Triz技术创新
2023-03-30 15:48:19 2 举报AI智能生成
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。它不是采取折中或者妥协的做法，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。
作者其他创作
大纲/内容
一、Triz概述
1、是什么
Triz创始人
根里奇·阿奇舒勒（前苏联发明家、教育家）
起源：浓缩数百万专利的精华
Triz理论体系
发明的级别
39个工程参数和矛盾矩阵
40个发明原理
最终理想解
技术系统进化法则
发明问题的76个标准解法
发明问题解决算法ARIZ
物场模型
知识库、效应库
Triz的核心思想
创新具有普适性规律
不同行业会遇到同类型问题，所以当工作中遇到问题时，可以跨行业寻找同类问题的解决方案以供参考，应用到自己的行业中
技术系统是按特定规律不断进化
技术进化论
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，是有规律可循的
2、能做什么
包括
技术瓶颈
专利侵权
新功能实现
技术预测
质量顽疾
降本增效
新品周期
创新能力
发明等级
L1：显而易见的解（32%）
1、常规的解决方法没有解决矛盾
2、专业范围内已经熟知的方法
如为了防寒将单层玻璃改成双层玻璃
3、试错次数1~20
L2：小的改进（45%）
1、对现有系统进行小的改进
如对外观、形状等进行改进
2、部分解决矛盾，通常有妥协，行业范围内已经熟知的方法
3、试错次数20~100
L3：根本性改进（18%）
1、对现有系统进行根本性改进解决矛盾
如电动控制系统替代机械系统
2、行业范围外已知的方法
3、试错次数100~1000
L4：全新的概念（4%）
1、使用新的原理实现系统主要功能
如内燃机替代蒸汽机
2、不是在技术方面，而是在科学方面找到更多的解决方案
3、试错次数1000~10000
L5：科学发现（1%）
1、科学发现
2、全新的系统——开拓性创新
如飞机、计算机
3、试错次数10000~100000
3、做过什么
Triz解题模式
具体问题-->抽象出问题模型-->求标准解-->类推出解决具体问题的方法
拓展
原理（40个）
分割
抽取
局部特性
不对称
合并
多用性
嵌套
重量补偿
预先反作用
预先作用
事先防范原理
等势原理
反向作用
曲面化
动态化
不足或过度作用
多维化
振动
周期性动作
连续有效作用
减少有害作用的时间
变害为利
反馈
借助中介物
自服务
复制
廉价替代
替代机械系统
气动与液压结构
柔性壳体或薄膜
用多孔材料
改变颜色
同质原理
抛弃与再生
参数变化
相变原理
热膨胀原理
强氧化作用
惰性环境
复合材料
二、创新思维方法
1、思维惯性
跳出思维惯性，可以发现更多合理的可能性
2、创新思维六法
基础概念
系统
由多个子系统组成，并通过子系统间的相互作用实现一定的功能
如：人
子系统
系统之内的低层次系统
如：人体内的所有器官
超系统
系统之外的高层次系统
如：自然环境（相对于人而言）
系统服务于超系统
1、IFR法
IFR：最终理想解，Ideal Final Result
资源的耗费降为0
有害作用降为0
有用功能无限大
思考流程
1、设计的目的是什么？
2、理想解是什么？
IFR同时具备的4个特点
1、保持原系统的优点
2、消除原系统的不足
3、不使系统变得更复杂
4、不引入新的缺陷
2、金鱼法
思考流程
1、将问题分为显示和幻想两部分
2、幻想部分为什么不现实？
3、在什么条件下，幻想部分可变为现实？
参考格式
最终理想解
现实部分
幻想部分
为什么不现实
什么条件下可变得现实
3、资源分析法
思考流程
1、先本领域再跨领域
2、本领域先系统再超系统
3、系统先基本再衍生
资源的概念
资源是一切可被人类开发和利用的一切物质、能量和信息等的总称。
资源扮演着直接获得创意、解决矛盾、预示系统进化的关键角色。
资源分类
本领域
系统资源
超系统资源
跨领域
功能导向搜索FOS（Function Oriented Search）
在其他领域、行业找到成功方案，适当转化为我所用
4、九屏幕
思考流程
1、先系统轴
从系统引申出子系统、超系统
2、再时间轴
从现在引申到过去、未来
5、STC
思考流程
1、从尺寸、时间、成本3个方面考虑
2、3个方面向变小和变大维度思考
概念
STC算子：尺寸-时间-成本（Size-Time-Cost）
利用极限思维将研究对象从尺寸、时间和成本三个方面6个维度的参数进行一系列变化的思维试验
想象无限大或无限小
注意事项
每个想象试验要分步递增、递减，知道进行到物体新的特性出现
使用成效取决于主观想象力、问题特点等情况
不能半途而废，担心问题被复杂化而退回到从前或中止
没有完成所有步骤的试验就试图猜答案
6、小人法
思考流程
1、把系统组件想象成很多小人
2、通过能动的小人建立模型
3、通过模型分析得出概念方案
小人法步骤
1、分析系统和超系统的构成
对象中各个部分想象成一群小人
2、确定系统存在的问题或矛盾
把小人分成按问题的条件而行动的组
3、建立问题模型、方案模型
研究得到的问题模型（有小人的图）
4、从解决方案模型过渡到实际方案
过渡到技术解决方案
注意事项
画小人数量不能太少
不是改造小人，而是站在小人的角度进行思考
3、六法综合应用
1、最终理想解IFR
2、金鱼法
3、资源分析
4、九屏幕法
5、STC算子
6、小人法
书籍推荐
《苏菲的世界》
《创新者的窘境》
《创新者的方法》
《群体的思维》
《1000个思维游戏》
三、功能分析与裁剪
功能分析
定义
指对一个工程系统内部和外部的组成部分及各组成部分的本质用途或关系进行分析描述并模型化处理的过程
作用
1、识别系统的组件，明确研究范围
2、识别出组件之间的作用和功能
3、明确系统的功能缺陷（不足、过量、有害……）
4、识别组件的价值、成本，为裁剪和其他工具做准备
功能的定义
两个组件有相互作用，一个组件保持/改变了另一个组件的某个参数
功能载体作用于功能对象
如：摩托车（功能载体）运载（作用）人（功能对象）
组件的定义
定义1
组成工程系统或超系统的一个部分
1、物质
指拥有静止质量的物体
2、场
场没有静止质量，但可以传递物质之间的相互作用（如磁场等）
3、物质+场
如带有磁场的通电螺线管
定义2
有属性的均可称之为对象
功能描述的原则
1、功能对象必须是组件，不能是组件参数，并且需要针对特定条件下的具体技术系统进行功能陈述
功能=动作+对象（V+O）
2、功能对象至少要有一个参数受到影响，发生改变或保持
3、禁止使用“不”替代否定动词
组件有可能是没有功能的
功能分析的步骤
1、组件分析
定义
识别工程系统的组件和它的超系统组件
超系统
指涵盖工程系统在内的系统，通常是在系统生命周期中不同阶段，在系统外与系统有物理层面或信息层面相互作用的系统
超系统组件
超系统中与系统组件有密切关系的组件
系统目标
系统主要功能的功能对象，是最特殊的超系统
是每个功能模型中必不可少的超系统组件
组件分析表格
注意事项
1、谨慎选择系统的级别，使得系统既不会过于复杂，也不会过于简单。如果系统非常复杂，可以尝试将其分为子系统。
2、系统的作用对象都归类在超系统类别。
2、相互作用分析
定义
识别工程系统以及超系统的组件之间的相互关系
相互作用=相互接触
目的
识别工程系统和超系统组件之间的所有相互作用
+：相互接触作用
-：不相互接触作用
相互作用矩阵
构造步骤
1、列相互作用矩阵，填写系统组件和超系统组件
2、在相互作用矩阵的行和列中使用相同的顺序输入组件
3、在行和列有相互作用的方格上标上“+”号，在其他所有放个中标上“-”号
4、检查相互作用矩阵的对角线对称性
5、检查相互作用矩阵，移除没有相互作用的组件
示例
3、功能模型
定义
识别和评估组件表现出来的性能
描述工程系统组件和超系统组件各自之间的功能关系，包括功能性质、登记、排序等
目的
建立工程系统的功能模型
分类
有用功能
与我们的期望值一致的功能（表式功能模型中用U表示）
表现级别
功能正常（表式：N）
当实际功能水平=所需功能水平时
符号：实线箭头————>
功能过量（表式：Ex）
当实际功能水平＞所需功能水平时
符号：虚线箭头- - - ->
功能不足（表式：I）
当实际功能水平＜所需功能水平时
符号：加粗实线箭头————>
有害功能
与我们的期望值相反的功能（表式功能模型中用H表示）
符号：波浪形实线箭头-~~~~~~~~>
功能的排序
基本功能
针对系统目标的功能
表式：B
附加功能
针对系统目标以外的超系统组件的功能
表式：Ad
辅助功能
针对工程系统组件的功能
表式：Ax
价值结算
功能得分公式：基本功能（3分）、附加功能（2分）、辅助功能（1分）
成本：制作组件的成本价格
价值=功能得分/成本
图式功能模型规则
功能分析示例：自行车系统
第一步：组件分析
第二步：相互作用分析
第三步：表格式功能模型
价值计算
功能成本图
第四步：图式功能模型
裁剪
定义
指将系统中的某一个组件去除，并将其有用功能重新分配给系统内或超系统其他组件的一种方法。
是一个分析问题的工具，而不是解决问题的工具。
益处
减少负面功能
减少组件数量
缩减成本
规避专利
减少复杂性
裁剪对象原则
差
系统改善最大或有多个问题的组件
低
功能少价值较低的组件
害
功能不足、过度、有害的组件
贵
成本较高的组件
裁剪规则
釜底抽薪
如果有用功能对象不存在，那么功能载体也可以裁剪掉。
自服务
如果有用功能对象能自己完成功能，那么功能载体可以被裁剪掉。
替代
如果其他组件能代替完成有用功能，那么功能载体可以被裁剪掉。
候选功能载体的选择原则
其他组件对同一功能对象本来就有相同或相似的功能
其他组件对其他功能对象有相同或相似的功能
其他组件和功能对象存在功能或相互作用
其他组件具备该功能所必须的资源
裁剪分析步骤
1、绘制功能模型
2、分析得到裁剪对象
3、应用裁剪规则
4、得出裁剪功能模型
5、得出裁剪问题
四、功能导向搜索
是什么？
功能导向搜索（FOS）是一种基于产品功能提炼并一般化处理后，对目前世界上已有成熟技术或科学效应进行搜索分析进行应用的工具。
为什么用？
1、不知想到的新方案是否可行，验证成本高
2、跨领域进行借鉴，解决关键问题
3、避免专利侵权问题
怎样运用？
1、确定要解决的关键问题
2、阐明要执行的特定功能
3、阐明一般化功能
4、确定领先领域
5、从领域、专利、科学效应、论文选择技术
6、迁移方案解决具体问题
功能导向搜索应用路径
一般化功能
领先领域
功能搜索
领先领域搜索步骤
1、明确领先领域类型
2、搜索可能的领先领域
3、验证领先领域
领先领域确定
1、性能领先领域
2、限制条件领域
3、极端环境领域
专利技术
特定领域
专利查找
专利大王小程序
领先领域搜索和专利检索结合
科学效应库
科学效应
科学都是基于科学效应存在，效应是构建功能的基本单元
定义：在科学理论的指导下，实施科学现象的技术成果
类型
物理效应
化学效应
生物效应
几何效应
拓展
文丘里效应
康达效应
塞贝克效应
科学效应库
寻找领域
百度、论文
领域/技术
五、因果链分析
定义
对于每一个初始问题，通过多次问“导致这个问题的原因有哪些？”，就可以得到一系列的问题，将这些问题链接起来，就像一条条的链条，因此称为因果链
注意点
1、分析原因，而不是目的
2、遵循科学原理
3、完成的要求
4、问题分析的细致程度
因果链的独特好处
1、全面不遗漏
2、深入到根本原因
3、可以找到关键原因
因果链形式
问题
问题的描述
建议遵循：名词+参数+形容词
形容词类型
1、不足
应该有的作用，但效果不足
2、过度（过大、过小、过高……）
应该有的作用，但效果过度
3、有害
应该没有的作用，却出现了
4、存在
提供作用的同时，产生了有害作用
5、缺失
方案的反向
问题的种类
初始问题
1、初始问题由项目目标决定，一般来说是项目目标的反面
2、明确、聚焦的问题
包括
现象
功能
裁剪问题
结果的反面
客户真实需求
中间问题
中间问题是指处于初始问题和末端问题之间的问题，它是上一层级问题的原因，又是下一层级问题造成的结果
寻找中间问题的注意事项
1、需要明确上下层级的逻辑关系，需要找的是直接问题，避免跳跃
2、下一层问题可能不止一个。
如果同一层级的问题超过一个，则通常可以用and或者or运算符将若干个问题连接起来
如果同一层级的问题超过一个，则通常可以用and或者or运算符将若干个问题连接起来
and
多个条件同时满足。解决其中一条，就可以解决整个问题
or
其中任意一个问题都能造成上层问题出现。多个问题必须同时解决上层问题才被解决。
寻找中间问题的方法
1、运用科学公式
2、咨询领域专家
3、查阅文献
4、利用仿真软件
实验试错
5、利用逻辑关系呈现，比如：头脑风暴
末端问题
理论上说，因果链分析可以是无穷无尽的，但当我们在做具体项目时，无穷无尽地挖掘是无意义的，因此需要一个终点，这个终点就是末端问题
因果链结束条件
1、达到科学领域（物理、化学、生物或者几何等）等领域的极限时
2、达到自然现象时
3、达到法规，国家或行业标准等的限制时
4、达到成本的极限或者人的本性时
5、根据项目的具体情况，继续深挖下去就会变得与本项目无关时
6、不能继续找到下一层原因时
关键问题识别
关键问题定义
关键问题就是解决了它，整个项目的问题都解决了
注意事项
1、经过精心选择需要进一步解决的问题，不一定是末端问题
2、描述关键问题时，主语（名词）建议不要遗漏
关键问题的标准
可控性问题
在项目组可控范围内，通过努力可以解决的问题
聚焦的小问题
聚焦到具体参数或属性的问题，或者可以产出具体改进方向的小问题
新问题
之前没有发现的问题
瓶颈问题
占比高的问题
关键问题的判定流程
关键问题分析表格
根据关键问题判定流程总结关键问题定义
1、一个问题可控、属于聚焦的小问题且问题占比较高，即为关键问题
2、一个问题可控、属于聚焦的小问题、问题占比较高且属于新问题，即为关键问题
六、矛盾分析
流程图
技术矛盾分析
定义
技术矛盾：系统中两个参数出现相互制约，为了改善其中一个参数，导致该技术系统的另一个参数发生恶化。
改善参数：指我们希望让系统改进的方向
恶化参数：指我们改进系统后带来的新问题
39个通用工程参数
阿奇舒勒研究发现不同行业不同产品之间参数之间会有一些共性，阿奇舒勒把这些共性的参数都抽象出来，
分类成39个，就是TRIZ中的39个通用工程参数
分类成39个，就是TRIZ中的39个通用工程参数
39*39矛盾矩阵
基本原理：工程参数之间的矛盾有标准化的问题解决模式
通过改善参数和恶化参数相交点的发明原理编号来找到解决方案模型
识别技术矛盾的方法
用“方法-目的-新问题”的模型来界定技术矛盾
采用的解决方案达成一定的目的，但是带来新问题
识别技术矛盾的句式
如果（假设方案），那么（改善参数），但是（恶化参数）
识别目的和新问题之间的矛盾
关键步骤
1、描述矛盾问题
从前期问题分析出来的关键问题中寻找有技术矛盾的问题
2、转化技术矛盾
将工程问题通过“如果...那么...但是...”转化为技术矛盾
3、识别改善参数和恶化参数
4、转化通用工程参数
将改善参数和恶化参数转化为通用工程参数
5、确定发明原理
通过工程矛盾矩阵确定发明原理
6、再次明确要解决的关键问题
再次明确通过矛盾矩阵需要解决的具体工程问题
7、产生具体方案
应用发明原理产生具体的技术解决方案
物理矛盾分析
定义
物理矛盾：指对一个对象的单一参数具有相反的需求。
常见的物理矛盾
解决物理矛盾的方法
四大分离原则
空间分离
如果两个矛盾需求需要在一个工程系统不同的位置，可据此将矛盾双方在不同的空间分离开来。
时间分离
如果矛盾需求体现在不同的时间段，可利用“时间分离”原理分离它们。
关系分离
如果两个矛盾需求是对不同的对象，可据此将矛盾双方在不同的条件分离开来。
系统分离
如果对物理矛盾的要求是在子系统或超系统级的矛盾，则可以使用“系统级分离”的方法解决上述物理矛盾。
如何识别物理矛盾
在（时间），（位置），为了（对象），需要（参数A+/A-），达到（状态）
关键步骤
1、描述关键问题
从前期问题分析出来的关键问题中寻找有物理矛盾的问题
2、描述物理矛盾
描述物理矛盾：参数A需要B/-B，因为要C/D
3、使用导向关键词
使用导向关键词描述物理矛盾
在（时间），（位置），为了（对象），需要（参数A），达到（状态B/-B）
4、确定分离原理
确定适用的分离原理
5、选择发明原理
根据分离原理确定相应的发明原理
6、再次明确要解决的关键问题
再次明确通过物理矛盾需要解决的具体工程问题
7、产生具体方案
应用分离原理和发明原理产生具体的技术解决方案
40发明原理应用逻辑
发明原理-->查看子原则-->解决问题的机理-->查找组件资源承接子原则的指引-->概念方案
七、最优解题路径
TRIZ流程
TRIZ解题模式
将具体工程问题抽象为问题模型-->求解问题模型-->由标准解类推出解决具体问题的方法
应用
功能缺失问题求解套路
功能分析+跨领域技术借鉴
矛盾问题求解套路
矛盾求解+40发明原理
技术降本
功能分析+裁剪
TRIZ的专利规避设计流程
技术规划流程
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