TRIZ理论技术系统的八大进化法则及其实例
TRIZ及案例
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。
TRIZ由一位俄国学者阿利赫舒列尔(G.S.Altshuller,又译根里奇·阿奇舒勒)及他的同事于1946年最先提出,最初是从二十万份专利中取出符合要求的四万份作为各种发明问题的最有效的解。
技术创新方法(TRIZ理论)培训教材
维障碍。
小明家有三个小孩,老大叫大毛,老二叫二毛,老三叫什么? 如何用6根火柴组成4个等边三角形? 如何用4根火柴组成一个“田”字? 在荒芜人迹的河边停着一个小船,这只小船只能容纳一个人,有 两个人同时来到河边,并且这两个人都坐着这条船过了河,请问: 他们是怎样过河的?
1.2、TRIZ的由来
TRIZ理论是由根奇· 阿奇舒勒(G.S.Altshuller 1926~1998)(前苏联的一位伟大发明家和创造学家)通过 对4万 份(后来扩展到250万份)高水平发明专利的研究、分析、归 纳总结,揭示出隐藏在专利之中的奥秘,萃取发数以百万计发 明家的智慧而创建的卓越成果。被喻为“神奇点金术”。 TRIZ理论是一种创新方法,它使创新思维从发散走向收 敛;它利用创新的规律,使创新走出了盲目的、高成本的试错 和灵光一现式的偶然。
技术创新方法(TRIZ理论) 培训教材
目录
一、TRIZ概述
二、TRIZ的技术系统八大进化法则+S曲线
三、最终理想解(IFR) 四、技术矛盾 五、40个创新原理 六、39个工程参数及矛盾矩阵 七、物理矛盾和四大分离原理
一、TRIZ概述
1.1何谓创新
创新就是稀奇古怪的事
创新源于敢吃螃蟹的人
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
创新是灵光一现式偶然
技术系统应该沿着使能量流动路径缩短的方向进化,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:手摇绞肉机替代菜刀 用刀片旋转运动代替刀的垂直运 动,能量传递路径缩短,能量损失减 少,同时提高了效率。
技术系统法则3:协调性法则
技术系统是沿着各个子系统之间更协调的方向进化,这也是整个 技术系统能发挥其功能的必要条件; 子系统间的协调性主要表现在: • 结构上的协调 • 各性能参数之间的协调 • 工作节奏/频率上的协调
创新技术与方法-TRIZ理论案例分析
改 善 的 参 数 :3 3 可 操 作 性 恶 化 的 参 数 :2 3 物 质 损 失
. 书 要 方 便 携 带 , 要 小 ,要 轻 — — 书 的 质 量 会 下 降
技术矛盾定义
矛盾矩阵
恶化的参数改善的参数
谢谢大家~
Thanks For Your Watching.
10力
23物质损失
26物质或事物的数量
35、14、3
33可操作性
28、32、2、24
01
2 分 离 与 分 开 原 理
02
3 局 部 质 量 原 理
03
4 类 球 面 原 理
04
4 利 用 中 介 质 原 理
05
8 机 械 系 统 替 代 原 理
06
2 颜 色 变 化 原 理
07
5 参 数 变 化 原 理
Annual Work Summary Report
2021
2022
2023
理论体系的内容理论的主体思路
TRIZ理论的介绍
在读书中的应用
TRIZ理论的解题实例分析
TRIZ理论的介绍
创新从最通俗的意义上讲就是创造性地发现问题和创造性地解决问题的过程,TRIZ理论的强大作用正在于它为人们创造性地发现问题和解决问题提供了系统的理论和方法工具。现代TRIZ理论体系主要包括以下几个方面的内容:1. 创新思维方法与问题分析方法TRIZ理论中提供了如何系统分析问题的科学方法,如多屏幕法等;而对于复杂问题的分析,则包含了科学的问题分析建模方法——物-场分析法,它可以帮助快速确认核心问题,发现根本矛盾所在。2. 技术系统进化法则针对技术系统进化演变规律,在大量专利分析的基础上TRIZ理论总结提炼出八个基本进化法则。利用这些进化法则,可以分析确认当前产品的技术状态,并预测未来发展趋势,开发富有竞争力的新产品。3. 技术矛盾解决原理不同的发明创造往往遵循共同的规律。TRIZ理论将这些共同的规律归纳成40个创新原理,针对具体的技术矛盾,可以基于这些创新原理、结合工程实际寻求具体的解决方案。4. 创新问题标准解法针对具体问题的物-场模型的不同特征,分别对应有标准的模型处理方法,包括模型的修整、转换、物质与场的添加等等。
TRIZ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。
(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: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。
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。
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。
(三)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、具有普遍用途的这40个发明原理,分别是: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创新理论的技术进化法则
技术系统实例:电冰箱
电冰箱这一技术系统,压缩机、散热板、拉门等是电 冰箱的子系统
而电冰箱所处的环境,如房间,就可以称为电冰箱这 一技术系统的超系统。
技术系统的进化
技术系统进化就是指实现系统功能的技术从低级向高级变化的 过程。
对于一个具体的技术系统来说,对其子系统或元件进行不断改 进,以提高整个系统的性能,就是技术系统的进化过程
专利数量增加, 但级别开始下降
市场潜力和价值 得到认可
大量资源投入
成熟期
功能日趋完善,性 能达到最高
大量专利,但级别 较低
收益稳定,可预见 性强
已完成量资源投入, 持续的投入并不能 是系统快速的改进。
衰退期
功能和性能已发 展到极限
即将为新的系统 取代
市场进入恶性价 格竞争
资源投入与收益 不成比例
研究人类进行发明创造、解决技术 难题过程中所遵循的科学原理和法 则
俄文
思维科学 系统科学
T、RIZ 理论体系
辩证法+系统论+认识论+本体论
技术系统进化法则 技术系统/技术过程 矛盾 资源 理想化
功能分析
发明问题 标准解法
物场模型
科学原理 知识库
矛盾分析 资源分析
技术矛盾 物理矛盾 创新原理 分离方法
发明专利库 20%
TRIZ工具
•39×39矛盾矩阵 •40个创新原理 •技术系统/过程分析、问题定义 •技术系统进化法则
有代表性的 实用专利
迄今为止,TRIZ已分 析了9,000,000专利
技术系统的进化
技术系统
技术系统由多个子系 统组成,并通过子系 统间的相互作用实现 一定的功能,简称为 系统。
子系统本身也是系统, 事由元件和操作构成 的
TRIZ-八大进化法则
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12
子系统不均衡进化法则
• ③整个系统的进化速度取决于系统中发展 最慢的子系统。
• ④改进进化最慢的子系统,就能提高整个 系统的性能。
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13
法则七—向微观级进化法则
triztriz八大进化法则八大进化法则一技术系统技术系统的子系统也是一个系统系统的更高一级可以成为超系统例如汽车可以看做一个技术系统发动机变速箱转向系统等为汽车的子系统而众多的汽车可构成交通系统这个超系统对于具体的一个技术系统来说对于子系统戒者其组成元件迚行丌断的改迚优化以提高整个技术系统地性能子系统地改迚优化的过程就可以称为技术系统地的迚化过程
• ①提高柔性法则:有刚性结构向更具有适 应性及灵活性的柔性结构发展(车床到数 控加工中心的进化)②提高可移动性法则 (固话→手机)③提高可控性法则(洗衣 机→智能洗衣机)
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法则六—子系统不均衡进化法则
• 技术系统的每个子系统具有不同的生命周 期,沿自身的s曲线进化。
• ①任何技术系统所包含的各个子系统都不 是同步、均衡进化的(卡盘的自动加紧)
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7
法则三:协调性进化法则
• 技术系统的各个子系统、各参数之间以及系统参 数与超系统各参数之间要相互协调是系统实现其 功能的基本条件
• 协调性法则表现在:
①形状与结构上的协调(早期的自行车轮子一大一 小);
②各性能参数的协调(高速主轴、皮带轮动平衡参 数的不协调);
③工作节奏和频率上的协调(收音机)。
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5
TRIZ(萃智)理论中的技术系统进化法则
TRIZ(萃智)理论中的技术系统进化法则一. 技术系统进化法则半个世纪前,发明著名的TRIZ(萃智)理论(发明问题解决理论)的前苏联发明家Altshuller先生在分析大量专利的过程中发现,产品及其技术的发展总是遵循一定的客观规律,而且同一条规律往往在不同的产品技术领域被反复应用。
即任何领域的产品改进、技术的变革过程,是有规律可循的。
人们如果掌握了这些规律,就能能动地进行产品设计并能预测产品的未来发展趋势。
于是,Altshuller和他的合作伙伴不断总结提炼,形成当前著名的技术系统进化法则,构成TRIZ(萃智)理论的核心内容之一。
TRIZ(萃智)理论中包含的进化法则主要有提高理想度法则,完备性法则,能量传导法则,提高柔性、移动性和可控性法则,子系统非一致性进化法则,向超系统升迁法则,向微观系统升迁法则,协调法则等。
这些技术系统进化法则基本涵盖了各种产品核心技术的进化规律,每条法则又包含不同数目的具体进化路线和模式。
下面介绍的键盘等不同产品的核心技术发展就共同遵循一条典型的技术进化路线。
二.键盘进化实例作为计算机外围设备的重要组成之一,键盘已经是随处可见。
目前常见的键盘是一个刚性整体,体积也比较大,不方便携带。
在美国海军陆战队配备一种可以折叠的键盘,便于行军中携带。
再就是一些PDA产品,将键盘输入功能设置在其柔性的外包装套上,展开后就成了一个比较大的键盘。
而现在液晶触摸屏也可以作为输入设备代替键盘。
最近,以色列一家公司推出一种虚拟激光键盘,它通过将全尺寸键盘的影像投影到桌子平面上,用户在上面就可以象使用物理键盘一样直接输入文本。
上面提到的几种输入设备基本上代表了过去几十年来键盘的主要发展历程。
简单分析一下,可以发现键盘的演变脉络,即从一体化的刚性键盘到折叠式键盘,到柔性的键盘,到液晶键盘,再到激光键盘。
如果我们将键盘核心技术的这种演变过程抽象出来,会发现它是按照从刚性,到铰链式,到完全柔性,到气体、液体,一直到场的发展路线。
TRIZ理论中的技术系统进化法则简介
TRIZ理论中的技术系统进化法则简介作者:亿维讯来源:盖世汽车网发布时间:2009年3月23日TRIZ理论中包含的进化法则主要有提高理想度法则,完备性法则,能量传导法则,提高柔性、移动性和可控性法则,子系统非一致性进化法则,向超系统升迁法则,向微观系统升迁法则,协调法则等。
一. 技术系统进化法则半个世纪前,发明著名的TRIZ理论(发明问题解决理论)的前苏联发明家Altshuller 先生在分析大量专利的过程中发现,产品及其技术的发展总是遵循一定的客观规律,而且同一条规律往往在不同的产品技术领域被反复应用。
即任何领域的产品改进、技术的变革过程,是有规律可循的。
人们如果掌握了这些规律,就能能动地进行产品设计并能预测产品的未来发展趋势。
于是,Altshuller和他的合作伙伴不断总结提炼,形成当前著名的技术系统进化法则,构成TRIZ理论的核心内容之一。
TRIZ理论中包含的进化法则主要有提高理想度法则,完备性法则,能量传导法则,提高柔性、移动性和可控性法则,子系统非一致性进化法则,向超系统升迁法则,向微观系统升迁法则,协调法则等。
这些技术系统进化法则基本涵盖了各种产品核心技术的进化规律,每条法则又包含不同数目的具体进化路线和模式。
下面介绍的键盘等不同产品的核心技术发展就共同遵循一条典型的技术进化路线。
二. 键盘进化实例作为计算机外围设备的重要组成之一,键盘已经是随处可见。
目前常见的键盘是一个刚性整体,体积也比较大,不方便携带。
在美国海军陆战队配备一种可以折叠的键盘,便于行军中携带。
再就是一些PDA产品,将键盘输入功能设置在其柔性的外包装套上,展开后就成了一个比较大的键盘。
而现在液晶触摸屏也可以作为输入设备代替键盘。
最近,以色列一家公司推出一种虚拟激光键盘,它通过将全尺寸键盘的影像投影到桌子平面上,用户在上面就可以象使用物理键盘一样直接输入文本。
上面提到的几种输入设备基本上代表了过去几十年来键盘的主要发展历程。
TRIZ理论技术系统的八大进化法则及其实例
技术系统的八大进化法则及其实例
1、 技术系统的S曲线进化法则
例:汽车的发明和使用;从最初的婴儿期(即最初的蒸汽机车)到成长期(即内燃机车)再到成熟期(即现在拥有各种功能美观实用的现代型汽车)最后到衰退期
2、 提高理想度法则
例:污水排水管道;镀锌环钢排水管道强度大,但耐腐蚀耐磨损性差,塑料管道耐腐蚀耐磨损性强但强度低,故在塑料管道外镀锌层以提高管道强
3、 子系统不均衡进化法则
例:音乐手机;手机的发明和使用给人们带来了巨大地便利,人们不均衡的着重发展其中的某些功能(比如音乐播放功能)使其成为某种特定功能型手机
4、 动态性和可控性进化法则
例:可折叠自行车;自行车本是体积相对较大的,后来将其装上铰变成可折叠自行车既方便有减小体积
5、 增加集成度再进行简化法则
例:手机移动电源;将手机电池拿出来单独做成移动电源供手机使用
6、 子系统协调性法则
例:电脑主机箱;电脑工作时,散热风扇和主机功率相协调
7、 减少人工介入的法则
例:汽车的自动化案例
8、 向微观级和增加场应用的进化法则
例:电子芯片;以前的集成电路大多是电子管,耗能大体积大,而现在则可以集中成小小的芯片。
创新方法之TRIZ技术系统进化法则及案例之三
・学习园地•创新方法之TRIZ技术系统进化法则及案例之三张丽丽(马鞍山钢铁股份有限公司)编者按:创新从最通俗的意义上讲就是创造性地发现问题和创造性地解决问题的过程,TRIZ 理论的强大作用正在于它为人们创造性地发现问题和解决问题提供了系统的理论和方法工具。
“工欲善其事、必先利其器”,掌握先进的创新方法是提高创新效率的最佳途径。
为了给广大冶金工作者们提供创新方法学习平台,特推出《创新方法》专栏。
任何一个产品、工艺和技术都在随着时间向着更高级的方向发展和进化,并且它们的进化过程都会经历相同的几个阶段。
阿奇舒勒通过对大量专利的研究和分析,发现技术系统的进化和生物系统一样,是按照一定规律在发展和进化的,他将这些规律进行总结,就形成了TRIZ理论中的S—曲线和技术系统进化法则。
技术系统进化法则的内容主要体现了产品在实现其他相应功能的过程中改进和发展的趋势。
运用S—曲线和技术系统进化法则可以判断出当前研发的产品处于技术系统进化过程中的哪个阶段,然后基于法则的提示,可以更好地预测出产品未来的发展方向。
1技术系统进化S曲线技术系统进化,就是不断用新技术替代老技术,用新产品替代老产品,即实现系统功能的各项内容从低级到高级变化的过程。
对于一个具体的技术系统而言,对其子系统或元件进行不断地改进,以提高整个系统的性能,就是技术系统的进化过程。
阿奇舒勒通过对大量专利的分析和研究,发现任何一个技术系统都在随着时间向更高级的方向发展和进化,并且它们的进化过程都会经历几个相同的阶段,其规律满足一条S形的曲线。
技术系统进化S曲线,如图1所示。
图中横坐标代表技术系统的发展时期,纵坐标代表技术系统某个重要的性能参数。
性能参数随时间的延续呈现出与人的生命周期类似的S曲线,即所有技术系统的进化一般都要经历由婴儿期、成长期、成熟期、衰退期四个阶段组成的生命周期。
从图1中可以看出,在婴儿期,系统性能的增强比较缓慢;当进入成长期以后,性能将快速增强;而当系统进一步发展到成熟期以后,性能的增强又转而变缓;在最终的退出期,系统的性能不但没有增加,反而有所下降。
TRIZ-八大进化法则
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谢谢
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• ①提高柔性法则:有刚性结构向更具有适 应性及灵活性的柔性结构发展(车床到数 控加工中心的进化)②提高可移动性法则 (固话→手机)③提高可控性法则(洗衣 机→智能洗衣机)
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法则六—子系统不均衡进化法则
• 技术系统的每个子系统具有不同的生命周 期,沿自身的s曲线进化。
• ①任何技术系统所包含的各个子系统都不 是同步、均衡进化的(卡盘的自动加紧)
• 技术系统及其子系统在进化发展过程中, 向着减少他们尺寸的方向进化。
• 计算机的发展从占地170m²重达30t发展到 便携式的笔记本电脑
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法则八—向超系统跃迁法则
• 在系统自身进化资源消失时,系统转向超 系统,也就是说同其它系统联合使资源进 一步发展。主要有两种方式:
• ①使技术系统和超系统的资源结合
• ②不均衡的进化经常会导致子系统之间的 矛盾出现,解决矛盾会使整个系统得到突 破性的进化(机床控制系统的进化(数控 化))
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子系统不均衡进化法则
• ③整个系统的进化速度取决于系统中发展 最慢的子系统。
• ④改进进化最慢的子系统,就能提高整个 系统的性能。
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法则七—向微观级进化法则
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法则四:提高理想度法则
• 每一种系统的功能在产生有用效应的同时都会不 可避免的产生有害效应,在设计中应以最终理想 解为指导,尽可能提高系统的理想度。
• 提高理想度法则是技术系统进化的基本法则,为 创造性解决理论指明了努力的方向。
TRIZ的技术系统八大进化法则
1.一个产品或物体都可以看做是一个技术系统,技术系统可以简称为系统。
系统是由多个子系统组成的,并通过子系统间的相互作用来实现一定的功能,子系统可以是零件或部件甚至于构成元素。
系统是处于超系统之中的,超系统是系统所在的环境,环境中的其他相关的系统可以看做是超系统的构成部分。
技术系统的进化是指实现系统功能的技术从低级向高级变化的过程,进化是客观进行着的,不管人们是认识了它还是没有认识它。
如果认识和掌握了系统的进化规律,有利于设计者开发出更先进的产品,从而提升产品的竞争力。
1.八大技术系统进化法则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 1.1技术系统的S曲线进化法则图1-1是一条典型的S曲线。
S曲线描述了一个技术系统的完整生命周期,图中的横轴代表时间;纵轴代表技术系统的某个重要的性能参数,比如飞机这个技术系统,飞行速度、可靠性就是其重要性能参数,性能参数随时间的延续呈现S形曲线。
一个技术系统的进化一般经历4个阶段,分别是:1)婴儿期2)成长期3)成熟期4)衰退2.发明问题解决理论TRIZ[3-9]被认为是目前最全面系统地论述发明创造、实现技术创新的新理论。
运用这一理论,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是一种建立在技术系统演变规律基础上的问题解决系统。
技术系统演变的8个模式9个通用工程参数、40条发原理、39×39冲突解决矩阵、76个标准解、发明问题解决算法(ARIZ)以及工程知识效应库等一同构成了TRIZ的理论与方法体系[5]。
TRIZ认为,产品进化过程就是不断解决产品所存在冲突的过程,设计人员在设计过程中不断地发现并解决冲突,是推动其向理想化方向进化的动力。
TRIZ最终理想解与技术系统进化法则
3-4.是否可降低成本 是否可利用系统内部的剩余资源或引入系统外 部的“免费”资源,帮助实现消除有害功能或 实现有用功能 方案7: 用手、 鼻子扶眼镜
4. 看其他行业是否已解决本问题(略) 5. 构建解决方案(略)
最终理想解的例题练习
最终理想解 S曲线
例题3:给鸡蛋打日期戳
给鸡蛋标注生产日期和保质期,消费者就能够判断鸡蛋是 否坏损,因此有“身份证” 的鸡蛋受到消费者的青睐,价 格也比没有标识的高。 养殖场厂长决定要这样做,但是购买进口的电脑喷码仪太 贵了,如何解决这个问题吗?
孙子说:不战而屈人之兵!
理想度的基本概念
最终理想解 S曲线 进化法则 进化路线
技术系统是人类为了实现某种功能而设计、制造出来的一种人造系统,在 技术系统使用和改进的过程中,其优劣需要进行评价和比较。
例如,买笔记本电脑,评估性价比。
技术系统能够提供一个或多个有用功能,也会附带若干我们不希望出现的 副作用,称为有害功能。同时,实现技术系统必须要付出一定的时间、空 间、材料、能量等成本。(好东西什么都好,唯一的缺点就是贵!)
资源的耗费
0
有害功能
0
理想系统:既没有实体和物质,也不消耗任 何的资源,但是却能够实现所有需要的功能, 而且不传递、不产生有害的作用。
基于理想系统的概念而得到的针对一个特定 技术问题的理想化解决方案的过程,称为最 终理想解( Ideal Final Result, IFR)。
有用功能
∞
IFR的表述需包含以下两个基本点: 1. 系统自己实现这个功能(自服 务) 2. 没有利用额外的资源,实现了 所需的功能。
技术系统的构成关系可以用下图描述:
什么是技术系统?
最终理想解 S曲线 进化法则 进化路线
TRIZ及案例
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。
TRIZ由一位俄国学者阿利赫舒列尔(G.S.Altshuller,又译根里奇·阿奇舒勒)及他的同事于1946年最先提出,最初是从二十万份专利中取出符合要求的四万份作为各种发明问题的最有效的解。
利用TRIZ理论知识解决实际问题
TRIZ理论知识TRIZ理论发明分为五级提到发明创造,我们首先想到那些著名的发明成果,如爱迪生发明的电报机、电灯等,可以说这些发明开创了一个新的时代。
其它有大量各种形式的专利,包括发明专利、实用新型专利和外观设计专利等。
其实现实生活中的发明与创造远非这些,它们形式各样,无处不在,其质量、层次也各不相同,小到一个椅子的简单改进,大到一个学科理论的创建,即使那些专利本身,在创新程度上也各不相同。
那么在具体实现这些发明的过程中,基于它们各自的创新程度不同,对发明者在知识领域、经验、创新能力等方面的要求也各不相同。
比如要改进一个牙刷的手柄,只要了解产品设计、材料、加工技术就可以了,而要发明一个电动牙刷,则还需要掌握专业的电机、控制技术等。
为了更好地组织和实施创新活动,一些专门从事发明研究的专家对不同形式的发明进行分类,并研究它们各自的特点,以及相应的创新方法和技巧,目的就是为了更有效地实施创新。
其中最为科学有效的发明分类方法,要数著名的TRIZ理论(发明问题解决理论),它将发明按照新颖程度分为五个等级,深入分析和研究不同等级发明的特点,并开发出面向不同等级的科学创新方法和工具。
TRIZ理论定义的五个发明等级按照创新程度从低到高依次如下。
第1级是最小型发明。
指那种在产品的单独组件中进行少量的变更,但这些变更不会影响产品系统的整体结构的情况。
该类发明并不需要任何相邻领域的专门技术或知识。
特定专业领域的任何专家,依靠个人专业知识基本都能做到该类创新。
例如以厚度隔离减少热损失,以大卡车改善运输成本效率等。
据统计大约有32%的发明专利属于第一级发明。
第2级是小型发明。
此时产品系统中的某个组件发生部分变化,改变的参数约数十个,即以定性方式改善产品。
创新过程中利用本行业知识,通过与同类系统的类比即可找到创新方案,如中空的斧头柄可以储藏钉子等。
约45%的发明专利属于此等级。
第3级是中型发明。
产品系统中的几个组件可能出现全面变化,其中大概要有上百个变量加以改善,它需利用领域外的知识,但不需要借鉴其它学科的知识。
TRIZ-八大进化法则
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法则六—子系统不均衡进化法则
• 技术系统的每个子系统具有不同的生命周 期,沿自身的s曲线进化。
• ①任何技术系统所包含的各个子系统都不 是同步、均衡进化的(卡盘的自动加紧)
• ②让系统的某子系统容纳到超系统中(数 据库)
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谢谢
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完备性法则
• 例如普通的波轮式洗衣机,其工作原理是 依靠装在洗衣桶底部的波轮正、反旋转, 带动衣物上、下、左、右不停地翻转,使 衣物之间、衣物与桶壁之间,在水中进行 柔和地摩擦,在洗涤剂的作用下实现去污 清洗 (它的能量源:电能;动力装置:电 动机;传输装置:传动机构,执行装置: 波轮;控制装置:控制系统)
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法则二:能量传递法则
• 能量能凑从能源流向技术系统的所有元件是技术 系统实现其基本功能的必备条件。
• 由于能量传递中存在能量损耗,所以在满足能源 能够流向所有元件的基础上可以通过:
• ①尽量的缩短能量流动路径(伺服电机代替进给 箱实现不同的进给速度);②减少能量的转换 (电火花加工);③使用可控性较好的能源(利 用电炉进行热处理)。
• 技术系统的构成可以这样表述
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2一Βιβλιοθήκη 技术系统• 对于具体的一个技术系统来说,对于子系统或者 其组成元件进行不断的改进优化,以提高整个技 术系统地性能,子系统地改进优化的过程就可以 称为技术系统地的进化过程。
TRIZ-八大进化法则
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法则二:能量传递法则
• 能量能凑从能源流向技术系统的所有元件是技术 系统实现其基本功能的必备条件。
• 由于能量传递中存在能量损耗,所以在满足能源 能够流向所有元件的基础上可以通过:
• ①尽量的缩短能量流动路径(伺服电机代替进给 箱实现不同的进给速度);②减少能量的转换 (电火花加工);③使用可控性较好的能源(利 用电炉进行热处理)。
• ②让系统的某子系统容纳到超系统中(数 据库)
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法则三:协调性进化法则
• 技术系统的各个子系统、各参数之间以及系统参 数与超系统各参数之间要相互协调是系统实现其 功能的基本条件
• 协调性法则表现在:
①形状与结构上的协调(早期的自行车轮子一大一 小);
②各性能参数的协调(高速主轴、皮带轮动平衡参 数的不协调);
③工作节奏和频率上的协调(收音机)。
• ①提高柔性法则:有刚性结构向更具有适 应性及灵活性的柔性结构发展(车床到数 控加工中心的进化)②提高可移动性法则 (固话→手机)③提高可控性法则(洗衣 机→智能洗衣机)
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法则六—子系统不均衡进化法则
• 技术系统的每个子系统具有不同的生命周 期,沿自身的s曲线进化。
• ①任何技术系统所包含的各个子系统都不 是同步、均衡进化的(卡盘的自动加紧)
• 技术系统的构成可以这样表述
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一、技术系统
• 对于具体的一个技术系统来说,对于子系统或者 其组成元件进行不断的改进优化,以提高整个技 术系统地性能,子系统地改进优化的过程就可以 称为技术系统地的进化过程。
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TRIZ理论技术系统的八大进化法则及其实例
技术系统的八大进化法则及其实例
一、技术系统的S曲线进化法则
例:汽车的发明和使用;从最初的婴儿期(即最初的蒸汽机车)到成长期(即内燃机车)再到成熟期(即现在拥有各种功能美观实用的现代型汽车)最后到衰退期二、提高理想度法则
例:污水排水管道;镀锌环钢排水管道强度大,但耐腐蚀耐磨损性差,塑料管道耐腐蚀耐磨损性强但强度低,故在塑料管道外镀锌层以提高管道强度
三、子系统不均衡进化法则
例:音乐手机;手机的发明和使用给人们带来了巨大地便利,人们不均衡的着重发展其中的某些功能(比如音乐播放功能)使其成为某种特定功能型手机
四、动态性和可控性进化法则
例:可折叠自行车;自行车本是体积相对较大的,后来将其装上铰变成可折叠自行车既方便有减小体积
五、增加集成度再进行简化法则
例:手机移动电源;将手机电池拿出来单独做成移动电源供手机使用
六、子系统协调性法则
例:电脑主机箱;电脑工作时,散热风扇和主机功率相协调
七、减少人工介入的法则
例:汽车的自动化案例
八、向微观级和增加场应用的进化法则
例:电子芯片;以前的集成电路大多是电子管,耗能大体积大,而现在则可以集中成小小的芯片。