发明问题解决理论课件

发明问题解决理论（TRIZ ）第一讲主要内容1.1创造发明方法1.1.1试错法1.1.2头脑风暴法1.1.3惯性思维1.1.4创造发明方法1.2发明问题解决理论(TRIZ)1.2.1TRIZ理论体系1.2.2TRIZ理论中发明问题解决路径1.2.3TRIZ理论核心思想1.2.4TRIZ理论中发明的五个等级1.2.5国内外TRIZ理论研究和应用概况.

自主创新,方法必行纵观当代企业,唯有不断创新,才能在竞争中占据主动,立于不败之地.早在上个世纪美国企业家李.艾柯卡就企业创新的意义讲过一句名言:不创新,就死亡.自主创新,方法必行.科技部的一项研究结果表明,众多的诺贝尔获奖者的成功途径,一靠科学发现;二靠科学仪器;三靠科学方法.其科学方法的核心是创新方法.主要内容1.1创造发明方法1.1.1试错法1.1.2头脑风暴法1.1.3惯性思维1.1.4创造发明方法1.1创造发明方法

发明和创造决定了人类文明的发展速度和水平。1.1创造发明方法

采集和保存火种是人类最早的发明，它是人类文明进程的开始。

1.1创造发明方法

耕作的工具、火药、文字、造纸、印刷机、蒸汽机、汽车的发明，使人类进入工业文明。1.1创造发明方法发明和创造也让人类获得了第二个人造世界——新的物质世界。水能、风能、太阳能的开发和应用，就是最好的说明。1.1创造发明方法

创造

是指第一次提出、造出的东西，是第一次产生崭新的物质成果或精神成果的行为。它给人们带来的是新奇或者方便。

[创造是指将两个以上概念或事物按一定方式联系起来，以达到某种目的行为。创造的本质在于甄选！甄选出真正有建设性的联系（事物或概念之间的联系）]

1.1创造发明方法

发明创造人人都能做

人们历来都重视发明的结果，却忽视了对发明本身的研究，这使人们对发明创造看的比较深奥，以为只有少数人才能搞发明创造。

发明创造人人都能搞、人人都能做，关键在于对生产、生活、以及身边事物是否留心和细心观察、分析。

1.1创造发明方法

发明与创造有大有小，小发明与大发明大发现和自己的知识面或知识层次有一定关系，小发明人人都能搞，种类可以非常多，而大发明如宇宙航行、高能物理技术与基础科学研究，则要求有相应的知识才能从事相应的研究。

1.1创造发明方法

发明与创造有成功也有失败，首先以知识为基础，其次从失败中吸取经验与教训，发明与创造不是照抄照般，而是根据自己学到的知识灵活运用，独立思考并付诸实施的过程。

1.1创造发明方法

发明与创造是永远革新的永远前进、不因循守旧的，这是古今中外发明家与学者们的共同风格。发明创造过程中无不经过曲折的道路，但只要是有实事求是的科学态度严谨的科学作风，百折不挠的科学精神并勇于实践就一定会取得成功。

我们能创新吗？创新是人人都有的一种能力人的创新能力在12~14岁达到顶峰，因受应试教育的摧残，后天被逐渐埋没创新是可以激发和提升的一种能力创新活动具有其方法、手段和规律性产品设计本身即为创新1.1创造发明方法主要内容1.1创造发明方法1.1.1试错法1.1.2头脑风暴法1.1.3惯性思维1.1.4创造发明方法

这是最原始的问题求解的方法，也是历史上技术创造的第一种方法。

人们遇到各种复杂问题，总是不断思考寻找解决办法，不断选择各种方案，不断尝试，直到最终找到解决办法。这就是试错法。

1.1.1试错法1.1.1试错法

发明史表明:最简单的任务需要几十次试验，复杂的任务则需要几十万次。试错法在尝试10种、20种方案时是非常有效的，而在解决较复杂任务时，则会浪费大量的精力和时间如：电灯(6000次失败)蓄电池(50000次失败)搪瓷(一生的心血)海飞丝(加拿大，约1500次失败)……

主要内容1.1创造发明方法1.1.1试错法1.1.2头脑风暴法1.1.3惯性思维1.1.4创造发明方法1.1.2头脑风暴法

头脑风暴法也称智力激励法，属于一种专门的心理方法，能避免思维惯性。

“Brainstorming（头脑风暴）”1.1.2头脑风暴法鱼雷1.1.2头脑风暴法多种形式的“头脑风暴法”：

—个体式

—群体式

—反式

—成对式

—双级评价式

—可补充集合想法的“想法大会”。

头脑风暴法的主要优点:运用用途广泛,易于掌握花费时间少.头脑风暴法的主要缺点:定向研究目标尚不太明确,哪里应达到的研究区域不明确,最佳发挥小组的协作作用有困难,在传递方式方法上缺乏实践经验.1.1.2头脑风暴法1.1.3思维惯性

考考你：

“日”字加一笔可以成为什么字？

（请说出别人想不到的答案，越多越好）以下字不算：田、白、旦、旧、甲、申、由、电、目主要内容1.1创造发明方法1.1.1试错法1.1.2头脑风暴法1.1.3思维惯性1.1.4创造发明方法

左边的正方形分成了四个部分A,B,C&D.A,B&C的¼的部分被涂成阴影ABCD1.将‘A’中未被阴影的部分平分成形状相同且面积相等的两部分。2.将‘B’中未被阴影的部分平分成形状相同且面积相等的三部分。将‘C’中未被阴影的部分平分成形状相同且面积相等的四部分。4.将‘D’中未被阴影的部分平分成形状相同且面积相等的七部分。这个问题的世界记录是七秒钟

这个游戏说明的是思维惯性的问题，创新的首要任务就是要克服思维惯性。创新思维的主要障碍—思维惯性思维惯性也叫思维定势，是指过去思维对当前思维的影响。人们把平时学习和实践中获得的知识、经验、观念和方法等要素进行积淀，并固定于大脑中，就构成了一定的思维方式。久而久之，在思维过程中就形成了固定的认识问题、分析问题和解决问题的模式，很难改变而成为定势。思维惯性的正面作用：是人们能够驾轻就熟而迅速的解决相似的问题。思维惯性的负面作用：在创新活动中，它是影响创新思维的主要思维障碍。1.1.3思维惯性

创新思维及其训练刻意求异积极联想横向思考反向求索钟情假如尽情发散突破惯性思维的方法头脑风暴法九屏幕法STC尺子-时间-成本算子小人法金鱼法主要内容1.1创造发明方法1.1.1试错法1.1.2头脑风暴法1.1.3惯性思维1.1.4创造发明方法1.1.4创造发明方法

根据有关资料统计表明，从20世纪30年代奥斯本创立第一种创造技法——头脑风暴法以来，全世界已涌现出有案可稽的创造技法500余种。

《1》偶然发现法《2》联想法《3》挖掘潜力法《4》移植发明法《5》逆向思维法《6》希望列举法《7》缺点列举法《8》适应需要发明法《9》触类旁通法《10》分析借鉴法《11》扩展用途法《12》反面求索法。

1.1.4创造发明方法1、偶然发现法

在日常生活中常常出现一些偶然的现象我们要抓住它的特点想一想它的道理要是清楚他的道理往往可以搞出一些发明来。

一些发明或许就是偶然的发现，如果不去思考，

偶然的发现就会滑过去，什么结果也没有，现实生活中的所有现象都有它的道理，偶然出现的事物也有它的道理，只是我们不注意罢了。可是我们抓住不放

，那就可以通过它发现一些道理搞出一些发明来。

1.1.4创造发明方法例1：压力锅(研究蒸汽锅炉的研究时引发烹饪用压力锅的发明,帕平，1679)例2:糖精(随意地尝一种跟甲苯有关的煤焦油物质时竟然发现有甜味，法尔贝里，1879)例3：可口可乐（错配“古柯柯拉”产生，约翰·潘伯顿，1886)例4：救命领带（911带来的发明）1.1.4创造发明方法2、移植发明法

移植发明法也可称转移发明法，就是把已知的原理或熟悉的部件，运用到新的发明上来，这种技术上的移植，是发明创造的一条重要途径，而且往往是一条捷径。

比如说汽车是现有的太阳能电池是原有的，那么把太阳能电池运用到汽车上即车即成为太阳能汽车。这即是成功的事例。电影机的成功是直接采用了缝纫机

的工作原理。

1.1.4创造发明方法3、逆向思考法

搞发明思路要灵活，左思右想找不到出路时倒过来即是很好的办法，到过来想，用走迷宫来说明最清楚，一般人是从如口进入开始，最后到出。这样做有时很不顺利，倒过来的想法，即是逆想思考法。比如快速夹紧台钳就是发现普通台钳夹紧速度太慢，所以从快速夹紧方面考虑终于成功。另如一个灯光照射不到的地方还需要光源，可手头又没有电料或来不及安装灯线，而最终目的是照亮这一块地方，那么找一块镜子即可解决这个问题。

1.1.4创造发明方法4、希望列举法

对于身边许多事，可能都有一些希望当这些希望得到实施以后，发明也就成功了，着也是搞发明的思考方法。用学过的知识和前人的经验提出切实可行的办法来，这种方法和缺点列举法一样，也是选择发明题目的一种简便有效的办法。我们在黑暗中摸索插座很不方便如果有一种带微光灯的插座，就解决了上述问题，它的实施过程即是发明。

1.1.4创造发明方法5、缺点列举法

发明的题目从何而来？

有个重要的方法，就是看身边使用的东西，有什么不方便，不顺当，不如意的地方。有很多东西，当你看惯了，就会认为没有什么值得改进和发明，可是你用新的眼光去看它，同一个事物，就会有不同的看法。首先看它是否有什么缺点，如何克服，克服的过程既是发明的过程。这样就很容易找到发明的题目，经过改进，缺点克服了新的产品出来了新的发明成功了。

1.1.4创造发明方法6、适应需要发明法

了解我们身边有什么需要，也是我们寻找发明目标的重要途径，经过仔细观察，充分调研，抓住生活、工作、学习中的某些需要，下工夫进行研究，就能创造出受人欢迎的产品。

海边游泳后休息时如果有一个枕头是最好的事，充气枕、充气床应运而生。1.1.4创造发明方法7、触类旁通法

把这一个换成那一个如何？提出疑问再搞发明时极为有用，在实际生活中，当你碰到困难时寻找“代用品”这一思路往往能使你摆脱困境，取得成功。

比如黑耳栽培，木耳本来生长在死椴木树干上，后来人们在椴木段上栽培成功，有些地区缺乏木材，有人研究用锯末栽培取得成功，有些地区锯末缺乏又研究用作物秸杆又取得成功。经实验都是可行的。

1.1.4创造发明方法8、分析借鉴法

分析一些发明的诞生过程，大致分为三个阶段，首先对周围事物进行仔细观察，其次，从中找出可贵的某些特征，最后将此特性运用于自己研究的事物之中，这种方法产生的发明也是屡见不鲜。

创造学技法逻辑思维非逻辑思维科学推理型

演绎法

归纳法

类比法

自然现象和科学原理探索法

等价变换法

KJ法

类推法

组合法

分解法

形态分析法

信息交合法

横向思考法

奥斯本检核表法

5W1H法

和田法

智力激励法（头脑风暴法）

联想法

逆向构思法

形象思维法

灵感启示法

大胆设想法

特性列举法

缺点列举法

希望点列举法技法原理具体技法名称主要思维形式组合型形象思维型列举型有序思维型联想型60传统创新方法的利与弊利：易于掌握、易于推广、易于普及，能产生大量创新设想，不宜全盘抛弃。弊：命中率低，速度慢，难以解决复杂的技术问题。主要内容1.2发明问题解决理论(TRIZ)1.2.1TRIZ理论体系1.2.2TRIZ理论中发明问题解决路径1.2.3TRIZ理论核心思想1.2.4TRIZ理论中发明的五个等级1.2.5国内外TRIZ理论研究和应用概况1.2发明问题解决理论（TRIZ）

TRIZ理论是这样一种创新方法：

它使创新思维从发散走向收敛；它利用创新的规律，使创新走出了盲目的、高成本的试错和灵光一现式的偶然。1.2发明问题解决理论（TRIZ）

TRIZ的含义是发明问题解决理论，是原俄文字母的缩写转换成拉丁字母。T：Теория（T→Т）R：Решения（Р→R）I：Изобретательских（И→I）Z：Задач（З→Z）主要内容1.2发明问题解决理论(TRIZ)1.2.1TRIZ理论体系1.2.2TRIZ理论中发明问题解决路径1.2.3TRIZ理论核心思想1.2.4TRIZ理论中发明的五个等级1.2.5国内外TRIZ理论研究和应用概况1.2.1TRIZ理论体系前苏联发明家阿奇舒勒认为，创新是有规律的，创新是可以设计的，并提出了发明问题解决理论，即TRIZ理论。TRIZ

由阿奇舒勒（G.

S.

Altshuller）在1946

年创立，动用了1500

人年的工作量，根据对世界各国250

万份高水平发明专利的系统分析，提出了一套具有完整理论体系的创新方法。1.2.1TRIZ理论体系

基础：自然科学包括基础知识，专业知识和交叉知识支柱：科学理论包括系统科学、思维科学指导：哲学的辩证法、系统论和认识论理论基础：技术系统进化法4大基本概念：技术系统/技术过程、矛盾、资源和理想化4个分析工具：功能分析、物-场模型、矛盾分析和资源分析

1.2.1TRIZ理论体系一般性标准的发明问题：运用发明问题标准解法、效应知识库、技术矛盾创新原理和物理矛盾分离方法四大有效工具求解。对非标准问题：运用发明问题解决算法（ARIZ）工具求解。

将一个复杂的、不确定因素丛生的解题过程，转化成为一门精确的科学运作过程。1.2.1TRIZ理论体系这一理论体系是以辩证法,系统论和认识论为哲学指导,以自然科学,系统科学和思维科学的分析和研究成果为根基和支柱,以技术系统进化法则为理论基础,以技术系统(如产品)或技术过程(如工艺流程),(技术系统进化过程中产生的)矛盾,(解决矛盾所用的)资源,(技术系统的进化方向)理想化为四大基本概念,包括解决工程矛盾问题和复杂发明问题所需各种分析方法,解题工具和算法流程.主要内容1.2发明问题解决理论(TRIZ)1.2.1TRIZ理论体系1.2.2TRIZ理论中发明问题解决路径1.2.3TRIZ理论核心思想1.2.4TRIZ理论中发明的五个等级1.2.5国内外TRIZ理论研究和应用概况1.2.2TRIZ理论中发明问题解决路径发现问题找出解决问题的方法解决问题方案优点1、高度有效的解题方法，能为完成预定目标节省大量时间、人力和物力；2、通过反复描述和实践，可以获得清晰的解；3、能科学地运用标准解和其他行业的以及全人类的知识和资源，加速创新过程。

缺点1、学习相对地会比较困难些；2、由于以往出版著作的不恰当描述构成的技术误导。

注意事项1、解决非标准问题是无可替代的；2、解决标准问题是非常高效的；3、计算机软件的有效保证作用。

基本原理已有专利的分析、归纳和提炼；技术系统进化法则；理想化。

求解工具物理矛盾分离方法；创新原理与矛盾矩阵；标准解；效应知识库。解题流程ARIZ解决发明问题程序分析工具：需求、功能分析；技术冲突与矛盾分析；资源分析；物-场模型分析。思维方法：逻辑思维、幻想、想象和灵活性TRIZ方法——由阿奇舒勒创立的解决发明问题理论5-21.2.2TRIZ理论中发明问题解决路径简要地说

就是当发明问题产生时，首先对照技术系统进化法则确定其所处的发展阶段，预测其未来发展方向，确定理想解。

1.2.2TRIZ理论中发明问题解决路径对该系统进行分析，利用功能分析、资源分析和矛盾分析等工具，将一般问题转化为TRIZ标准问题（确定技术矛盾），提取通用工程参数，查找矛盾矩阵表，运用40个发明原理求解；确定为物理矛盾的，运用分离原理配合40个发明原理求解；在矛盾表述不太清晰的情况下，运用物场分析工具，建立物场模型，通过76个发明问题标准解和效应知识库求解；复杂问题的求解路径是：对复杂问题通过发明问题解决程序（ARIZ）将复杂问题分步骤、逐渐分离出关键矛盾，然后参照一般问题解决路径求解。主要内容1.2发明问题解决理论(TRIZ)1.2.1TRIZ理论体系1.2.2TRIZ理论中发明问题解决路径1.2.3TRIZ理论核心思想1.2.4TRIZ理论中发明的五个等级1.2.5国内外TRIZ理论研究和应用概况1.2.3TRIZ理论核心思想TRIZ理论的核心思想：

首先，无论是一个简单产品还是复杂的技术系统，其核心技术的发展都是遵循着客观的规律发展演变的，即具有客观的进化规律和模式。其次，各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力。第三，技术系统发展的理想状态是用最少的资源实现最大数目的功能。主要内容1.2发明问题解决理论(TRIZ)1.2.1TRIZ理论体系1.2.2TRIZ理论中发明问题解决路径1.2.3TRIZ理论核心思想1.2.4TRIZ理论中发明的五个等级1.2.5国内外TRIZ理论研究和应用概况1.2.4TRIZ理论中发明的五个等级1.2.4TRIZ理论中发明的五个等级第1级是最小型发明。指那种在产品的单独组件中进行少量的变更，但这些变更不会影响产品系统的整体结构的情况。该类发明并不需要任何相邻领域的专门技术或知识。特定专业领域的任何专家，依靠个人专业知识基本都能做到该类创新。例如以厚度隔离减少热损失，以大卡车改善运输成本效率等。据统计大约有32％的发明专利属于第一级发明。1.2.4TRIZ理论中发明的五个等级第2级是小型发明。此时产品系统中的某个组件发生部分变化，改变的参数约数十个，即以定性方式改善产品。创新过程中利用本行业知识，通过与同类系统的类比即可找到创新方案，如中空的斧头柄可以储藏钉子等。约45％的发明专利属于此等级。

1.2.4TRIZ理论中发明的五个等级第3级是中型发明。产品系统中的几个组件可能出现全面变化，其中大概要有上百个变量加以改善，它需利用领域外的知识，但不需要借鉴其它学科的知识。此类的发明如原子笔、登山自行车、计算机鼠标等。约有19％的发明专利属于第三等级。1.2.4TRIZ理论中发明的五个等级第4级是大型发明。指创造新的事物，需要数千个甚至数万个变量加以改善的情境，它一般需引用新的科学知识而非利用科技信息，该类发明需要综合其它学科领域知识的启发方可找到解决方案。大约有4％的发明专利属于第四级发明，如内燃机、集成电路、个人电脑等。1.2.4TRIZ理论中发明的五个等级最高级是特大型发明，即第5级。主要指那些科学发现，一般是先有新的发现，建立新的知识，然后才有广泛的运用。大约有0.3％的发明专利属于第五级发明。如蒸汽发动机，飞机、激光等。1.2.4TRIZ理论中发明的五个等级

TRIZ理论中的发明问题解决工具，可以应用于不同等级的发明。

但其中第五级发明不是TRIZ理论所能解决的问题。主要内容1.2发明问题解决理论(TRIZ)1.2.1TRIZ理论体系1.2.2TRIZ理论中发明问题解决路径1.2.3TRIZ理论核心思想1.2.4TRIZ理论中发明的五个等级1.2.5国内外TRIZ理论研究和应用概况195019601970198019902000解决发明问题TRIZ软件(CAI)19401961首次出版书籍《如何学会发明》1959正式提出

ARIZ1946识别专利定义发明等级1956首次发表文章“发明创造心理学”和技术进化理论1969提出专利评价体系1993TRIZ传到美国并走向世界1977物-场分析效应知识库90年代初第二代程序软件198576个标准解ARIZ-851980第一个TRIZ软件问世21世纪初出现效应知识库等第三代软件1989成立俄罗斯

TRIZ协会1995完成增强型

ARIZTRIZ发展历程19794个分离原理TRIZ发展历程TRIZ发展历程

(1)1946～1956年(诞生期)。这一阶段开始研究隐藏在发明背后的规律，直至第一篇TRIZ论文发表。

(2)1956—1985年(发展期)。这——阶段解决发明问题规则系统的新版本发布，标志着TRIZ理论体系的建立与完善，它从苏联国内专家级研究应用走向教育普及。

TRIZ发展历程

(3)1985～1989年(成熟期)。这一阶段苏联成立TRIZ协会，开发出第一个TRIZ软件，开始研究TRIZ理论与其他理论方法的结合。(4)1989年，随着前苏联的解体，TRIZ理论开始走向世界。

TRIZ发展历程

(5)1993年，TRIZ理论正式进入美国；1999年，美国阿奇舒勒TRIZ研究院成立；2000年，欧洲TRIZ协会成立。伴随着TRIZ理论在欧美和亚洲大规模研究和应用的兴起，TRIZ理论的发展进入新的阶段。

TRIZ发展历程

(6)1999～2004年，欧美、日、韩的TRIZ理论从专家级研究应用发展到大规模行业应用，并走向教育普及，广泛吸收产品研发与创新的最新成果，试图建立基于TRIZ理论的技术创新理论体系。

TRIZ发展历程

(7)2004年，TRIZ国际认证进入中国，中国开始教育与行业应用探索。

进入21世纪，特别是最近几年，我国少数大学和企业的一些专家学者开始引进TRIZ理论，开展了相关的研究和应用工作，并发表了有关论文，编著了有关书籍。这方面工作走在前列的大学有河北工业大学、清华大学、复旦大学、上海交通大学等，企业有亿维讯科技有限公司、中兴通讯公司、UT斯达康通讯有限公司以及制造业方面的一些公司，如中国船舶、中国兵器、中国航天等。TRIZ发展历程

TRIZ理论与方法应用效果

TRIZ理论已在俄罗斯、美国、欧洲、日本、韩国等国家和地区受到高度重视，其研究与应用获得很大的普及和发展，大大提高了创新的效率，并且已为众多知名企业取得了显著的效益。

TRIZ发展历程

TRIZ理论与方法应