TRIZ概述与理想解解析
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1、简述TRIZ理论的定义、核心思想、主要内容和体系架构。
学习本门课程有哪些好处?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和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。
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。
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。
TRIZ(发明问题的解决理论)TRIZ(发明问题的解决理论)一、什么是TRIZ(发明问题的解决理论)?TRIZ意译为发明问题的解决理论。
TRIZ理论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,其目标是完全解决矛盾,获得最终的理想解。
它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。
二、TRIZ给企业带来了什么?提高开发效率;增加专利数量,提高专利质量;缩短产品上市时间,提高企业自主创新能力和市场竞争优势!到现在为止,TRIZ已经形成了一套较为完整的理论体系和工具,并且在学者们的不断研究中,拓展和开拓了TRIZ的应用领域。
TRIZ理论的应用已经在实践中取得显著的成果。
在国外,美国的福特和波音、德国的西门子等500多家知名企业中,TRIZ理论的应用不仅取得了明显的经济效益,而且极大地提高了企业的自主创新能力。
①福特汽车公司通过学习和应用TRIZ理论,公司技术人员发现利用小热膨胀系数的材料制造轴承,可以更好地解决推力轴承在大负荷时出现偏移的问题;②美国波音公司邀请原苏联的TRIZ专家,对其450名工程师进行了为期2周的培训,在767空中加油机研发的技术方面取得了关键性的突破,从而在竞争中取得成果,战胜空中客车公司,赢得15亿美元空中加油机订单;③某通讯有限公司应用TRIZ理论,在计算机辅助创新平台Pro/Innovator对机顶盒天线连接问题和电磁兼容问题进行了创新性的解决,不仅缩短了新产品研发周期,还节省了大量的研发经费;在国内,无线集团、美的电器、格力电器、TCL等四十余家试点企业,通过TRIZ理论的推广促进本土企业创新团队的培育。
据不完全统计,通过企业试点工作,试点企业应用创新方法解决了实际技术难题,为企业创造直接或间接经济效益,取得了有一定影响力的经济和社会效益,也涌现了一批有示范作用的优秀企业。
第三章最终理想解TRIZ理论,在解决问题之初,首先抛开各种客观限制条件,通过理想化来定义问题的最终理想解(idealfinal result,IFR),以明确理想解所在的方向和位置,保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解,从而避免了传统创新设计方法中缺乏目标的弊端,提升了创新设计的效率。
如果将TRIZ创造性解决问题的方法比作通向胜利的桥,那么最终理想解就是这座桥的桥墩。
3.1理想化简介理想化是科学研究中创造性思维的基本方法之一。
它主要是在大脑之中设立理想的模型,通过思想实验的方法来研究客体运动的规律。
一般的操作程序为:首先要对经验事实进行抽象,形成一个理想客体,然后通过想象,在观念中模拟其实验过程,把客体的现实运动过程简化和升华为一种理想化状态,使其更接近理想指标的要求。
理想化方法最为关键的部分是思想实验,或称理想实验。
它是从一定的原理出发,在观念中按照实验的模型展开的思维活动,模型的运转完全是在思维中进行操作的,然后运用推理得出符合逻辑的实验结论。
思想实验是形象思维和逻辑思维共同作用的结果,同时也体现了理想化和现实性的对立统一。
诚然,思想实验还不是科学实践活动,它的结论还需要科学实验等实践活动来检验,但这并不能否认思想实验在理论创新中的地位和作用。
新的理论往往与常识相距甚远,人们常常为传统观念所束缚,不易走向理论创新,因此,借助于思想实验来进行理论创新以及对新理论加以认同,不失为一种有效的手段。
理想化方法的另一个关键部分是如何设立理想模型。
理想模型建立的根本指导思想是最优化原则,即在经验的基础上设计最优的模型结构,同时也要充分考虑到现实存在的各种变量的容忍程度,把理想化与现实性结合起来。
理想中的优化模型往往具有超前性,这是创新的天然标志。
但是,超前行为只有在现实条件所容许的情况下,其模型的构造才具有可行性。
应当指出的是,理想模型的设计并不一定非要迁就现实的条件,有时候也需要改造现实,改变现实中存在的不合理之处,特别是需要彻底扭转人们传统的落后的思维方式和生活方式,为理想模型的建立和实施创造条件。
什么是TRIZ理论?1 TRIZ概述创新是发展的动力,是世界发展的潮流。
创新在国家的发展中起着非常重要的作用。
传统创新方法易于掌握、易于传播、易于普及,能产生一些创新设想,但命中率低,速度慢,难以解决复杂的技术问题。
创新能力都来自于人的潜能,并可以通过学习和训练来激发和提升。
创新是有规律可循的,这些规律潜藏于解决各种工程技术问题的过程中,通过长期实践中的观察、总结,可以发现这些规律。
在这些理论方法中,TRIZ理论体现出其独有的优势,TRIZ的作用在各种实践中发挥得越来越明显。
TRIZ可以帮助我们进行系统创新,深入了解问题并获得解决方案,简化系统以及克服心理惯性。
什么是TRIZ理论?2 TRIZ的发展TRIZ即发明问题解决理论,它是一套技术创新理论和方法,是一套解决各类工程技术问题的工具。
它的核心在于提供一种有规律可循的非常客观的创新方法。
它系统总结了人类以往在发明和创新方面的想法,从中提炼出一系列有效的法则,用以指导人们系统、高效地解决未来的问题。
TRIZ创新方法源于前苏联,由一位伟大的工程师兼发明家阿奇舒勒和他的同事们创立的,他们分析归纳总结全世界250多万份高水平专利成果后,在1946年总结出一套理论。
根据创新程度的不同,将这些专利技术解决方法分为5个“创新等级”。
TRIZ自创立以来,经历了三个发展阶段:第一个阶段为创立阶段。
这个时期主要创新和完善了TRIZ体系,并在苏联少量应用。
但因为苏联封锁这个理论,外界很少有人知道。
这个时期形成的主要理论有40个发明原理、发明问题解决算法(ARIZ)、最终理想解、科学效应库、物-场模型、标准解和进化法则等;第二个阶段为传播阶段。
苏联解体后,大量的科学家移民到了美国、欧洲、亚洲,创办了一系列的公司,开发基于TRIZ理论的软件系统,并为一些公司提供咨询服务。
这时,其他国家的工程师们才开始了解这个理论。
少量公司在这个时候开始引入TRIZ理论,如1995年开始的宝洁公司和1998年开始的三星公司;第三个阶段为应用阶段。
TRIZ意译为发明问题的解决理论.TRIZ理论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,其目标是完全解决矛盾,获得最终的理想解。
它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。
TRIZ创新理论简介概述TRIZ是俄文теории решенияизобретательских задач 的英文音译Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch的缩写,其英文全称是Theory of the Solution of Inventive Problems(发明问题解决理论)TRIZ是基于知识的、面向人的发明问题解决系统化方法学。
TRIZ是基于知识的方法(1)TRIZ是发明问题解决启发式方法的知识。
这些知识是从全世界范围内的专利中抽象出来的,TRIZ仅triz相关书籍采用为数不多的基于产品进化趋势的客观启发式方法;(2)TRIZ大量采用自然科学及工程中的效应知识;(3)TRIZ利用出现问题领域的知识。
这些知识包括技术本身、相似或相反的技术或过程、环境、发展及进化;(4)TRIZ是面向人的方法,即TRIZ中的启发式方法是面向设计者的,不是面向机器的。
TRIZ理论本身是基于将系统分解为子系统、区分有用及有害功能的实践,这些分解取决于问题及环境,本身就有随机性。
计算机软件仅起支持作用,而不能完全代替设计者,需要为处理这些随机问题的设计者们提供方法与工具。
TRIZ是系统化的方法(1)在TRIZ中,问题的分析采用了通用及详细的模型,该模型中问题的系统化知识是重要的;(2)解决问题的过程系统化,以方便的应用已有的知识。
TRIZ是发明问题解决理论(1)为了取得创新解,需要解决设计中的冲突,但解决冲突的某些步骤是不知道的;(2)未知的解往往可以被虚构的理想解代替;(3)通常理想解可通过环境或系统本身的资源获得;(4)通常理想解可通过已知的系统进化趋势推断。
TRIZ理论TRIZ,中文音译为:萃智;TRIZ,就是"发明问题解决理论"的俄文首字母对应转换为拉丁字母的缩写;Altshuller被尊称为TRIZ之父。
1946年,前联发明家G. S. Altshuller完成了他的第一项成熟的发明——在没有潜水服的情况下,从被困的潜水艇中逃生的方法,也正是在这一年,TRIZ(发明问题解决理论)开始萌芽。
1946年之后,Altshuller逐渐展开发明问题解决理论的研究工作。
当时Altshuller在前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?Altshuller坚信这样的发明创造方法一定存在。
在发现从心理学角度不能很好地揭示发明创造的客观规律之后,他逐渐认识到发明的实质就是技术系统发生根本性变化,他因此将注意力转移到专利文献的分析研究上。
他从来自于世界各地的20多万项专利中挑选了4万已产生发明成就的专利开始进行严格分析。
这一工作成果铸就了TRIZ的理论基础,也为日后将要开发的问题解决工具奠定了基础。
Altshuller在研究过程中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、灭亡的过程,都是有规律可循的。
人们一旦掌握这些规律,能动地进行产品设计并预测产品的未来发展趋势便成为可能。
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。
在他的组织参与下,前联的数十家研究机构、大学、企业组成了TRIZ的研究团体,分析研究了世界200万份发明专利。
经过多年努力,Altshuller与其团队总结出各种技术发展进化遵循的规律模式,以与解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则,建立一个由解决技术问题,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。
TRIZ的九大经典理论体系TRIZ理论包含着许多系统、科学而又富有可操作性的创造性思维方法和发明问题的分析方法。
经过半个多世纪的发展,TRIZ理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的九大经典理论体系。
TRIZ解决问题过程中,将问题的通解具体化是一个难点,这需要有深厚的领域背景知识。
TRIZ理论认为,一个成功的设计可由如下公式描述:S=Pc×Pkn×(1+M)×(1+T)其中:S——成功的设计;Pc——个人解决问题的能力;Pkn——领域知识的水平与经验;M——TRIZ方法论与哲学思想的运用;T——TRIZ工具的运用。
在公式中,Pc和Pkn 都与领域知识有关。
因此,尽管TRIZ理论的创始人阿奇舒勒否认了经验知识在TRIZ 理论中的重要性,但从上述公式可以看出经验知识依然对TRIZ理论的应用构成了重要的支持。
所以,在TRIZ 理论中融入经验思维模式,应是TRIZ理论在应用中的一个发展方向。
(一)TRIZ的技术系统八大进化法则。
阿奇舒勒的技术系统进化论可与达尔文生物进化论和斯宾塞的社会达尔文主义齐肩,称为三大进化论。
TRIZ的技术系统八大进化法则分别是:1、技术系统的S曲线进化法则;2、提高理想度法则;3、子系统的不均衡进化法则;4、动态性和可控性进化法则;5、增加集成度再进行简化法则;6、子系统协调性进化法则;7、向微观级和场的应用进化法则;8、减少人工进入的进化法则。
技术系统的这八大进化法则可应用于产生市场需求、定性技术预测、产生新技术、专利布局和选择企业战略制定的时机等。
它可用来解决难题,预测技术系统,产生并加强创造性问题的解决工具。
(二)最终理想解(IFR)。
TRIZ理论在解决问题之初,首先抛开各种客观限制条件,通过理想化来定义问题的最终理想解(ideal final result,IFR),以明确理想解所在的方向和位置,保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解,从而避免了传统创新涉及方法中缺乏目标的弊端,提升了创新设计的效率。
TRIZ术语TRIZ(萃智)的理论基础和基本思想是:产品或技术系统的进化有规律可循生产实践中遇到的工程矛盾往复出现彻底解决工程矛盾的创新原理容易掌握其他领域的科学原理可解决本领域技术问题TRIZ的核心是消除矛盾及技术系统进化的原理并建立了基于知识消除矛盾的逻辑化方法,用系统化的解题流程来解决特殊问题或矛盾。
下图为TRIZ的理论体系。
TRIZ(萃智)的基本概念STC算子:尺寸(S)-时间(T)-成本(C)算子,一种克服思维惯性的方法,它将物体的尺寸、完成功能的时间和成本因素进行一系列变化的思维试验。
S曲线:一个S形状的曲线,表达时间与主要功能参数的关系。
标准解:按照物场模型描述的问题的典型解决方案模型。
裁剪法:一种分析方法,通过裁剪系统的某个组件,然后把该功能重新分配到其他剩余的组件及超系统组件上,来改善技术系统。
参数:表明任何现象、设备或其工作过程中某一种重要性质的量。
如,汽轮机中蒸气的压力、温度等,是该汽轮机蒸汽的参数;电阻、电感和电容,就是电路的参数。
操作空间:矛盾需求必须得到满足的物理空间。
操作时间:矛盾需求必须得到满足的时间段。
产品:执行功能的目标组件。
场:两个物质之间的相互作用。
如:磁场、电场、热场等。
超系统:包含技术系统和与它有关的其它系统的更大的系统。
创新:即在已有的基础上,提出独特的、新颖的且富于成效的见解与思维创新原理:解决工程问题的一些常用的方法。
多屏幕法:一种克服思维惯性的方法,由技术系统、子系统、超系统以及这三个系统的过去和未来组成九个屏幕,也称为“九屏幕法”。
发明级别:不同的发明可能会对系统、社会、人类等产生不同的影响,按照影响的程度可以把发明分为不同的等级,即发明的级别。
发明问题解决理论:是发明问题解决理论的俄语首字母转换为拉丁字母的缩写。
发明问题解决算法:问题解决工具,把复杂的问题模型转换成标准问题模型,用TRIZ工具能够高效解决。
ARIZ是“发明问题解决算法”的俄语首字母的缩写。
TRIZ理论中最终理解
1、TRIZ解题思路
TRIZ理论,在解决问题之初,首先抛开各种客观限制条件,通过理想化来定义问题的最终理想解(idealfinalresult,第33章章最终理想解——理想化简介
创新思维方法
3
IFR),以明确理想解所在的方向和位置,保证在问题解
决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解,从而避免了
传统创新设计方法中缺乏目标的弊端,提升了创新设计的
效率。
2、理想化
理想化是科学研究中创造性思维的基本方法之一。
它主要是在大脑之中设立理想的模型,通过思想实验的方
法来研究客体运动的规律。
成
第33章章最终理想解——理想化简介
创新思维方法
4
一般的操作程序为:首先要对经验事实进行抽象,形成一
个理想客体,然后通过想象,在观念中模拟其实验过程,
把客体的现实运动过程简化和升华为一种理想化状态,使
其更接近理想指标的要求。
3、思想实验
理想化方法最为关键的部分是思想实验,或称理想实验。
思想实验是从一定的原理出发,在观念中按照实验的模型展开的思维活动,模型的运转完全是在思维中进行操作的,然后运用推理得出符合逻辑的实验结论。
第33章章最终理想解——理想化简介
创新思维方法
5
然后运用推理得出符合逻辑的实验结论。
思想实验是形象思维和逻辑思维共同作用的结果,同时也体现了理想化和现实性的对立统一。
新的理论往往与常识相距甚远,人们常常为传统观念所束缚,不易走向理论创新,因此,借助于思想实验来进行理论创新以及对新理论加以认同,不失为一种有效的手段。