TRIZ理论

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什么是TRIZ理论?

  TRIZ的含义是发明问题解决理论,俄文:теории решения изобретательских задач 俄语缩写“ТРИЗ”翻译为“发明家式的解决任务理论”,用英语标音可读为Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch,缩写为TRIZ。英文说法:Theory of Inventive Problem Solving,TIPS,在欧美国家也可缩写为TIPS。

  TRIZ理论是由前苏联发明家阿利赫舒列尔(G. S. Altshuller)在1946年创立的, Altshuller也被尊称为TRIZ之父。1946年,Altshuller开始了发明问题解决理论的研究工作。当时Altshuller在前苏联里海海军的专利局工作,在处理世界各国著名的发明 专利过程中,他总是考虑这样一个问题:当人们进行发明创造、解决技术难题时,是否有可遵循的科学方法和法则,从而能迅速地实现新的发明创造或解决技术难题呢?答案是肯定的!Altshuller发现任何领域的产品改进、技术的变革、创新和生物系统一样,都存在产生、生长、成熟、衰老、灭亡,是有规律可循的。人们如果掌握了这些规律,就能能动地进行产品设计并能预测产品的未来趋势。以后数十年中,Altshuller穷其毕生的精力致力于TRIZ理论的研 究和完善。在他的领导下,前苏联的研究机构、大学、企业组成了TRIZ的研究团体,分析了世界近250万份高水平的发明专利,总结出各种技术发展进化遵循 的规律模式,以及解决各种技术矛盾物理矛盾的创新原理和法则,建立一个由解决技术,实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系,并综合多学科领域 的原理和法则,建立起TRIZ理论体系。

  阿利赫舒列尔和他的TRIZ研究机构50多年来提出了TRIZ系列的多种工具,如冲突矩阵76标准解答ARIZAFD物质--场分析ISQDE8种演化类型科学效应等,常用的有基于宏观的矛盾矩阵法(冲突矩阵法)和基于微观的物场变换法。事实上TRIZ针对输入输出的关系(效应)、冲突和技术进化都有比较完善的理论。

  矛盾(冲突)普遍存在于各种产品的设计之中。按传统设计中的折衷法,冲突并没有彻底解决,而是在冲突双方取得折衷方案,或称降低冲突的程度。TRIZ理论认为,产品创新的标志是解决或移走设计中的冲突,而产生新的有竞争力的解。设计人员在设计过程中不断的发现并解决冲突是推动产品进化的动力。

  技术冲突是指一个作用同时导致有用及有害两种结果,也可指有用作用的引入或有害效应的消除导致一个或几个系统或子系统变坏。技术冲突常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突。

  现实中的冲突是千差万别的,如果不加以归纳则无法建立稳定的解决途径。TRIZ理论归纳出39个通用工程参数描述冲突(目前最新的理论,已经将工程参数扩充到48个,并且提出了商用参数共31个)。实际应用中,首先要把组成冲突的双方内部性能用该39个工程参数中的至少2个来表示,然后在冲突矩阵中找出解决冲突的发明原理。

  TRIZ中的发明原理是由专门研究人员对不同领域的已有创新成果进行分析、总结,得到的具有普遍意义的经验,这些经验对指导各领域的创新都有重要参考价值。目前常用的发明原理有40条,实践证明这些原理对于指导设计人员的发明创造具有重要的作用。当找到确定的发明原理以后,就可以根据这些发明原理来考虑具体的解决方案。应当注意尽可能将找到的原理都用到问题的解决中去,不要拒绝采用任何推荐的原理。假如所有可能的原理都不满足要求,则应该对冲突重新定义并再次求解。

  通过下面一个金鱼法的简单应用,让我们来了解一下TRIZ理论中创造性问题分析方法在现实问题解决中的应用。

  埃及神话故事中会飞的魔毯曾经引起我们无数遐想,那么现在我们不妨一步步分析一下这个会飞的魔毯。

  现实生活中虽然有毯子,但毯子都不会飞的,原因是由于地球引力,毯子具有重量,而毯子比空气重。那么在什么条件下毯子可以飞翔? 我们可以施加向上的力,或者让毯子的重量小于空气的重量,或者希望来自地球的重力不存在。如果我们分析一下毯子及其周围的环境,会发现这样一些可以利用的资源,如空气中的中微子流、空气流、地球磁场、地球重力场、阳光等,而毯子本身也包括其纤维材料,形状、质量等。那么利用这些资源可以找到一些让毯子飞起来的办法,比如毯子的纤维与中微子相互作用可使毯子飞翔,在毯子上安装提供反向作用力的发动机,毯子在没有来自地球重力的宇宙空间,毯子由于下面的压力增加而悬在空中(气垫毯),利用磁悬浮原理,或者毯子比空气轻。这些办法有的比较现实,但有的仍然看似不可能,比如毯子即使很轻,但也比空气重,对这一点我们还可以继续分析。比如毯子之所以重是因为其材料比空气重,解决的办法就是采用比空气轻的材料制作毯子,或者毯子象空中的尘埃微粒一样大小,等等。

  通过上面一个简单分析过程,我们会发现,神话传说中会飞的毯子逐渐走向现实,从中或许我们可以得到很多有趣甚至十分有用的创意。这个简单的应用展示了金鱼法的创造性问题分析原理:即它首先从幻想式构想中分离出现实部分,对于不现实部分,通过引入其它资源,一些想法由不现实变为现实,然后继续对不现实部分进行分析,直到全部变为现实。因此通过这种反复迭代的办法,常常会给看似不可能的问题带来一种现实的解决方案。

  80年代中期前,该理论对其他国家保密,80年代中期,随一批科学家移居美国等西方国家,逐渐把该理论介绍给世界产品开发领域,对该领域已产生了重要的影响。

TRIZ理论核心思想和基本特征

  现代TRIZ理论的核心思想主要体现在三个方面。

  首先,无论是一个简单产品还是复杂的技术系统,其核心技术的发展都是遵循着客观的规律发展演变的,即具有客观的进化规律和模式。

  其次,各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力。

  再就是技术系统发展的理想状态是用尽量少的资源实现尽量多的功能。

TRIZ解决问题的过程

  发明问题解决理论的核心是技术进化原理。按这一原理,技术系统一直处于进化之中,解决冲突是其进化的推动力。进化速度随技术系统一般冲突的解决而降低,使其产生突变的唯一方法是解决阻碍其进化的深层次冲突。

  G.S. Altshuller依据世界上著名的发明,研究了消除冲突的方法,他提出了消除冲突的发明原理,建立了消除冲突的基于知识的逻辑方法,这些方法包括发明 原理(Inventive Principles)、发明问题解决算法ARIZAlgorithm for Inventive Problem Solving)及标准解(TRIZ Standard Techniques)。

  在利用TRIZ解决问题的过程中,设计者首先将待设计的产品表达成为TRIZ问题,然后利用TRIZ中的工具,如发明原理、标准解等,求出该TRIZ问题的普适解或称模拟解(Analogous solution);最后设计者在把该解转化为领域的解或特解。

  

TRIZ理论的基本哲理

  TRIZ理论的基本哲理包括以下6条:

  1、 所有的工程系统服从相同的发展规则。这一规则可以用来研究创造发明问题的有效解,也可用来评价与预测如何求解一个工程系统(包括新产品与新服务系统)的解决方案。

  2、 像社会系统一样,工程系统可以通过解决冲突(Conflicts)而得到发展。

  3、 任何一个发明或创新的问题都可以表示为需求和不能(或不再能)满足这些需求的原型系统之间的冲突。所以,“求解发明问题”与“寻找发明问题的解决方案”就意味着在利用折衷与调和不能被采纳时对冲突的求解。

  4、 为探索冲突问题的解决方案,有必要利用专业工程师尚不知道或不熟悉的物理或其它科学与工程的知识。技术功能和可能实现该功能的物理学、化学、生物学等效应对应的分类知识库可以成为探索冲突问题解的指针。

  5、 存在评价每项发明创造的可靠判据。这些判据是:

  (1) 该项发明创造是否是建立在大量专利信息基础上的?基于偶然发现的少数事例的发明项目不是严肃的研究成果。事实证明,一项重大或重要的发明项目通常是建立在不少于1万到2万项专利(或知产权/版权)研究的基础上。

  (2) 发明人或研究者是否考虑过发明问题的级别?大量低水平的发明不如一项或少量高水平的发明。因为,低水平的发明只能在简单的情况下运用。

  (3) 该项发明是否是从大量高水平的试验中提炼出来的结论或建议?

  6、 在大多数情况下,理论的寿命与机器的发展规律是一致的。因而,“试凑”法很难产生两种或两种以上的系统解。

TRIZ理论主要内容

  创新从最通俗的意义上讲就是创造性地发现问题和创造性地解决问题的过程,TRIZ理论的强大作用正在于它为人们创造性地发现问题和解决问题提供了系统的理论和方法工具。

  现代TRIZ理论体系主要包括以下几个方面的内容:

  1. 创新思维方法与问题分析方法

  TRIZ理论中提供了如何系统分析问题的科学方法,如多屏幕法等;而对于复杂问题的分析,则包含了科学的问题分析建模方法——物-场分析法,它可以帮助快速确认核心问题,发现根本矛盾所在。

  2. 技术系统进化法则

  针对技术系统进化演变规律,在大量专利分析的基础上TRIZ理论总结提炼出八个基本进化法则。利用这些进化法则,可以分析确认当前产品的技术状态,并预测未来发展趋势,开发富有竞争力的新产品。

  3. 技术矛盾解决原理

  不同的发明创造往往遵循共同的规律。TRIZ理论将这些共同的规律归纳成40个创新原理,针对具体的技术矛盾,可以基于这些创新原理、结合工程实际寻求具体的解决方案。

  4. 创新问题标准解法

  针对具体问题的物-场模型的不同特征,分别对应有标准的模型处理方法,包括模型的修整、转换、物质与场的添加等等。

  5. 发明问题解决算法ARIZ

  主要针对问题情境复杂,矛盾及其相关部件不明确的技术系统。它是一个对初始问题进行一系列变形及再定义等非计算性的逻辑过程,实现对问题的逐步深入分析,问题转化,直至问题的解决。

  6. 基于物理、化学、几何学等工程学原理而构建的知识库

  基于物理、化学、几何学等领域的数百万项发明专利的分析结果而构建的知识库可以为技术创新提供丰富的方案来源。

TRIZ理论的创新设计问题解决工具

  阿利赫舒列尔和他的TRIZ研究机构50多年来提出了TRIZ系列的多种工具,如冲突矩阵76标准解答ARIZAFD物质--场分析ISQDE8种演化类型科学效应40个创新原理,39个工程技术特性,物理学、化学、几何学等工程学原理知识库等,常用的有基于宏观的矛盾矩阵法(冲突矩阵法)和基于微观的物场变换法。事实上TRIZ针对输入输出的关系(效应)、冲突和技术进化都有比较完善的理论。这些工具为创新理论软件化提供了基础,从而为TRIZ的实际应用提供了条件。

  TRIZ理论

产品进化理论

  TRIZ中的产品进化理论将产品进化过程分为4个阶段:婴儿期、成长期、成熟期、退出期。处于前两个阶段的产品,企业应加大投入,尽快使其进入成熟期,以便企业获得最大效益;处于成熟期的产品,企业应对其替代技术进行研究,使产品取得新的替代技术,以应对未来的市场竞争;处于退出期的产品,企业利润急剧下降,应尽快淘汰。这些可以为企业产品规划提供具体的、科学的支持。

  产品进化理论还研究产品进化模式、进化定律与进化路线。应用模式、定律与路线,设计者可较快地确定创新设计的原始构思,使设计设计取得突破。

冲突解决原理

  原理是获得冲突解所应遵循的一般规律。TRIZ主要研究技术冲突和物理冲突。技术冲突是指传统设计中所说的折衷,即由于系统本身某一部分的影响,所需要的状态不能达到。物理冲突指一个物体有相反的求。TRIZ引导设计者挑选能解决特定冲突的原理,其前提是要按标准工程参数确定冲突。有39条标准冲突和40条原理可供应用。

物质—场分析标准解

  Altshuller对发明问题解决理论的贡献之一是提出了功能的物质—场(Substance-field)描述方法与模型。其原理为,所有的功能都可分解为两种物质及一种场,即一种功能由两种物质及一种场的三元件组成。产品是功能的一种实现,因此,可用物质—场分析产品的功能,这种分析方法是TRIZ的工具之一。

  依据该模型,Altshuller等提出了76种标准解,并分为如下5类:

  (1)不改变或仅少量改变已有系统:13种标准解;

  (2)改变已有系统:23种标准解;

  (3)系统传递:6种标准解;

  (4)检查与测量:17种标准解;

  (5)简化与改善策略:17种标准解。

  由已有系统的特定问题,将标准解变为特定解即为新概念。

效应

  效应指应用本领域特别是其它领域的有关定律解决设计中的问题。如采用数学、化学、生物、电子等领域中的原理解决机械设计中的创新问题。

ARIZ :发明问题解决算法

  TRIZ认为,一个问题解决的困难程度取决于对该问题的描述或程式化方法,描述的越清楚,问题的解就越容易找到。TRIZ中,发明问题求解的过程是对问题不断描述、不断程式化的过程。经过这一过程,初始问题最根本的冲突被清楚的暴露出来,能否求解已很清楚,如果已有的知识能用于该问题则有解,如果已有的知识不能解决该问题则无解,需等待自然科学或技术的进一步发展。该过程是靠ARIZ算法实现的。

  ARIZ(Algorithm for Inventive-Problem Solving )称为发明问题解决算法,是TRIZ的一种主要工具,是发明问题解决的完整算法,该算法采用一套逻辑过程逐步将初始问题程式化。该算法特别强调冲突与理想解的程式化,一方面技术系统向着理想解的方向进化,另一方面如果一个技术问题存在冲突需要克服,该问题就变成了一个创新问题。

  ARIZ中,冲突的消除有强大的效应知识库的支持。效应知识库包含物理的、化学的、几何的等效应。作为一种规则,经过分析与效应的应用后问题仍无解,则认为初始问题定义有误,需对问题进行更一般化的定义。

  应用ARIZ取得成功的关键在于没有理解问题的本质前,要不断地对问题进行细化,一直到确定了物理冲突。该过程及物理冲突的求解已有软件支持。

常规问题与发明问题

  产品设计是要解决问题。如果产品的初始状态与理想状态之间存在距离,则称之为问题,设计过程是解决问题的过程,是使产品由初始状态通过单步或多步变换实现或接近理想状态的过程。如果实现变换的所有步骤都已知,则称为“常规问题”(Routine problem),如果至少有一步未知,则称为“发明问题”(Inventive problem)。解决常规问题的设计是常规设计,解决发明问题的设计是创新设计。

40种基本措施

  Alshuler等提出的40条发明创造原理是TRIZ理论的核心,其内容如下表所示:

序号名称序号名称序号名称序号名称
1分割11预补偿21跃过31多孔材料
2分离12等势性22变有害为有益32改变颜色
3局部性质13相反23反馈33同质性
4不对称14曲面化24中介物34抛弃与修复
5联合15动态25自我服务35参数变化
6多功能16未达到或超过的作用26复制36状态变化
7套装17维数变化27低成本、不耐用的物体
代替昂贵、耐用的物体
37热膨胀
8质量补偿18机械振动28机械系统的替代38强氧化
9预加反作用19周期性作用29气动与液压结构39惰性介质
10预先作用20连续有效作用30柔性壳体或薄膜40复合材料
  • 1.分割原则
    • a.将物体分成独立的部分。
    • b.使物体成为可拆卸的。
    • c.增加物体的分割程度。

  例:货船分成同型的几个部分,必要时,可将船加长些或变短些.

  • 2.拆出原则

  从物体中拆出"干扰'部分("干扰"特性)或者相反,分出唯一需要的部分或需要的特性。

  与上述把物体分成几个相同部分的技法相反,这里是要把物体分成几个不同的部分.

  例,一般小游艇的照明和其他用电是艇上发动机带动发电机供给的.为了停泊时能继续供电,要安装一个由内燃机传动的辅助发电机.发动机必然造成噪音和振动。建议将发动,机和发电机分置于距游艇不远的两个容器里,用电缆连接.

  • 3.局部性质原则
    • a.从物体或外部介质(外部作用)的一致结构过渡到不一致结构。
    • b.物体的不同部分应当具有不同的功能
    • c.物体的每一部分均应具备最适于它工作的条件。

  例:为了防治矿山坑道里的粉尘,向工具(钻机和料车的工作机构)呈锥体状喷洒小水珠。水珠愈小,除尘效果愈好.但小水珠容易形成雾,这使工作困难.解决办法:环绕小水珠锥体外层再造成一层大水珠。

  • 4.不对称原则
    • a.物体的对称形式转为不对称形式。
    • b.如果物体不是对称的,则加强它的不对称程度,

  例:防撞汽车轮胎具有一个高强度的侧缘,以抵抗人行道路缘石的碰撞。

  • 5.联合原则
    • a.把相同的物体或完成类似操作的物体联合起来,
    • b.把时间上相同或类似的操作联合起来.

  例:双联显微镜组;由一个人操作,另一个人观察和记录。

  • 6.多功能原则

  一个物体执行多种不同功能,因而不需要其他物体。

  例:提包的提手可同时作为拉力器(苏联发明证书187964)。

  • 7.‘玛特廖什卡'原则
    • a.一个物体位于另一物体之内,而后者又位于第三个物体之内,等等。
    • b.一个物体通过另一个物体的空腔。

  例:"弹性振动超声精选机是由两个互相夹紧的半波片构成。其特征是,为了减小精选机的长度和增大它的稳定性,两个半波片制成相互套在一起的空锥体(苏联发 明证书~186781)。在苏联发明证书0462315中,也采用该解决方案来缩小变压器压电元件输出部分的外形尺寸。在苏联发明证书~304027中, 金属拉制设备的"玩偶"是由拉摸组成.

  • 8.反重量原则
    • a.将物体与具有上升力的另一物体结合以抵消其重量。
    • b.将物体与介质(最好是气动力和液动力)相互作用以抵消其重量。

  例:"调节转子风力机转数的制动式离心调节器安在转子垂直轴上。其特征是:为了在风力增大时把转子转速控制在小的转数范围内,调节器离心片做成叶片状,以保证气动制动" (苏联发明证书167784)。

  有趣的是,在发明公式申明显地反映了发明所克服的矛盾.在给定的风力和给定的离心片质量的条件下,获得了一定的转数√为了减少转数(当风力增大时),必须 增大离心片质量;但离心片在旋转,很难靠近它。于是矛盾这样消除,使离心片具有形成气功制动的形状,即把离心片制成具有负迎角的翼状。

  总的设想显面易见:如果需要改变转动物体的质量,而其质量又不能按照一定的要求改变,那么应使该物体成为翼状的,改变翼片运动方向的倾斜角度,便可获得需要方向的附加力。

  • 9.预先反作用原则

  如果按课题条件必须完成某种作用,则应提前完成反作用。

  例:杯形车刀车削方法是:在车削过程中车刀绕自己的几何轴转动。其特征是为了防止产生振动,应预先向杯形车刀施加负荷力,此力应与切削过程中产生的力大小相近,方向相反" (苏联发明证书~536866)

  • 10.预先作用原则
    • a.预先完成要求的作用(整个的或部分的)
    • b.预先将物体安放妥当,使它们能在现场和最方便地点立即完成所需要的作用。
  • 11"予先放枕头"原则

  以事先准备好的应急手段补偿物体的底可靠性。

  例:"用等离子束加工无机材料如光纤。其特征是:为提高机械强度,预先往无机材料上涂敷碱金属或碱土金属的溶液或熔融体" (苏联发明证书522150)。还有人事先涂敷可使小裂缝愈合的物质。按苏联发明证书456594的办法,树枝在锯掉之前套上一个紧箍环,树木感该处有" 病",于是向那里输送营养物质和治疗物质。这样,在树枝被锯之前这些物质便积聚起来,锯后锯口会迅速愈合。

  • 12.等势原则

  改变工作条件,使物体土升或下降.

  例:有一种装置不必使沉重的压模升降;这种装置是在压床上安装了带有输送轨道的附件(苏联发明证书264679).

  • 13、"相反"原则
    • a、不实现课题条件规定的作用而实现相反的作用.
    • b、使物体或外部介质的活动部分成为不动的,而使不动的成为可动的.
    • c.将物体颠倒.

  例:在研究课题9(关于消除灰尘的过滤器)时,我们介绍了苏联发明证书156133,过滤器用两块磁铁制成,在磁铁之间是铁磁粉末。7年之后又有了苏联发 明证书319325.它的过滤器是相反的:对液体或气体进行机械清洗的电磁过滤器,它包括有磁场源和颗粒状磁性材料制的过滤元件,其特征是,为降低单位耗 电量和提高生产率,过滤元件放在磁场源的周围,以形成外部闭式磁路。

  • 14.球形原则
    • a.从直线部分过渡到曲线部分,从平面过渡到球面,从正六面体或平行六面体过渡到球形结构,
    • b.利用棍子、球体、螺旋。
    • c.从直线运动过浑到旋转运动,利用离心力。

  例:把管子焊入管栅的装置具有滚动球形电极。

  • 15.动态原则
    • a、物体(或外部介质)的特性的变化应当在每一工作阶段都是最佳的。
    • b.将物体分成彼此相对移动的几个部分。
    • c.使不动的物体成为动的.

  例:"用带状电焊条进行自动电弧焊的方法,其特征是,为了能大范围地调节焊池的形状和尺寸,把电焊条沿着母线弯曲,使其在焊接过程中成曲线形状" (苏联发明证书258490)。

  • 16.局部作用或过量作用原则

  如果难于取得百分之百所要求的功效,则应当取得略小或略大的功效。此时可能把课题大大简化。

  • 17.向另一维度过渡的原则
    • a.如果物体作线性运动(或分布)有困难,则使物体在二维度(即平面)上移动。相应地,在一个平面上的运动(或分布)可以过渡到三维空间。
    • b.利用多层结构替代单层结构。
    • c.将物体倾斜或侧置.
    • d.利用指定面的反面.
    • e.利用投向相邻面或反面的光流。

  技法17a可以同技法7和15b联合,形成一个代表技术系统总发展趋势的链:从点到线,然后到面,到体,最后到许多个物体的共存.

  例: "越冬圆木在圆形停泊场水中存放,其特征是,为了增大停泊场的单位容积,和减小受冻木材的体积,将圆木扎成捆,其横截面的宽和高超过圆木的长度,然后立着放"(苏联发明证书~2236318)。

  • 18.机械振动原则
    • a、使物体振动。
    • b、如果巳在振动,则提高它的振动频率(达到超声波频率)
    • c.利用共振频率。
    • d.用压电振动器替代机械振动器。
    • e.利用超声波振动同电磁场配合.

  例:"无锯末断开木材的方法,其特征是,为减少工具进入木材的力,使用脉冲频率与被断开木材的固有振动频率相近的工具"(苏联发明证书~307986).

  • 19.周期作用原则
    • a.从连续作用过渡到周期作用(脉冲).
    • b.如果作用已经是周期的,则改变周期性。
    • c.利用脉冲的间歇完成其他作用。

  例:用热循环自动控制薄零件的触点焊接方法是基于测量温差电动势的原理。其特征是,为提高控制的准确度,用高频率脉冲焊接时,在焊接电流脉冲的间隔测量温差电动势(苏联发明证书9336120)。

  • 20.连续有益作用原则
    • a.连续工作(物体的所有部分均应一直满负荷工作)。
    • b.消除空转和间歇运转。

  例:加工两个相交的圆柱形的孔如加工轴承分离环的槽的方法,其特征是,为提高加工效率,使用在工具的正反行程均可切削的钻头(扩孔器)'(苏联发明证书M262582)。

  • 21.跃过原则

  高速跃过某过程或其个别阶段(如有害的或危险的)。

  例:"产胶合板时用烘烤法加工木材,其特征是,为保持木材的本性,在生产胶合板的过程中直接用300~600•C 的燃气火焰短时作用于烘烤木材"苏联发明证书338371)。

  • 22.变害为利原则
    • a.利用有害因素(特别是介质的有害作用)获得有益的效果。
    • b.通过有害因素与另外几个有害因素的组合来消除有害因素。
    • c.将有害因素加强到不再是有害的程度.

  例:"恢复冻结材料的颗粒状的方法,其特征是,为加速恢复材料的颗粒和降低劳动强度,使冻结的材料经受超低温作用" (苏联发明证书N~409938)

  • 23、反向联系原则
    • a.进行反向联系。
    • b.如果已有反向联系,则改变它。

  例:"自动调节硫化物沸腾层焙烧温度规范的方法是随温度变化改变所加材料的流量,其特征是,为提高控制指定温度值的动态精度,随废气中碥含量的变化而改变材料的供给量"(苏联发明证书302382)。

  • 24."中介"原则
    • a.利用可以迁移或有传送作用的中间物体
    • b.把另一个(易分开的)物体暂时附加给某一物体。

  例:"校准在稠密介质由测量动态张力仪器的方法是在静态条件下装入介质样品及置入样品中的仪器。其特征是,为提高校准精度,应利用一个柔软的中介元件把样品及其中的仪器装入" (苏联发明证书354135).

  • 25.自我服务原则
    • a、物体应当为自我服务,完成辅助和修理工作.
    • b.利用废料(能的和物质的).

  例,一般都是利用专门装置供给电焊枪中的电焊条.建议利用电焊电流工作的螺旋管供给电焊条。

  • 26.复制原则
    • a.用简单而便宜的复制品代替难以得到的、复杂的、昂贵的、不方便的或易损坏的物体.
    • b.用光学拷贝(图像)代替物体或物体系统。此时要改变比例(放大或缩小复制品).
    • c.如果利用可见光的复制品,则转为红外线的或紫外线的复制。

  例:"大地测量学直观教具是一个平面艺术全景。其特征是:为进行地形图像全景测量摄影,教具按视距摄影数据制成,并声地形的有代表性的各点上配备缩微视距尺" (苏 联发明证书~86560)

  • 27.用廉价的不持久性代替昂贵的持久性原则

  用一组廉价物体代替一个昂贵物体,放弃某些品质(如持久性).

  例:一次性的捕鼠器是一个带诱饵的塑料管;老鼠通过圆锥形孔进入捕鼠器,孔壁是可伸直的,老鼠只能进,不能出.

  • 28.代替力学原理原则
    • a.用光学,声学、 ‘味学"等设计原理代替力学设计原理。
    • b.用电场.磁场和电磁场同物体相互作用。
    • c、由恒定场转向不定场,由时间固定的场转向时间变化的场,由无结构的场转向有一定结构的场。
    • d.利用铁磁颗粒组成的场.

  例:"在热塑材料上涂金属层的方法是将热塑材料同加热到超过它的熔点的金属粉末接触,其特征是,为提高涂层与基底的结合强度及密实性,在电磁场中进行此过程"(苏联发明证书445712).

  • 29.利用气动和液:压结构的原则

  用气体结构和液体结构代替物体的固体的部分,如充气和充液的结构,气枕,静液的和液体反冲的结构.

  例:为使船的推进器轴同螺杆套连接,'在轴内作一槽,槽内放一弹性空容器(窄"气袋").如果此容器充进压缩空气,则胀大并将螺杆套挤到推进器轴上(苏联 发明证书313741).一般在这种情况下利用金属连接元件,但同‘气袋'连接比较简易,因为不需要精磨相接平面。此外,这种连接可以消除冲击负荷。此项 发明伺后来发表的苏联发明证书~4456.11此较,颇为有趣。该项发明是:运输易碎制品(如排水管)的集装箱里面有一个充气囊,使制品在运输中相互靠紧 不致撞坏。技术领域虽然不同,但课题和解决方法是绝对相同的。在苏联发明证书249583中,起重机抓斗利用充气元件工作,在苏联发明证书409875 中,在锯木装置中利用气囊夹持易碎制品。这类发明极多.看来是停止授与此种建议的专利的时候了.但是,设计教材中规定一个简单原则:如果需要短时间使一种 物体与另一种物体紧紧靠住,则应用"气袋"法.当然,这并不意味着,技法29将不再是发明创造的技法了.

  "气袋"使一个制品紧靠另一个制品,这是典型的物场系统.在该物场系统中,"袋"起着机械场的作用。按照物场系统发展的一般规则,该场必然会过渡到铁磁场 系统.这种过渡确实发生了:在苏联发明证书~534351中提议在"气袋"中加入铁磁粉末,利用磁场使物体挤靠紧。

  • 30.利用软壳和薄膜原则
    • a.利用软壳和薄膜代替一般的结构。
    • b.用软壳和薄膜使物体同外部介质隔离。

  例:"充气混凝土制品的成型方法是在模型里浇注原料,然后在模中静置成型。其特征是,为提高膨胀程度,在浇注模型里的原料上罩以不透气薄膜" (苏联发明证书339406)。

  • 31.利用多孔材料原则
    • a.把物体作成多孔的或利用附加多孔元件(镶嵌,覆盖,等等).
    • b.如果物体是多孔的,事先用某种物质填充空孔。

  例, "电机蒸发冷却系统的特征是,为了消除给电机输送冷却剂的麻烦,活动部分和个别绪构元件由多孔材料制成,例如渗入了液体冷却剂的多孔粉末钢,在机器工作时冷却剂蒸发,因而保证了短时、有力和均匀的冷却"(苏联发明证书187135).

  • 32.改变颜色原则
    • a.改变物体或外部介质的颜色.
    • b.改变物体或外部介质的透明度.
    • c,为了观察难以看到的物体或过程,利用染色添加剂.
    • d.如果已采用了这种添加剂,则采用荧光粉.

  例;美国专利3425412:透明绷带不必取掉便可观察伤情。

  • 33.一致原则

  同指定物体相互作用的物体应当用同一(或性质相近的)材料制成.

  例:"获得固定铸模的方法是用铸造法按芯模标准件形成踌模的工作腔。其特征是,为了补偿在此铸模中成型的制品的收缩,芯模和铸模用与制品相向的材料制造"(苏联发明证书456679).

  • 34.部分剔除和再生原则
    • a.已完成自己的使命或已无用的物体部分应当剔除(溶解.蒸发等)或在工作过程中直接变化.
    • b.消除的部分应当在工作过程中直接再生.

  例:"检查焊接过程的高压区的方法是向高温区加入光导探头。其特征是,为改善在电弧焊和电火花焊接过程中检查高温区的可能性,利用可熔化的探头.它以不低于自己熔化速度的速度被不断地送人检查的高温区"(苏联发明;证书N433397).

  • 35.改变物体聚合态原则

  这里包括的不仅是简单的过渡,例如从固态过渡到液态,还有向"假态"(假液态)和中间状态的过渡,例如采用弹性固体.

  例:联邦德国专利1291210::降落跑道的减速地段建成"浴盆"形式,里面充满粘性液体,上面再铺上厚厚一层弹性物质。

  • 36.相变原则

  利用相变时发生的现象,例如体积改变,放热或吸热,

  例:"密封横截面形状各异的管道和管口的塞头,其特征是,为了规格统一和简化结构,塞头制成杯状,里面装有底熔点合金。合金凝固时膨胀,从而保证了结合处的密封性" (苏联发明证书319806)。

  • 37.利用热膨胀原则
    • a.利用材料的热膨胀(或热收缩).
    • b.利用一些热膨胀系数不同的材料。

  例:苏联发明证书~463423:温室盖用铰链连接的空心管制造,管中装有易膨胀液体。温度变化时,管子重心改变,目此管子自动升起和降落。这是课题30的答案。当然,还可以利用双金属薄板固定在温室盖上。

  • 38.利用强氧化剂原则
    • a.用富氧空气代替普通空气.
    • b.用氧气替换富氧空气。
    • c.用电离辐射作用于空气或氧气。
    • d. 用臭氧化了的氧气.
    • e. 用臭氧替换臭氧化的(或电离的)氧气,

  例:"利用在氧化剂媒介中化学输气反应法制取铁箔。其特征是,为了增强氧化和增大镜箔的均一性,该过程在臭氧媒质中进行" (苏联发明证书261859)。

  • 39.采用惰性介质原则
    • a、用惰性介质代替普通介质。
  • vb.在真空中进行某过程。

  该技法与上述技法正好相反。 例:"预防棉花在仓库中燃烧的方法,其特征是,为提高棉花贮存的可靠性,在向贮存地点运输的过程中用惰性气体处理棉花" (苏联发明证书270170)。

  • 40.利用混合材料原则

  由同种材料转为混合材料.

  例:"在热处理时,为保证规定的冷却速度,采用介质做金属冷却剂,其特征是,冷却剂由气体在液体中的悬浮体构成 (苏联发明证书187060)

TRIZ理论的特点和优势

  相对于传统的创新方法,比如试错法头脑风暴法等,TRIZ理论具有鲜明的特点和优势。它成功地揭示了创造发明的内在规律和原理,着力于澄清和强调系统中 存在的矛盾,而不是逃避矛盾,其目标是完全解决矛盾,获得最终的理想解,而不是采取折衷或者妥协的做法,而且它是基于技术的发展演化规律研究整个设计与开 发过程,而不再是随机的行为。实践证明,运用TRIZ理论,可大大加快人们创造发明的进程而且能得到高质量的创新产品。它能够帮助我们系统的分析问题情 境,快速发现问题本质或者矛盾,它能够准确确定问题探索方向,不会错过各种可能,而且它能够帮助我们突破思维障碍,打破思维定势,以新的视觉分析问题,进 行逻辑性和非逻辑性的系统思维,还能根据技术进化规律预测未来发展趋势,帮助我们开发富有竞争力的新产品。

TRIZ的应用

  在前苏联,TRIZ方法一直被作为大学专业技术必修科目,已广泛应用于工程领域中。苏联解体后,大批TRIZ研究者移居美国等西方国家,TRIZ流传于西方,受到极大重视,TRIZ的研究与实践得以迅速普及和发展。西北欧、美国、台湾等地出现了以TRIZ为基础的研究、咨询机构和公司,一些大学将TRIZ 列为工程设计方法学课程。经过半个多世纪的发展,如今TRIZ理论和方法已经发展成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的理论和方法体系,工程实用性强, 并经过实践的检验,如今它已在全世界广泛应用,创造出成千上万项重大发明,为知名企业取得了重大的经济效益和社会效益。

  TRIZ理论广泛应用于工程技术领域,目前已逐步向其他领域渗透和扩展。应用范围越来越广,由原来擅长的工程技术领域分别是向自然科学、社会科学管理科学、生物科学等领域发展。现在已总结出了40条发明创造原理在工业、建筑、微电子、化学、生物学、社会学、医疗、食品、商业、教育应用的案例,用于指导各领域遇到问题的解决。

  TRIZ是专门研究创新设计的理论,已建立一系列的普适性工具帮助设计者尽快获得满意的领域 解。TRIZ作为技术问题或发明问题解决的一种强有力方法,并不是针对某个具体的机构、机械或过程,而是要建立解决问题的模型及指明问题解决对策的探索方 向。TRIZ的原理、算法也不局限于任何特定的应用领域。它是指导人们创造性解决问题并提供科学的方法、法则。因此,TRIZ 可以广泛应用于各个领域创造性的解决问题。不仅在前苏联得到广泛应用、在美国的很多企业特别是大企业,如波音通用克莱斯勒摩托罗拉等的新产品开发得 到了应用,创造了可观的经济效益。

  据统计, 2003年,三星电子采用 TRIZ 理论指导项目研发而节约相关成本 15 亿美元,同时通过在67个研发项目中运用 TRIZ 技术成功申请了52项专利。仅仅一项创新技术就能对一个跨国企业产生如此大的影响,这种情况是不多见的,TRIZ的创始人 G. S. Altshuller 对此也始料未及。

  从1997年三星引入TRIZ理论到2003年的近7年时间里,三星应用TRIZ 取得了显著的创新成果,但很多创新环节仍然需要 TRIZ 专家的协助才能完成,而且这些专家往往都有十年以上的TRIZ应用经验并通晓不同的工程领域。我们因此称三星的这种创新模式为“专家辅助创新”。

TRIZ理论在中国

  TRIZ理论引入中国也只是近几年的事,但它已经逐渐得到国内诸多科研结构、公司和专家的重视,在以TRIZ理论为核心的创新方法与技术研究应用方面,走在前列的是我国的亿维讯科技有限公司。该公司是一家从事计算机辅助创新技术及技术咨询高新技术企业,他们的创新技术研究水平目前已经处于世界前列。他们 将创新技术研发中心设在世界创新技术理论和应用研究的发源地——白俄罗斯的明斯克,那里有数百名创新技术理论专家,是当今创新技术研究的领跑者;在中国则 设有行业创新技术研发中,着力于创新技术在以中国为中心的工程技术领域的应用和推广。他们提供的一套完整的计算机辅助创新解决方案,正在国内诸多科研院所和大型企业研究机构发挥作用,为快速提升我们创新技术水平提供技术上的支持。

TRIZ理论的实践意义

  TRIZ理论以其良好的可操作性、系统性和实用性在全球的创新和创造学研究领域占据着独特的地位。在经历了理论创建与理论体系的内部集成后,TRIZ理论正处于其自身的进一步完善与发展,以及与其它先进创新理论方法的集成阶段,尤其是已成为最有效的计算机辅助创新技术和创新问题求解的理论与方法基础。

  经过半个多世纪的发展,TRIZ理论已经发展成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的理论和方法体系,它实用性强,并经过实践检验,应用领域也从工程技术领域扩展到管理、社会等方面。现在TRIZ理论在西方工业国家受到极大重视,TRIZ的研究与实践得以迅速普及和发展。如今它已为众多知名企业取得了重大的效益。

  实践证明,运用TRIZ理论,可大大加快人们创造发明的进程,而且能得到高质量的创新产品。它能够帮助我们系统的分析问题情境,快速发现问题本质或者矛 盾,它能够准确确定问题探索方向,不会错过各种可能,而且它能够帮助我们突破思维障碍,打破思维定势,以新的视觉分析问题,进行逻辑性和非逻辑性的系统思 维,还能根据技术进化规律预测未来发展趋势,帮助我们开发富有竞争力的新产品。

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评论(共30条)

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221.1.104.* 在 2008年5月16日 12:16 发表

不知道

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Piaoyizhe (Talk | 贡献) 在 2009年2月15日 22:45 发表

非常好的内容,谢谢!

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222.41.192.* 在 2009年6月19日 16:08 发表

谢谢

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Lio g (Talk | 贡献) 在 2011年1月5日 14:39 发表

好牛啊

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222.180.9.* 在 2011年4月6日 19:01 发表

我要纳入实践

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60.31.198.* 在 2011年6月14日 08:28 发表

太给力啦

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218.28.141.* 在 2011年7月17日 07:16 发表

不错,不错。

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222.185.123.* 在 2011年8月30日 16:30 发表

视野又开阔了一大步

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113.140.68.* 在 2011年9月14日 18:19 发表

真的有用吗?睡运用到时间中去了吗?怎么样啊?

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219.150.126.* 在 2011年10月12日 15:53 发表

学习中

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58.216.233.* 在 2011年11月1日 13:56 发表

可以借鉴部分内容,拓宽了视野和视角。

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121.24.78.* 在 2011年12月20日 12:08 发表

好好学学

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121.8.210.* 在 2012年3月8日 23:04 发表

挺好的

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182.119.24.* 在 2013年1月27日 16:55 发表

创新解决问题的系统论和方法论

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115.193.233.* 在 2013年6月11日 09:00 发表

good

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59.45.73.* 在 2013年12月5日 08:48 发表

很好的方法

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60.219.236.* 在 2013年12月6日 14:18 发表

蛋疼的理论!!!

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110.253.37.* 在 2014年4月7日 14:58 发表

学习的好方法!创新的好理论!

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60.249.237.* 在 2014年7月11日 16:11 发表

還不是很清楚

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58.215.136.* 在 2014年9月30日 15:38 发表

应该学习,转换思维

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122.228.74.* 在 2014年10月31日 21:49 发表

你这是学的嘛

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58.52.134.* 在 2015年1月6日 17:28 发表

在哪里能买到书

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218.203.63.* 在 2015年12月23日 00:51 发表

很不错,含金量很足!

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61.175.244.* 在 2016年10月18日 09:20 发表

初步了解TRIE,想学习。

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61.175.244.* 在 2016年10月18日 09:21 发表

初步了解TRIZ,想学习。

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122.245.71.* 在 2018年12月16日 19:21 发表

真实不错的创新方法,成体系,可操作性强

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!&?Mr.Yang (Talk | 贡献) 在 2019年2月23日 21:19 发表

有什么书介绍吗?

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115.133.79.* 在 2019年3月29日 22:50 发表

好文章

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180.109.146.* 在 2019年6月26日 08:07 发表

期待哦!

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218.249.50.* 在 2019年11月17日 09:44 发表

整理的太优秀了。

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