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TRIZ理論

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(重定向自TRIZ)

目錄

什麼是TRIZ理論?

  TRIZ的含義是發明問題解決理論,俄文:теории решения изобретательских задач 俄語縮寫“ТРИЗ”翻譯為“發明家式的解決任務理論”,用英語標音可讀為Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch,縮寫為TRIZ。英文說法:Theory of Inventive Problem Solving,TIPS,在歐美國家也可縮寫為TIPS。

  TRIZ理論是由前蘇聯發明家阿利赫舒列爾(G. S. Altshuller)在1946年創立的, Altshuller也被尊稱為TRIZ之父。1946年,Altshuller開始了發明問題解決理論的研究工作。當時Altshuller在前蘇聯裡海海軍的專利局工作,在處理世界各國著名的發明 專利過程中,他總是考慮這樣一個問題:當人們進行發明創造、解決技術難題時,是否有可遵循的科學方法和法則,從而能迅速地實現新的發明創造或解決技術難題呢?答案是肯定的!Altshuller發現任何領域的產品改進、技術的變革、創新和生物系統一樣,都存在產生、生長、成熟、衰老、滅亡,是有規律可循的。人們如果掌握了這些規律,就能能動地進行產品設計並能預測產品的未來趨勢。以後數十年中,Altshuller窮其畢生的精力致力於TRIZ理論的研 究和完善。在他的領導下,前蘇聯的研究機構、大學、企業組成了TRIZ的研究團體,分析了世界近250萬份高水平的發明專利,總結出各種技術發展進化遵循 的規律模式,以及解決各種技術矛盾物理矛盾的創新原理和法則,建立一個由解決技術,實現創新開發的各種方法、演算法組成的綜合理論體系,並綜合多學科領域 的原理和法則,建立起TRIZ理論體系。

  阿利赫舒列爾和他的TRIZ研究機構50多年來提出了TRIZ系列的多種工具,如衝突矩陣76標準解答ARIZAFD物質--場分析ISQDE8種演化類型科學效應等,常用的有基於巨集觀的矛盾矩陣法衝突矩陣法)和基於微觀的物場變換法。事實上TRIZ針對輸入輸出的關係(效應)、衝突和技術進化都有比較完善的理論。

  矛盾(衝突)普遍存在於各種產品的設計之中。按傳統設計中的折衷法,衝突並沒有徹底解決,而是在衝突雙方取得折衷方案,或稱降低衝突的程度。TRIZ理論認為,產品創新的標誌是解決或移走設計中的衝突,而產生新的有競爭力的解。設計人員在設計過程中不斷的發現並解決衝突是推動產品進化的動力。

  技術衝突是指一個作用同時導致有用及有害兩種結果,也可指有用作用的引入或有害效應的消除導致一個或幾個系統或子系統變壞。技術衝突常表現為一個系統中兩個子系統之間的衝突。

  現實中的衝突是千差萬別的,如果不加以歸納則無法建立穩定的解決途徑。TRIZ理論歸納出39個通用工程參數描述衝突(目前最新的理論,已經將工程參數擴充到48個,並且提出了商用參數共31個)。實際應用中,首先要把組成衝突的雙方內部性能用該39個工程參數中的至少2個來表示,然後在衝突矩陣中找出解決衝突的發明原理。

  TRIZ中的發明原理是由專門研究人員對不同領域的已有創新成果進行分析、總結,得到的具有普遍意義的經驗,這些經驗對指導各領域的創新都有重要參考價值。目前常用的發明原理有40條,實踐證明這些原理對於指導設計人員的發明創造具有重要的作用。當找到確定的發明原理以後,就可以根據這些發明原理來考慮具體的解決方案。應當註意儘可能將找到的原理都用到問題的解決中去,不要拒絕採用任何推薦的原理。假如所有可能的原理都不滿足要求,則應該對衝突重新定義並再次求解。

  通過下麵一個金魚法的簡單應用,讓我們來瞭解一下TRIZ理論中創造性問題分析方法在現實問題解決中的應用。

  埃及神話故事中會飛的魔毯曾經引起我們無數遐想,那麼現在我們不妨一步步分析一下這個會飛的魔毯。

  現實生活中雖然有毯子,但毯子都不會飛的,原因是由於地球引力,毯子具有重量,而毯子比空氣重。那麼在什麼條件下毯子可以飛翔? 我們可以施加向上的力,或者讓毯子的重量小於空氣的重量,或者希望來自地球的重力不存在。如果我們分析一下毯子及其周圍的環境,會發現這樣一些可以利用的資源,如空氣中的中微子流、空氣流、地球磁場、地球重力場、陽光等,而毯子本身也包括其纖維材料,形狀、質量等。那麼利用這些資源可以找到一些讓毯子飛起來的辦法,比如毯子的纖維與中微子相互作用可使毯子飛翔,在毯子上安裝提供反向作用力的發動機,毯子在沒有來自地球重力的宇宙空間,毯子由於下麵的壓力增加而懸在空中(氣墊毯),利用磁懸浮原理,或者毯子比空氣輕。這些辦法有的比較現實,但有的仍然看似不可能,比如毯子即使很輕,但也比空氣重,對這一點我們還可以繼續分析。比如毯子之所以重是因為其材料比空氣重,解決的辦法就是採用比空氣輕的材料製作毯子,或者毯子象空中的塵埃微粒一樣大小,等等。

  通過上面一個簡單分析過程,我們會發現,神話傳說中會飛的毯子逐漸走向現實,從中或許我們可以得到很多有趣甚至十分有用的創意。這個簡單的應用展示了金魚法的創造性問題分析原理:即它首先從幻想式構想中分離出現實部分,對於不現實部分,通過引入其它資源,一些想法由不現實變為現實,然後繼續對不現實部分進行分析,直到全部變為現實。因此通過這種反覆迭代的辦法,常常會給看似不可能的問題帶來一種現實的解決方案。

  80年代中期前,該理論對其他國家保密,80年代中期,隨一批科學家移居美國等西方國家,逐漸把該理論介紹給世界產品開發領域,對該領域已產生了重要的影響。

TRIZ理論核心思想和基本特征

TRIZ的核心思想

  阿奇舒勒發現:技術系統進化過程不是隨機的,而是有客觀規律可以遵循,這種規律在不同領域反覆出現。TRIZ的核心思想如下:

  (1)在解決發明問題的實踐中,人們遇到的各種矛盾以及相應的解決方案總是重覆出現。

  (2)用來徹底而不是折中解決技術矛盾的創新原理與方法,其數量並不多,一般科技人員都可以學習、掌握。

  (3)解決本領域技術問題的最有效的原理與方法,往往來自其他領域的科學知識。

  阿奇舒勒發現,“真正的”發明專利往往都需要解決隱藏在問題當中的矛盾。於是,阿奇舒勒規定:是否出現矛盾,是區分常規問題與發明問題的一個主要特征。發明問題指必須要至少解決一個矛盾(技術矛盾或物理矛盾)的問題。

  由於TRIZ來源於對高水平發明專利的分析,因此人們通常認為,TRIZ更適用於解決技術領域里的發明問題。目前,TRIZ已逐漸由原來擅長的工程技術領域,向自然科學、社會科學管理科學、生物科學等多個領域逐漸滲透,嘗試解決這些領域遇到的問題。據統計,應用TRIZ的理論與方法,可以增加80%~100%的專利數量並提高專利質量;可以提高60%~70%的新產品開發效率;可以縮短50%的產品上市時間。

  TRIZ可以指導人們發現新原理和總結新知識,也使TRIZ本身可以隨著科學技術的發展和社會的進步而不斷地完善。TRIZ今後的研究和應用方向主要有兩個:第一個是TRIZ本身的不斷完善;第二個是進一步拓展TRIZ的應用領域。 

  現代TRIZ理論的核心思想主要體現在三個方面。

  首先,無論是一個簡單產品還是複雜的技術系統,其核心技術的發展都是遵循著客觀的規律發展演變的,即具有客觀的進化規律和模式。

  其次,各種技術難題、衝突和矛盾的不斷解決是推動這種進化過程的動力。

  再就是技術系統發展的理想狀態是用儘量少的資源實現儘量多的功能。

經典TRIZ理論體繫結構

  從圖中可以看出以下幾點:

  (1) TRIZ的理論基礎是自然科學、系統科學思維科學

  (2)TRIZ的哲學範疇是辯證法認識論

  (3) TRIZ來源於對海量專利的分析和總結。

  (4) TRIZ的理論核心是技術系統進化法則。

  (5) TRIZ的基本概念一 進化、理想度、系統、功能、矛盾和資源。

  (6) TRIZ的創新問題分析工具包括:創新思維技法、功能分析、組件分析、因果分析、物場分析和資源分析等。

  (7) TRIZ的創新問題求解工具包括:發明原理、分離方法、科學效應庫、標準解系統和創新思維技法。

  (8) TRIZ的創新問題通用求解演算法是發明問題求解演算法(ARIZ)。

TRIZ解決問題的過程

  發明問題解決理論的核心是技術進化原理。按這一原理,技術系統一直處於進化之中,解決衝突是其進化的推動力。進化速度隨技術系統一般衝突的解決而降低,使其產生突變的唯一方法是解決阻礙其進化的深層次衝突。

  G.S. Altshuller依據世界上著名的發明,研究了消除衝突的方法,他提出了消除衝突的發明原理,建立了消除衝突的基於知識的邏輯方法,這些方法包括發明 原理(Inventive Principles)、發明問題解決演算法ARIZAlgorithm for Inventive Problem Solving)及標準解(TRIZ Standard Techniques)。

  在利用TRIZ解決問題的過程中,設計者首先將待設計的產品表達成為TRIZ問題,然後利用TRIZ中的工具,如發明原理、標準解等,求出該TRIZ問題的普適解或稱模擬解(Analogous solution);最後設計者在把該解轉化為領域的解或特解。

  

TRIZ理論的基本哲理

  TRIZ理論的基本哲理包括以下6條:

  1、 所有的工程系統服從相同的發展規則。這一規則可以用來研究創造發明問題的有效解,也可用來評價與預測如何求解一個工程系統(包括新產品與新服務系統)的解決方案。

  2、 像社會系統一樣,工程系統可以通過解決衝突(Conflicts)而得到發展。

  3、 任何一個發明或創新的問題都可以表示為需求和不能(或不再能)滿足這些需求的原型系統之間的衝突。所以,“求解發明問題”與“尋找發明問題的解決方案”就意味著在利用折衷與調和不能被採納時對衝突的求解。

  4、 為探索衝突問題的解決方案,有必要利用專業工程師尚不知道或不熟悉的物理或其它科學與工程的知識。技術功能和可能實現該功能的物理學、化學、生物學等效應對應的分類知識庫可以成為探索衝突問題解的指針。

  5、 存在評價每項發明創造的可靠判據。這些判據是:

  (1) 該項發明創造是否是建立在大量專利信息基礎上的?基於偶然發現的少數事例的發明項目不是嚴肅的研究成果。事實證明,一項重大或重要的發明項目通常是建立在不少於1萬到2萬項專利(或知產權/版權)研究的基礎上。

  (2) 發明人或研究者是否考慮過發明問題的級別?大量低水平的發明不如一項或少量高水平的發明。因為,低水平的發明只能在簡單的情況下運用。

  (3) 該項發明是否是從大量高水平的試驗中提煉出來的結論或建議?

  6、 在大多數情況下,理論的壽命與機器的發展規律是一致的。因而,“試湊”法很難產生兩種或兩種以上的系統解。

TRIZ理論主要內容

  創新從最通俗的意義上講就是創造性地發現問題和創造性地解決問題的過程,TRIZ理論的強大作用正在於它為人們創造性地發現問題和解決問題提供了系統的理論和方法工具。

TRIZ理論體系

  現代TRIZ理論體系主要包括以下幾個方面的內容:

  1. 創新思維方法與問題分析方法

  TRIZ理論中提供瞭如何系統分析問題的科學方法,如多屏幕法等;而對於複雜問題的分析,則包含了科學的問題分析建模方法——物-場分析法,它可以幫助快速確認核心問題,發現根本矛盾所在。

  2. 技術系統進化法則

  針對技術系統進化演變規律,在大量專利分析的基礎上TRIZ理論總結提煉出八個基本進化法則。利用這些進化法則,可以分析確認當前產品的技術狀態,並預測未來發展趨勢,開發富有競爭力的新產品。

  3. 技術矛盾解決原理

  不同的發明創造往往遵循共同的規律。TRIZ理論將這些共同的規律歸納成40個創新原理,針對具體的技術矛盾,可以基於這些創新原理、結合工程實際尋求具體的解決方案。

  4. 創新問題標準解法

  針對具體問題的物-場模型的不同特征,分別對應有標準的模型處理方法,包括模型的修整、轉換、物質與場的添加等等。

  5. 發明問題解決演算法ARIZ

  主要針對問題情境複雜,矛盾及其相關部件不明確的技術系統。它是一個對初始問題進行一系列變形及再定義等非計算性的邏輯過程,實現對問題的逐步深入分析,問題轉化,直至問題的解決。

  6. 基於物理、化學、幾何學等工程學原理而構建的知識庫

  基於物理、化學、幾何學等領域的數百萬項發明專利的分析結果而構建的知識庫可以為技術創新提供豐富的方案來源。

TRIZ理論與專利

  阿奇舒勒在研究中提出了一種評價專利創新性的標準,他按照創新性的不同,將專利分為5個級別:

  1.第一級發明

  第一級發明是指在本領域範圍內的正常設計,或僅對已有系統進行簡單改進與仿製。這--類問題的解決,主要依靠設計人員自身掌握的常識和一般經驗就可以完成,是級別最低的發明,即不是發明的發明。利用試錯法解決這樣的問題通常只需要進行10次以下的嘗試。例如,增加隔熱材料,以減少建築物的熱量損失;將單層玻璃改為雙層玻璃,以增加窗戶的保溫和隔音效果;用大型拖車代替普通卡車,以實現運輸成本的降低。

  該類發明大約占人類發明總數的32%。

  2.第二級發明

  第二級發明是指在解決技術問題時,對現有系統某一個組件進行改進,是解決技術矛盾的發明。這一類問題的解決,主要依據本專業內已有的理論、知識和經驗,設計人員需要具備系統所在行業中不同專業的知識。解決這類問題的傳統方法是折中法。這種發明能小幅度地提高現有技術系統的性能,屬於小發明。利用試錯法解決這樣的問題通常需要進行10~100次嘗試。

  例如,在氣焊槍上增加一個防回火裝置;把自行車設計成可摺疊的(見圖1-5)等。

  該類發明約占所有發明的45%。

  3.第三級發明

  第三級發明是指對已有系統若幹個組件進行改進。這-類問題的解決,需要運用學科以內的現有方法和知識,如用機械方法解決機械問題,用化學知識解決化學問題。

  這些是解決了物理矛盾的發明。如果系統中的一-個組件徹底改變,就是很好的發明(如改變某物質的狀態,由固態變成液態等)。可以用一些組合的物理效應來解決這類問題。例如,利用電動控制系統代替機械控制系統;用自動換擋系統代替汽車機械換擋系統;用單片機控製冰箱溫度等。

  這種發明能從根本上提升現有技術系統的性能,屬於中級發明。利用試錯法解決這樣的問題通常需要進行100~1000次嘗試。

  該類發明約占所有發明的18%。

  4.第四級發明

  這種發明一般是在保持原有功能不變的前提下,用組合的方法構建新的技術系統,屬於大發明,通常是採用全新的原理來實現系統的主要功能,屬於突破性的解決方案,能夠全面升級現有的技術系統。

  由於新的系統不包含矛盾,所以給人的錯覺是新技術系統在發明過程中並沒有剋服困難。實際上並非如此,在原有的技術系統一系統原型中是存在矛盾的,這些矛盾通常通過其他科學領域中的方法來消除,因此設計人員需要來自於不同科學領域的知識。需要多學科知識的交叉,主要是從科學底層的角度而不是從工程技術的角度出發,充分挖掘和利用科學知識、科學原理來實現發明。

  在解決第四級發明問題時所運用的原理通常可以用來解決第二級發明和第三級發明的問題。例如,內燃機替代蒸汽機,核磁共振技術代替B超和X線技術,世界上第一臺內燃機的出現、集成電路的發明、充氣輪胎等。

  利用試錯法解決這樣的問題通常需要進行100~10000次嘗試。

  該類發明在所有發明中所占比例小於4%。

  5.第五級發明

  第五級發明催生了全新的技術系統,推動了全球科技進步,屬於重大發明。利用試錯法解決這樣的問題通常需要進行10萬次以上的嘗試。

  通常,問題的解決方法往往不在人們已知的科學範圍內,是通過發現新的科學現象或新物質來建立全新的技術系統。

  對於這類發明來說,首先是要發現問題,然後再探索新的科學原理來完成發明任務。本級發明中的低端發明為現代科學中許多物理問題的解決帶來了希望。支撐這種發明的新知識為開發新技術提供了保證,使人們可以用更好的方法來解決現有的矛盾,使技術系統向最終理想邁進了一-大步。

  一般的設計人員通常沒有能力解決這類問題。這一類問題的解決,主要是依據人們對自然規律或科學原理的新發現。例如,電腦、蒸汽機、激光、晶體管等的首次發明;又如,輪子、半導體、形狀記憶合金、X線透視技術、微波爐、蒸汽機、飛機的發明。

  該類發明大約占人類發明總數的1%或者更少。

  阿奇舒勒認為,第一級發明過於簡單,談不上創新,不具有參考價值,它只是對現有系統的改善,並沒有解決技術系統中的任何矛盾;第二級和第三級發明解決了矛盾,可以看作是創新;第四級發明也改善了一個技術系統,但並不是解決現有的技術問題,而是用某種新技術代替原有技術來解決問題;第五級發明是利用科學領域發現的新原理、新現象推動現有技術系統達到一個更高的水平,它對於工程技術人員來說又過於困難,也不具有參考價值。利用TRIZ能幫助工程技術人員解決第一級到第四級的發明問題,而第五級的發明無法利用TRIZ來解決。阿奇舒勒曾明確表示:TRIZ方法可以幫助發明家將其發明的級別提高到第三級和第四級水平。

  阿奇舒勒認為,如果問題中沒有包含矛盾,那這個問題就不是發明問題,或者說不是TRIZ問題。這就是判定--個問題是不是發明問題的標準。需要註意的是,第四級發明是利用以前在本領域中沒有使用過的原理來實現原有技術系統的主要功能,屬於突破性的解決方法。

  “發明級別”對發明的水平、獲得發明所需要的知識以及發明創造的難易程度等有了一個量化的概念。總體上,對“發明級別”有以下幾個方面的認識:

  (1)發明的級別越高,完成該發明時所需的知識和資源就越多,這些知識和資源所涉及的領域就越寬,搜索所用知識和資源的時間就越多,因此就要投人更多、更大的研發力量。

  (2)隨著社會的發展、人類的進步、科技水平的提高,已有“發明級別”也會隨時間的變化而不斷降低。因此,原來級別較高的發明,逐漸變成人們熟悉和容易掌握的東西。而新的社會需求又不斷促使人們去做更多的發明,生成更多的專利。

  (3)對於某種核心技術,人們按照一定的方法論對該核心技術的所有專利按照年份、發明級別和數量做出分析以後,可以描繪出該核心技術的“S曲線”。S曲線對於產品研發和技術的預測有著重要的指導意義。

  (4)統計表明,第一、二、三級發明占人類發明總量的95%,這些發明僅僅是利用了人類已有的、跨專業的知識體系。由此,也可以得出一個推論,即人們所面臨的95%的問題,都可以利用已有的某學科內的知識體系來解決。

  (5)第四、五級發明只占人類發明總量約5%。卻利用了整個社會的、跨學科領域的新知識。因此,跨學科領域的知識獲取是非常有意義的。當人們遇到技術難題時,不僅要在本專業內尋找答案,也應當向專業外拓展,尋找其他行業和學科領域已有的、更為理想的解決方案,以求獲得事半功倍的效果。人們從事創新,尤其是進行重大的發明時,就要充分挖掘和利用專業外的資源,正所謂“創新設計所依據的科學原理往往屬於其他領域”。

  TRIZ源於專利,服務於生成專利(應用TRIZ產生的發明成果多數可以申請專利),TRIZ與專利有著密不可分的淵源。充分領會和認識專利的發明級別,可以讓人們更好地學習和領悟TRIZ的知識體系。

TRIZ理論中的資源類別

  TRIZ理論中按照資源的不同屬性將資源分為兩個緯度,六種類別。兩個緯度是指現成資源和派生資源。六種類別是將資源分為物質資源、能量資源、信息資源、空間資源、時間資源和功能資源。如果將資源進一步細化,可以分為現成物質資源、派生物質資源、現成能量資源、派生能量資源等。

  1.物質資源

  物質資源是指可以構成系統及其周圍環境的任何材料或系統產品。物質資源不僅包括有形的物質,還包括無形的物質,如空氣等。工廠化菌菇培養過程中,需要將菌種接種到菌包中,在適宜的溫度、濕度、光照等環境下逐漸成長,最終成為人們可食用的產品。但在菌包接種的過程中,由於接種室無法達到徹底無菌的狀態,菌種被感染,導致菌包中其他雜菌生長,接種率下降,菌包浪費嚴重。在此例中,物質資源包括接種設備、菌包、菌種、自然空氣、消毒空氣、雜菌等。需要註意的是:一是可以對接種設備進一步的細化,如接種噴槍、傳送帶、輸送菌種管等,細分後更有利於尋找資源。二是在系統中對主要功能產生有害作用的是雜菌,雜菌也是物質資源,在尋找物質資源時不以產生作用的好壞來評判。

  2.能量資源

  能量資源是指系統及其周圍中存在或能產生的場或能量流。通常的能量資源有電能風能、磁能、動能等。在菌菇接種過程中,能量資源有菌種在運輸管道中的動能、設備運轉的電能、空氣的流動動能等等。

  3.信息資源

  信息資源是指系統中存在或能產生的信息,也就是系統和脫離系統的物質而獲取的系統信息。可以通過信息判斷系統的狀態,通常系統內的各項參數的變化,如濃度、速度、壓力、面積、長度、高度等都是信息資源。在菌菇接種的案例中信息資源有菌種的壓力、菌種的流動速度、空氣中雜菌的含量、空氣的流動速度、空氣凈化器的速度、菌種在菌包中的生長速度等。

  4.空間資源

  空間資源是指系統及其超系統存在的未被占用的空間位置、次序等。空間資源通常表現在系統及超系統中存在的某些“孔”狀空間、物體的錶面、物體的空腔、系統中沒有被利用的空間等。在菌菇接種的案例中,空間資源有運輸菌種的管道、菌包內上方未盛放物質的空間、噴槍與菌包上方的空間、傳送帶上方的空間、接種室的空間、空氣凈化器的內部空間等。

  5.時間資源

  時間資源是指在系統工作之前、工作之後、兩個迴圈之間的時間間隔以及之前未被使用的時間。在菌菇接種的案例中,時間資源包括菌種從噴槍噴出後到接觸菌包的時間、傳送帶運輸菌包的時間間隔、菌種在菌包中生長的時間、空氣凈化器工作的時間等等。

  6.功能資源

  功能資源是指利用系統內各子系統已執行的功能,對功能進一步挖掘,使現有子系統執行主要功能的同時,能夠執行更多的功能。如某些產品的組成由殼體、芯體等組成,為了減少成本,可以進一步挖掘資源,使芯體在執行原有功能的同時執行殼體的功能,或者使殼體在執行原有功能的同時執行芯體的功能,使子系統的功能資源達到最大化、最有效的利用。

TRIZ理論的創新設計問題解決工具

  阿利赫舒列爾和他的TRIZ研究機構50多年來提出了TRIZ系列的多種工具,如衝突矩陣76標準解答ARIZAFD物質--場分析ISQDE8種演化類型科學效應40個創新原理,39個工程技術特性,物理學、化學、幾何學等工程學原理知識庫等,常用的有基於巨集觀的矛盾矩陣法(衝突矩陣法)和基於微觀的物場變換法。事實上TRIZ針對輸入輸出的關係(效應)、衝突和技術進化都有比較完善的理論。這些工具為創新理論軟體化提供了基礎,從而為TRIZ的實際應用提供了條件。

  TRIZ理论

產品進化理論

  TRIZ中的產品進化理論將產品進化過程分為4個階段:嬰兒期、成長期、成熟期、退出期。處於前兩個階段的產品,企業應加大投入,儘快使其進入成熟期,以便企業獲得最大效益;處於成熟期的產品,企業應對其替代技術進行研究,使產品取得新的替代技術,以應對未來的市場競爭;處於退出期的產品,企業利潤急劇下降,應儘快淘汰。這些可以為企業產品規劃提供具體的、科學的支持。

  產品進化理論還研究產品進化模式、進化定律與進化路線。應用模式、定律與路線,設計者可較快地確定創新設計的原始構思,使設計設計取得突破。

衝突解決原理

  原理是獲得衝突解所應遵循的一般規律。TRIZ主要研究技術衝突和物理衝突。技術衝突是指傳統設計中所說的折衷,即由於系統本身某一部分的影響,所需要的狀態不能達到。物理衝突指一個物體有相反的求。TRIZ引導設計者挑選能解決特定衝突的原理,其前提是要按標準工程參數確定衝突。有39條標準衝突和40條原理可供應用。

物質—場分析標準解

  Altshuller對發明問題解決理論的貢獻之一是提出了功能的物質—場(Substance-field)描述方法與模型。其原理為,所有的功能都可分解為兩種物質及一種場,即一種功能由兩種物質及一種場的三元件組成。產品是功能的一種實現,因此,可用物質—場分析產品的功能,這種分析方法是TRIZ的工具之一。

  依據該模型,Altshuller等提出了76種標準解,並分為如下5類:

  (1)不改變或僅少量改變已有系統:13種標準解;

  (2)改變已有系統:23種標準解;

  (3)系統傳遞:6種標準解;

  (4)檢查與測量:17種標準解;

  (5)簡化與改善策略:17種標準解。

  由已有系統的特定問題,將標準解變為特定解即為新概念。

效應

  效應指應用本領域特別是其它領域的有關定律解決設計中的問題。如採用數學、化學、生物、電子等領域中的原理解決機械設計中的創新問題。

ARIZ :發明問題解決演算法

  TRIZ認為,一個問題解決的困難程度取決於對該問題的描述或程式化方法,描述的越清楚,問題的解就越容易找到。TRIZ中,發明問題求解的過程是對問題不斷描述、不斷程式化的過程。經過這一過程,初始問題最根本的衝突被清楚的暴露出來,能否求解已很清楚,如果已有的知識能用於該問題則有解,如果已有的知識不能解決該問題則無解,需等待自然科學或技術的進一步發展。該過程是靠ARIZ演算法實現的。

  ARIZ(Algorithm for Inventive-Problem Solving )稱為發明問題解決演算法,是TRIZ的一種主要工具,是發明問題解決的完整演算法,該演算法採用一套邏輯過程逐步將初始問題程式化。該演算法特別強調衝突與理想解的程式化,一方面技術系統向著理想解的方向進化,另一方面如果一個技術問題存在衝突需要剋服,該問題就變成了一個創新問題。

  ARIZ中,衝突的消除有強大的效應知識庫的支持。效應知識庫包含物理的、化學的、幾何的等效應。作為一種規則,經過分析與效應的應用後問題仍無解,則認為初始問題定義有誤,需對問題進行更一般化的定義。

  應用ARIZ取得成功的關鍵在於沒有理解問題的本質前,要不斷地對問題進行細化,一直到確定了物理衝突。該過程及物理衝突的求解已有軟體支持。

常規問題與發明問題

  產品設計是要解決問題。如果產品的初始狀態與理想狀態之間存在距離,則稱之為問題,設計過程是解決問題的過程,是使產品由初始狀態通過單步或多步變換實現或接近理想狀態的過程。如果實現變換的所有步驟都已知,則稱為“常規問題”(Routine problem),如果至少有一步未知,則稱為“發明問題”(Inventive problem)。解決常規問題的設計是常規設計,解決發明問題的設計是創新設計。

  阿奇舒勒採用劃分級別的方式,將發明創造分為五級。

  第一級:最小發明

  是指在本領域範圍內,用常識來解決常見問題,或僅對已有系統做簡單改進。該類發明大約占人類技術創新總量的32% 。這一水平的成果通常被稱為小改小革,其中只有一小部分能獲得實用新型專利,無法獲得發明專利。

  第二級:本領域發明

  是指採用本領域內已有的知識和經驗,對現有系統僅進行少量改進。該類發明大約占人類技術創新總量的45% 。這類成果可以獲得實用新型專利和發明專利的保護,但在獨創性方面並不突出。

  第三級:跨領域發明

  是指採用本領域以外的現有知識和經驗對已有系統進行根本性改進。該類發明大約占人類技術創新總量的18% 。這類成果的新穎性和獨創性都比較高,幾乎都能夠獲得發明專利。

  第四級:重大發明

  是指採用全新的原理來完成對現有系統基本功能的創新。該類發明大約占人類技術創新總量的4% 。這類成果往往屬於重要發明專利或基礎專利之列。

  第五級:特大發明

  是指依據人們對自然規律或科學原理的新發現,彙總全人類的知識體系做出的發現級的發明。該類發明數量大約小於人類技術創新總量的1% 。這類成果大多屬於基礎專利,制約著一系列其他的發明創造。

  一般來說,採用傳統的解決問題方法而得到的發明創造,往往只能達到第一級和第二級的水平,而利用TRIZ理論則可以幫助發明者將其發明創造提高到第三級和第四級的水平。

40種基本措施

  Alshuler等提出的40條發明創造原理是TRIZ理論的核心,其內容如下表所示: 40 個發明原理及其統一規則

編號及發明原理實現屬性轉換的規則
1、分割產生新的屬性(包含空間、時間、物質的分割)
2、抽取抽取出有用的屬性,去除有害的屬性
3、局部質量局部具有特殊的屬性,確保相互作用中產生所需功能
4、增加不對稱性形狀屬性最佳化
5、組合(合併)運用多種效應,屬性組合成創新產品
6、多功能性(多用性、廣泛性)物具有多種屬性,運用不同的屬性產生組合的功能
7、嵌套協調運用空間屬性資源
8、重量補償施加反向屬性力,抵消重力
9、預先反作用產生需要的反向屬性
10、預先作用形成方便操作的屬性
11、預補償(事先防範)預防產生不需要的屬性
12、等勢在重力屬性場中穩定高度不變
13、反向作用運用反向屬性實現需要的功能
14、曲率增加(曲面化)運用曲面形狀的各種屬性
15、動態特性利用剛性→單鉸接→多鉸接→柔性→液→粉→氣→場等的特有屬性實現功能,提高靈活性
16、未達到或過度的作用屬性量值的選擇性最佳化
17、空間維數變化(一維變多維)空間屬性的協 調轉換
18、 機械振動振動屬性的運用
19、周期性作用時間屬性的協調轉換
20、有益(效)作用的連續性屬性在時間維度上的穩定協調作用
21、減少有害作用的時間(快速通過)屬性在時間維度上的急劇協調作用
22、變害為利運用有害的屬性實現有用的功能
23、反饋信息屬性作用的利用,時間屬性和時間流的作用
24、藉助中介物運用中介物的特有屬性作用實現功能
25、自服務運用物質自身的屬性完成補充、修複的功能
26、複製運用廉價的複製屬性資源替代各種資源
27、廉價替代品運用物質特有的廉價的屬性,確保-次性執行所需的功能
28、機械繫統替代運用光、聲、電、磁、人的感官等新的替代屬性,高效率地執行所需的功能
29、氣動與液壓結構運用液壓、氣動屬性實現力的傳遞
30、柔性殼體或薄膜運用柔性殼體和薄膜的特有屬性作用實現功能
31、多孔材料運用多孔材料具有比重輕、絕熱性等特有屬性
32、顏色改變(改變顏色、擬態)提高物質顏色屬性的運用
33、同質性(均質性)運用相同的某個特定的屬性
34、拋棄和再生使物質隨著某一功能完成而消失,或是獲得再生
35、物理或化學參數改變運用變、增、減、穩、測改變物質的各種屬性,高效率地執行所需的功能
36、相變運用物質相變時形成的某些特征屬性的作用實現功能
37、熱膨脹運用物質的熱膨脹屬性實現功能
38、強氧化劑(使用強氧化劑、加速氧化)運用強氧化的化學屬性作用實現功能
39、惰性環境運用化學惰性氣體的特有屬性改變環境
40、複合材料組合不同屬性的物質,形成具有優良屬性物質實現功能
  • 1.分割原則
    • a.將物體分成獨立的部分。
    • b.使物體成為可拆卸的。
    • c.增加物體的分割程度。

  例:貨船分成同型的幾個部分,必要時,可將船加長些或變短些.

  • 2.拆出原則

  從物體中拆出"干擾'部分("干擾"特性)或者相反,分出唯一需要的部分或需要的特性。

  與上述把物體分成幾個相同部分的技法相反,這裡是要把物體分成幾個不同的部分.

  例,一般小游艇的照明和其他用電是艇上發動機帶動發電機供給的.為了停泊時能繼續供電,要安裝一個由內燃機傳動的輔助發電機.發動機必然造成噪音和振動。建議將發動,機和發電機分置於距游艇不遠的兩個容器里,用電纜連接.

  • 3.局部性質原則
    • a.從物體或外部介質(外部作用)的一致結構過渡到不一致結構。
    • b.物體的不同部分應當具有不同的功能
    • c.物體的每一部分均應具備最適於它工作的條件。

  例:為了防治礦山坑道里的粉塵,向工具(鑽機和料車的工作機構)呈錐體狀噴灑小水珠。水珠愈小,除塵效果愈好.但小水珠容易形成霧,這使工作困難.解決辦法:環繞小水珠錐體外層再造成一層大水珠。

  • 4.不對稱原則
    • a.物體的對稱形式轉為不對稱形式。
    • b.如果物體不是對稱的,則加強它的不對稱程度,

  例:防撞汽車輪胎具有一個高強度的側緣,以抵抗人行道路緣石的碰撞。

  • 5.聯合原則
    • a.把相同的物體或完成類似操作的物體聯合起來,
    • b.把時間上相同或類似的操作聯合起來.

  例:雙聯顯微鏡組;由一個人操作,另一個人觀察和記錄。

  • 6.多功能原則

  一個物體執行多種不同功能,因而不需要其他物體。

  例:提包的提手可同時作為拉力器(蘇聯發明證書187964)。

  • 7.‘瑪特廖什卡'原則
    • a.一個物體位於另一物體之內,而後者又位於第三個物體之內,等等。
    • b.一個物體通過另一個物體的空腔。

  例:"彈性振動超聲精選機是由兩個互相夾緊的半波片構成。其特征是,為了減小精選機的長度和增大它的穩定性,兩個半波片製成相互套在一起的空錐體(蘇聯發 明證書~186781)。在蘇聯發明證書0462315中,也採用該解決方案來縮小變壓器壓電元件輸出部分的外形尺寸。在蘇聯發明證書~304027中, 金屬拉制設備的"玩偶"是由拉摸組成.

  • 8.反重量原則
    • a.將物體與具有上升力的另一物體結合以抵消其重量。
    • b.將物體與介質(最好是氣動力和液動力)相互作用以抵消其重量。

  例:"調節轉子風力機轉數的制動式離心調節器安在轉子垂直軸上。其特征是:為了在風力增大時把轉子轉速控制在小的轉數範圍內,調節器離心片做成葉片狀,以保證氣動制動" (蘇聯發明證書167784)。

  有趣的是,在發明公式申明顯地反映了發明所剋服的矛盾.在給定的風力和給定的離心片質量的條件下,獲得了一定的轉數√為了減少轉數(當風力增大時),必須 增大離心片質量;但離心片在旋轉,很難靠近它。於是矛盾這樣消除,使離心片具有形成氣功制動的形狀,即把離心片製成具有負迎角的翼狀。

  總的設想顯面易見:如果需要改變轉動物體的質量,而其質量又不能按照一定的要求改變,那麼應使該物體成為翼狀的,改變翼片運動方向的傾斜角度,便可獲得需要方向的附加力。

  • 9.預先反作用原則

  如果按課題條件必須完成某種作用,則應提前完成反作用。

  例:杯形車刀車削方法是:在車削過程中車刀繞自己的幾何軸轉動。其特征是為了防止產生振動,應預先向杯形車刀施加負荷力,此力應與切削過程中產生的力大小相近,方向相反" (蘇聯發明證書~536866)

  • 10.預先作用原則
    • a.預先完成要求的作用(整個的或部分的)
    • b.預先將物體安放妥當,使它們能在現場和最方便地點立即完成所需要的作用。
  • 11"予先放枕頭"原則

  以事先準備好的應急手段補償物體的底可靠性。

  例:"用等離子束加工無機材料如光纖。其特征是:為提高機械強度,預先往無機材料上塗敷鹼金屬或鹼土金屬的溶液或熔融體" (蘇聯發明證書522150)。還有人事先塗敷可使小裂縫愈合的物質。按蘇聯發明證書456594的辦法,樹枝在鋸掉之前套上一個緊箍環,樹木感該處有" 病",於是向那裡輸送營養物質和治療物質。這樣,在樹枝被鋸之前這些物質便積聚起來,鋸後鋸口會迅速愈合。

  • 12.等勢原則

  改變工作條件,使物體土升或下降.

  例:有一種裝置不必使沉重的壓模升降;這種裝置是在壓床上安裝了帶有輸送軌道的附件(蘇聯發明證書264679).

  • 13、"相反"原則
    • a、不實現課題條件規定的作用而實現相反的作用.
    • b、使物體或外部介質的活動部分成為不動的,而使不動的成為可動的.
    • c.將物體顛倒.

  例:在研究課題9(關於消除灰塵的過濾器)時,我們介紹了蘇聯發明證書156133,過濾器用兩塊磁鐵製成,在磁鐵之間是鐵磁粉末。7年之後又有了蘇聯發 明證書319325.它的過濾器是相反的:對液體或氣體進行機械清洗的電磁過濾器,它包括有磁場源和顆粒狀磁性材料制的過濾元件,其特征是,為降低單位耗 電量和提高生產率,過濾元件放在磁場源的周圍,以形成外部閉式磁路。

  • 14.球形原則
    • a.從直線部分過渡到曲線部分,從平面過渡到球面,從正六面體或平行六面體過渡到球形結構,
    • b.利用棍子、球體、螺旋。
    • c.從直線運動過渾到旋轉運動,利用離心力。

  例:把管子焊入管柵的裝置具有滾動球形電極。

  • 15.動態原則
    • a、物體(或外部介質)的特性的變化應當在每一工作階段都是最佳的。
    • b.將物體分成彼此相對移動的幾個部分。
    • c.使不動的物體成為動的.

  例:"用帶狀電焊條進行自動電弧焊的方法,其特征是,為了能大範圍地調節焊池的形狀和尺寸,把電焊條沿著母線彎曲,使其在焊接過程中成曲線形狀" (蘇聯發明證書258490)。

  • 16.局部作用或過量作用原則

  如果難於取得百分之百所要求的功效,則應當取得略小或略大的功效。此時可能把課題大大簡化。

  • 17.向另一維度過渡的原則
    • a.如果物體作線性運動(或分佈)有困難,則使物體在二維度(即平面)上移動。相應地,在一個平面上的運動(或分佈)可以過渡到三維空間。
    • b.利用多層結構替代單層結構。
    • c.將物體傾斜或側置.
    • d.利用指定面的反面.
    • e.利用投向相鄰面或反面的光流。

  技法17a可以同技法7和15b聯合,形成一個代表技術系統總發展趨勢的鏈:從點到線,然後到面,到體,最後到許多個物體的共存.

  例: "越冬圓木在圓形停泊場水中存放,其特征是,為了增大停泊場的單位容積,和減小受凍木材的體積,將圓木扎成捆,其橫截面的寬和高超過圓木的長度,然後立著放"(蘇聯發明證書~2236318)。

  • 18.機械振動原則
    • a、使物體振動。
    • b、如果巳在振動,則提高它的振動頻率(達到超聲波頻率)
    • c.利用共振頻率。
    • d.用壓電振動器替代機械振動器。
    • e.利用超聲波振動同電磁場配合.

  例:"無鋸末斷開木材的方法,其特征是,為減少工具進入木材的力,使用脈衝頻率與被斷開木材的固有振動頻率相近的工具"(蘇聯發明證書~307986).

  • 19.周期作用原則
    • a.從連續作用過渡到周期作用(脈衝).
    • b.如果作用已經是周期的,則改變周期性。
    • c.利用脈衝的間歇完成其他作用。

  例:用熱迴圈自動控制薄零件的觸點焊接方法是基於測量溫差電動勢的原理。其特征是,為提高控制的準確度,用高頻率脈衝焊接時,在焊接電流脈衝的間隔測量溫差電動勢(蘇聯發明證書9336120)。

  • 20.連續有益作用原則
    • a.連續工作(物體的所有部分均應一直滿負荷工作)。
    • b.消除空轉和間歇運轉。

  例:加工兩個相交的圓柱形的孔如加工軸承分離環的槽的方法,其特征是,為提高加工效率,使用在工具的正反行程均可切削的鑽頭(擴孔器)'(蘇聯發明證書M262582)。

  • 21.躍過原則

  高速躍過某過程或其個別階段(如有害的或危險的)。

  例:"產膠合板時用烘烤法加工木材,其特征是,為保持木材的本性,在生產膠合板的過程中直接用300~600•C 的燃氣火焰短時作用於烘烤木材"蘇聯發明證書338371)。

  • 22.變害為利原則
    • a.利用有害因素(特別是介質的有害作用)獲得有益的效果。
    • b.通過有害因素與另外幾個有害因素的組合來消除有害因素。
    • c.將有害因素加強到不再是有害的程度.

  例:"恢復凍結材料的顆粒狀的方法,其特征是,為加速恢復材料的顆粒和降低勞動強度,使凍結的材料經受超低溫作用" (蘇聯發明證書N~409938)

  • 23、反向聯繫原則
    • a.進行反向聯繫。
    • b.如果已有反向聯繫,則改變它。

  例:"自動調節硫化物沸騰層焙燒溫度規範的方法是隨溫度變化改變所加材料的流量,其特征是,為提高控制指定溫度值的動態精度,隨廢氣中碥含量的變化而改變材料的供給量"(蘇聯發明證書302382)。

  • 24."中介"原則
    • a.利用可以遷移或有傳送作用的中間物體
    • b.把另一個(易分開的)物體暫時附加給某一物體。

  例:"校準在稠密介質由測量動態張力儀器的方法是在靜態條件下裝入介質樣品及置入樣品中的儀器。其特征是,為提高校準精度,應利用一個柔軟的中介元件把樣品及其中的儀器裝入" (蘇聯發明證書354135).

  • 25.自我服務原則
    • a、物體應當為自我服務,完成輔助和修理工作.
    • b.利用廢料(能的和物質的).

  例,一般都是利用專門裝置供給電焊槍中的電焊條.建議利用電焊電流工作的螺旋管供給電焊條。

  • 26.複製原則
    • a.用簡單而便宜的複製品代替難以得到的、複雜的、昂貴的、不方便的或易損壞的物體.
    • b.用光學拷貝(圖像)代替物體或物體系統。此時要改變比例(放大或縮小複製品).
    • c.如果利用可見光的複製品,則轉為紅外線的或紫外線的複製。

  例:"大地測量學直觀教具是一個平面藝術全景。其特征是:為進行地形圖像全景測量攝影,教具按視距攝影數據製成,並聲地形的有代表性的各點上配備縮微視距尺" (蘇 聯發明證書~86560)

  • 27.用廉價的不持久性代替昂貴的持久性原則

  用一組廉價物體代替一個昂貴物體,放棄某些品質(如持久性).

  例:一次性的捕鼠器是一個帶誘餌的塑料管;老鼠通過圓錐形孔進入捕鼠器,孔壁是可伸直的,老鼠只能進,不能出.

  • 28.代替力學原理原則
    • a.用光學,聲學、 ‘味學"等設計原理代替力學設計原理。
    • b.用電場.磁場和電磁場同物體相互作用。
    • c、由恆定場轉向不定場,由時間固定的場轉向時間變化的場,由無結構的場轉向有一定結構的場。
    • d.利用鐵磁顆粒組成的場.

  例:"在熱塑材料上塗金屬層的方法是將熱塑材料同加熱到超過它的熔點的金屬粉末接觸,其特征是,為提高塗層與基底的結合強度及密實性,在電磁場中進行此過程"(蘇聯發明證書445712).

  • 29.利用氣動和液:壓結構的原則

  用氣體結構和液體結構代替物體的固體的部分,如充氣和充液的結構,氣枕,靜液的和液體反衝的結構.

  例:為使船的推進器軸同螺桿套連接,'在軸內作一槽,槽內放一彈性空容器(窄"氣袋").如果此容器充進壓縮空氣,則脹大並將螺桿套擠到推進器軸上(蘇聯 發明證書313741).一般在這種情況下利用金屬連接元件,但同‘氣袋'連接比較簡易,因為不需要精磨相接平面。此外,這種連接可以消除衝擊負荷。此項 發明伺後來發表的蘇聯發明證書~4456.11此較,頗為有趣。該項發明是:運輸易碎製品(如排水管)的集裝箱裡面有一個充氣囊,使製品在運輸中相互靠緊 不致撞壞。技術領域雖然不同,但課題和解決方法是絕對相同的。在蘇聯發明證書249583中,起重機抓鬥利用充氣元件工作,在蘇聯發明證書409875 中,在鋸木裝置中利用氣囊夾持易碎製品。這類發明極多.看來是停止授與此種建議的專利的時候了.但是,設計教材中規定一個簡單原則:如果需要短時間使一種 物體與另一種物體緊緊靠住,則應用"氣袋"法.當然,這並不意味著,技法29將不再是發明創造的技法了.

  "氣袋"使一個製品緊靠另一個製品,這是典型的物場系統.在該物場系統中,"袋"起著機械場的作用。按照物場系統發展的一般規則,該場必然會過渡到鐵磁場 系統.這種過渡確實發生了:在蘇聯發明證書~534351中提議在"氣袋"中加入鐵磁粉末,利用磁場使物體擠靠緊。

  • 30.利用軟殼和薄膜原則
    • a.利用軟殼和薄膜代替一般的結構。
    • b.用軟殼和薄膜使物體同外部介質隔離。

  例:"充氣混凝土製品的成型方法是在模型里澆註原料,然後在模中靜置成型。其特征是,為提高膨脹程度,在澆註模型里的原料上罩以不透氣薄膜" (蘇聯發明證書339406)。

  • 31.利用多孔材料原則
    • a.把物體作成多孔的或利用附加多孔元件(鑲嵌,覆蓋,等等).
    • b.如果物體是多孔的,事先用某種物質填充空孔。

  例, "電機蒸發冷卻系統的特征是,為了消除給電機輸送冷卻劑的麻煩,活動部分和個別緒構元件由多孔材料製成,例如滲入了液體冷卻劑的多孔粉末鋼,在機器工作時冷卻劑蒸發,因而保證了短時、有力和均勻的冷卻"(蘇聯發明證書187135).

  • 32.改變顏色原則
    • a.改變物體或外部介質的顏色.
    • b.改變物體或外部介質的透明度.
    • c,為了觀察難以看到的物體或過程,利用染色添加劑.
    • d.如果已採用了這種添加劑,則採用熒光粉.

  例;美國專利3425412:透明繃帶不必取掉便可觀察傷情。

  • 33.一致原則

  同指定物體相互作用的物體應當用同一(或性質相近的)材料製成.

  例:"獲得固定鑄模的方法是用鑄造法按芯模標準件形成躊模的工作腔。其特征是,為了補償在此鑄模中成型的製品的收縮,芯模和鑄模用與製品相向的材料製造"(蘇聯發明證書456679).

  • 34.部分剔除和再生原則
    • a.已完成自己的使命或已無用的物體部分應當剔除(溶解.蒸發等)或在工作過程中直接變化.
    • b.消除的部分應當在工作過程中直接再生.

  例:"檢查焊接過程的高壓區的方法是向高溫區加入光導探頭。其特征是,為改善在電弧焊和電火花焊接過程中檢查高溫區的可能性,利用可熔化的探頭.它以不低於自己熔化速度的速度被不斷地送人檢查的高溫區"(蘇聯發明;證書N433397).

  • 35.改變物體聚合態原則

  這裡包括的不僅是簡單的過渡,例如從固態過渡到液態,還有向"假態"(假液態)和中間狀態的過渡,例如採用彈性固體.

  例:聯邦德國專利1291210::降落跑道的減速地段建成"浴盆"形式,裡面充滿粘性液體,上面再鋪上厚厚一層彈性物質。

  • 36.相變原則

  利用相變時發生的現象,例如體積改變,放熱或吸熱,

  例:"密封橫截面形狀各異的管道和管口的塞頭,其特征是,為了規格統一和簡化結構,塞頭製成杯狀,裡面裝有底熔點合金。合金凝固時膨脹,從而保證了結合處的密封性" (蘇聯發明證書319806)。

  • 37.利用熱膨脹原則
    • a.利用材料的熱膨脹(或熱收縮).
    • b.利用一些熱膨脹繫數不同的材料。

  例:蘇聯發明證書~463423:溫室蓋用鉸鏈連接的空心管製造,管中裝有易膨脹液體。溫度變化時,管子重心改變,目此管子自動升起和降落。這是課題30的答案。當然,還可以利用雙金屬薄板固定在溫室蓋上。

  • 38.利用強氧化劑原則
    • a.用富氧空氣代替普通空氣.
    • b.用氧氣替換富氧空氣。
    • c.用電離輻射作用於空氣或氧氣。
    • d. 用臭氧化了的氧氣.
    • e. 用臭氧替換臭氧化的(或電離的)氧氣,

  例:"利用在氧化劑媒介中化學輸氣反應法制取鐵箔。其特征是,為了增強氧化和增大鏡箔的均一性,該過程在臭氧媒質中進行" (蘇聯發明證書261859)。

  • 39.採用惰性介質原則
    • a、用惰性介質代替普通介質。
  • vb.在真空中進行某過程。

  該技法與上述技法正好相反。 例:"預防棉花在倉庫中燃燒的方法,其特征是,為提高棉花貯存的可靠性,在向貯存地點運輸的過程中用惰性氣體處理棉花" (蘇聯發明證書270170)。

  • 40.利用混合材料原則

  由同種材料轉為混合材料.

  例:"在熱處理時,為保證規定的冷卻速度,採用介質做金屬冷卻劑,其特征是,冷卻劑由氣體在液體中的懸浮體構成 (蘇聯發明證書187060)

TRIZ理論的特點和優勢

  相對於傳統的創新方法,比如試錯法頭腦風暴法等,TRIZ理論具有鮮明的特點和優勢。它成功地揭示了創造發明的內在規律和原理,著力於澄清和強調系統中 存在的矛盾,而不是逃避矛盾,其目標是完全解決矛盾,獲得最終的理想解,而不是採取折衷或者妥協的做法,而且它是基於技術的發展演化規律研究整個設計與開 發過程,而不再是隨機的行為。實踐證明,運用TRIZ理論,可大大加快人們創造發明的進程而且能得到高質量的創新產品。它能夠幫助我們系統的分析問題情 境,快速發現問題本質或者矛盾,它能夠準確確定問題探索方向,不會錯過各種可能,而且它能夠幫助我們突破思維障礙,打破思維定勢,以新的視覺分析問題,進 行邏輯性和非邏輯性的系統思維,還能根據技術進化規律預測未來發展趨勢,幫助我們開發富有競爭力的新產品。

TRIZ的應用

  在前蘇聯,TRIZ方法一直被作為大學專業技術必修科目,已廣泛應用於工程領域中。蘇聯解體後,大批TRIZ研究者移居美國等西方國家,TRIZ流傳於西方,受到極大重視,TRIZ的研究與實踐得以迅速普及和發展。西北歐、美國、臺灣等地出現了以TRIZ為基礎的研究、咨詢機構和公司,一些大學將TRIZ 列為工程設計方法學課程。經過半個多世紀的發展,如今TRIZ理論和方法已經發展成為一套解決新產品開發實際問題的成熟的理論和方法體系,工程實用性強, 並經過實踐的檢驗,如今它已在全世界廣泛應用,創造出成千上萬項重大發明,為知名企業取得了重大的經濟效益和社會效益。

  TRIZ理論廣泛應用於工程技術領域,目前已逐步向其他領域滲透和擴展。應用範圍越來越廣,由原來擅長的工程技術領域分別是向自然科學、社會科學管理科學、生物科學等領域發展。現在已總結出了40條發明創造原理在工業、建築、微電子、化學、生物學、社會學、醫療、食品、商業、教育應用的案例,用於指導各領域遇到問題的解決。

  TRIZ是專門研究創新設計的理論,已建立一系列的普適性工具幫助設計者儘快獲得滿意的領域 解。TRIZ作為技術問題或發明問題解決的一種強有力方法,並不是針對某個具體的機構、機械或過程,而是要建立解決問題的模型及指明問題解決對策的探索方 向。TRIZ的原理、演算法也不局限於任何特定的應用領域。它是指導人們創造性解決問題並提供科學的方法、法則。因此,TRIZ 可以廣泛應用於各個領域創造性的解決問題。不僅在前蘇聯得到廣泛應用、在美國的很多企業特別是大企業,如波音通用克萊斯勒摩托羅拉等的新產品開發得 到了應用,創造了可觀的經濟效益。

  據統計, 2003年,三星電子採用 TRIZ 理論指導項目研發而節約相關成本 15 億美元,同時通過在67個研發項目中運用 TRIZ 技術成功申請了52項專利。僅僅一項創新技術就能對一個跨國企業產生如此大的影響,這種情況是不多見的,TRIZ的創始人 G. S. Altshuller 對此也始料未及。

  從1997年三星引入TRIZ理論到2003年的近7年時間里,三星應用TRIZ 取得了顯著的創新成果,但很多創新環節仍然需要 TRIZ 專家的協助才能完成,而且這些專家往往都有十年以上的TRIZ應用經驗並通曉不同的工程領域。我們因此稱三星的這種創新模式為“專家輔助創新”。

TRIZ理論在中國

  TRIZ理論引入中國也只是近幾年的事,但它已經逐漸得到國內諸多科研結構、公司和專家的重視,在以TRIZ理論為核心的創新方法與技術研究應用方面,走在前列的是我國的億維訊科技有限公司。該公司是一家從事電腦輔助創新技術及技術咨詢高新技術企業,他們的創新技術研究水平目前已經處於世界前列。他們 將創新技術研發中心設在世界創新技術理論和應用研究的發源地——白俄羅斯的明斯克,那裡有數百名創新技術理論專家,是當今創新技術研究的領跑者;在中國則 設有行業創新技術研發中,著力於創新技術在以中國為中心的工程技術領域的應用和推廣。他們提供的一套完整的電腦輔助創新解決方案,正在國內諸多科研院所和大型企業研究機構發揮作用,為快速提升我們創新技術水平提供技術上的支持。

TRIZ理論的實踐意義

  TRIZ理論以其良好的可操作性、系統性和實用性在全球的創新和創造學研究領域占據著獨特的地位。在經歷了理論創建與理論體系的內部集成後,TRIZ理論正處於其自身的進一步完善與發展,以及與其它先進創新理論方法的集成階段,尤其是已成為最有效的電腦輔助創新技術和創新問題求解的理論與方法基礎。

  經過半個多世紀的發展,TRIZ理論已經發展成為一套解決新產品開發實際問題的成熟的理論和方法體系,它實用性強,並經過實踐檢驗,應用領域也從工程技術領域擴展到管理、社會等方面。現在TRIZ理論在西方工業國家受到極大重視,TRIZ的研究與實踐得以迅速普及和發展。如今它已為眾多知名企業取得了重大的效益。

  實踐證明,運用TRIZ理論,可大大加快人們創造發明的進程,而且能得到高質量的創新產品。它能夠幫助我們系統的分析問題情境,快速發現問題本質或者矛 盾,它能夠準確確定問題探索方向,不會錯過各種可能,而且它能夠幫助我們突破思維障礙,打破思維定勢,以新的視覺分析問題,進行邏輯性和非邏輯性的系統思 維,還能根據技術進化規律預測未來發展趨勢,幫助我們開發富有競爭力的新產品。

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評論(共33條)

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221.1.104.* 在 2008年5月16日 12:16 發表

不知道

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Piaoyizhe (討論 | 貢獻) 在 2009年2月15日 22:45 發表

非常好的內容,謝謝!

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222.41.192.* 在 2009年6月19日 16:08 發表

謝謝

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Lio g (討論 | 貢獻) 在 2011年1月5日 14:39 發表

好牛啊

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222.180.9.* 在 2011年4月6日 19:01 發表

我要納入實踐

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60.31.198.* 在 2011年6月14日 08:28 發表

太給力啦

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218.28.141.* 在 2011年7月17日 07:16 發表

不錯,不錯。

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222.185.123.* 在 2011年8月30日 16:30 發表

視野又開闊了一大步

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113.140.68.* 在 2011年9月14日 18:19 發表

真的有用嗎?睡運用到時間中去了嗎?怎麼樣啊?

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219.150.126.* 在 2011年10月12日 15:53 發表

學習中

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58.216.233.* 在 2011年11月1日 13:56 發表

可以借鑒部分內容,拓寬了視野和視角。

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121.24.78.* 在 2011年12月20日 12:08 發表

好好學學

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121.8.210.* 在 2012年3月8日 23:04 發表

挺好的

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182.119.24.* 在 2013年1月27日 16:55 發表

創新解決問題的系統論和方法論

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115.193.233.* 在 2013年6月11日 09:00 發表

good

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59.45.73.* 在 2013年12月5日 08:48 發表

很好的方法

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60.219.236.* 在 2013年12月6日 14:18 發表

蛋疼的理論!!!

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110.253.37.* 在 2014年4月7日 14:58 發表

學習的好方法!創新的好理論!

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60.249.237.* 在 2014年7月11日 16:11 發表

還不是很清楚

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58.215.136.* 在 2014年9月30日 15:38 發表

應該學習,轉換思維

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122.228.74.* 在 2014年10月31日 21:49 發表

你這是學的嘛

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58.52.134.* 在 2015年1月6日 17:28 發表

在哪裡能買到書

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218.203.63.* 在 2015年12月23日 00:51 發表

很不錯,含金量很足!

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61.175.244.* 在 2016年10月18日 09:20 發表

初步瞭解TRIE,想學習。

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61.175.244.* 在 2016年10月18日 09:21 發表

初步瞭解TRIZ,想學習。

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122.245.71.* 在 2018年12月16日 19:21 發表

真實不錯的創新方法,成體系,可操作性強

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115.133.79.* 在 2019年3月29日 22:50 發表

好文章

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180.109.146.* 在 2019年6月26日 08:07 發表

期待哦!

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218.249.50.* 在 2019年11月17日 09:44 發表

整理的太優秀了。

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117.172.86.* 在 2020年4月4日 13:31 發表

很好

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117.172.86.* 在 2020年4月4日 16:28 發表

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112.44.36.* 在 2020年5月23日 11:48 發表

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192.168.1.* 在 2020年6月11日 11:28 發表

113.140.68.* 在 2011年9月14日 18:19 發表

真的有用嗎?睡運用到時間中去了嗎?怎麼樣啊?

沒有用就是騙錢的

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