TRIZ基础和技术系统
TRIZ理论体系
TRIZ理论体系TRIZ理论包含着许多系统、科学而又富有可操作性的创造性思维方法和发明问题的分析方法。
经过半个多世纪的发展，TRIZ 理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的九大经典理论体系。
1.TRIZ的技术系统八大进化法则阿奇舒勒的技术系统进化论可以与自然科学中的达尔文生物进化论和斯宾塞的社会达尔文主义齐肩，被称为“三大进化论”。
TRIZ 的技术系统八大进化法则分别是提高理想度法则、完备性法则、能量传递法则、协调性法则、子系统的不均衡进化法则、向超系统进化法则、向微观级进化法则、动态性和可控性进化法则。
技术系统的这八大进化法则可以应用于产生市场需求，定性技术预测，产生新技术，专利布局和选择企业战略制定的时机等。
它们可以用来解决难题，预测技术系统，产生并加强创造性问题的解决工具。
2.最终理想解TRIZ理论在解决问题之初.首先抛开各种客观限制条件.通过理想化来定义问题的最终理想解(Ideal Final Result，IFR)，以明确理想解所在的方向和位里，保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解，从而避免了传统创新设计方法中缺乏目标的弊端，提升了创新设计的效率。
如果将创造性解决问题的方法比作通向胜利的桥梁，那么最终理想解就是这座桥梁的桥墩。
最终理想解有4个特点:①保持了原系统的优点;②消除了原系统的不足;③没有使系统变得更复杂;④没有引入新的缺陷。
3.40个发明原理阿奇舒勒对大量的专利进行了研究、分析和总结，提炼出了TRIZ 中最重要的、具有普遍用途的40个发明原理，分别是分割、抽取、局部质量、非对称、组合、多用性、嵌套、质量补偿、预先反作用、预先作用、预先防范、等势、反向作用、曲面化、动态化、部分超越、维数变化、机械振动、周期性作用、有效作用的连续性、快速、变害为利、反馈、中介物、自服务、复制、廉价替代品、机械系统的替代、气压与液压结构、柔性壳体或薄膜、多孔材料、改变颜色、同质性、抛弃与再生、物理/化学参数变化、相变、热膨胀、加速氧化、惰性环境、复合材料。
TRIZ-技术系统完备性法则
*
技术系统进化法则_____完备性法则
A.系统如果缺少其中的任何一部件，就不能成为一 个完整的技术系统。
B. 如果系统的任何一部件失效，整个系统也无法“ 幸存”。
*
技术系统进化法则_____完备性法则
完备性法则实例
控制装置 人
能量源 牛
动力装置 绳子
传输装置 犁辕
*
执行装置 犁
4. 提高理想度法则
5. 子系统不均衡进化法则
6. 向超系统进化法则
7. 向微观级进化法则
8. 动态性进化法则
*
多用于技术系统产生初期 多用于技术发展中期 多用于技术发展后期
技术系统进化法则_____完备性法则
完备性法则表述：
l要实现某项功能，一个完整的技术系统必须包含 以下四个部件：动力装置、传输装置、执行装置和 控制装置。
*
技术系统进化法则
技术系统的分类 • 技术系统分成两类：
执行系统 测量系统
*
技术系统进化法则
进化法则的作用和意义 l 对于新产品的预测分析给予建议； l 对于现有产品的改进方向给予建议； l 作为产品专利规避的有效工具。
*
技术系统进化法则
八大技术系统进化法则
1. 完备性法则
2. 能量传递法则
3. 协调性法则
，以提高技术系统的效率。
*
外部控制
控制装置
能量源
动力装置技术系统构成
*
作用对象
技术系统进化法则_____完备性法则
完备性法则----- 系统各部分的含义
• 执行装置 直接与产品相互作用 的装置；
• 动力装置 将能量转换成技术所需要的 使用形式；
创新技法---(TRIZ)
3.1 TRIZ理论三个核心思想
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最少的资源
实现最大效益的功能。
发明问题解决理论(TRIZ)
程技术中的矛盾转化为一般的标准的技术矛盾。
TRIZ法研究人员在对全世界专利进行分析研究的基础 上，提出了40条解决技术矛盾的发明创新原理。
1.运动物体的重量 2.静止物体的重量 3.运动物体的长度 4.静止物体的长度 5.运动物体的面积 6.静止物体的面积
14.强度
27.可靠性 28.测试精度
15.运动物体作用时间
5 国内外TRIZ理论研究和应用概况
TRIZ发展历程---在中国 中国从建设创新型国家这一宏伟战略目标出发，十分重视TRIZ法的
研究、推广和应用工作。科技部、发改委、教育部和中国科协于2008年联
合发布国科发财（2008）197号文，文中提到要推广和应用TRIZ法。 提出“针对建设以企业为主体的技术创新体系的重大需求，推进
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。
TRIZ法通过对百万件专利的详细研究，提出用39个通用 工程参数来描述技术矛盾。在实际应用时，首先要把组成矛 盾双方的性能用39个通用工程参数来表示，这样就将实际工
是可能的。
举例：采用柔性生产线，以满足大众化和个性化市场需求的不同要求。
技术矛盾表现为：
①在一个子系统中引入一种有用功能
TRIZ基本术语解释
TRIZ术语TRIZ（萃智）的理论基础和基本思想是：产品或技术系统的进化有规律可循生产实践中遇到的工程矛盾往复出现彻底解决工程矛盾的创新原理容易掌握其他领域的科学原理可解决本领域技术问题TRIZ的核心是消除矛盾及技术系统进化的原理并建立了基于知识消除矛盾的逻辑化方法，用系统化的解题流程来解决特殊问题或矛盾。
下图为TRIZ的理论体系。
TRIZ（萃智）的基本概念STC算子：尺寸（S）-时间(T)-成本（C）算子，一种克服思维惯性的方法，它将物体的尺寸、完成功能的时间和成本因素进行一系列变化的思维试验。
S曲线：一个S形状的曲线，表达时间与主要功能参数的关系。
标准解：按照物场模型描述的问题的典型解决方案模型。
裁剪法：一种分析方法，通过裁剪系统的某个组件，然后把该功能重新分配到其他剩余的组件及超系统组件上，来改善技术系统。
参数：表明任何现象、设备或其工作过程中某一种重要性质的量。
如，汽轮机中蒸气的压力、温度等，是该汽轮机蒸汽的参数；电阻、电感和电容，就是电路的参数。
操作空间：矛盾需求必须得到满足的物理空间。
操作时间：矛盾需求必须得到满足的时间段。
产品：执行功能的目标组件。
场：两个物质之间的相互作用。
如：磁场、电场、热场等。
超系统：包含技术系统和与它有关的其它系统的更大的系统。
创新：即在已有的基础上，提出独特的、新颖的且富于成效的见解与思维创新原理：解决工程问题的一些常用的方法。
多屏幕法：一种克服思维惯性的方法，由技术系统、子系统、超系统以及这三个系统的过去和未来组成九个屏幕，也称为“九屏幕法”。
发明级别：不同的发明可能会对系统、社会、人类等产生不同的影响，按照影响的程度可以把发明分为不同的等级，即发明的级别。
发明问题解决理论：是发明问题解决理论的俄语首字母转换为拉丁字母的缩写。
发明问题解决算法：问题解决工具，把复杂的问题模型转换成标准问题模型，用TRIZ工具能够高效解决。
ARIZ是“发明问题解决算法”的俄语首字母的缩写。
TRIZ基础和技术系统
TRIZ的理论体系—进化法则
能量传递法则
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
TRIZ的理论体系—进化法则
协调性法则
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
使船体与船鼻分别形成
的波浪的波峰与波谷，
它们相遇而相互抵消
TRIZ的理论体系—进化法则
形状协调进化路线②——表面形状的进化
平滑表面
光滑表面
带有突起的表面
肋状突起针点状
粗糙表面
粗糙表面
带有活性物质的表面
可制热表面
（带电阻丝）
TRIZ的理论体系—进化法则
执行装置
完备性法则
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
TRIZ的理论体系—进化法则
完备性进化实例
完成“运输货物”这一功能的技术系统由以下四个部分组成：
3、TRIZ理论体系
（1）最终理想解（IFR）
TRIZ的理论体系—技术系统
3、TRIZ理论体系
（2）技术系统
技术系统：由相互联系的元件所组成的、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
TRIZ基础和技术系统
案例四：医疗设备的设计与改进
要点一
总结词
要点二
详细描述
解决实际问题的能力
医疗设备的设计与改进需要综合考虑安全性、可靠性和易 用性。运用TRIZ理论，工程师们能够系统地分析问题，提 出创新性的解决方案。例如，在医疗影像设备的设计中， 通过优化结构、降低噪声和提高图像质量，提高了设备的 诊断准确性和使用体验。同时，在医疗植入物设计中，运 用TRIZ理论可以解决材料、生物相容性和寿命等关键问题 ，提高患者的治疗效果和生活质量。
03
TRIZ解决问题的方法
九大经典法则
01
02
03
分割法则
将物体分割成独立的部分， 增加物体的可移动性。
抽取法则
从物体中移除部分组件或 物质，使其成为一个新的 物体或组件。
局部质量变化法则
改变物体的某些部分，使 其具有不同的物理或化学 性质。
九大经典法则
非对称法则
创造物体的不对称性，使其具有新的功能或特 性。
40条发明原理
分割原理
将一个物体分割成独立的 部分，增加物体的可移动 性。
抽取原理
从物体中移除部分组件或 物质，使其成为一个新的 物体或组件。
局部质量变化原理
改变物体的某些部分，使 其具有不同的物理或化学 性质。
40条发明原理
非对称原理
创造物体的不对称性，使其具有 新的功能或特性。
合并原理
将两个或多个物体合并成一个新的 物体，以实现新的功能或特性。
TRIZ的应用范围
要点一
总结词
TRIZ的应用范围涵盖了产品设计、工艺优化、生产制造等 多个领域。
要点二
详细描述
TRIZ作为一种系统化的创新方法，被广泛应用于各个领域 的技术创新和问题解决。在产品设计方面，TRIZ可以帮助 工程师快速识别和解决设计中的技术矛盾，提高产品的性 能和可靠性。在工艺优化方面，TRIZ可以帮助企业改进生 产流程，降低成本并提高生产效率。在生产制造方面， TRIZ可以帮助企业解决生产过程中的技术难题，提高生产 线的稳定性和效率。此外，TRIZ还可以应用于市场营销、 管理等领域，帮助企业实现创新发展。
TRIZ介绍
TRIZ理论（发明问题解决理论）简介冷战时期，以美国为首西方国家的特工与前苏联的克格勃曾经进行过无数次惊心动魄的间谍战，其中一次就是围绕被称为神奇的“点金术”展开的。
因为美国、德国等西方国家惊异于前苏联在军事、工业等方面的创造能力，他们把创造这种奇迹的神秘武器称为“点金术”，可结果强大的克格勃使欧美国家只能望“术”兴叹。
那么这种神奇的“点金术”到底是什么呢？它为什么有这么大的威力？这个“点金术”就是当前世界上著名的发明问题解决理论，被简称为TRIZ理论，TRIZ就是“发明问题解决理论”的俄语缩写，是由前苏联发明家阿奇舒勒在1946年创立的，因而阿奇舒勒也被尊称为TRIZ理论之父。
TRIZ理论被公认为是使人聪明的理论。
1946年，阿奇舒勒开始了发明问题解决理论的研究工作。
当时阿奇舒勒在前苏联里海海军专利局工作，在处理世界各国著名的发明专利过程中，他总是考虑这样一个问题：当人们进行发明创造、解决技术难题时，是否有可遵循的科学方法和法则，从而能迅速地实现新的发明创造或解决技术难题呢？答案是肯定的！阿奇舒勒发现任何领域的产品改进、技术的变革、创新和生物系统一样，都存在产生、生长、成熟、衰老、灭亡的过程，是有规律可循的。
人们如果掌握了这些规律，就会能动地进行产品设计并能预测产品未来发展趋势。
以后数十年中，阿奇舒勒穷其毕生的精力致力于TRIZ理论的研究和完善。
在他的领导下，前苏联的数十家研究机构、大学、企业组成了TRIZ的研究团体，分析了世界近250万份高水平的发明专利，总结出各种技术发展进化遵循的规律模式，以及解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则，建立一个由解决技术问题，实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系，并综合多学科领域的原理和法则，建立起TRIZ理论体系。
TRIZ的核心是技术进化原理。
按这一原理，技术系统一直处于进化之中，解决矛盾是其进化的推动力。
它们大致可以分为3类：TRIZ的理论基础、分析工具和知识数据库。
TRIZ的九大经典理论体系
TRIZ的九大经典理论体系TRIZ理论包含着许多系统、科学而又富有可操作性的创造性思维方法和发明问题的分析方法。
经过半个多世纪的发展，TRIZ理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的九大经典理论体系。
TRIZ解决问题过程中，将问题的通解具体化是一个难点，这需要有深厚的领域背景知识。
TRIZ理论认为，一个成功的设计可由如下公式描述：S=Pc×Pkn×(1+M)×(1+T)其中：S——成功的设计；Pc——个人解决问题的能力；Pkn——领域知识的水平与经验；M——TRIZ方法论与哲学思想的运用；T——TRIZ工具的运用。
在公式中，Pc和Pkn 都与领域知识有关。
因此，尽管TRIZ理论的创始人阿奇舒勒否认了经验知识在TRIZ 理论中的重要性，但从上述公式可以看出经验知识依然对TRIZ理论的应用构成了重要的支持。
所以，在TRIZ 理论中融入经验思维模式，应是TRIZ理论在应用中的一个发展方向。
(一)TRIZ的技术系统八大进化法则。
阿奇舒勒的技术系统进化论可与达尔文生物进化论和斯宾塞的社会达尔文主义齐肩，称为三大进化论。
TRIZ的技术系统八大进化法则分别是：1、技术系统的S曲线进化法则；2、提高理想度法则；3、子系统的不均衡进化法则；4、动态性和可控性进化法则；5、增加集成度再进行简化法则；6、子系统协调性进化法则；7、向微观级和场的应用进化法则；8、减少人工进入的进化法则。
技术系统的这八大进化法则可应用于产生市场需求、定性技术预测、产生新技术、专利布局和选择企业战略制定的时机等。
它可用来解决难题，预测技术系统，产生并加强创造性问题的解决工具。
(二)最终理想解(IFR)。
TRIZ理论在解决问题之初，首先抛开各种客观限制条件，通过理想化来定义问题的最终理想解(ideal final result，IFR)，以明确理想解所在的方向和位置，保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解，从而避免了传统创新涉及方法中缺乏目标的弊端，提升了创新设计的效率。
中科大发明问题解决理论TRIZ法解读讲义01 TRIZ法基本思想和体系
发明问题解决理论TRIZ法解读讲义目录前言 (5)第1章TRIZ法基本思想和体系 (3)1.1TRlZ法理论的由来及其基本思想 (3)1.2TRlZ法的定义 (4)1.3TRlZ法体系结构 (5)1.3.1理论基础 (5)1.3.2TRlZ法问题分析工具 (6)1.3.3基于知识的问题解决工具 (7)1.4TRlZ法问题解决流程 (8)1.5TRlZ法中的科学思想和思维 (9)第2章专利分级与系统进化S曲线 (13)2.1专利的等级划分 (13)2.2技术系统进化S曲线 (16)2.2.1技术系统介绍 (16)2.2.2系统进化S曲线 (17)2.2.3技术进化S曲线的运用 (20)2.2.4系统进化多维S曲线 (21)2.2.5系统进化多维S曲线的运用 (25)第3章技术系统进化及其模式分析 (28)3.1技术系统和产品进化简介 (28)3.2技术系统进化模式 (29)3.2.1模式一技术系统的生命周期 (29)3.2.2模式二增加理想化水平 (29)3.2.3模式三系统不均衡发展导致矛盾出现 (36)3.2.4模式四增加动态性和可控性 (36)3.2.5模式五技术集成以增加系统功能 (37)3.2.6模式六系统元件的匹配与不匹配 (37)3.2.7模式七系统由宏观向微观进化 (38)3.2.8模式八提高自动化程度和智能化程度 (38)3.3技术系统进化综合运用 (38)第4章物理矛盾与技术矛盾解决原理 (40)4.1矛盾的概念及分类 (40)4.2物理矛盾及其解决原理 (41)4.3技术矛盾及其解决原理 (46)4.4矛盾矩阵及其应用 (55)4.4.1矛盾矩阵的构造 (55)4.4.2矛盾矩阵的应用 (56)4.4.3技术矛盾解决方法实际应用举例 (57)4.5TRlZ法技术矛盾和物理矛盾解的基本思路 (83)4.640个发明创新原理的使用窍门 (85)第5章物质-场模型分析 (88)5.1物质-场模型 (88)5.2物质一场模型分析模式 (89)5.3物质一场模型的描述 (89)5.4物质-场模型工作流程 (91)5.5物质-场模型组建的规则 (92)5.6物质-场模型功能分析法的应用 (96)5.7物质-场模型理论运用实例 (97)第6章ARlZ算法简介 (104)6.1ARlZ算法背景介绍 (104)6.2ARlZ算法主导思想和观点 (104)6.3ARIZ算法的流程 (106)6.4ARlZ算法的特色和不足 (108)6.4.1ARlZ算法的特色 (108)6.4.2ARlZ算法的不足 (109)6.5ARlZ算法的运用 (109)第7章TRIZ法的产生和发展 (112)7.1TRlZ法的诞生 (112)7.2TRIZ法的传播 (114)7.3RTlZ法的应用和发展 (116)7.4对TRlZ法的简要评价 (118)附录 (120)附录A TRIZ矛盾矩阵 (120)附录B解决问题的76个标准解 (121)附录C效应知识库 (126)附录D 参考书目 (136)第1章TRIZ 法基本思想和体系1.1 TRIZ 法理论的由来及其基本思想“TRIZ” 一词是俄文“发明问题解决理论”的首字母缩写，英文名称为TheoD of Inventive Problem Solving 0 自从 1946 年以来， 以 G. S. Altschuller 先生 为首的专家，经过对250万份专利文献的研究发现，一切技术问题在解决过程中 都有一定的模式可循，可对大量好的专利进行分析并将其解决问题的模式抽取出 来，为人们进行学习并获得创新发明的能力提供参考。
triz理论
2.TRIZ理论基础为了解决实际中出现的矛盾，TRIZ建立了一系列用以解决矛盾为目的的工具和原则，它们大致可以分为3类：TRIZ的理论基础、分析工具和知识数据库。
TRIZ的理论基础TRIZ的理论是建立在技术进化论的系统之上的，阿奇舒勒通过研究给出了技术系统演变的8个模式，它们对于产品的创新具有重要的指导作用。
（1）技术系统演变遵循产生、成长、成熟和衰退的生命周期。
（2）技术系统演变的趋势是提升理想状态。
（3）矛盾的导致是由于系统中子系统开发的不均匀性。
（4）首先是部件匹配，然后失配。
（5）技术系统首先向复杂化演进，然后通过集成向简单化发展。
（6）从宏观系统向微观系统转变，即向小型化和增加使用能量场演进。
（7）技术向增加动态性和可控性发展。
（8）向增加自动化减少人工介入演变。
分析工具分析工具是TRIZ用来解决矛盾的具体方法或模式，阿奇舒勒通过总结和演绎得出了许多实用的分析工具。
这些分析工具使TRIZ理论能够在实际中广泛应用。
矛盾矩阵前面已经讲过，两个通用工程参数导致了系统的技术矛盾，那么将这两个参数相结合就能够找出解决矛盾的办法，于是TRIZ用了数学上比较常见的矩阵的方式来简单地表述出找到解决办法的途径。
在阿奇舒勒的矛盾矩阵中，将39个通用工程参数横向、纵向顺次排列，横向代表恶化的参数，纵向代表改善的参数，在工程参数纵横交叉的方格内的数字代表建议使用的40个发明原理的序号。
矩阵共组成了1 521个方格，其中有 1 263个方格内有数字。
在没有数字的方格中，“＋”方格处于相同参数的交叉点，系统矛盾由一个因素导致，这是物理矛盾，不在技术矛盾应用范围之内。
“－”方格表示没有找到合适的发明原理来解决问题，当然只是表示研究的局限，并不代表不能够应用发明原理（矩阵图见附录）。
应用矛盾矩阵的步骤应用矛盾矩阵解决工程矛盾时，建议使用以下16个步骤来进行。
当然这也只是建议，具体应用时可以增加或者跳跃。
（1）确定技术系统的名称。
TRIZ理论
一、TRIZ理论(一)TRIZ理论的基本思想●基本思想;大量发明创造所包含的基本问题与矛盾就是相同的。
优势;避免传统创新过程的试错法带来的盲目性与局限性。
掌握TRIZ理论提高发明的成功率,缩短发明周期。
●TRIZ理论核心;就是系统进化理论,解决技术矛盾与冲突就是系统进化的推动力。
（二）TRIZ理论体系结构1、TRIZ理论的理论基础体系结构中的第一部分:TRIZ理论的理论基础TRIZ理论基础就是技术系统的进化模式。
该模式包含用于工程技术系统进化的基本规律,理解这些模式可以帮助人们形成对问题发展轨迹的总体概念,得到其发展前景的正确判断,从而增强人们解决问题的能力。
●TRIZ理论认为任何领域的技术产品都与生物系统一样,存在着产生、生长、成熟、衰老与灭亡的产品进化规律。
●掌握了这些规律,人们就能能动的进行产品的创新设计、开发并能预测产品的未来趋势。
✧案例:数据化信息储存技术的进化❖穿孔纸带→磁带→磁盘❖光盘→U盘→移动硬盘✧案例:计算技术的进化●伴随着人类历史发展的计算技术一样,先就是算盘的发明、推广与广泛运用,达到珠算技术的成熟。
●伴随着计算机的出现,算盘技术也就走向衰老与灭亡。
2、TRIZ理论分析工具(1)矛盾分析●发明问题的核心就是:解决矛盾冲突。
矛盾分为物理矛盾与技术矛盾。
A.物理矛盾就是指一个系统中同一个参数的矛盾也就就是自相矛盾;✧案例:自行车使用时变大、停放时缩小。
(这就就是同一参数--体积的矛盾)B.技术矛盾:一个技术系统中的不同参数之间的矛盾。
✧案例:汽车速度越高,安全性下降。
●TRIZ理论归纳整理了39个通用工程参数,对工程设计中存在的技术矛盾进行描述。
●通过39个工程参数构造了矛盾冲突矩阵,来引导设计者选用TRIZ理论的40条发明原理。
(2)物质--场分析TRIZ理论认为:任何产品的所有功能都可以分解为两个物质与一个场,可以用物质--场分析法来分析产品的功能。
(3)ARIZ算法●将初始问题程式化;●将矛盾冲突与理想解进行程式化处理;●使技术系统向理想解的方向进化。
TRIZ基本术语解释
TRIZ术语TRIZ（萃智）的理论基础和基本思想是：产品或技术系统的进化有规律可循生产实践中遇到的工程矛盾往复出现彻底解决工程矛盾的创新原理容易掌握其他领域的科学原理可解决本领域技术问题TRIZ的核心是消除矛盾及技术系统进化的原理并建立了基于知识消除矛盾的逻辑化方法，用系统化的解题流程来解决特殊问题或矛盾。
下图为TRIZ的理论体系。
TRIZ（萃智）的基本概念STC算子：尺寸（S）-时间(T)-成本（C）算子，一种克服思维惯性的方法，它将物体的尺寸、完成功能的时间和成本因素进行一系列变化的思维试验。
S曲线：一个S形状的曲线，表达时间与主要功能参数的关系。
标准解：按照物场模型描述的问题的典型解决方案模型。
裁剪法：一种分析方法，通过裁剪系统的某个组件，然后把该功能重新分配到其他剩余的组件及超系统组件上，来改善技术系统。
参数：表明任何现象、设备或其工作过程中某一种重要性质的量。
如，汽轮机中蒸气的压力、温度等，是该汽轮机蒸汽的参数；电阻、电感和电容，就是电路的参数。
操作空间：矛盾需求必须得到满足的物理空间。
操作时间：矛盾需求必须得到满足的时间段。
产品：执行功能的目标组件。
场：两个物质之间的相互作用。
如：磁场、电场、热场等。
超系统：包含技术系统和与它有关的其它系统的更大的系统。
创新：即在已有的基础上，提出独特的、新颖的且富于成效的见解与思维创新原理：解决工程问题的一些常用的方法。
多屏幕法：一种克服思维惯性的方法，由技术系统、子系统、超系统以及这三个系统的过去和未来组成九个屏幕，也称为“九屏幕法”。
发明级别：不同的发明可能会对系统、社会、人类等产生不同的影响，按照影响的程度可以把发明分为不同的等级，即发明的级别。
发明问题解决理论：是发明问题解决理论的俄语首字母转换为拉丁字母的缩写。
发明问题解决算法：问题解决工具，把复杂的问题模型转换成标准问题模型，用TRIZ工具能够高效解决。
ARIZ是“发明问题解决算法”的俄语首字母的缩写。
(4)功能分析-TRIZ全解
• 案例：一副眼镜
本来镜片的颜色和外部的环境没有关联。如果创造一种属性 关联，比如说通过设计一种镜片，其颜色因太阳光的照射 而发生变化。那么顾客就不需要针对夏天专门购买一副太 阳镜。
10
对功能分析的准确定义
• 功能是技术系统/产品的灵魂，是技术系统价值（或系统组 件）的体现 • 当今所说的功能分析，完整地说就是指功能属性分析。 • 是一个对象A作用于另一个对象B，使改变其某种属性的能 力（使其在某参数上发生改变的能力－属性与参数区别？）
活塞
变质
机油
改善
添加物
TRIZ的功能(属性)分析
活塞的温度
变质
机油的 润滑性
改善
添加物 的硫磺
9
产品属性与创新
• 用户购买产品的目的既是要获得产品的功能，更是要具有 良好属性功能的产品 • 改变一个物质的属性（或创造一个物质新的属性），意味 着物质产生了质的变化，也就意味着对一个技术系统实现 了创新。
技术系统 系统组件A
系统组件B A对B的作用
功能受体 （目标物质）
11
功能载体 （工具物质）
不同情况下的系统功能分析
• 开发新技术系统时，首先需确定系统完成或实现 的主要功能，然后将主要功能分解为子功能，即 功能分解。 • 改进已有技术系统时，是理清技术系统的主要功 能以及其辅助功能，以便理解系统，找出系统的 问题所在。
功能 类别
有用功能
有害功能
充分功能
不足功能
过度功能
28
瓶装可乐各组件的功能级别
• 步骤2：建立系统结构模型：基于 系统组件模型，利用表格或矩阵的 形式来描述组件之间相互作用的关 系
、
29
瓶装可乐的功能模型表格
TRIZ体系简介
TRIZ 发明问题
1、古典TRIZ的理论基础通过对大量专利的研究比较,Altshuller发现仅有1﹪的解决方案具有原创性,其余都是对已知方案或概念在新领域的应用。
不同技术领域有着相同理论模型的问题,往往解决方案类似,而且解决方案具有可传递性。
这说明,我们遇到的大多数问题都存在已知的解决方案。
在分析专利的基础上,Altshuller总结出了古典TRIZ的四大理论基础：创新问题定义,创新模式,创新等级划分和技术系统演化模式。
2、创新模式（Patterns of Invention）解决相同理论模型问题的创新解决方案会重复使用,在TRIZ中,这些解决方案称为创新模式,把这些创新模式建立数据库,可以缩短类似问题的解决时间,缩短创新周期。
3、TRIZ将产品创新等级分为几个等级？通过对专利中大量解决方案的考察和方案所需知识的分析研究,TRIZ 把创新问题分为五个等级。
①解决方案明显,属于常规设计问题,可以利用个人的专业知识解决,大约32﹪的问题属于这一级。
TRIZ理论认为该等级不属于真正的创新。
②对技术系统的少量改进,所需知识仅涉及到单一工程领域,常常利用折衷设计思想降低技术系统内相关矛盾（contradictions）的危害性,大约45﹪的问题属于此等级。
③对技术系统的根本改进,所需知识涉及不同工程领域,设计过程必须解决矛盾,大约18﹪的问题属于此等级。
④设计新一代系统,利用全新的工作原理来完成技术系统的主要功能,需要不同科学领域的知识,大约4﹪的问题属于此等级。
⑤真正的科学发现,对新系统本质上的先驱式的革新,所需知识涉及到整个人类已知范畴,只有1﹪的问题属于此等级。
TRIZ理论认为等级2－5为真正的创新。
需要说明的是,创新问题等级划分基于对专利的统计分析,判断具体创新问题属于哪一等级依赖于人的主观性和时间,不能靠简单计算决定,而且这个问题本身并不重要。
因此我们说,等级划分的理论意义大于其实践意义。
Altshuller认为TRIZ理论对于等级2、3和4作用更大,效果最好。
(4)功能分析-TRIZ
系统在超系统的约束下起作用；子系统在上级系统的约束 下起作用；
底层的子系统一旦发生改变，就会引起上层高级系统的改 变。
4
练习：眼镜系统的级别
超系统 系统作用对象 超系统组件 技术系统组件
技术系统
子系统
子系统组件
5
什么是系统分析和功能分析？
系统分析是从抽象的“功能”角度来分析 系统；
分析过程就是对一个系统实行功能建模的 过程，分析的结果是建立功能模型 技术分析也就是对系统进行的功能分析
开启 密封
瓶盖
阻挡
可乐饮料
控制 阻挡
喝
空气
瓶子
支撑
标签
通知
人
31
练习：注射器的功能分析
32 32
1、注射器组件模型表
系统 子系统 推杆 注射器 针管 针头 超系统 手指 药液 肌肉
33 33
2、注射器结构模型表
推杆 针管 针头 手指 药液 肌肉 推杆 针管 针头 手指 药液 肌肉
+
+ + + -
37 37
主要功能元分类
38
39
40
小结
• 功能属性分析（简称功能分析）是改善系统实现 创新过程中非常重要的步骤
• 要对与系统相关的所有元件加以完整定义并要识 别元件间的功能关系，首先要找出系统的主要功 能，以使这项功能表现得更好 • 要找出系统的有害的，不足的和过度的功能，以 使找出系统的问题所在，进而把存在的问题彻底 消除掉。
技术系统的层级关系
系统
即指正在发生问题的当前系统，由组件组成，通
过组件之间的相互作用实现一定的功能。 系统中至少有 一个组件
子系统 超系统
triz理论
一、TRIZ理论（一）TRIZ理论的基本思想基本思想；大量发明创造所包含的基本问题和矛盾是相同的。
优势；避免传统创新过程的试错法带来的盲目性和局限性。
掌握TRIZ理论提高发明的成功率，缩短发明周期。
TRIZ理论核心；是系统进化理论，解决技术矛盾和冲突是系统进化的推动力。
（二）TRIZ理论体系结构1、TRIZ理论的理论基础体系结构中的第一部分：TRIZ理论的理论基础TRIZ理论基础是技术系统的进化模式。
该模式包含用于工程技术系统进化的基本规律，理解这些模式可以帮助人们形成对问题发展轨迹的总体概念，得到其发展前景的正确判断，从而增强人们解决问题的能力。
TRIZ理论认为任何领域的技术产品都与生物系统一样，存在着产生、生长、成熟、衰老和灭亡的产品进化规律。
掌握了这些规律，人们就能能动的进行产品的创新设计、开发并能预测产品的未来趋势。
案例：数据化信息储存技术的进化穿孔纸带→磁带→磁盘光盘→U盘→移动硬盘案例：计算技术的进化伴随着人类历史发展的计算技术一样，先是算盘的发明、推广和广泛运用，达到珠算技术的成熟。
伴随着计算机的出现，算盘技术也就走向衰老和灭亡。
2、TRIZ理论分析工具(1)矛盾分析发明问题的核心是：解决矛盾冲突。
矛盾分为物理矛盾和技术矛盾。
A.物理矛盾是指一个系统中同一个参数的矛盾也就是自相矛盾；案例：自行车使用时变大、停放时缩小。
（这就是同一参数--体积的矛盾）B.技术矛盾：一个技术系统中的不同参数之间的矛盾。
案例：汽车速度越高，安全性下降。
TRIZ理论归纳整理了39个通用工程参数，对工程设计中存在的技术矛盾进行描述。
通过39个工程参数构造了矛盾冲突矩阵，来引导设计者选用TRIZ理论的40条发明原理。
(2)物质--场分析TRIZ理论认为：任何产品的所有功能都可以分解为两个物质和一个场，可以用物质--场分析法来分析产品的功能。
(3)ARIZ算法将初始问题程式化；将矛盾冲突与理想解进行程式化处理；使技术系统向理想解的方向进化。
TRIZ简介
TRIZ简介TRIZ（发明问题解决理论）是以前苏联发明家阿奇舒勒（G. S. Altshuller）为⾸的研究团队，通过对⼈类已有技术创新成果（⼏⼗万⾼⽔平的发明专利）进⾏分析和提炼，总结出来的指导⼈们进⾏发明创造、技术创新的⽅法学体系（图1）。
图1 经典TRIZ的理论体系这⼀⽅法学体系是以辩证法、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）和技术过程（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——）理想化最终结果为四⼤基本概念，包括了解决⼯程⽭盾问题和复杂发明问题所需的各种分析⽅法、解题⼯具和解题流程。
TRIZ的理论前提和基本认识是：⑴产品或技术系统的进化有规律可循；⑵⽣产实践中遇到的⼯程⽭盾往复出现；⑶彻底解决⼯程⽭盾的创新原理容易掌握；⑷其它领域的科学原理可解决本领域的技术问题。
在各种创新⽅法和设计⽅法中， TRIZ的内容最丰富，最强调创新精神，最注重从⼤量发明成果中总结提炼创新构思经验，并提供商品化计算机辅助创新软件⼯具。
它是⼀个“重量级”⽅法体系。
在众多⽅法中可以与它并列相⽐较的，只有德语学派的系统化设计⽅法。
后者⽴论最严谨，也提供了相当丰富的实⽤⼯具，但创新精神逊于TRIZ。
TRIZ既包含按照技术系统发展规律解决发明问题的⽅法体系，⼜包含提⾼⼈的创新思维能⼒的⽅法体系。
TRIZ不是专业科技书籍，不讲与（创新）思维问题⽆关的技术规律；TRIZ不同于头脑风暴，不讲与技术规律⽆关的思维问题。
为了更好理解TRIZ的本质，对创新设计的各派⽅法中的典型⽅法进⾏⼀些对⽐：（1）头脑风暴法：以暂时远离科学技术知识与经验为基本⽅法，接近于病态思维（brainstorming原指⼀种思维失控的⼤脑疾病）。
它掌握并运⽤了促进思维发散的⼀部分⼼理学规律。
（2）德语设计⽅法学：重视技术规律及创新设计程序，提倡⼀种反映技术活动规律的程序性⽅法——课题表述抽象化，解题从抽象到具体。
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专利数量
发明级别
利润 时间
通过性能 参数随时 间变化的 规律，可 以准确地 予测产品 和技术所 处的生命 周期阶段。
S-曲线对应的专利数量、发明级别和利润曲线
27
TRIZ的理论体系—S曲线
S曲线的作用 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
38
TRIZ的理论体系—进化法则
协调性法则
������
形状协调进化路线① 自兼容形状 兼容形状 特殊形状
相同形状
实例：球鼻形船首
使船体与船鼻分别形成 的波浪的波峰与波谷， 它们相遇而相互抵消
39
TRIZ的理论体系—进化法则
������
形状协调进化路线②——表面形状的进化
带有突起的表面 粗糙表面 带有活性物质的表面
30
TRIZ的理论体系—进化法则
执行装臵 ������ ������ ������ ������ 传输装臵 把能量或场传递给执行装臵 从能量源获取能量，转化为系统所需的能源 控制其他组件如何协调，以实现功能 动力装臵 控制装臵 完备性法则
对系统作用对象实施功能，常称为“工具”
31
TRIZ的理论体系—进化法则
三
四
根本的改进
全新的概念
18
4
100-1000
1000-10000 10000100000
五
重大的发现
<1
9
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
攀枝花学院
发明问题解决理论
主讲人：曾富洪
TRIZ理论的由来及基本思想
“TRIZ”一词是俄文“发明问题解决理论”的首字母 缩写，英文名称为Theory of Inventive Problem Solving。自 从1946年以来，以G.S.Altschuller为首的专家，经过对250 万份专利文献的研究发现，一切技术问题在解决过程中都 有一定的模式可循，可对大量好的专利进行分析并将其解 决问题的模式抽取出来，为人们进行学习并获得创新发明 的能力提供参考。经多年搜集、分析、比较和归纳，这一 研究建立了一整套体系化的、实用的发明问题解决方法， 这就是所谓的TRIZ法理论。
衰退期
成长期
婴儿 期
25
TRIZ的理论体系—S曲线
研发极限
最低成本 最佳可靠性 最大功效 最大性能 能正确工作 能工作 新产品模式 时间 下一代产品 过时技术
主 要 参 数
例：电子管计算机→晶体管算计→大规模集成电路计算机→量子计算机
26
TRIZ的理论体系—S曲线
成长期 性能参数 婴儿期 成熟期 衰退期
28
TRIZ的理论体系—进化法则
3、TRIZ理论体系
（4）技术系统进化法则（经典TRIZ）
① 完备性法则
② 能量传递法则 ③ 协调性进化法则
④ 提高理想度法则
⑤ 动态性进化法则 ⑥ 子系统不均衡进化法则 ⑦ 向超系统进化法则 ⑧ 向微观系统进化法则
29
TRIZ的理论体系—进化法则
完备性法则 一个完整的技术系统必须包含四个部分： 动力装臵，传输装臵，执行装臵，控制装臵
解决问题 过程的发现
TRIZ法理论
自然科学知识
3
3
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
39个通用工程参数 40条发明原理
从专利中总结 出最常用的原 理和方法
分离原理 物质-场模型 76个标准解 知识库 效应库 ARIZ
4
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
11
TRIZ的理论体系
1、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。
发明问题解决算法ARIZ 专利分析 自然科学
15
TRIZ的理论体系
3、TRIZ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—— 物理冲突与分离方法 技术冲突与发明原理 物场分析与标准解 How to模型与知识库 一种算法——发明问题解决理论（ARIZ）
传统创新方法的特点： 1）更多依赖于心理因素，具有很大的无序性、随机性和偶然性。 2）运用于简单创新问题、不能揭示问题的矛盾。 3）适用于可能解不多于10个到20个的简单创新问题。
2
2
TRIZ理论的由来及基本思想
世界专利 及技术信息 概念： 资源的发现描述 发明级别划分 技术进化模式 理想化工具及模型 技术系统中的矛盾 39个通用工程参数 40条发明创新原理 物–场分析模型 76个标准解 效应知识库 ARIZ算法
连续运动 脉冲 周期性作用 增加频率 共振
42
TRIZ的理论体系—进化法则 材料协调
相同材料 相似材料
材料协调进化路线
惰性材料 可变特性的材料 相反特性的材料
实例：人工心脏
捐赠心脏
克隆心脏
人工心脏
43
TRIZ的理论体系—进化法则
提高理想度法则
理想度
=
（Σ有用功能） （Σ成本+Σ有害功能）
发明与创新就是为了创造高度理想化系统获得最终
36
TRIZ的理论体系—进化法则
形状协调 实例 协调性法则
各子系统之间，以及子系统与超系统的形状要相互协调
37
TRIZ的理论体系—进化法则
形状协调进化路线① 协调性法则 兼容形状 特殊形状
������
相同形状
自兼容形状
例：人体工学设计-与超系统形状协调
符合人体工学的键盘、 鼠标
符合人体工学的手杖
34
TRIZ的理论体系—进化法则
案例： 火车 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%
35
TRIZ的理论体系—进化法则
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
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
8
发明级别与TRIZ的适用范围
（1）发明级别的划分
发明的级别 一 二 创新的程度 明确的结果 局部的改进 占人类发明 总数的比例 （%） 32 45 知识来源 个人的知识 行业内的知 识 跨行业的知 识 跨学科的知 识 最新产生的 知识 参考解的数 量 1-10 10-100
16
TRIZ的理论体系—最终理想解
3、TRIZ理论体系
（1）最终理想解（IFR）
17
TRIZ的理论体系—技术系统
3、TRIZ理论体系 （2）技术系统 技术系统：由相互联系的元件所组成的、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：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。
理想结果（ Ideal Final Results IFR）
IFR ：系统只具有有用功能，而无成本或有害功能
系统的质量、尺寸、能量消耗 实现的功能数量 提高理想度法则是指：
平滑表面
光滑表面
肋状突起针点状
粗糙表面
可制热表面 （带电阻丝）
40
TRIZ的理论体系—进化法则
形状协调进化路线③——内部结构的进化
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
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
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TRIZ的理论体系—进化法则
频率协调
频率协调进化路线①——单个物体
14
TRIZ的理论体系
3、TRIZ理论体系
辩证法+系统论+认识论 技术系统进化法则 技术系统/技术过程 系 统 科 学 物质-场分析 矛盾 资源 矛盾分析 技术矛盾 创新原理 理想化最终结果 资源分析 物理矛盾 分离方法 创新 思维 培养 思 维 科 学
知识使能问题 标准解系统 知识效应库
完备性进化实例 完成“运输货物”这一功能的技术系统由以下四个部分组成：
32
TRIZ的理论体系—进化法则
能量传递法则 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
10
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。