TRIZ 创新思维.ppt

第二章思维方法 如何克服思维惯性 传统创新与TRIZ创新结果的比较 解决办法 思维定势 发明问题 1 2 3 4 5 6 7 8 传统创新应用发散思维 试错法 搜索发明问题解决办法 造成人力 物力的巨大浪费查尔斯 固特异用毕生的精力只解决了一个难题 传统创新 发散 与TRIZ创新 收敛 的结果比较 问题 解答 技术系统进化规律或理想化目标 科学效应 发明原则 标准解法 基于TRIZ的创新 提供创新思维的效率 走出 试错法 的绝境 引导解决问题的方向 提高解题效率 培养有序的思维过程 辨识现有问题 转换为标准问题 研究提示方案 运用TRIZ工具 类比思考 最终解答 TRIZ的理论体系 TRIZ的理论体系 术语 九屏幕法 IFR法 小人法 金鱼法 STC算子 TRIZ中的创新思维方法 系统思维 对情境进行系统地思考 不仅考虑当前 还要考虑过去和未来 不仅考虑本系统 还要考虑相关的其他系统和系统内部 系统地思考问题的产生与发展 系统地 动态地 联系地看待事物 九屏幕法分析 系统地分析资源 从资源的视角探究解决问题的可能性 选取最佳方案解决问题 九屏幕法的含义 九屏幕法是系统思维的一种方法 九屏幕法 当前系统的过去 超系统的过去 超系统的未来 超系统 当前系统的未来 当前系统 子系统的未来 子系统 子系统的过去 九屏幕法 12 技术系统由多个子系统组成的总体 并通过子系统间的相互作用实现一定的功能 人们常简称它为系统 当前系统正在发生当前问题的系统 或是指当前正在普遍应用的系统 超系统技术系统之外的高层次系统 子系统是构成技术系统之内的低层次系统 任何技术系统都包含一个或多个子系统 在底层的子系统在上级系统的约束下起作用 在底层的子系统一旦发改变 就会引起高级系统的改变 九屏幕法 超系统 交通工具 包括有道路 地图等所构成 汽车的子系统 剎车系统 动力系统 转向系统等 超系统 系统 子系统是一个彼此相对的观念 例如剎车系统也可再细分下去 但是一般在分析时 是以问题的上层与下层系统为主要的思考方式 并不层层展开 九屏幕法 实例 汽车系统进化的屏幕 过去超系统柏油路 超系统交通系统 未来超系统智能化交通 系统过去早期内燃机四轮车 当前系统汽车 系统未来混合动力车 未来子系统无充气轮辐型轮胎 子系统低压轮胎 过去子系统内 外轮胎 超系统 系统 子系统 Step1 画出三横三纵的表格 将要研究的技术系统填入格1Step2 考虑技术系统的子系统和超系统 分别填入格2和3Step3 考虑技术系统的过去和未来 分别填入格4和5Step4 考虑超系统和子系统的过去和未来 填入剩下格中Step5 针对每个格子 考虑可用的各种类型资源Step6 利用资源规律 选择解决技术问题 九屏幕法的步骤 当前系统的过去 超系统的过去 超系统的未来 超系统 当前系统的未来 当前系统 子系统的未来 子系统 子系统的过去 九屏幕法的进化 铅笔及其反系统 早期内燃机四轮车 柏油路 智能化交通系统 交通系统 混合动力汽车 汽车 无充气轮轴型轮胎 无内胎低压轮胎 内 外胎轮胎 九屏幕法的实例1 汽车的子系统 发动机 汽车的子系统 轮胎 当前系统 汽车 汽车的超系统 交通系统 汽车的子系统 当前系统和超系统 九屏幕法的实例1 从棕榈树顶部割树汁 分析各个场景的资源 九屏幕法的实例2 割棕榈汁 孟加拉国约有1300万棕榈树 一颗棕榈树每季可产240升树汁用来制造棕榈糖 这是当地居民千百年来的重要收入来源 但是在获取树汁时必须从树冠向下割槽 树干高20多米 怎么办 在超系统中寻找方案 九屏幕法的实例2 割棕榈汁 在系统的过去寻找方案 九屏幕法的实例2 割棕榈汁 九屏幕法 1 有助于多角度的看待问题 2 突破原有思维的惯性 3 从时间和系统两个维度看问题 根据现有资源 确定问题解决方法 九屏幕法小结 九屏幕法 IFR法 小人法 金鱼法 STC算子 TRIZ中的创新思维方法 TRIZ中的理想化 在问题解决之初 先抛开各种限制条件 并以取得最终理想结果作为终极追求目标 针对问题情境 设立各种理想模型 即最优模型结构来分析问题 IFR IdealFinalResult TRIZ中的理想化模型 理想系统理想过程理想资源理想方法理想机器理想物质 最理想理想次理想 理想化模型所涉及的要素包括 理想化模型的层次 TRIZ中的理想化 系统的理想化程度用理想度来衡量 定量描述 定性描述 为实现有用功能的所有花费 提高理想度是每个系统一致的进化方向 所有的系统都是朝着提高理想度的方向发展 最理想的状况 0 有用功能 有害作用 0 资源的耗费 理想度的极限 最理想的技术系统 作为物理实体它并不存在 但却能够实现所有必要的功能 最终理想结果 最终理想结果 IFR IdealFinalResult 系统在最小程度改变的情况下能够实现最大程度的自服务 自我实现 自我传递 自我控制等 问题与IFR的关系 利于双向思考 进而解决问题 最终理想结果 IFR 最终理想结果的特点 保留了原系统的优点 A 消除了原系统的不足 B 没有使系统变得更复杂 C 没有引入新的缺陷 D IFR的思维方式 割草机在割草时 发出噪音 消耗能源 产生空气污染 高速飞出的草有时会伤害到操作者 现需要改进现有的割草机 解决噪音问题 割草机 传统的设计 增加阻尼器 减震器等子系统 IFR的思维方式 怎样用TRIZ解决这个问题呢 从割草机与草坪构成的系统看 其IFR为草坪上的草始终维持一个固定的高度 应用IFR的步骤 设计的最终目的是什么 IFR是什么 达到IFR的障碍是什么 出现这种障碍的结果是什么 不出现这种障碍的条件是什么 创造这些条件时可用的已有资源是什么 IFR法小结 直接设想最理想的技术系统 在解决问题的最初就使矛盾更加尖锐化 有利于更彻底的解决矛盾 得到最理想的解决问题方案 明确解题方向 双向寻求解决问题的线路 提高解题效率 获得更加睿智的解 IFR法从最终目标入手 探求解决问题的路径 与从问题到目标的方式结合 双向思考 寻找问题解决方案 Ifyoucandreamit youcandoit WaltDisney 华特 迪士尼 Nothingisimpossible IFR实例 给鸡蛋标注生产日期和保质期 消费者就能够判断鸡蛋是否坏损 因此有 身份证 的鸡蛋受到消费者的青睐 价格也比没有标识的高 养殖场厂长决定要这样做 但是购买进口的电脑喷码仪太贵了 如何解决这个问题吗 问题 给鸡蛋打日期戳IFR 鸡蛋自动打上日期戳 分析资源 物质 能量 动作方案 利用已有的动作 IFR实例 第一步 现有的问题描述 要给鸡蛋标注生产日期和保质期 但不能用昂贵的进口电脑喷码仪第二步 问题解决的IFR描述 不增加新设备 给鸡蛋打上标记第三步 分析现有的所有可利用资源大量鸡蛋 蛋格 蛋框 流水线 操作人员的手 眼传送带传送鸡蛋工人用手把鸡蛋放到蛋格中蛋格封装入箱第四步 得到接近IFR的技术方案 利用现有的与鸡蛋有直接接触的组件 打上标记 九屏幕法 IFR法 小人法 金鱼法 STC算子 TRIZ中的创新思维方法 小人法 什么是小人法当系统内的某些组件不能完成其必要的功能 并表现出相互矛盾的作用用一组小人来代表这些不能完成特定功能部件通过能动的小人 实现预期的功能 然后 根据小人模型对结构进行重新设计小人法的目的克服由于思维惯性导致的思维障碍提供解决矛盾问题的思路 对象中各个部分想象成一群一群的小人 当前怎样 把小人分成按问题的条件而行动的组 分组 研究得到的问题模型 有小人的图 并对其进行改造 以便实现解决矛盾 该怎样 打乱重组 过渡到技术解决方案 变成怎样 画一个或几个小人 不能分割重组 使用小人法的常见错误 进行小人法的步骤 小人法 画一张图 无法体现问题模型与方案模型的差异 小人法实例1 茶杯的设计 杯子的设计问题 喝茶时茶叶会顺水喝入口中 分析系统的组成部分不同的对象用不同颜色的小人组来替代 小人法实例1 茶杯的设计 用小人替代系统的各个组成部分白色小人 杯子 黄色小人 茶叶 蓝色小人 水 小人法实例1 茶杯的设计 按问题条件将小人重组实现要求的结果白色的小人就像门卫 允许蓝色小人出去 阻止黄色小人出去 小人法实例1 茶杯的设计 防洒杯子的设计按小人图示考虑实际的技术方案最终方案 在杯子内嵌入一个过滤网 茶水流出 茶叶留存的杯子内 小人法实例1 茶杯的设计 小人法实例2 水计量计 当水量到达计量值时 由于重力作用 左端下沉 排出计量水量问题 排出一部分后 计量水槽重心右移 右端下沉 水无法完全排出 系统的组成部分 水 计量水槽 用小人表示各组成部分 红色小人 水 黑色小人 水槽重心 小人法实例2 水计量计 现在的状况 小人法实例2 水计量计 调整小人位置 得到期望的结果 红色小人要都跳下去 考虑跷跷板的原理 小人法实例2 水计量计 根据小人图示 考虑实际的技术方案方案 可变重心的计量水槽 小人法实例2 水计量计 小人法练习 矿山作业时 曾经需要进行一系列的爆炸工序 起初的2分钟内要完成10次爆炸 矿工通常用传爆管手动将电路接通 但是之后需要接通更多个接点 并且接点接通的最小时间间隔为0 6 1秒 手工接通很难完成 有人提议 将接点置于圆柱体中 用一个球接通接点 但是当球滑过或者当球卡住后 接点就不能正常地连接 导致不能发生爆炸 怎么办 小人法练习 若接点和球之间存在间隙 电信号不能通过接点 爆炸也不会发生 但是球可以顺畅地通过接点间隙 继续向下一个接点运动 若接点和球之间没有缝隙 球会卡滞在两个接点间 不能继续往下运动 电信号能够通过第一对接点 能发生爆炸 小人法的小结 更形象生动的描述技术系统中出现的问题 通过用小人表示系统 打破原有对技术系统的思维定式 更容易地解决问题 获得理想解决方案 能动小人的引入 突破了思维定式 思考的过程由一个人的思考变为两或多人的思考 解题思路得到进一步的拓广 九屏幕法 IFR法 小人法 金鱼法 STC算子 TRIZ中的创新思维方法 金鱼法 源自俄罗斯普希金的童话故事 金鱼与渔夫故事中描述了渔夫的愿望通过金鱼变成了现实 映射金鱼法是让幻想部分变为现实的寓意采用金鱼法 有助于将幻想式的解决构想转变成切实可行的构想 金鱼法流程 金鱼法 金鱼法应用步骤 异想天开的解决方案构想 把解决方案构想分成两部分 解决方案构想中现实的部分 解决方案构想中异想天开的部分 回答问题 为什么它是不现实的 回答问题 在什么情形及条件下不现实部分可变得现实 确定可用的资源 提出可能的解决方案构想 现实的问题解决方案构想 这个方案是否可行 是 不是 金鱼法 金鱼法实例1 会飞的魔毯埃及神话故事中会飞的魔毯曾经引起我们无数遐想 可现实生活中会有这样的魔毯吗 问题 如何能让毛毯飞起来 1 将问题分为现实和幻想两部分现实部分 毯子是存在的幻想部分 毯子能飞起来2 幻想部分为什么不现实 毯子比空气重 而且它没有克服地球重力的作用力 3 在什么情况下 幻想部分可变为现实 施加到毯子上向上的力超过毯子自身重力毯子的重量小于空气的重量地球引力消失 不存在 金鱼法实例1 4 列出所有可利用资源超系统 空气 风 高能质子流 地球引力 阳光 来自地球的重力系统 毯子 形状 重量子系统 毯子中交织的纤维 金鱼法实例1 5 利用已有资源 基于之前的构想 第三步 考虑可能的方案 毯子的纤维与太阳释放的微中子流相互作用可使毯子飞翔 毯子比空气轻 毯子在不受地球引力的宇宙空间 毯子上安装了提供反向作用力的发动机 毯子由于下面的压力增加而悬在空中 气垫毯 磁悬浮 金鱼法实例1 6 构想中的不现实方案 再次回到第一步选择不现实的构想之一 毯子比空气轻分为现实和幻想两部分现实部分 存在着重量轻的毯子 但它们比空气重幻想部分 毯子比空气轻为什么毯子比空气轻是不现实的 制作毯子的材料比空气重在什么条件下 毯子会比空气轻 制作毯子的材料比空气轻 毯子像尘埃微粒一样大小 作用于毯子的重力被抵消 金鱼法实例1 6 构想中的不现实方案 再次回到第一步考虑可利用资源结合可利用资源 考虑可行的方案 采用比空气轻的材料制作毯子 使毯子与尘埃微粒的大小一样 其密度等于空气密度 毯子由于空气分子的布朗运动而移动 在飞行器内使毯子飞翔 飞行器以相当于自由落体的加速度向下运动 以抵消重力 金鱼法实例1 金鱼法实例1 飞毯哈佛大学的马哈德温教授成功展示了一个纸币大小的毯子在空中飞行 经计算4英寸长 0 1毫米厚的毯子漂浮在空中 需要每秒震动大约10次 振幅大约为0 25毫米 圣安德鲁大学的利昂哈特教授已经确定出转变这种现象 即卡西米尔力 的方法 就是用排斥代替相互吸引 将导致摩擦力更小的微型机器的一部分悬浮在空中 原则上相同的效果能让更大的物体 甚至是一个人漂浮起来 再次让魔毯向现实迈进一步 问题 要使训练有效 需要一个大型的游泳池 运动员可进行长距离游泳训练 但同时 游泳池的占地面积和造价就会相应地增加 用小型和造价低廉的游泳池怎样满足相同的要求 金鱼法实例2 训练长距离游泳的游泳池 金鱼法实例2 1 将问题分为现实和幻想两部分现实部分 小型 造价低廉的游泳池幻想部分 在小型游泳池内实现单方向 长距离游泳训练2 幻想部分为什么不现实 运动员在小型游泳池内很快就能游到对岸 需要改变方向3 在什么情况下 幻想部分可变为现实 运动员体型极小运动员游速极慢运动员游动时停留在同一位置 止步不前 4 列出所有可利用资源超系统天花板 墙壁 空气 游泳池的供水系统 游泳池的排水系统系统泳池的面积 泳池的体积 泳池的形状子系统泳池底泳池壁水 金鱼法实例2 5 利用已有资源 基于之前的构想 第三步 考虑可能的方案 将运动员固定在游泳池的一侧或池底水的摩擦阻力极大 如 在游泳池内灌注粘性液体 从而降低游泳者游动速度 增加负荷使其不能向前游动游泳者逆流游动 如 借助供水系统的水泵 在游泳池内形成反方向流动的水流游泳池为闭路式 即环形泳道 金鱼法实例2 金鱼法练习 如何用空气赚钱 运用金鱼法来尝试思考 金鱼法的小结 采用金鱼法 将思维惯性带来的想法重新定位和思考有助于将幻想式的解决构想转变成切实可行的构想 九屏幕法 IFR法 小人法 金鱼法 STC算子 TRIZ中的创新思维方法 STC算子 什么是STC算子 尺寸 S 时间 T 成本 C 算子 它是将尺寸 时间和成本因素进行一系列变化的思维试验STC算子的目的 克服因思维惯性产生的障碍迅速发现对研究对象最初认识的不准确和误差重新认识研究对象 STC算子 STC算子的分析过程明确研究对象现有的尺寸 时间和成本想象对象的尺寸无穷大 S 无穷小 S 0 想象过程的时间或对象运动的速度无穷大 T 无穷小 T 0 想象成本 允许的支出 无穷大 C 无穷小 C 0 Tips 每个想象试验要分步递增 递减 直到进行到物体新的特性出现不可以还没有完成所有想象试验 担心系统变的复杂而提前中止使用成效取决于主观想象力 问题特点等情况不要在试验的过程中尝试猜测问题最终的答案 房子居住 进而温暖 舒适尺寸 建造时间 存在的时间 造价 STC算子实例 STC算子实例 通红的玻璃被放在传送带运输 STC分析 轴尺寸时间成本 尺寸 轴的直径小头发丝1 1000最小 气体原子固体原子液体原子液体原子要求容易溶化的物质极高的沸点比玻璃密度大 2 5g cm3 STC算子实例 条件熔点200 300沸点不低于1500密度5 0 6 0g cm寻找这样材料 除了稀有金属 剩下的就是铋 铅 锡 STC算子实例 结论 用一个长长的 装有溶化的锡的托盘而不用传送带 原子代替细轴 STC算子实例 船和海锚最初状况 海锚对船只的停靠 风浪中的航行安全起到保障的作用问题 对于巨型船只 海锚并不是很可靠分析