TRIZ创新理论的技术进化法则

资源投入与收益 不成比例
技术系统的进化法则
法则一：完备性法则
要实现某项功能，一个完整的技术系统必须包含以下四个部件: 动力装置、传输装置、执行装置和控制装置
A.系统如果缺少其中的任一部件，就不能成为一个完整的技术系统 B.如果系统中的任意部件失效，整个技术系统也无法“幸存”
法则一：完备性法则
技术系统的进化实例—电视机
黑白
彩色
技术系统的进化实例—船
木船
轮船
技术系统的进化实例—加工方式
手工操作
机械自动化
技术系统的进化：S曲线
任何一种产品、 工艺或技术都 在随着时间向 着更高级的防 线发展和进化
并且他们的进 化过程都会经 历相同的几个 阶段
技术系统的进化：S曲线
每个技术系统的进化一般都要经历如S-曲线 所示的四个阶段:
工艺创新
是指商品生产技术上的重大变革。包括新工艺、新设备及新的经营管理和组织 方法的创新。
工艺创新侧重于劳动手段和相应的组织管理方法。 产品创新和工艺创新相辅相成，为创名牌实现超额利润服务。
原材料创新
发现现有原材料的替代品，寻找半成品的新来源
市场创新
发掘现有产品的新市场，寻找新产品的潜在市场。
创造和创新的关系：
创造 即
创新
等同说
创造 创新
本质不同说
创新 创造
创造 创新
两种包含说
创新 创造
交叉说
动态交叉说模型
创新 成长
创新 突破
创新 成熟
创新 衰退
创新
浩瀚的创造大海
酝酿
科学发现和技术发明
科学发现：探索尚未被人们发现各种事物的 现象和规律，揭示事物的客观存在（如牛 顿定律）
技术发明：利用自然科学的规律，在技术领 域创造产生具有新颖性、独创性和实用性 的技术成果，并能够获得专利权
空调
法则三：动态性法则—门锁
挂锁
链条锁
电子锁
指纹锁
法则三：动态性法则
B.提高可移动性法则
技术系统的进化应该沿着系统整体可移动性增 强的方向发展
法则三：动态性法则
清扫工具
扫帚
吸尘器
遥控清扫机
座椅
座椅
转椅
滚轮椅
法则三：动态性法则
C.提高可控性法则
控制装置是一个完 整的技术系统必不 可少的一部分。
MP3
耳环播放机
法则八：协调性法则
技术系统的进化是沿着各个子系统 相互之间更协调的方向发展
即，系统的各个部件在保持协调的 前提下，充分发挥各自的功能
这也是整个技术系统能发挥其功能 的必要条件
法则八：协调性法则
A.结构上的协调
实例：积木玩具的进化 早期：只能磊，搭的积木 现代：可自由组合的玩具，随意插合成不同的
法则六：向超系统进化法则
A.技术系统进化到极限时，它实现某项功能的 子系统会从系统中剥离，转椅至超系统， 作为超系统的一部分。在该子系统的功能 得到增强改进的同时，也简化了原有的技 术系统。
法则六：向超系统进化法则
实例：空中加油机
长距离飞行时，飞机需要在 飞行中加油。 最初：燃油箱是飞机的一个 子系统； 进化后：燃油箱脱离了飞 机，进化至超系统，以空中 加油机的形式给飞机加油。 飞机系统简化，不必再携带 数百吨的燃油
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
创新的级别
革 新
创 新
对于等级1，TRIZ认为这不是创新 对于等级5，TRIZ认为旧有系统在彻底失去作用前，在原系统上
的改进的代价相对较低，所以发明在原有基础上改进是更好的策 略
TRIZ理论简介
TRIZ理论
The Theory of Inventive Problem Solving，1946年由 G.S.Altshuller创立
完备性法则有助于确 定实现所需技术功能 的方法并节约资源
利用它可以对效率低 下的技术系统进行简 化
法则一：完备性法则—实例刷牙
完成“清洁牙齿”这一功能 的技术系统由四部分组成：
法则一：完备性法则—帆船
完成”运输货物“这一功能的技术系统由四 部分组成。
法则二：能量传递法则
A.技术系统要实现其功 能，必须保证能量能够 从能量源流向技术系统 的所有元件
形状
法则八：协调性法则
B.各性能参数的协调
实例：网球拍
网球拍重量与力量的协调： 较轻的球拍更灵活，较重 的球拍能产生更大挥拍力 量，因此需要考虑两个性 能参数的协调。
将球拍整体重量降低，提 高灵活性，同时增加球拍 头部的重量，保证挥拍的 力量
法则八：协调性法则
工作节奏、频率上的 协调
自我控制： 通过感应 光亮度， 根据环境 明暗自动 开闭并调 节亮度
Hale Waihona Puke Baidu则四：提高理想度法则
最理想的技术系统：作 为物理实体它并不存在， 也不消耗任何的资源， 但是却能够实现所有必 要的功能
例如：最理想的制动系 统应该不占用任何空间， 不需要能量和资金，不 传递有害功能，但是却 能够在任何需要的时间 和场合实现其制动功能
在汽车外加一天线，问题就解决了
法则二：能量传递法则
B.技术系统的进化应该 沿着能量流动路径缩短 的方向发展，以减少能 量损失
法则二：能量传递法则—手摇绞肉机
用刀片旋转运动替代刀的垂直运动，能量传 递路径缩短，能量算是减少，同时提高了效 率
掌握了”能量传递法则“，有助于我们减少 技术系统的能量损失，保证其在特定阶段提 供最大效率
如果技术系统中的某个 元件不接收能量，它就 不能发挥作用，那么整 个技术系统就不能执行 其有用功能，或者有用 功能的作用不足
法则二：能量传递法则—收音机
收音机在金属屏蔽的环境（如汽车）中就不 能正常收听高质量广播。
尽管收音机内各子系统都正常工作，但电台 传导的能量源（作为系统的组成部分）受阻， 使整个系统不能正常工作
子系统本身也是系统， 事由元件和操作构成 的
系统的更高级系统成 为超系统，超系统是 系统运行的环境
技术系统的构成关系
技术系统的构成可用下图表示
技术系统实例：汽车
汽车作为一个技术系统，轮胎、发动机、方向盘等 是汽车的子系统。
而每辆汽车都是整个交通系统的组成部分，因此对 于汽车而言，交通系统就是汽车的超系统
技术创新
技术创新在科技活动过程中的作用：技术创新是科技活动过程中的一个 特殊阶段，是技术与经济之间的中介环节，是企业对发明成果进行开发 并最后通过销售而创造超额利润的过程。
科技领域
技术领域
技术经济领域
社会经济领域
科
技
技
学
术
术
发
发
创
现
明
新
批量生产 技术扩散
产品创新和工艺创新
产品创新
指在技术变化基础上的产品商业化。产品创新过程是一个提出新概念、设计新 方案、生产和销售新产品的过程。产品创新侧重于劳动对象。
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。
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
实例：混凝土浇注
建筑工人在混凝土浇 筑施工中，为了提高 质量，总是一面灌混 粘土，一面用振荡器 进行震荡，使混凝土 由于震荡的作用而变 得更紧密、更结实
后来，人们开始研究自行车的传动系统，在自行车上装 上了链条和齿轮，用后轮的转动来推动车子的前进，且 前后轮大小相同，以保持自行车的平衡和稳定
法则六：向超系统进化法则
A.技术系统的进化是 沿着从单系统双 系统多系统的方 向发展
法则六：向超系统进化法则
瑞士军刀
牙刷刷头的进化 单头双头多头
婴儿期、成长期、成熟期、衰退期 S-曲线描述了技术系统完整的生命周期。其
横轴表示时间，纵轴表示系统的性能参数 如：在飞机这一技术系统中，飞机的速度、
安全性等都是其重要的性能参数。
婴儿期
新的技术系统刚 刚诞生
功能少，性能差 专利级别高 预期收益差 资源投入少
成长期
主要问题得到解 决，功能，性能 很大提高
法则七：向微观级进化法则
A.技术系统的进化是沿着减小其元件 尺寸的方向发展的
即，元件从最初的尺寸向原子，基本 粒子的尺寸进化，同时能够更好的实 现相同的功能
法则七：向微观级进化法则
实例：电子元件的进化
真空管
电子管
晶体管
法则七：向微观级进化法则
实例：播放器的进化
录音机
随身听
便携CD机
TRIZ（萃智）理论
创新8大法则
2012.7
什么是创新
创造学中的一些基本术语
创造和创新
（1）创造的定义： 创造主体综合各方面的信息，形成一定目标，进而控 制和调节客体，产生前所未有的新成果的活动过程。 （2）创新的定义: 运用知识或相关信息创造和引进某种有用的新 事物的过程，界于技术和经济两个领域之间
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
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
哲学思想 理论基础 基本概念
系 统 科 学
功能分析
发明问题 标准解法
物场模型 矛盾分析 资源分析
科学原理 技术矛盾 物理矛盾 知识库 创新原理 分离方法
技术系统的进化将 沿着系统内部各部 件的可控性增加的 方向发展
提高可控性的进程
法则三：动态性法则—照相机
手动调焦
通过按钮 调焦
感应光线 调焦
自动调焦
法则三：动态性法则—路灯
直接控制：每 个路灯都有开 关，有专人负 责定时开闭
间接控制： 用总电闸 控制整条 线路的路 灯
引入反馈 控制：通 过感应光 亮度，控 制路灯的 开闭
创新 思维 培养
思 维 科 学
发明问题解题流程（ARIZ）
专利分析
基础知识+专业知识+交叉学科知识
问题 分析工具
问题 求解工具
解题流程
理论来源
物场模型 功能分析
技术系统 进化法则
产品创新
资源分析 矛盾分析
发明问题 标准解法
.
科学原理 知识库
技术矛盾 创新原理
物理矛盾 分离方法
TRIZ理论来源——专利分析
法则四：提高理想度法则
提高理想度法则是指：
A.技术系统是沿着提高其理想度，向最理想系 统的方向进化
B.提高理想度法则代表着所有技术系统进化法 则的最终方向
法则四：提高理想度法则
第一部手机：1973年诞生， 重800克，功能，仅电话通 信
现代手机：仅重数十克； 功能超过100种，包括通话、 闹钟、SMS、游戏、MP3、 上网、照相机、录像……
法则三：动态性法则
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 的变化
掌握了”动态性法则“， 有助于提高技术系统的高 度适应性
法则三：动态性法则
A.提高柔性法则
提高系统柔性的进化过程如下：
法则三：动态性法则—散热工具
扇子
折扇
电风扇
掌握该法则，可以帮助人们及时 发现并改进最不理想的子系统
法则五：子系统不均衡进化法则—自行车
早在十九世纪中期，自行车还没有链条传动系统，脚蹬 直接安装在前轮轴上，此时，自行车的速度与前轮直径 成正比。
因此为了提高速度，人们采用增加前轮直径的方法。但 是一味的增加前轮直径，会使前后轮尺寸相差太大，从 而导致自行车在前进中的稳定性差，很容易摔倒。
法则四：提高理想度法则
第一台计算机：重数吨，功能：计算 现代计算机：重1000克；功能：上千种，
包括绘图、通信、多媒体……
法则五：子系统不均衡进化法则
每个技术系统都由多个实现不同 功能的子系统组成。
子系统不均衡进化法则是指： A.任何技术系统所包含的各 子系统都不是同步，均衡进 化的，每个子系统都是沿着 自己的S-曲线向前发展 B.这种不均衡的进化经常导 致子系统之间的矛盾出现 C.整个技术系统的进化速度 取决于系统发展最慢的子系 统的进化速度