TRIZ發(fā)明創(chuàng)新理論及應(yīng)用

技術(shù)創(chuàng)新的利器—TRIZ世界范圍內(nèi)的TRIZ效應(yīng)TRIZ在世界500強企業(yè)和跨國公司得到廣泛應(yīng)用

TRIZ在世界500強企業(yè)和跨國公司得到廣泛應(yīng)用世界范圍內(nèi)的TRIZ效應(yīng)國內(nèi)有名公司的典型應(yīng)用船舶系統(tǒng)工程部等702,710，712，713，715等研究所中航601等研究所203等研究所世界范圍內(nèi)的TRIZ效應(yīng)幾個典型案例—福特汽車公司福特汽車公司：運用TRIZ，獲取了28個對“汽車的推力軸承在大負荷時會出現(xiàn)偏移”這一技術(shù)難題的解決方案。其中最吸引人的方案是：利用低膨脹系數(shù)的資料制造軸承。世界范圍內(nèi)的TRIZ效應(yīng)幾個典型案例—波音公司2001年，波音邀請25名前蘇聯(lián)TRIZ專家對波音450名工程師進行了2周的培訓(xùn)和談?wù)?，獲取了重要的技術(shù)創(chuàng)新啟示，解決了大量的技術(shù)難題。其直接結(jié)果：戰(zhàn)勝空客，博得15億美元的空中加油機訂單。世界范圍內(nèi)的TRIZ效應(yīng)三星公司以TRIZ為核心，在水原市成立“價值創(chuàng)新計劃”中心。并將TRIZ應(yīng)用于技術(shù)問題解決、產(chǎn)品進化展望、專利抗衡和建立公司文化等四個方面。幾個典型案例—韓國三星世界范圍內(nèi)的TRIZ效應(yīng)目前，TRIZ不但在工程技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用，成為公司創(chuàng)新的利器，并且已經(jīng)在自然科學(xué)、社會科學(xué)、管理科學(xué)、生物科學(xué)等多領(lǐng)域獲取了應(yīng)用。世界范圍內(nèi)的TRIZ效應(yīng)TRIZ的榮譽超級發(fā)明術(shù)20世紀最偉大的發(fā)明前蘇聯(lián)對世界影響最大的三大發(fā)明之一TRIZ理論簡介何為TRIZTRIZ的理論系統(tǒng)（謀+略+技巧+套路）TRIZ解決問題的方法和流程TRIZ解決問題的范圍技術(shù)矛盾與創(chuàng)新原理物場模型與標準解法簡介TRIZ的展望工具—S曲線和技術(shù)系統(tǒng)進化法例TRIZ理論簡介2.1何為TRIZTRIZ的名稱由來：TRIZ——發(fā)明問題解決理論，是原俄文字母的縮寫，并按ISO/R9-1968E規(guī)定，變換成拉丁文的首字母縮寫ТеорияРешенияИзобретательскихЗадачTeoriyaResheniyaIzobretatelskikhZadatchTRIZ理論簡介2.1何為TRIZ上世紀40年代，前蘇聯(lián)科學(xué)家阿奇舒勒帶領(lǐng)他的團隊開始了一項偉大的研究，希望找到發(fā)明創(chuàng)立的方法。在研究了250萬份發(fā)明專利后，得出一個驚人的結(jié)論：人們解決技術(shù)問題的方法好多是重復(fù)的。阿奇舒勒一共總結(jié)出40種最常用的方法，并起名為40個創(chuàng)新原理。根里奇?阿奇舒勒G.S.Altshuller（1926－1998）應(yīng)用瞬時壓力差原理產(chǎn)生的典型發(fā)明時間表：1945快速去除青椒籽和蒂的發(fā)明1950快速剝除松子、葵花籽和花生的殼的發(fā)明1972使鉆石沿內(nèi)部原有的微裂紋切割的發(fā)明1979船用發(fā)動機冷卻水過濾器的快速潔凈系統(tǒng)。應(yīng)用該原理產(chǎn)生的發(fā)明已多達200多種TRIZ理論簡介2.1何為TRIZ經(jīng)過對大量專利的分析，阿奇舒勒得出了以下三條發(fā)現(xiàn)：1.近似的問題與解在不同的工業(yè)及科學(xué)領(lǐng)域交替出現(xiàn)?！獎?chuàng)新的規(guī)律性2.技術(shù)系統(tǒng)進化的模式在不同的工程及科學(xué)領(lǐng)域交替出現(xiàn)?！街?，能夠攻玉3.創(chuàng)新所依照的科學(xué)原理常常屬于其余領(lǐng)域?！貙捤悸?、打破思想定勢以上三條即為TRIZ的核心思想TRIZ理論簡介2.1何為TRIZTRIZ理論簡介2.2TRIZ的理論系統(tǒng)謀略技巧方法40個發(fā)明原理39個通用工程參數(shù)和矛盾矩陣物理矛盾的分別原理物－場模型分析TRIZ理論簡介2.2TRIZ的理論系統(tǒng)謀略技巧方法TRIZ的創(chuàng)立性思想：系統(tǒng)思想多屏幕法、智能小人法、金魚法、尺度-時間-成本算子技術(shù)系統(tǒng)進化法例最后理想解（IFR）發(fā)明問題的（76個）標準解法發(fā)明問題標準算法物理效應(yīng)和現(xiàn)象知識庫TRIZ的9大經(jīng)典理論TRIZ理論簡介2.3TRIZ解決問題的方法和流程效應(yīng)知識庫矛盾矩陣76個發(fā)明問題標準解法發(fā)明問題解決程序(ARIZ)理想化技術(shù)系統(tǒng)進化法例需求功能/資源分析及矛盾定義物場模型39個通用工程參數(shù)分別原理選擇和描述問題40個發(fā)明原理發(fā)明問題最后解決方案TRIZ理論簡介2.3TRIZ解決問題的方法和流程技術(shù)矛盾解題流程：TRIZ理論簡介2.4TRIZ解決問題的范圍(1)TRIZ平時不解決技術(shù)領(lǐng)域以外的問題；(2)TRIZ不解決技術(shù)領(lǐng)域中的5級發(fā)明問題，最適于解決2-4級的發(fā)明問題；(3)TRIZ不解決原始(從無到有)發(fā)明問題；(4)TRIZ不解決與技術(shù)規(guī)律沒關(guān)的思想問題（只講心理活動而與技術(shù)規(guī)律沒關(guān)的問題（腦筋風(fēng)暴））。補充知識：在TRIZ理論中，阿奇舒勒將發(fā)明區(qū)分為5個等級發(fā)明的等級創(chuàng)新的程度比例舉例一級明確的結(jié)果32%水杯，使用隔熱層減少熱量損失二級少量的改進45%帶蓋子的水杯（改進一個組件），737發(fā)動機的不對稱設(shè)計三級根本的改進18%保溫杯（改進幾個組件，增加功能），鼠標，圓珠筆四級全新的概念4%內(nèi)燃機、集成電路五級重大的發(fā)現(xiàn)<1%晶體管、電話、飛機、PC（自然界從未有過的東西）TRIZ理論簡介2.5技術(shù)矛盾(矛盾)與創(chuàng)新原理(1)39個通用工程參數(shù)與技術(shù)矛盾(2)40個發(fā)明原理(3)阿奇舒勒矛盾矩陣表(4)運用創(chuàng)新原理解決技術(shù)矛盾實例39個通用技術(shù)參數(shù):用來描述技術(shù)系統(tǒng)中出現(xiàn)的絕大多半技術(shù)矛盾的物理參數(shù)、數(shù)學(xué)參數(shù)和歸納性參數(shù)序號名稱序號名稱序號名稱1運動物體的重量14強度27可靠性2靜止物體的重量15運動物體作用時間28測試精度3運動物體的長度16靜止物體作用時間29制造精度4靜止物體的長度17溫度30物體外部有害因素作用的敏感性5運動物體的面積18光照度31物體產(chǎn)生的有害因素6靜止物體的面積19運動物體的能量32可制造性7運動物體的體積20靜止物體的能量33可操作性8靜止物體的體積21功率34可維修性9速度22能量損失35適應(yīng)性及通用性10力23物質(zhì)損失36裝置的復(fù)雜性11應(yīng)力或壓力24信息損失37監(jiān)控與測試的困難程度12形狀25時間損失38自動化程度13結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性26物質(zhì)或事物的數(shù)量39生產(chǎn)率39個通用技術(shù)參數(shù)的屬性分類幾何參數(shù)：長度、面積、體積、形狀一般物理參數(shù)：重量、速度、力、應(yīng)力/壓強、溫度、光照度系統(tǒng)參數(shù)：作用于物體的有害因素、物體產(chǎn)生的有害因素功率參數(shù)；物體的能量消耗、功率技術(shù)參數(shù)：操作時間、可靠性、強度、適用性和通用性、可制造性、可操作性、可維護性、制造精度、設(shè)計復(fù)雜性、自動化程度、生產(chǎn)率、對象的穩(wěn)定性與測量有關(guān)的參數(shù)：測量的必要性、測量精度損失參數(shù)：能量損失、物質(zhì)損失、信息損失、時間損失矛盾:為了改良技術(shù)系統(tǒng)的某個參數(shù)，以致該技術(shù)系統(tǒng)的另一個參數(shù)惡化。兩個參數(shù)之間的矛盾:改良A參數(shù)，以致B參數(shù)發(fā)生惡化。TRIZ理論簡介2.5技術(shù)矛盾(矛盾)與創(chuàng)新原理01分割原理02抽出原理03局部特性原理04不對稱原理05合并原理06多功能原理07嵌套原理08質(zhì)量補償原理09預(yù)先反作用原理10預(yù)先作用原理11預(yù)置防范原理12等勢原理13反向作用原理14曲面化原理15動態(tài)化原理16不足或過度作用原理17多維化原理18振動原理19周期性作用原理20有效持續(xù)作用原理21快速作用原理22變害為益原理23反饋原理24中介物原理25自助原理26復(fù)制原理27一次性用品替代原理28替換機械系統(tǒng)原理29氣壓或液壓結(jié)構(gòu)替代原理30柔性殼體或薄膜結(jié)構(gòu)原理31多孔材料原理32變換顏色原理33同質(zhì)性原理34自棄與修復(fù)原理35改變參數(shù)原理36相變原理37熱膨脹原理38強氧化作用原理39惰性環(huán)境原理40復(fù)合材料原理40個發(fā)明原理——用有限的40條原理來解決無窮的技術(shù)矛盾問題原理舉例：切割原理（1）切割物體為獨立的零件切割物體成為組合式的物品增加物體切割的程度例：組合式家具、小包裝的餅干、木制折尺、百頁窗。切割原理將卡車分紅牽引車頭和拖車組合家具百頁窗拉圾桶活動房子將物體切割成相互獨立的部分使物體成為可組合的（易于拆卸和組裝）的部分提高物體的切割程度或分別切割原理舉例：組合式發(fā)掘爪發(fā)掘爪的磨損速度不一，更換成本增加。組合式發(fā)掘爪能夠個別更換。切割原理舉例：浮法玻璃玻璃批量生產(chǎn)線上的輥軸傳輸線用盛滿熔化錫的槽子來替代熔化錫玻璃拆卸原理舉例：動向化原理（15）將一個靜止的物體變?yōu)檫\動的物體；將一個結(jié)構(gòu)剛性的物體變?yōu)槿嵝晕矬w；使系統(tǒng)擁有自動調(diào)理的特征。例：帶鉸接的超凡公交車（使得公交車的長度能夠達到25米，乘客能夠達到300人）；加了萬向輪的椅子；活動扳手；人造衛(wèi)星上的天線（形狀記憶合金）；原理舉例：曲面化原理(14)以曲線取代線性零件，以曲面取代平面，以球體取代立方體使用滾筒、球、螺旋以旋轉(zhuǎn)運動取代線性運動，利用離心力例：滑鼠用球狀結(jié)構(gòu)將平面動作變換成向量曲面化原理的應(yīng)用——比薩盒的設(shè)計如何使比薩盒既保溫又能夠保證比薩的口味拱形底增加強度和隔熱。不但能夠使比薩盒密封從而保溫，并且因為蒸餾水齊集到盒底防止了影響口味。阿奇舒勒矛盾矩陣表阿奇舒勒矛盾矩陣表（局部放大）系統(tǒng)惡化的特性(參數(shù))系統(tǒng)改善的特性(參數(shù))運動物體質(zhì)量靜止物體質(zhì)量運動物體尺寸速度運動物體質(zhì)量靜止物體質(zhì)量運動物體尺寸速度運動物體使用能量制造精度案例1——波音飛機發(fā)動機整流罩的改造問題描述：為了采用功率更大的引擎，需要有更多的空氣進入引擎，一定使引擎整流罩的直徑增大，但與地面的距離減小了，嚴重地影響了飛機的安全技術(shù)矛盾分析：“運動物體的面積”(希望改良的技術(shù)特征)和“運動物體的尺寸”(惡化的技術(shù)特征)是該系統(tǒng)中發(fā)生矛盾的兩個參數(shù)。整流罩整流罩案例1——波音飛機發(fā)動機整流罩的改造39個通用技術(shù)參數(shù)39個通用技術(shù)參數(shù)創(chuàng)新原理建議：原理14-曲面化原理原理15-動向化原理原理18-振動原理原理4-不對稱原理最后解決方案：應(yīng)用創(chuàng)新原理4，將整流罩改為不對稱形狀案例1——波音飛機發(fā)動機整流罩的改造以曲線取代線性零件，以曲面取代平面，以球體取代立方體使用滾筒、球、螺旋以旋轉(zhuǎn)運動取代線性運動，利用離心力以非對稱形式代替對稱形式假如對象已經(jīng)是非對稱，增加其非對稱得程度案例2——紡織工藝流程的改進問題描述：紡織印涂工藝過程中，織物要經(jīng)過印涂輥進行印涂。經(jīng)過特別的涂敷過程使布料表面產(chǎn)生涂層，因此不再用浸泡織物的方法來產(chǎn)生涂層。系統(tǒng)存在的技術(shù)矛盾有：在這個操作中，機器的速度提高了，但是涂層的重量減少了。我們需要的是一種方法來使我們增加涂敷速度的同時供應(yīng)足夠的涂層重量。案例2——紡織工藝流程的改進解決思路和重點步驟：在生產(chǎn)過程中，我們要求涂敷零件應(yīng)能達成這樣的操作：增加涂敷速度的同時使織物有足夠厚的涂層。我們利用技術(shù)矛盾矩陣來試試解決上面提出的問題：矩陣表中，使系統(tǒng)提高的技術(shù)特征是：速度；矩陣表中，使系統(tǒng)惡化的技術(shù)特征是（矛盾的特征）：可靠性。案例2——紡織工藝流程的改進系統(tǒng)惡化的特性(參數(shù))系統(tǒng)改善的特性(參數(shù))運動物體質(zhì)量……

速度運動物體質(zhì)量……可靠性………2711,3527,28案例2——紡織工藝流程的改進11#創(chuàng)新原理：起初防范原理建議：改進過程中，經(jīng)過起初使用某些對策，來增加物體的可靠性。解決方向：改變織物的物理特征或涂敷物的物理特征，增加相互間的吸附能力。提出的解決方案：①對織物進行化學(xué)辦理：增加某種化學(xué)物質(zhì)來改進織物的濕面特征，織物增加了對涂敷物的吸附能力，這樣就能保證織物在涂敷速度增加的同時吸附上更多的涂敷物。②對涂敷物進行化學(xué)辦理：增加某種化學(xué)物質(zhì)，使涂敷物的粘性增加，更利于涂敷物在織物的表面吸附。案例2——紡織工藝流程的改進35#創(chuàng)新原理：狀態(tài)和參數(shù)變化原理建議：改變物體的各種狀態(tài)參數(shù)，如改變物體的密度，彈性程度或溫度等。解決方向：改變織物的構(gòu)成或改變涂敷物的物理特征。提出的解決方案：在織物的涂敷過程以前，可應(yīng)用預(yù)熱方法使織物在涂敷過程中汲取涂敷物。預(yù)熱方法有利于織物的干燥，也有利于涂敷物的汲取。加熱涂敷物以后，涂敷物的粘度會降低，從而優(yōu)化了涂敷物的流體特征，更利于涂敷物從涂敷零件轉(zhuǎn)移到織物上。案例2——紡織工藝流程的改進28#創(chuàng)新原理：代替機械系統(tǒng)原理建議：用一個光學(xué)系統(tǒng)，聲學(xué)系統(tǒng)或氣味的系統(tǒng)來取代機械系統(tǒng)，即更換物質(zhì)場。解決方向：改變或改良系統(tǒng)的作用途。提出的解決方案：當(dāng)壓力一準時，假如使用一個更軟一點更富裕彈性的橡皮輥，橡皮輥和印輥之間的接觸面積將增加。這將增加織物吸附涂敷物的滯留時間。印輥獲取的機械壓力來自捏合輥，捏合輥也可用一個充氣輥來取代，充氣輥是中空的輥，可經(jīng)過中間充氣或放氣來增加輥的硬度。案例2——紡織工藝流程的改進最后解決方案：經(jīng)過理論上的分析,我們利用創(chuàng)新原理28，最后解決了問題，即：使用更軟一點的輥，涂層重量大大增加了，涂敷速度即可以在必定范圍內(nèi)增加。依據(jù)研究結(jié)果，改變本來的硬度為90(邵氏硬度)的橡皮輥，取而代之的是硬度為60(邵氏硬度)軟一點的橡皮輥。希望總涂層重量為大概2.50oz./yd2（盎司/平方碼）。以前以30yds./min（碼/分鐘）速度運行涂層重量大概2.35oz./yd2（盎司/平方碼）。改變輥的硬度后，獲得了特別滿意的成效，問題獲取了有效的解決。TRIZ理論簡介2.6物場模型與標準解法簡介技術(shù)系統(tǒng)的目的是執(zhí)行”功能”。它的基本構(gòu)成包含兩個物質(zhì)(S1,S2)和它們之間的作用力，稱為場(F)。場是產(chǎn)生作用力的一種能量。技術(shù)系統(tǒng)的功能模型能夠用一個完好的物場三角形來表示。物質(zhì)──是指工程系統(tǒng)中包含的任意復(fù)雜級其余體對象資料：基料、輔料……工具：流水線、設(shè)備、零件（組件）零件……環(huán)境、人：物－場模型所在的四周環(huán)境場──是指工程系統(tǒng)中物質(zhì)之間的相互作用基本物理場：重力場、電場、磁場、熱場其余的作用途：機械場、風(fēng)場、化學(xué)場、放射場、生物場、聲場、嗅覺場、……物－場模型──是指工程系統(tǒng)中任意子系統(tǒng)以物質(zhì)和場的形式，揭露系統(tǒng)的功能體制，描述系統(tǒng)中不同元素間發(fā)生不足的、有害的、過分的和不需要的相互作用（行為）的模型。FS2S1榔頭(功能載體)釘子(功能作用體)

TRIZ理論簡介2.6物場模型與標準解法簡介例1：獵人與狗FS1S2狗獵人聲音不足分析：作用不足解法：引入新的物質(zhì)S1FS3S2狗狗2獵人FTRIZ理論簡介2.6物場模型與標準解法簡介分析：有害和實用作用同時存在建議：引入第二個場來除去有害作用S1S2F1壓縮空氣和鋼珠管壁S2鋼珠S1例2：防范鋼丸發(fā)送機彎管損壞S1S2F1F2壓縮空氣和鋼珠電磁鐵F2鋼珠S1管壁S2給鋼丸發(fā)送機彎管強烈磨損區(qū)添加保護層電磁鐵F2例2：防范鋼丸發(fā)送機彎管損壞TRIZ理論簡介2.6物場模型與標準解法簡介韓國浦項：TRIZ在鋼鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用韓國浦項技術(shù)研究實驗室J.E.Cho博士在2005年應(yīng)用TRIZ理論來解決厚板生產(chǎn)中的氧化鐵皮問題。下面簡要介紹一下這個問題的TRIZ解決過程。

韓國浦項：TRIZ在鋼鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用問題描述：因為寬厚板工藝要求，常常出現(xiàn)鋼板在粗軋和精軋之間輥道上來回搖動的現(xiàn)象。因為鋼板“上下表面”熱量消失速度不同，使得鋼板上下表面出現(xiàn)較大的溫差，從而以致鋼板在經(jīng)過ACC（快速冷卻系統(tǒng)）以后出現(xiàn)板形問題。經(jīng)過檢查分析，表面氧化鐵皮厚度是產(chǎn)生鋼板上下表面溫差的主要原因，同時氧化鐵皮厚度不均勻和輥道冷卻水的使用有很大關(guān)系。

曲折的鋼板問題描述:需求:鋼板的上部和下部的溫度差保持在20°C以內(nèi)目前:溫度差50C°鋼板厚度:40~60mm鋼板上部和下部的溫度差惹起鋼板曲折.韓國浦項：TRIZ在鋼鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用問題分析：依據(jù)TRIZ理論，這個問題能夠形成一個物場模型，即由鋼板、輥道和冷卻水構(gòu)成的系統(tǒng)，三者分別經(jīng)過力學(xué)模型、溫度模型和化學(xué)模型成立相互之間的聯(lián)系。該系統(tǒng)主要功能是水冷卻輥道、輥道搬運鋼板，有害功能是水會產(chǎn)生氧化鐵皮、鋼板保持氧化鐵皮。主要功能和有害功能是相互矛盾的，即假如增強水的冷卻成效，必然會增加鋼板上下表面氧化鐵皮厚度差，假如為了降低氧化鐵皮厚度差要減少水量，就以致輥道冷卻成效下降，從而產(chǎn)生輥道不轉(zhuǎn)等設(shè)備故障。工藝流程鋼板:以溫度差(TB)的變形率(ma