發(fā)明問題解決理論及應(yīng)用-TRIZandApplication課件

1發(fā)明問題解決理論及應(yīng)用

(TRIZIntroductionandApplication)陳子順1發(fā)明問題解決理論及應(yīng)用

(TRIZIntroducti2主要內(nèi)容一、TRIZ的起源二、TRIZ的發(fā)展現(xiàn)狀三、TRIZ的主要工具四、TRIZ解決問題模型五、TRIZ的工具應(yīng)用六、如何將TRIZ帶入組織2主要內(nèi)容一、TRIZ的起源3一、TRIZ的起源1、什么是TRIZ？■

TRIZ是發(fā)明問題解決理論的俄文縮寫，其英文為TheoryofInventiveProblemSolving,TIPS?！?/p>

TRIZ是由前蘇聯(lián)的Altshuller和他的同事們從

1946至1985年開發(fā)出來的用于解決發(fā)明問題的理論。■

目前，對TRIZ的研究和實(shí)踐已遍及整個(gè)世界。GenrichAltshuller1926-19983一、TRIZ的起源1、什么是TRIZ？GenrichAl4一、TRIZ的起源2、驅(qū)使TRIZ理論研究的動(dòng)因■

TRIZ理論的研究是從“具有創(chuàng)造性的先進(jìn)技術(shù)發(fā)明存在著普遍性的原理”這一假設(shè)開始的?！鋈绻麑⑦@些“普遍性的原理”識(shí)別出來并進(jìn)行歸納總結(jié)，那么將會(huì)指導(dǎo)人們?nèi)プ鞲蓄A(yù)見性的發(fā)明和創(chuàng)造活動(dòng)?！?/p>

TRIZ理論通過研究250萬件高水平專利，對其發(fā)明的水平進(jìn)行分析和分類，以尋求創(chuàng)新的原理。4一、TRIZ的起源2、驅(qū)使TRIZ理論研究的動(dòng)因5一、TRIZ的起源TRIZ：大量專利抽取=工程知識(shí)抽取關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)

發(fā)明問題定義

發(fā)明的級別

進(jìn)化模式

發(fā)明的模式高水平專利(世界范圍)發(fā)明專利轉(zhuǎn)化通用原理5一、TRIZ的起源TRIZ：大量專利抽取=工程知識(shí)抽取6一、TRIZ的起源3、分析大量專利的三個(gè)重要發(fā)現(xiàn)（1）問題和問題解決方法是重復(fù)出現(xiàn)的并有跨行業(yè)、跨學(xué)科的特性。（2）技術(shù)進(jìn)化模式是重復(fù)出現(xiàn)的且有跨行業(yè)、跨學(xué)科的特性。（3）創(chuàng)新經(jīng)常是應(yīng)用了行業(yè)以外的科學(xué)成果而得到的。6一、TRIZ的起源3、分析大量專利的三個(gè)重要發(fā)現(xiàn)7二、TRIZ的發(fā)展現(xiàn)狀1、TRIZ在國際上的發(fā)展■在上世紀(jì)80年代，隨著許多前蘇聯(lián)的科學(xué)家移居歐、美等西方國家，TRIZ也相應(yīng)地傳到了世界范圍內(nèi)的各研究領(lǐng)域并引起高度重視，同時(shí)也對包括產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計(jì)等各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生了重要的影響?！鲈谇疤K聯(lián)和現(xiàn)在的俄羅斯，TRIZ理論一直作為大學(xué)里必修的專業(yè)技術(shù)課同時(shí)也廣泛用于工程等領(lǐng)域?！鲈诿绹?，許多大學(xué)也將TRIZ列入其必修課程，同時(shí)成立了許多TRIZ的研究的咨詢機(jī)構(gòu)以提高各領(lǐng)域的創(chuàng)新能力。7二、TRIZ的發(fā)展現(xiàn)狀1、TRIZ在國際上的發(fā)展8二、TRIZ的發(fā)展現(xiàn)狀1、TRIZ在國際上的發(fā)展

目前，TRIZ在許多世界級公司均有應(yīng)用，如：福特、摩托羅拉、保潔、禮來、3M、西門子、飛利浦、LG、三星等。2、TRIZ在國內(nèi)的發(fā)展

我國于1997年開始研究TRIZ理論及其應(yīng)用。目前，研究TRIZ

理論仍集中在部分高校內(nèi)，如河北工業(yè)大學(xué)、山東大學(xué)、南京航天航空大學(xué)、華中科技大學(xué)等。其中由河北工業(yè)大學(xué)檀潤華教授領(lǐng)導(dǎo)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究所主要致力于TRIZ理論的應(yīng)用研究和以TRIZ為核心的CAI軟件的開發(fā)并取得了重要的成果。8二、TRIZ的發(fā)展現(xiàn)狀1、TRIZ在國際上的發(fā)展9三、TRIZ的主要工具（一）TRIZ工具的特點(diǎn)1、

許多項(xiàng)目常會(huì)遇到雖經(jīng)分析但仍不知道下一步該如何做的關(guān)鍵點(diǎn)。這時(shí)項(xiàng)目組必須具有創(chuàng)造性以弄清該如何做。2、

許多普通的工具如頭腦風(fēng)暴等方法它們依賴于直覺以及團(tuán)隊(duì)成員個(gè)人的知識(shí)，因此這種基于心理慣性的方法是有局限性的，而且由此得到的結(jié)果往往是不能預(yù)測的，也是不可重復(fù)的。3、TRIZ是一個(gè)基于邏輯和數(shù)據(jù)而不是直覺的問題解決方法。TRIZ

促進(jìn)了項(xiàng)目小組解決問題的創(chuàng)造性和能力。由于TRIZ的結(jié)構(gòu)和算法，它能夠提供再現(xiàn)性和可預(yù)測性。

9三、TRIZ的主要工具（一）TRIZ工具的特點(diǎn)10三、TRIZ的主要工具（一）TRIZ工具的特點(diǎn)4、TRIZ是一門國際性的創(chuàng)造科學(xué)，它依賴于問題及解決方法模式的研究，而不是依靠自發(fā)的和個(gè)人或團(tuán)體的直覺。在分析近300

萬專利的基礎(chǔ)上總結(jié)出了具有可預(yù)測性和突破解的模式。5、TRIZ在企業(yè)中的應(yīng)用可有多種層面，如開發(fā)設(shè)計(jì)、質(zhì)量管理、六西格瑪流程、TPM、項(xiàng)目管理、風(fēng)險(xiǎn)管理以及組織創(chuàng)新的舉措等。10三、TRIZ的主要工具（一）TRIZ工具的特點(diǎn)11三、TRIZ的主要工具（二）TRIZ工具及應(yīng)用1、技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化理論

▲

是TRIZ的主要理論基礎(chǔ)。技術(shù)進(jìn)化理論深層次的哲學(xué)就是每一個(gè)人造的產(chǎn)品（或技術(shù)系統(tǒng)）都是以系統(tǒng)的途徑根據(jù)一般的規(guī)律和進(jìn)化的趨勢，來提供某些功能價(jià)值。

▲

Altshuller在做出這一結(jié)論的基礎(chǔ)上進(jìn)行全面研究成千上萬的專利，并通過書籍和文章介紹了歷史上技術(shù)產(chǎn)品的進(jìn)化。該TRIZ的進(jìn)化定律和趨勢是獨(dú)立于任何技術(shù)領(lǐng)域的。11三、TRIZ的主要工具（二）TRIZ工具及應(yīng)用12三、TRIZ的主要工具2、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律

▲總體上，TRIZ提出了10個(gè)進(jìn)化趨勢和定律。一些趨勢還包括更具體的路線和模式，顯示一個(gè)系統(tǒng)或其組成部分如何隨著時(shí)間而進(jìn)化。

▲

該TRIZ的進(jìn)化趨勢和定律是非常強(qiáng)大的知識(shí)體系。從系統(tǒng)內(nèi)在的進(jìn)化觀點(diǎn)上看，它提供了關(guān)于選擇一個(gè)產(chǎn)品或技術(shù)在未來將會(huì)發(fā)生什么的預(yù)測基礎(chǔ)。12三、TRIZ的主要工具2、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律13三、TRIZ的主要工具2、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律

▲TRIZ中的技術(shù)進(jìn)化理論是由Altshuller等在前蘇聯(lián)通過多年的研究所提出的，該理論目前有幾種表現(xiàn)形式。其中，直接進(jìn)化理論（DirectedEvolution,DE）是TRIZ理論的一個(gè)分支，自上世紀(jì)80

年代中期到現(xiàn)在一直處于發(fā)展之中，1994年正式命名為直接進(jìn)化理論（DE）?！?/p>

DE的核心是技術(shù)進(jìn)化過程的管理與控制。該理論認(rèn)為，產(chǎn)品進(jìn)化有10種模式，每種模式下有多條進(jìn)化路線。進(jìn)化模式與進(jìn)化路線的應(yīng)用，使設(shè)計(jì)者能產(chǎn)生產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的原始構(gòu)思。13三、TRIZ的主要工具2、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律

▲TRIZ14三、TRIZ的主要工具2、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律

▲TRIZ的10種進(jìn)化模式模式1：進(jìn)化階段模式2：增加理想化水平模式3：增加資源的包含量模式4：系統(tǒng)零部件的非均衡發(fā)展模式5：增加系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性與可控性模式6：通過增加系統(tǒng)的復(fù)雜性使問題得到簡化模式7：零件之間的匹配與不匹配模式8：向微觀進(jìn)化模式9：增加場的應(yīng)用模式10：減少人的介入14三、TRIZ的主要工具2、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律

▲TRIZ15三、TRIZ的主要工具2、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律模式1：進(jìn)化階段技術(shù)系統(tǒng)的生命周期為：出生、成長、成熟、退出，即滿足S—曲線。根據(jù)產(chǎn)品已有的信息，完成下面的任務(wù)：＊確定產(chǎn)品核心技術(shù)在S—曲線上的位置＊確定產(chǎn)品目前及今后的商業(yè)目標(biāo)＊確定應(yīng)避免的典型錯(cuò)誤＊形成產(chǎn)品或技術(shù)系統(tǒng)研發(fā)的戰(zhàn)略目標(biāo)

性能

嬰兒期成長期成熟期退出期系統(tǒng)的S曲線時(shí)間15三、TRIZ的主要工具2、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律性能嬰兒16三、TRIZ的主要工具2、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律模式2：增加理想化水平系統(tǒng)的理想化水平定義為：系統(tǒng)的所有有用功能與有害功能之比，如下式所示：理想度=所有有用功能所有有害功能16三、TRIZ的主要工具2、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律理想度=所有17三、TRIZ的主要工具2、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律模式2：增加理想化水平下面是增加理想化水平的一些方法：＊增加有用功能的個(gè)數(shù)。包括吸收其它系統(tǒng)或環(huán)境中的有用功能，或發(fā)明新的有用功能。＊改善有用功能的質(zhì)量。＊減少有害功能的個(gè)數(shù)。包括消除或抵消有害功能；＊將有害功能移到另一系統(tǒng)或部件中，使有害功能不起關(guān)鍵作用；＊找到有害功能的合理應(yīng)用。＊減少有害參數(shù)的幅值。＊將上述各種方法組合，增大理想度（Ideality）。17三、TRIZ的主要工具2、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律18三、TRIZ的主要工具2、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律模式10：減少人的介入在如下的各種條件下代替人：（1）操作層面：＊用簡單的機(jī)械工具代替人的手、腳、牙等。＊用機(jī)械能量傳遞裝置、蓄能裝置與人的動(dòng)力結(jié)合，如杠桿、千斤頂、彈簧、等都是能夠與人的動(dòng)力相結(jié)合的機(jī)械能量傳遞裝置。＊采用非人力能源，如生畜、風(fēng)、水、蒸汽、電、核能等的能量。（2）控制層面：＊采用工具控制系統(tǒng)，如舵、方向盤、螺旋漿、導(dǎo)軌等。＊采用專用裝置傳遞控制命令，如放大器、濾波器、調(diào)制/解調(diào)器等。＊采用裝置來產(chǎn)生控制命令：凸輪、按鈕等。（3）決策層面：＊采用各種傳感器代替人對信息的感知。＊采用裝置采集并處理過程信息。＊采用裝置進(jìn)行信息分析與決策。18三、TRIZ的主要工具2、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律19三、TRIZ的主要工具2、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律模式10：減少人的介入(舉例)(FromCREAXInnovationSuite3.1)19三、TRIZ的主要工具2、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律(From20三、TRIZ的主要工具2、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律▲進(jìn)化路線＊進(jìn)化路線指出了產(chǎn)品進(jìn)化的狀態(tài)序列，其實(shí)質(zhì)是產(chǎn)品如何從一種舊的核心技術(shù)移動(dòng)到一種新的核心技術(shù)，新舊核心技術(shù)所完成的基本功能相同，但新技術(shù)的性能極限提高，或成本降低。也就是產(chǎn)品沿進(jìn)化路線進(jìn)化的過程是新舊核心技術(shù)更替的過程。＊基于當(dāng)前產(chǎn)品核心技術(shù)所處的狀態(tài)，按照進(jìn)化路線，通過設(shè)計(jì)，可使其移動(dòng)到新的狀態(tài)。核心技術(shù)通過產(chǎn)品的特定結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)品進(jìn)化過程的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)化的過程。20三、TRIZ的主要工具2、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律21三、TRIZ的主要工具3、理想解（IdealFinalResult，IFR）

＊在TRIZ理論中，在問題解決之初，先拋開各種約束條件并設(shè)立各種理想模型，即以最優(yōu)的模型結(jié)構(gòu)來分析問題，并將達(dá)到理想解作為追求的目標(biāo)。這有助于制定理想解有助于正確地設(shè)立目標(biāo)以及抵制心理慣性的影響?，F(xiàn)狀障礙目標(biāo)(IFR)現(xiàn)狀障礙目標(biāo)(IFR)一般思考模式使用IFR思考模式21三、TRIZ的主要工具3、理想解（IdealFina22三、TRIZ的主要工具3、理想解（IdealFinalResult，IFR）

＊理想化模型中包含所要解決問題的相關(guān)要素，可以是理想系統(tǒng)、理想過程、理想資源、理想方法、理想機(jī)器、理想物質(zhì)等。

理想系統(tǒng)：是沒有實(shí)體，沒有物質(zhì)，也不消耗能源,但能實(shí)現(xiàn)所有要求的功能。

理想過程：是只有過程的結(jié)果，而無過程本身，即突然就獲得了結(jié)果。

理想資源：是不用付費(fèi)，任意使用且無窮無盡的資源。

理想方法：不消耗能量及時(shí)間，但通過自身調(diào)節(jié)，能夠獲得所需的效應(yīng)。

理想機(jī)器：沒有質(zhì)量、沒有體積，但能完成所需要的工作。

理想物質(zhì)：沒有物質(zhì)，但功能能夠得以實(shí)現(xiàn)。22三、TRIZ的主要工具3、理想解（IdealFina23三、TRIZ的主要工具3、理想解（IdealFinalResult，IFR）

理想解的確定：

＊由于設(shè)計(jì)者受設(shè)計(jì)心理慣性的影響，常常使自己陷于問題當(dāng)中而不能自拔，解決問題大多采用折中法其結(jié)果就是難以從根本上解決問題。＊以IFR來觀察和認(rèn)識(shí)問題，將會(huì)得到完全不同的從根本上解決問題的思路。＊確定IFR的步驟：

第一步：設(shè)計(jì)的最終目的是什么？第二步：理想解是什么？第三步：達(dá)到理想解的障礙是什么？第四步：出現(xiàn)這種障礙的結(jié)果是什么？第五步：不出現(xiàn)這種結(jié)果的條件是什么？第六部：創(chuàng)造這種條件的可用資源是什么？IFR的四個(gè)特點(diǎn)：1、保持原系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)2、消除了原系統(tǒng)的不足3、未使系統(tǒng)變得復(fù)雜4、沒有引入新的缺陷23三、TRIZ的主要工具3、理想解（IdealFina24三、TRIZ的主要工具4、沖突

＊TRIZ中的沖突是一個(gè)用于描述發(fā)明問題的主要問題模型。

Altshuller認(rèn)為，一個(gè)沖突的浮現(xiàn)是區(qū)別普通問題與發(fā)明問題的主要特征。在同一個(gè)系統(tǒng)中存在互斥的要求或目標(biāo)而且沒有一個(gè)已知的途徑來滿足時(shí)即出現(xiàn)了沖突。＊TRIZ介紹了三種類型的矛盾：

1）管理沖突

2）技術(shù)沖突

3）物理沖突對于TRIZ，要排除沖突就要獲得一個(gè)發(fā)明(突破)解，而不是優(yōu)化。24三、TRIZ的主要工具4、沖突

＊TRIZ中的沖突是一25三、TRIZ的主要工具4、沖突

＊技術(shù)沖突通過對250萬件專利的研究，發(fā)現(xiàn)所有的工程問題（或沖突）均可用39個(gè)通用工程參數(shù)來描述。力No.10速度No.9靜止物體的體積No.8運(yùn)動(dòng)物體的體積No.7靜止物體的面積No.6運(yùn)動(dòng)物體的面積No.5靜止物體的長度No.4運(yùn)動(dòng)物體的長度No.3靜止物體的重量No.2運(yùn)動(dòng)物體的重量No.1靜止物體的能量No.20運(yùn)動(dòng)物體的能量No.19光照強(qiáng)度No.18溫度No.17靜止物體作用時(shí)間No.16運(yùn)動(dòng)物體作用時(shí)間No.15強(qiáng)度No.14名稱序號(hào)生產(chǎn)率No.39自動(dòng)化程度No.38……名稱序號(hào)在重力場中運(yùn)動(dòng)物體所受的重力物體的運(yùn)動(dòng)位置變化的快慢25三、TRIZ的主要工具4、沖突

＊技術(shù)沖突力No.10速26三、TRIZ的主要工具5、解決技術(shù)沖突的40個(gè)發(fā)明原理

＊TRIZ的發(fā)明原理專用于消除沖突。＊發(fā)明原理描述了一個(gè)能用于解決這一沖突的解決方案。＊在TRIZ理論中，對于解決技術(shù)沖突共有40個(gè)發(fā)明的原理。26三、TRIZ的主要工具5、解決技術(shù)沖突的40個(gè)發(fā)明原理27三、TRIZ的主要工具5、解決技術(shù)沖突的40個(gè)發(fā)明原理

序號(hào)名稱序號(hào)名稱序號(hào)名稱序號(hào)名稱1分割11預(yù)補(bǔ)償21緊急行動(dòng)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局部質(zhì)量13反向23反饋33同質(zhì)性4不對稱14曲面化24中介物34拋棄與修復(fù)5合并15動(dòng)態(tài)化25自服務(wù)35參數(shù)變化6多用性16未達(dá)到或超過作用26復(fù)制36狀態(tài)變化7套裝17維數(shù)變化27低成本、不耐用的物體替代昂貴、耐用的物體37熱膨脹8質(zhì)量補(bǔ)償18振動(dòng)28機(jī)械系統(tǒng)的替代38加速強(qiáng)氧化9預(yù)加反作用19周期性作用29氣壓與液壓結(jié)構(gòu)39惰性環(huán)境10預(yù)操作20有效作用的連續(xù)性30柔性殼體或薄膜40復(fù)合材料27三、TRIZ的主要工具5、解決技術(shù)沖突的40個(gè)發(fā)明原理

28三、TRIZ的主要工具5、解決技術(shù)沖突的40個(gè)發(fā)明原理

28三、TRIZ的主要工具5、解決技術(shù)沖突的40個(gè)發(fā)明原理

29三、TRIZ的主要工具6、沖突解決矩陣（也稱矛盾矩陣）

＊沖突矩陣是專門用于解決在消除具體技術(shù)沖突時(shí)如何選擇最相關(guān)的發(fā)明原理的問題。＊描述一個(gè)技術(shù)沖突使用兩個(gè)工程參數(shù)，其中當(dāng)實(shí)施一個(gè)改進(jìn)時(shí)，一個(gè)工程參數(shù)得到改進(jìn)，而另一個(gè)參數(shù)卻被惡化。＊在沖突矩陣中，有39個(gè)廣義技術(shù)參數(shù)，縱軸上的參數(shù)代表被改進(jìn)的參數(shù)，而橫軸上的參數(shù)表示被惡化的參數(shù)。一個(gè)縱軸的參數(shù)與一個(gè)橫軸上的參數(shù)的交叉點(diǎn)上的數(shù)字號(hào)即為最相關(guān)的發(fā)明原理代號(hào)。

29三、TRIZ的主要工具6、沖突解決矩陣（也稱矛盾矩陣）30三、TRIZ的主要工具6、沖突解決矩陣（也稱矛盾矩陣）

運(yùn)動(dòng)物體的面積運(yùn)動(dòng)物體的長度14曲面化16不足或超過15動(dòng)態(tài)化4不對稱改進(jìn)惡化30三、TRIZ的主要工具6、沖突解決矩陣（也稱矛盾矩陣）31三、TRIZ的主要工具7、消除物理矛盾的11個(gè)原理

＊如果對一個(gè)系統(tǒng)提出了相反的要求，那么就稱為物理沖突。＊消除物理沖突其途徑主要是如何改變一個(gè)系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)。＊在TRIZ中對于消除物理沖突有11個(gè)原理。（1）沖突特性的空間分離（2）沖突特性的時(shí)間分離

……Boeing737(1)希望發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入較多的空氣(2)希望發(fā)動(dòng)機(jī)離地距離不減小31三、TRIZ的主要工具7、消除物理矛盾的11個(gè)原理

＊如32三、TRIZ的主要工具8、物質(zhì)-場分析（也稱為Su-F分析）

＊任何技術(shù)系統(tǒng)（產(chǎn)品，機(jī)械，技術(shù)）或其一部分，都可模擬為幾個(gè)相互作用的物質(zhì)部件通過場而結(jié)合在一起的。

TRIZ提出了6種類型的場：機(jī)械，聲，熱，化學(xué)，電氣，磁。

＊不滿意的相互作用可能為以下四種類型之一：（1）對于取得理想的效果，物質(zhì)間作用不足或缺乏可控性（2）過度和產(chǎn)生比要求多余的行動(dòng)（3）為取得積極的效果，相互作用是必要的。但結(jié)果卻產(chǎn)生了負(fù)面影響（4）缺少-相互作用的組件。＊物質(zhì)場的建模與分析主要是用于構(gòu)造問題以及進(jìn)一步應(yīng)用76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解來解決問題。32三、TRIZ的主要工具8、物質(zhì)-場分析（也稱為Su-F分33三、TRIZ的主要工具8、物質(zhì)-場分析（也稱為Su-F分析）

＊Altshuller提出了描述功能的物質(zhì)-場（Substance-Field）模型。＊其原理為，所有的功能都可分解為兩種物質(zhì)和一個(gè)場，即一種功能由兩種物質(zhì)及一個(gè)場三元件組成。＊產(chǎn)品是功能的一種實(shí)現(xiàn)，因此可用物質(zhì)-場來分析產(chǎn)品的功能。這種分析方法是TRIZ的分析工具之一。

（下圖中的2、3、4情況表示系統(tǒng)存在功能問題，需要改進(jìn)設(shè)計(jì)）FS2S1F

S2S1F類型13F類型F類型42S2S1S2S1S1S2S133三、TRIZ的主要工具8、物質(zhì)-場分析（也稱為Su-F分34三、TRIZ的主要工具8、76標(biāo)準(zhǔn)解

＊如果一個(gè)系統(tǒng)根據(jù)其物理組件和相互作用通過物質(zhì)-場模型來模擬而且一個(gè)問題被描述出來，TRIZ建議使用的專門規(guī)則來顯示如何修改物理模型：（1）更換現(xiàn)有的組件（2）引入新的組件（3）修改現(xiàn)有的組件（4）改變一個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

＊術(shù)語“標(biāo)準(zhǔn)解”是指一個(gè)典型的，或“標(biāo)準(zhǔn)”的解決這些問題的模式。共有76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解。＊雖然標(biāo)準(zhǔn)解較40個(gè)發(fā)明原理更具體，但其應(yīng)用需要更多的學(xué)習(xí)和實(shí)踐。

FS2S1第1類:不改變或僅少量改進(jìn)系統(tǒng)13個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解第2類:改變系統(tǒng)23個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解第3類:系統(tǒng)傳遞6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解第4類:檢測與測量17個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解第5類:簡化與改進(jìn)策略17個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解

共76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解34三、TRIZ的主要工具8、76標(biāo)準(zhǔn)解

＊如果一個(gè)系統(tǒng)根據(jù)35三、TRIZ的主要工具9、失效預(yù)測(AnticipatoryFailureDetermination,AFD)

＊失效預(yù)測是TRIZ用于系統(tǒng)失效分析的方法。＊失效預(yù)測是基于“顛倒分析”的概念而提出的潛在失效分析及預(yù)測的理論。＊在早期從事TRIZ工作的Zlotin、Zusman和Altshuller等人對“顛倒分析”提出了一個(gè)基本的方法。在此方法中，TRIZ被相反地使用，也就是將TRIZ用于引起設(shè)計(jì)的失效或破壞設(shè)計(jì)的基本目的。＊設(shè)計(jì)者掌握了如何破壞設(shè)計(jì)的知識(shí)，那么他們就會(huì)知道怎樣設(shè)計(jì)會(huì)使系統(tǒng)更好，因此使失效不會(huì)發(fā)生。＊

AFD作為TRIZ的一個(gè)方法，能用于許多領(lǐng)域，它要達(dá)到的目標(biāo)是：

□

揭示錯(cuò)誤、不成功的活動(dòng)、制造失敗以及事故的根源因；

□

預(yù)知未來問題、錯(cuò)誤和事故等。FS2S135三、TRIZ的主要工具9、失效預(yù)測(Anticipato36三、TRIZ的主要工具9、失效預(yù)測（AFD）

＊AFD模型傳統(tǒng)問題提問方法：“發(fā)動(dòng)機(jī)軸瓦異響是怎樣發(fā)生的？”

AFD問題提問法：“如何以最簡單的方式使軸瓦發(fā)生異響？”FS2S1成為了發(fā)明問題！36三、TRIZ的主要工具9、失效預(yù)測（AFD）

＊AFD37四、TRIZ解決問題的模型1、TRIZ解決問題的流程▲首先分析問題，包括功能分析、理想解、可用資源及沖突區(qū)域的確定；

▲如果存在技術(shù)沖突或物理沖突，選擇發(fā)明原理或分離原理來解決；如果需要替代技術(shù)，選擇技術(shù)進(jìn)化模式與進(jìn)化路線；

▲如果已確定要解決的問題，但不知如何解決，可選擇效應(yīng)。該模型表明，產(chǎn)品創(chuàng)新的過程要用到發(fā)明原理、分離原理、技術(shù)進(jìn)化模式與進(jìn)化路線及效應(yīng)。

FS2S1

問題分析*功能分析*理想解*可用資源*確定沖突區(qū)域選擇工具如何做存在沖突替代技術(shù)原理進(jìn)化效應(yīng)實(shí)施解導(dǎo)致新問題解的評價(jià)37四、TRIZ解決問題的模型1、TRIZ解決問題的流程FS38四、TRIZ解決問題的模型2、TRIZ解決問題的一般模型模型基礎(chǔ)：

FS2S138四、TRIZ解決問題的模型2、TRIZ解決問題的一般模型39四、TRIZ解決問題的模型2、TRIZ解決問題的一般模型＊依據(jù)該模型，對于特定設(shè)計(jì)中的領(lǐng)域問題，＊首先要轉(zhuǎn)化為TRIZ標(biāo)準(zhǔn)問題；＊然后利用發(fā)明原理、標(biāo)準(zhǔn)解、效應(yīng)等工具，確定TRIZ通用解；＊最后設(shè)計(jì)人員通過與通用解的類比及設(shè)計(jì)的具體情況確定領(lǐng)域解。該解即為領(lǐng)域問題的領(lǐng)域解。

FS2S1類比思維領(lǐng)域問題TRIZ標(biāo)準(zhǔn)問題TRIZ通用解領(lǐng)域解TRIZ中知識(shí)應(yīng)用問題轉(zhuǎn)化39四、TRIZ解決問題的模型2、TRIZ解決問題的一般模型40五、TRIZ的工具運(yùn)用1、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律——模式1：進(jìn)化階段的應(yīng)用＊技術(shù)系統(tǒng)的生命周期為出生、成長、成熟、退出,即滿足S—曲線。

FS2S1性能

嬰兒期成長期成熟期退出期系統(tǒng)的S曲線S曲線族表明了產(chǎn)品核心技術(shù)的進(jìn)化過程一個(gè)核心技術(shù)生命周期的S曲線時(shí)間功能潛力●●●時(shí)間S1S2Sn每個(gè)S曲線具有一個(gè)核心技術(shù)一般不再技術(shù)投資40五、TRIZ的工具運(yùn)用1、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律——模式1：41五、TRIZ的工具運(yùn)用1、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律——模式1：進(jìn)化階段的應(yīng)用＊技術(shù)系統(tǒng)的生命周期為出生、成長、成熟、退出,即滿足S—曲線。

FS2S1性能

嬰兒期成長期成熟期退出期系統(tǒng)的S曲線一個(gè)核心技術(shù)生命周期的S曲線時(shí)間一般不再技術(shù)投資技術(shù)成熟度預(yù)測曲線41五、TRIZ的工具運(yùn)用1、技術(shù)進(jìn)化趨勢和定律——模式1：42五、TRIZ的工具運(yùn)用2、使用理想解（IFR）解決問題

舉例：使用強(qiáng)酸可以檢驗(yàn)金屬的耐腐蝕性能，但強(qiáng)酸同樣對容器有腐蝕作用。

FS2S1容器酸金屬樣本(TomaszArciszewskiSpring,2007,FromDanaClarke’slecturenotes,GMU,December,2002)酸金屬樣本酸金屬樣本難題理想解42五、TRIZ的工具運(yùn)用2、使用理想解（IFR）解決問題F43五、TRIZ的工具運(yùn)用3、使用沖突解決矩陣消除技術(shù)沖突1234…m…n1234…m…n具體問題TRIZ問題TRIZ的通用解具體問題解類似專利發(fā)明的解問題的通解容易困難歸納類比思維領(lǐng)域問題TRIZ標(biāo)準(zhǔn)問題TRIZ通用解領(lǐng)域解TRIZ中知識(shí)應(yīng)用問題轉(zhuǎn)化基于TRIZ的發(fā)明問題解決過程

43五、TRIZ的工具運(yùn)用3、使用沖突解決矩陣消除技術(shù)沖突144五、TRIZ的工具運(yùn)用3、使用沖突解決矩陣消除技術(shù)沖突舉例：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸、凸輪軸都是對發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性有重要關(guān)聯(lián)的部件。如何減小其軸頸表面的微觀磨損是重要的課題。＊摩擦副間的初期磨損狀況對其后進(jìn)入軸與孔（或軸瓦）間的正常磨損有很大影響。正常磨損磨損速度時(shí)間曲軸瓦曲軸44五、TRIZ的工具運(yùn)用3、使用沖突解決矩陣消除技術(shù)沖突正45五、TRIZ的工具運(yùn)用3、使用沖突解決矩陣消除技術(shù)沖突

＊我們的問題：在曲軸承受較大負(fù)荷情況下，軸頸表面會(huì)加速磨損，這不利于保持曲軸軸頸的壽命。

＊使用TRIZ沖突矩陣尋求解的過程：第一步：將具體問題轉(zhuǎn)換為TRIZ的問題曲軸要承受較大負(fù)荷，也就是曲軸承受較大的力,

對應(yīng)TRIZ的39個(gè)工程參數(shù)為：“NO.10力”。

曲軸的軸頸承載力較大時(shí)，會(huì)增大軸頸表面處微小支撐面的壓力，這樣會(huì)加速曲軸軸頸表面處的磨損。對應(yīng)TRIZ的39個(gè)工程參數(shù)為：“NO.31物體產(chǎn)生的有害因素”。

第二步：TRIZ問題描述當(dāng)要曲軸承載較大“力”時(shí)，會(huì)增加“物體產(chǎn)生的有害因素”。

45五、TRIZ的工具運(yùn)用3、使用沖突解決矩陣消除技術(shù)沖突46五、TRIZ的工具運(yùn)用3、使用沖突解決矩陣消除技術(shù)沖突＊TRIZ的問題：當(dāng)要曲軸承載較大“力”時(shí)，會(huì)增加“物體產(chǎn)生的有害因素”。

＊使用TRIZ沖突矩陣尋求解的過程：第三步：獲得TRIZ的通用解力物體產(chǎn)生的有害因素推薦的發(fā)明原理代號(hào)ContradictionMatrix46五、TRIZ的工具運(yùn)用3、使用沖突解決矩陣消除技術(shù)沖突力47五、TRIZ的工具運(yùn)用3、使用沖突解決矩陣消除技術(shù)沖突第三步：獲得TRIZ的通用解推薦的原理解內(nèi)容：

1、NO.13反向反向是指與現(xiàn)在相反的方向或操作。

2、NO.3局部質(zhì)量使物體的不同部分具有不同功能。

3、NO.36狀態(tài)變化物質(zhì)在三態(tài)變化中具有某種效應(yīng)。如體積變化，吸熱、放熱等。

4、NO.24中介物使用中間環(huán)節(jié)完成某一功能。

47五、TRIZ的工具運(yùn)用3、使用沖突解決矩陣消除技術(shù)沖突48五、TRIZ的工具運(yùn)用3、使用沖突解決矩陣消除技術(shù)沖突第四步：領(lǐng)域解

TRIZ的通用解具有太高的層次，必須結(jié)合工程的具體情況將其轉(zhuǎn)化為相關(guān)的具體解。

對于本例，采納NO.13，即反向。

“反向”的目的是改善軸頸表面微支撐的受力狀態(tài)。

“反向”的結(jié)果即具體解為“使曲軸軸頸加工時(shí)砂輪對曲軸的磨削力方向與曲軸裝配后軸瓦對軸頸的摩擦力方向一致”當(dāng)前目標(biāo)曲軸曲軸瓦48五、TRIZ的工具運(yùn)用3、使用沖突解決矩陣消除技術(shù)沖突當(dāng)49五、TRIZ的工具運(yùn)用4、TRIZ的發(fā)明原理在其它領(lǐng)域的應(yīng)用＊根據(jù)TRIZ理論對工程領(lǐng)域的強(qiáng)大支持作用，許多學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)也嘗試將TRIZ理論擴(kuò)展到應(yīng)用于如下領(lǐng)域,并取得一定成果,如：（1）質(zhì)量管理（2）市場、行銷和廣告（3）服務(wù)管理（4）提高顧客滿意度管理（5）化學(xué)工業(yè)（6）建筑行業(yè)（7）商業(yè)（8）教育49五、TRIZ的工具運(yùn)用4、TRIZ的發(fā)明原理在其它領(lǐng)域的50五、TRIZ的工具運(yùn)用4、TRIZ的發(fā)明原理在其它領(lǐng)域的應(yīng)用（1）TRIZ在質(zhì)量管理中的應(yīng)用舉例：高效率的作業(yè)和無差錯(cuò)的作業(yè)是生產(chǎn)和作業(yè)管理追求的目標(biāo)。也是生產(chǎn)線實(shí)力的象征。當(dāng)前的問題是：提高作業(yè)效率將威脅到產(chǎn)品質(zhì)量的保證。要改進(jìn)生產(chǎn)效率，就必須減少作業(yè)員人數(shù)或規(guī)定作業(yè)時(shí)間。無論采取哪一項(xiàng)措施，都會(huì)導(dǎo)致作業(yè)者要加快作業(yè)速度。作業(yè)速度的提高有時(shí)會(huì)導(dǎo)致作業(yè)的失誤，如降低了作業(yè)質(zhì)量或產(chǎn)生漏序等，這樣就不能達(dá)到提高效率的真正目的。從本質(zhì)上屬于降低了生產(chǎn)性或可制造性。

50五、TRIZ的工具運(yùn)用4、TRIZ的發(fā)明原理在其它領(lǐng)域的51五、TRIZ的工具運(yùn)用4、TRIZ的發(fā)明原理在其它領(lǐng)域的應(yīng)用（1）TRIZ在質(zhì)量管理中的應(yīng)用＊使用TRIZ的39個(gè)工程參數(shù)進(jìn)行描述以轉(zhuǎn)化為TRIZ的問題：

改進(jìn)的參數(shù)：NO.39生產(chǎn)率(單位時(shí)間內(nèi)所完成的功能或操作數(shù))

惡化的參數(shù)：NO.32可制造性(物體或系統(tǒng)制造過程中簡單、方便的程度)

經(jīng)查TRIZ的（用于質(zhì)量管理的）沖突矩陣表，其推薦的原理解為：

NO.2“分離”：即將“干擾”部分分離出來或取出必要部分。

原理解NO.2轉(zhuǎn)化為具體解即為：“在作業(yè)過程中去除沒有附加價(jià)值的作業(yè)部分”以使作業(yè)者有合理的時(shí)間去完成必要的作業(yè)內(nèi)容。這樣既可提高效率，也可保證質(zhì)量。51五、TRIZ的工具運(yùn)用4、TRIZ的發(fā)明原理在其它領(lǐng)域的52五、TRIZ的工具運(yùn)用4、TRIZ的發(fā)明原理在其它領(lǐng)域的應(yīng)用（2）TRIZ在市場、行銷和廣告的應(yīng)用舉例：產(chǎn)品在市場中的高知名度是市場和營銷管理的目標(biāo)。高知名度需要持續(xù)的廣告等活動(dòng)，這需要大量的資金和人力等。＊使用TRIZ的39個(gè)工程參數(shù)進(jìn)行描述以轉(zhuǎn)化為TRIZ的問題：

改進(jìn)的參數(shù)：NO.17溫度(物體或系統(tǒng)所處的熱狀態(tài))

惡化的參數(shù)：NO.11應(yīng)力或壓力(單位面積上的力)

經(jīng)查TRIZ的（市場、行銷和廣告）沖突矩陣表，其推薦的原理解為：

NO.19周期性作用：用周期性運(yùn)動(dòng)代替連續(xù)運(yùn)動(dòng)或改變其運(yùn)動(dòng)頻率。原理解NO.19轉(zhuǎn)化為具體解即為：

“將連續(xù)性的廣告改變?yōu)橹芷谛曰蚋淖冎芷诘念l率”，以減小壓力。

52五、TRIZ的工具運(yùn)用4、TRIZ的發(fā)明原理在其它領(lǐng)域的53五、TRIZ的工具運(yùn)用5、使用物質(zhì)-場分析（Su-F）和解決問題的流程

物質(zhì)-場模型分析方法共分為四個(gè)步驟：第一步：首先給功能定義名稱，一般采用動(dòng)詞與名詞組成的短語形式。然后確認(rèn)組成完整功能所需的三個(gè)元件，識(shí)別被動(dòng)元件S1、主動(dòng)元件S2、場或能量F。被分析的系統(tǒng)可能是不完整的，如缺少S1、S2或F。第二步：利用物質(zhì)-場的符號(hào)系統(tǒng)建立模型。所建立的模型可能存在功能不完整、功能不足或存在有害作用的情形。第三步：針對第二步發(fā)現(xiàn)的問題，在76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解中選擇適用于此特定問題的標(biāo)準(zhǔn)解。第四步：提出新的設(shè)計(jì)概念。實(shí)際問題標(biāo)準(zhǔn)模型標(biāo)準(zhǔn)解新概念應(yīng)用符號(hào)系統(tǒng)具體化標(biāo)準(zhǔn)解76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解53五、TRIZ的工具運(yùn)用5、使用物質(zhì)-場分析（Su-F）和54五、TRIZ的工具運(yùn)用5、使用物質(zhì)-場分析（Su-F）和解決問題的流程

使用物質(zhì)-場模型分析方法舉例：測量曲軸軸頸表面振紋概念設(shè)計(jì)第一步：定義功能名稱為“檢測曲軸主軸頸表面振紋”。S1為主軸頸表面，但缺少

S2和場F。

第二步：用符號(hào)系統(tǒng)表示功能模型。一個(gè)完整的功能模型應(yīng)由三個(gè)元件組成，因此，對于檢測主軸頸表面這一功能要求還需要增加一個(gè)工具S2和一個(gè)場F，這也正是需要解決的問題。

第三步：在76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解中選擇適合于此特定情況的標(biāo)準(zhǔn)解。經(jīng)分析和比較，可用標(biāo)準(zhǔn)解4.2.2。標(biāo)準(zhǔn)解4.2.2的內(nèi)容為：“測量一引入的附加物。引入的附加物在原系統(tǒng)中變化，測量附加物的這種變化”。

＊說明1：存在兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其一是如何理解和實(shí)現(xiàn)“使S3在主軸頸表面S1上變化”，其二是如何測量這種變化。

S154五、TRIZ的工具運(yùn)用5、使用物質(zhì)-場分析（Su-F）和55五、TRIZ的工具運(yùn)用5、使用物質(zhì)-場分析（Su-F）和解決問題的流程

＊說明2：對于第一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)可以這樣理解，即如果只需測量S3在主軸頸表面S1上的這種變化就可以達(dá)到測量的目的，那么S3就必須攜帶主軸頸表面S1的信息。由于S1為圓柱形表面，所以S3應(yīng)能在圓柱形表面上有良好的附著性。軟質(zhì)和液體物質(zhì)能實(shí)現(xiàn)這種附著。第二個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是需要利用工具S2去采集和測量S3在主軸頸表面S1上的這種變化。這種變化因?yàn)榘l(fā)生在圓柱形的主軸頸表面上，所以S2也應(yīng)能形成相應(yīng)的形狀以獲得S3所發(fā)生的變化。

S3S1S3S1S2S3S155五、TRIZ的工具運(yùn)用5、使用物質(zhì)-場分析（Su-F）和56五、TRIZ的工具運(yùn)用5、使用物質(zhì)-場分析（Su-F）和解決問題的流程

第四步：提出新的設(shè)計(jì)概念。S1S3S1FMeS2S3S1S3S1概念檢測方法Step1,2Step3Step456五、TRIZ的工具運(yùn)用5、使用物質(zhì)-場分析（Su-F）和57五、TRIZ的工具運(yùn)用6、TRIZ的失效預(yù)測（AFD）方法

TRIZ的失效預(yù)測方法AFD不同于FMEA，因FMEA存在以下弱點(diǎn)：弱點(diǎn)一：FMEA確定失效的過程實(shí)際上卻阻止了確定失效。因?yàn)檫@個(gè)過程本質(zhì)上是一個(gè)始于頭腦風(fēng)暴的過程來探查哪些失效可能發(fā)生。這樣的過程將受到最初產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的心理慣性的支配，難以探查出潛在的問題。產(chǎn)品產(chǎn)品設(shè)計(jì)方向探查失效方向失效57五、TRIZ的工具運(yùn)用6、TRIZ的失效預(yù)測（AFD）方58五、TRIZ的工具運(yùn)用6、TRIZ的失效預(yù)測（AFD）方法

TRIZ的失效預(yù)測方法AFD不同于FMEA，因FMEA存在以下弱點(diǎn)：弱點(diǎn)二：FMEA方法最大的缺點(diǎn)是缺乏綜合的問題解決機(jī)制，也就是缺乏一系列以發(fā)明問題來正確查明設(shè)計(jì)不足的手段。＊一個(gè)發(fā)明問題就是通過一個(gè)固有的沖突來體現(xiàn)問題的特性。傳統(tǒng)的方法并不從創(chuàng)造和發(fā)明的途徑上解決困難的問題。＊一個(gè)發(fā)明的方法（TRIZ）承認(rèn)系統(tǒng)沖突并能正面地和不折衷地處理它們。＊在傳統(tǒng)方法中，如果設(shè)計(jì)被認(rèn)為太危險(xiǎn)，則問題的修正方法就是通過反復(fù)的設(shè)計(jì)和再設(shè)計(jì)。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的不足未定義為發(fā)明問題時(shí)，其修正的結(jié)果常使整個(gè)設(shè)計(jì)過程成本太高或增加了輔助系統(tǒng)而導(dǎo)致原設(shè)計(jì)更為復(fù)雜。58五、TRIZ的工具運(yùn)用6、TRIZ的失效預(yù)測（AFD）方596、TRIZ的失效預(yù)測（AFD）方法

AFD-1解決問題的步驟：

AFD-2解決問題的步驟：

第一步：描述初始問題第一步：描述初始問題第二步：識(shí)別成功的情形第二步：識(shí)別成功的情形第三步：確定失效第三步：描述顛倒的問題第四步：顛倒并放大問題第四步：尋找惡化系統(tǒng)功能的明顯的方法