技術(shù)創(chuàng)新方法與triz

專利信息輔助創(chuàng)新方法TRIZ理論方法、應用案例課程大綱1.技術(shù)創(chuàng)新簡述(10min)概念、思維、障礙、方法2.TRIZ理論簡介(30min)總體概念、理想度、發(fā)明等級、解決問題的流程、工程參數(shù)、發(fā)明原理、矛盾矩陣、技術(shù)進化法則3.創(chuàng)新方法研究(40min)風電技術(shù)知識加工研究奧運火炬技術(shù)方案研究1.技術(shù)創(chuàng)新簡述概念、思維、障礙、方法技術(shù)創(chuàng)新概念美籍經(jīng)濟學家熊彼特在1912年出版的《經(jīng)濟發(fā)展概論》中提出：創(chuàng)新是指把一種新的生產(chǎn)要素和生產(chǎn)條件的“新結(jié)合”引入生產(chǎn)體系。它包括五種情況：引入一種新產(chǎn)品，引入一種新的生產(chǎn)方法，開辟一個新的市場，獲得原材料或半成品的一種新的供應來源。熊彼特的創(chuàng)新概念包含技術(shù)性變化的創(chuàng)新及非技術(shù)性變化的組織創(chuàng)新。在NSF報告《1976年：科學指示器》中，將創(chuàng)新定義為“技術(shù)創(chuàng)新是將新的或改進的產(chǎn)品、過程或服務引入市場。弗里曼(cFreeman)

1982年的《工業(yè)創(chuàng)新經(jīng)濟學》中，技術(shù)創(chuàng)新就是指新產(chǎn)品、新過程、新系統(tǒng)和新服務的首次商業(yè)性轉(zhuǎn)化。技術(shù)創(chuàng)新是一項特殊的實踐創(chuàng)新活動，除承載著創(chuàng)新本質(zhì)固有的內(nèi)涵(主體性，新穎性，價值性，創(chuàng)造性，風險性，收益性，資產(chǎn)性，階段性，周期性)TR(技術(shù)路線)QFD(質(zhì)量功能展開)TRIZ(CreativeProblemSolving)K.J./BrainStormingTechnologyTree實驗設(shè)計集成分析PPM(產(chǎn)品項目平衡管理)研究產(chǎn)品市場開發(fā)R&DR&BD定性定量MDS(產(chǎn)品數(shù)據(jù)系統(tǒng))第四代R&D(R&BD)6創(chuàng)新思維是技術(shù)創(chuàng)新取得突破性、革命性進展的先決條件，是一切科學研究的起點，且始終貫穿于技術(shù)創(chuàng)新的全過程，是創(chuàng)新的靈魂。創(chuàng)新思維就是反映事物本質(zhì)屬性和內(nèi)、外在有機聯(lián)系，并能引導與促進創(chuàng)新的心理活動。創(chuàng)新思維的目標：“能夠成為什么”、“還能更好嗎?”、“如何開辟一條往前的路”。

技術(shù)創(chuàng)新思維7技術(shù)創(chuàng)新思維方法非邏輯思維邏輯思維技術(shù)創(chuàng)新思維方法分離思維動態(tài)思維發(fā)散思維創(chuàng)造思維多維思維全息思維組合思維收斂思維形象思維靈感思維系統(tǒng)分析思維系統(tǒng)綜合思維抽象思維逆向思維辯證思維超前思維直覺思維橫向思維序列思維聯(lián)想思維幻想思維縱向思維以上思維方法來自《科學技術(shù)方法大辭典》等創(chuàng)新想法的產(chǎn)生機制創(chuàng)新想法的成熟度可能的解決方案或創(chuàng)新想法的復雜度與其他產(chǎn)品/技術(shù)的類比性參與者數(shù)量參與者要求時間實施成本123456781頭腦風暴自由聯(lián)想，不予批評初始建議低高10-12低20-40Min.非常低2書面頭腦風暴自由聯(lián)想，不予批評初始建議低高6低30Min.非常低3SIL協(xié)同自由聯(lián)想中-高中中-高6-8中-高2-3H低4TILMAG（德國Battelle研究所）變換矩陣，在協(xié)作形成和尋找共同點的理想解決方案元素高

高低>1(ideal5-7)高1天至數(shù)周高5Synektik（WilliamGordon）創(chuàng)新想法的異化和類比具有建設(shè)性的解決方案高低5-7高

–非常高1天至數(shù)周高

–非常高7形態(tài)箱組合所有可能替代的參數(shù)相對完整的概念模式高

（適用于技術(shù)復雜的問題）低1-10高

–非常高(具有專業(yè)知識)幾個小時到幾天高8功能分析組合所有可能的功能替代相對完整的概念模式高低1-10高

–非常高幾個小時到幾天高9屬性列表變更以前的屬性初始建議低較高>1低

–中幾個小時很低10序列形態(tài)結(jié)合所有可能的替代參數(shù)相對完整的概念模式高度復雜問題低1-10高

–非常高幾個小時到幾天高11功能組合合并獨立的功能初始建議中等復雜高1低

–中幾個小時很低12KJ-Method8領(lǐng)域問題分析低低低>1高1至數(shù)天低13問題分析問題分析低/中中-高低>1高1至數(shù)天中14TRIZ構(gòu)建矛盾，避免妥協(xié)完整的問題解決方案高高5-8高–非常高1天至數(shù)周高–非常高81.5技術(shù)創(chuàng)新方法——對比2.TRIZ理論簡介總體概念、理想度、解決問題的流程、發(fā)明原理等TRIZ的創(chuàng)始人——天才少年阿奇舒勒根里奇·阿奇舒勒，1926年10月15日出生于前蘇聯(lián)14歲時就獲得了首個專利證書，專利作品是水下呼吸器。15歲時，他制作了一條船，船上裝有使用碳化物作燃料的噴氣發(fā)動機。從1946年開始，經(jīng)過研究成千上萬的專利，發(fā)現(xiàn)了發(fā)明背后存在的模式并形成TRIZ理論的原始基礎(chǔ)。為了驗證這些理論，相繼做出了多項發(fā)明。比如：排雷裝置獲得蘇聯(lián)發(fā)明競賽的一等獎、發(fā)明船上的火箭引擎、無法移動潛水艇的逃生方法等多項發(fā)明被列為軍事機密，阿奇舒勒也因此被安排到海軍專利局工作。1950年，阿奇舒勒被指控利用發(fā)明技術(shù)進行陰謀破壞。TRIZ理論的形成1969年，阿奇舒勒出版了他的新作《發(fā)明大全》。在這本書中，提供了40個創(chuàng)新原則——第一套解決復雜發(fā)明問題的完整法則。1970年——在阿塞拜疆設(shè)立了世界上的第一個TRIZ學習中心。在80年代的時候超過了500所。1973年——“物場分析”引入到了解決發(fā)明問題的實踐中。1975年——提出解決發(fā)明問題的標準解法。1989年——成立蘇聯(lián)萃智協(xié)會，由阿奇舒勒出任主席。TRIZ理論的認識論基礎(chǔ)根里奇?阿奇舒勒研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)明專利雖數(shù)目龐大，但有一個共同點，就是應用了數(shù)目不多的一般性原理；像社會系統(tǒng)一樣，技術(shù)系統(tǒng)可以通過解決矛盾而得到發(fā)展，真正的創(chuàng)新是解決矛盾，妥協(xié)的解決方案最多只能算優(yōu)化；技術(shù)系統(tǒng)的進化遵循一定的模式和規(guī)律，技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展是可預測的。阿奇舒勒以這3個基本認識為出發(fā)點，根據(jù)辯證法、認識論和系統(tǒng)論的思想，總結(jié)出了技術(shù)系統(tǒng)進化法則和構(gòu)建在基本原理基礎(chǔ)上的求解發(fā)明問題的技術(shù)、方法和工具體系，創(chuàng)立了TRIZ。TRIZ理論基本概念進化－揭示了技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展的本質(zhì)功能－揭示了技術(shù)系統(tǒng)存在的目的矛盾－揭示了技術(shù)問題的本質(zhì)－“TRIZ不接受折中，而是消除矛盾，實現(xiàn)最終理想解”這是TRIZ的核心理念之一理想度－揭示了技術(shù)系統(tǒng)進化的本質(zhì)資源－解決技術(shù)問題的“材料”系統(tǒng)－確定了觀察技術(shù)系統(tǒng)的角度TRIZ方法與工具體系基本概念創(chuàng)新思維方法分析工具問題求解工具解決發(fā)明問題的通用程序功能矛盾資源理想度系統(tǒng)九宮格法小矮人法STC法矛盾矩陣76個標準解分離方法科學效應庫解決發(fā)明問題程序（ARIZ）40個發(fā)明原理標準解系統(tǒng)根本原因分析功能分析資源分析價值分析進化理想解發(fā)明等級

結(jié)合工學領(lǐng)域知識和技術(shù)解決的發(fā)明.

利用相應產(chǎn)業(yè)范圍外的知識.

嘗試次數(shù)

:100~1,0001等級:傳統(tǒng)的解決方法(32%)2等級:范例范圍內(nèi)的小發(fā)明(45%)3等級:技術(shù)范疇內(nèi)的實質(zhì)性的發(fā)明(19%)4等級:技術(shù)范疇以外的發(fā)明(4%)5等級:發(fā)現(xiàn)新概念(1%)

稍微想想就能解決.(不是找到矛盾解決的)

領(lǐng)域內(nèi)易知的解決方法沒有實質(zhì)性變化的小的改善

嘗試次數(shù)

:1~10

縮減內(nèi)部系統(tǒng)固有矛盾.

原有系統(tǒng)的改善,折中方案.

利用產(chǎn)業(yè)范圍內(nèi)相應領(lǐng)域?qū)I(yè)知識.

嘗試次數(shù)

:10~100

使用其他領(lǐng)域的科學.

新的設(shè)計.

使用以往該領(lǐng)域內(nèi)不為人知的物理效果和現(xiàn)象.

嘗試次數(shù)

:1000~10,000

解決方法存在于同時代科學知識范圍外的

發(fā)現(xiàn)新的原理并解決嘗試次數(shù)

:10,000~100,000以上.1616特定解答

確定方案特定問題分析原因TRIZ標準問題應用相關(guān)工具：引導表TRIZ標準解答尋找通解：創(chuàng)新原理評估TRIZ解決問題的基本思路TRIZ解決問題流程的概念模型方案

實現(xiàn)解

決

問

題

分析問題工程問題概念方案技術(shù)矛盾創(chuàng)新原理物場模型標準解法HOWTO模型知識庫物理矛盾分離方法備選方案系統(tǒng)功能分析剪枝三軸分析法技術(shù)問題——概念方案定義技術(shù)系統(tǒng)(功能模型)識別最終理想解(IFR)對比現(xiàn)有系統(tǒng)和IFR

建立理想方程(Σuseful/Σharmful)識別系統(tǒng)級矛盾應用39工程參數(shù)分離原理矛盾矩陣解決方案識別子系統(tǒng)或超系統(tǒng)級的矛盾建立系統(tǒng)模型對比解決方案和現(xiàn)有系統(tǒng)的理想度與最終理想解對比完成是否解決問題技術(shù)矛盾參數(shù)B:C物理矛盾需要參數(shù)A

YesNoSubstance-Field(Su-Field)Algorithm解決問題的流程標準解領(lǐng)域解特定解以學識與經(jīng)驗建立可行的構(gòu)想

思維、知識經(jīng)驗、工具TRIZ統(tǒng)合通解研發(fā)人員&領(lǐng)域?qū)＜覍ふ彝ń猓喊l(fā)明原理、科學效應、76標準解答等TRIZ標準解答特定解答以TRIZ理論與方法建立可行的概念TRIZ標準解——領(lǐng)域解21經(jīng)典矛盾矩陣表上的39個通用工程參數(shù)序號名稱序號名稱序號名稱1.運動物體的質(zhì)量2.靜止物體的質(zhì)量3.運動物體的長度4.靜止物體的長度5.運動物體的面積6.靜止物體的面積7.運動物體的體積8.靜止物體的體積9.速度10.力11.應力或壓力12.形狀13.結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

14.強度15.運動物體作用時間16.靜止物體作用時間17.溫度18.

明亮度19.運動物體的能量消耗

20.靜止物體的能量消耗21.功率22.能量損失23.物質(zhì)損失24.信息損失25.時間損失26.物質(zhì)的數(shù)量27.可靠性28.測量準確度29.制造準確度30.來自外部作用于物體的有害因素（外來有害因素）31.物體產(chǎn)生的有害因素（有害的副作用）32.可制造性33.可操作性（使用方便性）34.可維修性（易維護性）35.適應性36.裝置的復雜性37.控制的復雜性38.自動化程度39.生產(chǎn)率Qualities–Static&InMotion(6*2>12)Dimension,area,volume,weight,durability,energyPhysicalQualities(7)Shape,strength,speed,pressure,force,brightness,temperature,powerPerformanceQualitiesStability,reliability,controlcomplexity,systemcomplexityProductes(6)Easeofuse,easeofrepair,harmfulsidefx,harmfulfactors,measurementaccuracy,manufacturingaccuracyWastes(5)Time,effort,material,materialsused,informationProcessCharacteristics(8)Adaptability,manufacturability,productivity,,automation39個工程參數(shù)工程參數(shù)靜態(tài)特性動態(tài)特性物理性質(zhì)消耗運行特性產(chǎn)出靜物重量靜物長度靜物面積靜物體積能量作用時間運動物重量運動物長度運動物面積運動物體積能量作用時間力壓力/應力溫度光照度強度形狀速度信息物質(zhì)能量時間物件數(shù)量易用性可維修性制造精度測量精度可靠性有害因素敏感性功率可制造性生產(chǎn)率適應性有害因素系統(tǒng)復雜度操作復雜度自動化程度操作特性39個工程參數(shù)242003矩陣表上的48個通用工程參數(shù)序號名稱序號名稱序號名稱1（1）運動物體的質(zhì)量2（2）靜止物體的質(zhì)量3（3）運動物體的尺寸4（4）靜止物體的尺寸5（5）運動物體的面積6（6）靜止物體的面積7（7）運動物體的體積8（8）靜止物體的體積9（12）形狀10（26）物質(zhì)的數(shù)量

11.信息的數(shù)量12（15）運動物體的耐久性（耐久時間）13（16）靜止物體的耐久性（耐久時間）14（9）速度15（10）力16（19）運動物體消耗的能量.（能量消耗）17（20）靜止物體的消耗能量（能量消耗）18（21）功率19（11）張力/壓力（應力或壓強）20（14）強度21（13）結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性22（17）溫度23（18）明亮度（照度）24.運行效率.25（23）物質(zhì)的浪費（損失）26（25）時間的浪費27（22）能量的浪費28（24）信息的遺漏29.噪音30.有害的散發(fā)31（31）有害的副作用（物體產(chǎn)生的有害因素）32（35）適應性33.兼容性/可連通性34（33）使用方便性（操作性）35（27）可靠性36（34）易維護性（維修性）37.安全性38.易受傷性39.美觀40（30）外來有害因素（作用于物體有害因素）41（32）可制造性（制造性）42（29）制造的準確度（精度）43（38）自動化程度44（39）生產(chǎn)率45（36）裝置的復雜性46.（37）控制的復雜性47.測量難度48（28）測量的準確度（精度）2003與1970矩陣表比較：■編碼相同的；■編碼有變動的；

■增加的發(fā)明原理編碼252003版矛盾矩陣新增的9個工程參數(shù)11.信息的數(shù)量：一種（附屬）系統(tǒng)的信息資源（資料）的數(shù)量。24.運行效率：涉及一個物體或系統(tǒng)的主要有用功能或相關(guān)功能29.噪音：涉及到物理噪音或噪音數(shù)據(jù)有關(guān)。例如標準、頻率和音色等的參數(shù)30.有害的散發(fā)：一個系統(tǒng)或物體產(chǎn)生任何形式的污染物或向環(huán)境擴散。33.兼容性/可連通性：該個系統(tǒng)和其它系統(tǒng)能夠聯(lián)合的程度。37.安全性：系統(tǒng)或物體保護自己的能力，免受未獲準的進入、使用、竊取或其它不利影響。38.易受傷性：一個物體或系統(tǒng)保護自己或它的用戶不受危害的能力。一個物體或系統(tǒng)抵抗外部損壞的能力。39.美觀：一個物體或系統(tǒng)的外觀是否漂亮47.測量難度：測量工作復雜、昂貴、耗時，測量困難、精度高。40個發(fā)明原理1.Segmentation(分割)2.Takingout(抽取)3.LocalQuality(局部品質(zhì))4.Asymmetry(非對稱性)5.Merging(組合)6.Universality(普遍性)7.Nesteddoll(嵌套)8.Anti-weight(配重)9.Preliminaryanti-action(事先的平衡動作)10.Preliminaryaction(事先動作)11.Beforehandcushioning(預先應急措施)12.Equipotentiality(等勢原則)13.Theotherwayaround(逆向思維)14.Spheroidality(曲面化)15.Dynamics(動態(tài)性)16.Partialorexcessiveactions(不足或超額行動)17.Anotherdimension(維度變化)18.Mechanicalvibration(機械振動)19.Periodicaction(周期性動作)20.Continuityofusefulaction(有效動作連續(xù)性)21.Skipping(緊急行動)22.Blessingindisguise(変害為益)23.Feedback(回饋)24.Intermediary(調(diào)節(jié)器)25.Self-service(自我服務)26.Copying(復制)27.Cheapshort-living(一次性用品)28.Mechanicssubstitution(置換機械系統(tǒng))29.Pneumaticsandhydraulics(氣壓或液壓構(gòu)造)30.Flexibleshellsandthinfilms(可撓性薄板或薄膜)31.Porousmaterials(使用多孔性材料)32.Colorchanges(改變顏色)33.Homogeneity(均質(zhì)性)34.Discardingandrecovering(拋棄與再生)35.Parameterchanges(物理、化學狀態(tài)變化)36.Phasetransitions(相變化)37.Thermalexpansion(熱膨脹)38.Strongoxidants(使用強氧化劑)39.Inertatmosphere(惰性環(huán)境)40.Compositematerial(復合材料)40個發(fā)明原理Organize(6)Segmentation,merge,Abstraction(extractout),Nesting,Counterweight,AsymmetryCompose(7)LocalQuality,Universality,Homogenity,composites,Spheroids,thinfilms,CheapdisposablesPhysical(4)Porosity,AdditionalDimension,,ThermalExpansion,ColourChangesChemical(4)Oxidate–reduce,inertness,Transformstates,PhasetransitionInteractions(5)ReduceMechanicalMovement,BringFluidityEquipotence,dynamicity,vibrationProcess(9)Doitinreverse,++/--,continuedaction,repeatedaction,skipthrough,negativetopositivePriorCushioning,PriorActions,PriorCounterActionsService(5)Selfservice,intermediary,feedback,useandretrieve,cheapcopies2.740個發(fā)明原理40個發(fā)明原理組織組合類物理化學交互過程嵌套分割配重抽取非對稱合并同質(zhì)性柔性外殼/薄膜曲面化局部質(zhì)量普遍性復合材料維度增加多孔性改變顏色熱膨脹中介物狀態(tài)改變惰性環(huán)境加速氧化相變逆向有效作用的連續(xù)化預先應急措施不足或超額作用自服務周期性動作反饋機械振動動態(tài)化等勢變害為利廢棄回收復制氣體或液壓服務預先反作用預先作用緊急行動廉價品替代機械系統(tǒng)的替代29新增的37個發(fā)明原理41減少單個零件重量、尺寸60導入第二個場42零部件分成重（大）與輕（?。?1使工具適應于人43運用支撐62為增加強度變換形狀44運輸可變形狀的物體63轉(zhuǎn)換物體的微觀結(jié)構(gòu)45改變運輸與存儲工況64隔絕/絕緣46利用對抗平衡65對抗一種不希望的作用47導入一種儲藏能量因素66改變一個不希望的作用48局部/部分預先作用67去除或修改有害源49集中能量68修改或替代系統(tǒng)50場的取代69增強或替代系統(tǒng)51建立比較的標準70并行恢復52保留某些信息供以后利用71部分/局部弱化有害影響53集成進化為多系統(tǒng)72掩蓋缺陷54專門化73實施探測55減少分散74降低污染56補償或利用損失75創(chuàng)造一種適合于預期磨損的形狀57減少能量轉(zhuǎn)移的階段76減少人為誤差58推遲作用77避開危險的作用59場的變換嵌套原理中國四代戰(zhàn)機的矢量發(fā)動機渦扇發(fā)動機尾噴管的收斂-擴張，噴口各有16個調(diào)節(jié)片和封嚴片，隨著噴口落壓比的變化，靠氣動力改變噴口的出口面積。機場行李傳送帶3.創(chuàng)新方法研究風電技術(shù)知識加工研究奧運火炬技術(shù)方案研究領(lǐng)域知識挖掘及輔助技術(shù)創(chuàng)新項目思路項目研究目標：針對企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中具體的技術(shù)問題，以相關(guān)專利信息為創(chuàng)新知識素材進行加工，抽取相應的知識（技術(shù)問題-解決方案對）、規(guī)則（方案-效果對）、規(guī)律（技術(shù)演進），并將這些知識結(jié)構(gòu)化為本體庫，結(jié)合自動問答技術(shù)為企業(yè)研發(fā)人員提供技術(shù)問題的自動解答服務。傳統(tǒng)的檢索：沒有考慮事物間的聯(lián)系（參照本體論，本研究的哲學思想基礎(chǔ)是將技術(shù)知識領(lǐng)域視為概念及其聯(lián)系）TRIZ的問題：1.通用解的原因？2.如何由通用解得到領(lǐng)域解研究目標的基礎(chǔ)及具體研究方案領(lǐng)域選擇與創(chuàng)新知識資料準備創(chuàng)新知識挖掘與加工標準、術(shù)語庫技術(shù)創(chuàng)新知識體系加工、管理、共享服務平臺基于專利信息的創(chuàng)新知識加工專利創(chuàng)新知識本體庫技術(shù)創(chuàng)新規(guī)則及進化趨勢提取技術(shù)問題解決方案本體庫技術(shù)創(chuàng)新服務平臺工作基礎(chǔ)：已有成熟案例具體研究方案：收集專利信息及領(lǐng)域技術(shù)資料工作基礎(chǔ)：WTM專利數(shù)據(jù)加工具體研究方案：針對該領(lǐng)域的中外專利及技術(shù)資料的特點制定加工標準和術(shù)語庫工作基礎(chǔ)：WTM專利數(shù)據(jù)標引系統(tǒng)具體研究方案：信息系統(tǒng)開發(fā)人員建立專利知識加工平臺工作基礎(chǔ)：WTM專利數(shù)據(jù)加工，及面向創(chuàng)新知識的加工具體研究方案：與企業(yè)研發(fā)人員結(jié)成知識加工小組，基于領(lǐng)域知識結(jié)構(gòu)對專利進行標引和知識抽取12345678工作基礎(chǔ)：項目成員研究具體研究方案：專業(yè)人員針對第4步的知識素材加工成本體工作基礎(chǔ)：第5步的創(chuàng)新知識本體庫具體研究方案：專業(yè)人員針對第4步的創(chuàng)新知識本體提煉技術(shù)問題解決方案，并建立系統(tǒng)化的解決方案本體庫工作基礎(chǔ)：第5、6步研究成果具體研究方案：專業(yè)人員針對第4、5步的本體庫，結(jié)合專利引證分析，提煉總結(jié)技術(shù)創(chuàng)新規(guī)則及進化趨勢工作基礎(chǔ)：第5、6、7步研究成果具體研究方案：信息系統(tǒng)開發(fā)人員針對第5、6、7步的成果，結(jié)合自動問答技術(shù)和本體推理技術(shù)，為企業(yè)提供創(chuàng)新知識服務本體Ontology是共享概念模型的明確的形式化規(guī)范說明?！案拍钅Ｐ汀保褐窸ntology是通過抽象出客觀世界中一些現(xiàn)象的相關(guān)概念而得到的模型?！懊鞔_”：指Ontology所使用的概念及概念的約束都有明確的定義。

“形式化”：指Ontology是計算機可讀的（即能被計算機處理）。

“共享”：指Ontology中體現(xiàn)的是共同認可的知識，反映的是相關(guān)領(lǐng)域中公認的概念集（即Ontology針對的是團體而非個體的共識）。

本體

Ontology的結(jié)構(gòu)是一個五元組

O：={C,R,Hc,rel,AO}C：概念；R：關(guān)系；Hc：概念層次，例如HC（C1，C2）；rel：概念間的關(guān)系，

例如，rel（R）