RIZ—发明问题解决理论课件

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,TRIZ,发明问题解决理论,1,TRIZ发明问题解决理论1,第一部分,TRIZ,理论产生、推广背景,2,第一部分2,创新现状,概念多，方法少,一般号召多,具体措施少,研究管理和制度的多，研究方法技法少,实现技术创新的关键在于,创新的方法,传统,创新方法的低效率,，是问题的瓶颈,背景,3,创新现状背景3,现有技术创新方法,至今为止，已有的创新方法、技法达,360,余种，常用的,40,种，得到较普遍运用的,10,余种,;,多数方法皆从心理学、思维科学角度着手，少有从技术角度进行研究与方法指导的，更难以进行结构化、程式化的指导与操作支持。,背景,4,现有技术创新方法背景4,TRIZ,（俄文首字母）,发明问题,（技术创新问题）,解决理论,Genrich Altshuller,（根里奇,阿奇舒勒），苏联海军专利审查员，研究了成千上万项发明专利，发现发明的方法是有规律的,TRIZ,理论,。,通过研究,发明原理,、,发明的进化趋势,、,科学效应,。因此，阿氏发明了,发明与创新的方法。,前苏联的“国术”、“点金术”、“超级发明术”,背景,TRIZ,的由来与思想方法,5,TRIZ（俄文首字母）发明问题（技术创新问题）解决理,TRIZ,理论揭示的秘密、构建的基础,存在着高度集中的原理与方法：,以往不同领域的发明中，所用到的,原理和方法并不多,，同一个发明原理被不同时代、不同领域的发明,反复利用,背景,TRIZ,的由来与思想方法,6,TRIZ理论揭示的秘密、构建的基础存在着高度集中的原理与,创新需要突破知识与经验的局限：,创新设计所,依据的科学原理往往属于其它领域,，而工程师们也难免,受到知识与经验的局限,，因此如果能打破工程师们的知识与经验局限，就可极大提高他们的创新效率,背景,TRIZ,的由来与思想方法,TRIZ,理论揭示的秘密、构建的基础,7,创新需要突破知识与经验的局限：背景TRIZ的由来与思想,重组知识与经验：,将知识与经验进行重组：将那些,已有的知识和经验进行重组,，形成一套系统的理论、方法与工具，就可用来指导后来的发明和创新,背景,TRIZ,的由来与思想方法,TRIZ,理论揭示的秘密、构建的基础,8,背景TRIZ的由来与思想方法 TRIZ理论揭示的秘,中间工具,转化,演绎,问题模型,最终解决方案,解决方案模型,待解决的,问题,TRIZ,的解题模式与思路,9,中间工具转化演绎问题模型最终解决方案解决方案模型待解决的,如何运用,40,个创新原理解决技术矛盾？,类似于数学的方法,首先将特殊的问题归结为,TRIZ,的一般问题，应用,TRIZ,理论寻求合适的创新原理或标准解法，然后再演绎成初始的具体问题,40,创新原则,标准解法,TRIZ,一般性问题,特殊的,问题与需求,具体的,解决方案,矛盾矩阵表,试错,10,如何运用40个创新原理解决技术矛盾？,1.,运动物体重量,2.,静止物体重量,3.,运动物体长度,4.,静止物体长度,5.,运动物体面积,6.,静止物体面积,7.,运动物体体积,8.,静止物体体积,9.,速度,10.,力,11.,应力或压强,12.,形状,13.,结构的稳定性,39,个,通用工程参数,用于分析描述,系统特性及其矛盾关系的几个,特定角度,11,1.运动物体重量 39个通用工程参,14.,强度,15.,运动物体作用时间,16.,固定物体作用时间,17.,温度,18.,亮度,19.,运动物体能量消耗,20.,静止物体能量消耗,21.,功率,22.,能量损失,23.,物质损失,26.,物质或事物的数量,27.,可靠性,28.,测试精度,39,个,通用工程参数介绍,12,39个通用工程参数介绍12,29.,制造精度,30.,作用于物体的有害因素,31.,物体产生的有害因素,32.,可制造性,33.,可操作性,34.,可修理性,35.,适应性多用性,36.,装置的复杂程度,37.,控制与测量的复杂程度,38.,自动化程度,39.,生产率,39,个,通用工程参数介绍,13,39个通用工程参数介绍13,矛盾矩,阵表及应用,希望避免恶化的参数,14,矛盾矩阵表及应用希望避免恶化的参数14,通用工程参数矩阵表 全表,15,通用工程参数矩阵表 全表15,解决,技术矛盾,，分别运用,40,个创新原理进行构思和创新；,40,个创新原理，确切地说是创新思维的提示性原则，或构思技巧，这是,TRIZ,理论最有奇妙的发现与成果。,一,.,技术矛盾分析 与,40,个创新原理,16,一. 技术矛盾分析 与 40 个创新原理16,40,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,17,40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,案例,飞机发动机进气口的创新设计,问题描述,:,飞机长大，发动机加大，进气口直径需要加大，但与地面距离变小，危险性增高，如何既保证进气口面积又保证与地面的安全距离,?,这构成了一对技术矛盾,物体的长度,(,尺度,),VS,物体的面积,18,案例飞机发动机进气口的创新设计18,、,通用工程参数矩阵表应用案例 飞机案查表,避免恶化特性,欲改进特性,1,2,3,4,5,38,39,物体的面积,1,2,3,物体的长度,15,、,17,4,39,、,19,、通用工程参数矩阵表应用案例 飞机案查表避免恶化特性123,查表得 ：,15,动态原则（动态法）,17,多维法,4,不对称法,经分析前二法无合适方案，去掉。,“,不对称法,”,启示人们，改变进气口圆形的对称形状，改为下部略扁的鱼口形,产生创新设计,20,查表得 ：20,据不对称原理,获创新方案,21,据不对称原理21,技术矛盾，是指在技术系统中，当一个参数被改善时，另一个参数就变差的矛盾关系，如发动机功率增大，但耗油量升高，,技术矛盾,必涉及,两个,参数,A,与,B,，,当,A,得到改善时，,B,变得更恶化,如：,精密度 与 可制造性,安全性 与 节约性,一,.,技术矛盾分析 与,40,个创新原理,22,技术矛盾，是指在技术系统中，当一个参数被改善时，另一个,个创新原理详解,（,1,）分割原则（分离法）,将一个物体分割成相互独立的部分,使物体分成容易组装及拆卸的部分,增加物体相互独立部分的程度,（,2,）抽取原则（提取法）,将一个物体中的,“,干扰,”,部分分离出去,将物体中的关键部分挑选或分离出来,23,个创新原理详解（1）分割原则（分离法） 23,个创新原理详解,（,3,）局部性质原则（局部质量改善法）,将物体或环境的均匀结构变成不均匀结构,使组成物体的不同部分完成不同的功能,使组成物体的每一部分都最大限度地发挥作用,（,4,）不对称原则（非对称法）,将物体形状由对称变为不对称,如果已经是不对称的，增加其不对称的程度,24,个创新原理详解（3）局部性质原则（局部质量改善法）24,个创新原理详解,（,5,）联合原则（组合法）, 在空间上将相似的物体连接在一起,在时间上合并相似或相连的操作,（,6,）多功能原则（一物多用法）,多用性原理 使一个物体完成多项功能，可以减少原设计中完成这些功能的多个物体的数量,25,个创新原理详解（5）联合原则（组合法）25,个创新原理详解,（,7,）嵌套原则（套叠法）, 将一个物体放在第二个物体中，将第二个物体放在第三个物体中，一直进行下去,使一个物体穿过另一个物体的空腔,（,8,）反重量原则（巧提重物法）,用另一个能产生提升力的物体补偿第一个物体的重量,通过与环境相互作用产生空气动力或液体动力的方法补偿第一个物体的质量,26,个创新原理详解（7）嵌套原则（套叠法）26,个创新原理详解,（,9,）预先反作用原则（预先反作用法）, 预先施加反作用, 如果一物体处于或将处于拉伸状态，预先施加压力,（,10,）预先作用原则（预先作法）, 在操作开始前，使物体局部或全部产生所需的变化,预先对物体进行特殊安排，使其在时间上有准备，或已处于易操作的位置,27,个创新原理详解27,个创新原理详解,（,11,）预先应急措施原则（预先防范法）,采用预先准备好的应急措施补偿物体相对较低的可靠性 例：备用降落伞,（,12,）等势原则,(,等势法,),改变工作条件，使物体不需要被升级或降低,例：过坝船闸,28,个创新原理详解（11）预先应急措施原则（预先防范法）28,个创新原理详解,（,13,）相反原则（逆向作用法）, 将一个规定的操作改为反向的操作,使物体中的运动部分静止，静止部分运动,使一个物体的位置倒置,（,14,）球形原则（曲面化法 ）, 将直线或平面部分用曲线或曲面代替，立方形用球形代替,用旋转运动代替直线运动，采用离心力,29,个创新原理详解（13）相反原则（逆向作用法）29,（,15,）动态原则（动态法）, 使一个物体或其环境在操作的每一个阶段自动调整，以达到优化的性能,把一个物体划分成具有相互关系的元件，元件之间可以改变相对位置,如果一个物体是静止的，使之变为运动的或可改变的,（,16,）局部作用或过量作用原则（部分超越法）,如果,100%,达到所希望的效果是困难的，稍微未达到或稍微超过的效果将大大简化问题,个创新原理详解,30,（15）动态原则（动态法）个创新原理详解30,（,17,）向另一维过渡原则（多维法）, 将一维空间中的物体变成二维空间中的物体，二维的变成三维的,将物体用多层排列代替单层排列,使物体倾斜改变其方向,使用给定表面的反面,个创新原理详解,31,（17）向另一维过渡原则（多维法）个创新原理详解31,（,18,）机械振动原则（机械振法）, 使物体处于振动状态,如果振动存在，增加其频率，甚至超,声波,使用共振频率,使用电振动代替机械振动,使用超声波与电磁场耦合,个创新原理详解,32,（18）机械振动原则（机械振法）个创新原理详解32,（,19,）周期作用原则（离散法）,用周期性运动或脉动代替连续运动,改变运动频率,在两个无脉动的运动之间增加脉动,个创新原理详解,33,（19）周期作用原则（离散法）个创新原理详解33,（,20,）连续有益作用原则（有效作用持续法）,不停顿地工作，物体的所有部件都满负荷,地工作,消除运动过程中的中间间歇,用旋转运动代替往复运动,（,21,）紧急行动原则（快速法）,以最快的速度完成有害的操作,例：发动机快速越过共振转速范围,个创新原理详解,34,（20）连续有益作用原则（有效作用持续法）个创新原理详解,（,22,）变害为益原则（变害为利法）, 利用有害因素，特别是对环境有害的因素，获得有益的结果,通过与另一种有害因素结合消除有害因素,加大一种有害因素的程度使其不再有害,（,23,）反馈原则（反馈法）, 引入反馈以改善过程或动作,如果反馈已存在，改变反馈控制信号的大小或灵敏度,个创新原理详解,35,（22）变害为益原则（变害为利法）个创新原理详解35,（,24,）中介物原则（中介法）,使用中介物实现所需要功能,将物体与另一容易去除的物体暂时结合,（,25,）自服务原则（自助法）, 使物体具有自补充和自恢复功能以完成自,服务,利用废物的资源、能量与物质,个创新原理详解,36,（24）中介物原则（中介法）个创新原理详解36,（,26,）复制原则（复制法）, 用简单的低廉的复制品代替复杂的、昂贵的、易碎的或不易操作的物体,用光学拷贝或图象代替物体本身，可以放大或缩小图象,如果已使用了可见光拷贝，那么可用红外线或紫外线代替,（,27,）廉价物替代原则（替代法）,用廉价的物品代替昂贵的物品，在某些质量特性上做适当的妥协 例：仅写,1,8,万字的圆珠笔,个创新原理详解,37,（26）复制原则（复制法）个创新原理详解37,（,28,）机械系统的替代原则（系统替代法）, 用视、听、嗅觉系统代替部分机械系统,用电、磁及电磁场完成与物体的相互作用,将固定场变为移动场，静态场变为动态场，随机场变为固定场,将铁磁粒子用于场的作用之中,个创新原理详解,38,（28）机械系统的替代原则（系统替代法）个创新原理详解3,（,30,）利用软壳或薄膜原则（柔化法）, 用以柔性壳体或薄膜代替传统结构,使用柔性壳体或薄膜将物体与环境隔离,（,31,）多孔材料原则（孔化法）, 使物体多孔或通过插入、涂层等增加多孔元素,如果物体已经是多孔的，用这些孔引入有用的物质或功能,个创新原理详解,39,（30）利用软壳或薄膜原则（柔化法）个创新原理详解39,（,32,）变色原则（色彩法）, 改变物体或环境的颜色,改变一个物体的透明度，或改变某一过,程的可视性,采用有颜色的添加物，使不易看到的物体或过程被看到,如果已增加了颜色添加物，则采用发光的轨迹,个创新原理详解,40,（32）变色原则（色彩法）个创新原理详解40,（,33,）同质性原则（同化法）,采用相同或相似的物体制造与某物体相互作用的物体 例,:,用钻石切割钻石,（,34,）抛弃与再生原则（自生自弃法）,当一个物体完成了功能或变得无用时，抛弃或修复该物体中的一个物体,立即修复一个物体中所损耗的部分,个创新原理详解,41,（33）同质性原则（同化法）个创新原理详解41,（,35,）改变物体性质原则（性能转换法）, 改变物体的物理状态，即让物体在气、液、固态之间变化,改变物体的浓度或粘度,改变物体的柔性,改变温度,（,36,）状态变化原则（相变法）,在物质状态变化过程中实现某种效应,个创新原理详解,42,（35）改变物体性质原则（性能转换法）个创新原理详解42,（,37,）热膨胀原则（热膨胀法）, 使用材料的热膨胀或热收缩性质,使用具有不同热膨胀系数的材料,（,38,）氧化原则（氧化法）,使用富氧空气代替普通空气,使用纯氧代替富氧,使用离子化氧气,使用臭氧代替离子化空气,个创新原理详解,43,（37）热膨胀原则（热膨胀法）个创新原理详解43,（,39,）惰性环境原则（惰性环境法）,用惰性气体环境代替通常环境,在真空中完成,（,40,）复合材料原则（复合材料法）,用复合材料代替单一均质材料,个创新原理详解,44,（39）惰性环境原则（惰性环境法）个创新原理详解44,问题的关键,如何运用,40,个创新原理？,第一步，对问题进行分析和抽象。把具体的技术问题变成一般性的问题，也就是变成,TRIZ,方法的专门问题；,第二步，寻求相关的创新原则，并进行具体技术方案的构思与创造。,对技术矛盾分析和抽象，需引入一个专用工具,39,个,通用工程参数,一,.,技术矛盾分析 与,40,个创新原理,45,问题的关键如何运用40个创新原理？ 第一步，对问题进行分,1.,运动物体重量,2.,静止物体重量,3.,运动物体长度,4.,静止物体长度,5.,运动物体面积,6.,静止物体面积,7.,运动物体体积,8.,静止物体体积,9.,速度,10.,力,11.,应力或压强,12.,形状,13.,结构的稳定性,39,个,通用工程参数,用于分析描述,系统特性及其矛盾关系的几个,特定角度,46,1.运动物体重量 39个通用工程参,14.,强度,15.,运动物体作用时间,16.,固定物体作用时间,17.,温度,18.,亮度,19.,运动物体能量消耗,20.,静止物体能量消耗,21.,功率,22.,能量损失,23.,物质损失,26.,物质或事物的数量,27.,可靠性,28.,测试精度,39,个,通用工程参数介绍,47,39个通用工程参数介绍47,29.,制造精度,30.,作用于物体的有害因素,31.,物体产生的有害因素,32.,可制造性,33.,可操作性,34.,可修理性,35.,适应性多用性,36.,装置的复杂程度,37.,控制与测量的复杂程度,38.,自动化程度,39.,生产率,39,个,通用工程参数介绍,48,39个通用工程参数介绍48,类似于数学的解题方法与逻辑顺序,49,类似于数学的解题方法与逻辑顺序49,中间工具,转化,演绎,问题模型,最终解决方案,解决方案模型,待解决的,问题,TRIZ,的解题模式与思路,50,中间工具转化演绎问题模型最终解决方案解决方案模型待解决的,如何运用,40,个创新原理解决技术矛盾？,类似于数学的方法,首先将特殊的问题归结为,TRIZ,的一般问题，应用,TRIZ,理论寻求合适的创新原理或标准解法，然后再演绎成初始的具体问题,40,创新原则,标准解法,TRIZ,一般性问题,特殊的,问题与需求,具体的,解决方案,矛盾矩阵表,试错,51,如何运用40个创新原理解决技术矛盾？,分析解决技术矛盾的程序,用数学语言将,TRIZ,解决发明问题的思路，概括为,使用适当的,工具,，先将特定问题,抽象,成为,标准,或,一般性,问题，然后采用,标准方法,解决，最后再寻求特定的解。,52,分析解决技术矛盾的程序52,创新案例,1,运用所学方法分析原案例,飞机发动机进气口的创新设计,问题描述,:,飞机长大，发动机加大，进气口直径需要加大，但与地面距离变小，危险性增高，如何既保证进气口面积又保证与地面的安全距离,?,这构成了一对技术矛盾,3,运动物体的长度,VS 5,运动物体的面积,53,创新案例 1 运用所学方法分析原案例飞机发动机进,、,通用工程参数矩阵表应用案例 飞机案查表,避免恶化特性,欲改进特性,1,2,3,4,5,38,39,运动物体的面积,1,2,3,运动物体的长度,15,、,17,4,39,、,通用工程参数,通用工程参数,40,个创新原理,54,、通用工程参数矩阵表应用案例 飞机案查表避免恶化特性123,查表得 ：,15,动态原则（动态法）,17,多维法,4,不对称法,经分析前二法无合适方案，去掉。,“,不对称法,”,启示人们，改变进气口圆形的对称形状，改为下部略扁的鱼口形,产生创新设计,55,查表得 ：55,据不对称原理,获创新方案,56,据不对称原理56,常用固定扳手,通用工程参数矩阵表应用案例,2,57,常用固定扳手通用工程参数矩阵表应用案例 257,常规的扳手，拧开生锈螺母非常困难，经常损坏螺母,解决思路,提高精度，使内侧和螺母侧面较好吻合,主要问题是：扳手受力集中在螺母的,2,条棱边，容易使螺母变形而打滑。 这是我们欲改善的状况，对应到通用工程参数中，选择,“,31,物体产生的有害因素,”,，并以此作为欲,改善,的参数。,欲避免打滑，扳手尺寸必须做到正好合适，非常精确，这就是被恶化的参数，对应到通用工程参数中，选择,“,29,制造精度,”,，作为被,恶化,的参数。,58,常规的扳手，拧开生锈螺母非常困难，经常损坏螺母58,如果制造精度越高，工艺性则越差。从而确定了它们之间的,技术冲突,：,试图改进的因素参数,No.31,“,物体产生的,有害因素,恶化的因素,No.29,“,制造精度,”,31,物体产生的有害因素,vs,29,制造精度,通用工程参数矩阵表应用案例,2,59,如果制造精度越高，工艺性则越差。从而确定了它们之间的技术冲突,、,恶化特性,改进特性,1,2,31,38,39,制造精度,1,2,29,物体产生有害因素,04,、,17,34,、,26,39,、,通用工程参数矩阵表应用案例,2,60,、恶化特性12313839制造精度1229物体产生有害因素,得到,4,条推荐的发明原理：,04,不对称,17,一维变多维,34,抛弃和再生,26,复制,对,No.17,一维变多维,发明原理进行分析，如果扳手工作面进行多维改造，使与螺母侧面有大面积接触，而不只是棱角单点接触，问题就可解决。,该设计于,1995,年 在美国获得了专利,通用工程参数矩阵表应用案例,2,61,得到4条推荐的发明原理：通用工程参数矩阵表应用案例 26,传统扳手,美国专利,5406868,扳手,通用工程参数矩阵表应用案例,2,62,传统扳手 美国专利5406868扳手通用工程,案例,4,：防弹衣设计及改进,增加防弹衣的厚度，但会降低防弹衣的舒适度和可操作性,技术矛盾：,运动物体的长度（尺寸）,VS,可操作性,矛盾矩阵建议采用,15,动态性、,29,气压或液压结构、,35,物理或化学状态变化、,04,非对称性 四个发明原理。,应用非对称原理，将纤维由相互垂直方向的定向结构改变为非对称定向排列，每层以相对于第一层呈,20-70,度范围的不同角度旋转。,防弹衣性能增强，重量减轻。,63,案例4：防弹衣设计及改进增加防弹衣的厚度，但会降低防弹衣的舒,案例,5,：火箭喷嘴的改进,火箭运载量提升，需要更大推力,3200,度高温火焰会造成喷嘴变形,喷嘴变形将导致发射失败,技术矛盾关系为：,力,VS,形状,获得创新原理为,10,事先防范、,35,物理和化学状态的变化、,40,复合材料、,34,抛弃及再生,创新设计：,会出汗的金属材料,64,案例5：火箭喷嘴的改进火箭运载量提升，需要更大推力64,40,条,发明创造原理,在微电子工业上的应用,( 1 ),分割,将一个物体分成独立的配件,（电子）束射剖析法,双位扩散过程,使一个物体容易分解,将集成电路和无源元件组装成多芯片模型,多芯片模型组装在,“,女儿板,”,上，,“,女儿板,”,组装在,“,母板,”,上,增加物体各组成部分相互独立的程度,增加每个微处理器芯片上门电路的数目（每年,1.35,倍）,增加每个存储器芯片的位数（每年,1.5,倍）,过渡到微观水平,喷雾展开图和喷雾石刻版画,微电子机械系统中的亚表层存在很多种不同的预应力,减少形体尺寸（到,0.05,um,或者更少）,分子束外延附生,原子层沉积作用,65,40条发明创造原理在微电子工业上的应用 ( 1 )分,40,条,发明创造原理,在微电子工业上的应用,( 2 ),抽取,将一个物体中的干扰部分或特性分离出去，或将物体中的关键部分挑选出来。,绝对无尘室,晶片工厂中存储铜的区域与其他区域隔离,将人和芯片分离,聚集加工,个别芯片加工,在硅晶体成长过程中将杂技离析,硅的局部氧化绝缘,设置障碍物防止铜扩散,离子培植中的离子分离,蚀刻障碍物层,偏振光显微镜方法,灼伤,在芯片区域包装中用凹槽隔离不同区域,66,40条发明创造原理在微电子工业上的应用 ( 2 ),物理矛盾,物理矛盾，当系统向一个参数提出相反的两个方向的要求和变化时，就构成了,物理矛盾,，如系统要求温度既要,高,，又要,低,，手机的体积要,小,，屏幕又要,大，,物理矛盾只涉及,一个参数,。,二,.,物理矛盾分析,与,分离原理,67,物理矛盾物理矛盾，当系统向一个参数提出相反的两个方向的要求和,物理矛盾的解决方法,物理矛盾，必须先运用分离原理对矛盾进行分离；,再综合运作创新原理和科学效应进行构想。,68,物理矛盾的解决方法物理矛盾，必须先运用分离原理对矛盾进行分离,物理矛盾的解决方法,分离原理,TRIZ,：为了降低解决问题的难度，往往首 先应用分离原理来解决物理矛盾。,空间分离,时间分离,条件分离,整体与,局部分离,分离原理,69,物理矛盾的解决方法分离原理TRIZ：为了降低解决问题的难度,四大分离原理、,11,个分离方法,1.,矛盾特性的空间分离,2.,矛盾特性的时间分离,3.,将同类或异类系统与超系统结合,4.,将系统转换成为反系统,或将系统与反系统结合,5.,系统具有一种特性,其子系统有其相反的特性,6.,将系统转换到微观级系统,7.,系统中的状态交替变化,8.,系统由一种状态转换为另一种状态,9.,利用系统状态变化所伴随的现象,10.,以具有两种状态的物质代替具有一种状态的物质,11.,通过物理和化学的转换使物质状态转换,物理矛盾的解决方法,70,四大分离原理、11个分离方法物理矛盾的解决方法70,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,71,分离原理应用实例71,十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,）,72,十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,应用实例,解决交通的物理矛盾,空间分离,时间分离,73,应用实例解决交通的物理矛盾空间分离时间分离73,应用实例,汽车与噪声,汽车速度越来越快，车迷喜欢听到发动机的咆哮；发动机的咆哮也是汽车过载的信号,车迷喜欢咆哮声，所以发动机要咆哮（,A,）,路人不喜欢汽车噪音，所以发动机不能咆哮（,非,A,）,74,应用实例汽车与噪声汽车速度越来越快，车迷喜欢听到发动机的,汽车与噪声物理矛盾的时间分离,时间分离：采用城市和高速公路两种消音器,在城市用,的消音器,在高速公路,用的消音器,75,汽车与噪声物理矛盾的时间分离时间分离：采用城市和高速公路两种,汽车和噪声物理矛盾的空间分离,空间分离,在头部区域放大（加扬声器）,扬声器,76,汽车和噪声物理矛盾的空间分离空间分离在头部区域放大（加扬,四大分离方法 与,40,个发明原理的对应表,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,77,四大分离方法 与40个发明原理的对应表空间分离时间分离条件分,三 物场分析和,76,个标准解,物质,场,分析,简称物,-,场，,是,TRIZ,的一項工具，,用于,分析並,改进技术系统,的功能,78,三 物场分析和76个标准解物质场 分析78,技术系统功能,的,物,-,场,模型,技術系統的目的是,实现,功能。,它的基本組成包括兩個,物質,(,S,1,、,S2,),和它們之間的作用力,，,称为,场,(,F,),，,场,是,产,生作用力的,能量,。,技术系统的功能模型可以用,一,个完整,的物場三角形來表示。,F,S1,S2,79,技术系统功能的 物-场 模型技術系統的目的是实现功能。FS,物质、场的种类,物质的种类,材料,工具,零件,人,环境,场的种类,机械,热,化学,电,磁,80,物质、场的种类物质的种类80,举例,一,銑刀切割零件,機械力,銑刀,零件,81,举例一銑刀切割零件機械力銑刀零件81,举例二,人油漆牆壁,牆壁,漆刷,臂,力,82,举例二人油漆牆壁牆壁漆刷臂力82,物,-,场,模型的,四种类型,1.,不完整系统，三零件缺少部分,2.,有效完整系统。,3.,非有效完整系统，,元件齐但效应未完全实现，或力度不足。,4,.,有害完整系统。,其中三种是问题模型,需要的效果沒有,发,生：例如，,炉,壁沒有冷卻功能因而,过热,需要的效果不足：例如，,炉,壁,过热,，,冷却,功能不足,产,生有害的效果：例如，,炉,壁因生火而,过热,83,物-场 模型的四种类型1.不完整系统，三零件缺少部分83,76,个标准解,用于解决物场结构不完整的各种类型 （,部分）,建立物,场模型,内部合成物,场模型,外部合成物,场模型,与环境一起的物,场模型,与环境和添加物一起的物,场模型,选择性最大模式,引入,S3,消除有害效应,引入改进的,S1,或（和）,S2,来消除有害效应,排除有害作用,用场,F2,来抵消有害作用,切断磁影响,使用毛细管和多孔物质,动态性,构造场,磁性液体,84,76个标准解用于解决物场结构不完整的各种类型,76,个标准解,用于解决物场结构不完整的各种类型 （,部分）,电场模型,流变学,系统转化，创建双、多系统,向微观级转化,应用拷贝,从环境中获得添加物,应用样本谐振,应用进入物体的谐振,分裂物质,大量引入物质,从环境中引入场,放大输出场,通过分解获得物质粒子,通过结合获得物质粒子,85,76个标准解用于解决物场结构不完整的各种类型,引入,S3,消除有害效应,引入改进的,S1,或（和）,S2,来消除有害效应,根据标准解增加一个修正物,S3,，,S3,可以是钢丸、管子或这两者，经分析选用钢丸本身作保护层。,钢丸,S1,管子,S2,机械力,F,钢丸发送机弯管部分磨损问题创新方案,86,钢丸管子机械力钢丸发送机弯管部分磨损问题创新方案86,钢丸发送机弯管部分磨损问题创新方案,钢丸,S1,管子,S2,机械力,F,钢丸,S1S3,87,钢丸发送机弯管部分磨损问题创新方案钢丸管子机械力,四 功能 和,科学效应,阿氏经过对,250,万件高水平专利的研究，将高难度的问题和所要实现的功能进行了归纳总结，提炼了,30,个常见的功能，并赋予一个功能代码。如,F1,测量温度,F2,降低温度,F3,提高温度,F4,稳定温度,F5,探测物体的位移和运动,F30,产生及加强化学变化,88,四 功能 和 科学效应阿氏经过对250万件高水平专利的研,功能和效应清单及对应表,功能,代码,实现的功能,TRIZ,推荐的科学效应和现象,效应和现,象序号,F13,测量温度,热膨胀,热双金属片,珀耳帖效应,汤姆逊效应,霍普金森效应,75,76,67,80,55,F2,降低温度,一级相变,二级相变,焦耳,-,汤姆逊效应,94,36,58,F10,分解混合物,在电的或磁场中分离 电场,磁场,磁性液体,惯性力,22,13,17,49,89,功能和效应清单及对应表功能实现的功能TRIZ推荐的科学效应和,功能和效应清单及对应表,功能,代码,实现的功能,TRIZ,推荐的科学效应和现象,效应和现,象序号,F13,控制摩擦力,约翰逊,拉别克效应,振动,低阻摩,金属覆盖润滑油,96,98,21,59,F15,积蓄机械能与热能,F17,移动物体与静止物体间的交互作用,F30,产生及加强化学变化,弹性波,共振,驻波,光谱,放电,19,47,99,50,42,90,功能和效应清单及对应表功能实现的功能TRIZ推荐的科学效应和,化学,电子,机械,光学,创新设计遇到的难题,要,“产生光”,，您能想出多少方法？,121,CAI,提供的支持,91,化学电子机械光学创新设计遇到的难题要“产生光”，您能想出多少,五,技术系统,8,大进化法则,1.,技术系统的,S,曲线进化（生命周期）法则,2.,提高理想度法则,(,最终理想解,IFR,概念,),3.,子系统的不均衡进化法则,4.,动态性和可控性进化法则,5.,增加集成度再进行简化法则,6.,子系统协调性进化法则,7.,向微观级和场的应用进化法则,8.,减少人工介入的进化法则,意义,可用于预测产品的进化发展方向，从而掌握主动权，也常用于分析现有产品所处的生命周期。,92,五技术系统 8 大进化法则1.技术系统的S曲线进化（,详看：法则一,技术系统的,S,曲线进化,（生命周期）,法则,具体是指,技术系统的生命周期为,出生、成长、成熟、退出,其中每个阶段用一条,S,曲线来描述，就构成了四条,S,曲线组成的大,S,曲线周期图，故名。,93,详看：法则一93,94,94,95,95,法则二：,提高理想度法则,(,最终理想解,IFR,概念,),理想度被定义为系统中有用效果的总数,i,，和它的有害效果与成本的总和,i,之间的商。,如：第一条油轮的,承载：重量,比为,50,：,50,，今天的超级油轮比值已达到,98,：,2,96,法则二：96,TRIZ,的重要概念：,当,i,极大，且,i,为零或趋于零时，就实现了系统的最终理想解,IFR,（,ideal final result,）,TRIZ,给出了实现理想化目标的方法,法则二：,提高理想度法则,(,IFR,概念,),97,法则二：提高理想度法则(IFR概念)97,TRIZ,给出的实现理想化目标的方法,去除双重元件,采用更综合的子系统,去除辅助功能,自服务,去除元件,合并离散的子系统,通过整体置换简化系统,法则二：,提高理想度法则,(,IFR,概念,),98,法则二：提高理想度法则(IFR概念)98,详看：,动态性和可控性进化法则,具体是指：,1.,增加系统的动态性，以更大的柔性和可移动性,来获得功能的实现；,2.,增加系统的动态性要求增加可控性。,增加动态性的一个基本路径是：,刚性体,单铰链,多铰链,柔性体,气体,/,液体,场,99,详看：动态性和可控性进化法则99,动态性进化,计算机键盘,100,动态性进化计算机键盘100,TRIZ,在韩国三星的应用案例,液晶显示器（技术系统进化）,显示器的动态性进化（,TP,公司,在,2002,年做出的产品进化预测）,101,TRIZ在韩国三星的应用案例液晶显示器（技术系统进化）,TRIZ,在韩国三星的应用案例,液晶显示器（技术系统进化）,在,2006,年，预言就变成了现实。三星推出了,M70,分离式显示器，这是三星利用,TRIZ,的技术系统进化法则指导产品设计的又一个实例。,M70,分离式显示器的优点：,无线连接，移动方便,显示器大小可以随意置换,102,TRIZ在韩国三星的应用案例液晶显示器（技术系统进化）,小结：,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,IFR,：,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。,103,小结：TRIZ理论的九把利剑1、八大进化法则：预测技术系统进,CAI,计算机辅助创新系统,CAI,辅助创新平台，功能强大,极大提高工程师应用,TRIZ,理论与方法的效率,104,CAI 计算机辅助创新系统CAI 辅助创新平台，功能强大,第三部分,TRIZ,理论的应用及意义,105,第三部分 105,TRIZ,理论关于发明等级的划分,106,TRIZ理论关于发明等级的划分106,发明级别与,TRIZ,工具的对应关系,107,发明级别与TRIZ工具的对应关系107,TRIZ,理论的应用,美国研究运用该理论开始于,1993,年，后专门成立了,TRIZ,研究小组。,1997,年，美国宇航局把计算机辅助创新（,CAI,）软件包,TechOptimizer,评为当年最具创新产品而授予金奖，,TRIZ,在欧洲，包括在德国，引起公众注意。,108,TRIZ理论的应用美国研究运用该理论开始于1993年，后专门,TRIZ,理论的应用,美国供应商协会（,ASI,）把,TRIZ,与,QFD,（质量功能推广）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,CAI,，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。,日本从,1996,年开始不断有杂志介绍,TRIZ,理论及运动实例。,欧洲以瑞典皇家工科大学（,KTH,）为中心，开始了以,TRIZ,为工具和对象的研究。,109,TRIZ理论的应用美国供应商协会（ASI）把TRIZ与QFD,德国最早在产品研发过程中采用,TRIZ,的是西门子公司，,1996,年。,德国所有名列世界,500,强的大企业都采用了,TRIZ,，像西门子、奔驰、宝马、大众、博世等著名公司都有专门机构及专人负责,TRIZ,培训和应用，涉及的行业很广泛。,涉及行业：,成套设备制造、采掘技术、动力技术、家用电器、仪器仪表、航空航天工业、自动化、机械制造、化学工业、医疗技术、电气技术、食品工业、电子技术、制药工业、汽车工业、包装技术、精密机械。,TRIZ,理论的应用,110,德国最早在产品研发过程中采用TRIZ的是西门子公司，1996,2001,年，波音公司邀请,25,名前苏联,TRIZ,专家，对波音,450,名工程师进行了两星期培训加讨论，取得了,767,空中加油机研发的关键技术突破，最终战胜空客公司，取得了,15,亿美元的加油机订单。,TRIZ,理论的应用,111,2001年，波音公司邀请25名前苏联TRIZ专家，对波音45,三星公司运用,TRIZ,后，专利申请量迅速上升,年份,美国发明专利授权数,企业专利数排名,2005,1641,5,2004,1604,6,2003,1313,9,2002,1328,11,2001,1450,5,2000,1441,4,1999,1545,4,1998,1304,6,1997,582,17,112,三星公司运用TRIZ后，专利申请量迅速上升年份美国发明专利授,应用,TRIZ,理论攻克药物生产难题,美国礼来公司（,Eli lilly Company,）利用,TRIZ,理论解决药物生产中的两个重要难题：,一是一种冷冻干燥药物在重建时会形成溶解太慢的固体塞,二是细菌生产胰岛素时的细菌细胞壁破碎方式不可靠,该公司应用,TRIZ,理论，为前者的解决方案提出了,33,个新概念，在行动计划中安排了,5,个新概念；为后者的解决方案生成了,60,个新概念，在行动计划中安排了,2,个新概念。从而攻克了药物生产中的这两个难题。,113,应用TRIZ理论攻克药物生产难题美国礼来公司（Eli lil,2004,年，北车集团大连机车车辆公司利用,TRIZ,，集中解决了一系列技术难题，如柴油机整机振动、油泵管路振动、降低柴油机油耗等问题。,2004,年，,UT,斯达康公司利用,TRIZ,解决机顶盒天线连接问题和电磁兼容问题，缩短了研发周期，节省了大量经费。,TRIZ,理论的应用,114,2004年，北车集团大连机车车辆公司利用TRIZ，集中解决了,破解专利壁垒,国内某特钢企业的研发人员在研究中发现，国外同行已经在同样的研究项目中率先申请了专利。他们要么使用该专利技术并支付高额专利费，要么设法规避该专利。,解决之道：利用,TRIZ,理论与,CAI,软件中的系统分析模块对竞争专利的权利声明做功能分析。建立竞争产品的总体和各系统的功能模型，深入认识和理解现有技术细节，寻找破除专利壁垒的方向；,用,CAI,软件中的创新原理、知识和方法解决新陈述的问题，获得圆满答案；以新的权利声明来申请新的专利。,115,破解专利壁垒115,天津大学机械工程学院在开设创新课程后，,3,名工业设计专业的大学生在,2004,年举办的全国大学生第三届,“,创新杯,”,设计大赛中，运用,TRIZ,理论的创新原理和技术系统进化法则等工具，设计出,“,城市乌篷,”,方案，一举夺得设计大奖。,通过,40,个学时的培训，有,20,余名大学生在,校期间就申请了专利。,TRIZ,理论的应用,116,天津大学机械工程学院在开设创新课程后，3名工业设计专业的大学,统计表明，,TRIZ,可以增加,80,100%,的专利申请数量，并提高专利质量，可提高,60-70%,的开发效率，可以缩短新产品上市的时间,50%,。,在管理科学与实践中的应用（,40,原理对应的管理方法）。,还有报道在社会科学、艺术创作、甚至总统选举中的运用，新加坡在非典时期，,TRIZ,理论与方法，很快研究出了一套有效的防治方法,TRIZ,理论的应用,117,统计表明， TRIZ可以增加80100%的专利申请数量，并,前苏联,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，以开发人的创新思维与能力。通过学习、掌握、运用,TRIZ,，每个人都会成为善于创新的发明家，,TRIZ,理论的应用,118,前苏联有300多所学校教授这种独特的解决问题的技术，从职业工,三,.2 TRIZ,理论对企业的意义,提高工程技术人员的研发与创新能力,使创新成为每一个人的常规工作,提高企业整体创新水平,跳到竞争对手的前面寻找创新机会,为创新与研发指明了方向,破解已有专利，突破专利壁垒,积极运用,CAI,技术平台，更可使工程技术人员的创新实践获得强大的助推器。,119,三.2 TRIZ理论对企业的意义提高工程技术人员的研发与创,TRIZ,对个人学习与职业生涯的意义,思维上，掌握,TRIZ,思维方式，形成创新思维能力，打破固有思维模式；,技能上，掌握,TRIZ,方法，激发创新潜质，提高创新能力，带动团队创新能力整体提升；,综合发展方面，成为原有行业背景与,TRIZ,理论完美结合的专家，全面提升职业竞争力；,掌握,TRIZ,理论与方法的工程技术人员，是企业宝贵的竞争力资源；,现国内已有机构实施与国际接轨的,TRIZ,资格,认证。,120,TRIZ对个人学习与职业生涯的意义思维上，掌握TRIZ思维方,听取讲座 初步认识,TRIZ,讲座,引入企业,TRIZ,讲座,深入市县,企业导入,培训实施,企业派员参,加专业培训,TRIZ,理论导入企业应用的三种路径模式,创新能力提升,TRIZ,产生成效,企业导入,培训实施,快速模式,企业导入,培训实施,创新能力提升,TRIZ,产生成效,创新能力提升,TRIZ,产生成效,121,听取讲座 初步认识TRIZ讲座TRIZ讲座企业导入企业,前苏联的实施经验,7,个工程师，加,1,个,TRIZ,专家合作，可形成最强的创新能力,我国模式，培养广大工程师，并从中产生有专业背景的,TRIZ,专家,我们的计划,与国内专业的机构合作，开展,TRIZ,理论的普及、培训、企业应用导入服务,TRIZ,理论导入企业应用的步骤,122,TRIZ 理论导入企业应用的步骤122,谢谢,!,123,谢谢!123,个人观点供参考，欢迎讨论！,个人观点供参考，欢迎讨论！,