TRIZ发明问题研究理论(演讲稿)

2006-6-5 Copy Right Eric Yang 1 TRIZ－发明问题解决理论 Eric Yang 2006-5 前苏联的国家秘密，现代企业创新的独门暗器，6Sigma的点 金术，当今世界上最强大的创新设计理论 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 2 这是什么？ 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 3 1.传统创新思维之一 试凑法 试凑法模型! 问题 方向1 方向2 方向3 方向4 解 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 4 传统创新思维之二 头脑风暴法 Step1:产生想法 Step2:过滤想法 头脑风暴法模型 1-2-3 设想链一 4-5-6-7 设想链二 C 1 2 3 A 4 B 6 5 7 问题 解 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 5 传统的创新效率 Value= 大海捞针!! 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 6 理想的创新效率 Value= =1 谁可以帮助做到？？？ 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 7 TRIZ TeorijzRezhenijaIzobretatel’skichZadach (TIPS：Theory of Inventive Problem Solving ） 发明问题解决理论 Eric Yang 2006-03 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 8 TRIZ G.S.Altshuler：根里奇.阿奇舒勒，TRIZ之父。 14岁获得第一份“作者证书”，过氧化氢分解氧气 的水下呼吸装置； 1946年开始，研究成千上万的专利，发现发明背 后的模式并为TRIZ理论打下了基础。作出了多项 发明。 1948年，给斯大林书信，批评当时的苏联缺乏创 新精神，被捕入狱，押解西伯利亚。集中营成为 TRIZ的第一所研究机构。 1954年，获释，出版书籍。 TRIZ是前苏联国家秘密，苏联解体后，散播到西 方和世界各地，正成为许多现代企业的创新的独 门暗器。 Genrich Altshuller 1926.10~1998.9 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 9 Genrich Altshuller ¾14岁时发明水下的潜水装置 ¾15岁发明船上的火箭引擎 ¾20岁发明无法移动潜水艇的逃生方法 ¾……. Altshuller审阅200,000个专利，他下出结论: ¾只有40,000个称得上是真正的创新. ¾他发现：许多宣称为新发明的技术, 其实早已经在其它的产业中出现. ¾所以, 他认为, 若跨产业间的技术能够更充分交流, 一定可以更早开 发出更优化的技术 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 10 TRIZ来自对专利的研究 2, 000,000 400,000 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 发明专利库 迄今为止，TRIZ已分 析了2,500,000专利 有代性的 实用专利 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 11 TRIZ的技术系统进化原理 可能解的集合 Filters=技术系统进化原理 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 12 TRIZ的效率 Value= 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 13 TRIZ力量 •与发明家一起对话 •浓缩数百万发明专利 •近半个世纪的研究和完善 •苏联解体前的国家机密 •现代企业创新的独门暗器 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 14 2.TRIZ方法论 TRIZ问题 General Problem 通用解 General Solution 特殊问题 Specific Problem 特殊解 Specific Solution 1 3 易 难 科学 艺术 n .. m .. 4 3 2 1 n .. m .. 4 3 2 1 •最终理想解IFR •技术系统进化法则 •39×39矛盾矩阵 •40个创新原理 •物理矛盾和分离原理 •Su-Field •76个标准解法 •科学原理知识ARIZ •… 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 15 2.1 理想化 TRIZ理论中，在问题解决之初，先抛开各种限制条件，设立各种理想模 型，即最优的模型结构，来分析问题，并以取得最终理想解IFR作为终极 追求目标。 理想化模型包含问题中所涉及的所有要素，可以是理想系统、理想过程、 理想资源、理想方法、理想机器、理想物质等。 所谓理想系统，就是没有实体，没有物质，也不消耗能源，但能实现所有 需要的功能。 所谓理想过程，就是只有过程的结果，而无过程本身，突然就获得了结果。 所谓理想资源，就是存在无穷无尽的资源，供随意使用，而且不必付费。 所谓理想方法，就是不消耗能量及时间，但通过自身调节，能够获得所需 的功能。 所谓理想机器，就是没有质量、体积，但能完成所需要的工作。 所谓理想物质，就是没有物质，功能得以实现。 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 16 2.2 八大技术系统进化法则 1.完备性法则 2.能量传递法则 3.动态性进化法则 4.提高理性度法则 5.子系统不均衡进化法则 6 向超系统进化法则 7 向微观级进化法则 8 协调性法则 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 17 2.3 工程参数和矛盾矩阵 TRIZ：解决问题的方法上将矛盾与理想化有机结合从而形成一种强有力 的发明问题解决思维方式。 TRIZ：发明问题的核心是解决矛盾，未克服矛盾的设计不是创新设计， 设计中不断的发现并解决矛盾，是推动产品向理想化方向进化的动力。 产品创新的标志是解决或移走设计中的矛盾，而产生新的有竞争力的解。 TRIZ：通过对250万份专利的详细研究，提出用39个通用工程参数描述 矛盾。实际应用中，首先把组成矛盾的双方内部性能用39个参数中的2个 来表示，将实际工程设计中的矛盾转化为一般的或标准的技术矛盾。 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 18 2.3 工程参数和矛盾矩阵 ¾当试图改善一个产品或是工程特性时，却导致另外一个产品或是工程特 性恶化。传统的方法是用妥协的方式，而TRIZ却是利用消除的方法。 ¾Altshuller分析归纳经常遇到技术矛盾的系统特征共有三十九个，将其 对应解决的法则，整理成矩阵的方式，提供一个快速简单的方式，帮助你 找到解决技术矛盾的法则，这个矩阵为39x39的矩阵，共有1263个元素。 ¾使用矛盾表时，先从矩阵之纵轴找出"欲改善的参数"，接着从矩阵之横 轴找出"避免恶化的参数"，对照到冲突矩阵表中的元素，元素中的数字就 是冲突矩阵表建议解决此冲突的创新发明法则。 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 19 2.3 工程参数和矛盾矩阵 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 20 2.4 发明原理 序号 名称 序号 名称 序号 名称 序号 名称 1 分割 11 预先应急 措施 21 紧急行动 31 多孔材料 2 提取 12 等势性 22 变有害为有 益 32 改变颜色 3 局部质量 13 相反的方 法 23 反馈 33 同质性 4 非对称 14 曲面化 24 中介物 34 抛弃与修 复 5 合并 15 动态性 25 自服务 35 参数变化 6 普遍性 16 不足或超额行动 26 复制 36 状态变化 7 嵌套 17 另外的空 间 27 一次性用品 37 热膨胀 8 配重 18 振动 28 机械系统的 替代 38 强氧化剂 9 预防措施 19 周期性作 用 29 气动与液压 结构 39 惰性环境 10 预处理 20 有效作用 的连续性 30 柔性壳体或 薄膜 40 复合材料 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 21 2.5 物理矛盾和分离原理 当一个系统具有相反的要求时就出现了物理矛盾。 •关键子系统A必须存在，A不能存在； •关键子系统A具有性能B，同时应具有性能-B，B与-B是相反的性 能； •A系统必须处于状态C及状态-C，C与-C是不同的状态； •A不能随时间变化，A要随时间变化 四大分离原理 1 空间分离 2 时间分离 3 基于条件的分离 4 系统级分离 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 22 2.6 物-场模型分析 F S1 S2 产品是功能的实现 功能的定律： 1.所有的功能都可以分解为三个基本元件（S1，S2，F）； 2.一个存在的功能必定由三个基本元件组成； 3.将三个相互作用的三个基本元件有机组合将产生一个功能 S：物质 F：场 能量的总称Me -Th – Ch- E- M Me-mechanical Th-thermal Ch-chemical E-electrical M-magnetic 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 23 模型类型 一个系统可能包含多个功能，建立每个功能模型是需要的。 1.有效完整模型： 功能的三个元件都存在，且都有效，是设计者追求的效应 2.不完整模型 组成功能的元件不全 3.非有效完整模型 元件齐全，但设计者所追求的效应未能完全实现。 4.有害功能模型 元件齐全，但产生了与设计者所追求的的效应相冲突的效应，需要消 除有害功能 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 24 2.7 76个标准解法 分为5类 17简化与改善战略Class 5 76合计： 17检测与测量Class 4 6向超系统或微系统转化Class 3 23强化物-场模型的效应Class 2 13完整或拆分物-场模型Class 1 标准解数内容类别 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 25 2.8 科学原理知识库 科学效应和现象的应用应遵循以下五个步骤： 第1步：首先根据所要解决的问题，定义并确定解决此问题所要实现的功能； 第2步：根据功能从《功能代码表》（见表10－1），确定与此功能相对应的代 码，此代码是F1～F30中的其中一个； 第3步：从《科学效应和现象清单》（见表10-2）查找此功能代码下TRIZ所推荐 的科学效应和现象，获得TRIZ推荐的科学效应和现象的名称； 第4步：筛选所推荐的每个科学效应和现象，优选适合解决本问题的科学效应和 现象； 第5步：查找优选出来的每个科学效应和现象的详细解释，并应用于问题的解 决，形成解决。 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 26 2.9 ARIZ-85的九步骤法 ARIZ是俄文发明问题解决算法的缩写，英文为AIPS（Algorithm of Inventive Problem Solving），是发明问题解决过程中应遵照的理论方 法和步骤。ARIZ是基于技术系统进化法则的一套完整问题解决的程序。 最初由根里奇·阿奇舒勒（Genrich.S.Altshuller）于1977年提出，随后 经过不断的多次完善才形成今天的比较完整的理论体系。 步骤1．分析问题 步骤2．分析问题模型 步骤3．陈述IFR和物理矛盾 步骤4．动用物-场资源 步骤5．应用知识库 步骤6．变换或替代问题 步骤7．分析解决物理矛盾的方法 步骤8．利用解法概念 步骤9．分析问题解决的过程 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 27 TRIZ的理论体系 标准解76种解法Triz：物-场模型 科学原理科学原理库Triz：功能 40发明原理 科学原理 分离原则 科学原理库 Triz:物理矛盾 40发明原理Altshuller矛盾矩阵Triz:技术冲突 NaCL+H2O化学原理HCL+NaOH 50乘法表5X10 解工具问题 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 28 3.TRIZ对创新的分级 创新的级别 级别 创新的程度 百分比 知识来源 参考解的数目 1 显然的解 32% 个人的知识 10 2 少量的改进 45% 企业内的知识 100 3 根本性的改进 18% 行业内的知识 1,000 4 全新的概念 4% 行业外的知识 100,000 5 发明创造 1% 全社会的知识 1,000,000 举例：1级：如使用隔热层减少热量损失 2级：折中法，如737发动机机罩的不对称设计 3级：如鼠标，圆珠笔 4级：如内燃机、集成电路 5级：飞机、蒸汽机、PC TRIZ适用于第二到第四级的发明 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 29 案例1：已完成的专利简介 TRIZ原理名称时间专利号 专利4：自维护机柜防尘 网 专利3：保证发热体与散 热装置接触的方法和装置 专利2：电连接器 专利1：一种新型高频插 头 动态性2004年ZL200520060304.3 动态化2005年ZL200520121189.6 组合2003年台湾：M246831 空间分离2002年ZL02.2.92883 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 30 附录：书籍 《TRIZ－发明是这样炼成的》将于2006年7月中旬由机械工业出版社推出。 作者：杨清亮 内容简介： 本书是一本全面介绍TRIZ（发明问题解决理论）理论的著作。书中全面 介绍了TRIZ的九大经典理论体系：技术系统的八大进化法则、最终理想解 （IFR）、40个发明原理、39个工程参数及阿奇舒勒矛盾矩阵、物理矛盾和四 大分离原理、物-场模型分析、发明问题的76个标准解法、发明问题标准算法 （ARIZ）、物理效应和现象知识库。是新产品开发人员、创新设计人员、 6sigma从业人员、高等院校教师和学生等人员难得一觅的宝贵书籍。 2006-6-5 Copy Right Eric Yang 31 谢谢大家！