《机械创新设计》课件-9第9章TRIZ理论简介(完整版)

第九章

TRIZ创新理论及应用

主要内容一、TRIZ的基本思想和理论体系二、TRIZ的基本理论体系框架三、创新思维方法四、总结一、TRIZ的基本思想和理论体系1、传统创新方法的缺陷对一般认为是极端复杂的问题的简单解决方案就是创造性水平。传统的试错法认为解决问题最重要的是掌握思考技巧，这些技巧需要在多次尝试后才能真正获得。

“天才是百分之一的灵感加上百分之九十九的汗水。”——爱迪生1、传统创新方法的缺陷产生方案过滤方案一、TRIZ的基本思想和理论体系1、传统创新方法的缺陷一、TRIZ的基本思想和理论体系1、传统创新方法的缺陷一、TRIZ的基本思想和理论体系1、传统创新方法的缺陷一、TRIZ的基本思想和理论体系1、传统创新方法的缺陷

查尔斯·固特异（CharlesGoodyear）用一生的时间发明硫化橡胶。1860年，固特异去世，身后留下了20万美元的债务。一、TRIZ的基本思想和理论体系1、传统创新方法的缺陷爱迪生实验发明灯泡用了1600多种金属材料和6000多种非金属材料。碱性电池的发明经历了50000多次失败。这一方面反映了爱迪生的勤奋和努力、另一方面也说明传统创新方法——试错法的效率低下。一、TRIZ的基本思想和理论体系例：在深孔钻井的过程中，必须确切地了解切入岩层的钻头的状态为了更换钻头，则必须从钻井中把所有的钻管都拉出来，有时候钻管长达几千米，这可真是极端繁重而漫长的工作啊！需要简单可行的办法来监控钻头状况。一、TRIZ的基本思想和理论体系2、什么是TRIZTeoriyaResheniya

Izobreatatelskikh

Zadatch--TRIZTheory

of

Inventive

Problem

Solving--TIPS发明问题解决理论

“19世纪最伟大的发明是发明了发明的方法……那是打破了旧文明基础的真正新事物。”——英国数学家及哲学家AlfredNorthWhitehead）解决发明问题由解决发明问题最终实现技术和管理创新一、TRIZ的基本思想和理论体系2、TRIZ的产生与发展根里奇·阿奇舒勒（GenrichSaulovichAltshuller)：前苏联发明家、教育家、TRIZ理论之父。阿奇舒勒及其领导的一批研究人员，从1946年开始，在分析研究世界各国250万件专利的基础上，提出了“发明问题解决理论”。该理论一直对其他国家保密，直到前苏联解体后，随着一批原苏联科学家移居国外，将该理论介绍给其他国家，对全世界的创新设计领域产生重要影响。一、TRIZ的基本思想和理论体系2、TRIZ的产生与发展技术发展是客观的，是按照不以人的主观愿望为转移的客观规律而发展演变的。技术是物质的，技术的发展是辨证的。技术发展的规律是客观存在的，这些规律也是可以被人类认识和利用的，从而不必筛选各种方案就能有针对性地解决发明问题。例：考古发现、专利申请中的方案雷同现象一、TRIZ的基本思想和理论体系PK一、TRIZ的基本思想和理论体系2、TRIZ的产生与发展在阿奇舒勒看来，人们在解决发明问题过程中，所遵循的科学原理和技术进化法则是一种客观存在。大量发明所面临的基本问题是相同的，其所需要解决的矛盾从本质上说也是相同的。同样的技术创新原理和相应的解决问题的方案，也会在后来的一次次发明中被反复应用，只是被使用的技术领域不同而已。一、TRIZ的基本思想和理论体系2,500,000500,000TRIZ理论发明专利库有代表性的实用专利20%20万→250万4万→50万一、TRIZ的基本思想和理论体系全球发明专利解决问题的过程分析自然科学知识TRIZ分析总结归纳TRIZ的来源概念：矛盾资源技术系统理想化发明级别工具及模型：39个通用工程参数40条发明原理分离原理物质-场分析模型76个标准解知识库、效应库ARIZ（发明问题解决算法）TRIZ主要内容一、TRIZ的基本思想和理论体系2、TRIZ的产生与发展革命性成果之一：不同行业中的问题，采用了相同的解决方法从专利中总结出最常用的原理和方法39个通用工程参数40条发明原理分离原理物质-场模型76个标准解知识库效应库ARIZ一、TRIZ的基本思想和理论体系2、TRIZ的产生与发展革命性成果之二：发现了技术系统的进化趋势系统/产品是按照一定规律在发展的一、TRIZ的基本思想和理论体系2、TRIZ的产生与发展冷战时期，TRIZ的应用主要在前苏联。（1）80座城市的100所TRIZ学校，20世纪80年代超过500所。学生的成绩以完成各级发明水平的毕业论文作为考核标准。（2）前苏联在设计部门要求所配备的设计工程师和TRIZ工程师的比例为7∶1。（3）凡担任经济、科技领导职务者必须先获得发明教育文凭。前苏联在20世纪70年代中期专利申请量和批准量跃居世界第二，在冷战时期保持了对美国的军事力量平衡。一、TRIZ的基本思想和理论体系2、TRIZ的产生与发展苏联解体后，TRIZ在世界范围内广泛传播。波音、通用、克莱斯勒、摩托罗拉等公司的应用情况表明，TRIZ可提高发明的成功率，缩短发明周期。（1）福特汽车应用TRIZ解决汽车推力轴承在大负荷出现偏移的问题。（2）1999年，克莱斯勒应用TRIZ的经济效益为1.5亿美元。（3）波音应用TRIZ将波音767改装成空中加油机。（4）美国供应商协会向美国企业推荐TRIZ、QFD、田口法。一、TRIZ的基本思想和理论体系2、TRIZ的产生与发展一、TRIZ的基本思想和理论体系三星电子TRIZ理论应用大事记年份大事美国发明专利授权企业排名2006以2453项美国发明专利，在全球排名第二245322005以1641项美国发明专利授权，在全球排名第5，领先于Intel和日本竞争对手索尼、日立、松下、三菱和富士通公司。2005年1月16日，CEO尹钟龙表示，未来的发展取决于技术，而专利是技术的核心。164152002首次举办年度TRIZ节，从2002年开始，三星电子一致是在中国申请发明专利数量最多的外国企业1328112001TRIZ在半导体和打印机项目中的成功应用为三星电子产生的经济效益超过1千万美元145081998仅三星先进技术研究院实施TRIZ就节省0.912亿美元的研发费用130461997引入TRIZ,邀请十多名前苏联TRIZ专家在研发部门进行TRIZ培训58217一、TRIZ的基本思想和理论体系3、发明级别与TRIZ的适用范围（1）发明级别的划分依据发明专利对科学的贡献程度、技术的应用范围及为社会带来的经济效益等把发明专利划分为五级：最小发明问题：在本领域内正常的设计小型发明问题：解决一个技术问题时，对现有系统某一个组件进行改进中型发明问题：对系统的若干个组件进行改进大型发明问题：采用全新的原理完成对现有系统基本功能的创新重大发明问题：用最新的科学原理，导致一种全新系统的发明、发现一、TRIZ的基本思想和理论体系3、发明级别与TRIZ的适用范围（1）发明级别的划分发明的级别创新的程度占人类发明总数的比例（%）知识来源参考解的数量一明确的结果32个人的知识1-10二局部的改进45行业内的知识10-100三根本的改进18跨行业的知识100-1000四全新的概念4跨学科的知识1000-10000五重大的发现<1最新产生的知识10000-100000一、TRIZ的基本思想和理论体系3、发明级别与TRIZ的适用范围（2）划分发明级别的意义发明级别越高，完成该发明所需的知识和资源就越多随着社会的发展、人类的进步、科技水平的提高，已有发明的级别也会随着时间的变化不断降低对于某种核心技术，按照一定的方法论对该核心技术的所有专利按照年份、发明级别和数量可以绘制其“S-曲线”，对于产品研发和技术预测具有重要意义人们所面临的95%的问题，都可以利用已有的某学科内的知识体系来解决当遇到技术难题时，不仅要在本专业内寻找答案，也应当向专业外扩展一、TRIZ的基本思想和理论体系3、发明级别与TRIZ的适用范围（3）TRIZ的适用范围TRIZ是在总结二、三、四级发明专利基础上，归纳、总结出来的。TRIZ通常不解决技术领域以外的问题TRIZ不解决技术领域中的五级发明问题TRIZ不同于专业科技书籍，不讲与创新思维无关的技术规律TRIZ不同于头脑风暴，不讲与技术规律无关的思维问题一、TRIZ的基本思想和理论体系4、TRIZ的基本观点（1）技术系统进化过程不是随机的，而是有客观规律可以遵循，这种规律在不同领域反复出现：（2）在解决发明问题的实践中，人们遇到的各种矛盾以及相应的解决方案总是重复出现；（3）用来彻底而不是折中解决技术矛盾的创新原理与方法，其数量并不多，一般科技人员都可以学习、掌握；（4）解决本领域技术问题的最有效的原理和方法，往往来自其他领域的科学知识。一、TRIZ的基本思想和理论体系29关于发明问题的“多与不多”发明问题是无限多的，而发明等级是不多的；发明问题是无限多的，而矛盾（冲突）的类型比较而言是不多的；发明就是克服矛盾，而克服矛盾的原理也是不多的。一、TRIZ的基本思想和理论体系5、TRIZ的核心思想现代TRIZ理论的核心思想主要体现在三个方面：1、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2、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3、技术系统发展的理想状态是用尽量少的资源实现尽量多的功能一、TRIZ的基本思想和理论体系发明问题解决算法ARIZ专利分析自然科学系统科学思维科学物质-场问题标准解系统知识使能问题知识效应库技术矛盾创新原理物质-场分析物理矛盾分离方法系统分析矛盾分析资源分析技术系统/技术过程矛盾资源理想化最终结果技术系统进化法则辩证法+系统论+认识论创新思维培养一、TRIZ的基本思想和理论体系TRIZ理论体系及创新方法简化模型可用：一种思想——最终理想解一组法则——技术系统进化法则四个工具——技术冲突与发明原理物理冲突与分离方法物场分析与标准解Howto模型与知识库一种算法——发明问题解决理论（ARIZ）一、TRIZ的基本思想和理论体系TRIZ的九大经典理论体系（一）TRIZ的技术系统八大进化法则（二）最终理想解(IFR)（三）40个发明原理（四）39个工程参数及矛盾矩阵。（五）物理矛盾和四大分离原理（六）物一场模型分析（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一、TRIZ的基本思想和理论体系（1）最终理想解（IFR）3、TRIZ的基本理论体系框架理想度＝

Σ有用功能

Σ有害作用+成本※定性描述：为实现有用功能的所有花费※最理想的状况：资源的消耗有害作用有用功能00∞（2）技术系统3、TRIZ的基本理论体系框架技术系统：由相互联系的元件与运作所组成的、以实现某种功能或职能的事物的集合。子系统：更细化的、可以实现各种基本功能的组成部分，称为技术系统的子系统。超系统：把技术系统之外的系统或系统的组成部分，往往是指技术系统所隶属的外部环境。3、TRIZ的基本理论体系框架（3）技术系统进化法则（经典TRIZ）＋S曲线（Ⅰ）完备性法则（Ⅱ）能量传递法则（Ⅲ）动态性进化法则（Ⅳ）提高理想度法则（Ⅴ）子系统不均衡进化法则（Ⅵ）向超系统进化法则（Ⅶ）向微观系统进化法则（Ⅷ）协调性进化法则S曲线、当一个技术系统的进化完成4个阶段后，会出现一个新的技术系统来替代它，如此不断替代。婴儿期衰退期成长期成熟期S曲线

新产品模式

下一代产品能工作能正确工作最大性能最大功效最佳可靠性最低成本过时技术时间主要参数研发极限S曲线通过性能参数随时间变化的规律，可以准确地预测产品和技术所处的生命周期阶段。专利数量利润性能参数发明级别婴儿期时间成长期衰退期成熟期S-曲线对应的专利数量、发明级别和利润曲线S曲线评估系统现有技术的成熟度预测新一代产品进化的方向帮助企业决策者做出正确的研发与引进决策S曲线一个完整的技术系统必须包含四个部分：

动力装置，传输装置，执行装置，控制装置（Ⅰ）完备性法则控制装置传输装置动力装置执行装置能量源系统作用对象执行装置

对系统作用对象实施功能，常称为“工具”传输装置

把能量或场传递给执行装置动力装置

从能量源获取能量，转化为系统所需的能源控制装置

控制其他组件如何协调，以实现功能（Ⅰ）完备性法则例：长矛

长矛弓箭弩枪例：锄头

锄头犁拖拉机（Ⅰ）完备性进化实例技术系统实现功能的必要条件：能量必须能够从能量源流向技术系统的所有元件；技术系统的进化应该沿着使能量流动路径缩短的方向发展，以减少能量损失；如果某个元件接收不到能量，就不能发挥作用，这会影响到技术系统的整体功能实例：多米诺骨牌（Ⅱ）能量传递法则减少能量损失的几个途径：缩短能量传递路径，减少传递过程中的能量损失；最好用一种能量（或场）贯穿于系统的整个工作过程，减少能量形式的转换导致的能量损失；如果系统组件可以更换，那么将不易控制的场更换为容易控制的场•机械场—声场—热场—化学场—电场—磁场/电磁场（Ⅱ）能量传递法则蒸汽机车能量利用率5~15%内燃机车能量利用率30~50%电力机车能量利用率65~85%案例：火车（Ⅱ）能量传递法则化学能热能压力能机械能化学能压力能机械能电能机械能（Ⅲ）协调性法则技术系统的进化，沿着整个系统的各个子系统互相更协调，与超系统更协调的方向发展实例：积木玩具风景区的建筑协调性法则的进化路线1）形状协调2）频率协调3）材料协调（Ⅲ）协调性法则形状协调各子系统之间，以及子系统与超系统的形状要相互协调实例形状协调例：人体工学设计-与超系统形状协调符合人体工学的手杖符合人体工学的键盘、鼠标形状协调形状协调进化路线①相同形状自兼容形状兼容形状特殊形状实例：球鼻形船首使船体与球鼻分别形成的波浪的波峰与波谷相遇而相互抵消

形状协调进化路线①相同形状自兼容形状兼容形状特殊形状形状协调形状协调进化路线②——表面形状的进化形状协调光滑表面肋状突起针点状粗糙表面可制热表面（带电阻丝）平滑表面带有突起的表面粗糙表面带有活性物质的表面形状协调进化路线③——内部结构的进化形状协调实心的缓冲器中空的缓冲器蜂窝装结构毛细结构带有气囊的保险杠实心的物体物体内部中空内部多孔结构毛细结构动态内部结构频率协调频率协调进化路线①——单个物体连续运动脉冲周期性作用增加频率共振材料协调材料协调进化路线人工心脏捐赠心脏克隆心脏实例：人工心脏相同材料相似材料惰性材料可变特性的材料相反特性的材料（Ⅳ）提高理想度法则=

（Σ有用功能）（Σ成本+Σ有害功能）理想度发明与创新就是为了创造高度理想化系统获得最终理想结果（Ideal

FinalResults

IFR）

IFR

：系统只具有有用功能，而无成本或有害功能提高理想度法则代表着所有技术系统进化法则的最终方向。最理想的技术系统应该是：就是“功能俱全，结构消失”。它反映一个实际技术系统对IFR的近似程度。提高理想度法则使所有其他进化法则的基础。是技术系统进化的最基本法则；而其他法则则揭示了提高技术系统理想度的具体方法。（Ⅳ）提高理想度法则简化低价值组件的路线离散安置仪表组合图线显示挡风玻璃显示提高理想度法则—简化组件实例：汽车仪表盘完整的系统去掉部分组件部分简化的系统完全简化的系统技术系统的进化应该沿着结构柔性、可移动性、可控性增加的方向发展，以适应环境状况或执行方式的变化

1）柔性进化2）可移动性进化3）可控性进化动态性进化法则结构柔性进化路线动态性进化法则—结构柔性进化结构柔性进化路线动态性进化法则—结构柔性进化技术系统向移动性增强的方向进化可移动性进化的路线动态性进化法则—可移动性进化不可动系统部分可动系统高度可动系统整体可动系统可控性进化路线动态性进化法则—可控性进化直接控制间接控制反馈控制自动控制每个路灯都有开关专人负责用总闸控制整条线路通过感应光亮度控制路灯开闭通过感应光亮度，根据环境明暗自动开闭并调节亮度子系统不均衡进化法则技术系统由多个实现各自不同功能的子系统组成，各个子系统是不同步不均衡进化的；任何技术系统中的每一个子系统都是沿着各自的S曲线进化的；不同的子系统在不同的时间点到达自己的极限，这将导致子系统间矛盾的出现，解决矛盾将使整个系统得到突破性的进化。子系统不均衡进化法则案例：飞机进化飞机设计中，曾经出现过单方面专注于飞机发动机，而轻视了空气动力学的制约影响，导致飞机整体性能提升比较缓慢技术系统沿着减小其元件尺寸的方向进化

实例：计算机向微观级进化法则案例：实例：电子元件的进化电子管-晶体管-集成电路实例：超迷你USB数码相机录音机→随身听→便携CD机→

mp3→耳环播放机向微观级进化法则技术系统的进化是沿着从单系统—双系统—多系统的方向发展技术系统进化到极限时，实现某项功能的子系统会从系统中剥离，转移至超系统，作为超系统的一部分。在该子系统的功能得到增强改进的同时，也简化了原有的技术系统向超系统进化法则

单系统—双系统—多系统进化路线1）系统参数差异增加2）系统功能差异增加3）集成深度增加向超系统进化法则1.产生市场需求技术系统进化法则的应用

2.定性技术预测3.产生新技术4.专利布局5.选择企业战略制定的时机（4）技术系统进化法则（经典TRIZ）初级人工制造物石头、棍棒、轮子等现有技术系统(TS0)完备性法则能量传递法则协调性法则系统不完善，出现问题参数问题技术矛盾物理矛盾结构问题物质-场非标准问题ARIZ资源问题知识、效应库子系统不均衡进化法则改进后的技术系统(TS1)系统不完善，出现问题参数问题技术矛盾物理矛盾结构问题物质-场非标准问题ARIZ资源问题知识、效应库改进后的技术系统(TS2)技术系统的未来(TS3)理想系统动态性法则提高理想度法则向超系统进化法则向微观系统计划法则改进办法：增补、裁剪合并子系统改进结果：增加有用功能去除次要功能消除有害作用排除人的参与等3、TRIZ的基本理论体系框架TRIZ在技术系统进化中的作用（5）矛盾事物的矛盾法则，即对立统一法则，是唯物辩证法最根本的法则辩证法的主要内容两种宇宙观矛盾的普遍性与特殊性主要矛盾和次要矛盾矛盾的对立统一3、TRIZ的基本理论体系框架（5）矛盾技术矛盾技术系统中两个参数之间存相互制约，在提高技术系统某一个参数（特性、子系统）时，导致了另一个参数的恶化而产生的矛盾。3、TRIZ的基本理论体系框架3、TRIZ的基本理论体系框架（5）矛盾序号名称序号名称序号名称1运动物体的重量14强度27可靠性2静止物体的重量15运动物体作用时间28测试精度3运动物体的长度16静止物体作用时间29制造精度4静止物体的长度17温度30物体外部有害因素作用的敏感性5运动物体的面积18光照度31物体产生的有害因素6静止物体的面积19运动物体的能量32可制造性7运动物体的体积20静止物体的能量33可操作性8静止物体的体积21功率34可维修性9速度22能量损失35适应性或多用性10力23物质损失36装置的复杂性11应力或压力24信息损失37监控与测试的困难程度12形状25时间损失38自动化程度13结构的稳定性26物质或事物的数量39生产率39通用工程参数名称

——七类（5）矛盾矛盾矩阵（矛盾引导表）（162）3、TRIZ的基本理论体系框架（5）矛盾技术矛盾技术矛盾共有39个工程参数技术矛盾对应的问题求解工具是40个发明原理和矛盾引导表。注重解决方案的同时关注初始状态的细节，寻找技术矛盾并不困难。只有在成功消除技术矛盾，而又不影响系统的有效功能的前提下，解决问题才是发明性的。也就是说，在完善技术系统的某一部分或优化某一参数时，其他部分的功能或其他参数不受影响。3、TRIZ的基本理论体系框架（5）矛盾在使用技术矛盾和40个发明原理解决问题时，首先应对系统进行详细分析，找到相互矛盾的两个工程参数（一个为改善的工程参数，另一个为恶化的工程参数），然后查矛盾引导表，根据得到的发明原理所指出的解决问题的方向，结合专业知识和效应知识库确定问题的解决方案。3、TRIZ的基本理论体系框架实际问题技术矛盾发明原理最终解决方案矛盾矩阵还有问题（5）矛盾3、TRIZ的基本理论体系框架常见的物理冲突几何类材料及能量类功能类长与短多与少喷射与卡住对称与不对称密度遇大小推与拉平行与交叉导热率高与低冷与热后与薄温度高与低快与慢圆与非圆时间长与短运动与静止锋利与钝

黏度高与低强与弱窄与宽功率大与小软与硬平行与垂直摩擦系数大与小成本高与低（5）矛盾技术矛盾与物理矛盾的比较3、TRIZ的基本理论体系框架（5）矛盾物理矛盾

激化物理矛盾往往可以促使问题的解决。通常矛盾越尖锐，解决起来也就越快、越有效。3、TRIZ的基本理论体系框架TRIZ物理矛盾分离原理时间分离空间分离条件分离整体与部分分离Step1:定义物理矛盾Step2:如果想实现技术系统的理想状态，这个参数的不同要求应该在什么空间下得以实现？空间1：空间2：Step3:以上两个空间区域是否交叉？否□是□应用空间分离尝试其它分离方法热冷冷热空间1（杯子外）空间2（杯子内）水杯空间分离对同一个参数的不同要求，在不同的空间实现局部最佳化参数：要求1：要求2：对同一个参数的不同要求，在不同的时间段实现不同的时间有不同的性质参数：要求1：要求2：Step2:如果想实现技术系统的理想状态，这个参数的不同要求应该在什么时间得以实现？时间1：时间2：Step3:以上两个时间段是否交叉？否□是□应用时间分离尝试其它分离方法体积大时间1（骑的时间）时间2（存放的时间）体积小自行车时间分离Step1:定义物理矛盾 将对同一个参数的两个不同的要求在不同的条件上得到满足否□尝试用时间或空间分离方法如果对参数的不同要求，可以按照某种条件实现分离和切换，尝试条件分离方法条件分离Step1:定义物理矛盾Step2:如果想实现技术系统的理想状态，这个参数的不同要求应该在什么时间/空间得以实现？Step3:以上两个时间段是否交叉？神奇涂画笔：只能在专用的纸上才能显现颜色是□ 将对同一个参数的不同要求，在不同的系统级别上实现A：系统子系统整体与部分分离（转化为子系统），矛盾在子系统（微观级系统）更易解决a.系统具有一种特性，其子系统有其相反的特性b.将系统转换到微观系统B：系统超系统整体与部分分离（转化为超系统），矛盾在超系统级别更易解决a.将同类或异类系统与超系统结合b.将系统转换为超系统，或将系统与超系统相结合一个产品或物品都可以看做是一个技术系统，简称系统，系统是由多个子系统组成，并通过子系统间的相互作用实现一定的功能；子系统可以是零件、部件或是元素，系统之内的低层次系统称之为子系统；系统之外的高层次系统称之为超系统；我们所要研究的、正在发生当前问题的系统通常也称作“当前系统”系统子系统超系统系统级别分离Step1:定义物理矛盾Step2:如果想实现技术系统的理想状态，这个参数的不同要求应该在什么时间/空间得以实现？Step3:以上两个时间段是否交叉？如果对参数的不同要求，可以按照不同的系统级别（如系统子系统，或系统超系统）实现分离，尝试系统级别分离方法甲壳虫测体温：如何用一个普通的温度计为甲壳虫测体温？系统级别分离否□是□尝试用时间或空间分离方法分离原理适用的发明原理物理矛盾空间分离01/02/03/04/07/13/17/24/26/30时间分离09/0/11/15/16/18/19/20/21/29/34/37条件分离01/05/06/07/08/13/14/22/23/25/27/33/35系统级别分离12/28/31/32/35/36/38/39/40四个分离原理与40个发明原理的关系（5）矛盾技术矛盾向物理矛盾的转化3、TRIZ的基本理论体系框架压缩空气和钢珠钢珠S1管壁S23、TRIZ的基本理论体系框架下列技术系统中是否存在技术矛盾？能否转化为物理矛盾？工作台砧板挡板切割刀3、TRIZ的基本理论体系框架塑料板下列技术系统中是否存在技术矛盾？能否转化为物理矛盾？（6）资源资源：指问题所处环境中存在的物体、信息、能源或者材料的属性TRIZ特别强调被忽视的免费的或廉价的资源利用。寻找资源的顺序系统内部资源--系统外部的环境的资源--超系统的资源工具的资源对象的资源环境的资源宏观系统的资源微观系统的资源空间的资源时间的资源……3、TRIZ的基本理论体系框架例：某工业机器人的抓取器安装在空心圆柱形导杆上，沿着导杆的轴向移动，实际上顺着导轨滑动的是氟塑料制的轴套——氟塑料与钢之间的摩擦系数小。如果摩擦面涂上液体（哪怕是水），摩擦系数将变得更小。设计师提出了一个润滑系统——和自来水管相连的喷雾器。但在使用过程中发现水滴经常落到不需要的地方，甚至会造成电路短路。如何才能使小水滴均匀地覆盖导杆的表面而不会造成其他意外情况的发生？3、TRIZ的基本理论体系框架（7）物质-场分析法与76个标准解在技术系统的“参数属性”不明显的情况下，矛盾不可见，矛盾矩阵无法发挥作用，技术的“结构属性”比较明显，适于使用物质-场分析法。所谓物质-场分析法，是指从物质和场的角度分析和构造最小技术系统的理论与方法学。3、TRIZ的基本理论体系框架（7）物质-场分析法与76个标准解描述系统中组件的相互作用；描述的是最低限度的、可操作的、可控制的技术系统的模型。建立物场模型的目的：揭示技术系统的功能机制，描述技术系统中不同元素之间发生的不足的、有害的、过度的和不需要的相互作用。场：基本物理场：重力场、电磁场、强作用场、弱作用场其他的相互作用：机械场、热场、化学场、电场、磁场、电磁场、放射场、生物场、嗅觉场、声场……3、TRIZ的基本理论体系框架（7）物质-场分析法与76个标准解3、TRIZ的基本理论体系框架（7）物质-场分析法与76个标准解3、TRIZ的基本理论体系框架（7）物质-场分析法与76个标准解标准解法形成的思路是相同的问题物场模型，其解决方案也相同。最常用的几个标准解法：产生有害作用时，引入变形的第三种物质S3产生有害作用时，引入超系统中的物质S3产生有害作用时，引入抵消有害作用的场F23、TRIZ的基本理论体系框架（8）知识使能和效应知识库也称为“实现功能”或“Howto”问题，是指寻找实现技术系统功能的方法与科学原理。可以用“SVO”（主语+谓语+宾语）的模式描述一个技术的功能。如“火焰加热钢坯”。我们必须寻找所有可能的“S”——技术资源，即所有加热钢坯的知识（科学原理、效应、技术手段），以便让“VO”——加热钢坯成立（功能实现）。3、TRIZ的基本理论体系框架（8）知识使能和效应知识库3、TRIZ的基本理论体系框架工作台砧板挡板切割刀塑料板（8）知识使能和效应知识库例1：谷物中掺杂有害虫的幼虫和虫卵，需要对谷物进行加热以将其杀死。最好的办法是加热到650C，给谷物加热不能超过680C。想要在高效生产中同时保证准确的温度。烤盘中厚厚的谷物不可能被烤热，加热很少的谷物又会降低生产效率。怎么办？3、TRIZ的基本理论体系框架居里效应（60）：磁性铅砂的居里点为650C光生伏达效应（51）：太阳能电池的工作原理3、TRIZ的基本理论体系框架2.分析问题模型3.陈述IFR和物理矛盾5.运用效应知识库4.运用物-场资源6.转化或替代问题7.分析解决物理矛盾的方法8.运用解决方案9.分析解决问题的过程1.分析问题把状态模糊问题准确描述为单一问题创建空间、时间、物质和场等有效资源清单确定最终理想解方向及其阻碍的物理矛盾重新选择并定义另一对技术矛盾求得最终理想解获取资源的最大化应用借以透彻分析增长创新潜能（9）ARIZ4、TRIZ解决问题的思路（1）实际问题解决思路例：鸡兔同笼问题。一个笼子里有若干只兔和鸡，数头为54，数脚为152，请问有多少只兔？多少只鸡？

实际问题数学模型二元一次方程求解数学模型实际问题解答4、TRIZ解决问题的思路（2）TRIZ解决问题工具体系4、TRIZ解决问题的思路试错转化TRIZ工具应用待解决的问题TRIZ问题模型TRIZ创新模式最终解决方案（2）TRIZ解决问题工具体系4、TRIZ解决问题的思路（2）TRIZ解决问题工具体系4、TRIZ解决问题的思路（3）使用TRIZ解决问题的基本思路建议首先使用物质-场模型和76个标准解解决，是一种标准化、模式化的方法使用技术矛盾和物理矛盾解决问题时，TRIZ提供的思考方向比较多，注意不能随意舍弃任何一个原理尽量将技术矛盾转化为物理矛盾并激化物理矛盾，往往有助于问题的解决非标准问题使用ARIZ解决4、TRIZ解决问题的思路（3）使用TRIZ解决问题的基本思路建议首先使用物质-场模型和76个标准解解决，是一种标准化、模式化的方法使用技术矛盾和物理矛盾解决问题时，TRIZ提供的思考方向比较多，注意不能随意舍弃任何一个原理尽量将技术矛盾转化为物理矛盾并激化物理矛盾，往往有助于问题的解决非标准问题使用ARIZ解决三、创新思维方法如何用4根火柴组成一个“田”字？如何一笔画出一个圆，圆心三、创新思维方法1、思维定势为了有效地利用TRIZ的法则、规则和理论方法，需要进行思维的创新，但思维定势会妨碍完成创新思维活动。常见的思维定势有三种：术语的定势形象的定势专业知识的定势三、创新思维方法1、思维定势术语的定势问题用已经熟知的术语来表述，所有的术语都对应着旧的、已有的技术解决方案，这些术语强制性地把自己的含义灌输给发明者，发明者在用术语思考时，这些术语会不知不觉地将发明者推向某一特定方向。形象的定势没有术语的定势，依然会存在形象的定势。三、创新思维方法1、思维定势专业知识的定势很多时候，问题的成功取决于如何动摇和摧毁原有的系统。越是深入详细地了解一件事物，就越难摆脱其传统模式。一个思想局限的专家对外行人的新思路的第一反应经常是强烈排斥。三、创新思维方法2、TRIZ创新思维方法（1）九屏幕法根据系统论的观点，系统由多个子系统组成，并通过子系统间的相互作用实现一定功能。系统之外的高层次系统称为超系统，系统之内的低层次系统称为子系统。我们要研究的、问题正在当前发生的系统称为当前系统。以汽车为例，如果把汽车作为当前系统，则轮胎、发动机、方向盘等都是汽车的子系统，交通系统是汽车的一个超系统。九屏幕法是一种考虑问题的方法，是指在分析和解决问题的时候，不仅要考虑当前系统，还要考虑其超系统和子系统；不仅要考虑当前系统的过去和将来，还要考虑超系统的过去和将来。三、创新思维方法2、TRIZ创新思维方法（1）九屏幕法三、创新思维方法2、TRIZ创新思维方法（1）九屏幕法九屏幕法的作用：帮助我们多角度看待问题，突破原有的思维局限多个方面和层次寻找可利用的资源，更好地解决问题九屏幕法的步骤：第一步，先从技术系统本身出发，寻找可以利用的资源第二步，考虑技术系统中的子系统和系统所在的超系统的资源第三步，考虑系统的过去和未来，分析可以利用的资源第四步，考虑子系统和超系统的过去和未来三、创新思维方法太空钢笔据说，早期美国航天员在太空中用钢笔写不出字来，这是因为太空中缺乏重力的缘故。于是，美国航空航天局决定划拨100万美元专款进行攻关。研究是在极其秘密的状态下进行的，经过半年多夜以继日的集中攻关，最后研制出了一款专用的、十分精密的太空钢笔。在庆祝大会上，美国宇航局的一位官员突生疑问：我们如此费力，那么苏联航天员在太空中使用什么笔写字的？三、创新思维方法2、TRIZ创新思维方法（1）九屏幕法当前系统普通钢笔系统的未来太空钢笔当前系统的过去蘸水笔或铅笔超系统空间站(失重)超系统的未来空间城市(失重)超系统宇宙飞船(失重)子系统无压墨水笔芯子系统的未来稳压出水笔芯子系统的过去鹅毛管或铅芯

练习：测量毒蛇长度为了研究，需要测量动物园里毒蛇的长度，这种毒蛇攻击性很强，人不能靠近。动物组织也在关注这个事情，因此不能为了研究而伤害它。租房：有一家人准备租房，全家三口，夫妻两个和一个10岁的孩子。他们看到一则出租广告，就赶紧跑去。房子很好，然而房东却说：“我们公寓不租给有孩子的住户。”夫妻俩听了，大失所望地走开了。10岁的孩子把一切看在眼里，又返回去敲房东的大门。门打开了，孩子说“……”房东听了之后，高兴地笑了起来，决定把房子租给他们。请问，这位10岁的小孩子说了些什么，终于说服了房东。巧租房屋小孩子说，“我来租房子，我没有孩子，只有父母。”三、创新思维方法2、TRIZ创新思维方法（2）理想度三、创新思维方法2、TRIZ创新思维方法（2）理想度最理想系统：作为物理实体并不存在，却能实现必要的功能IFR：系统在保持有用功能自行运行的同时，能够自行消除有害的、不足的、过度的作用。应用IFR的步骤：第一步，现有的问题描述第二步，问题解决的IFR描述第三步，分析现有的所有可利用的资源第四步，得到接近IFR的技术方案三、创新思维方法2、TRIZ创新思维方法（2）理想度实例：农场主有一大片农场，放养大量的兔子，兔子需要吃到新鲜的青草，但农场主不想让兔子走的太远而照看不到，也不愿意花费大量的资源割草运回来喂兔子？1.问题的最终目的是什么？2.问题的理想解是什么？3.达到理想解的障碍是什么？4.出现这种障碍的结果是什么？5.不出现这种障碍的结果是什么？6.创造这些条件的可用资源是什么？三、创新思维方法2、TRIZ创新思维方法（3）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。用一组小人儿来代表这些不能完成特定功能部件。通过能动的小人儿，实现预期的功能。然后，根据小人儿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。

进行小人法的步骤：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）使用小人法的常见错误：画一个或几个小人小人法的作用

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。一个实例：水计量计。实例：水计量计水计量计：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：水计量计中的水没有办法完全排除，导致计量不准确。实例：水计量计水计量计系统的组成部分：水，计量水槽用小人表示各组成部分：红色小人—水，黑色小人—水槽重心水计量计现在的状况实例：水计量计水计量计小人怎么办，才能得到期望的结果红色小人要都跳下去，考虑翘翘板的原理实例：水计量计水计量计：根据小人法图示，考虑实际的技术方案。方案：可变重心的计量水槽实例：水计量计三、创新思维方法2、TRIZ创新思维方法（3）小人法作用：更形象生动地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势，更容易解决问题，获得理想的解决方案三、创新思维方法2、TRIZ创新思维方法（4）金鱼法将幻想的、不现实的问题求解构想，变为可行的解决方案金鱼法是一个反复迭代的分解过程利用金鱼法，有助于将幻想式的构想转变成切实可行的构想三、创新思维方法2、TRIZ创新思维方法（4）金鱼法金鱼法的步骤：1.将问题分为现实和幻想两部分2.问题1：幻想部分为什么不现实3.问题2：在什么条件下，幻想部分可变为现实4.列出子系统、系统、超系统的可利用资源5.从可利用资源出发，提出可能的构想方案6.构想中的不现实方案，再次回到第一步，重复两个实例：①会飞的魔毯②训练长距离游泳的游泳池1、将问题分为现实和幻想两部分现实部分：毯子、空气幻想部分：毯子会飞2、幻想部分为什么不现实？由于地球引力，毯子具有重量，而毯子比空气重。3、在什么情况下，幻想部分可变为现实?施加毯子向上的力毯子的重量小于空气的重量地球的重力不存在实例：会飞的魔毯4、列出所有可利用资源超系统空气中的中微子流、空气流、地球磁场、地球重力场、阳光等系统毯子本身也包括其纤维材料，形状、质量等实例：会飞的魔毯5、利用已有资源，基于之前的构想考虑可能的方案：毯子的纤维与中微子相互作用可使毯子飞翔；毯子上安装提供反向作用力的发动机；毯子在宇宙空间或在做自由落体的空间中；毯子由于下面的压力增加而悬在空中（气垫毯）；利用磁悬浮原理；或者毯子比空气轻。实例：会飞的魔毯实例：训练长距离游泳的游泳池问题：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相应的增加。用小型和造价低廉的游泳池怎样满足同样的要求?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？运动员体型较小运动员游速极慢运动员游泳时停留在同一位置，止步不前实例：训练长距离游泳的游泳池4）.列出所有可利用资源超系统：天花板；空气；墙壁；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；实例：训练长距离游泳的游泳池

5）利用已有资源，基于之前的构思考虑可能的方案：

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：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