TRIZ法基本思想和体系.ppt

1,TRIZ方法与应用,蔡有杰 机电工程学院（工程楼601）,2,开课目的： 创新教育实践、全校大学生创造发明活动、高水平专利 主要内容 TRIZ理论与实践 典型发明案例 课程设计发明专利 上课时间 2-13周周日四大节 实践环节(小组集中） 课程设计发明专利 分组（4人一组，兼顾专业、选专题、立项、查文献、实验室讨论、完成设计、做实物、申请专利）,第1章 TRIZ法基本思想和体系 第2章 专利分级与系统进化S曲线 第3章 技术系统进化及其模式分析 第4章 物理矛盾与技术矛盾解决原理 第5章 物质-场模型分析 第6章 ARIZ算法简介,3,第一部分：TRIZ理论与实践,1.1 TRIZ法理论的由来及其基本思想 1.2 TRIZ法的定义 1.3 TRIZ法体系结构 1.3.1 理论基础 1.3.2 TRIZ法问题分析工具 1.3.3 基于知识的问题解决工具 1.4 TRIZ法问题解决流程 1.5 TRIZ法中的科学思想和思维,4,第1章 TRIZ法基本思想和体系,“TRIZ”一词是俄文“发明问题解决理论”的首字母缩写，英文名称为Theory of Inventive Problem Solving（TIPS）。 自从1946年以来，以G.S.Altschuller（根里奇阿奇舒勒）为首的专家，经过对250万份专利文献的研究发现，一切技术问题在解决过程中都有一定的模式可循，可对大量好的专利进行分析并将其解决问题的模式抽取出来，为人们进行学习并获得创新发明的能力提供参考。 经多年搜集、分析、比较和归纳，这一研究建立了一整套体系化的、实用的发明问题解决方法，这就是所谓的TRIZ法理论。 世界级创新方法，20世纪最伟大的发明之一。,5,1.1 TRIZ法理论的由来及其基本思想,发明人： TRIZ法是由前苏联人Genrich Altschuller创建的。从小就有发明思想，14岁时申请过专利。第二次大战期间在专利机构工作，从1946年起因一项成功的专利被安排在海军专利局工作。 储备前苏联专利优势 他分析数以万计的专利，1956年开始提出专利按技术水平可分为5级，1969年提出专利中解决的问题只涉及到39个通用工程参数之间的矛盾，可应用40条发明创新原理中的若干项来解决，等等。 诞生： 他于1948年写信给斯大林，但因其内容有唯心主义成分被视为异端，被判刑25年流放到西伯利亚。在那里，他有机会接触许多工程师和科学家，又加以深入的思考，渐渐形成了TRIZ的基本格局。,6,TRIZ法的诞生,发展与传播： 流放生涯结束后， Altschuller就定居在巴库。他办培训班培训他的学生，效果显著。戈尔巴乔夫时代，对Altschuller的禁令解除。但政府当局发现了这套理论的价值，视为国家财富，不得外传，也不得报道。苏联解体后他的弟子纷纷外出，把TRIZ法带到了德国、以色列和美国，TRIZ法渐渐成为世界风行的一种创新设计方法。 现在： 后人视Altschuller为“技术系统进化”发现者，三大进化论之一。有学者把TRIZ译为“萃智”。,7,TRIZ法的传播,创新的步骤 矛盾 技术矛盾 40条发明创新原理 39个通用工程参数 物理矛盾 11个分离原则 理想化 76个标准解 进化基本模式 ARIZ 即发明问题解决算法的简称 物场分析,8,TRIZ法的核心组成元素,1956年1971年，提出技术矛盾和物理矛盾。40条发明创新原理和分离原理。提出技术系统理想化的概念。 1969年 1979年，提出技术系统进化模式。 1959年 1985年，提出ARIZ算法。 1974年 1979年，提出76个标准解。 1975年，提出物质-场分析模式。,9,TRIZ法迅速在全球传播，在欧洲建有TRIZ协会，即Europaeische TRIZ Association,简称ETRIZ。德国的斯图加特工业大学，卡塞尔工业大学和伊尔玛瑙工业大学都已开设TRIZ法的课程。 Rockwell （罗克韦尔）全球最大的致力于工业自动化与信息的公司，在一位TRIZ法咨询师的帮助下成功地把一个刹车系统的零件由12件减为4件，同时造价下降50%。 Ford公司从1995年起举办TRIZ法培训，已培养掌握TRIZ法的工程师800人。Ford发动机公司为一种传动轴承探索问题的解决办法，在有载负时，该轴承经常会偏离正常工作位置。应用TRIZ法后产生了28个新的设计方案，其中一种设计很有意思的显示，这种轴承具有很小的热膨胀系数，在较高载荷而产生高温时其优点很明显，载荷越大，轴承的位置越稳定，从而解决了这个难题。 在日本，三菱研究所在1998年开办TRIZ法培训班，已有超过2000人接受培训，产生了100多个达到较高水平的创新案例。,10,TRIZ法的应用与发展,目前，TRIZ法已在自动控制，电气与电子，航天航空，机械仪器，动力，汽车，化工制药，医疗卫生，轻工和食品等十大技术领域中发挥作用，并延伸到非技术领域。 国内外TRIZ法专家正在试图把TRIZ法用于管理和商业领域，并取得成果。TRIZ法正成为全能的创新方法。 由于在Altschuller时代信息技术和生物技术处于初步阶段，TRIZ法中少有表述，一些TRIZ法大师正在作对TRIZ法的完善和补充工作。 如增加了技术系统工程通用参数的数量和发明创造原理的数量，把解决物理矛盾的分离原理调整为4个，增加了效应库中有关信息和生物技术的内容等。,11,TRIZ法的领域扩展,中国政府从建设创新型国家这一宏伟战略目标出发，十分重视TRIZ法的研究、推广和应用工作。科技部、发改委、教育部和中国科协于2008年联合发布国科发财（2008）197号文，文中三次提到要推广和应用TRIZ法。 许多省份根据197文的要求，开展了TRIZ法的培训。 中国的一些技术咨询公司最近开出多种形式的TRIZ培训班，收费不菲，但参加者踊跃。近几年，介绍TRIZ法的书籍在我国发展极快，而广大企业对此知之甚少，有必要加强TRIZ法的培训、推广与应用。 我校情况,12,TRIZ法在我国,（美国） www.trisolver.eu（欧洲） www.triz-online.de（德国） www.stenum.at（奥地利） （世界最大的电子图书零售商) (中国亿维讯）-计算机辅助创新 www.altschuller.ru（俄罗斯） （中国）,13,TRIZ法网站,世界专利 及技术信息,解决问题 的分析方法,自然科学知识,TRIZ法理论,概念： 资源的发现描述 发明级别划分 技术进化模式 理想化工具及模型： 技术系统中的矛盾 39个通用工程参数 40条发明创新原理 物场分析模型 76个标准解 效应知识库 ARIZ算法,1.1 TRIZ法理论的由来及其基本思想,TRIZ的来源,分析、归纳、总结,TRIZ的主要内容,1TRIZ法是一种基于知识的方法。 解决发明问题启发式的知识 采用自然科学及工程技术中的效应知识(一碗水端平) 技术问题领域的知识 2TRIZ法是面向人的方法，而不是面向机器。 3TRIZ法是系统化的方法。 4TRIZ法是发明问题解决理论。,15,1.2 TRIZ法的定义,TRIZ是基于知识的、面向设计者的创新问题解决系统化方法学。,理论基础,冲突分析,40条发明创新原理,建议方案,物质场 分析,ARIZ算法分析,76个标准解,需求功能分析,效应知识库,技术系统进化模式,问题分析,分析工具,基于知识的工具,结论,矛盾矩阵,16,1.3 TRIZ法体系结构,技术系统的进化模式是TRIZ法理论的基础； 该模式包含用于工程技术系统进化的基本规律，理解这些模式可以帮助人们形成对问题发展轨迹的总体概念，得到其发展前景的正确判断，从而增强人们解决问题的能力。 任何领域的技术产品都与生物系统一样，存在着产生、生长、成熟、衰老和灭亡的产品进化规律，掌握了这些进化规律，人们就能能动地进行产品的创新设计开发并能预测产品的未来趋势。 就像伴随着人类历史发展的计算技术一样，先是算盘的发明、推广和广泛运用，达到珠算技术的成熟。但随着计算机的出现，由于技术有了革命性进展，算盘技术也就走向衰老和灭亡。（录像机-华录）,17,1.3.1 理论基础,1.矛盾冲突分析 技术矛盾：一个技术系统中的两个参数之间的矛盾。如：汽车 速度提高，安全性降低 物理矛盾：一个技术系统中的同一个参数的矛盾。 如：自行车 使用时体积要大，停放时体积要小 2.“物质-场”分析 任何一个具有特定功能的技术体系都包含物质、场和相互作用。 3.ARIZ算法 发明问题解决算法。 4.需求功能分析,18,1.3.2 TRIZ法问题分析工具,用手稳稳地拿着计算机的物场模型,没有拿稳,没有场,1.40条发明创新原理 2.76个标准解 不改变或仅少量改变已有系统（13种） 改变已有系统（23种） 系统的传递（6种） 检查与测量（17种） 简化与改进策略（17种） 3.效应知识库,19,1.3.3 基于知识的问题解决工具,第一类标准解：不改变或仅少量改变系统 （1）假如只有S1，应增加S2及场F，以完善系统3要素，并使其有效。 （2）假如系统不能改变，但可接受永久的或临时的添加物，可以在S1或S2内部添加来实现。 （3）假如系统不能改变，但用永久的或临时的外部添加物来改变S1或S2 是可以接受的，则加之。 （4）假定系统不能改变，但可用环境资源作为内部或外部添加物，是可接受的，则加之。 （5）假定系统不能改变，但可以改变系统以外的环境，则改变之。 （6）微小量的精确控制是困难的，可以通过增加一个附加物，并在之后除去来控制微小量。 ,20,1.4 TRIZ法问题解决流程,1矛盾对立与统一 TRIZ法认为，矛盾是普遍存在的。 矛盾对立统一是辩证看待矛盾的科学观点。 矛盾的解决是推动系统进化的唯一途径。 2系统论 系统应相对其环境独立，与环境有一定的边界，保持稳定。 系统得到输入量，经过系统的处理，向外输出输出量。 系统内部有功能组元和物理组元，物理组元是功能组元的载体，组元间网络状的联系和互动构成复杂而有序的系统，以达到最终有目的的改变输入量的目标。,21,1.5 TRIZ法中的科学思想和思维,3逻辑三法 （1）比较分类法 （2）归纳法 1）通过归纳找到普遍规律 2）通过归纳提出科学的假说和猜想 3）通过归纳指导科学实验 （3）分析法 1）系统分析法 2）功能结构分析法 3）组成组元分析法,22,1.5 TRIZ法中的科学思想和思维,优点：具有开创和突破性，结构性好，系统性强，能简便地得出解决问题的原理，内容全面可应用于几乎所有领域，几乎人人可以学会。 不足之处：提取具体问题的技术参数和把解法原理转化为针对具体问题的方案，需要人的专