第七章 发明问题解决算法
第七章TRIZ理论与方法
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。
Triz(发明问题解决)理论及矛盾矩阵表
Altshuller 研究了超过1,500,000世界级的专利,发现了39个标准技术特性能引
起冲突。它们被称作39个工程参数见表二 ,查找矛盾的工程方法是先找变化的参数, 再找引起不需要的参数。 实例:要使饮料罐的壁厚减小的工程参数是“#3 移动物体的长度“,在TRIZ里,标 准工程参数的含义是非常多样的,在这里“长度”可以指任何线性的尺寸,如长度、 宽度、高度,直径等。若我们减小壁厚就会引起罐体承载力的减小,这个工程参数 就是“#14,强度”,那么标准的技术冲突就是:我们要减小“移动物体的长度” 就会引起“强度”的降低。
计算机鼠标用一个球体来传输X和Y两个轴方向的运动。 利用发明原则14 a., 与罐体焊在一起的唇口原来是垂直于侧壁的,现在变成带一个 弧度。如下图
发明原则 #35 改变物体的物理和化学状态 改变物体的集合状态、密度分度、灵活度、温度
采用强度更高的的金属合材料来增加饮料罐的承载能力。 在不到一周时间内,该发明人Jim Kowalik 就为美国软饮料工业提出了超过二十个 有用的解决方案,其中有几个便被采纳了。
表二 39个工程参数 1. 移动物体的重量 2. 静止物体的重量 3. 移动物体的长度 4. 静止物体的长度 5. 移动物体的面积 6. 静止物体的面积 7. 移动物体的体积 8. 静止物体的体积 9. 速度 10. 力 11. 张力,压力 12. 外形 13. 物体的稳定性 14. 强度 15. 移动物体的耐久性 16. 静止物体的耐久性 17. 温度 18. 光亮度 19. 移动物体消耗的能量 20. 静止物体消耗的能量 21. 动力 22. 能量损失 23. 物质损失 24. 信息损失 25. 时间损失 26. 物质总和 27. 可靠性 28. 测量精度 29. 制造精度 30. 作用物体的有害因素 31. 有害面效果 32. 可制造性
TRIZ中的发明问题解决算法――ARIZ
TRIZ中的发明问题解决算法――ARIZ用于系统化创新的发明问题解决理论TRIZ(萃智)包含许多发明问题解决工具,包括矛盾矩阵、与创新原理,技术系统进化法则、,发明问题标准解法,、以及发明问题解决标准算法ARIZ等。
按照TRIZ(萃智)对发明问题的五5级分类,一般较为简单的一到三级发明问题应用运用创新原理或者发明问题标准解法就可以解决,而那些复杂的非标准发明问题,如四、五级的问题,往往需要应用发明问题解决算法ARIZ做系统的分析和求解。
创新问题解决的思考过程中主要存在三个思维障碍:思维惯性(Psychological Inertia)、有限的知识领域、试错法(Trial and Error Method)。
思维惯性使我们习惯沿用旧有的思考模式和思路尝试解决问题,因此,我们在解决创新问题时,必须设法有效摆脱思维惯性;另外一个障碍是知识面的局限――大多数我们所面临的问题甚至其中的九成已经在我们所不知的领域中解决了,但由于我们有限的知识领域,使我们无法方便自如地利用其他科学技术领域的解决方法和知识等资源,所以有必要建立以解决创新问题为目的的创新方案库;在创新真正系统化之前,试错法是大家不约而同地首先想到的用来解决创新问题的方法,但其效率之低下也是众所周知的。
TRIZ(萃智)认为,一个创新问题解决的困难程度取决于对该问题的描述和问题的标准化程度,描述得越清楚,问题的标准化程度越高,问题就越容易解决。
TRIZ (萃智)中,创新问题求解的过程是对问题不断地描述,不断地标准化的过程。
在这一过程中,初始问题最根本的矛盾被清晰地显现出来。
如果方案库里已有的数据能够用于该问题有标准解;如果已有发数据不能解决该问题则无标准解,需等待科学技术的进一步发展。
该过程是通过ARIZ算法实现的。
ARIZ(Algorithm for Inventive-Problem Solving)――发明问题解决算法,是TRIZ(萃智)理论中的一个主要分析问题、解决问题的方法,其目标是为了解决问题的物理矛盾。
发明问题解决算法ARIZ训练手册精品文档8页
“师”之概念,大体是从先秦时期的“师长、师傅、先生”而来。其中“师傅”更早则意指春秋时国君的老师。《说文解字》中有注曰:“师教人以道者之称也”。“师”之含义,现在泛指从事教育工作或是传授知识技术也或是某方面有特长值得学习者。“老师”的原意并非由“老”而形容“师”。“老”在旧语义中也是一种尊称,隐喻年长且学识渊博者。“老”“师”连用最初见于《史记》,有“荀卿最为老师”之说法。慢慢“老师”之说也不再有年龄的限制,老少皆可适用。只是司马迁笔下的“老师”当然不是今日意义上的“教师”,其只是“老”和“师”的复合构词,所表达的含义多指对知识渊博者的一种尊称,虽能从其身上学以“道”,但其不一定是知识的传播者。今天看来,“教师”的必要条件不光是拥有知识,更重于传播知识。题目:
联系方式:
成绩:老师签字:
江西财经大学TRIZ特训练营
2019年月日
需要解决的问题:
一、问题分析
㈠系统分析
1问题所在系统:
2技术系统的主要目的:
⒊九屏幕分析
㈡功能分析
描述技术系统及主要子系统的有用功能与有害功能。
系统名称
有用功能
有害功能
㈢资源分析
系统
类别
资源
超系统组件
物质
能量
信息
子系统组件
物质
能量
信息
到了衰退期,技术系统要么消亡,要么跳跃性发展
五、技术矛盾分析
1.问题是什么?
2.现在有什么解决方法?方法有什么缺点?
3.技术矛盾定义
4.查矩阵表应用创新方法
5.技术矛盾解决方案
六、物理矛盾分析
1.定义物理矛盾
2.空间分离解决方法
3.时间分离解决方法
TRIZ理论(发明问题解决理论)简介
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。
发明问题解决理论(TRIZ)
泡沫金属、钻孔减重、药棉
改变物体或其周围环境的颜色;改变物体或其周围环境的透明度或可
32
改变颜色、拟态 视性;在难以看清的物体中使用有色添加剂或发光物质;通过辐射加 示温漆、感光玻璃、紫外线防伪、
热改变的体的热辐射性
33
同性质
主要物体及期相互作用的其它物体采用同一材料或特性相近的材料 金刚石切钻石,包装使用产品同一材料、水果激光标签
多功能电子产品、男女搭配、分工合作、话筒与听筒合并
6
多元性
将物体具有复合功能以代替其它功能
牙刷柄装牙膏
7
嵌套
把一个物体嵌入第二个物体,再将这两个物体嵌入第三个物体……; 让某物体穿过另一个物体的空腔
套娃、伸缩天线、推位门
8
重量补偿
将某一物体与另一提供升力的物体组合,补偿其重量;通过相互作用, 利用空气动力、流体动力、浮力实现重力补偿
上菜的插盘、琴拨
25
自服务
让物体具有自补充、自恢复功能;灵活运用废弃的材料、能量与物质 饮水机、用植物做有机肥
用简单、廉价的复制品代替复杂、高价、易损、不易获得的物体;用
26
复制
图象替代实物、可以按一定比例放大缩小;如果已使用可见光拷贝, 虚拟系统、模拟系统、卫星图片、紫外诱蝇
用红外或紫外替代
27
廉价替代品
汽车安全气囊、应急通道
12
等势
在势场内避免位置改变
船闸、水平传送带
13
反向作用
用与原来相反的动作达到相同的目的;把物体或过程倒过来;让物体 可动部分不动,部分不可动
内层冷冻分离、水杯倒置清洗、跑步机、加工中心刀具
14
曲率增加
将直线或平面用曲线或曲面代替,将平行六面体或立方体用球形结构 代替;使用滚筒、球状、螺旋状;利用回转运动代替直线运动
ARIZ(发明问题解决算法)
发明问题解决算法ARIZ85C一、ARIZ的英文全称及中文译文英文:The Algorithm of Invention Problem Solving中文:发明问题解决算法,是基于技术系统进化规律的分析问题和解决问题的流程。
二、ARIZ85C解题步骤分为9个部分:第一部分:分析问题(技术矛盾)第二部分:分析问题模型第三部分:确定理想化的最终结果和物理矛盾第四部分:调用物场资源(小人法)技术解第五部分:运用知识库第六部分:变换或替换问题第七部分:分析得到的消除物理矛盾的解决方案第八部分:运用已得到的方案第九部分:分析解决问题的整个流程三、各部分具体步骤第一部分:分析问题(技术矛盾)1.1步:描述最小问题∆技术系统:为了(指出系统功能、用途),包括了(指出系统主要组件)∆技术矛盾1(需支出)∆技术矛盾2(需指出)∆对系统做最小改动时必须(指出结果,想要获得的结果)备注:①从发明问题情境中得出最小问题,通常要引入一个限制条件:最好不改变系统,或对系统做最小改动,得到需要的作用(特性),或者消除有害作用。
从发明情境到最小问题并不意味着解决的是一个不大的问题,相反,引入了限制条件(不作改动得到结果),会加强矛盾冲突。
只是意在让我们尽早放弃走折衷之路的想法。
②描述1.1是不仅应该指出系统的组成部分,还应该指出与技术系统相互作用的外界环境部分。
③技术系统中存在的相互作用,若存在有用作用的同时引起了有害作用;或者引入(加强)有用作用、消除(削弱)有害作用时引起了整个系统或部分系统的恶化。
这样的相互作用叫做技术矛盾。
描述技术矛盾的方法:描述系统组件的一种状态,并说明此状态下优点是什么缺点是什么。
然后描述出此系统组件相反状态下的优缺点各是什么。
④与工具和外界环境相关的术语,必须用简单的词语表达,以消除思维定势。
1.2步:揭示、记录产生矛盾的组件对:作用对象和工具规则1:若问题条件中的工具有两种状态,则两种状态都应指出。
TRIZ发明问题的解决理论
TRIZ意译为发明问题的解决理论.TRIZ理论成功地揭示了创造发明的内在规律和原理,着力于澄清和强调系统中存在的矛盾,其目标是完全解决矛盾,获得最终的理想解。
它不是采取折衷或者妥协的做法,而且它是基于技术的发展演化规律研究整个设计与开发过程,而不再是随机的行为。
实践证明,运用TRIZ 理论,可大大加快人们创造发明的进程而且能得到高质量的创新产品。
TRIZ创新理论简介概述TRIZ是俄文теории решенияизобретательских задач 的英文音译Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch的缩写,其英文全称是Theory of the Solution of Inventive Problems(发明问题解决理论)TRIZ是基于知识的、面向人的发明问题解决系统化方法学。
TRIZ是基于知识的方法(1)TRIZ是发明问题解决启发式方法的知识。
这些知识是从全世界范围内的专利中抽象出来的,TRIZ仅triz相关书籍采用为数不多的基于产品进化趋势的客观启发式方法;(2)TRIZ大量采用自然科学及工程中的效应知识;(3)TRIZ利用出现问题领域的知识。
这些知识包括技术本身、相似或相反的技术或过程、环境、发展及进化;(4)TRIZ是面向人的方法,即TRIZ中的启发式方法是面向设计者的,不是面向机器的。
TRIZ理论本身是基于将系统分解为子系统、区分有用及有害功能的实践,这些分解取决于问题及环境,本身就有随机性。
计算机软件仅起支持作用,而不能完全代替设计者,需要为处理这些随机问题的设计者们提供方法与工具。
TRIZ是系统化的方法(1)在TRIZ中,问题的分析采用了通用及详细的模型,该模型中问题的系统化知识是重要的;(2)解决问题的过程系统化,以方便的应用已有的知识。
TRIZ是发明问题解决理论(1)为了取得创新解,需要解决设计中的冲突,但解决冲突的某些步骤是不知道的;(2)未知的解往往可以被虚构的理想解代替;(3)通常理想解可通过环境或系统本身的资源获得;(4)通常理想解可通过已知的系统进化趋势推断。
7.ariz发明问题解决算法 - 突破重围的日志 - 网易博客
7.ARIZ——发明问题解决算法- 突破重围的日志- 网易博客7.ARIZ——发明问题解决算法ARIZ——发明问题解决算法,是TRIZ理论中的一个主要分析问题、解决问题的方法,其目标是为了解决问题的物理矛盾。
该算法主要针对问题情境复杂、矛盾及其相关部件不明确的技术系统。
它是一个对初始问题进行一系列变形及再定义等非计算性的逻辑过程,实现对问题的逐步深入分析和转化,最终解决问题。
该算法尤其强调问题矛盾与理想解的标准化,一方面技术系统向理想解的方向进化,另一方面如果一个技术问题存在矛盾需要克服,该问题就变成一个创新问题。
TRIZ认为,一个创新问题解决的困难程度取决于对该问题的描述和该问题的标准化程度,描述得越清楚,问题的标准化程度越高,问题就越容易解决。
ARIZ中,创新问题求解的过程是对问题不断地描述,不断地标准化的过程。
在这一过程中,初始问题最根本的矛盾被清晰地显现出来。
如果方案库里已有的数据能够用于该问题则有标准解;如果已有的数据不能解决该问题则无标准解,需等待科学技术的进一步发展。
该过程是通过ARIZ算法实现的。
简单地说,ARIZ首先就是将系统中存在的问题最小化,原则是在系统能够实现其必要功能的前提下,尽可能不改变或少改变系统;其次是定义系统的技术矛盾,并为矛盾建立“问题模型”;然后分析该问题模型,定义问题所包含的时间和空间,利用物-场分析法分析系统中所包含的资源;接下来,定义系统的最终理想解。
通常,为了获取系统的理想解,需要从宏观和微观级上分别定义系统中所包含的物理矛盾,即系统本身可能产生对立的2个物理特性,例如:冷-热、导电-绝缘、透明-不透明等。
因此,下一步需要定义系统内的物理矛盾并消除矛盾。
矛盾的消除需要最大限度地利用系统内的资源并借助物理学、化学、几何学等工程学原理。
作为一种规则,经过分析原理的应用后如问题仍然没有理想的解,则认为初始问题定义有误,需调整初始问题模型,或者对问题进行重新定义。
发明问题解决理论
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
Step1:定义物理矛盾
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 在什么空间下得以实现?
空间分离
时间分离
条件分离 系统级别分离
空间1:
空间2:
Step3:以上两个空间区域是否交叉? 否□ 应用空间分离 是□ 尝试其它分离方法
功能类
15
16
物理矛盾例子
1. 侦察机应飞行得很快,以便尽快离开被侦察的地区;但在被侦 察的地区上空又应飞行得很慢,以便多收集数据。 2. 飞机的机翼应有大的面积以便起飞与降落,但又要较小以便 高速飞行。 3. 飞机发动机罩既应该加大直径,以便吸入更多的空气,但又 应该减小直径,以增加该罩与地面的距离。 4. 软件应容易使用,但又应有多项选择以能处理复杂的事物。 5. 学习某种理论要彻底,但最好不花时间。 6. 咖啡应尽可能热,以保持其味道;但又不能太热,以防止烫 伤饮用者。
全人类的知识
5级
知 识 圈
科学原理
4级
行业以外的知识
行业内的知识 个人的知识
3级
2级 1级
1
2016/12/10
二、40个发明创新原理
1 分割 2 分离 11 预补偿 12 等势性 21 紧急行动 22 变有害为有益 31 多孔材料 32 改变颜色
三、处理矛盾/冲突
• 矛盾的定义:对系统的 参数性能指标相互矛盾 的要求! TRIZ理论认为:发明问题的核心是解决冲突,未克服冲突的 设计不是创新设计。发明的目的是解决矛盾!! 产品进化过程是不断解决产品中冲突的过程,一个冲突解决 后,产品进化过程处于停顿状态;之后的另一个冲突解决后, 产品移到一个新的状态,推动产品向理想化方向进化。
第7章 TRIZ之发明原理与应用
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2.典型案例
智能语音驱鸟器:作为飞机起降场所的机场, 鸟害防治成为一项重要的飞行安全保障工作。 人们在鸟的声音中提取了他们被俘的惨叫声, 用此来刺激惊吓在机场飞行的鸟儿。
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6.3 原理2:抽取 3.运用技巧
把系统中的功能或部件分成有用、有害部分,视情况抽取出来。
切记:抽取的目的是为系统增加价值。抽取可同样应用于非实物或虚拟情况。
和创新思维方法。
(8)TRIZ的创新问题通用求解算法是发明问题求解算法(ARIZ)。
8
3.TRIZ的核心思想
(1)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;
(2)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; (3)解决本领域技术问题的最有效的原理与方法,往往来自其他领域的科学知识。
反向作用原理
因与结果反过来,从而利用不同(或相反)
的 方 法 来 实 现 相 同 的 目 的 。
1.指导原则
(1)用与原来相反的作用实现相同的目的。例如:
用平车运送货物时,既可以推,也可以拉,来实现相同的结果。
老师在教育过程中,既可以使用惩罚,也可以利用鼓励手段,来达到相同的教育目的。
利用黑笔和白板的组合代替传统的黑板和白粉笔的组合。
(3)采用蛇皮管灯杆的台灯;
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3.运用技巧
尝试让系统中的某些几何结构成为柔性的、可自适应的;
往复运动的部分成为旋转的;让相同的部分执行多种功能;
技术矛盾描述的是两个参数的矛盾。
例如:改善了汽车的速度,导致了安全性发生恶化。这个例子中,涉及 的两个参数是速度和安全性。
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只有在不影响系统现有功能的前提下成功
发明问题的解决理论TRIZ
主讲: 主讲:郭继峰 2008-05-31
总目录
1、引进应用TRIZ的意义和必要性 引进应用TRIZ的意义和必要性 TRIZ 2、企业创新及创新的方法 3、TRIZ理论简介 TRIZ理论简介 4、TRIZ理论推广应用方案 TRIZ理论推广应用方案
1、 引进应用 、 引进应用TRIZ的意义和必要性 的意义和必要性
ARIZ算法 算法
第一步:选择问题(系统分析) 第二步:建立问题模型 (基于物--场分析法的问题模型分析 ) 第三步:分析问题模式 第四步:消除物理矛盾 (定义最终理想解与物理矛盾 ) 第五步:初步评价所得解决方案 第六步:发展所得答案 第七步:分析解决进程
TRIZ理论原理样例 理论原理样例
创造宣言
---陶行知
“死人才无意于创造。只要有一滴汗,一滴血, 一滴热情,便是创造之神所爱住的行宫,就能 开创造之花,结创造之果,繁殖创造之森林。” “处处是创造之地,天天是创造之时,人人是 创造之人,让我们至少走两步退一步向着创造 之路迈进吧!”
THE END THANKS 谢谢! 谢谢! TRIZ推广应用组报名电话 推广应用组报名电话8037 推广应用组报名电话
答案是肯定的,那就是使用 答案是肯定的,那就是使用TRIZ 发明问题解决理论) (发明问题解决理论)
萝卜有用的部分是地下的部分,而白菜有用的部分是 地上的部分。 TRIZ解决问题的思路是: 将有用的部分结合起来,去除无用的部分。如果种植 一种具有白菜叶和萝卜根的蔬菜,那么就达到了爱吃 萝卜和爱吃白菜的两个需求均得到最大化的目的。 同样,运用TRIZ这种神奇的方法让我们来解决校园街 道的问题,就使问题变得很简单了——在普通道路上 画上扭曲的斑马线,使它看起来就像波浪路面上的斑 马线一样,司机们大脑中的条件反射精确地产生着作 用,达到了价格上和效果上的最优结合。
发明问题的标准解法
发明问题的标准解法TRIZ通过对大量专利库的分析研究发现,发明问题共分为2大类:标准问题和非标准问题。
第1类的标准问题可以在1、2步中快速获得解决,因为基于技术系统进化路径的法则可以确定该系统改进的方向和解决问题的方法。
这些针对标准问题的解决法则被称为发明问题的标准解法。
TRIZ中,经常应用物一场模型来分析各种各样的标准问题,物一场模型将技术系统表示为2个关联的物体(工具和工件)、以及工具和工件之间的相互作用的场,依据表达原系统的物一场模型的类型,来选取改进此物一场模型的相应解法,这些解法为如何改进系统提供了"暗示",更确切地说,它们提供了解法的模式,随后,问题解决者可以利用这些模式来开始进行概念的设计开发工作。
8.1概述标准解法是根里奇·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。
第1级中的解法聚焦于建立和拆解物一场模型,包括创建需要的效应或消除不希望出现的效应的系列法则,每条法则的选择和应用将取决于具体的约束条件。
第2级由直接进行效应不足的物一场模型的改善,以及提升系统性能但实际不增加系统复杂性的方法所组成。
第3级包括向超系统和微观级转化的法则。
这些法则继续沿着(第2级中开始的)系统改善的方向前进。
第2级和第3级中的各种标准解法均基于以下技术系统进化路径:增加集成度再进行简化的法则;增加动态性和可控性进化法则;向微观级和增加场应用的进化法则;子系统协调性进化法则等。
第4级专注于解决涉及到测量和探测的专项问题。
虽然测量系统的进化方向主要服从于共同的一般进化路径,但这里的专项问题有其独特的特性。
尽管如此,第4 级的标准解法与第1级、第2级、第3级中的标准解法有很多还是相似的。
第5级包含标准解法的应用和有效获得解决方案的重要法则。
一般情况下,应用第1 -4级中的标准解法会导致系统复杂性的增加,因为,给系统引入了另外的物质和效应是极有可能的。
发明问题解决算法
ARIZ采用一套逻辑过程逐步将初始问题程序化,其目标是建立相应的物 理冲突或技术冲突,并解决这些冲突。该算法主要针对问题情况复杂、 冲突及其相关部件不明确的技术系统。
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第一节 ARIZ概述
它通过对初始问题进行一系列变形、再定义等非计算性的逻辑过程,实 现对问题的逐步深入分析和转化,而最终解决问题。该算法尤其强调问 题冲突与理想解的标准化,一方面技术系统向理想解的方向进化,另一 方面如果一个技术问题存在需要克服的冲突,该问题就变成一个创新问 题。应用ARIZ取得成功的关键在于没有理解问题的本质前,要不断地对 问题进行细化,一直到确定了物理冲突为止。
二、ARIZ的基本特点
TRIZ理论的研究者从不同的角度给出了ARIZ的一些特点,这些特点主 要是:
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第一节 ARIZ概述
(1)ARIZ是一种引导我们进行全面思考的工具,但是并不能用它来代替 思维过程。在利用ARIZ进行思考时,一定要非常仔细地阅读ARIZ中的 每一个步骤,并按照其引导进行思考。同时,把你在思考过程中想到的 所有想法都记录下来,包括那些表面上看起来可笑的、荒诞不经的“胡 思乱想”。
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第一节 ARIZ概述
3.发展原则 ARIZ并非一个僵化不变的体系,而是一个不断地吸取新知识的体系。从
1977年诞生后,TRIZ的专家们一直在不断地对其进行修订和完善。如 今,ARIZ仍然随着科技的发展而与时俱进,新的知识库可以大大拓展 ARIZ解决发明问题的能力,某些解决方案已经成为扩充的ARIZ的一部 分。而经过发展、扩充后的ARIZ也不断促进技术的进步,二者形成一种 良性循环。
发明解决问题的思路
发明解决问题的思路
1. 确定问题,首先要清楚地了解问题的本质和范围,包括问题的背景、影响范围和可能的解决方案。
这有助于更好地理解问题并为解决问题制定清晰的思路。
2. 研究现有解决方案,在着手解决问题之前,需要对已有的解决方案进行调研和分析。
这有助于了解现有解决方案的优缺点,为新的解决方案提供启发和改进的思路。
3. 创新思维,发明解决问题的思路需要具备创新思维。
这包括从不同的角度思考问题,寻找与众不同的解决方案,并且不断进行头脑风暴和想象,以找到最佳的解决思路。
4. 跨学科思维,有时候问题的解决需要跨学科的思维方式。
这意味着从不同学科领域获取灵感和解决方案,将不同领域的知识和技术进行整合,以创造出全新的解决思路。
5. 原型设计和测试,一旦有了解决问题的思路,接下来可以进行原型设计和测试。
这有助于验证解决方案的可行性和有效性,同时也为进一步改进和优化解决方案提供反馈。
总的来说,发明解决问题的思路需要清晰的问题认知、充分的调研分析、创新的思维方式和跨学科的综合能力。
这些都是寻找解决问题思路的关键步骤,也是成功发明的基础。
第七章 发明问题解决算法
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第一节 ARIZ概述
它通过对初始问题进行一系列变形、再定义等非计算性的逻辑过程,实 现对问题的逐步深入分析和转化,而最终解决问题。该算法尤其强调问 题冲突与理想解的标准化,一方面技术系统向理想解的方向进化,另一 方面如果一个技术问题存在需要克服的冲突,该问题就变成一个创新问 题。应用ARIZ取得成功的关键在于没有理解问题的本质前,要不断地对 问题进行细化,一直到确定了物理冲突为止。
套连续的程序。具体的过程为,首先利用ARIZ将系统中一个状况模糊的 原始发明问题“缩小”化;其次是定义系统的技术冲突和物理冲突,并为 冲突建立对应的“问题模型”;最后是分析该问题模型,定义问题所包含 的时间和空间,利用标准解或物场分析方法,从而获得系统的最终理想 解。 2.抑制或激发原则 设计者一旦采用了TRIZ来解决问题,就必须克服其惯性思维,以激发其 想象力。因为TRIZ是一个作用广泛、应用灵活的分析工具,而惯性思维 很可能将设计者引入到一个牛角尖中,为创造性问题的解决带来很大的 障碍。
图7-1中前5个步骤将初始问题转化为具体的冲突,并解决这些冲突;如果 在前五步问题没有得到解决,步骤六重新定义问题并跳回到第一步,再 次求解问题;当问题被解决后,可以应用步骤一七来评价该解决方案。
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第二节 ARIZ-85的基本步骤
步骤八由问题特解中抽取出可用于解决其他问题的通用解法;步骤九主要 是针对TRIZ专家,由专家分析应用ARIZ求解该问题的过程,以便不断 改进和完善ARIZ。下面以ARIZ一85的理论体系为主,来介绍ARIZ的理 论方法和基本步骤。
发明问题解决理论TRIZ
文章编号:1001-2354(2001)07-0007-06发明问题解决理论:TRIZ———TRIZ过程、工具及发展趋势Ξ檀润华1,王庆禹2,苑彩云1,段国林1(1.河北工业大学CAD/CAM及RPM研究所,天津 300130;2.天津市机电工业科技信息研究所,天津 300091)摘要:介绍TRIZ解决发明问题的过程及物质-场分析、标准解、冲突及其描述、冲突解决原理、ARIZ算法等主要工具。
提出建立物质-场分析的新型符号系统、完善冲突及解决理论、更新ARIZ算法及TRIZ与QFD、稳健设计等集成是其发展趋势。
关键词:TRIZ;过程;工具;趋势中图分类号:TH166 文献标识码:A1 前言产品创新是制造业在市场竞争中取胜的关键。
如果把产品设计分为产品定义、概念设计、技术设计及详细设计几个阶段,概念设计是与创新(Innovation)紧密相关的一个设计阶段。
所谓创新是指新的可行解或概念,该解或概念与已有的解或概念相比具有明显的竞争优势。
创新是发明工程(Inventive engineering)的核心,而发明工程又是设计工程(Design engineering)的前沿研究领域。
如何在概念设计阶段快速地产生一个有竞争力的新概念,实现产品的快速创新(Fast innovation)是当今设计领域的前沿课题,又是工业界希望尽快运用的成果。
文献[1]列出了13种可用于概念设计的方法,如Q FD(质量工程布置)、功能方法树、设计目录、形态学矩阵等。
这些方法大都起源于欧、美、日等国。
最近的研究表明,起源于前苏联的TRIZ(发明问题解决理论)不论对学术界还是对工业界都应是指导创新的重要理论之一[2,3]。
TRIZ是俄文中发明问题解决理论的词头。
该理论是前苏联G S Altshuler及其领导的一批研究人员,自1946年开始,花费1500个人年的时间,在分析研究世界各国250万件专利的基础上,所提出的发明问题解决理论[4,5]。
ARIZ:发明问题解决算法
ARIZ:发明问题解决算法
TRIZ认为,一个问题解决的困难程度取决于对该问题的描述或程式化方法,描述得越清楚,问题的解就越容易找到。
TRIZ中,发明问题求解的过程是对问题不断描述、不断程式化的过程。
经过这一过程,初始问题最根本的冲突被清楚地暴露出来,能否求解已很清楚,如果已有的知识能用于该问题则有解,如果已有的知识不能解决该问题则无解,需等待自然科学或技术的进一步发展。
该过程是靠ARIZ算法实现的。
ARIZ称为发明问题解决算法,是TRIZ的一种主要工具,是发明问题解决的完整算法,该算法采用一套逻辑过程逐步将初始问题程式化。
该算法特别强调冲突与理想解的程式化,一方面技术系统向着理想解的方向进化,另一方面如果一个技术问题存在冲突需要克服,该问题就变成了一个创新问题。
ARIZ中,冲突的消除有强大的效应知识库的支持。
效应知识库包含物理的、化学的、几何的等效应。
作为一种规则,经过分析与效应的应用后问题仍无解,则认为初始问题定义有误,需对问题进行更一般化的定义。
应用ARIZ取得成功的关键在于没有理解问题的本质前,要不断地对问题进行细化,一直到确定了物理冲突。
该过程及物理冲突的求解已有软件支持。
发明问题的解决方法
发明问题的解决方法-TRIZ简介一. TRIZ理论——创新的科学实践证明,一旦发现和掌握了发明创造的内在规律和原理,形成一种科学或者理论,那么实现创新就可以象求解数学题一样,变得有序可寻,富有可操作性和可预见性,创新质量和效率也会大大提高。
正是基于这样一种理念,1946年前苏联著名的发明家G. S. Altshuller提出了当前著名的创新理论——发明问题解决理论,其俄文缩写为TRIZ。
Altshuller及其合作者在大量专利分析的基础上,总结出各种技术发展进化遵循的规律模式,以及解决各种工程矛盾的创新原理和法则,构建了TRIZ理论。
可以说TRIZ理论是人类已有科技知识与创新思维规律、方法的完美结合。
它是对人类创新活动规律和原理更深入和系统的揭示,为更好的创新提供了坚实的理论和方法基础,是认识和推动人类创新活动的一个突破性成果。
二. TRIZ理论核心思想和基本特征TRIZ理论的核心思想主要体现在三个方面。
首先,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。
其次,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。
再就是技术系统发展的理想状态是用最少的资源实现最大数目的功能。
相对于传统的创新方法,TRIZ理论具有鲜明的特点和优势。
它成功地揭示了创造发明的内在规律和原理,快速确认和解决系统中存在的矛盾,而且它是基于技术的发展进化规律研究整个产品发展过程。
因此,运用TRIZ理论可大大加快发明创造的进程,提升产品创新水平。
具体来说它可以帮助我们:1. 对问题情境进行系统的分析,快速发现问题本质,准确定义创新性问题和矛盾。
2. 对创新性问题或者矛盾提供更合理的解决方案和更好的创意。
3. 打破思维定势,激发创新思维,从更广的视角看待问题。
4. 基于技术系统进化规律准确确定探索方向,预测未来发展趋势,开发新产品。
5. 打破知识领域界限,实现技术突破。
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问题分析的主要目的是将一个模糊不清的问题转化为一个描述明确的问 题模型。在利用ARIZ对问题进行分析时,应尽量保持系统的稳定性,达 到消除系统缺陷与完成改进的目的。同时,又可以通过引入约束、激化 矛盾,发现技术系统中隐含的冲突。本步骤又可以细分为以下7个子步 骤:
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第一节 ARIZ概述
3.发展原则 ARIZ并非一个僵化不变的体系,而是一个不断地吸取新知识的体系。从
1977年诞生后,TRIZ的专家们一直在不断地对其进行修订和完善。如 今,ARIZ仍然随着科技的发展而与时俱进,新的知识库可以大大拓展 ARIZ解决发明问题的能力,某些解决方案已经成为扩充的ARIZ的一部 分。而经过发展、扩充后的ARIZ也不断促进技术的进步,二者形成一种 良性循环。
与其他TRIZ工具一样,利用ARIZ对问题进行求解,最后得到的只是一 个概念解。如何利用这个概念解来解决实际问题,还需要设计人员具体 问题具体分析,利用自己的专业领域知识,将获得的概念解逐步转化为 可以实施的详细解决方案。源自大家好上一页8
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第二节 ARIZ-85的基本步骤
阿奇舒勒提出的ARIZ - 85共有9个关键步骤,这些步骤是:①问题分析; ②问题模型的分析;③陈述最终理想解(IFR)和物理冲突;④运用物场资源; ⑤知识库的应用;⑥转化或替代问题;⑦原理解评价;⑧原理解最大化;⑨解 决方案的专家分析。在每个步骤中都含有数量不同的多个子步骤,在解 决实际问题的过程中,并没有强制要求按顺序走完所有的9个步骤,而 是一旦在某个步骤中获得了问题的解决方案,就可以跳过中间的其他几 个无关步骤,直接进入到后续的相关步骤来完成问题的解决。图7-1所 示为利用ARIZ分析问题的流程图。
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第一节 ARIZ概述
ARIZ的固定步骤次序和非专业术语的使用,有助于抑制惯性思维、激发 想象力,从而避免了常见的错误;同时可以激发设计者突破专业领域的限 制,增加解决问题的信心和能力,引导其思维向着有利于问题解决的方 向发展。从这个意义上讲,ARIZ是学习和掌握TRIZ理论所不可缺少的 工具。
“缩小”化该问题之后,可以发现这个技术系统存在两个主要冲突: 技术冲突一(TC-1):如果系统有较多的避雷针,可以有效保护天线免遭雷
击。但是,避雷针会吸收无线电波,从而减少了天线可接受的无线电波 的数量。 技术冲突二(TC -2):如果系统只有极少数的避雷针,将不会吸收掉大量 的无线电波,但在这种情况下,避雷针可能不足以完全保护天线免遭雷 击。 必要时,可以对系统做最小的改动,在保护天线免遭雷击的同时又不吸 收掉无线电波。 2.定义冲突的元素 冲突元素一般指工件和工具。工件是指问题中需要“加工处理”的元素, 例如,需要对元素进行制造、移动、调整、改进、保护、探测及测量等。
第二节 ARIZ-85的基本步骤
①“缩小”问题的确定;②定义冲突的元素;③技术冲突图解模型的定义; ④选择并分析技术冲突图解模型;⑤强化技术冲突;⑥建立问题模型;⑦应 用标准解系统。
1.“缩小”间题的确定 所谓“缩小”问题,是指将问题进行层层分解,剥离不必要的因素,只
保留与该问题密切相关的因素,达到消除系统缺陷与完成改进的目的。 把问题转化为“缩小”问题,可以在不改变系统的前提下,引导设计者 在解决发明问题时明确冲突。 在陈述“缩小”问题时,需要找到系统中的技术冲突,必要时可对系统 做最小的改动。
固定步骤能够帮助ARIZ的使用者,为掌握ARIZ提供具体而详细的路径。 大量的工程实例表明,利用非专业术语可以大大提高设计的成功性。例 如,在设计破冰船时,设计小组最初一筹莫展,因为他们一直想制造一 艘能够打破坚冰的新型船。后来有人提出用“物体”代替“破冰船”这 一术语,解决措施随之出现,即这一“物体”也可能只需穿过冰面,而 不需要打破坚冰。
二、ARIZ的基本特点
TRIZ理论的研究者从不同的角度给出了ARIZ的一些特点,这些特点主 要是:
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第一节 ARIZ概述
(1)ARIZ是一种引导我们进行全面思考的工具,但是并不能用它来代替 思维过程。在利用ARIZ进行思考时,一定要非常仔细地阅读ARIZ中的 每一个步骤,并按照其引导进行思考。同时,把你在思考过程中想到的 所有想法都记录下来,包括那些表面上看起来可笑的、荒诞不经的“胡 思乱想”。
选择并分析技术冲突图解模型的最终目的在于抓住主要矛盾,适当地忽 略次要矛盾。
5.强化技术冲突 通过指出元素的限制状态或限制作用来强化技术冲突,从而发现技术系
统中隐含的冲突或矛盾。大多数的问题都包含“多量元素”对“少量元 素”、“强的元素”对“弱的元素”等类型的技术冲突。对于“少量元 素”的冲突,只可以转化成“没有元素”或“缺少元素”。在例7-1天 线保护的例子中,让我们考虑替代“少数装置”,在TC - 2中有“缺失 的装置”。 6.建立间题模型
的相关数据。因此,射电望远镜需要配备体积较大的无线天线。避雷针 (导体)可以保护射电望远镜的天线免受雷击。无线电波接收技术系统包 括无线天线、无线电波、避雷针和闪电。在这个技术系统中,避雷针的 数量和天线接收的无线电波的量之间存在冲突。
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第二节 ARIZ-85的基本步骤
比如,在天线保护的例子中,工件:闪电和无线电波;工具:避雷针(导体)。 3.建立技术冲突的图解模型 通过研究,阿奇舒勒总结出一些典型的矛盾冲突模型,现将这些典型的
矛盾冲突模型列于表7-1中。注意:如果非标准的图解模型更能够反映矛 盾的本质,则允许使用那些非标准的图解模型。 在例7-1天线保护的例子中,TC-1和TC-2图解模型均为成对作用3,其 图解模型见图7 -2和图7 -3。
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第一节 ARIZ概述
(3)从有效性和复杂性来看,冲突矩阵、分离原理和标准解系统等TRIZ 工具与ARIZ正好相反。不加选择地使用这种极端强大,但是又非常复杂、 难用的工具,会令使用者失望的。只有将ARIZ用于求解那些真正特殊的 问题,才是合理的。根据阿奇舒勒的研究,在工程实践中所遇到的问题, 只有不到5%是属于这种类型的。
第七章 发明问题解决算法
1 第一节 ARIZ概述 2 第二节 ARIZ-85的基本步骤 3 第三节 利用ARIZ解决创新问题
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第一节 ARIZ概述
ARIZ是俄文发明问题解决算法的缩写(英文缩写为AIPS),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 套完整的问题解决程序,是TRIZ理论的核心分析工具之一,集成了 TRIZ理论中大多数观点和工具。最初由阿奇舒勒于1977年提出,随后 经过多次改进才形成比较完善的理论体系,即ARIZ一85。对于某些复 杂问题,由于定义冲突或建立物场模型较为困难,因而不能直接应用冲 突矩阵或物场分析求解。在这种情况下,可以考虑使用ARIZ来解决问题。
(2)ARIZ不是一个方程式,直接将问题作为变量带进去是得不到答案的。 ARIZ是一个包含了多个步骤的、相对复杂的解题流程。在这个流程中, 阿奇舒勒将经典TRIZ中的多种解题工具、重要理论概念和一些实用的创 造性思维方法有机地结合起来,通过分析问题的技术冲突来转换发明问 题,并最终解决问题。因此,它能够使一个人拥有很多发明家的经验, 并不断提高运用这些经验的能力。
ARIZ采用一套逻辑过程逐步将初始问题程序化,其目标是建立相应的物 理冲突或技术冲突,并解决这些冲突。该算法主要针对问题情况复杂、 冲突及其相关部件不明确的技术系统。
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第一节 ARIZ概述
它通过对初始问题进行一系列变形、再定义等非计算性的逻辑过程,实 现对问题的逐步深入分析和转化,而最终解决问题。该算法尤其强调问 题冲突与理想解的标准化,一方面技术系统向理想解的方向进化,另一 方面如果一个技术问题存在需要克服的冲突,该问题就变成一个创新问 题。应用ARIZ取得成功的关键在于没有理解问题的本质前,要不断地对 问题进行细化,一直到确定了物理冲突为止。
图7-1中前5个步骤将初始问题转化为具体的冲突,并解决这些冲突;如果 在前五步问题没有得到解决,步骤六重新定义问题并跳回到第一步,再 次求解问题;当问题被解决后,可以应用步骤一七来评价该解决方案。
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第二节 ARIZ-85的基本步骤
步骤八由问题特解中抽取出可用于解决其他问题的通用解法;步骤九主要 是针对TRIZ专家,由专家分析应用ARIZ求解该问题的过程,以便不断 改进和完善ARIZ。下面以ARIZ一85的理论体系为主,来介绍ARIZ的理 论方法和基本步骤。
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第二节 ARIZ-85的基本步骤
可以通过陈述“冲突的元素”“冲突的强化规则”以及“将附加元素(X) 引入系统来解决问题的效果(保持、消除、改进等)”三部分内容来建立问 题模型。
比如在天线保护的例子中,已知:一个缺失的装置和闪电,缺失的装置不 阻碍天线接收无线电波,但不能提供免遭雷击的保护。要求寻找X,具 有以上缺失装置的特性(不阻碍天线接收)同时也能保护天线免遭雷击。
一、ARIZ的理论基础
ARIZ的重要思想是将非标准问题通过各种方法进行变换,转化为标准问 题,然后利用TRIZ中的标准解来获得相应的解决方案。其理论基础由以 下3条原则构成。
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第一节 ARIZ概述
1.转化原则 ARIZ是通过确定和解决引起问题的技术冲突,对发明问题进行转化的一
4.选择并分析技术冲突图解模型 从多个技术冲突图解模型中,选择一个能够准确表达关键问题的模型。
在例7-1天线保护的例子中,关键问题是接受无线电波。所以我们选用 TC - 2即少数避雷针,在这种情况下,导体(避雷针)的数量很少,所吸 收的无线电波的量也非常少。