13120984 顾成星 大学生发明分析与TRIZ理论
TRIZ理论综述
发明专利库
20万→250万
TRIZ工具 工具
•39×39矛盾矩阵 × 矛盾矩阵 •40个创新原理 个创新原理
4万→50万 •发明等级及其特征
•技术系统进化法则
迄今为止, 迄今为止,TRIZ已分 已分 析了15,000,000专利 析了 专利 20%
有代表性的 实用专利
TRIZ理论通俗解释
在已有的、或者变换过的资源的基础上, 采用类似的法则,排除影响达到理想结果 的矛盾——产生了新的发明。 自 来 羽 50 毛 水 3000 笔 笔 圆 笔 毛 珠 25 笔 细 管
纸巾的烘干工艺
矛盾分析——技术矛盾
实例:汽车:汽车速度的增加,导致安全性的降低
技术矛盾 改善 汽车速度的增加,导致安全性的降低 速度 恶化 作用于物体的有害因素
技术矛盾是从问题的现象去入手的
40个创新原理
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 分割 抽取 局部质量 11 12 13 事先防范 等势 反向作用 曲率增加 动态特性 未达到或过 度的作用 一维变多维 机械振动 正确性动作 有序作用的 联系性 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 减少有害作用的时间 变害为利 反馈 借助中介物 自服务 复制 廉价替代品 机械系统替代 气压或液压结构 柔性壳体或薄膜 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 多孔材料 改变颜色 同质性 抛弃或再生 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理论体系
系 统 科 学 学 法+ 法+系统 + 思 维 科 技术系统进化法则
理
技术系统/ 技术系统/技术过程
矛盾
资源
理想化 分析
TRIZ理论在大学生机械工程训练中的应用
1SSN1672-4305 实验室科学第21卷第4期2018年8月CN12-1352/N LABORATORY SCIENCE Vol. 21 No. 4 Aug. 2018T R I Z理论在大学生机械工程训练中的应用林晓鹰,李心语,彭昊,张贺翔,焦青(厦门大学航空航天学院,福建厦门361005)摘要:以CDIO工程教育理念为指导,采用基于项目的机械工程训练模式,学生组成项目小组完成机械创 新作品的设计与制造。
新的教学模式能有效激发学生的学习热情和兴趣,提高教学质量。
创新能力的培养是 工程训练的重要任务,TRIZ理论揭示了创造发明的内在规律和原理,学生通过对TRIZ理论的基本原理和基 本方法的学习和领悟,从一个简单系统人手,遵循TRIZ的创新流程,运用TRIZ分析问题和解决问题的方法,有效地提高了创新设计的效率。
关键词:TRIZ;CDIO;工程训练中图分类号:G642 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1672-4305.2018.04.037A p p l i c a t i o n of T R I Z in the e n g i n e e r i n g training of college studentsL I N Xiao-ying,LI X i n-y u,P E N G H a o,Z H A N G H e-xiang,JIA O Qing(School o f Aeronautics and Astronautics,Xiamen University,Xiamen 361005, China) Abstract :Guided by the idea o f CDIO engineering education,students conduct engineering training based on a project,the project team complete the design and manufacture o f the mechanical innovation production.The new teaching mode stimulates the students’enthusiasm and interest as well as improves teaching quality.The most important i s that the innovation a b ility o f students can be improved much through the engineering training.TRIZ reveals the internal laws and principles o f creation and invention,by studying and realizing the basic principles and methods o f TRIZ theory,based on a simple project,the students follow the innovation process o f T R I Z,using TRIZ t o analyze problems and solve problems,the efficiency o f innovative design has been improved effectively.Keywords:TRIZ;C D I O;engineering trainingC D I O工程教育模式是近年来国际工程教育改 革的最新成果。
TRIZ理论与创新设计2分析
高速——快蹬,乘坐舒适——慢蹬。 链轮与链条制造以后,是脚踏板和车轮在空间
上分别开来,实现了增速一下解决了两对冲突。
时间分别案例:床
睡觉时大一点 搬运时小一点 不睡时不占空间
怎么办?
整体与局部的分别
手机小一点便于携带 手机大一点便于使用
TRIZ的五大关键概念
功能 资源 冲突〔冲突〕 技术系统进化 效应
其次节 TRIZ的理论体系
1 情景分析 2冲突解决原理 3物-场分析法 4技术系统进化理论 5解决制造问题的程序
1 情景分析
制造制造过程从提示和分析制造情境开 头。所谓制造情境,是指任何工程情境, 它突出某种不能令人满足的特点。
为了对正反两方面作用进展评价,承受 如下公式:
抱负化=有用功能之和/有害功能之 和
怎样增加抱负化?
怎样增加抱负化?
抱负化=有用功能之和/有害功能之和
增加有用功能
削减有害功能
最终抱负解〔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,通过抱负化来定义问题的最终抱负 解〔ideal final result,IFR〕,以明确抱负解 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抱负解,从而避开了 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。
第一节 概述
TRIZ的消逝 TRIZ的一般方法 TRIZ的定义 TRIZ的价值 TRIZ的制造分级 TRIZ的进展趋势
1. TRIZ——制造问题解决原理
G.S.Altshuller〔阿奇舒勒〕以及他的 团队在争论250万件专利的根底上提出的。
觉察了什么呢?
TRIZ(发明问题的解决理论)
TRIZ(发明问题的解决理论)TRIZ(发明问题的解决理论)一、什么是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。
二、TRIZ给企业带来了什么?提高开发效率;增加专利数量,提高专利质量;缩短产品上市时间,提高企业自主创新能力和市场竞争优势!到现在为止,TRIZ已经形成了一套较为完整的理论体系和工具,并且在学者们的不断研究中,拓展和开拓了TRIZ的应用领域。
TRIZ理论的应用已经在实践中取得显著的成果。
在国外,美国的福特和波音、德国的西门子等500多家知名企业中,TRIZ理论的应用不仅取得了明显的经济效益,而且极大地提高了企业的自主创新能力。
①福特汽车公司通过学习和应用TRIZ理论,公司技术人员发现利用小热膨胀系数的材料制造轴承,可以更好地解决推力轴承在大负荷时出现偏移的问题;②美国波音公司邀请原苏联的TRIZ专家,对其450名工程师进行了为期2周的培训,在767空中加油机研发的技术方面取得了关键性的突破,从而在竞争中取得成果,战胜空中客车公司,赢得15亿美元空中加油机订单;③某通讯有限公司应用TRIZ理论,在计算机辅助创新平台Pro/Innovator对机顶盒天线连接问题和电磁兼容问题进行了创新性的解决,不仅缩短了新产品研发周期,还节省了大量的研发经费;在国内,无线集团、美的电器、格力电器、TCL等四十余家试点企业,通过TRIZ理论的推广促进本土企业创新团队的培育。
据不完全统计,通过企业试点工作,试点企业应用创新方法解决了实际技术难题,为企业创造直接或间接经济效益,取得了有一定影响力的经济和社会效益,也涌现了一批有示范作用的优秀企业。
TRIZ(发明问题解决理论)4TRIZ技术冲突解决40发明原理.ppt
39 生产率:是指单位时间内所完成的功能或操作数。
14 强度:强度是指物体抵抗外力作用使之变化的能 力。
15 运动物体作用时间:运动物体定成规定动作的时 间、服务期。两次误动作之间的时间也是作用时间 的一种度量。
16 静止物体作用时间:静止物体定成规定动作的时
间、服务期。两次误动作之间的时间也是作用时间
的一种度量。
通用工程参数
TRIZ 39通用工程参数
通用工程参数
TRIZ 39通用工程参数
5 运动物体的面积:运动物体内部或外部所具有的 表面或部分表面的面积。
6 静止物体的面积:静止物体内部或外部所具有的 表面或部分表面的面积。
7 运动物体的体积:运动物体所占有的空间体积。 8 静止物体的体积:静止物体所占有的空间体积。 9 速度:物体的运动速度、过程或活动与时间之
33 可操作性
4静止物体的长度 14 强度
24 信息损失
34 可维修性
5运动物体的面积 15 运动物体作用 25 时间损失 时间
35 适应性及多用 性
6静止物体的面积 16 静止物体作用 26 物质或事物的数 36 装置的复杂性
时间
量
7运动物体的体积 17 温度
27 可靠性
37 监控与测试的 困难程度
TRIZ 39通用工程参数
29 制造精度:系统或物体的实际性能与所需性能之 间的误差。
30 物体外部有害因素作用的敏感性:物休对受外部 或环境中的有害因素作用的敏感程度。
TRIZ理论精髓及其对高职学生毕业设计创新的启示
TRIZ理论精髓及其对高职学生毕业设计创新的启示1. 引言1.1 TRIZ理论的由来TRIZ理论源于俄罗斯发明家阿尔波罗夫在20世纪50年代提出的一种创新方法。
TRIZ是俄语“теория решения изобретательских задач”(Theory of Inventive Problem Solving)的缩写。
阿尔波罗夫在研究民用航空设计时发现,许多发明都有共同的规律和模式,而这些规律可以被总结和系统化。
他提出了TRIZ理论,旨在通过系统性地分析和运用这些发明规律,帮助人们更高效地解决问题和创新。
TRIZ理论的提出受到了很多国家和领域的重视,被广泛应用于工程、产品设计、管理等领域。
其基本原则在于通过分析问题的本质和历史演化,找到问题的本质矛盾并寻求创新的解决方案。
TRIZ理论被视为一种理性的创新方法,有助于提高创新的效率和质量。
TRIZ理论的由来是为了帮助人们更好地解决问题和创新。
它提供了一种系统化的方法和工具,能够指导人们在创新设计中更好地应对挑战和找到解决方案。
在高职学生毕业设计中,应用TRIZ理论可以为学生提供新的思路和方法,帮助他们更好地完成设计任务并取得更好的成绩。
1.2 高职学生毕业设计的重要性高职学生毕业设计是高职教育的重要组成部分,对学生的综合素质和创新能力有着重要的促进作用。
毕业设计旨在培养学生的实践动手能力、团队合作能力和解决问题的能力,通过设计项目的过程,学生能够将所学的理论知识应用到实际项目中,加深对专业知识的理解和掌握。
2. 正文2.1 TRIZ理论的基本原理1. 矛盾:TRIZ理论认为,任何问题都存在着矛盾,即相互矛盾的双方。
这种矛盾可以是技术矛盾(比如性能和成本之间的矛盾)或者物理矛盾(比如强度和轻量化之间的矛盾)。
2. 趋势:TRIZ理论认为,技术发展具有一定的趋势性,即技术演进的方向是可预测的。
通过研究技术发展的历史和规律,可以发现技术发展的趋势,并利用这些趋势来指导创新设计。
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。
“积小胜筑大成”的工科院校大学生创新能力培养——与TRIZ相结合
砺 ,最终才有可能成为一个杰出的 人 才 。创新型人才的培养也是如 此 ,人 才 的 成 长 过 程 具 有 不 确 定 性 ,这种不确定性决定了创新型人 才是在工作实践中成长、凸显出来 的。
创新型人才的培养必须坚持 知 识 、能 力 、素质三者的辩证统一。 随 着 教 育 的 发 展 ,许 多 高 校 越 来 越 注重与企业结合来构建创新型人 才培养体系。我国进行创新创业教 育实践的时间较短,经 验 不 足 ,成 功 率 较 低 ,而创新创业教育的成效 的直接表征是大学生的创业成功 率 。这种以就业为导向的教育在价 值 取 向 上 带 有 明 显 的 功 利 性 ,使得 很 多 高 校 普 遍 存 在 “重 成 果 产 出 、 轻 过 程 积 累 ;重 资 源 配 置 、轻环境 营 造 ”的 问 题 ;在大学生创新能力 的 培 育 上 ,也存在着重视论文发表 量 、重 视 专 利 授 权 数 等 状 况 ,容易 造 成 大学生目光短浅、急 功 近 利 、 社 会 责 任 感 缺 失 、发展后劲不足等 问题。
1 3 6 科技创业月刊2016年第23期
积 小 胜 ,筑大成”的工科院校大学生创新能力培养
T R I Z 推广
着 创 新 ,因此在推进创新创业教育 时 ,不能单纯地进行创业教育或创
新 教 育 ,得 将 两 者 结 合 起 来 ,作为 一种综合素质和能力对学生进行 培养。目前许多髙校的培养模式存 在 的 主 要 问 题 是 对 创 业 教 程 、教学 模 式 、创业竞赛等单方面的改进, 没有将创新能力和创业能力作为 一个整体的系统进行研究。
创新是 创 业 的 基 础 ,创业推动
* 基金项目:湖北省科技部创新方法工作专项“湖北省创新方法推广与应用示范”(2016IM020200);湖北工业大学教研项目“基于能力培养的机械基础 课程群教学改革研究与实践”;湖北省高校省级教学改革研究项目“基于“创新基因”培育的机械类大学生创新方法(TRIZ)培养体系研究” 作者简介:汤亮(1978-),男,湖北工业大学机械工程学院副教授,研究方向:机械创新设计 通讯作者:李倩(1994-),女,湖北工业大学机械工程学院硕士研究生,研究方向:机械结构设计及优化。 收稿日期:2016-10-30
TRIZ创新方法理论及应用
羽
毛
笔
3000年
自
来
水
笔
50年
圆
珠
笔
25年
毛
细
管
笔
TRIZ的含义及来源
在Altshuller的带领下,动用前苏联的1500多名专家,经过50多年对250万
的专利文献加以搜集、研究、整理、归纳、提炼和重组,建立起一整套体系化
的、实用的解决发明问题的理论方法体系——TRIZ(解决发明问题理论)
发明专利库
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
形状协调
形状协调
各子系统之间,以及子系统与超系统的形状要相互协调
实例
频率协调
频率协调进化路线①——单个物体
连续运动
脉冲
IFR :系统只具有有用功能,而无成本或有害功能
提高理想度法则—简化组件
简化低价值组件的路线
完整的系统
去掉部分组件
部分简化的系统
完全简化的系统
实例:汽车仪表盘
离散安置
仪表组合
图线显示
挡风玻璃显示
动态性进化法则
技术系统的进化应该沿着结构柔性、可移动性、可
控性增加的方向发展,以适应环境状况或执行方式
(3)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)向微观系统进化法则
triz40个发明原理案例分析
TRIZ 40个基本原理
21 快速原理 22 变害为利原理 23 反馈原理 24 中介原理 25 自服务原理 26 复制原理 27 替代原理 28 机械系统替代原理 29 压力原理 30 柔化原理 31 孔化原理 32 色彩原理 33 同化原理 34 自生自弃原理 35 性能转换原理 36 相变原理 37 热膨胀原理 38 逐级氧化原理 39 惰性环境原理 40 复合材料原理
资源分析
资源是指系统姐其环境中的各种要素,能反应诸如 系统作用、功能、组分、组分间的联系结构、信息能量 流、物质、形态、空间分布、功能的时间参数、效能以 及其他有关功能质量的个别参数。
现成资源、派生资源、差动资 源
一.现成资源 1.现成物质资源 2.现成能源资源 3.现成场资源 4.现成信息资 5.现成空间资源 6.现成时间资源 现成功能资源
triz40个基本原理分割原理21快速原理抽取原理22变害为利原理局部质量原理23反馈原理非对称原理24中介原理组合合并原理25自服务原理多元性原理26复制原理嵌套原理27替代原理重量补偿原理28机械系统替代原理预先反作用原理29压力原理10预先作用原理30柔化原理11预置防范原理31孔化原理12等势原理32色彩原理13反向作用原理33同化原理14曲线曲面化原理34自生自弃原理15动态原理35性能转换原理16部分超越原理36相变原理17多维运作原理37热膨胀原理18机械振动原理38逐级氧化原理19周期性动作原理39惰性环境原理20有效动作持续原理40复合材料原理10111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546
二.派生资源 1.派生物质资源 2.派生能源资源 3.派生场资源 4.派生信息资 5.派生空间资源 6.派生时质资源 2.差动场资源
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。
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。
大学生创新思维-TRIZ发明原理
(3)协调法则
(6)子系统不均衡进化法则
6.2.2 TRIZ技术系统的进化法则
系统必备的4个组成部分及其功能
一个有效的系统必须具备4个部分, 分别是动力组、传递组、执行组以及控 制组这4个子系统,来承担4种主要功能, 这样系统才能正常运行。这些子系统各 自代表不同的功能,其系统作用过程如 右图所示,若是其中一部分能完成两种 或两种以上功能,那么其组成部分可以 只要3个或2个即可,只要可以完成其预 设功能,那么系统就可以生效。
(4)分子不变,减小 分母,理想度提高。
6.2.4 理想度、理想化与最终理想解(IFR)
2.理想化 TRIZ中的理想化设计可以分为局部理想化与全局理想化两类。局部理想化
是指对于选定的原理通过不同的实现方法使其理想化,这是创新设计中最常用 的方法,贯穿于整个设计过程中。局部理想化主要有以下6种方法。
目录
6.1 TRIZ的概念 6.2 TRIZ的知识概述 6.3 TRIZ经典发明原理 6.4 本章小结
6.3.1 发明原理的形成
在创立TRIZ理论之初,阿奇舒勒就坚信解决发明问题 的措施是存在的,因此,在通过对大量发明专利的分析、 研究、归纳、精炼和总结之后,阿奇舒勒发现了蕴含在这 些发明创新现象背后的客观规律,并从中提炼出了TRIZ理 论中最重要的、最具有普遍用途的40个发明原理,从此让 创新过程有了方法学的引领。
任何技术的改进与进化,都 是为了用最少的资源去实现 最大化的功能,这也是TRIZ 理论的实际功用与追求目标。
目录
6.1 TRIZ的概念 6.2 TRIZ的知识概述 6.3 TRIZ经典发明原理 6.4 本章小结
6.2.1 TRIZ的起源与发展
Hale Waihona Puke TRIZ理论最早是由苏联发明家和创造创新学家根里奇·阿奇舒勒于1946年提出 的。被称为“创新理论之父”。
大学生创新创业基础(大赛案例版) (5)
比如,飞机设计中,曾经出现过单方 面专注于飞机发动机,而轻视了空气动力学 的制约影响,最终导致飞机整体性能的提升 比较缓慢。
一、 技术系统8大进化法则
14
4. 动态性和可控性进化法则
增加系统的动态性和可控性的方式有以下4种。
1
(1)向移动性增强的方向进化
CONTENTS 2 4 CONTENTS
(2)增加自由度 (3)增加可控性 (4)改变稳定度
第五讲
TRIZ理论创新方法
大学生创新创业基础 全国创新创业教育“十三五”规划教材
目录
第一节 TRIZ理论概述 第二节 TRIZ理论的体系 第三节 TRIZ理论的应用 第四节 本章练习
一、 TRIZ理论的含义
3
(1)从解决问题的角度看,TRIZ理论主要是对发 明过程中遇到的实际问题进行有效的解决。
将一些系统功能转移到超系统或外部环境中。
一、 技术系统8大进化法则
12
2. 提高理想度法则
阅读材料:广角眼镜
通常情况下,人眼只能看到180°范围以内的物体,因此很多情况下如果斜后方存 在潜在危险,人是无法及时作出反应的。如何在基本上不改变眼镜传统结构的前 提下,扩大人眼视线的角度范围呢?针对该问题,耐克公司的设计师Billy May设 计出了一款新型眼镜,他在普通眼镜的两侧增加了两个菲涅尔透镜,从而将骑车 人两侧的视角各扩大了25°。新设计的眼镜可以帮助人们拓展视角,及时发现斜 后方潜在的危险,提高出行的安全系数。
(2)从发明的角度看,TRIZ理论主要是指发明 应该注重实际问题的解决,要突出从而实出创新 性,而不能仅仅是为了发明而发明。
大量的实践证明,运用TRIZ理论,可大大加快人 们创造发明的进程而且帮助人们生产出高质量的 创新产品。
TRIZ发明问题解决理论概述
第一节 TRIZ理论的起源与发展
苏联解体后,大批TRIZ专家移居欧美等发达地区,将TRIZ理论系统传 入西方,在美、欧、日、韩等世界各地得到了广泛的研究与应用。目前, TRIZ已经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。在俄罗斯,TRIZ理论已广泛应用于众多高科技工程领域中;欧洲 以瑞典皇家工科大学(KTH)为中心,集中十几家企业开始了利用TRIZ进 行创造性设计的研究计划;日本从1996年开始不断有杂志介绍TRIZ的理 论、方法及应用实例;在以色列也成立了相应的研发机构;在美国也有诸 多大学相继进行了TRIZ的技术研究……世界各地有关TRIZ的研究咨询 机构相继成立,TRIZ理论和方法在众多跨国公司中迅速得以推广。如今 TRIZ已在全世界被广泛应用,创造出成千上万项重大发明。
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第一章 TRIZ发明问题解决理论概述
TRIZ(系俄文字母对应的拉丁字母缩写)意为解决发明创造问题的理论, 起源于苏联,英译为Theory of Inventive Problem Solving,英文缩 写为TIPS。1946年,以苏联海军专利部阿奇舒勒(G. S. Altshuller)为 首的专家开始对数以百万计的专利文献加以研究,经过50多年的收集整 理、归纳提炼,发现技术系统的开发创新是有规律可循的,并在此基础 上建立了一整套系统化的、实用的解决创造发明问题的方法。TRIZ理论 认为发明问题的核心是解决冲突,在设计过程中不断地发现冲突,利用 发明原理解决冲突,才能获得理想的产品。TRIZ是基于知识的、面向人 的解决发明问题的系统化方法学,其核心是技术系统进化原理,该理论 的主要来源及构成如图1-1所示。
2.分析 分析是TRIZ的工具之一,是解决问题的一个重要阶段。包括产品的功能
TRIZ理论综述及中国化思考
TRIZ理论综述及中国化思考1.TRIZ体系简介(1)TRIZ的理论基础①对创新规律的基本认识TRIZ翻译成德文是TheoriedeerfinderichenProbleml,意为“发明问题解决理论”。
前苏联科学家阿奇舒勒在对20万个发明专利进行了研究,特别在对其中4万个他认为发明程度很高的专利进行深入研究的基础上,得出了3个基本认识:发明专利虽数目庞大,但有一个共同点,就是应用了数目不多的一般性原理;像社会系统一样,技术系统可以通过解决矛盾(Wderpruch)而得到发展。
因此,真正的创新是解决矛盾,妥协的解决方案最多只能算优化;技术系统的进化遵循一定的模式和规律。
这就是说,技术系统的发展(在一定限度内)是可预测的。
阿奇舒勒以这3个基本认识为出发点,根据辩证法、认识论和系统论的思想,总结出了技术系统进化法则和构建在基本原理基础上的求解发明问题的技术、方法和工具体系,创立了TRIZ。
②TRIZ的核心概念TRIZ的核心概念有两个:技术矛盾和物理矛盾。
所谓技术矛盾,是指在一个技术系统中,当一个参数被改动时,另一个参数就变差,例如:发动机功率增大,但耗油量升高。
物理矛盾则是指同一个参数的两个互相对立的特性,如温度的冷与热;几何尺寸的长与短;硬度的软与硬等。
阿奇舒勒将问题分为常规问题与发明问题。
所谓问题,就是技术系统的初始状态与理想状态之间存在距离。
解决问题的过程就是使技术系统的初始状态通过一个步骤或多个步骤的变换实现或接近理想状态的过程。
如果实现变换的所有步骤都已知,则要解决的问题属常规问题;若至少有一个步骤未知,则该问题属发明问题。
阿奇舒勒将他研究过的20万个发明专利所涉及的发明问题分成五类:第一类(32%):利用已知方法继续发展现有技术系统(例如:增加壁的厚度以提高强度)。
第二类(45%):现有技术系统的小幅度改进,但这种改进往往是妥协的折衷解决方案(例如:使用结合剂将两种不同材料焊接在一起)。
第三类(18%):运用现有技术实现现有技术系统的重大改进(例如:以半导体取代电化学继电器,或在摩托车上以万向轴传动取代链条传动)。
TRIZ理论创新思维
统
科
学
物质—场问题 标准解系统
知识 使能问题 知识效应库
技术矛盾 创新原理
资源分析
思
创新 维
思维 科 物理矛盾 培养 学
分离方法
发明问题解决算法
专利分析
自然科学
TRIZ的基本理论体系框架
理论基础 基本概念
问题分析 工具
问题求解 工具
解题流程 理论来源
11
TRIZ理论体系
物-场模型分析
40.个发明原理
13
基本概念
技术系统
实现某种功能的,具有一个或多个子系统的系统。
理想度(Ideality)法则
任何技术系统始终趋向更可靠、更简单、更有效,等等, 总之,趋向更理想。 All technical systems evolve towards ideality.
Benefits
Ideality =
Costs + Harms
TRIZ技法(发明问题解决理论)
-TRIZ的含义 ❖ TRIZ的含义是发明问题解决理论,是原俄文字
母的缩写,并按ISO/R9-1968E规定,转换成拉 丁文的首字母缩写
TRIZ
Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch 1
TRIZ理论创始者根里奇·阿奇舒勒
发明 创新的程度 占人类发明 知识来源
级别
总数的比例
一 明确的结果 35% 个人的知识
参考解的数量 1~10
二 局部的改进 45% 行业内知识
10~100
三 根本的改进 16% 跨行业知识 100~1000
四 全新的概念 3% 跨学科知识 1000~10000
TRIZ总结及案例分析
在电子和通讯领域,应用TRIZ解 决电路设计、信号处理和系统集 成等技术问题。
TRIZ相对于其他创新方法的优势
系统性
TRIZ提供了一套完整的理论
1
体系和工具,帮助用户系统
地分析和解决技术问题。
普及性 4
TRIZ经过多年的发展和完善,
已经在全球范围内得到广泛应
用和认可,具有很高的普及度
。
预测性
原则
TRIZ的原则包括分析问题、系统化思考、资源利用、理想化 设计、矛盾解决等。这些原则相互关联,共同构成了TRIZ解 决问题的基本框架。
Part
02
TRIZ的主要工具和技术
矛盾矩阵
总结:矛盾矩阵是TRIZ中用于解决技术矛盾的工具之一,它提供了一种系统的方 法来识别和解决技术问题。
矛盾矩阵是一个包含39个通用工程参数和40个创新原理的表格,用于解决技术矛 盾。通过分析矛盾矩阵,可以找到适用于特定问题的创新原理和解决方案。
Part
03
TRIZ的应用领域和优势
TRIZ在各领域的应用
机械工程
利用TRIZ解决复杂的机械系统设 计问题,如优化传动系统、减少 振动和磨损等。
生物医药
在生物医药领域,利用TRIZ进行 药物研发、医疗器械设计和生物 技术应用等。
化学工程
在化学工业中应用TRIZ,解决反 应过程、分离技术催化剂设计 等方面的技术难题。
2
通过运用TRIZ的原理和工具
,可以预测技术系统未来的
发展趋势和潜在问题。
高效性
相较于传统的试错法,
3
TRIZ能够更快地找到问题
的解决方案,提高创新效
率。
Part
04
TRIZ案例分析
技术创新的利器——TRIZ理论体系V1.0
……
TRIZ的体系
九屏幕法 小人法 金鱼法 算子 STC STC算子
ARIZ 九步法
算法
S曲线
自己的算法
……
IFR
创新的思维
完备性法则 能量传递法则 协调性法则 动态性法则 子系统不均衡进化 向超系统进化
技术矛盾 创新原理 物理矛盾 分离方法
创新的规律 创新的方法
你可以等待100年获得顿悟, 也可以利用这些原理用15分钟解决问题。
© 2010 萃智科技 技术创新的利器——TRIZ概述
TRIZ理论的创始人
� 1966年—1970年间, Altshuller相继提出了39个工程参数 和矛盾矩阵,分离原理,效应原理。 � 1970年,阿奇舒勒创办TRIZ的研究和推广学校,为TRIZ的 普及和应用培养了很多的专家。 � 1979年阿奇舒勒发表了《创造是一门精密的科学》,论述了 物-场分析模型和76个标准解。 � 1986年,阿奇舒勒提出了《ARIZ发明问题解决算法》使 TRIZ形成了一套完整的理论体系。 � 1989年,在彼得罗扎沃茨克建立了国际TRIZ协会,阿奇舒 勒担任了首届主席。 � 1998年9月24日 阿奇舒勒逝世于彼得罗扎沃茨克,享年72 岁。
技科技 制造业
……
……
……
© 2010 萃智科技
技术创新的利器——TRIZ概述
中兴通讯
� 我们为中兴通讯提供TRIZ培训和CAI软件支持。 � 首期培训的有来自手机、移动、CDMA、网络、本部、康讯、 技术中心共30人,开展了为期5周的长期培训 � 之后,中心通讯举行了盛大的TRIZ应用成果发布会,在TRIZ 专家的协助下,参与培训的学员 22 个实际项目问题,涉及到软件和硬件项目,例如 � 解决了 解决了22 22个实际项目问题,涉及到软件和硬件项目,例如 EMC 等问题 散热、除尘、结构、工艺、 散热、除尘、结构、工艺、EMC EMC等问题 � 8个申请了专利 人获得国际认证、其中 7人获得二级认证 30人获得国际认证、其中 人获得国际认证、其中7 � 30
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《技术创新方法与自主知识产权》
课程项目汇报
姓名学号成绩
顾成星13120984
评语:
日期: 2014 年 10 月 28 日
课程项目汇报表
一、创新项目名称
二、该项目解决了哪种矛盾?□技术矛盾□物理矛盾
三、解决矛盾时是否应用了发明原理?如有,请指出。
□有□无分别是:
四、解决矛盾时是否应用了分离原理?如有,请指出。
□有□无它是:
五、完成项目的过程中利用了哪些资源?
六、项目完成后系统的复杂程度是否增加? □未增加□少量增加□大量增加
七、该项目中体现了哪些TRIZ核心思想?□创新等级思想
□技术系统进化思想
□理想化思想
□消除矛盾思想
□资源最大化利用思想
□克服心理惯性思想
□问题最小化和最大化思想
八、该项目中体现了哪些技术系统进化法则?□技术系统的S曲线进化法则
□提高理想度法则
□子系统的不均衡进化法则
□动态性和可控性进化法则
□增加集成度再进行简化法则
□子系统协调性进化法则
□向微观级和增加场的应用进化法则□减少人工介入的进化法则
九、具体方案:
大学生发明分析与TRIZ理论
13120984 顾成星
发明,是以人类特有的智慧或技巧,创造出前所未有的装置用以改变传统的劳动,发明创造是人类取之不尽,用之不竭的财富。
人类发展的进程中总有许多划世纪的发明创造涌现,如改良版的蒸汽机用强劲的动力推动的人类文明的进步,白炽灯用绽放在黑暗中的光明照亮了整个世界,所以说发明创造是社会发展的原动力。
TRIZ理论的推广更让我们发明创造创造的能力大大提高,但是与之矛盾的是我国的当代的年轻人创新能力的缺失,当然这其中也包括我在内,从我自身的角度来找原因,我觉得第一是恐惧,在应试教育的背景下,就连考试时一道我们从未见过的习题都会让我们紧张,更别说是要我们去创造一个未知的事物了。
第二就是兴趣的缺乏,没有去发明创造的欲望,只有坐享其成的懒惰,这也是的确是令我惭愧的地方。
最后一点就是动手能力惨不忍睹,太多次的“纸上谈兵”,让我们的双手已经迟钝不堪……
幸好并不是所有人都是这样,总有一些人与众不同,他们还拥有用双手创造奇迹的本能,下面就由我来介绍一些我们当代大学生的发明,并且分析一下这些发明与TRIZ理论的关系。
大学生发明一:便携式淋浴器
该产品是江苏宿迁学院一名学生,网名“张斌伟Bingo”做出的宿舍洗澡器,不用电,只需自备热水,设备简易,拆装方便。
从自来水龙头接个管子到开水瓶,再从开水瓶接个管子到淋浴喷头——洗澡神器,就这么简单。
结构:两根根橡皮软管,一个特制混合器,一个喷头,一根硅胶吸管,万能接头
具体构造如图所示:
主要作用:从自来水龙头到喷淋头的管子中间安设一个混水装置,混水装置的取热水管插入热水瓶里,将水龙头中的冷水和热水瓶中热水混合成温水从喷头中喷洒出来,方便在一
些没有热水器的地区洗上一个舒服的淋浴。
其中核心的混合器基本的构造如下:
涉及到的物理原理:伯努利原理
原理解释:丹尼尔·伯努利在1726年提出了“伯努利原理”。
这是在流体力学的连续介质理论方程建立之前,水力学所采用的基本原理,其实质是流体的机械能守恒。
即:动能+重力势能+压力势能=常数。
其最为著名的推论为:等高流动时,流速大,压力就小。
在此装置中自来水流出时冷水流过那个T型接口处,速度快,流体压力小,在大气压的作用下热水会被压入冷水管中,与冷水混合成温水,在喷头连接处的水管内混合成温度均匀的水从喷头喷出。
当然这只是最基本的构造,在实物中,热水和冷水的进口处各有一个阀门,可以控制冷水的流量和热水的流量,这样方便使用者调节出最合适的温度。
结构二:接头:为了方便装置和水龙头的连接采用了万能接头。
结构及特性:由金属卡扣和外层嵌套的橡胶套以及橡胶接头组成,适应性强,方便和各种型号的水龙头相接,由于外层橡胶的缘故密闭性也比较好,不易漏水。
1.中介物:使用间接的物体或者间接的过程。
在本装置中起到中介物作用的主要是混合器,通过混合器冷水和热水能够不断进行热传递,最后变成温度适宜的温水。
2.自服务:如果一个系统在运行过程中需要进行辅助和维护操作时,最好不要借助于外界(系统),而是自己就能完成,这样可以减少成本。
打开水龙头水就会自动流出,可以源源不断提供对冷水进口的压力,这样也能不断将热水吸入混合器中,在整个装置使用过程中没有多余的成本消耗。
3. 预置防范原理:对具有较低可靠性的物体预置紧急防范措施
在所有的橡胶软管处都增加了滤网垫片,防止水龙头中会有异物流出来阻塞管道。
发明的不足以及改进意见:在狭窄的地方洗澡时,有时洗过的脏水会再次溅入到水桶中,影响清洁,建议可以在产品中加入一个带保温功能的桶,硅胶软管直接与桶的盖子相连,洗澡时只需盖上盖子就能避免这个问题,再加上桶的保温功能方便在冬天洗澡时热水不会因为与外界快速的热传递而变冷。
同时该桶可以作为收纳淋浴器的容器而存在,桶的设计上也可以去体现美观。
大学生发明二:空气雨伞
该项发明首先由美国的设计师提出了概念,在这个创意的启发下,设计者联合南京航空航天大学的研究生设计了各种款式的空气伞。
此后,他们为了设计一个更加美观的产品,又联合了北京航空航天大学的几位博士生来提升产品设计。
2014年7月,设计团队完成了新的样品,他们在网站上展示了空气雨伞。
原理:流动的空气能够改变物体的运动轨迹。
空气运动速度越快,它的能量也就越强。
而喷射的气流也可以将一些物体隔离开来。
我们也可以将其想象成一个长条状的吹风机,打开开关让关空气从底部吸入,加速后从顶部呈环状喷出,在使用者的头顶上方形成一层气幕,尽管没有任何材质的雨伞布。
1. 气压或液压结构替代原理:将物体的固体部分用气体或流体替代(如利用气垫、液体静压、流体动压产生缓冲功能) 。
用空气代替伞布的思路很好地体现了这个原理,同时这个创意也让整个设计变得与众不同。
我的想法:
不足之处及改进:整个产品的能源是由电池提供的,但是我们不得不想到电量不够时的情况,也许可以在底部增加一个小型的发电器,以防紧急情况的发生。
还有被空气吹开的雨水会不会溅到别人身上,这也是需要考虑的问题,希望这款产品有一天能以完美的姿态呈现在我们面前。
介绍了这两款发明,其实我们也可以发现,我们国家的大学生也有许多优秀的发明和设计,但是我们遗憾的那一群人永远不是我们。
因为我们不敢着手去做,没有把想法变成现实的勇气,因为我们从骨子里害怕失败。
也许从大学开始我们就应该开始去改变了,用一次次实践去磨砺自己的双手,当然我们不能忽视知识的积累,学识广博是实现大学生创新的知识源泉,实现创新要建立于知识积累基础之上,知识本身蕴含丰富的创造力,没有渊博知识的积淀,创造力就失去了物质基础。
我们要珍惜这个能够让我们尽情发挥创造力的大学阶段,让我们的创造力张开翱翔的翅膀。
另一方面,经过学多次的学习,我深刻地体会到TRIZ理论不仅是一种发明原理,也是一种解决问题的思维方式,生活中我们遇到的许多困难阻碍能通过TRIZ的思维找到最合适的解决方法,TRIZ理论为我们提供一种新的思维模式,我想这也是我上这门通识课的重要收获之一。
13120984
顾成星。