TRIZ之发明原理与应用.PPT

1、发明原理与应用发明原理与应用佛山科学技术学院 王玉龙121TRIZ概述概述常用发明原理常用发明原理20101 PART ONETRIZ概述3 41.TRIZ创新方法创新方法的起源与发展的起源与发展n TRIZ源于“发明问题解决理论”的俄文单词的首字母缩写，按照国际标准“ISO/R9-1968E”的规定，把俄文转换成拉丁字母以后，就成为“TRIZ”。因此，TRIZ 只是一个特殊缩略语，既不是俄文，也不是英文，其实际含义就是“发明问题解决理论”。n “发明问题解决理论”有两个基本的含义，表面的意思是强调解决实际问题，特别是发明问题；隐含的意思是由解决发明问题而最终实现（技术和管理）创新，因为解决问

2、题就是要实现发明的实用化，这符合创新的基本定义。 560多年前（1946年），前苏联军方技术人员、发明家根里奇阿奇舒勒和他的同事们，在研究了来自于世界各国的上百万个专利（其中包含二十多万个高水平发明专利）的基础上，提出了的一套体系相对完整的“发明问题解决理论”，为TRIZ的问世和发展奠定了基础。 6TRIZ的来源与内容的来源与内容 74.1.1 经典经典TRIZ的理论体系结构的理论体系结构经典经典TRIZ的理论的理论体系结构体系结构 8（1）TRIZ的理论基础是自然科学、系统科学和思维科学。（2）TRIZ的哲学范畴是辩证法和认识论。（3）TRIZ来源于对海量专利的分析和总结。（4）TRIZ的理

3、论核心是技术系统进化法则。（5）TRIZ的基本概念进化、理想度、系统、功能、矛盾和资源。（6）TRIZ的创新问题分析工具包括：根本原因分析、功能分析、物-场分析、资源分析和创新思维方法。（7）TRIZ的创新问题求解工具包括：发明原理、分离方法、科学效应库、标准解系统和创新思维方法。（8）TRIZ的创新问题通用求解算法是发明问题求解算法（ARIZ）。2.经典经典TRIZ的理论体系结构的理论体系结构 93.TRIZ的核心的核心思想思想（1）在解决发明问题的实践中，人们遇到的各种矛盾以及相应的解决方案总是重复出现；（2）用来彻底而不是折中解决技术矛盾的创新原理与方法，其数量并不多，一般科技人员都可以

4、学习、掌握；（3）解决本领域技术问题的最有效的原理与方法，往往来自其他领域的科学知识。 104.TRIZ的核心概念的核心概念（1）技术系统：）技术系统：技术系统是指人类为了实现某种功能而设计、制造出来的一种人造系统。作为一种特殊的系统，技术系统符合系统的定义，具有系统的五个基本要素（输入、处理、输出、反馈和控制），也具有系统应该拥有的所有特性。 114.TRIZ的核心概念的核心概念（2）功能：）功能：广义的功能定义为研究对象能够满足人们某种需要的一种属性。例如：冰箱具有满足人们“冷藏食品”属性；起重机具有帮助人们“移动物体”的属性。在TRIZ中，功能是产品或技术系统特定工作能力抽象化的描述，它

5、与产品的用途、能力、性能等概念不尽相同。功能一般用“动词+名词”的形式来表达，动词表示产品所完成的一个操作，名词代表被操作的对象，是可测量的。 12钢笔钢笔 的用途是什么？的用途是什么？铅笔呢？铅笔呢？毛笔呢？毛笔呢？钢笔，它的用途是写字，而功能是存送墨水；铅笔，它的用途是写字，而功能是摩擦铅芯；毛笔，它的用途是写字，而功能是浸含墨汁。13 144.TRIZ的核心概念的核心概念（3）矛盾与冲突）矛盾与冲突物理矛盾：所谓物理矛盾（又称“冲突”，冲突可以理解为是必须解决的矛盾）就是针对系统的某个参数，提出两种不同的要求。当对一个系统的某个参数具有相反的要求时就出现了物理矛盾。例如：飞机的机翼应该尽

6、量大，以便在起飞时获得更大的升力；飞机的机翼应该尽量小，以便减少在高速飞行时的阻力。技术矛盾：是指为了改善系统的一个参数，而导致了另一个参数的恶化。技术矛盾描述的是两个参数的矛盾。例如：改善了汽车的速度，导致了安全性发生恶化。这个例子中，涉及的两个参数是速度和安全性。发明问题只有在不影响系统现有功能的前提下成功地消除矛盾，才能认为是发明性地解决了问题。也就是说，矛盾应该是这样解决的：在完善技术系统的某一部分或是优化某一参数的同时，其他部分的功能或其他参数不会被影响。150202 PART TWO常用发明原理1601分割原理17分割原理分割原理是指这样一种过程：以虚拟或真实的方式将一个系统分成多

7、个部分，以便分解（分开、分隔、抽取）或合并（结合、集成、联合）一种有益的或有害的系统属性。在多数情况下，会对分隔后得到的多个部分进行重组（或集成），以便实现某些新的功能，并（或）消除有害作用。随着分割程度的提高，技术系统逐步向微观级别发展。18 191.指导原则指导原则（1）将一个对象分成多个相互独立的部分。例如：）将一个对象分成多个相互独立的部分。例如：n将轮船的内部空间分成多个彼此独立的船舱。n在学生宿舍楼中，将同一层分成多个功能相同的小房间。n内燃机的多个汽缸n将学生分成不同的年级，不同的班级。 20（2）将对象分成容易组装（或组合）和拆卸的部分。例如：）将对象分成容易组装（或组合）和拆

8、卸的部分。例如：n组合家具。n将一根根铁轨连接起来，形成铁路。n建筑上常用的预制件和活动房屋。（3）增加对象的分割）增加对象的分割程度，以实现系统的改造。程度，以实现系统的改造。例如：例如：n窗帘的演变：一整块布做的窗帘左右两块布做的窗帘百叶窗。 216.2 原理原理1：分割：分割 22（1）可调节百叶窗。这是一个“提高系统的可分性，以实现系统的改造”的实例。人们用可调节百叶窗代替幕布窗帘，只要改变百叶窗叶片的角度，就可以调节外界射入的光线。（2）军用飞机油箱。当军用飞机的油箱破损时，极易引起燃料大量外泄，继而引发爆炸的事故。为此，人们将油箱分隔成很多小隔间，以防止这类事故的发生。利用分割原理

9、，人们找到了解决问题的办法，即在军用飞机油箱中，装设一种蜂窝状材料。这种看来有点粗糙的材料，实际是一种多孔的海绵体，它们将油箱分成无数个小“隔间”。从而比较理想地解决了这个难题。2.典型典型案例案例 23如果系统因重量或体积过大而不易操纵，则将其分割成若干轻便的子系统，使每一部分均易于操纵。在管理学和心理学上，也可以对组织和观念进行分割及组合。3.运用技巧运用技巧分割原理实例分割原理实例（1）把一辆大型载重卡车分成车头和拖车两个独立的部分；）把一辆大型载重卡车分成车头和拖车两个独立的部分；（2）大型项目的总体设计与各分项设计；）大型项目的总体设计与各分项设计；（3）将一个磁盘分成多个逻辑分区；

10、）将一个磁盘分成多个逻辑分区；（4）将书籍划分为多个章节，以改善书籍的陈述方式，以及书籍被读者理解和接受的方式。）将书籍划分为多个章节，以改善书籍的陈述方式，以及书籍被读者理解和接受的方式。 2402抽取原理25抽取原理抽取原理就是从整体中分离出有用的（ 或 有 害 的 ） 部 分 （ 或 属 性 ）抽取可以以虚拟方式或实体方式来进行。26 27（1）从对象中抽取出产生负面影响的部分或属性。例如：）从对象中抽取出产生负面影响的部分或属性。例如：n 最初的空调是一体机，工作时，压缩机会产生噪声。随着技术的发展，空调被分为室内机和室外机两部分。将压缩机放在室外机中，减少噪声对人的影响。n 在巡航时

11、，战斗机的两个副油箱挂在飞机下方，飞行中会优先使用副油箱中的燃油；在进入战斗前，抛弃副油箱，以减轻飞机的重量，增加飞机的机动性能。n 从口腔（整个系统）中拔掉（抽取）一颗坏的牙齿（有害部分），以改善整个口腔的健康状况。n 利用避雷针，把雷雨云中的电荷引入大地，从而避免建筑物遭受雷击（从物体中抽出可产生负面影响的部分或属性）。1.指导原则指导原则 28（2）从对象中抽出有用的（主要的、重要的、必要的）部分或属性。例如：）从对象中抽出有用的（主要的、重要的、必要的）部分或属性。例如：n用狗叫声作为报警器的报警声，而不用养一条真正的狗（将狗叫声从“狗”中抽取出来，作为有用的部分来单独使用）。n将稻草

12、人作为“人”的代表放在稻田中（将人的外形从整个“人”中抽取出来）。n化学试验中的蒸馏、萃取和置换都是从混合物中抽取出有用物质的过程。 29智能语音驱鸟器：作为飞机起降场所的机场，鸟害防治成为一项重要的飞行安全保障工作。人们在鸟的声音中提取了他们被俘的惨叫声，用 此 来 刺 激 惊 吓 在 机 场 飞 行 的 鸟 儿 。2.典型典型案例案例 306.3 原理原理2：抽取：抽取把系统中的功能或部件分成有用、有害部分，视情况抽取出来。切记：抽取的目的是为系统增加价值。抽取可同样应用于非实物或虚拟情况。3.运用技巧运用技巧03预先作用原理31预先作用原理预先作用原理是指：在真正需要某种作用之前，预先执

13、行该作用的全部或一部分。32 331.指导原则指导原则（1）预先对某对象进行所需的改变，这种改变可以是整体的，也可以是部分的）预先对某对象进行所需的改变，这种改变可以是整体的，也可以是部分的。例如：n 方便面。n 建筑业中大量使用的预制件。n 纸上预先印刷好的表格。n 预先被打孔的邮票。n 计算机软件中，根据用户当前状态而弹出的软件菜单列表。n 在大型机械设备的总装过程中，大量使用的预先装配好的组件。 346.4 原理原理10：预先作用：预先作用（2）将有用的物体预置，以便使其在必要时能立即在最方便的位置发挥作用。）将有用的物体预置，以便使其在必要时能立即在最方便的位置发挥作用。例如：n制造业

14、中的流水线。n商场中放置在合适位置的灭火器。n战争片中，进行阵地战的时候，战士们会预先将手榴弹的后盖打开（指导原则1），放在触手可及的地方（指导原则2）。 352.典型典型案例案例（1）手术前，将手术器具按需要时的使用顺序排列整齐；（2）带折断线的美工刀；（3）半成品食物；（4）易拉罐。 363.运用运用技巧技巧在某一事件或过程之前采取行动，目的在于增强安全性、简化事情的完成过程、维持正确作用、减轻疼痛、增强智力、产生某种优点及使用过程简单化等04反向作用原理37反向作用原理反向作用原理是指：通过在空间上将对象翻转过来（上下翻转、左右翻转、前后翻转、内外翻转），在时间上将顺序颠倒过来（颠倒先后

15、顺序），在逻辑关系上将原因与结果反过来，从而利用不同（或相反）的 方 法 来 实 现 相 同 的 目 的 。38 391.指导原则指导原则（1）用与原来相反的作用实现相同的目的。例如：）用与原来相反的作用实现相同的目的。例如：n 用平车运送货物时，既可以推，也可以拉，来实现相同的结果。n 老师在教育过程中，既可以使用惩罚，也可以利用鼓励手段，来达到相同的教育目的。n 利用黑笔和白板的组合代替传统的黑板和白粉笔的组合。（2）让物体或环境中可动的部分不动，不动部分可动。例如：）让物体或环境中可动的部分不动，不动部分可动。例如：n 在机加工过程中，既可将工具旋转变为工件旋转、n 除了通过上路驾驶来测

16、试汽车的空气动力特性之外，也可使其进入一个风洞来模拟。这种方法可以用于任何需要气动或水动测试的系统。（3）将对象（物体、系统或过程）将对象（物体、系统或过程）“颠倒颠倒”（上下颠倒、内外颠倒、前后颠（上下颠倒、内外颠倒、前后颠倒、顺序颠倒等）过来倒、顺序颠倒等）过来 402.典型案例典型案例（1）跑步机（2）乘客随滚动电梯上下楼；（3）Google迷你泳池（4）翻转玻璃窗尝试让系统以某种方式“反转”或颠倒，看系统是否能由此获得新功能、新特征、新作用及新对象3.运用技巧运用技巧4105 动态特性42动态特性动态特性原理是指使构成整体的各个组成部分处于动态，即各个部分是可调整的、活动的或可互换的，

17、以便使其在工作过程中的每个动作或阶段都处于最佳状态。43 441.指导原则指导原则（1）调整对象或对象所处的环境，）调整对象或对象所处的环境，使其在工作的各阶段都达到使其在工作的各阶段都达到最佳状态。例如：最佳状态。例如：n 汽车上可调的方向盘、座椅、后靠背或后视镜。n 折叠椅和笔记本电脑都是通过分割物体的几何结构，引入铰链链接，使其各部分可以改变相对位置。（2）将对象分割为多个部分，使其各部分可以改变相对位置。例如：）将对象分割为多个部分，使其各部分可以改变相对位置。例如：n 链条。n 可分离键盘。 451.指导原则指导原则（3）使不动的对象可动或可自动适应。例如：）使不动的对象可动或可自动

18、适应。例如：n 管道疏通机的柔性软管。n 在计算机软件中，根据用户当前的状态的不同，鼠标右键菜单的内容也不同。n 充气床或水床可以根据人的不同卧姿自动调整其形状。 462.典型案例典型案例（1）飞机机翼上的可动襟翼能够按照需要调整其姿态（2）小轿车里的可调节座椅；（3）采用蛇皮管灯杆的台灯；尝试让系统中的某些几何结构成为柔性的、可自适应的；往复运动的部分成为旋转的；让相同的部分执行多种功能；使特征成为柔性的；使系统可兼容于不同的应用或环境。3.运用技巧运用技巧4706 机械振动原理48机械振动（1）通过振动（振荡）或摇动（震动）对象而使对象产生机械振动，增加振动的频率或利用共振频率。（2）利用振动（颤动、摇动、摆动）或振荡（振动、振荡、摆动），在某个区间内产生一种规则的、周期性的变化。49 501.指导原则指导原则（1）使对象发生机械振动。例如：）使对象发生机械振动。例如：n 在浇注混凝土的时候，利用震动泵消除混凝土中的孔隙。n 在筛选（筛分）的时候，利用振动可以提高效率。n 振动可以使生锈的、腐蚀的或拧得过紧的零件松动。（2）如果对象已经处于振动状态，则提高振动的频率（直至超声振动）。例如：）如果对象已经处于振动状态，则提高振动的频率（直至超声振动）。例如：n 利用超声波在液体中产生的空穴现象来清洗物体。（3）利用共振频率。例如：）利用共振频率。例