知识经济与创新(TRIZ理论)

• TRIZ理论解决创新性问题的思路就是将特 殊的问题归结为一般性问题，然后应用普 遍性的创新理论和算法寻求标准解法，在 此基础上演绎形成初始问题的具体解法。 这种从特殊到一般的方法，充分体现了科 学的问题解决思想，富有可操作性。
矛盾矩阵？ 矛盾矩阵？
• 实现创新就是解决前人没有解决的问题或者矛盾。 而TRIZ理论包含了著名的矛盾矩阵。矛盾矩阵的 行和列分别是在大量专利分析基础上总结出来的 39个通用技术参数，用这39个通用技术参数中的 两个分别表示矛盾体中的两个方面，也就是使系 统性能改善的参数和导致系统性能恶化的参数， 那么在矩阵中这两个技术参数所在行列的交叉点 就对应着实践证明最为有效的创新原理，基于这 些创新原理的启发我们就可以寻求具体解决的方 案。
二、TRIZ理论核心思想和基本特征 理论核心思想和基本特征
• 1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进化 规律和模式。 • 2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。 • 3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。 •
对比传统的创新方法，TRIZ理论的 特点和优势
观规律发展进化的，掌握这些规律： 观规律发展进化的，掌握这些规律：
• 1能推动产品的创新设计速度、预测产品未来的发展趋势 • 2有助于发现和解决工程系统中面临的矛盾 • 3寻求解决矛盾的方法时，要涉及到多专业领域的知识
理论——创新的科学 一、 TRIZ理论 理论 创新的科学
TRIZ理念 理念
• 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 ！
• TRIZ理论定义的五个发明等级按照创 新百度文库度从低到高依次如下 :
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第1级：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 级 最小型发明。 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：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 级 小型发明。 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：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 级 中型发明。 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。此类的发明如原子笔、登山自行车、计算机鼠标等。约有19％的发明专 利属于第三等级。 第4级：大型发明。指创造新的事物，需要数千个甚至数万个变量加以改善的 级 大型发明。 情境，它一般需引用新的科学知识而非利用科技信息，该类发明需要综合其 它学科领域知识的启发方可找到解决方案。大约有4％的发明专利属于第四级 发明，如内燃机、集成电路、个人电脑等。 最高级：特大型发明。 最高级：特大型发明。主要指那些科学发现，一般是先有新的发现，建立新 的知识，然后才有广泛的运用。大约有0.3％的发明专利属于第五级发明。
• 那么利用这些资源可以找到一些让毯子飞起来的 办法，比如毯子的纤维与中微子相互作用可使毯 子飞翔，在毯子上安装提供反向作用力的发动机， 毯子在没有来自地球重力的宇宙空间，毯子由于 下面的压力增加而悬在空中（气垫毯），利用磁 悬浮原理，或者毯子比空气轻。
• 通过上述分析过程，我们 会发现，传说中会飞的毯 子逐渐走向现实！这个简 单的应用展示了金鱼法的 创造性问题分析原理：即 即 首先从幻想式构想中分离 出现实部分， 出现实部分，对于不现实 部分，通过引入其它资源， 部分，通过引入其它资源， 一些想法由不现实变为现 实，然后继续对不现实部 分进行分析， 分进行分析，直到全部变 为现实。 为现实。
四、按照创新程序分出发明等级
• 提到发明创造，我们首先想到爱迪生发明的电报、 电灯等，深入一点的有：发明专利、实用新型专 利和外观设计专利等。现实生活中的发明与创造 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。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。
5. 发明问题解决算法ARIZ
• 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， 问题转化，直到问题解决。
6. 基于物理、化学、几何学等工程 学原理而构建的知识库
• 基于物理、化学、几何学等领域的数百万 项发明专利的分析结果而构建的知识库可 以为技术创新提供丰富的方案来源。
3. 工程矛盾解决原理
• 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 个发明原理与11个分离原理，针对具体的 矛盾，可以基于这些创新原理寻求具体解 决方案。
4. 发明问题标准解法
• 针对具体问题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。
六、TRIZ理论中的创造性问题分析 理论中的创造性问题分析 方法
• 对问题本质有深入准确的认识是创新性解决问题的前提。对于复杂的 问题，只有屏除干扰因素，发现问题的根本所在，才可能更有效地解 决问题。但人们在解决实际问题的过程中，总是受到思维定势等因素 的束缚，需要一些科学的方帮助我们全面系统的了解问题情境。 • 著名的发明创造理论TRIZ理论包含了许多系统、科学而又富有可操作 性的创造性思维方法和发明问题分析方法，如多屏幕法，资源－时间 －成本（RTC）算子法，小人法，金鱼法，等等。多屏幕法能够帮助 我们从结构、时间，以及因果关系等多维度对问题进行全面、系统的 分析，即该方法不仅研究问题的现状，而且考虑与之相关的过去、未 来和子系统、超系统等多方面的状态。资源－时间－成本（RTC）算 子法则是通过夸张的手法改变物体在资源、时间和成本等方面的参数， 帮助我们想象各种可能，大大扩展思维，突破思维定势。金鱼法能够 引导我们从理想境界出发，发现现实中存在的问题。另外TRIZ理论还 包含了著名的物质－场分析法，它通过构建问题的物场模型，能够清 晰地表达出产品的构成，其相互作用及作用的性质，帮助我们快速、 准确地发现和确定要解决的问题，为后面有效地解决问题奠定基础。
分析ING。。。
• 我们可以施加向上的力，或者让毯子的重 量小于空气的重量，或者希望来自地球的 重力不存在。如果我们分析一下毯子及其 周围的环境，会发现这样一些可以利用的 资源，如空气中的中微子流、空气流、地 球磁场、地球重力场、阳光等，而毯子本 身也包括其纤维材料，形状、质量等。
打破思维定势！
• • • 第十组 ----《知识经济与创新》
• 21世纪是知识经济的时代，产品开发的 快速响应性(Rapid Response)和设计的创 新性(Creation)是市场竞争的焦点，企业必 须适时、快速地创新产品。产品创新意味 着需要更多的跨学科的知识结构，更复杂 的技术支撑和更完善的创新理论
• 1946年发明问题解决理论(TRIZ: Theory of Inventive Problem Solving) 由前苏联学者G. S. Altshuller提出。如 今TRIZ己发展成一套解决新产品开发
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三、 TRIZ理论主要内容 理论主要内容
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。而对于复杂问 题的分析，它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。
• 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。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。
• 可以看出，TRIZ理论中的这些创造性思维 可以看出，
方法一方面能够有效地打破我们的思维定 势，扩展我们的创新思维能力，同时又提 扩展我们的创新思维能力， 供了科学的问题分析方法，保证我们按照 供了科学的问题分析方法， 合理的途径寻求问题的创新性解决办法。 合理的途径寻求问题的创新性解决办法。
理论研究与应用（ 七、 TRIZ理论研究与应用（略） 理论研究与应用
• TRIZ理论以良好的可操作性、系统性和实用 性在创新和创造学研究领域占据着独特的地位。 TRIZ 经过半个多世纪的发展，TRIZ理论已经发展成为 一套解决新产品开发实际问题的成熟的理论和方 法体系，它实用性强，并经过实践检验，应用领 域也从工程技术领域扩展到管理、社会等方面。 现在TRIZ理论在西方工业国家受到极大重视， TRIZ的研究与实践得以迅速普及和发展。如今它 已为众多知名企业取得了重大的效益。
• TRIZ理论针对以上五类发明，提供了相应的创新 方法。对一，二等级的问题，可采用解决技术矛 盾的创新原理和解决发明问题的标准解法。而对 三，四等级的问题，就要用解决发明问题的标准 解法和发明问题解决算法。如果对复杂的第五级 的发明问题，则采用发明问题解决算法，帮助我 们实现由复杂模糊的问题情境向明确的发明问题 的转变。 • 通过以上对发明的分类可以看出，发明和创新看 起来很困难，但其实大部分发明都是那些较低层 次的创新，只要我们充分发挥自己的创新潜能， 掌握科学的创新原理和方法，那么每个人都可以 拥有自己的发明创造。
TRIZ理论在现实问题中的应用
• 通过下面一个金鱼法的简单应用，让我们 来了解一下TRIZ理论中创造性问题分析方 法在现实问题中的应用。
神话中魔毯曾引起我们无数遐想，现在分析 一下会飞的魔毯。
会飞翔的毯子？
• 现实生活中毯子都不会飞，原因是地球引力，毯子比空气 重。那么在什么条件下毯子可以飞翔? 这些办法有的比较 现实，但有的仍然看似不可能，比如毯子即使很轻，但也 比空气重，对这一点我们还可以继续分析。比如毯子之所 以重是因为其材料比空气重，解决的办法就是采用比空气 轻的材料制作毯子。
问题的成熟的理论和方法体系。
Genrich Altshuller
• TRIZ之父——Genrich Altshuller（根里奇• 阿奇舒勒）于1926年10月生于 • 苏联北部城市塔什干（Tashkent，今乌兹 别克共和国首都）。
• TRIZ认为 所有工程系统都是按照客 认为:所有工程系统都是按照客 认为
五、发明问题解决理论中的创新原 理
• 实现创新往往被归结为发明家和专家的任务，因为它似乎 无法像求解一个数学问题那样有规律可循。我们都熟悉数 学问题求解方法，比如要求解一个一元二次方程的根，只 要把它归结为一个标准的一元二次方程，套用一元二次方 程的求根公式，就能快速得到方程的根，这是常用的数学 方法，简单、快捷、准确。而对于一个具体的创新性问题 或者技术矛盾，要找到它的解决办法，我们更多的是应用 试错法等方法，凭借自己的经验和知识，尝试性地去解决， 结果耗时费力，效果也不一定好。于是我们想，如果解决 创新性问题能像求解数学题一样，那么大部分人只要经过 学习和训练就能够实现创新。