZ核心TRIZ的体系结构TRIZ理论体系的构成发明问题解决算法技术系统进化法则系统矛盾解决方法发明问题的标准解法物理、化学、几何学等工程学原理知识库物质—场分析产品创新TRIZ的体系结构TRIZ的方法工具体系问题模型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、引导表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物场模型转换标准解法TRIZ的体系结构TRIZ理论的核心很多方法和原理在发明过程中是在重复使用的技术系统的进化和发展不是随机的，而是遵循一定的客观规律向最理想状态进化。TRIZ的体系结构TRIZ构思方式12356789n4123456789n许多典型的问题考虑许多典型的问题是可以利用的；TRIZ帮助精确查寻到典型问题的一个易处理的范围；因为每个典型的问题,都有一个或更多潜在的解答。TRIZ棱镜式分析工具相应的解决方案推荐许多典型的解决问题方案(基于知识)TRIZ的体系结构TRIZ创新发明等级发明问题是无限多的，而发明等级是不多的——（五个等级）；发明等级越高，其发明难度会越高，所需跨领域的知识也越多。一级二级三级四级五级个人本行业外行业效应全人类1％80％16％3％各级所占比例各级所用知识范围TRIZ的体系结构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80％16％3％1％TRIZ发明等级及其特征按TRIZ划分的五个发明等级永远不会过时。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和其他行业的知识中衍生而来；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变作用原理的情况下使系统成为有价值的、较高效能的发明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（全社会的知识）；渊博的知识和脱离传统概念的能力复杂问题运用效应知识库解决发明问题使系统产生极高的效能、并将会明显地导致相近技术系统改变的“高级发明”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，（运用全人类的知识）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”TRIZ的体系结构18美国特拉弗吉亚公司研发的这辆名为“特拉弗吉亚过渡”的飞行汽车的空中巡航时速可达185公里，它还可以以高速公路的行驶速度在道路上行驶，可以安全地存放在车库里。19TRIZ的体系结构TRIZ思维体系TRIZ思维方法不是从这里开始现行的情况而是从这里开始最终理想解不花成本没有危害实现功能过渡解过渡解…TRIZ的体系结构与S曲线搭配说明IFR现在的解决空间从IFR返回到圆锥形研究空间的任意的系统在技术上有可能突破解决的位置利用IFR圆锥形研究空间按返回的方向来增加自由选择解决问题方案的数量IFR（不花成本，没有危害，实现功能）——是TRIZ的哲学范畴，在TRIZ的40个发明原理中就是实现“自服务”和“变害为益”TRIZ的体系结构TRIZ控制思维的三种方法（1）九宫格法（2）小矮人法（3）尺寸－成本－时间算子TRIZ的体系结构九宫格法对系统进化的屏幕描述、当前系统的将来当前系统当前系统的过去将来的超系统当前系统的超系统过去的超系统子系统的将来当前系统的子系统子系统的过去超系统系统子系统TRIZ的体系结构TRIZ的体系结构TRIZ的体系结构系统“树”可以有另外一个未来TRIZ的体系结构白炽灯“九屏法”示意如下：TRIZ的体系结构小矮人法“小矮人法”就是拟人类比法的延伸按功能要求进行分组，把对象中不能实现所需的互相对应作用的部分区分出来，从中发现不能满足实现功能要求的一组小矮人，以此也就找到了创新的突破口；研究得到问题模型（小矮人图）并对其进行改造，按功能要求把小矮人进行重组，将研究对象中的各个部分元素，想象成是一群无所不能的“小矮人”；最后过渡到技术解决方案。TRIZ的体系结构小矮人图（之前的状态）TRIZ的体系结构小矮人图（重组后的状态）TRIZ的体系结构尺寸－时间－成本算子分析法、•尺寸－时间－成本算子分析法（STC）也有称它为RTC(资源－时间－成本)算子分析法。是利用夸张的手法将研究对象在尺寸、时间和成本三个方面的参数进行一系列变化的思维试验。全过程包括6种假设初始条件下的思维试验:1、研究对象的尺寸：无穷大（S≈∝）或无穷小（S≈0）；3、研究对象的时间（或研究对象的运动速度）无穷大（T≈∝）或无穷小（T≈0）2、研究对象的成本（允许的支出）：无穷多（C≈∝）或无穷少（C≈0）。TRIZ的体系结构实例：对船用海锚的STC思维试验研究对象：船、锚、水和海底在尺寸、时间和成本三个方面的参数进行一系列变化的思维试验。假设船身长100m，吃水量10m，船距海底1km，锚放到海底需1h的时间。试验2：尺寸S≈0如果船的尺寸缩小为原来的1/1000，变为10cm，问题解决了船变得太小了（如同一块小木片），缆绳的长度和重量远远超过小船的浮力，船将无法控制并将会沉没。试验1：尺寸S≈∝把船的尺寸增加为原来的100倍，变为10km，这时船底已经触到海底了，船沉到了海底，也就不需要海锚了。试验3：时间T≈∝当时间为10h的时候，锚下沉得很慢，可以很深地嵌入海底，打下扎到海底的桩子。有一种旋进型的锚，在美国已获得专利的振动锚；电动机的振动将锚深深地嵌入海底（系留力是锚自重的20倍）。但这种方法不适用于岩石海底。TRIZ的体系结构试验4：时间T≈0如果把时间缩减为原来的1/100，就需要非常重的锚，使它能够快速地沉降到海底。如果时间缩减为原来的1/1000，锚就要像火箭一般降入海底。如果缩减为原来的1/10000，那么只能利用爆破焊接，将船连接到海底了。试验5：成本C≈∝如果允许不计成本，就可以使用特殊的方法和昂贵的设备（用白金做锚，利用火箭、潜水艇和深海潜箱）试验6：成本C≈0如果需要的成本为零，那就利用不需要花费成本，现有的环境资源――海水。如果可行的话，则可以被认为是最好的方法。TRIZ的体系结构该怎么用海水来做船锚呢？用一个带制冷装置的金属锚，锚重1t，制冷功率50kw/h，1min后，锚的系留力可达20t，10～15min后可达1000t（前苏联专利NO:1134465）利用STC算子不是为了获取问题的答案，而是为了开放思路，寻找突破性的解决方案。用STC算子处理问题后，应该找到技术矛盾和物理矛盾，并利用物场分析和发明问题解决理答案：TRIZ的体系结构法则1：组成系统的完整性法则法则2：能量传递法则技术系统的能量从能源装置到执行装置传递效率向逐渐提高的方向进化。法则3：交变运动和谐性法则技术系统向着交变运动与零部件自然频率相和谐的方向进化。法则4：增加理想化水平法则所有技术系统的发展都是朝着增加系统理想化水平的方向进化。TRIZ的体系结构TRIZ的创新规律－技术系统的8条进化法则法则5：零部件的不均衡发展法则零部件的改进是单独进行的，不同步的。系统越复杂，子系统发展的不均一性越突出，其结果是使技术系统产生技术矛盾和物理矛盾。因此，必须解决这些矛盾才能推动技术系统的进一步进化。产品的结构模块化有利于技术系统的进化法则6：向超系统转变的进化法则当一个系统自身发展到极限时，它向着变成一个超系统的子系统方向进化，通过这种进化，原系统升级到一种更高水平。法则7：宏观向微观迁移的法则如电子学领域，先是真空管，后是电子管，再后