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学习交流简报第一期——TRIZ创新理论
发布日期:2015年01月27日

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学习交流简报

 院党委办公室编印                  2012年2月17

TRIZ创新理论

传统创新模式

 

过去,我们一直在做创新,目前国内企业常用的研发创新模式有:

  测绘与仿制

  凭经验设计

   试错法

  折衷法

  头脑风暴法

  

 但是,以上几种模式的效率相当低下,根据G. StevensJ. BurleyResearch?Technology Management,发表的数据显示,采用传统的开发模式(如试错法),3000个不成文的想法中只有一个能获得成功:

什么是TRIZ理论?

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)俄语含义的单词首字母(Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch)组成,在欧美国家也可缩写为TIPS

TRIZ之父Altshuller的领导下, TRIZ研究团体分析了近250万件高水平的发明专利,并综合多学科领域的原理和法则后,建立起由解决技术问题和实现创新开发的各种方法、算法组成的TRIZ理论体系。

80年代中期前,该理论对其他国家保密,80年代中期,随一批科学家移居美国等西方国家,逐渐把该理论介绍给世界产品开发领域,对该领域已产生了重要的影响。

TRIZ创新理论现在已经在欧美和亚洲发达的国家和地区的企业得到广泛的应用,大大提高了创新的效率。根据ETRIA The European TRIZ Association)的统计:应用TRIZ理论与方法,可以增加80%~100%的专利数量并提高专利质量;可以提高60%~70%的新产品开发效率;可以缩短产品上市时间50%

TRIZ理论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的工具模型

Triz的工具包括冲突矩阵、76标准解答、ARIZAFD、物质--场分析、ISQ DE8种演化类型、科学效应、40个创新原理,39个工程技术特性,物理学、化学、几何学等工程学原理知识库等,常用的有基于宏观的矛盾矩阵法(冲突矩阵法)和基于微观的物场变换法。事实上TRIZ针对输入输出的关系(效应)、冲突和技术进化都有比较完善的理论。这些工具为创新理论软件化提供了基础,从而为TRIZ的实际应用提供了条件。

TRIZ解决问题的过程

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(ARIZAlgorithm for Inventive Problem Solving)及标准解(TRIZ Standard Techniques)。

在利用TRIZ解决问题的过程中,设计者首先将待设计的产品表达成为TRIZ问题,然后利用TRIZ中的工具,如发明原理、标准解等,求出该TRIZ问题的普适解或称模拟解(Analogous solution);最后设计者再把该解转化为领域的解或特解。

案例-开启果壳:如何在规模化生产中大批量的得到完整的杏仁?

分析:

取杏仁时必须去壳,现用锤砸或用机械方式压碎。制造性能好但产品的形状不好。查39个通用工程参数,得出32(制造性能)和12(形状)之间有技术矛盾。

TRIZ法求解:查39×39 矛盾矩阵,得出可用的发明创新原理为1(分割),28(机械系统的替代),13(反向)和27(用低成本不耐用的物体替代贵而耐用的物体)。

通用工程参数

运动物体重量

静止物体重量

运动物体长度

形状

1

2

3

12

1

运动物体重量

+

 

15, 8, 29,34

2

静止物体重量

 

+

 

3

运动物体长度

8, 15, 29, 34

 

+

32

可制造性

1, 28, 13, 27

 

分析改进的具体技术方案:

  分割意味要把壳完全分开;

    机械系统的替代意味要用另一种系统;

  反向意味应从里向外加力。

解决方案:

在密闭容器内加入高压空气,突然降压,杏仁内的空气膨胀,立刻打开杏仁壳。为了得到高压,可用高压空气,也可加热容器使气压升高。

类似的技术问题:开鸡蛋壳,开蚕豆壳,开核桃。

从以上案例可以看出,triz解决问题的模式与思路如下图所示:

类似于求解一个一元二次方程式,如果采用试错法来做,只能是从负无穷到正无穷一一带入进行计算,繁琐而低效。而triz能将其转换为标准问题后通过工具得出普适解后演绎成实际解决方案,大大的提高了工作效率。

TRIZ理论的特点和优势

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,帮助我们的企业开发富更具竞争力的新产品。

 

交流部门:竞争情报中心

                                                                       稿 人:姜大昌