triz理论讲解分析课件

1TRIZ理论1.TRIZ发展背景2.何谓TRIZ？3.TRI的Z演进4发.明的五层级目录(1/2)25.科技系统演化的九大定律6.TRIZ

如何运作？7.技术矛盾/实体矛盾8.物质─场理论基本概念3目录(2/2)1.TRIZ发展背景4TRIZ发展背景

TRIZ

(Teoria

ResheniaIsobretatelnych

Zadatch)理论是TIPS

(Theory

of

Inventive

Problem

Solving)之俄文同义字。由俄国学者

Genrich

Altshuller

及其研究团队自

1946

年开始所发展出的一套系统化创

新理论。5(1926年生苏/联)1940(14岁第)一项发明(underwater

breathing

device)1946(20岁)进入苏联海军专利局—

开发TRIZ理论

Genrich

Altshuller根里奇·阿奇舒勒GenrichAltshuller6TRIZ

理论之基本假设是相信在创新

发明的世代演变中，必然存在着固定之创新法则可供依寻

，若此创新法则能被

发现并予以整理归纳，它将有利于对创新过程发展的预测

。TRIZ理论自1946至1985

持续发展的50

年中，GenrichAltshuller及其研究团队研究了超过40

万件的专利产品，藉由分析专利产品的

特性与归纳创新的层级类别，尝试找出

存在之固定法则。7在90

年代随着苏联瓦解后该理论才广为西方国家所知，后遂成为国际间系统化创新之理论科学，各

国学者也相继致力于理论架构的加

强与应用的延伸。8小企业与各个不同的应用层面，而以此作为创新的解决方案或未来科

技趋势的决策指标；公司企业如Ford,

Motorola,

3M,

Siemens,Phillips,

LG

等皆利用TRIZ

理论来作为科技创新的分析工具，同时

为企业加速创新的脚步。如今TRIZ理论之应用遍及各大92.何谓TRIZ？10何谓TRIZ？发明问题解决理论/创新发(明性问)题解决方法

矛盾创意思考突破法

这样的理论可能存在吗？发明本身不就是一种创新的过程吗？发明不再是神秘的、多变的、随机的

和高度依赖于个人与生俱来的特质吗？发明问题正如同其他工程类问题，是可经由编码、分类及方法化等方式解决。11创新发明是人类智力产品，创新过程

可采用心理学技术改进经由实际的专利分析经验得到了发明

问题的解决答案

，归纳出专利发明的

共同性、重复性和创新发明性思维的

逻辑何谓TRIZ？123.TRI的Z演进13★1946~1980-理论形成1.透过大量专利与文献的研究，开发TRIZ理论2.1980于俄罗斯召开全世界第一届TRIZ专家大会TRIZ的演进14★1981~1986国-内推展1.1982-Boris

Zlotin

&

Alla

Zusman创办Kishinev学校2.专门教授TRIZ方法学，并为工业企业提供咨询服务3.培养6000多名学生、解决或简化4000多个技术问

题4开.发解决科学问题确&定故障和潜在故障原因的

方法学5.出版9本着作(3本与Altshuller合著)

，发表文章

6.为各个不同的技术层面制定教育训练计划

15TRIZ的演进TRIZ的演进

★1987~1991-投入商业用途1.政治改革-允许TRIZ投入商业用途2.1989-传统缺点使其计算机化过程变得非常

困难3开.发综合工具，发明问题解决流程(Ideation-TRIZ

：I-TRIZ的)IWB(Innovation

WorkBench)软件16TRIZ的演进

★

1992~扩展至全世界1.成立Ideation国际咨询公司-建立教育计划及持续开发2.各国引进-透过大量学习方式提升企业内部研发人员3.与其他工具整合…Six

Sigma

、QFD

、Taguchi

Methods

、QC

Story

、

TQC17TRIZ的缺点

1.不精确性(未系统化规则与算法)

2.独立开发工具(无综合系统)3.无明确建议使用的工具4.无支持发明问题解决过程的所有阶段184发.明的五层级19根据Shulyak

(1998)对TRIZ

理论的介绍，Genrich

Altshuller在研究中发现并非所有的创新发明都具相同的演化过程，且依创新元素来源的不同可以将其分为五类创新层级：创新层级的定义(1/8)

20

创新层级1

：系统在该相关领域的知识累积下，系统元件与系统本身简单的改善与演化。创新层级的定义(2/8)

21创新层级1

液态氧→熔炉传输管→绝缘层厚度22 創新層級2

：系统的演化过程经历过对于技术矛盾(technicalcontradiction)问题的解决，而其创新元素可能源于该领域的其它技

术知识与思考的加入。创新层级的定义(3/8)

23銲接的护面具加入抗光镜片→能见度提升→效率提升创新层级2

24 創新層級3

：系统的演化过程经历过对于系统元素实体矛盾(physical

contradiction)问题的解决，而其创新元素可能源于其它

领域的技术知识与思考的加入。创新层级的定义(4/8)

25自动传输系统导入设计创新层级326

创新层级4

：崭新技术的产生以致突破系统既有的开发瓶颈，而此层

级所需要的创新元素可能源于其他科学知识与思考的加入。创新层级的定义(5/8)

27创新层级4

热记忆材料

磁性+液压系统→航海喷射引擎28创新层级的定义(6/8)

創新層級5

：新材料的发现或新科技的发明以致产生再次创新的动力。29创新层级5

飞机、液晶电视

、计算机iPad30加入，只能算是对于原有的系统流程

进行改善；创新层级2

与创新层级3

则因解决了技术与实体上的矛盾造就

了系统创新；创新层级4则因为新技

术的加入而产生创新，在此层级中可

能并未解决已存在之系统瓶颈问题，

而是利用新的技术架构取代了原有的系统；创新层级5则因为新材料的发

现或新科技的发明让科技系统再向前

迈进。创新层级的定义(7/8)

是故

，创新层级1

并未有创新元素的31重型机械震动过大→加吸震垫（L1）

→反震动（L3）→

空气磁浮（L4）32统计有77的%发明专利属于创新层

级1

与创新层级2

，而此说明其中

仍然存在着创新进步的空间，且Genrich更结论若利用TRIZ理论于

创新问题的解决，则将能使创新的等级具效率地提升至创新层级3

，

甚至是创新层级4

。创新层级的定义(8/8)

Genrich

Altshuller

在研究中33专门领域内大家所熟知的解

决方法层级1

：标准化层级2

：改良化现有系统之改良从同业中学到的方法层级3

：模式内创新现有系统之大幅改善参考其他领域之方法层级4

：模式外创新新一代系统之创新「属于科学层次，非仅技术

层次」层级5

：新发现全新系统之先趋发明重大发明或新科学理论34TRIZ─创新层级5.科技系统演化的九大定律355.科技系统演化九大定律(1/2)1.系统组件的完整性定律—基本部份必须完备动力/能源提供系统、

运行系统、传输组件、控制组件2.系统能源传导率持续提升定律—转移形式的选择是许多发明的核心问题3.律动协调性定律—组件频率与共振频率的谐调性365.科技系统演化九大定律(2/2)4.理想度持续提升定律—I(ideality)=ΣUi(有用效)/ΣHj(有害效

果)5.组件(子系统)非齐一性发展定律6转.变到超系统定律—演化到一个新的性质和层次7.从宏观层面转变到微观层面定律8.增加「物质-场」应用定律9动.态性增加定律—固定到可调整

376.TRIZ

如何运作？38抽象解答(通解)x=2

〔

-b±√

b2+4ac〕a─

6.1思考逻辑(1/3)2.对解决问题过程的反思问题空间特定解x=-1,-2/3抽＝象化

有效归纳特定问题

3x2+5x+2=0抽象问题(方程式)

Ax2+bx+c=01.一元二次方程式求解对应映↓射问题解决方案

空间运算

子试误

法

1

进行39

6.1思考逻辑(2/3)特定问题的解决

方法特定的发明问

题抽象化问题解决流程抽象的解决方法创造力

不发散多变性抽象的发明问题运算子

集合非单一试误法专属化抽象化402.对解决问题过程的反思「把特定问题进行抽象化」、「有效归纳」3.抽象化解决问题的原则把问题抽象化(进行归类)→得出通用解决

方法(运算子)→归类与运算子的集合构成谘询理论→针对具体问题进行专属化4.应用到发明问题理论架构：分类制度→确认运算子

6.1思考逻辑(3/3)416.2技术矛盾与矛盾矩阵

在先前「创新层级」所提到的因矛

盾问题的解决，致使系统能更具效率

而达到创新。而在此所谓之「矛盾问

题」即产生于当我们尝试改变系统中

的某个参数、或欲突显系统中某种特性时，却可能因此造成其他元件效能

的降低，此时便成为系统演化过程中

的障碍。42A↑

B↓-参数A改善-参数B恶化例-如：强度与重量

可靠度与成本●一般工程解法：妥协的设计-在TRIZ中不被视为创新发明●超越技术矛盾之创新

同时优化A及B6.2.1

技术矛盾

发明问题解决系统—技术矛盾●解决发明问题时，

列出矛盾的能力是很重要的●TRIZ提供解决矛盾的系统化工具

以显著的减少它们所带来的压力技术矛盾：诸如重量、大小、颜色、

速度、硬度等皆属于系统中的技术矛盾

参数，这些参数描述了系统的状态。例

如当欲增加飞机的飞行速度时，随即想

到可藉由加大引擎的动力，然而加大引

擎的动力却可能因此增加对引擎室空间

大小的要求，而引擎室空间大小的增加又会造成重量增加的问题，而重量的增

加又因此拖慢了飞行速度；因此「动力」

与「重量」遂成为该系统中的技术矛盾。44在「40创新法则」中所列举出的创新法则为解决系统技术矛盾问题的建议解决方向。其运

算方法常与TRIZ另一方法工具「矛盾矩阵图」

(contradiction

matrix

)一起使用

。其中的39

特征参数为归纳之系统冲突矛盾特征，在矛盾

矩阵的左方由上至下为欲改善之系统特性，矩阵上方由左至右则为系统可能因此恶化之矛盾

特性，而中间矩阵方格内的数字则为创新法则；因此藉由分析系统的冲突，从矛盾矩阵可以找

到相对应之潜在创新方向。4创0新法则45归纳39个工程参数1.移动物体的重量2.静止物体的重量3.移动物体的长度4.静止物体的长度5.移动物体的面积6.静止物体的面积7.移动物体的体积8.静止物体的体积9.速度10.力11.应力或压力12.形状13.物体组成成份的稳定度14强.度15.移动物体的耐力度

16.静止物体的耐力度17.温度18.亮度19.移动物体所需的能量

20.静止物体所需的能量

21.功率22.能量的耗损23.物质的耗损24.信息的遗失25时.间的浪费26.物质的数量27.可靠度28.量测精准度29.制造精准度30.会引响系统的有害因素

31.系统产生副作用32.容易制造33.容易操作使用34.容易维修35.适应度36.系统复杂度37.控制的复杂度38.自动化程度39.生产力矛盾矩阵与创新发明原则1.分割原理2.分离原理(分离,

恢复,

移

除)3改.进局部性质原理4.非对称性原理5.合并原理6.万用性原理7.套叠结构原理8.平衡力原理9.事先的反向作用原理10.预先行动原理11.预先防范原理12.等位能原理13.反向操作原理14.球面化原理15.动态化原理16.部份或过度动作原理17转.换到另一个维度原理

18.震动原理19.过期性作用原理20.连续的有用作用原理

21.快速原理22改.变有害成为有用原理

23.反馈原理24.中介物质原理25.自助原理26.复制原理27.可抛弃原理28.取代机械系统原理29.气动或液压原理30弹.性膜与薄膜原理31.孔隙物质原理32改.变颜色原理

33.均质原理34.抛弃与再生元件原理

35.性质转变原理36.相变化原理37.热膨胀原理38.加速氧化原理39.钝性环境原理40.复合材料原理4创0造发明原则(运算子)离心调速器48直升机「旋转球」内的「离心调速器」功能：控制机翼之转速。

『重量』会影响直升机的速度；所以，能减少「旋转球」的『重量』(↓)则「直升机的速度」(增加

+)

，但会减少离心力而影响调速器效能

。49因此，

『重量』与『离心力』形成了技术予盾。

I=1(移动物件的重量)

及第10行(j=10

力)将找到原则8

：平衡力将「旋转球」换成

螺『旋桨』，螺『旋桨』可提供一个与角度成正比的

上升力。故，可减少直升机的重量却没有影响

「离心调速器」的効力

。50Howto

use

TRIZ？解决方法建议：

15

、10

、2

、13

15─动态化原理10

─预先行动原理2

─分离原理(分离,

恢复,

移除)13

─反向操作原理案例改善项目：Shoe

sole专利编号：US6730379i改(善的特征)

：易调整/提高强度/普遍性…→(35)适应性j(避免恶化的结果)

：泄漏/磨损/浪费/耐磨…→(23)物质的耗损51原则属性1.分割把一个物体分成几个独立的部份把物体变成可组成的形成增加物体的分割程度2.抽取从一个部体上移除(去除或分割)造成「危害」的零件或属性

从物体中抽取有用的部份3.局部特性从同一类物体、外部环境或作用的结构，变换到不同结构的物体、

外部环境或作用的结构让物体不同的部份执行不同的功能把物体的每个部份都置于最利于其发挥4.不对称用不对称形状代替对称形状如果一个部体已经不对称了，就增加其不对称的程度5.结合同质的物体或产生连续作业的物体在空间上加以结合同质的或连续的作业在时间上加以结合发明原则(工程属性与管理属性通用)52原则属性6.多功能使物体具有多重功能，以消除对其他物体的需求7.套叠把物体放在其他物体之内一个物体可通过另一个物体的孔洞8.平衡力为了抵消物体本身的重量，可以结合另一个能提供举升力的物体为了抵消物体本身的重量，可以利用外部环境的作用力(如空气动力

学或流体力学)9.预先

的反作用力先施加反作用力如果一个物体将受到张力，事先给予反张力10.预先

动作事先完成全部或部份的需要动作把物体预先调整在一个合适的条件下以让其能及时地发挥预期的作用11.事先缓和为降低物体低可靠度的影响，可事先采取对策53发明原则(工程属性与管理属性通用)原则属性12.等位性改变物体的工作状态以使物体不需要被举升或降低13.反向

操作对于一些特定问题的处理方法，可以用反向方式来操作使物体可移动的部分改变为固定式的，把固定式的部分变可为活动

的(物体的外在环境亦然)让物体上下颠倒14.曲率化使用曲线或曲面替换直线或平面，亦可使用球体替代立方体

使用圆柱体、球体或螺旋体使用旋转运动来代替直线运动，亦可利用离心力15动.态化在物体运行的每个阶段中让物体或其环境自动调整到最佳的状态

把物体分成几个元素，使各元素间可以相互转换将固定的物体设计成可动或可被更换的型式16.局部或过度

的动作如果不能达到百分之百的理想效果，做得多一点或少一点，可以大

大简化问题54发明原则(工程属性与管理属性通用)发明原则(工程属性与管理属性通用)原则属性17.移到新的次

元将一维的移动方式改变成二维，改变二维方式为三维以多层的组合代替单层的组合倾斜物体或把物体翻转到一侧将影像投射到物体的临近区域或是反面的区域18.机械振动让物体振动起来有振动存在的物体，就加大振动频率，甚至用超音波利用共振用压电振动代替机械振动结合使用超音波和电磁场振荡19.周期

性动作以周期性的动或脉冲取代连续动作如果动作已经是周期性，就改变其频率利用两个脉冲间空档提供额外的动作20.有效

动作的

连续性在一个动作的完成过程中不要中断该物件里的所有零件必须全速且不间断的运转消除所有闲置、间歇的动作以回转的动作来取代来回动作55发明原则(工程属性与管理属性通用)原则属性21.急速通过以高速完成有害或危险的动作22.把有

害因素

变为有

利因素利用有害因素或是效应，尤其是环境上的)以获得正面的效应

通过混合其他不利的因素来去除原有的有害因素增加有害因素的数量或增加有害动作的程度，直到它停止造成伤害23.反馈采用反馈系统如果反馈已经存在，则改变其作用大小和方向24.中介物利用中介(媒介)物质来转变或者执行一个动作使用一个容易被移除的物件与原物件作暂时性的接合25.自助物体本身必须自助和执行补充、修复的作业利用废弃物和剩余能源26.复制用简单便宜的复制体来代替复杂、昂贵、易坏或使用不便的物体以光学复制品或光学影像代替一个部体或系统，一个尺度能被用来梭小或放大影像使用红外线或紫外线复制取代可见光的复制56发明原则(工程属性与管理属性通用)原则属性27.用便宜、寿命短的物体替换昂贵、寿命

长的物体用便宜、可丢弃的物体替换昂贵的物体28.替换机械系

统用声学、光学、热能、嗅觉系统取代机械系统用电场、磁场或电磁场与物体相互作用替换作用场29.气压或液压结构用气体或液体替换物体的固体物件─此物件可以利用气体或液

体作为膨胀或是缓冲之用30弹.性膜或薄膜用弹性膜或薄膜来替代传统结构用弹性膜或薄膜把物体从其环境中隔离31.使用多孔材料使物体多孔化或在其表面、内部等区域使用多孔材料/元件

如果物体已经是多孔的，则预先将一些有用物质填充于孔隙

内32.变换颜色改变物体或其周遭环境的颜色

、透明度

、加入有色材料57以

便观察

、使用荧光追踪剂原则属性33.同质性与主物质会相互作用的其他物质，必须使用与主物件相同或(相似

性质的)材料制程34.抛弃及再生零件当物体达成其功能或变得无用时，就抛弃它或修正其性质(如抛弃

分解或使其消散)直接复原已耗尽的零件或物体35.物理和化学状态的转化改变物体的物理状态、密度、弹性、温度及浓度36.相变

(状态变换)利用相变化所产生的现象，如改变体积的过程中会散热或吸热37.热膨胀利用加热使材料膨胀或收缩利用各种不同热膨胀系数的材料发明原则(工程属性与管理属性通用)58原则属性38.运用强

氧化剂使用加浓空气来替换普通空气用纯氧替换加浓空气在空气中或是纯氧环境中使用离子放射使用氧离子39.惰性环境用惰性环境来替换普通环境在真空中进行处理40.复合材料用复合材料来替换单一材料发明原则(工程属性与管理属性通用)597.物理矛盾60数

每个技术矛盾中至少可辨认出一个物理矛盾

例如：为改善强度(A)而增加厚度(C)

，却造成重量增加(B)解决方案(运算子)

:分离原则A

技术矛盾

B

C控制参C应该高也应该低C应该存在也不应该存在解决方案(运算子)

：分离原则物理矛盾61系统级别分离

自行车鍊时间分离西伯利亚的打桩机空间分离金属镀膜物理矛盾之分离原则8.物质─场理论(Su-Field)基本概念631.每一个技术系统都可以分解为两个「物体」或者「物质」(S1&S2)系统的2

部份、系统本身和它的产品(作用的东

西)

、系统所处的环境。2.物质间通过一