1、1,技术创新方法和TRIZ理论,创造性人才的培养 张武城,2,创新方法概论,第一部分 形势与任务 第二部分 创造性人才 第三部分 创新的理论和工具,3,第一部分,、,形势与任务,4,胡锦涛在中共十七大指出,要坚持走中国特色自主创新道路，把增强自主创新能力贯彻到现代化建设的各个方面。 加快建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系。,5,、,温家宝总理指示： 自主创新 方法先行,6,科技部刘燕华部长指出 我国创新方法存在的问题,7,孙子兵法总结集成了打仗的谋、略、技巧和套路，是集军事方法之大成的杰出成果。,科学重大发现与科技进步也蕴涵着丰富的谋、略、技巧与套路，即“创新方法” 科学
2、思维、科学方法、科学工具。,8,（一）科学思维培育不够,创新思维与创新精神培养缺位。目前的应试教育体系抑制了学生的创新思维和创新精神；过分强调专业知识的教授，缺少科学思维、科学方法方面的引导和训练。 科研活动中的创新思维不足，自主创新研究成果少。跟踪模仿为主，自主创新较少。多数学科发展滞后，属于世界领先的学科很少；中国申请人在世界知识产权组织的PCT专利申请只占总量的 0.96%。 尊重科学、崇尚科学的氛围不够。 国民的受教育程度不高，传统的“学而优则仕”，“官本位”的思想依然存在，不按照科学规律办事的问题普遍存在。,9,（二）科学方法研究与应用不够,科技界关于科学方法的意识薄弱。 在科研活动
3、中，忽视研究方法的规范性、创新性；国内学术期刊很少发表关于研究方法和哲学思考类的理论性论文。 对科学方法的研究不够。仅限于对国际科学方法的跟踪、了解，缺乏对前沿方法的前瞻性研究；科学方法的研究与应用严重脱节，“写科学方法的书只给自己看”。 企业技术创新能力不足，缺乏科学的技术创新方法、手段。 企业的技术创新能力薄弱。2005年，国内发明专利申请占专利申请总量的24.4%，发达国家在85.8%以上。,10,中国的国际竞争力,我国GDP排名世界第四名，国际经济竞争力排名第15位， 科技创新能力较差，影响到我国中长期的成长竞争力。,国际社会留给中国企业的时间不多了！,11,中国与印度全球竞争力排名比
4、较,、,12,创新型国家的概念,创新型国家：是指每100万人口获得美国专利与商标局的发明专利授权在15个以上的国家或经济体,13,其它非创新型国家的排名及 每100万人口获得美国专利与商标局的发明专利授权数量,14,我国与创新型国家技术对外依存度比较,、,15,2005年8月8日美国商业周刊：知识经济时代 创新经济时代,创造性思维 创新方法 创新工具（CAI),创意的想象力创新力,主宰 世界经济潮流,时代特征,应对办法,16,创意的概念与来源,创意：就是人们常说的“点子”、“主意”或“突发奇想”，它是人类大脑创造性思维的产物，是人类智慧的结晶。 创意的来源：6080是市场需求（推动）4020是
5、科技进步（拉动）运用TRIZ理论的多种工具是产生创意的重要手段。,17,研发、咨询,生产制造,售后服务,效益,微笑曲线,21世纪 创新经济,20世纪90年代 知识经济,20世纪6070 年代工业经济,资源消耗,环境污染,资源消耗 环境污染,18,触摸式发声地球仪利润的分配,美国开发公司 获利48美元,香港公司,广东外贸公司,广东某制造商 成本12美元,40美元,20美元,15美元,市场定价 88美元,获利5美元,获利3美元,获利20美元,19,第二部分,创造性人才,20,创造性人才和创造力,创造性人才： 具有高度创造力的人才 创造力(创意、创造性）： 产生新构思/想法（Idea)或构想创造新产
6、品（作品）的能力 具有发现问题、分析问题、和创造性解决问题的能力,21,我们能创新吗？,创新是人人都有的一种能力 人的创新能力在1214岁达到顶峰，因受传统教育的摧残，后天被逐渐埋没 创新是可以激发和提升的一种能力 创新活动具有其方法、手段和规律性 产品设计本身即为创新,22,人脑的创造创新能力,大脑是人的智慧之府，是人的创造创新之源。 人脑类似由100140亿台微型计算机所组成的庞大的电子计算机信息网络处理系统。一个正常人的大脑可储存1000万亿信息单位，相当于一般电子计算机储量的100万倍，如果全部用来储备知识，人脑的记忆容量相当于5亿本书籍的知识总量。人脑的功能非常强大，俄罗斯学者伊.尹
7、尔菲莫夫研究指出：人的大脑可以同时学习40种语言，默记一套大英百科全书所容纳的全部内容，还可以有余力去完成十门大学课程的教研活动。,23,培训与提升创造力关系示意图,年龄,创造力,10 20 30 40 50 60,经培训，创造力可提高70300%；顶峰向右上方转移,300,200,100,24,创造性人才自我设计,、,创新技法和方法,创新技能,基础知识、专业知识、交叉学科知识,哲学 理论基础,、,25,知识水平和创造力,科学发现对已有知识具有依赖性，适当的已有知识可以假设科学发现。世界科学大师牛顿：“如果说我看得远，那是由于我站在巨人们的肩上”。 知识水平越高，创新思维越加活跃，创造力就越强
8、，知识和创造力之间呈正比关系。 尚未被共知的信息与知识转化为创新成果，才能体现知识的力量。,26,创造性人才自我设计,、,哲学 理论基础,、,创新技法,创新技能,基础知识、专业知识、交叉学科知识,27,十三种主要创新技能,创新技能是创造者的智力技能、动作技能和情感能力的综合，它可以全面提高创新者的自觉创新能力。,创 造 技 能,信息 能力,注意力,理解力,发现 问题能力,开发 选题能力,抓住机 遇能力,操作 能力,工程 能力,智能技术 运用能力,破译黑 箱能力,系统分析 和系统决 策能力,观察力,记忆力,28,创新技能与创造力,创新技能包括观察能力、注意力、记忆力、理解力、发现问题能力、开发选
9、题能力、抓住机遇能力、操作能力、工程能力、智能技术运用能力、破译黑箱能力、系统分析和系统决策能力及信息的获取和利用能力等。其中信息能力和操作能力尤其应予以关注。对于我国的大学生，实际操作能力偏弱，应加强锻炼。 创新技能与创新的关系，犹如摩天大楼与坚固地基的关系一样，创新者应努力学习和开发自己的创新技能，为创新奠定坚实的基础。,29,操作能力,通过操作使人的智力获得提升和发展 设计中百思不解的难题获得引刃而解 设计得到验证，观念产品变为实物产品 诱发创新动机，锁定创新目标，明确创新方向,30,信息能力,信息能力是创造者必备的基本技能创造创新的整个过程都和信息的交流传递紧密相关 科技人员95%99
10、%各种问题可通过科技信息，借助于他人的经验或成果解决 系统搜集美、日、英、法、德五国的专利，就可了解整个发达国家60%90%的科技发展情况 充分利用专利文献可缩短科研周期60%，节约研究经费40% 据20世纪60年代一次调查结果，美国和日本化学研究人员用于查阅文献资料时间占50.9%,研究实验时间占32.1%，计划与思考时间占7.7%书写科研报告时间占9.3%.,31,创造性人才自我设计,、,创新 思维,表达 能力,体能,外语 能力,创新技法和方法,创新技能,基础知识、专业知识、交叉学科知识,哲学 理论基础,、,个性 品质,32,创造性人才的个性品质,、,创造行为社会化,创造动机社会化,创造性
11、人才个性品质,合作精神,独立精神,心理特性,学习精神,奉献精神,33,良好个性品质（1） -追求卓越的奉献精神,立志奉献予事业、社会 意志坚强 勇往直前，百折不绕 永不半途而废 管好自己的情感，不断自我激励。,34,良好个性品质（2） 科学理性的独立精神,、,不盲从 敢怀疑 不迷信 思维上的独立性将导致行为上的独立,35,良好个性品质（3） 热情洋溢的合作精神,树立正确、积极、主动的沟通意识： 宽容他人 注意赞美 保持微笑 尊重他人 以“诚”待人,36,良好个性品质（4） 坚持不懈的学习精神,用勤奋的精神致力于学习，持续地提高创造者能力,37,良好个性品质（5） 创造性人才的心理结构,希望打破
12、“常规”的创新意识 深究事物机理的强烈好奇心 多视角认识问题和解决问题的灵活性 不怕批评，不怕失败，敢于坚持，敢于冒险坚持到底的精神,38,创造性人才的能力结构,感情智力（情商EI）人的一生20%由智商决定，80%由情感智力主宰，职位越高，EI的作用越显著，高达85%。始终保持善待他人，严于律己。 超越对手着眼于已知领域，更着眼于未知领域加大思维的“前进跨度”、“联想跨度”，超越对手。,39,智商与创造力关系图,高智商是高创造力的必要条件，但不是充分条件，高智商的人也可能是低创造力。 人的一生的成就，20%由智商决定，80%由感情智力主宰。职位越高，EI的作用就愈加显著，几乎能达到85%,40
13、,创造性人才自我设计,、,表达 能力,体能,外语 能力,创新技法,创新技能,基础知识、专业知识、交叉学科知识,哲学 理论基础,、,个性 品质,创新 思维,41,创新思维的涵义,思维是运用已有的知识对记忆的信息进行分析综合、比较概括和决策的动态过程，是获取知识、分析问题和解决问题的根本途径。 创新思维是指人们在创造具有独创性成果的过程中，对事物的认识活动。 ,42,、,、 、,创新思维基本特性,突破性,新颖性,突发性,多向性,深刻性,独立性,敏捷性,风险性,非逻辑性,创新思维的基本特性,43,创新思维方法的分类,非逻辑思维,逻辑思维,归纳思维,演绎思维,类比思维,有序思维,收敛思维,分析与综合思
14、维,44,逻辑思维,逻辑思维亦称抽象思维，是人们在认识过程中已经掌握的各种知识、原理、规律基础上形成的概念，并以此判断、推理、反映现实的一种思维形式，它能使我们更深刻、准确和完整地反映客观面貌。 世界上任何事物的发生都存在客观规律性，采用逻辑思维的方法逐步深入，就可取得发明创造。,45,从统计数字看： 20世纪以前的重大发明构思，多数是由个人发明家在逻辑思维的基础上发挥非逻辑思维的作用而获得； 进入20世纪50年代后，利用逻辑思维和专业知识的企业发明逐步占了上风， 到了20世纪90年代，TRIZ理论方法中的知识库和逻辑思维的运用主导了发明创造的大趋势。,46,直觉思维,直觉就是人们所说的“第一
15、印象”，它属于非逻辑思维。直觉是人脑基于有限资料和事实，对新事物、新问题、新现象进行的一种直接的、迅速的、跃进的、敏锐的判断。其功能只是从宏观上把握事物，不需要进行系统的逐步分析，而能对问题的答案做出科学的猜测、设想，是一种跳跃式思维形式。 爱因斯坦对科学认识曾说过：“真正可贵的因素是直觉”他认为科学创造的过程应是经验-直觉-概念-逻辑思维-理论的过程。,47,“逻辑思维压缩论”,“逻辑思维压缩论”认为直觉虽然表现为瞬间的顿悟，实际上它也是运用逻辑思维的结果。因为： 在直觉的背后“隐藏”着一系列逻辑推理链，而直觉思维只是在一瞬间就进行和完成了复杂的推理过程，因而让人感到头脑中似乎并没有经过逻辑
16、思维，思维过程已在头脑中完全“自动化”； 在得出了直觉判断之后，还需再展开其逻辑推理过程，以检验其所得出的直觉判断的合理性。所以，直觉思维只不过是逻辑思维的“压缩”（或称为“简化”、“浓缩”、“内化”等）。,48,灵感思维,心理学家对灵感思维的描述是： 灵感思维的闪现来自于突然的顿悟，是人们在艰苦创造过程中发散思维和收敛思维多项迭加，逻辑思维和非逻辑思维反复作用，突然间把隐藏在人们潜意识中有关信息进入激发状态； 灵感常常为发明带来思路、线索、设想和启示，但灵感的出现，具有随机性、瞬时性和模糊性，创造者要觉察灵感、把握灵感和利用灵感有一定的难度。 灵感产生的条件：一是对解决问题有浓厚的兴趣和强烈
17、欲望，二是对问题和相关资料进行了长时间的思考，甚至达到了思维的“饱和”状态。,49,幻想思维,根据主体主观愿望进行的超前设想，幻想往往是科学发明的先导。 18世纪著名科幻作家凡尔纳：“人类的幻想在不久的将来一定会成为现实”。 最近30年间，根据预言家研究得到的对照表、预言及其应验程度表中，没有一个会像科幻作家一样，有那么高的：“命中率”。幻想打造出发明。 阿里多夫先生用好几年时间把分散在成千上万本书中的幻想进行搜集和分类结果表明：离奇幻想的发展过程也有着可循的客观规律，可用它来催生新的发明创造。 应在正确思维指导下，使幻想成为创造发明的理想，而不致成为脱离客观规律的空想。 以奇异幻想开路，吸引
18、人们去探索未知，并促使人们产生创造的欲望。一些科学中大的发现往往是如此 在有些发达国家，为了发挥幻想在科技发明中的积极作用，为学生开设“幻想课”，旨在从小培养人的创造才干 由于幻想超前性，暂时脱离现实，常常会被人贬低，幻想成为一种贬义词 。,50,幻想打造出发明,51,联想思维 将已掌握的知识与某种思维对象联系起来，从其相关性得到创造性启示进而获得创新设想的思维形式。,联想有多种形式： （1）相似联想 例如看到鸟想到飞机；看到下雨想到潮湿； （2）对比联想 例如在黑暗中想到光明； （3）接近联想 例如看到蝌蚪会联想到青蛙，因为它们在空间上接近，看到猫就会想到老虎，因为两者形态相似； （4）关系
19、联想 部分与整体的关系例如文具和铅笔；因果关系例如冰和凉、雷电和暴雨等。,52,想象思维,想象是人们在原有感性认识的基础上，在头脑中对各种表象进行改造、设想、猜想，重组出新表象的思维过程 爱因斯坦：“想象力比知识更重要、可贵。知识是有限的，而想象是无限的。正是有了想象，人们才能不断第创造世界上前所未有的新事物“。,53,哲学 理论基础,创造性人才自我设计,、,表达 能力,体能,外语 能力,创新技法,创新技能,基础知识、专业知识、交叉学科知识,、,个性 品质,创新 思维,54,哲学理论基础与创造力,哲学是高度抽象的知识结晶和最概括的方法论； 是一切科学之上的科学； 哲学在科学认识与实践活动中起支
20、撑作用; 哲学知识对创造方向和姿态起主要调控作用。,55,哲学理论基础与创造力,哲学不仅渗透在每个科学工作者的头脑之中，而且也渗透在自然科学研究的全过程中。爱因斯坦指出：“哲学可以被认为是全部科学研究之母”。 在科学研究工作中，哲学思维的指导作用是潜移默化的。哲学在不断地为科学研究提供理论思维的基本范畴和逻辑规则。,56,第三部分,创新技法和TRIZ理论,57,哲学 理论基础,创造性人才自我设计,、,表达 能力,体能,外语 能力,、,个性 品质,创新 思维,创新技能,基础知识、专业知识、交叉学科知识,创新技法,58,人类历史上最有价值的知识是方法的知识。笛卡尔,59,关于创新技法的争论,有关创
21、造创新方法问题曾经在两大派之间展开了较长时期的争论： 一派认为创造发明主要靠天才的灵感和非逻辑思维，不存在可循的创新技法，马赫、罗素、维特根斯坦、波普尔等学者就持有这类观点； 另一派则认为发明创造有方法可循，但在很长一段时间里却又拿不出切实可行的和令众人信服的创新方法。,60,长期来，创造学研究侧重于对人特别是着重于对天才发明家的研究，对人的非逻辑思维创造过程、特点和机理，以致当爱因斯坦去世后，心理学家，脑神经科学家，社会科学家和历史学家们总认为爱因斯坦的大脑存在有不解之谜，以致不惜解剖其大脑进行长期的研究。,61,传统创新技法的分类,逻辑思维,非逻辑思维,科学推理型,演绎法 归纳法 类比法
22、自然现象和 科学原理探索法 等价变换法 KJ法 类推法,组合法 分解法 形态分析法 信息交合法 横向思考法,奥斯本检核表法 5W1H法 和田法,智力激励法 （头脑风暴法） 联想法 逆向构思法,形象思维法 灵感启示法 大胆设想法,特性列举法 缺点列举法 希望点列举法,技法原理,具体技法名称,主要思维形式,组合型,形象思维型,列举型,有序思维型,联想型,60,62,智力激励法,与传统会议截然不同的方式解决问题,准备阶段,自由畅谈,加工整理,明确问题,热身阶段,运用程序,四项原则：自由畅想推迟评判以量求质综合集成,63,“当前智力激励法面临着挑战” （美国伊莱恩丹敦）,主要原因是：,缺乏程序化； 缺
23、少熟练的引导者； 缺少熟练的参与者； 罗列的规则成为形式；,有关问题不能达成一致； 缺乏创意激发源； 不是与会者都有创意的压力； 急于求成； 缺少跟进措施，,“头脑风暴”小组实际上在不停地重复“发明”已经有过的东西，却在这一过程中错过了潜在的诸多伟大的创意。因此，当遇到复杂的发明问题时，最好找发明公司（指TRIZ咨询公司）咨询。,64,传统创新与TRIZ创新结果的比较,、,解决办法,思维定势,发明问题,1,2,3,4,5,6,7,8,传统创新应用发散思维“试错法” 搜索发明问题解决办法 难！,65,基于TRIZ的创新收敛思维,传统创新(发散)与TRIZ创新(收敛) 的结果比较,ARIZ理论 标
24、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,66,TRIZ技法(发明问题解决理论) TRIZ的含义,TRIZ的含义是发明问题解决理论，是原俄文字母的缩写，并按ISO/R9-1968E规定，转换成拉丁文的首字母缩写 Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch,67,TRIZ理论创始者根里奇阿奇舒勒,根里奇阿奇舒勒G. S. Altshuller （19261998 ） 是前苏联的一位天才发明家和创造创新学家，于1946年创立TRIZ理论。 TRIZ理论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，曾经被称作前苏联的“
25、国术”和“点金术”。 独特的技术系统进化法则被西方称之为“人类三大进化理论之一”，与达尔文的生物进化理论和马克思的人类社会进化理论相提并论。,68,TRIZ理论基本认识：,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
26、的未来发展趋势,69,利用瞬间压力差可以打破坚果的外壳,、,-如何使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？ 通过本体论关系，由“爆米花”找到了解决方案：,70,辨识 求解,TRIZ 标准问题,TRIZ的解题模式,71,实例：吸尘器分离固体粉尘的改进,查“TRIZ案例通用科学原理库”可获得16个解：,声波 吸附作用 边界表层动量 离心分离 Coanda效应 日冕放电 带电 过滤器,摩擦 惯性 磁场 磁效应 熔化 Reuleaux三角 超声波 振动,72,1950,1960,1970,1980,1990,2000,解决发明问题,TRIZ软件(
27、CAI),1940,AR I Z,5-1,73,1950,1960,1970,1980,1990,2000,解决发明问题,TRIZ软件(CAI),1940,1995 完成增强型AR I Z,5-1,74,发现问题,找出解决问题的方法,解决问题方案,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
28、、计算机软件的有效保 证作用。,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。,TRIZ方法由阿奇舒勒创立的解决发明问题理论,5-2,75,.,产品创新,技 术 系 统 进 化 法 则,40个发明原理,发明问题解决算法,物场模型分析,最终理想解,物理矛盾 分离方法,矛盾巨阵 创新原理,科学效应 知识库,发明问题 标准解法,TRIZ理论体
29、系（图2）,76,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
30、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。,77,TRIZ理论来源:浓缩数百万发明专利 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）,2, 500,000,500,000,发明专利库,迄今为止，TRIZ已分析了15,000,000专利,有代表性的 实用专利,20%,78,发明等级及其特征,79,TRIZ理论的应用,概念
31、设计是创新的核心！TRIZ理论为概念设计提供了方向性、有序性和可操作性！提高发明（专利）的级别,80,.,产品创新,技 术 系 统 进 化 法 则,40个发明原理,发明问题解决算法,物场模型分析,最终理想解,物理矛盾 分离方法,矛盾矩阵 创新原理,科学原理 知识库,发明问题 标准解法,TRIZ理论体系,81,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。,82,技术系统进化法则之一 S曲线进化法则,、,一个技
32、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。,婴儿期,衰退期,成长期,成熟期,83,技术系统进化不同阶段的特征,、,t,t,t,t,专利数量,利润,性能参数,发明级别,1,2,3,4,时间（阶段）,84,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。,85,测量金属腐蚀度的理想方案,、,最终理想解 利用
33、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,传统设计者铂金容器耗费资源耗费时间,86,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,87,自行车的不均衡进化,88,技术系统进化法则之四 （结构）动态性进化法则,沿着增加增加系统可移动性的方向
34、发展 沿着增加增加系统的柔性方向发展 沿着增加增加系统可控性方向发展,89,刚体,单铰链,多铰链,柔性体,液体/气体,场,系统的柔性进化,90,不同产品技术的进化路径,刚性,单铰链,多铰链,柔性,气体、液体,场,91,切割技术的动态性进化,水切割,激光切割,线切割机床,92,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,子系统,双系统,多系统,单系统,超系统,技术系统进化法则之五 向超系统进化法则,此时，子系统功能得到加强的同时，也简化了原有的系统。,93,飞机燃油系统向超系统跃迁 空中加油机实例,、,超系统 空中加油机,系统 受油机,输油管,子系统,
35、超系统,94,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。比如：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。比如：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。比如吸尘器吸力太大，吸嘴会粘住地毯,95,(a) 积木,(c) 浇灌混凝土,(b) 网球拍,结构、性能、节奏和频率的协调性,96,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：
36、场的应用：,微观,宏观,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,97,播放机向微观的进化,98,计算机从宏观进化到微观,量子计算机,99,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,100,新颖的发明,101,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。,102,系统进化法则的作用,引导市场需求 定性技术预测 产生新技术 实施专利布局和标准战略 适时选择企业战略。,
37、103,.,产品创新,技 术 系 统 进 化 法 则,40个发明原理,发明问题解决算法,物场模型分析,最终理想解,物理矛盾 分离方法,矛盾矩阵 创新原理,科学原理 知识库,发明问题 标准解法,TRIZ理论体系,104,矛盾的解决办法,传统设计是在矛盾双方取得折中方案，矛盾并没有彻底克服和解决 TRIZ理论的核心是建立了基于消除矛盾的逻辑方法。 使设计人员在设计过程中不断地发现并解决矛盾，推动产品的不断进化，从一个状态进化到一个新的状态，向着理想化创新产品设计的实现。,105,技术系统矛盾的分类,：,技术矛盾,物理矛盾,技术系统矛盾 的两大类,106,什么是技术矛盾？,由表述系统性能的两个参数所
38、构成的矛盾称之谓技术矛盾 当用已知的方法去改善系统的一部分或一个参数时，该系统的其它部分或参数就要不可容忍地变坏的现象 常表现为一个系统中两个子系统之间的矛盾：1）在一个子系统中引入一种有用功能，导致另一个子系统产生一种有害功能或加强了已存在的一种有害功能；2）消除一种有害功能导致另一个子系统有用功能降低；3）有用功能的加强或有害功能的减少导致另一个子系统或系统变得复杂化。,107,解决产品设计技术矛盾的三步骤,描述问题，建立问题模型 确定技术矛盾 （确定两个通用工程参数）,发明原理,待解决的问题,最终解决方案,第三步：应用,第一步： 分析技术系统,第二步：解决技术矛盾 （应用矛盾矩阵）,如果
39、由矛盾矩阵所有给出的原理都完全不能应用，则需重新确定技术矛盾，再做一遍，直到找出可操作的解决方案。,108,技术系统分析方向,准确分析技术系统，技术矛盾即可轻松获解！ 分析方向： 了解组成系统的各个部分（子系统）、系统所从属的上级系统以及问题本身的根源； 了解整个系统的持续情况：系统的过去、现在以及将来在各个子系统就上级系统可以发展的情况。,109,如何描述问题确定技术矛盾？,1、问题是什么？ 2、现在有什么解决方案？ 3、这个解决方案有什么问题？ 利用39个通用工程参数（技术特性）来描述需要改善的特性和可能恶化的特性。,110,.,产品创新,技 术 系 统 进 化 法 则,40个发明原理,发
40、明问题解决算法,物场模型分析,最终理想解,物理矛盾 分离方法,矛盾矩阵 创新原理,科学效应 知识库,发明问题 标准解法,TRIZ理论体系,111,40个发明原理 用有限的40条原理来解决无限的发明问题。,阿奇舒勒通过对250万份发明专利的研究发现，大约只有20左右的专利才称得上是真正的创新，其它80的专利往往早已在其它的产业中出现并被应用过 。 阿奇舒勒坚信发明问题的原理是客观存在的，设计者掌握这些原理，就可以大大提高发明的效率、缩短发明的周期，而且能使发明过程更具有可预见性。为此，阿奇舒勒对大量的专利进行研究、分析、总结、提炼出了TRIZ中最重要的、具有普遍用途的40个发明原理。 当前，40
41、个发明原理已经从传统的工程领域扩展到微电子、医学、管理、文化、教育等社会的各个领域问题。40个发明原理的广泛应用，导致不计其数新的专利发明的产生。,112,40个创新原理,113,01、分割原理,将物体分割成相互独立的部分；使物体成为可组合的（易于拆卸和组装）的部分；提高物体的分割程度或分散程度；,114,01、分割原理,将卡车分成牵引车头和拖车,组合家具,百叶窗,拉圾桶,活动房屋,将物体分割成相互独立的部分,使物体成为可组合的（易于拆卸和组装）的部分,提高物体的分割程度或分散程度,115,美国陆军 M270多管火箭炮,发射中的M270,M270反装甲子母弹攻击,正在爆裂的M270子母弹,将物
42、体分割成相互独立的部分；,C. 提高物体的分割程度或分散程度；,116,39个通用工程参数,117,矛盾矩阵表的组成,阿奇舒勒将39个通用工程参数和40条发明原理有机地联系起来，建立起对应关系，整理成3939的矛盾矩阵表（详见（创新制胜附录）。 矛盾矩阵的第1行、列为39个通用工程参数的编码，第2行、列分别为39个通用工程参数的名称。但是，纵行表示要改善的参数，横行表示会恶化的参数。3939个通用工程参数从行、列两个纬度构成矩阵的方格共1521个，在其中1263个方格中，均列有几个数字，这几个数字就是由TRIZ推出的解决对应工程矛盾的发明原理的编码。按照编码查“40条发明创造原理”表，即可得到
43、该编码的实际含义。 使用者根据系统中产生矛盾的2个通用工程参数，从矛盾矩阵表中直接查找出化解矛盾的发明原理，并使用这些原理来解决问题。,118,矛盾矩阵表,133,119,实例一：坦克装甲的改进,法国 “雷诺FT-17” 式坦克,战斗全重： 7 吨 装甲：22 mm,德国 “虎2” 式重型坦克,战斗全重：69.8 吨 炮塔前部装甲：185 mm,120,问题描述,装甲抗打击能力,装甲厚度,战斗全重,整车重量增加引起的一系列后果：,坦克的机动性能降低,坦克的耗油量增加,121,一、对问题进行抽象,（一）,（二）,（三）,122,定义矛盾的过程,第一步：问题是什么？ 为了提高坦克在战场上的生存能力
44、，需要提高装甲的抗打击能力,第二步：现在有什么解决方案？ 增加装甲的厚度，以便提高装甲的强度,第三步：这个解决方案有什么问题？ 装甲厚度增加后，坦克的战斗全重增加,123,建立原问题的问题模型,124,利用矛盾矩阵求解问题模型,140,125,01、分割原理08、重量补偿原理40、复合材料原理15、动态特性原理,TRIZ推荐的创新原理（解决方案模型）,126,三、回到问题:“坦克装甲的改进”,改善的参数：装甲抗打击能力 恶化的参数：战斗全重,原问题：,问题模型：,解决方案模型：,01、分割原理 08、重量补偿原理 40、复合材料原理 15、动态特性原理,127,装甲改进方案（最终解决方案）,0
45、1、分割原理40、复合材料原理15、动态特性原理,复合装甲,a）陶瓷复合装甲(“乔巴姆”装甲)； b）贫铀装甲； c) 缝隙装甲；,128,改进结果,战斗全重：52 吨 车体正面：110 mm,美国 “M60A1” 坦克,129,.,产品创新,技 术 系 统 进 化 法 则,40个发明原理,发明问题解决算法,物场模型分析,最终理想解,物理矛盾 分离方法,矛盾矩阵 创新原理,科学原理 知识库,发明问题 标准解法,TRIZ理论体系,130,什么是物理矛盾及其解决方法,物理矛盾一个参数的矛盾 技术系统要求某参数B的性质为正（）的同时又要求某参数B的性质为负（）比如要求系统既要出现又要不出现；既要高又
46、要低；既要大又要小等完全相反的需求。 解决物理矛盾的方法分离,空间分离,分离方法,时间分离,系统级别上的分离,条件分离,131,十字路口的物理矛盾描述,要通过十字路口，车辆必须占据十字路口的某个位置（A） 而要不和其它车辆相撞，一定不得占据十字路口的位置（非A）,道路必须交叉，以使车辆驶向目的地（A） 道路一定不得交叉，以避免车辆相撞（非A）,132,分离原理应用实例,空间分离：测量海底时，将声纳探测器与船体空间分离，用以防止干扰，提高测试精度 时间分离：将飞机机翼设计成可调的活动机翼，以适应在飞行中各个时间段的不同要求 条件分离：将水射流条件分离，给予不同的射流速度和压力，即可获得“软”的或
47、“硬”的不同用途的射流，用于洗澡按摩或用作加工手段或武器 整体与局部分离：采用柔性生产线，以满足大众化和个性化市场需求的不同要求,133,应用实例 解决交通的物理矛盾,空间分离,时间分离,134,各分离方法相对应的发明原理列表,135,.,产品创新,技 术 系 统 进 化 法 则,40个发明原理,发明问题解决算法,物场模型分析,最终理想解,物理矛盾 分离方法,矛盾矩阵 创新原理,科学效应 知识库,发明问题 标准解法,TRIZ理论体系,136,物场标准模型,所有的功能都能分解成为三个基本元素（两个物质一个场）,137,如何迅速而准确地查找出压缩机氟利昂渗漏处？ 将掺有荧光粉的润滑油注入压缩机内，在暗室里用紫外光照射压缩机，通过渗漏出的润滑油中荧光粉发出的光，可以准确地确定氟利昂的渗漏部位。 给出的条件是物S1（氟利昂），不能构成完整的物-场模型，引入第二个物S2（荧光粉）和一个场F(紫外辐射) ，完善了具有不完整功能的系统。,S1,S2,F,F,氟利昂,荧光粉,氟利昂,紫外辐射,紫外辐射,氟利昂,荧光粉,建立完善的物场模型,138,应用实例防止钢丸发送机弯管破损,压缩空气 和钢珠,管壁S2,钢珠S1,139,应用实例防止钢丸发送机弯管破损,
