《TRIZ創(chuàng)新方法》課件-第1章

第1章TRIZ創(chuàng)新方法概述1.1創(chuàng)新與傳統(tǒng)創(chuàng)新方法1.2TRIZ創(chuàng)新方法概述

1.1創(chuàng)新與傳統(tǒng)創(chuàng)新方法

1.1.1什么是創(chuàng)新

創(chuàng)新就是稀奇古怪的事情嗎？在很多人眼里，創(chuàng)新者就是那些腦袋里裝滿奇思怪想的“異類動(dòng)物”。實(shí)際上，創(chuàng)新并非憑空妄想，而是一種行為的綜合。

新華詞典定義“創(chuàng)新”就是“拋棄舊的、創(chuàng)立新的”。

什么叫創(chuàng)新呢？創(chuàng)新是在當(dāng)今世界，在我們國(guó)家出現(xiàn)頻率非常高的一個(gè)詞，同時(shí)，創(chuàng)新又是一個(gè)非常古老的詞

。在英文中，創(chuàng)新Innovation起源于拉丁語(yǔ)，有三層含義：第一，更新；第二，創(chuàng)造新的東西；第三，改變。

熊彼特在其1912年的著作《經(jīng)濟(jì)發(fā)展理論》中指出：“創(chuàng)新就是把生產(chǎn)要素和生產(chǎn)條件的新組合引入生產(chǎn)體系，目的是獲取潛在的利潤(rùn)?！毙鼙颂刂赋觥皠?chuàng)新”具有以下五種情況：

(1)生產(chǎn)新的產(chǎn)品，即產(chǎn)品創(chuàng)新。

(2)采用一種新的生產(chǎn)方法，即工藝創(chuàng)新或生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新。

(3)開辟一個(gè)新的市場(chǎng)，即市場(chǎng)創(chuàng)新。

(4)獲得一種新的原料或半成品形式，即材料創(chuàng)新。

(5)實(shí)行一種新的企業(yè)組織形式，即組織管理創(chuàng)新。

1.1.2什么人可以創(chuàng)新

創(chuàng)新的根本在于人才，知識(shí)是可以學(xué)習(xí)的，技能是可以傳授的，創(chuàng)造力是可以開發(fā)的。經(jīng)過培訓(xùn)，人的創(chuàng)造力可以提高70%～300%，如圖1.1所示。

圖1.1創(chuàng)造力隨年齡變化曲線

1.1.3怎么創(chuàng)新

通常，在創(chuàng)新過程中會(huì)遇到一些共性的問題：

(1)決心多、成果少，概念多、方法少，側(cè)重文化和機(jī)制多、面向科技少。

(2)思維固化，進(jìn)而干擾創(chuàng)新。

(3)傳統(tǒng)創(chuàng)新方法效率低，且缺乏有效的創(chuàng)新手段與方法。

創(chuàng)新方法是科學(xué)思維、科學(xué)方法和科學(xué)工具的總稱，使用科學(xué)的創(chuàng)新思維、方法和工具去解決創(chuàng)新問題、進(jìn)行創(chuàng)新是非常必要的。2007年，王大珩、劉東生、葉篤正三位老科學(xué)家提出了“自主創(chuàng)新，方法先行。創(chuàng)新方法是自主創(chuàng)新的根本之源”這一重要觀點(diǎn)。時(shí)任國(guó)務(wù)院總理的溫家寶先后兩次對(duì)創(chuàng)新方法工作做出重要批示并要求高度重視。2007年，科技部在黑龍江、四川、江蘇3省開展了國(guó)家首批技術(shù)創(chuàng)新方法試點(diǎn)，并于2008年4月與國(guó)家發(fā)展改革委、教育部、中國(guó)科協(xié)等4部委聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)創(chuàng)新方法工作的若干意見》。

1.1.4傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法

其中無意識(shí)中使用最多、最為傳統(tǒng)的是試錯(cuò)法。試錯(cuò)法解決問題的流程是面對(duì)創(chuàng)新問題通過思維慣性猜測(cè)問題繼而提出解決方案，如果沒能解決問題，繼續(xù)猜測(cè)、提方案、排除錯(cuò)誤，直至得到解決方案，如圖1.2所示。試錯(cuò)法是一種效率極低的創(chuàng)新方法。

圖1.2試錯(cuò)法圖解

傳統(tǒng)創(chuàng)新方法的思路如圖1.3所示。其過多依賴心理因素，過程具有無序性、隨機(jī)性和偶然性，難以找到規(guī)律。這就決定了傳統(tǒng)創(chuàng)新方法的效率必然會(huì)很低，一般針對(duì)要解決的問題，會(huì)提出很多種解決方案，經(jīng)過過濾得到最終的解決方案。

圖1.3傳統(tǒng)創(chuàng)新方法的思路

圖1.4是G.Stevens和J.Burley統(tǒng)計(jì)的新產(chǎn)品開發(fā)過程中試錯(cuò)法的效率，平均3000個(gè)不成文的想法中，只有1個(gè)最終能推向市場(chǎng)。

圖1.4新產(chǎn)品開發(fā)過程不同階段想法數(shù)量

1.2TRIZ創(chuàng)新方法概述

1.2.1什么是TRIZTRIZ源自解體前的蘇聯(lián)，是俄語(yǔ)теориирешенияизобретательскихзадач的縮寫，翻譯成英文為TheroyofInventiveProblemSolving，中文翻譯為發(fā)明問題解決理論。發(fā)明問題解決理論有兩個(gè)基本含義，表面上強(qiáng)調(diào)解決實(shí)際問題，特別是發(fā)明問題；隱含的意思是由解決發(fā)明問題而最終實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，因?yàn)榻鉀Q問題就是要實(shí)現(xiàn)發(fā)明的實(shí)用化，這符合創(chuàng)新的基本定義。

1.2.2TRIZ的由來

過對(duì)大量專利的分析，阿奇舒勒得出了以下三條發(fā)現(xiàn)：

(1)創(chuàng)新的規(guī)律性：類似的問題與解在不同的工業(yè)及科學(xué)領(lǐng)域交替出現(xiàn)，即不同行業(yè)中的問題，采用了相同的解決方法。

(2)他山之石，可以攻玉：技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的模式在不同的工程及科學(xué)領(lǐng)域交替出現(xiàn)，系統(tǒng)/產(chǎn)品是按照一定規(guī)律在進(jìn)化、發(fā)展的。

(3)拓展思路、打破思維定勢(shì)：創(chuàng)新所依據(jù)的科學(xué)原理往往屬于其他領(lǐng)域。

阿奇舒勒發(fā)現(xiàn)發(fā)明是有一定規(guī)律的，大量發(fā)明所面臨的基本問題是相同的，其所要解決的矛盾從本質(zhì)上來說也是相同的。同樣的技術(shù)創(chuàng)新原理和對(duì)應(yīng)的解決方案會(huì)被反復(fù)應(yīng)用，只是使用的技術(shù)領(lǐng)域不同。

1.2.3TRIZ的核心思想

TRIZ的核心思想可以歸納為以下幾點(diǎn)：

(1)無論是一個(gè)簡(jiǎn)單產(chǎn)品還是復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，其核心技術(shù)的發(fā)展都遵循著客觀規(guī)律發(fā)展演變，即具有客觀的進(jìn)化規(guī)律和模式。

(2)各種矛盾的徹底解決是推動(dòng)這種進(jìn)化過程的動(dòng)力，未解決矛盾的設(shè)計(jì)不是創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

(3)技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展的理想狀態(tài)是用盡量少的資源來實(shí)現(xiàn)盡量多的功能。

(4)使每個(gè)人都學(xué)會(huì)創(chuàng)新。

1.2.4TRIZ解決方案

TRIZ解決方案是以技術(shù)系統(tǒng)功能分析、因果分析、矛盾分析、資源分析和物-場(chǎng)模型等為分析工具，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)問題可以運(yùn)用發(fā)明問題標(biāo)準(zhǔn)解法、效應(yīng)知識(shí)庫(kù)、技術(shù)矛盾矩陣和物理矛盾分離方法等工具予以求解，對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)問題可以運(yùn)用發(fā)明問題解決算法工具求解的科學(xué)運(yùn)作過程。

應(yīng)用TRIZ解決問題的基本思路是：首先將實(shí)際問題歸納為TRIZ的標(biāo)準(zhǔn)問題，建立問題模型，再應(yīng)用對(duì)應(yīng)的TRIZ工具找到標(biāo)準(zhǔn)解，建立解決方案模型，最后引入實(shí)際問題得到最終解決方案。圖1.5所示為TRIZ的一般解題模型。

圖1.5TRIZ的一般解題模型

技術(shù)系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)組成，并通過子系統(tǒng)間的相互作用實(shí)現(xiàn)一定的功能。當(dāng)一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生問題時(shí)，通過問題的定義和分析會(huì)得到四種不同的問題模型：技術(shù)矛盾、物理矛盾、物質(zhì)-場(chǎng)模型和知識(shí)使能模型。對(duì)應(yīng)不同的問題模型可采用四種不同的TRIZ工具：矛盾矩陣、分離原理、標(biāo)準(zhǔn)解系統(tǒng)和知識(shí)與效應(yīng)庫(kù)。最終找到問題解決方案，如表1.1所示。

1．技術(shù)矛盾和矛盾矩陣

技術(shù)矛盾是指為了改善技術(shù)系統(tǒng)的某個(gè)參數(shù)，導(dǎo)致該技術(shù)系統(tǒng)的另一個(gè)參數(shù)惡化而產(chǎn)生的矛盾。其具體表現(xiàn)如下：

(1)在一個(gè)子系統(tǒng)中引入一種有用功能后，會(huì)導(dǎo)致另一子系統(tǒng)產(chǎn)生一種有害功能，或加強(qiáng)了已存在的一種有害功能；

(2)一種有害功能會(huì)導(dǎo)致另一子系統(tǒng)有用功能的削弱；

(3)有用功能的加強(qiáng)或有害功能的削弱使另一子系統(tǒng)或系統(tǒng)變得復(fù)雜。

2．物理矛盾和分離原理

所謂物理矛盾是指為了實(shí)現(xiàn)某種功能，一個(gè)子系統(tǒng)或元件應(yīng)具有某種特性，但該特性出現(xiàn)的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生與此相反的不利或有害的后果。當(dāng)一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的工程參數(shù)具有相反的需求時(shí)，就出現(xiàn)了物理矛盾。

解決物理矛盾的工具有四種分離原理：空間分離、時(shí)間分離、條件分離和整體與局部分離。確認(rèn)特定的分離原理作為解決特定的物理矛盾之后，使用符合該分離原理的創(chuàng)新原理得到解決方案模型。

3．物質(zhì)-場(chǎng)模型和標(biāo)準(zhǔn)解系統(tǒng)

阿奇舒勒把技術(shù)系統(tǒng)的功能定義為兩個(gè)相關(guān)的物質(zhì)與作用于它們的場(chǎng)之間的相互作用。任何一個(gè)完整的系統(tǒng)功能都可以分解為兩種物質(zhì)和一種場(chǎng)。針對(duì)要解決的實(shí)際問題，可以先構(gòu)建出初始的物質(zhì)-場(chǎng)模型(物-場(chǎng)模型)，在TRIZ針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)問題提出的標(biāo)準(zhǔn)解系統(tǒng)中找到針對(duì)該問題的物質(zhì)-場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)解解決方案模型，進(jìn)而得到具體的問題解決方案。

4．知識(shí)使能模型和知識(shí)庫(kù)與效應(yīng)庫(kù)

知識(shí)使能模型(Howto模型)是將技術(shù)系統(tǒng)的功能使用統(tǒng)一的功能描述方法抽象為功能模型，用功能模型全面描述系統(tǒng)。通?？梢允褂谩懊~+動(dòng)詞”的模式來描述技術(shù)系統(tǒng)功能，建立功能模型。

在應(yīng)用TRIZ解決具體問題時(shí)，原則上可以使用上述四種方法中的任意一種來得到解決方案。但是不同方法解決問題的出發(fā)點(diǎn)不同，需要具體問題具體分析，選用合適的TRIZ方法解決問題，也可以應(yīng)用多種方法分析得到不同的備選方案，選擇最優(yōu)解決方案。

1.2.5TRIZ的理論體系

創(chuàng)新從最通俗的意義上講就是創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問題和創(chuàng)造性地解決問題的過程。TRIZ理論的強(qiáng)大作用正在于它為人們創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題提供了系統(tǒng)的理論、方法和

工具。

TRIZ理論體系主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。

1．創(chuàng)新思維方法與復(fù)雜問題分析方法

2．40個(gè)發(fā)明創(chuàng)新原理

3．39個(gè)工程參數(shù)與矛盾矩陣

4．物理矛盾和四大分離原理

5．物-場(chǎng)模型分析與標(biāo)準(zhǔn)解

6．發(fā)明問題解決算法(ARIZ)

ARIZ的理論基礎(chǔ)由以下三條原則構(gòu)成：

(1)??ARIZ是通過確定和解決引起問題的技術(shù)矛盾，以進(jìn)行發(fā)明問題轉(zhuǎn)化的一套連續(xù)過程的程序；

(2)問題解決者一旦采用了ARIZ來解決問題，其慣性思維因素必須被加以控制；

(3)?ARIZ也在不斷地獲得廣泛的、最新的知識(shí)基礎(chǔ)的支持。

ARIZ最初由阿奇舒勒于1977年提出，隨后經(jīng)過多次完善才形成比較完善的理論體系，ARIZ-85包括九大步驟：

(1)分析問題；

(2)分析問題模型；

(3)陳述最終理想結(jié)果(IdealFinalResult，IFR)和物理矛盾；

(4)動(dòng)用物-場(chǎng)資源；

(5)應(yīng)用知識(shí)庫(kù)；

(6)轉(zhuǎn)化或替代問題；

(7)分析解決物理矛盾的方法；

(8)利用解法概念；

(9)分析問題解決的過程。

7．科學(xué)效應(yīng)庫(kù)和知識(shí)庫(kù)

迄今為止，人類發(fā)明和正在應(yīng)用的任何一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)都必定依賴于人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)或尚未被證明的科學(xué)原理?？茖W(xué)原理尤其是科學(xué)效應(yīng)和現(xiàn)象的應(yīng)用，對(duì)發(fā)明問題的解決具有超乎想象的、強(qiáng)有力的幫助。應(yīng)用科學(xué)效應(yīng)應(yīng)遵循五個(gè)步驟，解決發(fā)明問題時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到需要實(shí)現(xiàn)的30種功能，功能實(shí)現(xiàn)經(jīng)