TRIZ理论与创新设计2

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。
思考：


一个大而复杂的溶洞，希望在不损害溶 洞环境，和不消耗太多资源（时间和金 钱）的情况下，测出各处的高度。 控制一个容器水位的方法。
理想设计

一个主要的、有用的功能，可以用一个 并不存在的系统来实现，这种思维方式 可以使创新设计在短时间内完成。

1948年12月，担忧因第二次世界大战胜 利使得苏联缺乏创新气氛，阿奇舒勒写 了一封引来危险的信，信封上写着“斯 大林同志亲启”。他向国家领袖指出当 时苏联对发明创造缺乏创新精神的混乱 状态，在信的末尾他还表达了更激烈的 想法：有一种理论可以帮助工程师进行 发明。这种理论能够带来可贵的成果并 可以引起技术世界的一场革命。
发现了什么呢？
Altshuller的研究发现



技术系统进化的模式（规律）在不同工 程及科学领域交替出现。 创新设计所依据的科学原理往往来自其 他领域，而且数量有限。 创造的原理和方法具有普适性
传播

前苏联解体后，TRlZ理论系统地传入西 方，在美、欧各地得到了广泛的研究与 应用，在亚洲的日本和韩国也得到广泛 重视。目前，TRIZ已成为最有效的创新 问题求解方法和计算机辅助创新技术的 核心理论。
油漆的溶剂是有毒的，…… 无毒的粉末颜料，洒在工件表面，加热 工件即可。
理想化设计的步骤
（1）描述需要改进的性能 （2）描述理想的性能 （3）有没有现成的方法来实现理想性能 如果你的问答是肯定的，那么就是说你 已经有了新的方法，不过，务必要证明 一下。
理想化设计的步骤
如果你的回答是否定的，那么，应该考虑一下怎 么更有效地利用资源。 如果你的回答是肯定的，但是这种方法还有一些 其他的冲突和矛盾，那么应该去解决该矛盾。 如果有一个障碍物阻止你去实现理想状态，那么 描述该物体并搞清楚为什么它是一种障碍。 (4) 你认为做出什么样的改动才能克服这个障碍。 这与前面的什么原 理和方法相一致呢
IEG-Ideation


全球创新问题解决方案理论和六西格玛管理咨 询培训的领导者。 Ideation自1992年于美国密西根的Southfield成 立后，主要的任务在运用先进的TRIZ(创新问 题解决理论)方法，为企业提供创新研发问题 解决方案的咨询与培训服务，为提供客户全面 的创新卓越服务，2005年与六西格玛管理咨询 的领导者IEG集团，在亚太地区共同成立IEGIdeation。开发了I-TRIZ。
第一节 概述 第二节 TRIZ的理论体系
第一节 概述


TRIZ的出现 TRIZ的一般方法 TRIZ的定义 TRIZ的价值 TRIZ的发明分级 TRIZ的发展趋势
1. TRIZ——发明问题解决原理

G．S．Altshuller（阿奇舒勒）以及他的 团队在研究250万件专利的基础上提出的。

属性列举法 缺点列举法 希望点列举法 完满创造原理
熔炉温度的水冷控温

熔炉温度不能过高，水冷降温 水管破裂，水不能溢出 为什么会
溢出？

真空抽水泵
内部压力比外部压力高 solution
2 冲突解决原理

冲突概念 冲突解决原理 冲突矩阵
（1） 冲突概念

在提高产品或系统的某方面的性能时， 结果使其另一些方面的性能受到负面影 响，则设计出现了冲突。 飞机为了增加载重能力需要减轻自身重量； 为了加快重型运输机装卸货物的速度， 飞机上需要有移动式起重机，增加了飞 机的额外负载；
5. TRIZ的发明分级
6. TRIZ的未来发展趋势



TRIZ理论是前人知识的总结，目前处于“婴 儿期”，如何把它进一步完善； 如何合理有效地推广应用TRIZ理论； TRIZ理论的进一步软件化，自动化； 进一步拓展TRIZ理论的内涵，尤其是把信息技 术、生命技术、社会科学等方面的原理和方法 纳入到TRIZ理论中； 将TRIZ理论与其他一些新技术（QFD，即质量 功能布置)有机集成。
产品功能和性能的耦合性



为了提高产品的市场竞争力，需要不断根据市 场的潜在需求对产品进行改进设计。 创新的目的是使产品在功能上不断完善，在性 能上不断提高。功能和功能之间、性能和性能 之间存在着潜在的联系，使它们相互制约。 冲突的普遍性和动态性：联系的普遍性是矛盾 的根源；需求变更刺激冲突不断变化。 例如：质量和价格
情景分析可以认为是问题描述。

（1）系统资源



理解系统和描述系统必须正确把握系统 的资源 设计中的可用系统资源对创新设计起着 重要的作用，问题的解越接近理想解， 系统资源就越重要。 直接资源、导出资源、差动资源
直接应用资源


物质资源：木材可用作燃料。 能量资源：汽车发动机驱动后轮或前轮工作 场资源：地球上的重力场及电磁场。 信息资源：汽车运行时所排废气中的油或其他 颗粒，表明发动机的性能信息。 空间资源：仓库中多层货架中的高层货架。 时间资源：双向打印机。 功能资源：人站在椅子上更换屋顶的灯泡时， 椅子的高度是一种辅助功能。
高度的评价


目前TRIZ被认为是可以帮助人们挖掘和 开发自己的创造潜能、最全面系统地论 述发明创造和实现技术创新的新理论， 被欧美等国的专家认为是“超级发明 术”。 阿奇舒勒创建TRIZ理论，是发明了发明 与创新的方法。
阿奇舒勒自己的话


“你可以等待100年获得顿悟，也可以利 用这些原理15分钟解决问题。” 有一位前苏联很有名气的发明家在听了 阿奇舒勒报告后，激动地说：“要是早 知道TRIZ理论就好了。”
时间分离案例：床

睡觉时大一点 搬运时小一点 不睡时不占空间
怎么办？
整体与部分的分离

手机小一点便于携带 手机大一点便于使用
拉盖
翻盖
（3）技术冲突
某个参数或特性优化时，往往引起其他 参数或特性劣化： 尺寸与重量 稳定性-汽车的地盘高度-路况适应性
月球探测车的探照灯灯罩问题 固体物质放在盛有酸的容器中进行耐酸 性实验，容器的抗腐蚀性问题

增加理想化的具体方法
简单的说
集成：采用更综合的子系统、合并离散 子系统 简化：整体置换、去除元件、去除辅助 功能、去除双重元件、自服务 自服务：红薯切片机，进给是靠重力实现 的，张紧装置


TRIZ之父
它是由前苏联发明家G. S. Altshuller在 1946年创立的，TRIZ就是“发明问题解 决理论”的俄语缩写，后来Altshuller也 被尊称为TRIZ之父。 英文为Theory of lnventive Problom Solving.


Altshuller

阿奇舒勒在14岁时就获得了首个专利证 书，专利作品是水下呼吸器。15岁时， 他制作了一条船，船上装有使用碳化物 作燃料的喷气发动机。

理想化＝有用功能之和／有害功能之和
增加有用功能
减少有害功能
最终理想解（IFR）

Ideal final result 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。
以小汽车为例

想增加载物的 功能，会怎样 呢？
小汽车的有用功能是什么？
载人代步 载物运输
房车的 居住功能

有害功能？
燃油 交通事故 排污
彻底解决冲突的思想


按传统设计中的折中法，冲突并没有彻 底解决，而是在冲突双方取得折中方案， 或者说降低冲突的程度。 TRIZ理论认为，产品创新的标志是解决 或移走设计中的冲突，而产生新的有竞 争力的解。发明问题的核心是发现冲突 并解决冲突， 未解决冲突的设计并不是 创新设计。
来源与内容
2. TRIZ的一般方法

在利用TRIZ解决问题的过程中，设计者 首先将待设计的产品表达成为TRIZ问题， 然后利用TRIZ中的工具，如发明原理、 标准解等，求出该TRIZ问题的普适解或 称模拟解，最后设计者再把该解转化为 该领域的解或特解。
一般方法图解
例如
3. TRIZ的定义



从1946年开始，经过研究成千上万的专利,发 现了发明背后存在的模式并形成TRIZ理论的原 始基础。为了验证这些理论，相继做出了多项 发明。 比如：排雷装置获得苏联发明竞赛的一等奖、 发明船上的火箭引擎、发明无法移动潜水艇的 逃生方法等等，多项发明被列为军事机密，阿 奇舒勒也因此被安排到海军专利局工作。
冲突的分类
（2）物理冲突：
系统同时存在矛盾或相反要求的状态。 如对软件要求操作简单，功能多样。手 机尺寸小便于携带，但又要求屏幕大和 键盘大。 对某种材料的性能既要有足够的刚度以 抵抗变形，又要有足够的柔性以抵抗冲 击。
分离原理

解决物理冲突主要采用分离原理
空间分离案例：自行车


早期的自行车有快速性和舒适感两种亟待提高 的性能需求，导致存在两个物理冲突： 高速——直径大的车轮，乘坐舒适——小的车 轮； 高速——快蹬，乘坐舒适——慢蹬。 链轮与链条发明以后，是脚踏板和车轮在空间 上分离开来，实现了增速一下解决了两对矛盾。

毛坯是铸铁的导出资源 木头的各向异性就是差动资源；二极管 的单向导电性
（2）理想化


因为技术系统是功能的实现，同一功能 存在多种技术实现，任何系统在完成所 需的功能时，都产生有害功能。 为了对正反两方面作用进行评价，采用 如下公式： 理想化＝有用功能之和／有害功能之和