1、2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,1,TRIZ理论概述,发明难题解决理论,Theory of Inventive Problem Solving,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,2,主要内容,1、TRIZ理论的形成与体系 2、TRIZ理论的发展（经典与现代） 3、TRIZ理论的最新成果：CAI技术,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,3,TRIZ及其涵义,TRIZ是基于知识的、面向人的发明问题解决系统化方法学。（TRIZ专家Savransky博士）,俄文：,拉丁文：,Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch
2、,英文：,Theory of Inventive Problem Solving,中文意译：发明问题解决理论（萃智）,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,4,阿奇舒勒生平介绍 1926年10月15日出生。 1948年12月被逮捕。 1953年被释放。 1956年发表重要论文。 1961年出版他的第一本书。 1969年出版了他的发明大全，提出40个原理。 1989年成立TRIZ协会。 1998年9月24日逝世，享年72岁。,前苏联海军专利审查员，从专利审查中，研读发展出TRIZ理论。,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,5,TRIZ理论的创立与形成,1946年由G.S.A
3、ltshuller创立。 分析了不同工程领域中250万个发明专利，从中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。,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,6,TRIZ理论来源:浓缩数百万发明专利,迄今为止，TRIZ已分析了15,000,000专利,有代表性的 实用专利,20%,正是基于这一思想，在Altshuller的带领下，动用前苏联的1500多名专家，经过50多年对数以百万计的专利文献加以搜集、研究、整理、归纳、提炼和重组,建立起一整套体系化的、实用的解决发明问题的理论方法体系TRIZ（发明问题解决理论）,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,7,T
4、RIZ 理论的规律性结论,TRIZ 理论认为： 1. 在以往不同领域的发明和创新中所用到的原理方法并不多；不同时代的发明，不同领域的发明，应用的原理与方法被反复利用 。 2. 相同的问题与解决该问题所使用的原理，在不同的领域反复出现 。 3. 技术系统进化的模式（规律）在不同的工程及科学领域反复出现 。,以上TRIZ 理论的三条重要原理表明：大多数创新或发明不是全新的，而是一些已有原理或结构在本领域的新应用。人们只要遵循着产品及其技术发展的客观规律，就可以能动地进行产品设计并预测产品的未来发展趋势。,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,8,解决问题的新思维方式实例 利用瞬间压力差可
5、以打破坚果的外壳,、,-如何使人造宝石沿内部原有的微裂纹分割？ -如何迅速清洁船用发动机的冷却水过滤器？ -如何打破核桃的外壳？ 由“爆米花”找到了解决方案：,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,9,TRIZ理论的核心思想,第一，无论是一个简单的产品还是复杂的技术系统，其核心技术都是遵循客观规律发展演变的，即具有客观的进化规律和模式；第二，各种技术难题、冲突（矛盾）的不断解决是推动这种进化过程的动力；第三，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。,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,10,TRIZ理论的基本作用,对问题进行系统的分析，快速发现问题本质，准
6、确定义创新性问题和矛盾。 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。 打破思维定势，激发创新思维，从更广的视角看待问题。 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。 打破知识领域界限，实现技术突破。,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,11,TRIZ理论的优势,相对于传统的创新方法，TRIZ理论具有鲜明的特点和优势，它成功地揭示了创造发明的内在规律和原理，快速地确认并解决系统中存在的矛盾，是目前国际先进的技术创新方法。 由于它是基于技术的发展进化规律来研究整个产品的发展过程，不再是一种随机的创新行为，因而可以大大地加快发明创造的进程，提升产品的
7、创新水平。,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,12,TRIZ的理论体系,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,13,TRIZ理论的九大经典理论体系。,TRIZ理论包含着许多系统、科学而又富有可操作性的创造性思维方法和发明问题的分析方法。经过半个多世纪的发展，TRIZ理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的九大经典理论体系。,（一）TRIZ的技术系统八大进化法则。 （二）最终理想解(IFR)。 （三）40个发明原理。 （四）39个工程参数及阿奇舒勒矛盾矩阵。 （五）物理矛盾和四大分离原理。 （六）物一场模型分析。 （七）发明问题的标准解法。 （八）发明问题解决算法(
8、ARIZ)。 （九）科学效应和现象知识库。,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,14,TRIZ工具集,工具,创新的思维,创新的规律,S曲线,能量传递法则,协调性法则,动态性法则,子系统不均衡进化,向超系统进化,向微观型进化,提高理想度法则,创新的方法,物理矛盾,分离方法,物场模型,标准解法,知识库,技术矛盾,创新原理,小人法,金鱼法,STC算子,九屏幕法,IFR,资源,完备性法则,功能分析,根本原因分析,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,15,常规问题与发明问题,产品设计是要解决问题。如果产品的初始状态与理想状态之间存在距离，则称之为问题，设计过程是解决问题的过程，是
9、使产品由初始状态通过单步或多步变换实现或接近理想状态的过程。 如果实现变换的所有步骤都已知，则称为“常规问题”(Routine problem)，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。,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,16,大众的创新模式与流程,反复尝试,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,17,大众创新方法的思路,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,18,大众解决发明问题的过程,待解决的问题,带着问题，进入迷宫，苦苦探索。,摸索过程具有迷茫性，求解费时
10、费力且有风险。,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,19,大众的创新方法,尝试法,N,问题,方案,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,20,大众的创新方法,头脑风暴法 自由思考 延迟批判 以量求质 不同行业 结合改善,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,21,Step 1: 产生方案,大众创新方法的过程,Step 2: 过滤方案,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,22,效率 =,大众创新方法的效率,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,23,传统尝试法发明创新付出的巨大代价如：电灯(6000次失败)蓄电池(50000次失败)硫化橡胶(
11、一生的心血)搪瓷(一生的心血)海飞丝(加拿大，约1500次失败),尝试法的效率,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,24,最理想的效率,= 100%,最理想效率 =,TRIZ,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,25,TRIZ与大众创新模式的根本区别,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,26,TRIZ与大众创新模式的根本区别,与大众解决发明问题的途径不同，TRIZ是设法站到了迷宫的上方，提前看到了问题的端点，然后跨越迷宫，直接触及问题的解。,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,27,大众创新与TRIZ创新结果的比较,2015/7/9,北京科技大学
12、-中国冶金工程营,28,基于TRIZ的创新： 提供创新思维的效率；走出“尝试法”的绝境。,ARIZ理论标准解法发明原理效应知识库,技术系统进化法则,问题,问题解决,大众创新(发散)与TRIZ创新(收敛) 的结果比较,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,29,TRIZ理论的特点和优势,相对于传统的创新方法，比如尝试法，头脑风暴法等，TRIZ理论具有鲜明的特点和优势。 它成功地揭示了创造发明的内在规律和原理，着力于澄清和强调系统中存在的矛盾，而不是逃避矛盾，其目标是完全解决矛盾，获得最终的理想解，而不是采取折衷或者妥协的做法，而且它是基于技术的发展演化规律研究整个设计与开发过程，而不再
13、是随机的行为。 运用TRIZ理论，能够帮助我们系统的分析问题情境，快速发现问题本质或者矛盾，它能够准确确定问题探索方向，不会错过各种可能，而且它能够帮助我们突破思维障碍，打破思维定势，以新的视觉分析问题，进行逻辑性和非逻辑性的系统思维，还能根据技术进化规律预测未来发展趋势，帮助我们开发富有竞争力的新产品。,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,30,TRIZ理论将发明创造分为以下五个等级,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,31,创新的知识圈与TRIZ知识库的价值,宇宙的知識,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,32,TRIZ问题的四种模型及工具和方案,201
14、5/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,33,TRIZ解决问题模式及工具体系,问题模型,最终方案,待解决的问题,解决方案,TRIZ工具,原因分析： 功能、资源等,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,34,经典 TRIZ,经典TRIZ 40条创新原理 技术系统进化法则 矛盾矩阵 物场模型 标准解法 现代TRIZ 系统功能分析 系统简化 因果分析 CAI 计算机辅助创新 ,现代TRIZ的发展,TRIZ创新方法的演变,主要价值参数分析 创新路线图 商业影响 工程系统的演变趋势 协同效应指标,2015/7/9,35,北京科技大学-中国冶金工程营,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工
15、程营,36,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,37,工程系统进化法则及层次结构,S曲线进化法则,婴儿期,衰退期,成长期,成熟期,2015/7/10,北京科技大学-中国冶金工程营,39,提高理想度法则,理想化技术系统是IFR法关注的重点内容。 系统的理想程度用理想化水平衡量公式来衡量：定量描述：该公式的意义为:技术系统的理想化水平与有用功能之和成正比,与有害作用和成本之和成反比。,最理想的状况：,提高理想度法则,理想化技术系统是IFR法关注的重点内容。 系统的理想程度用理想化水平衡量公式来衡量：定量描述：该公式的意义为:技术系统的理想化水平与有用功能之和成正比,与有害作用和成本之和
16、成反比。,2015/7/10,北京科技大学-中国冶金工程营,40,以价值工程理论为基础的提高理想度法则,定义：价值=总功能/总成本V = F / C F function：功能， C cost：成本， V value：价值,功能-成本图,北京科技大学-中国冶金工程营,目标区域,降低成本,提高功能,剪裁,2015/7/10,41,2015/7/10,北京科技大学-中国冶金工程营,42,第四阶段,第三阶段,提高理想度法则和S曲线进化关系图,第一阶段,第二阶段,工程系统进化法则,2015/7/10,北京科技大学-中国冶金工程营,43,第四阶段,第三阶段,第一阶段,第二阶段,定义： 系统的主要价值参数
17、（Main Parameter of Value, MPV）随时间呈现S曲线的特征。 通过S曲线分析，可判断系统所处的发展阶段和拟采取的改进策略。 S曲线可以根据一个或多个主要价值参数（MPV）进行绘制，不同的MPV有不同的S曲线。,提高理想度法则和S曲线进化关系图,S曲线分析,S曲线四个阶段的标志,t,t,t,t,专利数量,利润,性能参数,发明级别,1,2,4,3,时间（阶段）,第一阶段概述 系统刚刚“出生”，只具备一些主要功能 系统设计和系统组件还比较粗糙 系统组件之间（以及和超系统）的相互作用仍在调整中 主要价值参数增长平缓,2015/7/10,44,北京科技大学-中国冶金工程营,S曲线
18、分析,第一阶段标志 从其它工程系统借用部件 案例：车轮 1769年，法国人Cugnot制造的蒸汽驱动三轮车，是世界上的第一辆汽车,2015/7/10,45,北京科技大学-中国冶金工程营,S曲线分析,过渡阶段概述 系统即将进入市场 常常是系统与其它新兴技术或主流技术激烈竞争的阶段 系统对社会或市场的随机因素很敏感，胜出的系统不一定是技术上最好的系统 即便多数以失败告终，系统会有多个版本进入市场 在此阶段的最后，仅有一种类型的系统赢得竞争,2015/7/10,46,北京科技大学-中国冶金工程营,2015/7/10,北京科技大学-中国冶金工程营,47,第四阶段,第三阶段,第一阶段,第二阶段,工程系统
19、进化法则,过渡阶段标志： 主要价值参数增长很快 系统显示出明显的优势 投资风险降低 有更多的可用资源 开发的步伐加快 可用的资源日益增多，技术发展迅速,2015/7/10,北京科技大学-中国冶金工程营,48,第四阶段,第三阶段,第一阶段,第二阶段,工程系统进化法则,第二阶段概述 主要价值参数（MPVs）发展迅速 产量增加 系统扩展到新的应用领域 非常有活力、动态的阶段,S曲线分析,第二阶段原因（Causes） 系统远未达到发展极限 由于盈利前景明朗，所以资金充足 充分开发可用资源进行发展 开始了系统定制组件的高效生产，从而提高系统的效率 第二阶段标志 系统进入大批量生产阶段 需求增加，规模效应
20、降低了成本,2015/7/10,49,北京科技大学-中国冶金工程营,2015/7/10,北京科技大学-中国冶金工程营,50,第四阶段,第三阶段,第一阶段,第二阶段,工程系统进化法则,第三阶段概述 尽管增加投入，系统的发展缓慢 产量趋于稳定 一个或多个矛盾呈指数增加，阻碍了系统“性价比”的进一步增长,S曲线分析,第三阶段原因 系统开始遭遇发展瓶颈 成本或有害因素快速增长 超系统发生了变化,2015/7/10,51,北京科技大学-中国冶金工程营,S曲线分析,第三阶段标志 有很多超系统组件被设计来适应工程系统,2015/7/10,52,北京科技大学-中国冶金工程营,2015/7/10,北京科技大学-
21、中国冶金工程营,53,第四阶段,第三阶段,第一阶段,第二阶段,工程系统进化法则,第四阶段概述 系统几乎耗尽了所有的资源，创新变得越来越困难 系统功能和收益下降 产量大幅度减少,2015/7/10,北京科技大学-中国冶金工程营,54,S曲线进化法则实例,电话的创造与创新,1876年贝尔发明电话,2015/7/10,北京科技大学-中国冶金工程营,55,电话提高理想度过程和S进化曲线小结,工程系统进化法则,1G时代 模拟技术,4G时代,有线传输时代,2G时代 GSM,3G时代 高速、宽带数据传输,基于传输技术的进化过程,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,56,3、TRIZ理论的最新发展
22、CAI技术,跨越三个阶段创立的 CAI 技术（计算机辅助创新技术） 实现了TRIZ理论与本体论完美地结合； 建立计算机辅助创新平台； 建立创新能力拓展平台； 把过去只有专家/学者才能使用的高深技术和理论，变成了易学好用无需熟知创新理论，也能够进行发明创新。 目前已有美国亿维讯集团（IWINT）将CAI 创新技术、应用平台及相关服务引入中国，在我国北京、成都、香港等地设有分公司。,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,57,CAI技术是近年来在欧美迅速发展起来的集TRIZ理论、现代设计方法学、本体论、语义处理技术以及计算机软件技术为一体的对创新予以辅助的高新技术。,CAI技术向企业提供
23、先进的创新理论，使研发人员能够打破思维定势，全面地分析问题，从不同学科领域中借鉴有效的技术和方法，从而构建出新的创意和设计方案。,计算机辅助创新,CAI,CAI,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,58,计算机辅助设计CAI,尝试法：漫无目标，耗费巨大，使用门槛低，创新效率极低。 TRIZ方法：遵循创新规律，提供具体方法，创新效率很高，使用门槛高。 CAI：创新理论+创新技术+ IT技术，创新效率最高，使用门槛低。,2015/7/9,北京科技大学-中国冶金工程营,59,TRIZ 理论的主要用途,TRIZ 理论的主要用途： 它是用来发现问题的解，而不是用来发现问题。因此，它的对象是已经被提出的有待解决的问题。 TRIZ汲取来自于大量不同技术学科和行业的知识，提供了一套高效、经济的方法，显著地提高了解决难缠工程问题的生产力和解决方案的质量。,60,自主创新 方法先行,2015.7.9-10,北京科技大学,联系的话：13190693961 E-mail: ,
