TRIZ理論

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目錄

什麼是TRIZ理論?

  TRIZ的含義是發明問題解決理論,,其拼寫是由“發明問題的解決理論”(Theory of Inventive Problem Solving)俄語含義的單詞TRIZ是俄文теории решения изобретательских задач 的英文音譯Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch的縮寫,其英文全稱是Theory of the Solution of Inventive Problems(發明問題解決理論)。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

  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。

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。

  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。

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:

序號名稱序號名稱序號名稱序號名稱
1分割11預補償21躍過31多孔材料
2分離12等勢性22變有害為有益32改變顏色
3局部性質13相反23反饋33同質性
4不對稱14曲面化24中介物34拋棄與修複
5聯合15動態25自我服務35參數變化
6多功能16未達到或超過的作用26複製36狀態變化
7套裝17維數變化27低成本、不耐用的物體
代替昂貴、耐用的物體
37熱膨脹
8質量補償18機械振動28機械繫統的替代38強氧化
9預加反作用19周期性作用29氣動與液壓結構39惰性介質
10預先作用20連續有效作用30柔性殼體或薄膜40複合材料
  • 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26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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114.253.126.* 在 2016年6月23日 09:40 發表

2016年7月邀您在北京TRIZ 大師培訓班 ,活動行內搜索“OTSM-TRIZ 大師培訓班 與SolvingMill軟體實戰演練”

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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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