技术创新方法-TRIZ理论及运用0210.ppt

技 术 创 新 方法 -TRIZ理论及运用目录一一、TRIZ概述二、TRIZ的技术系统八大进化法则S曲线三、最终理想解四、技术矛盾五、40个创新原理六、39个工程参数及矛盾矩阵七、物理矛盾和四大分离原理一、TRIZ概述1.1何谓创新创新就是稀奇古怪的事创新是灵光一现式偶然创新源于敢吃螃蟹的人在别人眼里,创新者就是那些脑瓜里装满奇思怪想的异类创造力并非凭空妄想,而是一种行为的综合1.1何谓创新发明是指通过思维或实验过程首先为一项科学或技术难题找到或发现了解决方案、解决方法.创造是指第一次提出、造出的东西,是第一次产生崭新的物质成果或精神成果的行为,它给人们带来新奇或方便.创新是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.创新就是把生产要素和生产条件的新组合引入生产体系,目的是为获取潜在的利润.创新思维就是意料之外情理之中,别人想不到的你想到了.当阿奇舒勒对250万个专利进行研究时,发现可以根据创新程度的不同,将这些专利技术解决方法分为5个创新等级.第1级：技术系统的简单改进,所要求技术在系统相关的某行业范围内32%；第2级：包括技术矛盾解决方法的发明,要求系统相关的不同行业知识45%；第3级：包含物理矛盾解决方法的发明,要求系统相关行业以外的知识18%；第4级：包含突破性解决方法的新技术,要求不同科学领域知识4 %；第5级：新现象的发现1%.括号中的为占总专利比重.1.1何谓创新1.1何谓创新时时都是创造之时处处都是创造之地人人都是创造之人阻碍创新最主要的因素是人们头脑中的传统的、固定的观念和思维中形成的习惯与定势,要创新就必须勇于突破思维的惯性和定势.1.1何谓创新人们因为局限于既有的信息或认识的现象,形成的一种固定的思维模式,也就是说人们习惯于从固定的角度来观察、思考问题；思维惯性是决定创新能力的关键因素,习惯于单向思维、线性思维、惯性思维的大脑只能是机械地重复旧的行为,只能是习惯于接受大家所说的,很难产生创新的灵感和成果.思维惯性的正面作用：是人们能够轻车熟路需迅速的解决相似的问题；思维惯性的负面作用：在发明创新活动中,它是影响创新思维的主要思维障碍.小明家有三个小孩,老大叫大毛,老二叫二毛,老三叫什么？如何用6根火柴组成4个等边三角形？如何用4根火柴组成一个田字？在荒芜人迹的河边停着一个小船,这只小船只能容纳一个人,有两个人同时来到河边,并且这两个人都坐着这条船过了河,请问：他们是怎样过河的？1.2、TRIZ的由来TRIZ理论是由根奇阿奇舒勒G.S.Altshuller19261998如果至少有一步未知,则称为发明问题Inventive problem;解决常规问题的设计是常规设计解决发明问题的设计是创新设计在利用TRIZ解决问题的过程中,我们首先将待设计的产品表达成为TRIZ问题,然后利用TRIZ中的工具,如发明原理、标准解等,求出该TRIZ问题的普适解或称模拟解Analogous solution；最后设计者在把该解转化为领域的解或特解.1.4、TRIZ理论核心思想和基本特征首先,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规律发展演变的,即具有客观的进化规律和模式.其次,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.再就是技术系统发展的理想状态是用尽量少的资源实现尽量多的功能.1.7、相对于传统的创新方法、相对于传统的创新方法,TRIZ理论的特点和优势：理论的特点和优势：a TRIZ理论对研发或解决问题的思路有明确的指导性.这种指导性避免了耗费大量人力、物力、财力的盲目试错,让解决产品问题变得有律可循、有术可依,给技术创新留下了巨大的、易操作的空间,让创新不再是一个概念或一句口号b 它成功地揭示了创造发明的内在规律和原理,快速确认和解决系统中存在的矛盾,而且它是在技术的发展进化规律及整个产品发展过程的基础上运行的；c 运用TRIZ理论可大大加快发明创造的进程,提高产品创新速度；d 它可以帮助我们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；e 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；f 打破思维定势,激发创新思维,从更广的视角看待问题；g 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；h 打破知识领域界限,实现技术突破S曲线二、TRIZ的技术系统的八大进化法则S曲线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.可以应用于产生市场需求、定性技术预测、产生新技术、专利布局和选择企业战略制定的时机等.它可以用来解决难题,预测技术系统,产生并加强创造性问题的解决工具技术系统法则1：完备性法则技术系统法则2：能量传递法则技术系统法则3：协调性法则技术系统法则4：提高理想度法则技术系统法则5：动态性和可控性进化法则技术系统法则6：子系统不均衡进化法则技术系统法则7：向微观级进化法则技术系统法则8：向超系统进化法则技术系统法则1:完备性法则一个完整的技术系统必须包括以下四个部分：动力装置传输装置执行装置控制装置技术系统法则2：能量传递法则技术系统实现功能的必要条件：能量必须能够从能量源流向技术系统的所有元件；技术系统应该沿着使能量流动路径缩短的方向进化,以减少能量损失；如果某个元件接收不到能量,就不能发挥作用,这会影响到技术系统的整体功能.实例：手摇绞肉机替代菜刀用刀片旋转运动代替刀的垂直运动,能量传递路径缩短,能量损失减少,同时提高了效率.技术系统法则3：协调性法则技术系统是沿着各个子系统之间更协调的方向进化,这也是整个技术系统能发挥其功能的必要条件；子系统间的协调性主要表现在： 结构上的协调 各性能参数之间的协调 工作节奏/频率上的协调实例一、积木玩具的进化-结构上的协调早期：只能摞、搭的积木现代：可自由组合的玩具,随意合成不同的形状.技术系统法则3：协调性法则实例二、网球拍-各性能参数的协调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的挥拍力量,因此需要考虑两个性能参数的协调.将球拍整体重量降低,提高了灵活性,同时增加球拍头部的重量,保证了挥拍的力量.实例三、混凝土浇注工作节奏/频率上的协调建筑工人在混凝土浇注施工中,为发提高质量,总是一面灌混凝土,一面用振荡器进行振荡,使混凝土由于振荡的作用而变得更紧密、结实.技术系统法则4：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,但却能够实现所有必要的功能.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方向.提高理想度的途径：1、提高有益的参数2、降低有害的参数3、提高有益参数的同时降低有害参数例：的进化第一部：1973年诞生,重800g,功能仅为通信；现代：重仅数十克,功能可超过100种,包括通话、游戏、MP3、照相等.技术系统法则5：动态性和可控性进化法则技术系统应该沿着结构柔性、可移动性、可控制性增加的方向进化.动态性法则有以下三个子法则：A.提高柔性法则B.提高可移动性法则C.提高可控性法则例一：清扫工具的进化例二：照相机的进化技术系统法则6：子系统不均衡进化法则任何技术系统所包含的各个子系统都不是同步、均衡进化的,每个子系统都是沿着自己的S曲线发展；这种不均衡的进化常常导致子系统之间出现矛盾；整个技术系统的进化速度取决于系统中最慢的那个子系统的进化速度.技术系统法则7：向微观级进化法则技术系统是沿着减小其元件尺寸的方向进化的；最初,技术系统是在宏观级别是进化的,当资源耗尽时,就开始在微观级别是进化；进化路径：1.提高物质的可分性和分散物质的组合性；2.提高混合物质空隙+物质的可分性,运用毛细现象和多孔材料；3.用场代替物质,向场+物质或场转变技术系统法则8：向超系统进化法则1.技术系统沿着以下路线进化：单系统双系统多系统2.当技术系统进化到极限的时候,系统中实现某项功能的子系统会从系统中被剥离出来,转移到超系统中,成为超系统的一部分.在该子系统的功能得到增强的同时,也简化了原有的技术系统.实例：飞机的航程受载油量的限制子系统超系统S曲线S曲线预测指系统的主要参数或性能的变化是依赖发展时期呈S曲线形式进化.技术系统是呈阶段性发展：婴儿期、成长期、成熟期、衰退期.婴儿期的特征：当实现系统功能的原理出现后,系统也随之产生；新系统的各组成部分通常是从其它已有的系统中借来的,并不适应新系统的要求.婴儿期的主要问题：缺乏资源；新系统中存在一系列瓶颈问题；新系统的性能通常不如旧系统.对婴儿期的建议：充分利用已有技术系统中部件和资源；与已有的其他先进系统或部件相结合；重点解决阻碍产品进入市场的瓶颈问题.成长期的特征：制约系统的主要瓶颈问题得到解决,系统的主要性能参数快速提升,产量迅速增加,成本降低；随着收益度的提高,投资额大幅增长；待定资源的引入使系统变得更有效.成长期的特点：开始获利；进入不同的细分市场；系统及其部件会有些适度的改变；是产品生命周期中最好的阶段.对成长期的建议：将新主品推向市场,抢占先发优势；不断对产品进行改进,不断推出基于该核心技术的性能更好的产品；到成长期结束要使其主要性能指标性能参数、效率、可靠性等基本达到最优.成熟期的特征：系统发展趋于缓慢；生产量趋于稳定；新出现的矛盾会阻碍系统的进一步发展.成熟期的特点：系统消耗大量的特定资源；系统被附加一些与其主要功能完全不相关的附加功能；系统的发展寄希望于新的材料和技术；系统的改变主要是外在的变化.对成熟期的建议：下一步的努力方向是：降低成本,改善外观；增强系统服务功能的可能性；简化系统,和其它系统或技术相结合衰退期的特征：相同功能的新技术系统开始排挤老系统；系统带来的收益下降；衰退期出现的原因：新系统已经发展到第二阶段迫使现在系统退出市场；超系统的改变导致对系统需求的降低；超系统的改变导致系统生存困难.对衰退期的建议：寻找新的民展领域；重点投入资金寻找、选择和研究能够进一步提高产品性能的替代技术.进化法则的作用：预测产品未来的发展方向,做出前檐决策；通过产品发展方向的预测,解决实际问题；进行专利规避,超越竞争对手.对设计活动的指导作用： 新产品设计：确定符合进化规律的设计方向 现有产品改进：选择符合进化规律的解决方案三、最终理想解最理想的技术系统：作为物理实体它并不存在,但却能够实现所有必要的功能；IFR：产品处于理想状态的解成为最终理想系统在保持有用功能正常运作的同时,能够自行消除有害的、不足的、过度的作用.IFR的特点：保持了原系统的特点消除了原系统的不足没有使系统变得复杂没有引入新的缺陷最终理想解确定的步骤：第一步：设计的最终目的是什么？第二步：理想解是什么？第三步：达到理想解的障碍是什么？第四步：它为什么成为障碍？第五步：如何使障碍消失？第六步：什么资源可以帮助你？第七步：在其它领域或其它工具可以解决这个问题吗？实现IFR的几个建议：能利用现有的能量和资源实现有用的功能；自我服务,实现有用功能,利用聪明的材料或物质；有害作用的自我消除实例：割草机问题：草坪上的草长得很快,且参差不齐传统解决方案：用割草机,缺点噪音很大等IFR：草坪上的草不需要修剪,自己始终维持在一个高度从IFR出发的解决方案：技术矛盾是指系统中一个部分性能的增强导致了有用及有害两种结果,也可指有用作用的引入或有害效应的消除导致其他的一个或几个子系统性能的劣化.技术冲突常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突.技术矛盾出现的几种情况:. 在一个子系统中引入一个有用功能,导致另一子系统产生一有害功能或是加强了已存在的有害功能;. 消除一有害功能导致另一子系统有用功能降低;. 有用功能的加强或有害功能的减少使另一子系统或系统变得复杂化;技术矛盾如何定义技术矛盾模式一、Step1:问题是什么？找到问题入手点Step2：现在有什么办法解决？目前的解决办法,改进了什么参数Step3：上述的方法有什么缺点？此方法导致什么参数恶化。