教学材料《创新》-第八章

第一节

ＴＲＩＺ概述

【案例８－１】俄罗斯套娃和乐扣饭盒风靡世界的发明俄罗斯套娃和乐扣饭盒，虽然在功能、形状、材料等方面大不相同，但如果我们从原理的角度进行分析，就会发现它们应用了相同的原理，即把一个物体嵌入另外一个物体，然后将这两个物体再嵌入第三个物体，以此类推。如果能有人能进行类似系统化的研究，将众多的最佳解决方法进行系统化的总结，

再将其转化成若干明确的“规则”，进而发展成具有完整“模型”的方法学作为指导实践的理论，岂不会使发明创造变得事半功倍?终于有人完成了这一创举，这个人就是苏联伟大的创造学家、发明家根里奇阿奇舒勒(ＧｅｎｒｉｃｈＳＡｌｔｓｈｕｌｌｅｒ)。下一页返回第一节

ＴＲＩＺ概述

在２０世纪中叶，阿奇舒勒和他的同事们在研究了来自世界各国的上百万个专利(其中包含二十多万个高水平发明专利)的基础上，提出了的一套体系相对完整的“发明问题解决理论”———ＴＲＩＺ，为学习如何发明、创造及实践应用提出了新的可能性。上一页返回第二节

ＴＲＩＺ的起源

一、ＴＲＩＺ的发展历程１９４６年，年仅２０岁的阿奇舒勒因出色的发明才能而成为苏联里海舰队专利部的一名专利审查员。从此开始，他有机会接触并对大量的专利进行分析研究，开始了对ＴＲＩＺ长达五十多年的研究。阿奇舒勒通过研究发现，发明是有一定规律的，即发明过程中应用的科学原理和法则是客观存在的，大量发明面临着相同的基本问题和矛盾。人们在不同的技术领域不断重复使用相同的技术发明原理和相应的问题解决方案。因此，如果能对已有的知识进行提炼、重组，并形成系统化的理论，就可以用来指导后来者的发明创造、创新和产品开发。下一页返回第二节

ＴＲＩＺ的起源

在此思想的指导下，阿奇舒勒带领苏联的专家们一起经过半个多世纪的探索，对数以百万计的专利文献和自然科学知识加以搜集、整理、研究、提炼，终于建立起了一整套体系化的、实用的解决发明问题的理论和方法体系，这就是ＴＲＩＺ。在当时，由于处于冷战时期，该理论未被西方国家所掌握。直至大批ＴＲＩＺ的研究人员在苏联解体后移居到欧美，ＴＲＩＺ才被系统地传入西方国家，在短时间内引起了学术界和企业界的广泛关注。特别是当ＴＲＩＺ传入美国后，学者们在密歇根州等地建立了ＴＲＩＺ研究咨询机构，继续进行深入研究，使ＴＲＩＺ得到了更加深入的应用和发展。上一页下一页返回第二节

ＴＲＩＺ的起源

二、ＴＲＩＺ在中国的发展２０世纪８０年代中期，我国的部分科技工作者和学者们开始学习和应用ＴＲＩＺ，并做了相关资料的翻译和技术跟踪工作。２０世纪９０年代中后期，我国部分高校开始跟踪、研究ＴＲＩＺ，在本科生和研究生课程中逐渐引入ＴＲＩＺ，并对其进行了持续的研究和应用。从２１世纪开始，ＴＲＩＺ的应用范围扩展至企业界。近年来，ＴＲＩＺ作为一种实用的创新方法学，其越来越受到企业界和科技界的青睐。２００４年，国际ＴＲＩＺ认证进入中国，中国的ＴＲＩＺ研究工作开始同国际接轨。２００７年，国家科学技术部从建设创新型国家的战略高度出发，提出大力开展技术创新方法工作，并和部分地方政府的科技厅展开了大范围的ＴＲＩＺ推广与普及活动，是中国为ＴＲＩＺ的发展做出新的重要贡献的标志。上一页下一页返回第二节

ＴＲＩＺ的起源

２００８年，国家科学技术部、教育部、发展和改革委员会、中国科学技术协会等部委、协会联合发布了«关于加强创新方法工作的若干意见»，明确了创新方法工作的指导思想、工作思路、重点任务及其保障措施等。到２０１３年，全国的６批共２８个省(区、市)开展了以ＴＲＩＺ理论体系为主的创新方法的推广应用工作。三、经典ＴＲＩＺ的内涵体系(一)技术系统进化法则(二)最终理想解(ＩＦＲ)(三)４０个发明原理(四)３９个工程参数和阿奇舒勒冲突矩阵上一页下一页返回第二节

ＴＲＩＺ的起源

(五)物理冲突和分离原理(六)物场分析模型(七)发明问题的标准解法(八)发明问题解决算法(ＡＲＩＺ)(九)科学效应和现象知识库经典ＴＲＩＺ所包含内容的经典描述如图８－１所示。上一页返回第三节

ＴＲＩＺ的核心思想

【案例８－２】干果去皮方法在脱除干果的果皮时，是将待去皮的干果置于高压环境中，使干果内部的压力升高，当干果内、外压力平衡后迅速去除干果外部的压力，使之达到常压，干果即由于内、外压力差而使果皮爆裂，达到去皮的目的。【案例８－３】钻石的切割方法钻石其实就是经过打磨的金刚石，其非常坚硬，常用于切割其他物品，那么金刚石自身该如何被切割呢?可以利用金刚石内部的细微裂纹，通过压力的突然改变，使金刚石按内部的裂纹裂开，便轻松完成了切割。下一页返回第三节

ＴＲＩＺ的核心思想

【案例８－４】管道内部过滤网的清洗方法管道过滤网的作用是过滤管内的杂质，保护阀门、水泵等设备的正常运转。但长期使用后，污物将牢固地聚集在过滤网的表面或网孔内，会严重影响过滤效果。过滤网的清洗十分困难，我们可以使管道内过滤网内表面和外表面形成压力差，当压力差达到预设值时，自清洗循环便启动，突然产生一股吸力强劲的反冲洗水将过滤网上的污物清洗干净，并直接排出。以上三个案例来自食品加工、工业等不同的领域，解决的是脱壳、切割和清洗三个不同的问题，但是，它们使用了同一个原理———“瞬间压力差”。上一页下一页返回第三节

ＴＲＩＺ的核心思想

我们可以用相同的原理去解决不同领域产生的不同问题。根据这一发现，阿奇舒勒决定从专利中寻找解决问题时潜在的、最常用的方法。基于这一思想，阿奇舒勒和他的团队对不同工程领域的专利进行了归纳、整理和总结，凝练出了专利中解决问题最常应用的一些方法和原理。因此，ＴＲＩＺ的第一个核心思想是:不同行业遇到的问题，可以采用相同的原理予以解决。在研究专利的过程中，阿奇舒勒还有另一个发现和想法:技术系统或产品的进化和发展不是随机的，而是遵循着一定的客观规律。也就是说，技术系统或产品改进和发展的过程是类似的，比如说功能会越来越丰富，自动化程度会越来越高等。正是因为产品发展的规律性的存在，所以各国的发明家往往在改进同一产品时，最终会得到相同的改进方案。上一页下一页返回第三节

ＴＲＩＺ的核心思想

于是阿奇舒勒将技术系统发展和进化过程中遵循的规律进行了归类，

总结出一条条的进化路线和进化法则，每条法则代表着技术系统在某一方面的发展趋势。根据这些进化法则，我们在设计产品时就可以预测产品今后的发展方向，并依据进化路线的提示去设计和改进产品。这里所提到的法则，在ＴＲＩＺ中被称为技术系统的进化法则。比如:结构动态性进化法则。结构动态性进化法则描述的规律是:产品在进化发展的过程中，结构上的柔性和动态性将会增强，沿着以下顺序向前发展:刚性体→单铰链→多铰链→弹性体→粉末→液体/气体→场。例如:键盘的演变过程。最早发明的键盘是一体化键盘，即刚性键盘，后来有了折叠键盘。随后有人发明了完全柔性的硅胶键盘，它能卷起来储放。之后是触摸式的液晶输入屏，由介于固体与液体之间的液晶分子组成。上一页下一页返回第三节

ＴＲＩＺ的核心思想

再之后就是场键盘，场键盘是用红外投影投射到桌面上，操作者直接在虚拟键盘上完成输入。由此可见，键盘结构形态的发展就是在按照上述进化法则演化的。进化法则是一种揭示产品发展方向的有效工具。因此，ＴＲＩＺ的第二个核心思想是:产品或技术系统的发展不是随机的，而是按照一定的规律在发展和进化。发明原理和技术系统进化法则是ＴＲＩＺ体系中最早产生的两项内容，二者体现了ＴＲＩＺ的两个核心思想，同时是ＴＲＩＺ体系中所有工具的精髓所在。上一页返回第四节

发明的级别

一、发明５个级别的划分发明５个级别的划分如表８－１所示。(一)第１级发明第１级发明是最小型发明。它是指在本领域范围内的正常设计，对产品的单独组件做简单的改进，但这些改进并不会影响产品系统的整体结构的发明。(二)第２级发明第２级发明是小型发明。它是指对现有系统某一个组件进行改进或使其发生变化，并解决了技术矛盾的发明。(三)第３级发明第３级发明是中型发明。下一页返回第四节

发明的级别

(四)第４级发明第４级发明是大型发明。(五)第５级发明第５级发明是特大型发明。绝大多数发明属于第１级、第２级和第３级，而真正推动技术文明进步的发明是第５级发明。但第５级发明的数量相当