TRIZ―发明问题解决理论课件

1,TRIZ发明问题解决理论,2,第一部分,TRIZ 理论产生、推广背景,3,创新现状 概念多，方法少 一般号召多,具体措施少 研究管理和制度的多，研究方法技法少 实现技术创新的关键在于 创新的方法 传统创新方法的低效率，是问题的瓶颈,背景,4,现有技术创新方法 至今为止，已有的创新方法、技法达 360余种，常用的40种，得到较普遍运用的 10余种; 多数方法皆从心理学、思维科学角度着手，少有从技术角度进行研究与方法指导的，更难以进行结构化、程式化的指导与操作支持。,背景,5,TRIZ（俄文首字母）发明问题（技术创新问题）解决理论 Genrich Altshuller（根里奇阿奇舒勒），苏联海军专利审查员，研究了成千上万项发明专利，发现发明的方法是有规律的 TRI。 通过研究发明原理、发明的进化趋势、科学效应。因此，阿氏发明了 发明与创新的方法。 前苏联的“国术”、“点金术”、“超级发明术”,背景TRIZ的由来与思想方法,6,TRI揭示的秘密、构建的基础,存在着高度集中的原理与方法： 以往不同领域的发明中，所用到的原理和方法并不多，同一个发明原理被不同时代、不同领域的发明反复利用,背景TRIZ的由来与思想方法,7,创新需要突破知识与经验的局限： 创新设计所依据的科学原理往往属于其它领域，而工程师们也难免受到知识与经验的局限，因此如果能打破工程师们的知识与经验局限，就可极大提高他们的创新效率,背景TRIZ的由来与思想方法,TRI揭示的秘密、构建的基础,8,重组知识与经验： 将知识与经验进行重组：将那些已有的知识和经验进行重组，形成一套系统的理论、方法与工具，就可用来指导后来的发明和创新,背景TRIZ的由来与思想方法,TRI揭示的秘密、构建的基础,9,TRIZ的解题模式与思路,10,如何运用40个创新原理解决技术矛盾？ 类似于数学的方法,首先将特殊的问题归结为TRIZ的一般问题，应用TRI寻求合适的创新原理或标准解法，然后再演绎成初始的具体问题,40创新原则 标准解法,TRIZ 一般性问题,特殊的 问题与需求,具体的 解决方案,矛盾矩阵表,11,1.运动物体重量 2.静止物体重量 3.运动物体长度 4.静止物体长度 5.运动物体面积 6.静止物体面积 7.运动物体体积 8.静止物体体积 9.速度 10.力 11.应力或压强 12.形状 13.结构的稳定性,39个通用工程参数,用于分析描述 系统特性及其矛盾关系的几个 特定角度,12,14.强度 15.运动物体作用时间 16.固定物体作用时间 17.温度 18.亮度 19.运动物体能量消耗 20.静止物体能量消耗 21.功率 22.能量损失 23.物质损失 26.物质或事物的数量 27.可靠性 28.测试精度,39个通用工程参数介绍,13,29.制造精度 30.作用于物体的有害因素 31.物体产生的有害因素 32.可制造性 33.可操作性 34.可修理性 35.适应性多用性 36.装置的复杂程度 37.控制与测量的复杂程度 38.自动化程度 39.生产率,39个通用工程参数介绍,14,矛盾矩阵表及应用,希望避免恶化的参数,15,通用工程参数矩阵表 全表,16,解决技术矛盾，分别运用40个创新原理进行构思和创新； 40个创新原理，确切地说是创新思维的提示性原则，或构思技巧，这是TRI最有奇妙的发现与成果。,一. 技术矛盾分析 与 40 个创新原理,17,40个创新原理,18,案例,飞机发动机进气口的创新设计 问题描述:飞机长大，发动机加大，进气口直径需要加大，但与地面距离变小，危险性增高，如何既保证进气口面积又保证与地面的安全距离?这构成了一对技术矛盾 物体的长度(尺度) VS 物体的面积,19,、,通用工程参数矩阵表应用案例 飞机案查表,、,20,查表得 ： 15 动态原则（动态法） 17 多维法 4 不对称法 经分析前二法无合适方案，去掉。 “不对称法”启示人们，改变进气口圆形的对称形状，改为下部略扁的鱼口形 产生创新设计,21,据不对称原理 获创新方案,22,技术矛盾，是指在技术系统中，当一个参数被改善时，另一个参数就变差的矛盾关系，如发动机功率增大，但耗油量升高， 技术矛盾必涉及两个参数A与B， 当A得到改善时，B变得更恶化 如：精密度 与 可制造性 安全性 与 节约性,一. 技术矛盾分析 与 40 个创新原理,23,个创新原理详解,（1）分割原则（分离法） 将一个物体分割成相互独立的部分 使物体分成容易组装及拆卸的部分 增加物体相互独立部分的程度 （2）抽取原则（提取法） 将一个物体中的“干扰”部分分离出去 将物体中的关键部分挑选或分离出来,24,个创新原理详解,（3）局部性质原则（局部质量改善法） 将物体或环境的均匀结构变成不均匀结构 使组成物体的不同部分完成不同的功能 使组成物体的每一部分都最大限度地发挥作用 （4）不对称原则（非对称法） 将物体形状由对称变为不对称 如果已经是不对称的，增加其不对称的程度,25,个创新原理详解,（5）联合原则（组合法） 在空间上将相似的物体连接在一起 在时间上合并相似或相连的操作 （6）多功能原则（一物多用法） 多用性原理 使一个物体完成多项功能，可以减少原设计中完成这些功能的多个物体的数量,26,个创新原理详解,（7）嵌套原则（套叠法） 将一个物体放在第二个物体中，将第二个物体放在第三个物体中，一直进行下去 使一个物体穿过另一个物体的空腔 （8）反重量原则（巧提重物法） 用另一个能产生提升力的物体补偿第一个物体的重量 通过与环境相互作用产生空气动力或液体动力的方法补偿第一个物体的质量,27,个创新原理详解,（9）预先反作用原则（预先反作用法） 预先施加反作用 如果一物体处于或将处于拉伸状态，预先施加压力 （10）预先作用原则（预先作法） 在操作开始前，使物体局部或全部产生所需的变化 预先对物体进行特殊安排，使其在时间上有准备，或已处于易操作的位置,28,个创新原理详解,（11）预先应急措施原则（预先防范法） 采用预先准备好的应急措施补偿物体相对较低的可靠性 例：备用降落伞 （12）等势原则(等势法) 改变工作条件，使物体不需要被升级或降低 例：过坝船闸,29,个创新原理详解,（13）相反原则（逆向作用法） 将一个规定的操作改为反向的操作 使物体中的运动部分静止，静止部分运动 使一个物体的位置倒置 （14）球形原则（曲面化法 ） 将直线或平面部分用曲线或曲面代替，立方形用球形代替 用旋转运动代替直线运动，采用离心力,30,（15）动态原则（动态法） 使一个物体或其环境在操作的每一个阶段自动调整，以达到优化的性能 把一个物体划分成具有相互关系的元件，元件之间可以改变相对位置 如果一个物体是静止的，使之变为运动的或可改变的 （16）局部作用或过量作用原则（部分超越法） 如果100%达到所希望的效果是困难的，稍微未达到或稍微超过的效果将大大简化问题,个创新原理详解,31,（17）向另一维过渡原则（多维法） 将一维空间中的物体变成二维空间中的物体，二维的变成三维的 将物体用多层排列代替单层排列 使物体倾斜改变其方向 使用给定表面的反面,个创新原理详解,32,（18）机械振动原则（机械振法） 使物体处于振动状态 如果振动存在，增加其频率，甚至超 声波 使用共振频率 使用电振动代替机械振动 使用超声波与电磁场耦合,个创新原理详解,33,（19）周期作用原则（离散法） 用周期性运动或脉动代替连续运动 改变运动频率 在两个无脉动的运动之间增加脉动,个创新原理详解,34,（20）连续有益作用原则（有效作用持续法） 不停顿地工作，物体的所有部件都满负荷 地工作 消除运动过程中的中间间歇 用旋转运动代替往复运动 （21）紧急行动原则（快速法） 以最快的速度完成有害的操作 例：发动机快速越过共振转速范围,个创新原理详解,35,（22）变害为益原则（变害为利法） 利用有害因素，特别是对环境有害的因素，获得有益的结果 通过与另一种有害因素结合消除有害因素 加大一种有害因素的程度使其不再有害 （23）反馈原则（反馈法） 引入反馈以改善过程或动作 如果反馈已存在，改变反馈控制信号的大小或灵敏度,个创新原理详解,36,（24）中介物原则（中介法） 使用中介物实现所需要功能 将物体与另一容易去除的物体暂时结合 （25）自服务原则（自助法） 使物体具有自补充和自恢复功能以完成自 服务 利用废物的资源、能量与物质,个创新原理详解,37,（26）复制原则（复制法） 用简单的低廉的复制品代替复杂的、昂贵的、易碎的或不易操作的物体 用光学拷贝或图象代替物体本身，可以放大或缩小图象 如果已使用了可见光拷贝，那么可用红外线或紫外线代替 （27）廉价物替代原则（替代法） 用廉价的物品代替昂贵的物品，在某些质量特性上做适当的妥协 例：仅写18万字的圆珠笔,个创新原理详解,38,（28）机械系统的替代原则（系统替代法） 用视、听、嗅觉系统代替部分机械系统 用电、磁及电磁场完成与物体的相互作用 将固定场变为移动场，静态场变为动态场，随机场变为固定场 将铁磁粒子用于场的作用之中,个创新原理详解,39,（30）利用软壳或薄膜原则（柔化法） 用以柔性壳体或薄膜代替传统结构 使用柔性壳体或薄膜将物体与环境隔离 （31）多孔材料原则（孔化法） 使物体多孔或通过插入、涂层等增加多孔元素 如果物体已经是多孔的，用这些孔引入有用的物质或功能,个创新原理详解,40,（32）变色原则（色彩法） 改变物体或环境的颜色 改变一个物体的透明度，或改变某一过 程的可视性 采用有颜色的添加物，使不易看到的物体或过程被看到 如果已增加了颜色添加物，则采用发光的轨迹,个创新原理详解,41,（33）同质性原则（同化法） 采用相同或相似的物体制造与某物体相互作用的物体 例:用钻石切割钻石 （34）抛弃与再生原则（自生自弃法） 当一个物体完成了功能或变得无用时，抛弃或修复该物体中的一个物体 立即修复一个物体中所损耗的部分,个创新原理详解,42,（35）改变物体性质原则（性能转换法） 改变物体的物理状态，即让物体在气、液、固态之间变化 改变物体的浓度或粘度 改变物体的柔性 改变温度 （36）状态变化原则（相变法） 在物质状态变化过程中实现某种效应,个创新原理详解,43,（37）热膨胀原则（热膨胀法） 使用材料的热膨胀或热收缩性质 使用具有不同热膨胀系数的材料 （38）氧化原则（氧化法） 使用富氧空气代替普通空气 使用纯氧代替富氧 使用离子化氧气 使用臭氧代替离子化空气,个创新原理详解,44,（39）惰性环境原则（惰性环境法） 用惰性气体环境代替通常环境 在真空中完成 （40）复合材料原则（复合材料法） 用复合材料代替单一均质材料,个创新原理详解,45,问题的关键如何运用40个创新原理？,第一步，对问题进行分析和抽象。把具体的技术问题变成一般性的问题，也就是变成TRIZ方法的专门问题； 第二步，寻求相关的创新原则，并进行具体技术方案的构思与创造。 对技术矛盾分析和抽象，需引入一个专用工具39个通用工程参数,一. 技术矛盾分析 与 40 个创新原理,46,1.运动物体重量 2.静止物体重量 3.运动物体长度 4.静止物体长度 5.运动物体面积 6.静止物体面积 7.运动物体体积 8.静止物体体积 9.速度 10.力 11.应力或压强 12.形状 13.结构的稳定性,39个通用工程参数,用于分析描述 系统特性及其矛盾关系的几个 特定角度,47,14.强度 15.运动物体作用时间 16.固定物体作用时间 17.温度 18.亮度 19.运动物体能量消耗 20.静止物体