TRIZ理论详细介绍
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TRIZ理论的主要内容(2017.7.18袁治海)TRIZ是“发明问题解决理论”,中文有称“萃智”。
发明问题解决理论---TRIZ 是由前苏联发明家根里奇•阿齐舒勒(Genrich S. Altshuller)提出的。
1946年阿齐舒勒等学者在研究了世界各国200万份高水平专利的基础上,提出一套具有完整体系的发明问题解决理论和方法——TRIZ。
1、TRIZ是一种哲学,对理想化、资源、功能性、矛盾、空间/时间/作用等给人们指出了鲜明的创造性思维方法;2、TRIZ是一种方法,向人们展示了定义和解决发明问题的路径;3、TRIZ是一种工具,是包含着40个发明原理、最终理想解(IFR)、矛盾矩阵、进化法则、物-场分析、功能分析、知识库/效应库、资源、分离原理等一整套工具。
TRIZ是将一个特定的问题利用TRIZ思维方法,沿着TRIZ的分析和定义问题的路径,将特定问题转换成TRIZ标准问题,然后利用TRIZ工具就可以很容易地找到对应标准问题的标准解,最后通过验证和评价获得特定问题的解。
这个解,绝不是按以往传统的折中解,而是一个消除了矛盾的趋于最终理想的解。
由于TRIZ提供的工具较多,根据不同的问题情境要选择不同的工具来解决各异的发明问题,其运用过程较为复杂。
运用TRIZ时,首先明确待解决的问题。
如果我们的目的是制定产品开发战略,那么我们需要解决的问题是预测技术系统的发展趋势,执行预测分析的步骤。
在执行预测分析的时候,首先要分析当前技术系统所处的阶段,根据进化法则判断当前系统的进化方向,运用八大进化法则来指导如何改进系统,使系统向“最终理想化”进化,并制定相应的解决方案。
然后对筛选出的解决方案进行评价,如果对方案满意则执行方案,如果对方案不满意,则要返回分析问题阶段,重新进行分析,直到获得满意的解决方案。
如果我们的目的是解决具体的产品设计问题,那么我们便执行解决具体问题的流程,首先要对当前的问题进行清晰、全面的陈述,然后构想最终理想解IFR,接着建立物-场模型,再定义当前技术系统中的冲突元素是什么,再根据当前系统中最重要、最突出的冲突,建立一个能反映整个系统关键问题的矛盾模型。
TRIZ理论在机械工程创新中的应用TRIZ理论定义TRIZ的含义是发明问题解决理论,其拼写是由“发明问题的解决理论”(Theory of Inventive Problem Solving),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1964年创立的,他也被尊称为TRIZ之父。
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。
他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。
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。
.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(ARIZ,Algorithm for Inventive Problem Solving)及标准解(1区底 Standard Techniques)。
TRIZ理论概述TRIZ(Theory of Inventive Problem Solving)是由苏联工程师Genrich Altshuller于20世纪50年代提出的一种创新问题解决方法。
TRIZ的主要目标是改进现有技术并创造新技术。
它提供了一套结构化技术和工具,帮助人们解决技术问题,提高创造性解决问题的能力。
TRIZ的核心原理TRIZ的核心原理基于以下基本概念:1. 矛盾存在TRIZ认为创新问题的核心是矛盾存在。
矛盾是指两个或多个相互依赖的需求或条件之间的冲突。
解决问题的关键在于克服这些矛盾。
2. 趋同与分散规律TRIZ认为技术演化本质上是以相对适应和剩余问题解决为基础的。
在技术领域中,存在着“分散规律”和“趋同规律”,即技术的演化趋势可能会同时出现技术的分散和趋同。
3. 比较分析TRIZ鼓励进行比较分析,通过比较不同的产品、系统或过程来发现共性和差异。
这种分析有助于发现问题的根源和解决方案。
4. 资源利用TRIZ鼓励充分利用现有资源解决问题。
这包括有效利用现有知识、经验和技术,以及利用现有的可用部件和技术解决方案。
TRIZ的解决问题工具TRIZ提供了一些工具和方法来帮助寻找解决技术问题的创新思路。
以下是一些常用的TRIZ工具:1. 分析矛盾矩阵分析矛盾矩阵是TRIZ中最常用的工具之一。
它基于现有的技术矛盾模式,帮助解决问题并提供相应的解决方案。
2. 模式识别模式识别是TRIZ中的另一个重要工具。
它通过比较并识别相似的问题和解决方案模式,帮助解决当前问题。
3. 发明原理发明原理是TRIZ中的基本原理,用于解决技术问题。
它提供了一系列解决方案,通常与不同的矛盾模式相关联。
4. 趋同和分散TRIZ鼓励应用趋同和分散规律来解决问题。
趋同规律用于寻找与已有技术类似的方案,而分散规律则用于创造与现有技术不同的新方案。
5. 短路演化短路演化是一种通过跳过繁琐的演化过程来解决问题的方法。
它可以帮助找到更快、更有效的解决方案。
triz方法及解释TRIZ,全称为Theory of Inventive Problem Solving(创造性问题解决理论)是由前苏联工程师捷列奇基发展的一种创新方法论。
TRIZ的核心思想是通过系统化的方法来解决问题,以提高创新能力和解决技术难题。
TRIZ已经在企业和创新领域得到广泛应用,并且被证明是一种有效的工具。
TRIZ的方法和原则可以应用于不同的领域和问题。
它提供了一种系统的框架,以帮助工程师和创新者在面对问题时进行思考和创新。
TRIZ方法的核心思想是,任何问题都可以在已有的知识和经验的基础上找到更好、更高效的解决方案。
通过运用TRIZ方法,可以发现新的解决方案、改进产品和工艺,并提高创新能力。
TRIZ方法有五个基本原则,这些原则是TRIZ问题解决的基础。
1.矛盾原则:TRIZ认为,创新和问题的核心在于解决矛盾。
通过解决矛盾,可以找到更好的解决方案。
矛盾主要分为技术矛盾和物理矛盾。
2.系统化原则:TRIZ鼓励从系统的角度来看问题。
它认为问题往往是由于系统中的互相作用和关系引起的。
通过理解和优化系统中的各个组成部分,可以找到更好的解决方案。
3.演化原则:TRIZ认为创新的过程是演化的过程。
它鼓励通过分析技术和产品的演化历史,寻找创新的方向和可能性。
4.通用原则:TRIZ提供了一系列通用原则,这些原则可以被广泛应用于各种领域和问题。
这些原则可以帮助工程师和创新者在解决问题时提供指导和启发。
5.模型原则:TRIZ通过模型来描述和解决问题。
它运用了一系列的模型和方法,例如矛盾矩阵、发明原理、物质场分析等。
这些模型和方法可以帮助工程师和创新者更好地理解问题,并提供方向和解决思路。
除了这些基本原则,TRIZ还提供了一系列的工具和方法,如矛盾矩阵、发明原理、弯曲空间等。
这些工具和方法可以帮助工程师和创新者深入分析问题,提供基于已有知识和经验的创新方案。
矛盾矩阵是TRIZ中常用的工具之一。
它通过横轴和纵轴的分类,将已有的技术和创新方案进行了系统化的整理。
Triz理论的基本原理及应用1. 什么是TrizTriz,即理论和发明解决问题的方法,是由俄罗斯工程师基飞尔·苏留科夫在二十世纪五六十年代提出的一种创新方法论。
通过对全球数千个专利和创新思维过程的研究,苏留科夫总结出了一套科学的发明创新规律,即Triz理论。
2. Triz的基本原理Triz基于创新思维的基本原理,其中包括以下几个核心概念:2.1 矛盾理论矛盾理论是Triz的核心思想之一。
矛盾指的是在实现一定目标时,相互矛盾的诉求或条件。
在Triz中,通过解决矛盾来寻找创新的解决方案。
常见的矛盾包括时间与空间、稳定性与灵活性等。
2.2 创新原则Triz中有许多被称为创新原则的基本思维模式,这些原则可以帮助人们找到创新的思路。
一些常见的创新原则包括逆向思维、局部改变、资源转化等。
这些原则是根据苏留科夫对创新案例的分析总结而来。
2.3 理想终局理想终局是指对于一种系统或产品,通过不断改进和演化,最终实现的完美状态。
理想终局是一个目标,可以帮助人们理清问题的本质,从而找到更有效的解决方案。
2.4 引用与引导创新Triz提供了一系列的工具和方法,可以帮助人们引导和激发创新思维。
这些工具包括问题分析、功能分析、物质与场域的变化等。
这些工具可以帮助人们更清晰地定义问题,并提供了系统性的思考路径。
3. Triz的应用领域Triz作为一种创新思维方法,可以在多个领域中应用。
以下是Triz在不同领域的应用案例:3.1 工程设计Triz在工程设计中有广泛的应用。
通过运用Triz的原理和工具,工程师可以发现并解决产品设计中的矛盾点,达到更好的设计效果。
同时,Triz可以提供新的思路和方法,帮助工程师克服技术难题。
3.2 制造业在制造业领域,Triz可以用来改进生产过程,提高生产效率。
通过分析生产过程中的矛盾和问题,运用Triz原则找到解决方案,可以降低成本、提高质量和效率。
3.3 服务行业Triz可以用来优化服务流程,提升服务质量。
TRIZ理论的主要内容(一)冲突解决理论1、技术冲突解决原理TRIZ提出描述技术冲突的39个通用工程参数:运动物体质量、静止物体质量、运动物体长度、静止物体长度等。
为了解决技术冲突,TRIZ理论提出了40 项发明原理,如分割、分离、局部质量、不对称等。
通过研究,Altshuller提出了冲突矩阵,该矩阵将描述技术冲突的39个工程参数与40条发明原理建立了对应关系,解决了设计过程中选择发明原理的难题。
2、物理冲突解决原理Terninko于1998年提出的物理冲突描述方法为:(1)为实现关键功能,子系统要具有一有用功能,但为了避免出现一有害功能,子系统又不能具有上述有用功能。
(2)关键子系统的特性必须是一大值以能取得有用功能,但又必须是一小值以避免出现有害功能。
(3)关键子系统必须出现以取得一有用功能,但又不能出现以避免出现有害功能。
TRIZ提出采用分离原理解决物理冲突的方法,包括空间分离和时间分离、基于条件的分离、整体与部分的分离。
英国Bath大学的Mann提出,解决物理冲突的分离原理与解决技术冲突的发明原理之间存在关系,一条分离原理可以与多条发明原理存在对应关系。
(二)物—场模型分析方法物—场分析是用符号表达技术系统变换的建模技术。
物—场模型分析方法产生于1947—1977年,每一次的改进都增加了新的可用的知识,现在已经有了76 种标准解。
这些标准解是最初解决问题方案的精华,因此,物—场分析为我们提供了一种方便快捷的方法,利用这种方法,可以在汲取基本知识的基础上产生不同想法。
TRIZ理论认为,技术系统构成要素S1、作用体S2、场 F三者缺一就会造成系统不完整。
而当系统中某一物质的特定机能没有实现时,系统就会产生问题。
为了控制这一物质产生的问题,有必要引入另外的物质。
由此产生这些物质之间的相互作用并伴随能量(场)的产生、变换、吸收等,物—场模型也从一种形式变换为另一种形式。
因此各种技术系统及其变换都可用物质和场的相互作用形式表述。
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,前苏联发明家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?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,前苏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及其团队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。
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。
在前苏联,大多数有工程专业的高等学府,都长期为学生提供TRIZ理论课程。
TRIZ同时也广泛应用于前苏联的工程领域中。
苏联解体后,随着大批TRIZ理论研究者移居美国等西方国家,TRIZ也在西方迅速流传开,并受到极大重视,而TRIZ的研究与实践随之得以普及和发展。
之后不久,西北欧、美国、日本、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。
经过无数实践检验的TRIZ理论,具有工程实用性强等显著特征,如今正在被全世界广泛应用,创造出成千上万项重大发明,为众多知名企业取得了重大的经济效益和社会效益。
TRIZ理论进入中国应该在上世纪70-80年代,但对其深入研究和应用则是近10年的事情。
近年来,TRIZ理论已经逐渐得到国内诸多科研机构、公司和专家的重视。
作为长期从事计算机辅助创新技术及相关工具开发和技术咨询的高新技术企业,亿维讯一直走在以TRIZ理论为核心的创新方法及其计算机实现技术的研究开发与行业应用的前列,是当今世界创新技术研发的领跑者。
亿维讯在中国北京设有CAI研发管理中心和行业创新技术研发中心,在白俄罗斯的明斯克设有CAI研发中心,共同负责公司核心技术和产品研发、以及行业创新解决方案的定制研发,致力于创新方法和技术在中国和世界各地的应用和推广。
亿维讯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,为快速提升我们国家的创新技术水平提供技术上的支持。
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。
辅助功能:为了更好执行一个基本功能所服务的功能,是支撑基本功能的功能。
根本原因:在因果链中导致结果出现的最初原因。
工程问题:在工程领域出现的技术问题。
工具:执行功能的组件。
功能:研究对象能够满足人们某种需求的一种属性。
功能对象/受体:功能承受者,由于执行功能导致其参数被改变。
功能分类:描述功能的特征。
如有用、有害、中性。
功能分析:是从技术系统抽象的“功能”角度来分析系统,分析系统执行或完成其功能的状况。
功能级别:有用功能的重要程度。
实际作用与所需要的功能参数值之间的比值。
如果实际值>需要值时,就是过度;如果实际值<需要值时,定义为不足;如果两个值相等,就定义为正常。
功能载体:实施功能的物体功能再分配:将被裁剪组件的有用功能分配给系统其它组件。
化学效应:化学领域的科学原理、定律、法则等。
基本功能:与对象的主要目的直接有关的功能,是对象存在的主要理由。
几何效应:在几何学中使用的科学原理、定律、法则等。
技术矛盾:是两个参数之间的矛盾,改善系统的某一个参数,导致另一个参数的恶化。
技术系统:由系统组件组成,为满足人们(社会)的需求而实现某种功能的系统,该系统必须有一个功能是其子系统共同完成的。
技术系统进化法则:技术系统与生物系统一样也有一个进化发展的过程,并且这个进化发展过程是具有一定的规律性的,这些技术系统进化发展的规律就是技术系统进化法则。
技术系统进化趋势:技术系统从一个阶段发展到另一个阶段的发展方向,这些方向是对各种技术系统进行科学统计的结果。
技术预测:是对有关技术发展趋势、技术发明、应用成果及经济前景、社会影响等方面的预测。
技术预测还可以根据技术发展阶段分为基础研究预测、应用研究预测、开发研究预测、生产需求预测等。
价值:对象所具有的功能与获得该功能的全部成本之比。
价值分析:分析技术系统的价值的方法。
金鱼法:金鱼法是一种克服思维惯性的方法,它从幻想式解决构想中区分现实和幻想的部分,再从幻想的部分继续分出现实与幻想两部分,反复进行这样的划分,直到问题的解决构想能够实现时为止。
科学效应:科学原理、定律、法则等。
效应是在特定条件下,在技术系统中自然规律体现的结果,是场(能量)与物质之间相互作用的体现。
效应也可以看作是一种功能,它使用物质、场或二者的组合,将输入作用转换成所需的输出作用。
控制系统:是技术系统的一部分,用来控制技术系统其他部分的功能,如空调系统的恒温调节器。
理想度:有用功能/(有害功能+成本消耗)理想方法:就是不消耗能量及时间,但通过自身调节,能够获得所需的功能。
理想过程:就是只有过程的结果,而无过程本身,突然就获得了结果。
理想机器:就是没有质量、体积、但能完成所需的工作。
理想物质:就是没有物质,功能得以实现。
理想系统:就是没有实体,没有物质,也不消耗能量,但能实现所有需要的功能。
理想资源:就是存在无穷无尽的资源,供随意使用,而且不必付费。
流程:为达到一定的目的,由一系列顺序动作组成的活动序列矛盾:在事物中存在的既对立又统一的现象。
矛盾矩阵:是一种问题解决工具,由39个通用工程参数构成的39×39矩阵表格,用来查找创新原理编号以解决技术矛盾。
能量源:是技术系统的超系统的组成部分,产生系统运行的能量,比如汽车发动机。
生物效应:生物领域使用的科学原理、定律、法则等。
思维惯性:在过去获得的经验和知识的基础上形成的感性认识,逐渐沉淀成为一种特定的认知模式。
问题情境分析:识别系统以外的环境、情况等限制因素对结果的影响。
物场分析:利用物质和场来描述系统问题的方法叫做物场分析方法,有时也称为物场理论。
物场模型:由两种物质和一种场组成的系统模型。
物场破坏:现有的物场模型存在有害作用,为了消除这种有害作用,而必须采取的动作。
物理矛盾:是针对物体的同一个参数产生两种完全相反的要求而产生的矛盾。
物理效应:物理学领域的科学原理、定律、法则等。
物质:一切物体,如水、空气、人等。
相互作用分析:功能分析的一部分,明确组件模型中各个组件之间的相互作用。
相互作用矩阵:分析系统与超系统中组件之间相互作用的表格。
小人法:一种克服思维惯性的方法,当系统内的某些组件不能完成其必要的功能,并表现出相互矛盾的作用时,用一组小人来代表这些不能完成特定功能的部件。