TRIZ 理论 —— 创新方法

1. TRIZ理论——创新方法

2. 主要内容 • 一、TRIZ基本理论 • 二、TRIZ的发展现状 • 三、TRIZ的主要工具

3. 一、TRIZ的基本理论 • 1、什么是TRIZ（萃智）？ • 2、驱使TRIZ理论研究的动因 • 3、分析大量专利的三个重要发现 • 4、TRIZ理论的核心思想 • 5、TRIZ理论的主要体系

4. 一、TRIZ的基本理论 • 1、什么是TRIZ（萃智）？ TRIZ即“发明问题解决理论” TRIZ理论是由苏联人GenrichAltshuller（根里奇•阿奇舒勒）在1946年创立。他审阅世界各种专利二百五十万件，而发现这些发明之后的规律。 • 一种系统改良的方法； • 一种自觉性演化的技术系统解决工程问题的方法； • 一种消除工程冲突而不抵消妥协的工具； • 分享无数发明家的知识与经验来增加工程人员知识创造力和解决问题技巧的方法。

5. TRIZ的起源 ○TRIZ理论是由天才的苏联军方技术人员跟里奇•阿奇舒勒在1940年代所创。他和他的同事翻阅世界的发明专利多大40万则，从而发现这些发明背后的一些规律。

6. 一、TRIZ的基本理论 2、驱使TRIZ理论研究的动因 ■TRIZ理论的研究是从“具有创造性的先进技术发明存在着普遍性的原理”这一假设开始的。 ■ 如果将这些“普遍性的原理”识别出来并进行归纳总结，那么将会指导人们去作更有预见性的发明和创造活动。 ■TRIZ理论通过研究250万件高水平专利，对其发明的水平进行分析和分类，以寻求创新的原理。

7. 一、TRIZ的基本理论 • TRIZ：大量专利抽取 = 工程知识抽取 高水平专利 (世界范围) 关键发现 • 发明问题定义 • 发明的级别 • 进化模式 • 发明的模式 转 化 发明专利 通用原理

8. 一、TRIZ的基本理论 • 3、分析大量专利的三个重要发现 • （1） 问题和问题解决方法是重复出现的并有跨行业、跨学科的特性。 • （2） 技术进化模式是重复出现的且有跨行业、跨学科的特性。 • （3） 创新经常是应用了行业以外的科学成果而得到的。

9. 一、TRIZ的基本理论 • 产品及其技术的发展总是遵循着一定的客观规律 • Altshuller指出：解决发明问题过程中所寻求的科学原理和法则是客观存在的，大量发明面临的基本问题和矛盾（技术矛盾和物理矛盾）也是相同的，同样的技术创新原理和相应的解决问题方案，会在后来的一次次发明创新中被反复应用，只是被使用的技术领域不同而已 • 因此，将那些已有的知识进行提炼和重组，形成一套系统化的理论，就可以用来指导后来的发明创造、创新和开发 就可以能动地进行产品设计并预测产品的未来发展趋势

10. 4、TRIZ理论的核心思想 任何一个简单或复杂的技术系统都遵循客观的进化规律（S曲线）和模式（8个基本进化法则） 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。 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。 一、TRIZ的基本理论

11. 一、TRIZ的基本理论 • 5、TRIZ理论的主要体系 • 1.发明基本原则：技术系统根据发展的客观规律发展,这些客观规律是可被人们认识的，并且人们可利用这个客观发展规律有意识地解决发明问题。 • 2.根据技术系统发展客观规律，寻求技术系统进化的法则，是发明问题理论（TRIZ）的基础 。 • 3、解决技术和物理矛盾的基本技术系统进化法则、发明问题的算法和标准,是TRIZ理论的基本原理。

12. TRIZ 通用解 TRIZ工具 抽象 转化 试错 最终解决方案 待解决的 问题 TRIZ的解题模式 TRIZ 标准问题 辨识 求解

13. 发现问题 找出解决问题的方法 解决问题方案 TRIZ方法——由阿奇舒勒创立的解决发明问题理论 基本原理 已有专利的分析、归纳和提炼； 技术系统进化法则； 理想化。 • 求解工具 • 物理矛盾分离方法； • 创新原理与矛盾矩阵； • 标准解； • 效应知识库。 解题流程 ARIZ 解决发明问题程序 分析工具：技术系统需求功能分析； 技术冲突与矛盾分析； 资源分析； 物-场模型分析。 思维方法： 逻辑思维、类比和想象； 小矮人模型等。 　　优点 1、高度有效的解题方法，能为完成预 定目标节省大量时间、人力和物力； 2、通过反复实践，可以获得清晰的解； 3、可反复运用与物-场相关的其他行业 的和全人类的知识和资源。 　　缺点 1、学习相对地会 比较困难些； 2、由于以往出版 著作的不恰当描述 构成的技术误导。 注意事项 1、解决非标准问题是无 可替代的； 2、解决标准问题是非常 有效的； 3、计算机软件的有效保 证作用。 5-2

14. 二、TRIZ的发展现状 1、TRIZ在国际上的发展 2、TRIZ在国内的发展

15. TRIZ的发展 TRIZ在苏联 在TRIZ的诞生地——前苏联，20世纪80年代，有500多所以TRIZ作为核心内容的“发明学校”，其任务是：训练学生具备解决各种发明性课题的能力。一些重要的科研机构和工程单位中，一度要求“每7个工程技术人员中有一个TRIZ工程师”。

16. 二、TRIZ的发展现状 1、TRIZ在国际上的发展 ■ 在上世纪80年代，随着许多前苏联的科学家移居欧、美等西方国家，TRIZ也相应地传到了世界范围内的各研究领域并引起高度重视，同时也对包括产品开发和设计等各个领域产生了重要的影响。 ■ 在前苏联和现在的俄罗斯，TRIZ理论一直作为大学里必修的 专业技术课同时也广泛用于工程等领域。

17. 二、TRIZ的发展现状 1、TRIZ在国际上的发展 ■ 在美国，许多大学也将TRIZ列入其必修课程，同时成立了许 多TRIZ的研究的咨询机构以提高 各领域的创新能力。 ■ 目前，TRIZ在许多世界级公 司均有应用，如：福特、摩托罗 拉、保洁、礼来、3M、西门子、 飞利浦、LG、三星等。

18. 3.TRIZ在美国 ○在美国，很多企业，特别是大企业（如波音、通用、克莱斯勒、摩托罗拉等公司）将TRIZ全面应用在产品研发中，并取得了可观的经济效益。

19. 二、TRIZ的发展现状 如今TRIZ已在全世界广泛应用，创造出成千上万项重大发明。经过半个多世纪的发展，TRIZ理论和方法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，并经过实践的检验，为众多知名企业和研发机构取得了重大的经济效益和社会效益。

20. TRIZ效应 • 世界范围内的一组统计数据： • 专利数量增加80%-100%，并提高专利质量。 • 将产品开发效率提高60%-70%； • 缩短产品上市时间50%；

21. 二、TRIZ的发展现状 2、TRIZ在国内的发展 我国于1997年开始研究TRIZ理论及其应用。目前，研究TRIZ理论仍集中在部分高校内，如河北工业大学、山东大学、南京航天航空大学、华中科技大学等。 河北工业大学檀润华教授领导的创新设计研究所主要致力于TRIZ理论的应用研究和以TRIZ为核心的CAI软件的开发并取得了重要的成果。

22. 二、TRIZ的发展现状 上个世纪80年代中期，我国的个别科研人员在研究专利时已经了解了TRIZ理论； 在1997年前后，我国少数学者在参加国际会议的时候再次接触了TRIZ，并自发予以研究，在某些专业开设了小范围的TRIZ选修课。 自2001年亿维讯公司将TRIZ理论培训引入了中国后，TRIZ理论在中国的应用和推广开始步入快车道。

23. 4.TRIZ在中国 ○在我国，20世纪80年代中期就有少数的科技工作者和学者开始初步的接触triz理论，并对其做一些资料翻译及技术跟踪。在90年代中后期，国内部分高校一开始研究triz理论。进入21世纪后，triz在我国开始从学术界走向企业界。

24. 三、TRIZ的主要工具 • 1、八大进化法则 • 2、最终理想解 • 3、40个发明原理 • 4、39个工程参数和矛盾矩阵 • 5、物理矛盾的分离原理 • 6、物场模型分析 • 7、发明问题的标准解法 • 8、发明问题标准算法（ARIZ) • 9、物理效应和现象知识库

25. . TRIZ理论体系 技 术 系 统 进 化 法 则 物场模型分析 最终理想解 产品创新 40个发明原理 发明问题解决算法 发明问题 标准解法 科学效应 知识库 矛盾巨阵 创新原理 物理矛盾 分离方法

26. TRIZ理论的九把利剑 1、八大进化法则：预测技术系统进化模式和产品成熟度； 2、最终理想解：系统的进化总是向着更理想化的方向发展，如果将创造性解决问题的方法比作通向胜利的桥梁，那么最终理想解就是这座桥梁的桥墩； 3、40个发明原理：浓缩250万份专利背后所隐藏的共性发明原理； 4、39个工程参数和矛盾矩阵：为解决问题直接提供化解矛盾的发明工具； 5、物理矛盾的分离原理：分离原理是针对物理矛盾的解决而提出的； 6、物场模型分析：用于建立与已存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模型； 7、发明问题的标准解法：5级共76个标准解法，可以将标准问题在一两步中快速进行解决； 8、发明问题标准算法（ARIZ)：针对非标准问题而提出的一套解决算法； 9、物理效应和现象知识库：将物理现象和效应应用在问题解决过程中。

27. 三、TRIZ的主要工具 • TRIZ工具的特点 • 1、许多项目常会遇到虽经分析但仍不知道下一步该如何做的关 键点。这时项目组必须具有创造性以弄清该如何做。 • 2、许多普通的工具如头脑风暴等方法它们依赖于直觉以及团队成员个人的知识，因此这种基于心理惯性的方法是有局限性的，而且由此得到的结果往往是不能预测的，也是不可重复的。 • 3、TRIZ是一个基于逻辑和数据而不是直觉的问题解决方法。TRIZ促进了项目小组解决问题的创造性和能力。由于TRIZ的结构和算法，它能够提供再现性和可预测性。

28. 三、TRIZ的主要工具 • 4、TRIZ是一门国际性的创造科学，它依赖于问题及解决方法模式的研究，而不是依靠自发的和个人或团体的直觉。在分析近300万专利的基础上总结出了具有可预测性和突破解的模式。 • 5、TRIZ在企业中的应用可有多种层面，如开发设计、质量管理、六西格玛流程、TPM、项目管理、风险管理以及组织创新的举措等。

29. . TRIZ理论体系 技 术 系 统 进 化 法 则 物场模型分析 最终理想解 产品创新 40个发明原理 发明问题解决算法 发明问题 标准解法 科学原理 知识库 矛盾矩阵 创新原理 物理矛盾 分离方法

30. 技术系统进化八大法则 1、技术系统的S曲线进化法则； 2、提高理想化法则； 3、子系统不均衡进化法则； 4、动态性进化法则； 5、向超系统进化法则； 6、子系统协调性法则； 7、向微观级和场的应用进化法则； 8、向自动化方向进化法则。

31. 技术系统进化法则之一 － S曲线进化法则 • 一个技术系统的进化一般经历4个阶段，典型的S曲线 是描述一个技术系统的完整生命周期。 • 当一个技术系统的进化完成4个阶段后，必然会出现一个新的技术系统来替代它，如此不断的替代。 、 衰退期 成熟期 成长期 婴儿期

32. 技术系统进化不同阶段的特征 3 性能参数 、 2 4 1 专利数量 t 发明级别 t 利润 t t 时间（阶段）

33. 技术系统进化法则之二 － 提高理想度法则 • 最理想的技术系统：“它既不消耗任何资源，但却能够实现所有必要的功能”（作为物理实体它并不存在） • 技术系统是沿着提高其理想度，向最理想系统的方向进化 • 提高理想度法则是所有进化法则的基础。

34. 测量金属腐蚀度的理想方案 • 传统设计者 • 铂金容器 • 耗费资源 • 耗费时间 、 最终理想解 • 利用已有资源 • 去掉容器 • 但能实现有用功能——盛酸溶液？ • 腐蚀的有害作用自动消失

35. 技术系统进化法则之三－子系统不均衡进化法则技术系统进化法则之三－子系统不均衡进化法则 技术系统由多个实现各自不同功能的子系统组成。 子系统不均衡进化法则包含着： • 任何技术系统中的每一个子系统都是沿着各自的S曲线进化的； • 组成技术系统所包含的各个子系统都是不同步、不均衡进化的； • 整个技术系统的进化速度取决于系统中发展最慢的即最不理想的子系统。（木桶原理） 利用这一法则的知识，可以帮助创造者及时发现并改进最不理想的子系统．

36. 自行车的不均衡进化

37. 技术系统进化法则之四－（结构）动态性进化法则技术系统进化法则之四－（结构）动态性进化法则 • 沿着增加系统可移动性的方向发展 • 沿着增加系统的柔性方向发展 • 沿着增加系统可控性方向发展

38. 系统的柔性进化 刚体 单铰链 多铰链 柔性体 液体/气体 场

39. 不同产品技术的进化路径 场 气体、液体 柔性 多铰链 单铰链 刚性

40. 线切割机床 水切割 切割技术的动态性进化 激光切割

41. 技术系统进化法则之五－向超系统进化法则 • 技术系统首先向系统的合成方向发展 • 技术系统的简化 单系统 双系统 多系统 子系统 超系统 子系统功能得到加强的同时，也简化了原有的系统。

42. 飞机燃油系统向超系统跃迁—空中加油机实例 、 输油管 超系统 空中加油机 系统 受油机 子系统 超系统

43. 技术系统进化法则之六－子系统协调性进化法则技术系统进化法则之六－子系统协调性进化法则 组成技术系统的各个子系统、各个部件在保持 协调的前提下，充分发挥各自的功能。表现在： • 结构上协调。 早期积木只能摞、搭；现代积木可自由组合、随意插合成不同的形状。 • 性能参数的协调。 网球拍需要考虑两个性能参数的协调：一方面要将球拍整体重量降低，以提高其灵活性；同时要增加球拍头部重量，以保证产生更大的挥拍力量。 • 工作节奏和频率上的协调。 吸尘器．吸力太大，吸嘴会粘住地毯．

44. 结构、性能、节奏和频率的协调性 (a)　积木 (b)　网球拍 (c)浇灌混凝土

45. 技术系统进化法则之七－向微观级和场的应用进化法则技术系统进化法则之七－向微观级和场的应用进化法则 • 技术系统： • 元件： • 场的应用： 宏观 微观 微观 最初的尺寸 原子、基本粒子尺寸 高效场和增加场效率的方向

46. 耳环 播放机 录音机 随身听 便携CD机 mp3 播放机向微观的进化

47. 102 101 100 10－1 10－2 10－3 10－4 10－5 10－6 10-7 10－8 10－9 量子计算机 计算机从宏观进化到微观

48. 102 101 100 10－1 10－2 10－3 10－4 10－5 10－6 10-7 10－8 10－9 波长约300-3米 波长约1-0.1米 波长约0.1米-3纳米 通信产品的波长从宏观进化到微观 向微观进化法则意味着：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甚至更好的功能

49. 新颖的发明

50. 技术系统进化法则之八－向自动化方向进化法则技术系统进化法则之八－向自动化方向进化法则 • 技术系统：摒弃那些机械的、重复的、枯燥无味的手工操作，实现并提高技术系统功能的效益，解放人们去完成更具有创造性的工作。