第七章TRIZ理论与方法

TRIZ理论是由前苏联发明家阿奇舒勒(G. S. Altshuller)在1946年创 立的。Altshuller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，是有规 律可循的。在他的领导下，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，建立一个由解决技术，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。
最终理想解(IFR)有四个特点： 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、没有引入新的缺陷等。
40个发明原理
TRIZ中最重要的、具有普遍用途的40个发明原理
1、分割；2、抽取；3、局部质量；4、非对称；5、合并；6、 普遍性；7、嵌套；8、配重；9、预先反作用；10、预先作用； 11、预先应急措施；12、等势原则；13、逆向思维；14、曲面 化；15、动态化；16、不足或超额行动；17、一维变多维；18、 机械振动；19、周期性动作；20、有效作用的连续性；21、紧 急行动；22、变害为利；23、反馈；24、中介物；25、自服务； 26、复制；27、一次性用品；28、机械系统的替代；29、气体 与液压结构；30、柔性外壳和薄膜；31、多孔材料；32、改变 颜色；33、同质性；34、抛弃与再生；35、物理/化学状态变化； 36、相变；37、热膨胀；38、加速氧化；39、惰性环境；40、 复合材料等。
TRIZ的不足和发展
2003矛盾矩阵表增加了37个发明原理，9个工程参数。
TRIZ的不足和发展
1.仍依赖个人能力与经验 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。 2. TRIZ法采用一整套独特的科学思想和方法，人们要经过一定的学 习和培训，才能掌握TRIZ法。 3.通用工程参数、标准解和发明原理仍不够完备。
物理矛盾和四大分离原理
当一个技术系统的工程参数具有相反的需求，就出现了物 理矛盾。比如说，要求系统的某个参数既要出现又不存 在，或既要高又要低，或既要大又要小等等。 相对于技术矛盾，物理矛盾是一种更尖锐的矛盾，创新中 需要加以解决。物理矛盾所存在的子系统就是系统的关 键子系统，系统或关键子系统应该具有为满足某个需求 的参数特性，但另一个需求要求系统或关键子系统又不 能具有这样的参数特性。 分离原理是阿奇舒勒针对物理矛盾的解决而提出的。分 离方法共有11种，归纳概括为四大分离原理，分别是 空间分离、时间分离、基于条件的分离和系统级别分离 等。
发明问题的标准解法
仅有39项工程参数在彼此相对改善和恶化，而所有发明都 是在不同的领域上解决这些工程参数的冲突与矛盾。这 些矛盾不断地出现，又不断地被解决。 标准解法阿奇舒勒于1985年创立的，共有76个，分成5级， 各级中解法的先后顺序也反映了技术系统必然的进化过 程和进化方向，标准解法可以将标准问题在一两步中快 速进行解决，标准解法是阿奇舒勒后期进行TRIZ理论 研究的最重要的课题，同时也是TRIZ高级理论的精华。 标准解法也是解决非标准问题的基础，非标准问题主要 应用ARIZ来进行解决，而ARIZ的主要思路是将非标准 问题通过各种方法进行变化，转化为标准问题，然后应 用标准解法来获得解决方案。
发明问题解决算法(ARIZ)
ARIZ是发明问题解决过程中应遵循的理论方法和步骤，ARIZ是基 于技术系统进化法则的一套完整问题解决的程序，是针对非标准 问题而提出的一套解决算法。ARIZ的理论基础由以下3条原则构成： 1、ARIZ是通过确定和解决引起问题的技术矛盾； 2、问题解决者一旦采用了ARIZ来解决问题，其惯性思维因素必须被 加以控制； 3、ARIZ也不断地获得广泛的、最新的知识基础的支持。 ARIZ最初由阿奇舒勒于1977年提出，随后经过多次完善才形成比较 完善的理论体系。ARIZ-85包括九大步骤： 1、分析问题；2、分析问题模型；3、陈述IFR和物理矛盾；4、动用 物－场资源；5、应用知识库；6、转化或替代问题；7、分析解决 物理矛盾的方法；8、利用解法概念；9、分析问题解决的过程等 等。
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。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(IFR)就是这座桥梁的桥墩。
39个工程参数及阿奇舒勒矛盾矩阵
仅有39项工程参数在彼此相对改善和恶化，而所有发明都 是在不同的领域上解决这些工程参数的冲突与矛盾。这 些矛盾不断地出现，又不断地被解决。 将这些冲突与冲突解决原理组成一个由39个改善参数与 39个恶化参数构成的矩阵。矩阵的横轴表示希望得到 改善的参数，纵轴表示某技术特性改善引起恶化的参数， 横纵轴各参数交叉处的数字表示用来解决系统矛盾时所 使用创新原理的编号。 这就是著名的技术矛盾矩阵。阿奇舒勒矛盾矩阵为问题 解决者提供了一个可以根据系统中产生矛盾的两个工程 参数，从矩阵表中直接查找化解该矛盾的发明原理来解 决问题。
1.分析与表述问题
2.抽象提取技术矛盾 无
39X39矛盾矩阵 40个发明原理
有 有无解
3.抽象提取物理矛盾 无
11个（现4个） 分离原理
有 有无解
有 4.建立物场模型 无 有 5.ARIZ需求功能分析 无 效应库 有无解 76个标准解 有无解
6.1重新分析问题 6.2扩大利用外部物质和场 技术系统进化 八模式
物-场模型分析
所有的功能都可分解为2种物质和1种场(即二元素组成)。 功能定义为两个物质（元素）与作用于它们中的场（能量） 之间的交互作用，也即是物质S2 通过能量F作用于物 质S1，产生的输出（功能）。 物-场分析是TRIZ理论中的一种分析工具，用于建立与已 存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模型。
TRIZ理论与方法
• 什么是TRIZ • TRIZ的主要内容 • TRIZ的不足和发展
什么是TRIZ
TRIZ的含义是发明问题解决理论，其拼写是由“发明问 题的解决理论”（Theory of Inventive Problem Solving）俄语含义的单词首字母（Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch）组成，在欧美 国家也可缩写为TIPS。
TRIZ九大经典理论体系
1. TRIZ的技术系统八大进化 法则 最终理想解(IFR) 40个发明原理 39个工程参数及阿奇舒勒 矛盾矩阵 物理矛盾和四大分离原理
2. 3. 4. 5.
6. 7. 8. 9.
物-场模型分析 发明问题的标准解法 发明问题解决算法(ARIZ) 科学效应和现象知识库
TRIZ的技术系统八大进化法则
TRIZ的主要内容
TRIZ理论核心思想和基本特征
• 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。 • 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。 • 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。
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有39项工程参数在彼此相对改善和恶化，而所有发明都 是在不同的领域上解决这些工程参数的冲突与矛盾。这 些矛盾不断地出现，又不断地被解决。 将这些冲突与冲突解决原理组成一个由39个改善参数与 39个恶化参数构成的矩阵。矩阵的横轴表示希望得到 改善的参数，纵轴表示某技术特性改善引起恶化的参数， 横纵轴各参数交叉处的数字表示用来解决系统矛盾时所 使用创新原理的编号。 这就是著名的技术矛盾矩阵。阿奇舒勒矛盾矩阵为问题 解决者提供了一个可以根据系统中产生矛盾的两个工程 参数，从矩阵表中直接查找化解该矛盾的发明原理来解 决问题。
40个发明原理
TRIZ中最重要的、具有普遍用途的40个发明原理
1、分割；2、抽取；3、局部质量；4、非对称；5、合并；6、 普遍性；7、嵌套；8、配重；9、预先反作用；10、预先作用； 11、预先应急措施；12、等势原则；13、逆向思维；14、曲面 化；15、动态化；16、不足或超额行动；17、一维变多维；18、 机械振动；19、周期性动作；20、有效作用的连续性；21、紧 急行动；22、变害为利；23、反馈；24、中介物；25、自服务； 26、复制；27、一次性用品；28、机械系统的替代；29、气体 与液压结构；30、柔性外壳和薄膜；31、多孔材料；32、改变 颜色；33、同质性；34、抛弃与再生；35、物理/化学状态变化； 36、相变；37、热膨胀；38、加速氧化；39、惰性环境；40、 复合材料等。
7.原理解的具体化
否
8.评价判断是否为最优解 是 9.分析解的典型程度 是 进入效应库 否
科学效应和现象知识库
知识库包括解决发明问题时会经常遇到需要实现的30种功 能，这些功能的实现经常要用到100个科学效应和现象。
应用科学效应和现象应遵循5个步骤： 1、根据要解决的问题，确定解决此问题所要实现的功能； 2、根据《功能代码表》，确定此功能相对应的代码； 3、从《科学效应和现象清单》查找此功能代码下所推荐的科学 效应和现象，获得科学效应和现象的名称； 4、筛选所推荐的每个科学效应和现象，优选适合解决本问题的 科学效应和现象； 5、查找优选出来的每个科学效应和现象的详细解释，并应用于 问题的解决，形成解决方案