創(chuàng)造性問(wèn)題解決方法（TRIZ） Theory for Solving Inventive Problems課件

1、創(chuàng)造性問(wèn)題解決方法（TRIZ）Theory for Solving Inventive ProblemsTRIZ例題假如沒(méi)有吊車(chē)，如何將重達(dá)一噸的變壓器從一米高的磚臺(tái)搬運(yùn)至地上呢？運(yùn)用冰，將變壓器移至用冰塊堆疊起與磚臺(tái)等高的平臺(tái)，冰會(huì)融化，變壓器便會(huì)逐漸下降。TRIZ的起源TRIZ 理論是由俄國(guó)人Genrich Altshuller在1940年代所創(chuàng)。他翻閱世界各種專利達(dá)四十萬(wàn)則，而發(fā)現(xiàn)這些發(fā)明之後的規(guī)律TRIZ介紹TRIZ之可用是因?yàn)榻?jīng)顯示工程人員所面對(duì)的90%的問(wèn)題已於其他地方被解決過(guò)若我們能利用此資訊，則研發(fā)將更加有效主要焦點(diǎn)是浮現(xiàn)、了解、強(qiáng)化與刪除矛盾Altshuller已証明發(fā)明可系

2、統(tǒng)化地導(dǎo)出，而不必嘗試錯(cuò)誤一種系統(tǒng)改良的方法創(chuàng)新等級(jí)對(duì)于等級(jí)1 ,Altshuller 認(rèn)為不算是創(chuàng)新,而對(duì)于等級(jí)5 ,他認(rèn)為, “如果一個(gè)人在舊的系統(tǒng)還沒(méi)有完全失去發(fā)展希望時(shí),就選擇一個(gè)完全新的技術(shù)系統(tǒng),則成功之路和被社會(huì)接受的道路是艱難而又漫長(zhǎng)的,因此發(fā)明幾種增進(jìn)的改進(jìn)是更好的策略”,他建議將這兩個(gè)等級(jí)排除在外,TRIZ工具對(duì)于其它三個(gè)等級(jí)創(chuàng)新作用更大。其中, 等級(jí)2、3 稱為“革新( Innovative) ”,等級(jí)4 稱為“創(chuàng)新( Inventive) ”正在使用TRIZ的知名公司理想性觀念理想性有用的機(jī)能有害的機(jī)能目的在於將系統(tǒng)的有用機(jī)能最大化，同時(shí)將有害結(jié)果最小化理想性=FE(ex

3、pense)(function)最後理想結(jié)果(IFR)四個(gè)特性1.消除原系統(tǒng)缺點(diǎn)2.保留原系統(tǒng)之優(yōu)點(diǎn)3.不會(huì)使系統(tǒng)復(fù)雜化(利用免費(fèi)或可利用資源)4.不導(dǎo)入新的缺點(diǎn)理想性觀念制冰機(jī)主要問(wèn)題： 效率低，螺桿內(nèi)的冰可能融合。理想性觀念水加入冰模冷凍結(jié)冰從冰模中移出冰塊收集保留冰塊運(yùn)輸冰塊破碎冰塊取出冰塊制冰的主要過(guò)程：工程系統(tǒng)的進(jìn)化趨勢(shì)由單一趨向複數(shù)由整體趨向分割由剛性趨向柔軟由單向趨向雙向由一維趨向多維由單一用途趨向多用途由單一趨向複數(shù)由剛性趨向柔軟由單向趨向雙向由單一用途趨向多用途例如：手機(jī)由單一通話工具變成集通話、游戲機(jī)、照相機(jī)、MP3、電視、GPS、上網(wǎng)于一體影視系統(tǒng)進(jìn)化電影木偶表演舞臺(tái)表演

4、電視計(jì)算機(jī)筆記本光電顯示？進(jìn)化樹(shù)例如元素周期表矛盾矛盾（沖突）普遍存在于各種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)之中。按傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的折衷法，沖突并沒(méi)有徹底解決，而是在沖突雙方取得折衷方案，或稱降低沖突的程度。TRIZ理論認(rèn)為，產(chǎn)品創(chuàng)新的標(biāo)志是解決或移走設(shè)計(jì)中的沖突，而產(chǎn)生新的有競(jìng)爭(zhēng)力的解。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷的發(fā)現(xiàn)并解決沖突是推動(dòng)產(chǎn)品進(jìn)化的動(dòng)力。創(chuàng)新設(shè)計(jì)要做的工作就是解決改進(jìn)設(shè)計(jì)過(guò)程中的各種矛盾，將主要工作聚焦于“矛盾”這一焦點(diǎn)上。矛盾分類技術(shù)矛盾技術(shù)矛盾是指一個(gè)作用同時(shí)產(chǎn)生有用及有害兩種效應(yīng)，也可指有用效應(yīng)的引入或有害效應(yīng)的消除導(dǎo)致一個(gè)或幾個(gè)子系統(tǒng)變壞。技術(shù)矛盾常表現(xiàn)為一個(gè)系統(tǒng)中兩個(gè)子系統(tǒng)之間的矛盾，而且總是涉及

5、到兩個(gè)基本參數(shù)：當(dāng)其中一個(gè)得到改進(jìn)時(shí)，另一個(gè)變得更差。三種表現(xiàn)：一個(gè)子系統(tǒng)中引入一種有用性能后，導(dǎo)致另一個(gè)子系統(tǒng)產(chǎn)生一種有害性能，或增強(qiáng)了已存在的有害性能； 一種有害性能導(dǎo)致另一個(gè)子系統(tǒng)有用性能的變化； 有用性能的增強(qiáng)或有害性能的降低使另一個(gè)子系統(tǒng)或系統(tǒng)變得更加復(fù)雜。 例：動(dòng)力對(duì)照耗油量、重量對(duì)照強(qiáng)度物理矛盾它是指為了實(shí)現(xiàn)某種功能，一個(gè)子系統(tǒng)或元件應(yīng)具有一種特性，但同時(shí)出現(xiàn)了與該特性相反的特性。物理矛盾的核心是指對(duì)一個(gè)物體或系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)有相反的、矛盾的要求。 兩種表現(xiàn)一個(gè)子系統(tǒng)中有害性能降低的同時(shí)導(dǎo)致該子系統(tǒng)中有用性能的降低； 一個(gè)子系統(tǒng)中有用性能增強(qiáng)的同時(shí)導(dǎo)致該子系統(tǒng)中有害性能的增強(qiáng)。

6、 例：直尺，又要它長(zhǎng)、又要它短矛盾分類一般來(lái)說(shuō)，相對(duì)于技術(shù)矛盾，物理矛盾顯得更加尖銳和明顯，并且技術(shù)矛盾的存在往往隱含著物理矛盾的存在，有時(shí)物理矛盾的解決比技術(shù)矛盾的解決更容易。如果最終能夠準(zhǔn)確確定物理矛盾，那么該問(wèn)題就能夠較為容易地解決。在解決實(shí)際創(chuàng)新設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)當(dāng)努力把問(wèn)題中所面臨的物理矛盾和技術(shù)矛盾分析清楚，然后運(yùn)用相應(yīng)的解決原理和方法，對(duì)癥下藥，一一解決，最終就能夠獲得問(wèn)題的最優(yōu)解。 物理矛盾的解決物理矛盾的解決原理 物理矛盾的解決一直是TRIZ理論研究的重要內(nèi)容。TRIZ理論的創(chuàng)始人G.S.Altshuller提出了包含有矛盾特性的空間分離、矛盾特性的時(shí)間分離、通過(guò)物理作用及化學(xué)反

7、應(yīng)使物質(zhì)從一種狀態(tài)過(guò)渡到另一種狀態(tài)等11種解決原理。正確、科學(xué)地應(yīng)用這些原理我們就可以逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)物理矛盾的深入分析和標(biāo)準(zhǔn)化，最終實(shí)現(xiàn)物理矛盾的解決。下面介紹四種解決原理。空間分割局部最佳化分割整體為部份例：測(cè)量海底時(shí)，將聲納探測(cè)器與船體空間分離，用以防止干擾，提高測(cè)試精度物理矛盾的解決例如十字路口交通問(wèn)題。時(shí)間分割解決空間分割解決解決問(wèn)題方案主要問(wèn)題：交通安全事故物理矛盾的解決條件分離：將水射流條件分離，給予不同的射流速度和壓力，即可獲得“軟”的或“硬”的不同用途的射流，用于洗澡按摩或用作加工手段或武器整體與局部分離：采用柔性生產(chǎn)線，以滿足大眾化和個(gè)性化市場(chǎng)需求的不同要求技術(shù)矛盾的解決技術(shù)矛盾

8、的解決原理 TRIZ理論總結(jié)了39個(gè)通用工程參數(shù)來(lái)描述矛盾。實(shí)際應(yīng)用中，把構(gòu)成矛盾的雙方內(nèi)部性能用這39個(gè)工程參數(shù)中的某兩個(gè)來(lái)表示，即把實(shí)際工程設(shè)計(jì)中的技術(shù)矛盾轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)矛盾，然后運(yùn)用TRIZ理論中包含的分割、分離、等勢(shì)性、維數(shù)變化、振動(dòng)原理等40個(gè)發(fā)明創(chuàng)新原理。同樣的，只要正確、科學(xué)地應(yīng)用這些原理，我們就可以逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)技術(shù)矛盾的深入分析和標(biāo)準(zhǔn)化，最終實(shí)現(xiàn)技術(shù)矛盾的解決。 矛盾表不希望的結(jié)果要改變的特性最常用的創(chuàng)新原則12321739個(gè)參數(shù)物理或幾何參數(shù)品質(zhì)或功能參數(shù)負(fù)面性質(zhì)參數(shù)40個(gè)創(chuàng)意原則空間的轉(zhuǎn)換時(shí)間的轉(zhuǎn)換主體的轉(zhuǎn)換作用力的轉(zhuǎn)換材料或形態(tài)的轉(zhuǎn)換環(huán)境的轉(zhuǎn)換七十六標(biāo)準(zhǔn)解法與40項(xiàng)原則的

9、關(guān)系TRIZ解題模式標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)解答我的解答我的問(wèn)題利用矛盾矩陣解決問(wèn)題 問(wèn)題：常規(guī)的扳手，為擰開(kāi)生銹的螺母非常困難，還經(jīng)常損壞螺母。普通扳手解決這個(gè)問(wèn)題有三個(gè)答案：1）提高制造精度，使扳手內(nèi)側(cè)和螺母?jìng)?cè)面較好吻合；2）允許扳手的側(cè)面做自我調(diào)整，使其與螺母的側(cè)面相符；3）使用軟一些材料做扳手，以使 不損壞螺母。上述三個(gè)答案中的第一個(gè)是最切實(shí)際的。但如果制造精度越高，工藝性則越差。利用矛盾矩陣解決問(wèn)題 根據(jù)前面的分析確定了它們之間相應(yīng)的技術(shù)沖突： 試圖改進(jìn)的因素參數(shù)No.31“物體產(chǎn)生的有害因素” 變壞的因素No.29“制造精度” 把它們映射到通用工程矩陣表上。矛盾矩陣表從矛盾矩陣表可得到四組數(shù)據(jù)

10、，再將這些數(shù)據(jù)對(duì)照40條創(chuàng)造發(fā)明原理表，即可得到4條推薦的發(fā)明原理： No.04 不對(duì)稱、No.17 變維、No.34 拋棄和再生、No. 26 復(fù)制。對(duì)No. 04及No.17 兩條發(fā)明原理進(jìn)行深入分析表明，如果扳手工作面與螺母?jìng)?cè)面能多點(diǎn)接觸，而不只是棱角單點(diǎn)接觸，問(wèn)題就可以得到解決。該設(shè)計(jì)于1995年在美國(guó)獲得了專利。美國(guó)專利扳手物質(zhì)-場(chǎng)模型技術(shù)系統(tǒng)的目的是執(zhí)行功能(Function)。它的基本組成包括兩個(gè)物質(zhì)(Substance)和它們之間的作用力，稱為場(chǎng)(Field)。場(chǎng)是產(chǎn)生作用力的一種能量。技術(shù)系統(tǒng)的功能模型可以用一個(gè)完整的物場(chǎng)三角形來(lái)表示。FS1S2物質(zhì)-場(chǎng)模型物質(zhì)的種類材料、工

11、具、零件、人、環(huán)境場(chǎng)的種類機(jī)械、熱、化學(xué)、電、磁物質(zhì)-場(chǎng)模型分類物質(zhì)場(chǎng)的模型分為四大類，分別是(1)有效且完整的系統(tǒng)。有效且完整的系統(tǒng)是指模型完整且需要的效果有產(chǎn)生，例如吸塵器利用機(jī)械力（吸力）來(lái)達(dá)到清潔地毯的目的。 物質(zhì)-場(chǎng)模型分類(2)未完整的系統(tǒng)。未完整的系統(tǒng)的系統(tǒng)是指需要的效果沒(méi)有產(chǎn)生，表示模型缺少一至兩個(gè)元件，解決的方式為增加需要的元件，完成物質(zhì)場(chǎng)三角形 。例如：一個(gè)液體(S1)含有空氣泡(S2)，增加離心力(F)可以分離空氣泡。 物質(zhì)-場(chǎng)模型3)有害的完整系統(tǒng)。有害的完整系統(tǒng)的系統(tǒng)是指模型的三個(gè)元件都在，但是產(chǎn)生有害的效果。解決的方式為增加另一個(gè)場(chǎng)(F2)，用來(lái)平衡產(chǎn)生有害效果的場(chǎng)

12、 。例如要避免零件在加工時(shí)彎曲，增加一個(gè)相對(duì)的力。 物質(zhì)-場(chǎng)模型分類(4)不足的完整系統(tǒng)。不足的完整系統(tǒng)是指模型的三個(gè)元件都在，但是需要的效果不足 。欲解決此不足的完整系統(tǒng)的方法有三，如下說(shuō)明物質(zhì)-場(chǎng)模型改用新的場(chǎng)(F2)或場(chǎng)和物質(zhì)(F2+S3)來(lái)代替原有的場(chǎng)(F1)或場(chǎng)和物質(zhì)(F1+S1)，如圖31，例如壁紙很難用刀子刮掉，改用蒸氣。物質(zhì)-場(chǎng)模型增加一個(gè)新的場(chǎng)(F2)來(lái)增強(qiáng)需要的效果，如圖32，例如要黏合兩個(gè)零件時(shí)，用夾子幫助固定。 物質(zhì)-場(chǎng)模型分類增加新的場(chǎng)(F2)和物質(zhì)(S3)來(lái)加強(qiáng)原有的效果，如圖33，例如用電場(chǎng)使小粒子凝聚，來(lái)加強(qiáng)過(guò)濾器的效果。 物質(zhì)-場(chǎng)模型例題：比薩餅粘紙盒問(wèn)題物質(zhì)

13、：S1比薩餅，S2盒子場(chǎng)：F機(jī)械場(chǎng)（盒子支撐比薩餅）功能問(wèn)題：熱比薩餅粘紙盒以及強(qiáng)度問(wèn)題平底易因重量而凹陷。物質(zhì)-場(chǎng)模型解決思路：添加第三種物質(zhì)既能防粘，強(qiáng)度又要高而成本卻要低，最好是不用添加任何物質(zhì)。1、底部震動(dòng)一會(huì)接觸一會(huì)不接觸（時(shí)間上解決）2、底盤(pán)只有部分接觸（空間上解決）FS1S2拱形底增加強(qiáng)度和隔熱。物質(zhì)-場(chǎng)模型例二：電鍍純銅時(shí)，少許電解液會(huì)留在銅表面的微孔中。若不清除，電解液乾燥時(shí)會(huì)留下氧化的痕跡，減少產(chǎn)品的外觀和價(jià)值。因此通常在儲(chǔ)存之前，要先沖洗表面。但是因?yàn)槲⒖缀苄?，即使用大量的水沖洗，還是會(huì)有一些電解液留在微孔中，有無(wú)改進(jìn)的方法？ 物質(zhì)-場(chǎng)模型首先建立物質(zhì)-場(chǎng)模型解析問(wèn)題，如

14、圖所示，顯然這是一個(gè)不足的完整系統(tǒng)(Ineffective complete system)，此問(wèn)題將嘗試?yán)?6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的解決方法依序考慮套入系統(tǒng)中，找尋並發(fā)展出最適合的解決方式。 物質(zhì)-場(chǎng)模型首先考慮76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解法中層級(jí)一不改變或少量改變來(lái)改良系統(tǒng)中之改進(jìn)不充分系統(tǒng)的性能此類型問(wèn)題來(lái)尋求解答。在此類型問(wèn)題的解法中提出了在不改變?cè)瓉?lái)系統(tǒng)組成的情形下，試著加入第三個(gè)物質(zhì)(S3)協(xié)助增進(jìn)功效。因此，在物質(zhì)-場(chǎng)模型嘗試加入一噴嘴來(lái)協(xié)助產(chǎn)生高壓水柱以便清洗電解液。 物質(zhì)-場(chǎng)模型若是上述系統(tǒng)表現(xiàn)仍為一不足的完整系統(tǒng)，則接著嘗試?yán)?6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解法中層級(jí)二改變系統(tǒng)來(lái)改良中之轉(zhuǎn)變到復(fù)雜的物質(zhì)-場(chǎng)模型此類型問(wèn)題來(lái)尋求解答。在此類型問(wèn)題的解法中提出了試著加入一新的場(chǎng)(F2)於系統(tǒng)中協(xié)助增進(jìn)功效。因此，物質(zhì)-場(chǎng)模型嘗試?yán)贸舨▽⑺D(zhuǎn)變?yōu)槲⑿∷莸姆绞絹?lái)深入銅表面的微孔中以便清洗電解液。 物質(zhì)-場(chǎng)模型另一個(gè)可考慮的方案為改變系統(tǒng)來(lái)改良中之轉(zhuǎn)變到復(fù)