系统工程第1讲发现问题与解决问题创新方法

第1讲发现问题与解决问题之“创新方法”电子科技大学空天院陈敏[e-mail]能否发现重大问题、解决重大问题是区别当今人才的分水岭！查尔斯.固特异和他的橡胶硫化技术试错法的典型代表，一生仅做成了这一件事。常用的传统创新方法世界上总共有约有300多种创新的技法：•头脑风暴法、形态分析法、特性列举法、缺点列举法、希望点列举法、联想类比法、反向求索法、组合创新法、废缺颠倒法、5W1H法、检核表法、和田12法、魔球法、特尔斐设想法等等以美国人奥斯本为代表开创创造学！通过学习创新方法创新效率=提高了创新效率！创新是反复进行新思维发散与收敛过程定义问题大脑风暴问题情境真正的问题创新方案方案产生方案评价可行的方案经典创新方法TRIZ创新方法更有效的创新过程！在关系国民经济命脉和国家安全的关键领域，正真的核心技术和关键技术只能依靠我们自己，只能依靠自主创新。－－胡锦涛必须把提高自主创新能力摆在全部科技工作的首位。－－胡锦涛我国科技总体水平同世界先进水平相比有较大差距，关键技术自给率低、自主创新能力不强，特别是企业核心竞争力不强，优秀拔尖人才还比较少。－－胡锦涛科技部刘燕华副部长在7月16日中国科学家论坛上说：目前中国28000多家大中型企业拥有自己研发中心的只有25%,75%的企业没有一个专职人员从事研发活动，中国企业自主创新能力严重不足。、温家宝总理指示：自主创新方法先行科学技术部发展改革委教育部中国科协文件国科发财[2008]197号关于印发《关于加强创新方法工作的若干意见》的通知BrainStorming头脑风暴法头脑风暴法是鼓励在小组中进行创造性思维的最常用方法头脑风暴法的作用：•想出许许多多主意•列出一长串创造性解决办法，从中选出有希望的方案•克服创造性思考时受到的限制6-12人小组产品开发与革新组织人力资源战略规划…….头脑风暴法的类别和特点无组织的头脑风暴法优点更自然节省时间组内沟通和小组荣誉感增强缺点产生的观点较少思索过程更易受他人观点影响进攻性人物会支配整个会议不允许对复杂问题深入思索有组织的头脑风暴法优点产生更多的观点更好地运用每人独特的思维方式减少进攻人物支配会议的可能性给与更多的时间思考复杂问题的解决方法缺点不自然费时组内沟通和小组荣誉感不强根据不同的情况采取不同的方法！头脑风暴法的作用用于产生大量观点或可选方案的方法。与其他方法相比，它激发更多的观点和更好的建议尝试充分运用所有员工的创造力产生大量的可选择方案后，我们就有更好的机会发掘更多的观点来帮助我们解决问题——增大成功机会•思维共振的方法•维持批判精神的群体决策方法•可以打破群体思维的方法•保证了群体决策创造性的方法•提高决策质量的方法•要求参加者具有较高的联想思维头脑风暴法的使用个人使用小组使用在制定因果表时预估可能的原因产生可能的解决问题的答案（常用于解决问题树中的某一个节点）预测实施解决问题方案时可能遇到的阻碍可利用BBS聊天室进行BrainStorming（在网上copy一个Homepage)用于解决问题树中的某一个节点？提出某个问题•不要离题太远•不要太深入BrainStorming的流程确认要讨论的问题准备会场组织人员宣布主题BrainStorming整理问题，找出重点问题会后评价从明确问题到会后评价，头脑风暴法有三个阶段介绍问题如组员感到困惑，可做一简单练习指定一人在看板记录所有见解鼓励组员自由提出见解会后以鉴别的眼光讨论所有列出的见解也可以让另一组人来评价明确阐述问题主持人在看板上记录小组成员提出见解会后评价头脑风暴法的实施步骤无组织的头脑风暴法每人随意发表意见在活页纸或黑板上记下每一条建议；所有的建议应随时可见如果人们运用头脑风暴法时，讨论或评价某一条意见，主持人应提醒他们遵守规则当小组无意见发表时，主持人应设法激发更多的观点，如：“如果钱不成问题呢？”或“我们怎样综合这些意见呢？”当无新的意见产生时，如果必要，应要求组员解释、确认先前发表的意见有组织的头脑风暴法每人用头脑风暴法独自写下尽可能多的建议每人轮流发表一条意见在活页纸或黑板上记下每一条意见；所有的意见应随时可见若讨论或评价某一条意见时，主持人应提醒他们注意规则在继续轮流发言时，若无意见，则说“通过”。轮流发言至人人皆无意见为止必要时，主持人应设法激发更多的观点若无新的意见产生，如果必要，可要求组员解释、确认先前发表的意见1.重温头脑风暴法的步骤与规则2.在活页纸或黑板上记下欲讨论的问题或议项，这样每人都能准确理解会议的中心议题3.发表意见这些步骤完成后，结束头脑风暴法，用其他的分析工具来正式评价这些观点的质量和有效性场地的大小•较集中的封闭空间（15平方米）•装饰简单•足够的白板，可以记录•有水喝人员的组成•5－10人•有主持人•有记录员主持人的要求•对主题有深刻的理解•不独断•有激情•能控制场面和进度•会戴2顶帽子，一顶帽子充当主持人，一顶帽子充当参与者•有引导能力技巧•引导技巧•随时记录，不漏•打断循环，从一点开始讨论•思维发散，但主题不发散•鼓励发言•禁止评论•限制时间（10－60分钟）不许评价！——要到评估阶段才能进行评价讨论评价支持宣扬提问皱眉咳嗽冷漠叹气规则一创造性见解评价妄加评论的负面影响如果进行评论，许多人就会变得更加拘谨。他们未发表的意见或许非常好，或许可以激发别人的好意见人们花费在评论上的精力未能用在产生好意见的现实任务上异想天开！——说出能想到的任何主意规则二规则三越多越好！——重数量而非质量见解无专利！——鼓励综合数种见解或在他人见解上进行发挥规则四集思广益，团队的叠加性！BrainStorming之后合并问题的同类项对问题进行排序组合问题评论问题，认证问题的可行性1、什么是TRIZ？2、TRIZ的形成与发展3、TRIZ的核心思想4、TRIZ的理论体系5、TRIZ的主要内容6、TRIZ的主要工具2、TRIZ介绍2.1什么是TZRI？发明问题解决理论•TRIZ理論是由苏联人GenrichAltshuller在1940年代创立。他审阅世界各种专利二百五十万件，而发现这些发明之后的规律。一种系统改良的方法；一种自觉性演化的技術系统解决工程问题的方法；一种消除工程冲突而不抵消妥协的工具；分享无数发明家的知识与经验來增加工程人员知识创造力和解决问题技巧的方法。•TRIZ在前苏联的军事、工业、航空航天等领域均发挥了巨大作用。被西方特工称之为“神奇点金术”。•苏联解体后，大批TRIZ研究者移居美国等西方国家，从而促进了TRIZ在全世界的转播，使其得到了广泛应用。起源于前苏联，被广泛使用2.2TRIZ的形成与发展例如•通用电气：解决大型发电机中的关键技术问题；•克莱斯勒：应用TRIZ解决发动机生产过程中的技术问题获利1.5亿美元；•洛克威尔：应用TRIZ解决刹车系统的创新设计，减少成本50%；•福特汽车：TRIZ创新产品每年带来超过10亿美金销售利润；•摩托罗拉：…..1993年以来美国数以百计的公司开始研究和应用：波音引入TRIZ时间比任何人想像都早“困扰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。”“TRIZ在行业的成功推广与应用迫切需要网络化的教学平台。”—DonMasingale波音公司先进技术预研项目负责人TRIZ专家世界知名企业：三星电子–从”技术跟随者”到”行业领跑者”•2006年,市值突破1000亿美元(索尼,410亿美元)•2005年,品牌价值超过索尼(达149亿美元)•2004年,全球市场份额第一•销售额528亿美元，纯利润103亿美元，市值710亿美元•存贮芯片、TFT-LCD、CDMA手机、显示器、HDTV•2003年,全球品牌价值增幅全球之首(31%)TRIZ之可用是因为经显示工程人员所面对的90%的问题已於其他地方被解决过；若我们能利用此资讯，则研发將更加有效；主要焦点是浮现、了解、強化与删除冲突；Altshuller已证明发明可系统化地导出，而不必源自尝试错误。2.3TRIZ的核心思想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……完备性法则功能分析根本原因分析算法ARIZ……自己的算法九步法2.4TRIZ的理论体系2.5TRIZ的主要内容40条创新原理技术进化系统法则技术矛盾与物理矛盾矛盾矩阵物质—场分析理想性观念和标准解法……阿奇舒勒发现的革命性结果之一爆米花的启迪利用瞬间压力差•甜椒去籽和蒂•钻石破碎•砂糖粉碎•过滤网清洗不同行业中的问题，采用了相同的解决方法阿奇舒勒发现的革命性结果之二产品和生物系统一样，是按照一定的规律在发展和进化的电子管晶体管集成电路大规模集成电路挂锁链条锁电子锁指纹锁门锁的进化电脑键盘的动态性进化轨迹计算机的进化10210110010－110－210－310－410－510－610-710－810－9量子计算机未来的电脑40个创新原理1分割11事先防范21减少有害作用时间31多孔材料2抽取12等势22变害为利32改变颜色、拟态3局部质量13反向作用23反馈33同质性4增加不对称性14曲率增加24借助中介物34抛弃或再生5组合、合并15动态特性25自服务35物理或化学参数变化6多用性16未达到或过度的作用26复制36相变7嵌套17一维变多维27廉价替代品37热膨胀8重量补偿18机械振动28机械系统替代38加速氧化9预先反作用19周期性动作29气压或液压结构39惰性环境10预先作用20有效作用的连续性30柔性壳体或薄膜40复合材料鱼嘴形喷气式飞机进气口1）以不对称形状取代对称形状创新原则之四：增加不对称性40个发明原理01、分割原理02、抽取原理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、变害为利原理23、反馈原理24、中介物原理25、自服务原理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、复合材料原理工程系統的進化趨勢1.由单一趋向复数；2.由整体趋向分割；3.由钢性趋向柔软；4.由单向趋向双向；5.由一维趋向多维；6.由单一用途趋向多用途。技术进化系统法则电脑键盘的进化轨迹适应性,流动性动态法则:技术系统向着适应性,流动性和可操作性增加的方向发展由刚性趋向柔性技术矛盾技术矛盾•系统的几个元素或参数互为冲突；•为了改善技术系统的某个参数，导致该技术系统的另一个参数发生恶化；技术矛盾实例汽车改善恶化增加速度稳定性降低安全性降低物理矛盾存在于更基本层次的矛盾；对系统同一个参数有不同的要求结实厚轻便薄厚度（桌面）技术矛盾和物理矛盾比较同一个参数，两个不同要求两个参数之间的矛盾物理矛盾技术矛盾48个通用技术参数（对应更新矛盾参数矩阵）1、运动物体的重量14、速度27、能量损失40、作用于物体的有害因素2、静止物体的重量15、力28、信息损失41、可制造性3、运动物体的长度16、运动物体的能量消耗29、噪音42、制造精度4、静止物体的长度17、静止物体的能量消耗30、有害的发散43、自动化程度5、运动物体的面积18、功率31、有害的副作用44、生产率6、静止物体的面积19、应力或压强32、适应性45、系统的复杂性7、运动物体的体积20、强度33、兼容性或连通性46、控