TRIZ技术创新方法与人才的培养教材课件

TRIZ技术创新方法与人才的培养1、第一部分

形势与任务第二部分创造性人才第三部分创新的理论和工具2第一部分形势与任务、3（一）科学思维培育不够•

创新思维与创新精神培养缺位目前应试式的教育体系、灌输式的教学方法抑制了学生的创新思维和创新精神•

科研活动创新思维不足，自主创新研究成果少•

尊重科学、崇尚科学的氛围不够

科学精神与科学氛围仍然不足，不按照科学规律办事的问题仍普遍存在。4（二）科学方法研究与应用不够•

科技界关于科学方法的意识薄弱

科研活动中，忽视研究方法的规范性、创新性；国内学术期刊很少发表关于研究方法和哲学思考类的理论性论文。•

对科学方法的研究不够仅限于对国际科学方法的跟踪、了解，缺乏对前沿方法的前瞻性研究；科学方法的研究与应用严重脱节，“写科学方法的书只给自己看”。•

企业技术创新能力不足，缺乏科学创新方法

企业的技术创新能力薄弱。2005年，国内发明专利申请占专利申请总量的24.4%，发达国家在85.8%以上。5（三）具有自主知识产权的科学仪器设备匮乏•

自主研发投入少，核心技术匮乏“十五”期间，国家主体科技计划用于“科学仪器设备研制与开发”项目的经费只有0.85亿元，仅占三大科技计划经费的千分之二和科学仪器购置经费的百分之一；•

科学仪器水平与发达国家存在明显差距

；•

主要依靠进口，科学研究“空芯化”现象严重每年科学仪器固定资产投资中60%用于进口设备，其中精密仪器、生命科学仪器、大型科学仪器等高技术含量的产品更是90％以上。6（四）创新政策环境还不完善•

以2004年为例，我国研发经费仅相当于美国的8%；全国从事研究开发人员年平均经费分别只有韩国的14%和日本的8%。•

在发达国家，公共财政支持科技发展的经费中有40%用于支持科学方法和科学仪器。而在我国，国家主体科技计划对这方面研究项目的支持几乎为零。7（五）评价方法有待改进•

科研院所对科研人员研究能力的评价标准不全面，过分地重视SCI而忽视一些基础性或方法上的重要问题•

以诺贝尔奖为例，诺贝尔奖的得1/3是通过科学发现、理论推导得奖；有1/3是通过方法上的创新、方法思路上的创新得奖。还有1/3通过科学仪器、科学手段、科学工具上的创新。而在我们的科技布局上，更多瞄准了第一个1/3

，把后两个1/3相对忽略了。8中国的国际竞争力2005～2006WEF全球成长竞争力排名排名的主要指数我国GDP排名世界第四名，国际经济竞争力排名第15位，科技创新能力较差，影响到我国中长期的成长竞争力。科技2创新2芬兰美国瑞典丹麦台湾新加坡日本韩国香港中国1211国家全球化经济34445103产业536108135企业12172849国际社会留给中国企业的时间不多了！7826643275

9中国与印度全球竞争力排名比较、年度

2002～

2003～

2004～

2005～

2006～2003

2004

2005

2006

2007中国

33印度

46445646554950544310创新型国家的概念•

创新型国家：是指每100万人口获得美国专利与商标局的发明专利授权在15个以上的国家或经济体2001年每100万人口获得美国专利与商标局的发明专利授权在15个以上的国家或经济体排名排

国家或名数

排

国家或

数

排

国家或

数

排量

名

量

名

量

名国家或数量经济体经济体经济体经济体1.

美国2

日本314

7

芬兰261

8

德国140

13

奥地利

72

19

挪威5945136

14

新加坡

72

20

澳大利亚3

中国台湾

240

9

加拿大

116

15

比利时

70

21

爱尔兰37343230114

瑞士5

瑞典6

以色列196

10

丹麦196

11

荷兰163

12

韩国90

16

法国83

17

英国74

18

冰岛68

22

中国香港66

23

新西兰63

24

意大利其它非创新型国家的排名及每100万人口获得美国专利与商标局的发明专利授权数量排名

国家或

专利授

排名

国家或

专利授权数量权数量经济体经济体33

俄罗斯

1.64

43

巴西

0.6458

印度

0.17

62

中国

0.1512论文质量下降•

十年间,SCI

22个学科被引用200次以上的论文共6097篇，•

美国有4000篇，•

中国19篇，其中香港15篇，中国大陆只有4篇。我国论文的价值大缩水.13论文质量下降•

十年间,SCI

22个学科被引用200次以上的论文共6097篇，•

美国有4000篇，•

中国19篇，其中香港15篇，中国大陆只有4篇。我国论文的价值大缩水.14我国与创新型国家技术对外依存度比较、152005年8月8日美国商业周刊：知识经济时代创新经济时代创造性思维创新方法时代特征创新工具（CAI)创意的想象力创新力（创造力）主宰世界经济潮流应对办法16一场全新的竞赛已经展开让用户完全满意强化制造前端概念设计和制造后端的综合服务缩短交货期改进产品质量降低成本创新理论创新创新方法创新思维创新工具创新文化创新精神交货期、成本和质量方程已经不再有效！提高创意的想象力是企业迎接市场挑战的唯一选择！17创意的概念与来源•

创意：就是人们常说的“点子”、“主意”或“奇思妙想”，它是人类大脑创造性思维的产物，是人类智慧的结晶。•

创意的来源：•

60～80％是市场需求（推动）•

40～20％是科技进步（拉动）•

运用TRIZ理论的多种工具是产生创意的重要手段。18资源消耗环境污染效益微笑曲线资源消耗环境污染20世纪90年代知识经济20世纪60～70年代工业经济21世纪创新经济制造前端研发、咨询生产制造制造后端售后服务19触摸式发声地球仪利润的分配市场定价88美元美国开发公司获利48美元40美元香港公司获利20美元20美元广东外贸公司获利5美元15美元广东某制造商成本12美元获利3美元20资源消耗环境污染效益微笑曲线资源消耗环境污染向价值链的高端和低污染、少投入的方向发展21世纪创新经济制造前端研发、咨询生产制造制造后端售后服务21第二部分创造性人才22我们能创新吗？•

创新是人人都有的一种能力•

人的创新能力在12~14岁达到顶峰，因受应试教育的摧残，后天被逐渐埋没•

创新是可以激发和提升的一种能力•

创新活动具有其方法、手段和规律性•

产品设计本身即为创新23创造性人才和创造力•

创造性人才：•

具有高度创造力的人才•

创造力(创意、创造性）：•

产生新创意/想法（Idea)或构想创造新产品（作品）的能力•

具有发现问题、分析问题、和创造性解决问题的能力24人脑的创造创新能力大脑是人的智慧之府，是人的创造创新之源。人脑类似由100~140亿台微型计算机所组成的庞大的电子计算机信息网络处理系统。一个正常人的大脑可储存1000万亿信息单位，相当于一般电子计算机储量的100万倍，如果全部用来储备知识，人脑的记忆容量相当于5亿本书籍的知识总量。人脑的功能非常强大，俄罗斯学者伊.尹尔菲莫夫研究指出：人的大脑可以同时学习40种语言，默记一套大英百科全书所容纳的全部内容，还可以有余力去完成十门大学课程的教研活动。25培训与提升创造力关系示意图经培训，创造力可提高70％～300%；顶峰向右上方转移26国科发财（2008）197文件指出：设立创新方法继续教育基地，为企业技术创新提供熟悉掌握创新方法的人才保障27创造性人才自我设计哲学理论基础外语能力体能、表达能力创新思维个性品质创造力创新技法和方法创新技能基础知识、专业知识、交叉学科知识28创新能力体现•

自主创新能力是提升我国科技发展水平和国家核心竞争力的关键所在。•

创新体系:

党的十六届五中全会明确提出：要建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系。•

创新制度

：体制机制,环境资源配置,集成,转化•

创新人才

：发现,使用,培育,锻炼,凝聚,成就•

创新文化

：创新激励,干,干成,干好事业的舞台和氛围29知识水平和创造力•

科学发现对已有知识具有依赖性，适当的知识可以促进科学发现。世界科学大师牛顿：“如果说我看得远，那是由于我站在巨人们的肩上”。•

知识水平越高，创新思维越加活跃，创造力就越强，知识和创造力之间呈正比关系。•

高水平发明问题的解决需要知识，而这些知识又超过了发明者所拥有的专业领域的界限30创造性人才自我设计哲学理论基础外语能力体能、表达能力创新思维个性品质创造力创新技法和方法创新技能基础知识、专业知识、交叉学科知识31十三种主要创新技能创新技能是创造者的智力技能、动作技能和情感能力的综合，它可以全面提高创新者的自觉创新能力。信息能力注意力系统分析和系统决策能力创

造技

能操作能力理解力智能技术运用能力发现问题能力开发选题能力工程能力破译黑箱能力抓住机遇能力32创新技能与创造力•

创新技能包括观察能力、注意力、记忆力、理解力、发现问题能力、开发选题能力、抓住机遇能力、操作能力、工程能力、智能技术运用能力、破译黑箱能力、系统分析和系统决策能力及信息的获取和利用能力等。其中信息能力和操作能力尤其应予以关注。对于我国的大学生和科技人员，实际操作能力偏弱，应加强锻炼。•

创新技能与创新的关系，犹如摩天大楼与坚固地基的关系一样，创新者应努力学习和开发自己的创新技能，为创新奠定坚实的基础。33创造性人才自我设计哲学理论基础外语能力体能、表达能力创新思维个性品质创造力创新技法和方法创新技能基础知识、专业知识、交叉学科知识34创造性人才的个性品质、创造性人才个性品质合作精神独立精神心理特性学习精神奉献精神创造行为社会化创造动机社会化感

超创冒

灵

好险

活

奇性

性

性情

越智

能力

力造意识35良好个性品质（1）-追求卓越的奉献精神•

立志奉献予事业、社会•

意志坚强•

勇往直前，百折不绕•

永不半途而废•

管好自己的情感，不断自我激励。•

胡锦涛总书记提出的“八荣八耻”是奉献精神的高度概括36良好个性品质（2）科学理性的独立精神、•

不盲从•

敢怀疑•

不迷信•

思维上的独立性将导致行为上的独立37良好个性品质（3）热情洋溢的合作精神树立正确、积极、主动的沟通意识：宽容他人注意赞美保持微笑尊重他人以“诚”待人38良好个性品质（4）坚持不懈的学习精神•

用勤奋的精神致力于学习，持续地提高创造者能力39良好个性品质（5）创造性人才的心理特性•

希望打破“常规”的创造意识•

深究事物机理的强烈好奇心•

多视角认识问题和解决问题的灵活性•

不怕批评，不怕失败，敢于坚持，敢于冒险坚持到底的精神40创造性人才的能力结构•

感情智力（Emotional

Intelligence

EI

)•

人的一生20%由智商决定，80%由感情智力主宰，职位越高，EI的作用越显著，高达85%。始终保持善待他人，严于律己。•

超越对手•

着眼于已知领域，更着眼于未知领域加大思维的“前进跨度”、“联想跨度”，超越对手。41智商与创造力关系图高智商是高创造力的必要条件，但不是充分条件，高智商的人也可能是低创造力。人的一生的成就，20%由智商决定，80%由感情智力主宰。职位越高，EI的作用就愈加42显著，几乎能达创造力模型哲学理论基础外语能力体能、表达能力创新思维个性品质创造力创新技法和方法创新技能基础知识、专业知识、交叉学科知识43创新思维的涵义思维是运用已有的知识对信息进行分析综合、比较概括和决策的动态过程，是获取知识、分析问题和解决问题的根本途径。创新思维是指人们克服思维定势，创造具有新颖、独特事物的认识活动。创新思维是技术创新取得突破性、革命性进展的先决条件，是一切科学研究的起点，且始终贯穿于技术创新的全过程，是创新的灵魂。44创新思维的基本特性、创新思维基本特性非逻辑性深

独

突

敏

风刻

立

发

捷

险性

性

性

性

性突

新

多破

颖

向性

性

性、、45创新思维方法的分类逻辑思维

非逻辑思维归

演类

有

收

想

联

直

灵

发

幻分纳

绎

析

比

序

敛

象

想

觉

感

散

想与思

思维

维思

思

思

思

思

思

思

思

思维

维

维

维

维

维

维

维

维综合思维46逻辑思维逻辑思维亦称抽象思维，是人们在认识过程中运用已掌握的各种知识、原理、规律基础上形成的概念，并以此判断、推理、反映现实的一种思维形式，它能使我们更深刻、准确和完整地反映客观面貌。世界上任何事物的发生都存在客观规律性，采用逻辑思维的方法逐步深入，就可取得发明创造。47、•

从统计数字看：•

20世纪以前的重大发明构思，多数是由天才发明家在逻辑思维的基础上发挥非逻辑思维的作用而获得；•

进入20世纪50年代后，利用逻辑思维和专业知识的发明逐步占了上风；•

到了20世纪90年代，TRIZ理论方法中的知识库和逻辑思维的运用主导了发明创造的大趋势，出现了一批专业咨询发明公司。48直觉思维•

直觉源于人们的“第一感觉和第六感觉”，它属于非逻辑思维。直觉是人脑基于有限资料和事实，对新事物、新问题、新现象进行的一种直接的、迅速的、跃进的、敏锐的判断。其功能只是从宏观上把握事物，不需要进行系统的逐步分析，而能对问题的答案做出科学的猜测、设想，是一种跳跃式思维形式。•

爱因斯坦对科学认识曾说过：“真正可贵的因素是直觉”他认为科学创造的过程应是经验-直觉-概念-逻辑思维-理论的过程。49“逻辑思维压缩论”“逻辑思维压缩论”认为直觉虽然表现为瞬间的顿悟，实际上它也是运用逻辑思维的结果。因为：在直觉的背后“隐藏”着一系列逻辑推理链，而直觉思维只是在一瞬间就进行和完成了复杂的推理过程，因而让人感到头脑中似乎并没有经过逻辑思维，思维过程已在头脑中完全“自动化”；在得出了直觉判断之后，还需实施逻辑推理过程，以检验其所得出的直觉判断的合理性。所以，直觉思维只不过是逻辑思维的“压缩”（或称为“简化”、“浓缩”、“内化”等）。50灵感思维心理学家对灵感思维的描述是：灵感思维的闪现来自于突然的顿悟，是人们在艰苦创造过程中发散思维和收敛思维多次迭加，逻辑思维和非逻辑思维反复作用，突然间把隐藏在人们潜意识中有关信息进入激发状态；灵感常常为发明带来思路、线索、设想和启示，但灵感的出现，具有随机性、瞬时性和模糊性，创造者要觉察灵感、把握灵感和利用灵感有一定的难度。灵感产生的条件：一是对解决问题有浓厚的兴趣和强烈欲望，二是对问题和相关资料进行了长时间的思考，甚至达到了思维的“饱和”状态。51幻想思维•

根据主体主观愿望进行的超前设想，幻想往往是科学发明的先导。18世纪著名科幻作家凡尔纳：“人类的幻想在不久的将来一定会成为现实”。•

阿里多夫先生用好几年时间把分散在成千上万本书中的幻想进行搜集和分类结果表明：离奇幻想的发展过程也有着可循的客观规律，可用它来催生新的发明创造。•

应在正确理念指导下，使幻想成为创造发明的理想，而不致成为脱离客观规律的空想。•

以奇异幻想开路，吸引人们去探索未知，并促使人们产生创造的欲望。一些科学中大的发现往往是如此•

在有些发达国家，为了发挥幻想在科技发明中的积极作用，为学生开设“幻想课”，旨在从小培养人的创造才干•

由于幻想超前性，暂时脱离现实，在我国常常会被人贬低，幻想成为一种贬义词

。52幻想打造出发明作品中幻想创创意的命运实现了或很

原则上被证

证明是错误的快将实现的

实可行性的

或者不可行的作者意的总数

数量％

数量％

数量％凡尔纳威尔斯别利亚耶夫

50108

64

59

34

32

10

98657

66

20

23

9

1121

42

26

52

3

653想象思维•

想象是人们在原有感性认识的基础上，在头脑中对各种表象（组成形象的基本单元）进行改造、设想，重组出新形象的思维过程•

爱因斯坦：“想象力比知识更重要、可贵。知识是有限的，而想象是无限的。正是有了想象，人们才能不断地创造世界上前所未有的新事物“。•

法国心理学家Ribot认为：发明家最主要的源头是想象。54联想思维将已掌握的知识与某种思维对象联系起来，从其相关性得到创造性启示进而获得创造性设想的思维形式。联想有多种形式：（1）相似联想

例如看到鸟想到飞机；看到下雨想到潮湿；（2）对比联想

例如在黑暗中想到光明；（3）接近联想

例如看到蝌蚪会联想到青蛙，因为它们在空间上接近，看到猫就会想到老虎，因为两者形态相似；（4）关系联想

部分与整体的关系例如文具和铅笔；因果关系例如冰和凉、雷电和暴雨等。55创造力模型哲学理论基础外语能力体能、表达能力创新思维个性品质创造力创新技法和方法创新技能基础知识、专业知识、交叉学科知识56哲学理论基础与创造力•

哲学是高度抽象的知识结晶和最概括的方法论；•

是一切科学之上的科学；•

哲学在科学认识与实践活动中起支撑作用;•

哲学知识对创造方向和姿态起主要调控作用。57哲学理论基础与创造力•

哲学不仅渗透在每个科学工作者的头脑之中，而且也渗透在自然科学研究的全过程中。爱因斯坦指出：“哲学可以被认为是全部科学研究之母”。•

在科学研究工作中，哲学思维的指导作用是潜移默化的。哲学在不断地为科学研究提供理论思维的基本范畴和逻辑规则。58第三部分创新技法和TRIZ理论59创造力模型哲学理论基础外语能力体能、表达能力创新思维个性品质创造力创新技法和方法创新技能基础知识、专业知识、交叉学科知识60、人类历史上最有价值的知识是方法的知识。科学发明需要创造方法

——

庞加来——笛卡尔61认识一位天才的研究方法，对于科学的进步，甚至对于他本人的荣誉，并不比发现本身更少用处。科学研究的方法经常是极富兴趣的部分科学中难能可贵的创造性才华，由于方法拙劣可能被削弱，甚至被扼杀；而良好的方法则会增长、促进这种才华。

——贝尔纳

——拉普拉斯（法国生理学家）（法国天文学家和数学家）62主要思维形式

技法原理具体技法名称

演绎法

归纳法

类比法

自然现象和科学原理探索法

等价变换法

KJ法科学推理型

组合法

分解法

形态分析法

信息交合法

横向思考法逻辑思维组合型传统创新技法的分类

类推法有序思维型

奥斯本检核表法

5W1H法

和田法联想型

智力激励法（头脑风暴法）

联想法非逻辑思维

形象思维法形象思维型

逆向构思法

灵感启示法

大胆设想法

特性列举法

缺点列举法列举型

希望点列举法6360智力激励法与传统会议截然不同的方式解决问题运用程序四项原则：自由畅想准备阶段热身阶段明确问题推迟评判以量求质综合集成自由畅谈加工整理64“当前智力激励法面临着挑战”（美国伊莱恩·丹敦）主要原因是：•有关问题不能达成一致；•缺乏创意激发源；•不是与会者都有创意的压力；•急于求成；•缺乏程序化；•缺少熟练的引导者；•缺少熟练的参与者；•罗列的规则成为形式；•缺少跟进措施，“头脑风暴”小组实际上在不停地重复“发明”已经有过的东西，却在这一过程中错过了潜在的诸多伟大的创意。因此，当遇到复杂的发明问题时，最好找发明公司（指TRIZ咨询公司）咨询。65传统创新与TRIZ创新结果的比较、534思维定势6217发明问题8传统创新应用发散思维“试错法”

搜索发明问题解决办法

，造成人力、物力的巨大浪费解决办法查尔斯.固特异用毕生的精力只解决了一个难题。66

爱迪生实验发明灯泡用了1600多种金属材料和6000多种非金属材料。碱性电池的发明经历了50000多次失败。这一方面反映了爱迪生的勤奋和努力、另一方面也说明传统思维方式——试错

TRIZ理论方法就是一种将发明从“困难的”任法的效率低下。务转变为“简单的”任务的方法，例如：通过大幅度减少探索范围来达到发明的目的。67传统创新(发散)与TRIZ创新(收敛)的结果比较ARIZ程序标准解法发明原理、矩阵表效应知识库……问题解决基于TRIZ的创新：提供创新思维的效率；走出“试错法”的绝境。68实例：吸尘器分离固体粉尘的改进查“TRIZ案例通用科学原理库”可获得16个解：•声波•摩擦•吸附作用•边界－表层－动量•离心分离•Coanda效应•日冕放电•带电•惯性•磁场•磁效应熔化••Reuleaux三角•超声波•过滤器•振动69TRIZ技法(发明问题解决理论)－TRIZ的含义•

TRIZ的含义是发明问题解决理论，是原俄文字母的缩写，并按ISO/R9-1968E规定，转换成拉丁文的首字母缩写•

Теория

Решения

Изобретательских

Задач•

•

Teoriya

Resheniya

Izobretatelskikh

Zadatch70TRIZ理论创始者根里奇·阿奇舒勒•

根里奇•阿奇舒勒G.

S.Altshuller

（1926－1998

）是前苏联的一位天才发明家和创造创新学家，于1946年创立的TRIZ理论明确指出：一旦我们对大量的好的专利进行分析，提炼出问题的解决模式，我们就能够学习这些模式，从而创造性地解决问题。71利用瞬间压力差可以打破坚果的外壳-如何使人造宝石沿内部原有的微裂纹分割？-如何迅速清洁船用发动机的冷却水过滤器？-如何打破核桃的外壳？、通过本体论关系，由“爆米花”找到了解决方案：72ARIZARIZARIZARIZARIZARIZARIZTRIZ软件(CAI)解决发明问题1940195019601970198019902000资料来源：Orlloff2007TRIZ发展历程731993TRIZ传到美国并走向世界1980第一个TRIZ软件问世1961首次出版书籍《如何学会发明》19794个分离原理1969提出专利评价体系1977物-

分析1959场正式提出

ARIZ效应知识库1956首次发表文章“发明创造心理学”和技术进化理论TRIZ软件(CAI)解决发明问题1940195019601970198019902000TRIZ发展历程741993TRIZ传到美国并走向世界1980第一个TRIZ软件问世1961首次出版书籍《如何学会发明》19794个分离原理1969提出专利评价体系1977物-

分析1959场正式提出

ARIZ效应知识库1956首次发表文章“发明创造心理学”和技术进化理论TRIZ软件(CAI)解决发明问题1940195019601970198019902000TRIZ发展历程75领下，动用前苏联的1500多名专家，经过50多年对数以百万计的专利文献加以搜集、研究、整理、归纳、提炼和重组,建立起一整套体系化的、实用的解决发TRIZ工具发明专利库明问题的理论方法体系——TRIZ（发明20万→250万•39×39矛盾矩阵问题解决理论）•40个创新原理•发明等级及其特征•技术系统进化法则4万→50万迄今为止，TRIZ已分析了15,000,000专利有代表性的实用专利20%76关于发明问题的“多与不多”•

发明问题是无限多的，而发明等级是不多的；•

发明问题是无限多的，而矛盾的类型比较而言是不多的；•

发明就是克服矛盾，而克服矛盾的原理也是不多的。77发明等级及其特征各个明等的特征等原始状况来源及解所需知范困程度解后引起的化比例第

一

有一个通用且

解

容合理化

工程参数的易；基本培养建在相工程

在相特性上生明80％没有冲突参数上生

的化化第

二

有数个通用

存在于系中的常用的

在作用原理不的情况不明确；

准模型适度新

工程参数、有型革新构模型的的培下解决了原系的功能和构第三成堆工作量，只有功能模型的通常由其他等系非和其他行的知中准衍生而来；展和集成的新思想利用集成方

在

作用原理的情况法解决明

下使系成有价的、高效能的明16％第四有多不确定

来源于不同的知

复运用效知

使

系

生极高的效能、

3％合性

的因素，构

域（全社会的知）；解决重要和功能模型都

渊博的知和脱离无先例的概念的能力并将会明地致相近技系改的“高利明”第五没有最初目，

来源或用途均不确定，

独特异

科学和技使系生突、并将新

也没有任何（运用全人的知）

常上的重大突

会致社会文化革的1％和基存模型的性

利破“卓越明”78技术系统矛盾的分类•

：•

•技术矛盾技术系统矛盾的两大类物理矛盾79什么是技术矛盾？•

由表述系统性能的两个参数所构成的矛盾称之谓技术矛盾•

当用已知的方法去改善系统的一部分或一个参数时，该系统的其它部分或参数就要不可容忍地变坏的现象．•

常表现为一个系统中两个子系统之间的矛盾：80•

1）在一个子系统中引入一种有用功能，矛盾的解决办法•

传统设计是在矛盾双方取得折中方案，矛盾并没有彻底克服和解决•

TRIZ理论的核心是建立了基于消除矛盾的逻辑方法。运用通用工程参数来表述矛盾

，使设计人员在设计过程中不断地发现并解决矛盾，推动产品的不断进化，从一个状态进化到一个新的状态，向着理想化创新产品设计的方向推进。8139个通用工程参数的分类几何参数：长度、面积、体积、形状一般物理参数：重量、速度、力、应力/

压强、温度、光照度系统参数：作用于物体的有害因素、物体产生的有害因素功率参数；物体的能量消耗、功率技术参数：操作时间、可靠性、强度、适用性和通用性、可制造性/

可操作性/

可维护性、制造精度、设计复杂性、自动化程度、生产率、对象的稳定性与测量有关的参数：测量的必要性、测量精度损失参数：能量损失、物质损失、信息损失、时间损失8240个发明原理－用有限的40条原理来解决无限的发明问题。•

阿奇舒勒通过对250万份发明专利的研究发现，大约只有20％左右的专利才称得上是真正的创新，其它80％的专利往往早已在其它的产业中出现并被应用过

。•

阿奇舒勒坚信发明问题的原理是客观存在的，设计者掌握这些原理，就可以大大提高发明的效率、缩短发明的周期，而且能使发明过程更具有可预见性。为此，阿奇舒勒对大量的专利进行研究、分析、总结、提炼出了TRIZ中最重要的、具有普遍用途的40个发明原理。•

当前，40个发明原理已经从传统的工程领域扩展到微电子、生物医学、管理、文化、教育等社会的各个领域问题。40个发明原理的广泛应用，导致不计其数新的专利发明的产生。8340个发明原理01、分割原理16、不足或过度作用原

29、气压或液压结构理替代原理02、抽出原理17、多维化原理18、振动原理30、柔性壳体或薄膜结构原理03、局部特性原理04、不对称原理05、合并原理31、多孔材料原理19、周期性作用原理20、有效持续作用原理21、快速作用原理22、变害为益原理23、反馈原理32、变换颜色原理33、同质性原理06、多功能原理07、嵌套原理34、自弃与修复原理35、改变参数原理36、相变原理08、质量补偿原理09、预先反作用原理10、预先作用原理11、预置防范原理12、等势原理24、中介物原理25、自助原理37、热膨胀原理38、强氧化作用原理26、复制原理39、惰性（或真空）环境原理27、一次性用品替代原理13、反向作用原理14、曲面化原理15、动态化原理40、复合材料原理28、替换机械系统原理8401、分割原理使物体成为可组合的（易于拆卸和组装）的部分将物体分割成相互独立的部分活动房屋组合家具将卡车分成牵引车头和拖车提高物体的分割程度或分散程度拉圾桶85百叶窗美国陆军M270多管火箭炮M270反装甲子母弹攻击发射中的M270正在爆裂的M270子母弹A.

将物体分割成相互独立的部分；C.提高物体的分割程度或分散程度；86矛盾矩阵表的组成•

阿奇舒勒将39个通用工程参数和40条发明原理有机地联系起来，建立起对应关系，整理成39×39的矛盾矩阵表（详见（《创造创新方略》附录）。•

矛盾矩阵的第1行、列为39个通用工程参数的编码，第2行、列分别为39个通用工程参数的名称。但是，纵行表示要改善的参数，横行表示会恶化的参数。39×39个通用工程参数从行、列两个纬度构成矩阵的方格共1521个，在其中1263个方格中，均列有几个数字，这几个数字就是由TRIZ推出的解决对应工程矛盾的发明原理的编码。按照编码查“40条发明创造原理”表，即可得到该编码的实际含义。•

使用者根据系统中产生矛盾的2个通用工程参数，从矛盾矩阵表中直接查找出化解矛盾的发明原理，并使用这些原理来解决问题。87矛盾矩阵表物体

制造使用

精度能量运动物体尺寸速度88133一、对问题进行抽象矛盾矩阵问题模型：解模型：创新原理主要技术矛盾具化抽象待解决的问题最终解决方案89波音飞机发动机整流罩的改造39个通用技术参数发明原理39个通用技术参数90波音飞机——引擎整流罩的改造•矛盾：改型采用功率更大的引擎，需要有更多的空气进入引擎，使引擎整流罩的直径增大，但与地面的距离减小了，严重地影响了飞机的安全•分析：

“运动物体的面积”(希望改善的技术特性)和“运动物体的尺寸”(恶化的技术特性)构成了一对技术矛盾Ø建议：创新原理14#曲面化原理ØØØ创新原理15#动态化原理创新原理18#振动原理创新原理4#不对称原理Ø

解决方案：

应用创新原理4，将整流罩改为不对称形状91美国新发现的9个通用工程参数信息的数量运行效率噪音有害的副作用兼容性/可连通性安全性易受伤性美观

测量难度92美国新发现的37个发明原理（对此目前尚有争议）•

41减少单个零件重量、尺寸60

导入第二个场

•

42零部件分成重（大）与轻（小）61使工具适应于人•

43运用支撑62

为增加强度变换形状•

44运输可变形状的物体63

转换物体的微观结构•

45改变运输与存储工况64隔绝/绝缘•

46利用对抗平衡65

对抗一种不希望的作用•

47

导入一种储藏能量因素66改变一个不希望的作用•

48局部/

部分预先作用67

去除或修改有害源•

49集中能量

68

修改或替代系统•

50

场的取代69增强或替代系统

•

51建立比较的标准70并行恢复•

52保留某些信息供以后利用71部分/局部弱化有害影响•

53集成进化为多系统

72掩盖缺陷•

54

专门化73

实施探测•

55减少分散74降低污染•

56

补偿或利用损失75

创造一种适合于预期磨损的形状•

57减少能量转移的阶段76减少人为误差•

58推迟作用77避开危险的作用•

59

场的变换

93扩展后的48个通用工程参数编码及名称编码及名称编码及名称1（1）运动物体的质量2（2）静止物体的质量3（3）运动物体的尺寸4（4）静止物体的尺寸5（5）运动物体的面积6（6）静止物体的面积7（7）运动物体的体积8（8）静止物体的体积9（12）形状17（20）静止物体的消耗

32（35）适应性（通用性）能量33.兼容性（可连通性）18（21）功率34（33）可操作性（易使用性）35（27）可靠性36（34）易维修性37.安全性19（11）应力/压强20（14）强度21（13）结构的稳定性22（17）温度38.易受伤性23（18）物体明亮度（照度）39.美观40（30）（物体对外部）有害作用的敏感性24.运行效率.10（26）物质的数量11.信息的数量25（23）物质的损失26（25）时间的损失27（22）能量的损失41（32）可制造性（易加工性）42（29）

制造加工的精度43（38）自动化程度12（15）运动物体的耐久性（耐久时间）13（16）静止物体的耐久性（耐久时间）14（9）速度28（24）信息的遗漏（损失）44（39）生产率45（36）装置（构造）的复杂性29.噪音46.（37）控制（检测与测量）的复杂性30.有害的扩散（散发）15（10）力31（31）

（物体产生的）有害副作用16（19）运动物体消耗的能量.47.测量难度48（28）测量精度94扩展前后两个矛盾矩阵表的比较•

增加了9个通用工程参数，由39个变为48个；•

扩展后的矛盾矩阵表不再出现有空格，物理矛盾与技术矛盾的求解同时在矛盾矩阵表中显现；•

扩展后的矛盾矩阵表为人们提供了更多的问题解决方法•

注意：两个矛盾矩阵表上的显示技术特性的通用工程参数编码所持含义并没有完全统一，使用时应注意分别对照使用。95实例：洗衣机的创新设计问题的描述：设计项目：“绿色”洗衣机用户需求：省水、省电、省洗涤剂理想化最终结果：利用一些高新技术（比如纳米）使衣服不沾污渍而实现“免洗”96定义矛盾•

减少物质的浪费是否能达到原来的效果，即：“物质的浪费”与“功率”之间的矛盾“物质的浪费”•

•

•

“功率”•

9798推荐的创新原理推荐原理有用的具体提示应用改进方案28.替换机械系统A用感官刺激的方法（光

用其它系统替代现有的学、声学、热学及味觉系统）替代机械系统机械系统18.振动B已振动的物体，提高其

超声波振动水流把脏污振动的频率至超声波从缝隙中弹出来38.强氧化作用C使用离子氧替代纯氧将自来水电解产生活性氧与次氧酸，以溶解衣服上的有机汗污25.自助B利用废弃的材料及能源

能重复利用的洗衣水13.反向作用C把通常可移动部分变为

让原来转动的水流变为固定的，把通常固定的部分变为可移动的不动的3.局部特性无效无效99合成的改进方案及其分析•

合成改进方案：利用水电解与超声波振荡相结合的方式，取代原有电机拖动波轮或滚筒的系统•

合成改进方案的分析：该方案可以避免衣物缠绕，也可降低甚至免用洗涤剂，且洗衣水可以重复利用，达到环保与节能的功效。从大电流的电机驱动到电解与振荡装置的发展，符合技术系统的进化趋势。虽然离理想化最终方案还很远，但实现了省水、省电和省洗涤剂的要求。1001993TRIZ传到美国并走向世界1980第一个TRIZ软件问世1961首次出版书籍《如何学会发明》19794个分离原理1969提出专利评价体系1977物-

分析1959场正式提出

ARIZ效应知识库1956首次发表文章“发明创造心理学”和技术进化理论TRIZ软件(CAI)解决发明问题1940195019601970198019902000TRIZ发展历程101技术系统进化八大法则1、技术系统的S曲线进化法则；2、提高理想化法则；3、子系统不均衡进化法则；4、动态性进化法则；5、向超系统进化法则；6、子系统协调性法则；7、向微观级和场的应用进化法则；8、向自动化方向进化法则。102技术系统进化法则之一－

S曲线进化法则、•

一个技术系统的进化一般经历4个阶段，典型的S曲线是描述一个技术系统的完整生命周期。•

当一个技术系统的进化完成4个阶段后，必然会出现一个新的技术系统来替代它，如此不断的替代。103技术系统进化不同阶段的特征、3性能参数24通过性能参数随时间变化的规律，可以准确地予测产品和技术所处的生命周期阶段。1专利数量发明级别利润tttt时间（阶段）104技术系统进化法则之二－

提高理想度法则•

最理想的技术系统：“它既不消耗任何资源，但却能够实现所有必要的功能”（作为物理实体它并不存在）•

技术系统是沿着提高其理想度，向最理想系统的方向进化•

提高理想度法则是所有进化法则的基础。105什么是理想度？有用功能之和•

定量描述：理想度＝有害作用之和•

定性描述：为实现有用功能的所有花费•

最理想的状况：••有用功能资源的消耗∝0106测量金属腐蚀度的理想方案传统设计者铂金容器耗费资源耗费时间、最终理想解利用已有资源去掉容器但能实现有用功能——盛酸溶液？腐蚀的有害作用自动消失107技术系统进化法则之三－子系统不均衡进化法则技术系统由多个实现各自不同功能的子系统组成。子系统不均衡进化法则包含着：任何技术系统中的每一个子系统都是沿着各自的S曲线进化的；组成技术系统所包含的各个子系统都是不同步、不均衡进化的；整个技术系统的进化速度取决于系统中发展最慢的即最不理想的子系统（木桶原理）利用这一法则的知识，可以帮助创造者及时发现并改进最不理想的子系统．108自行车的不均衡进化109技术系统进化法则之四－（结构）动态性进化法则•

沿着增加增加系统可移动性的方向发展•

沿着增加增加系统的柔性方向发展•

沿着增加增加系统可控性方向发展110不同产品技术的进化路径场柔性单铰链刚性111切割技术的动态性进化激光切割线切割机床112水切割技术系统进化法则之五－向超系统进化法则•

技术系统首先向系统的合成方向发展单系统双系统多系统单系统•

技术系统的简化子系统超系统此时，子系统功能得到加强的同时，也简化了原有的系统。113

“逐步增加→逐步减少”（“单-双/多-单”）技术系统总模式单系统双或多系统相似的功能不同的功能具有相似

具有混合的特性

的特性具有不同的特性具有相反的特性逐步部分地减少系统减少成新的单系统114飞机燃油系统向超系统跃迁—空中加油机实例、输油管超系统空中加油机系统受油机子系统超系统115技术系统进化法则之六－子系统协调性进化法则组成技术系统的各个子系统、各个部件在保持协调的前提下，充分发挥各自的功能。表现在：结构上协调。比如：早期积木只能摞、搭；现代积木可自由组合、随意插合成不同的形状。性能参数的协调。比如：网球拍需要考虑两个性能参数的协调：一方面要将球拍整体重量降低，以提高其灵活性；同时要增加球拍头部重量，以保证产生更大的挥拍力量。工作节奏和频率上的协调。比如吸尘器．吸力太大，吸嘴会粘住地毯．116结构、性能、节奏和频率的协调性(a)

积木(b)网球拍(c)

浇灌混凝土117技术系统进化法则之七－向微观级和场的应用进化法则•

技术系统：宏观微观•

元件：最初的尺寸原子、基本粒子尺寸•

场的应用：高效场和增加场效率的方向118播放机向微观的进化耳环播放机录音机随身听便携CD机mp3119新颖的发明120技术系统进化法则之八－向自动化方向进化法则•

技术系统总是摒弃那些机械的、重复的、枯燥无味的手工操作，实现并提高技术系统功能的效益，解放人们去完成更具有创造性的工作。121各类物体的进化路径场原子、粒子分子、离子复合分子沸石和胶质材料气体带填充物的毛细管材料毛细管-多孔材料多孔的材料液体多铰接单铰接粉末中空的均质体实心物体针状和纤维状物体刚体实心物体结构的进化路径材料的进化路径中空结构的进化路径122提高运输速度的各类技术系统的S曲线1-马车的进化S曲线123实例：飞机机翼的“多-双-单”和“单-多”系统操纵“索羽茨”紧急降落的多叶型机翼多机翼单机翼自动升降系统多机翼多机翼部分自动升降系统可改变特性的梯形和蜂窝型多机翼的升降翼面机身带有机翼和驱动系统的“宇宙飞船”（非自动升降、降低）单机翼－机翼非均质、细长、双系统－尾部机翼带细长非均质多系统－中断器（在机翼上，非机翼）反转的单系统部分非自动升降和降低：所有辅助系统都安装在双机翼的一侧相同翼面的双机翼双机翼S.Langpey（1903）双平行机翼wilbur两兄弟（1903）双直立型机翼G.Caylay（1849）三翼机；W.Sawekuhew

（1916）

4翼；E.Fedorow5翼机（1895）；EnglishengineerG.Phillips（1883）40翼机FelixdiFelix（1857）AlexanderMoszhajski(1884)OttoLilienthal(1891)单翼机124法则4实例——航空燃气涡轮发动机的进化•

1930‘s第一台燃气涡轮发动机的转子•

-单转子、单级整体压气机、单级涡轮125法则4实例——航空燃气涡轮发动机的进化•

1970’s的RB199

(狂风战斗机)•

三转子，整台发动机共上万个零件。126法则4实例——航空燃气涡轮发动机的进化•

1990‘s的EJ200

(欧洲战斗机EFA)Ø

1990‘s末期的PW6000Ø

与70年代的发动机相比，新一代发动机的零件数目减少1/3。127法则4实例——航空燃气涡轮发动机的进化•

发动机零件数目由增加到减少•

发动机性能的不断提高•

推重比：<2

→~15•

耗油率：↓60%，比70‘s↓20%•

寿命、平均故障时间、平均大修时间…↑•

生命期成本、噪声…↓期望的

推重比基准趋势～1975最大数128系统进化法则的作用•

引导市场需求•

定性技术预测•

产生新技术•

实施专利布局（专利池）和标准战略•

适时选择企业战略。1291993TRIZ传到美国并走向世界1980第一个TRIZ软件问世1961首次出版书籍《如何学会发明》19794个分离原理1969提出专利评价体系1977物-

分析1959场正式提出

ARIZ效应知识库1956首次发表文章“发明创造心理学”和技术进化理论TRIZ软件(CAI)解决发明问题1940195019601970198019902000TRIZ发展历程130物－场标准模型F1•所有的功能都能分解成为三个基本元素（两个物质一个场）S1S2131物场模型的基本概念——术语•

物质：是指工程系统中包含的任意复杂级别的具体对象•

材料－基料、辅料……•

工具－流水线、设备、部件（组件）零件、特征……•

环境－物场模型所在的周围环境•

场：是指工程系统中物质之间的相互作用。•

基本物理场－重力场、电磁场、强作用场、弱作用场。•

其它的作用场－机械场、风场、热场、化学

场、放射场、生物场、嗅觉场、声场……•

物场模型：是指工程系统中任意子系统以物132物场模型的符合系统133建立完善的物场模型如何迅速而准确地查找出压缩机氟利昂渗漏处？将掺有荧光粉的润滑油注入压缩机内，在暗室里用紫外光照射压缩机，通过渗漏出的润滑油中荧光粉发出的光，可以准确地确定氟利昂的渗漏部位。给出的条件是物S1（氟利昂），不能构成完整的物-场模型，引入第二个物S2（荧光粉）和一个场F(紫F紫外辐射外辐射)

，完善了具有不完整功能的系统。＋＋S1S2FS1氟利昂S1氟利昂S2荧光粉134氟利昂荧光粉紫外辐射应用实例：利用热场化解高压电线冰雪F1

重力、

、＋＋S2S1F1高压电线冰雪重力S1S2F＋热场F2（居里点为00C的磁环)S1S2热场

F2（居里点为13500C的磁环)应用实例：利用风场消除高压电线冰雪F1

重力、

、＋＋S2S1F1高压电线冰雪重力S1S2F＋由直升飞机形成的风场F2S1S2风场

F2136应用实例—防止钢丸发送机弯管破损管壁S2钢珠S1F1F1压缩空气和钢珠S1S1S2S3F2137应用实例—防止钢丸发送机弯管破损管壁S2钢珠S1F1电磁铁F2压缩空气和钢珠S2S1F2给钢丸发送机弯管强烈磨损区添加保护层电磁铁F21381993TRIZ传到美国并走向世界1980第一个TRIZ软件问世1961首次出版书籍《如何学会发明》19794个分离原理1969提出专利评价体系1977物-

分析1959场正式提出

ARIZ效应知识库1956首次发表文章“发明创造心理学”和技术进化理论TRIZ软件(CAI)解决发明问题1940195019601970198019902000TRIZ发展历程139标准解系统的由来•

阿奇舒勒（Altshuller）发现的规律：•

如果问题的物场模型是一样的，那么解决方案的物场模型也是一样的，和这个问题来自于哪个领域无关。•

通过大量的专利分析，发现了实现产品功能的模型类型并不多（只有五大类76个）如果将其归纳总结，形成标准解，就能高效地为创新服务140最好的发明就是不需要发明！开发全新的解决方案\传统的创新问题问题已有方案CAI技术已有方案解决方案问题问题141标准解系统的由来、某一类技术问题问题模型解决方案模型

？技术问题1技术问题2解决方案1解决方案2FF’S1S2S1’S2’发明家技术问题物场模型解决方案物场模型（发明、专利）142发明问题76个标准解系统构成第一级

建立或完善物场模型的标准解系统………131.1

建立物场模型……81.2

消除物场模型的有害效应…

……5第二级

强化物场模型的标准解系统………………

232.1

向复合物场模型进化…………

22.2

加强物场模型……

………………62.3

采用频率协调强化物场模型……32.4

引入磁性添加物强化物场模型………

…

12第三级

向双、多、超系统或微观级协调进化的标准解系统………

63.1

向双系统或多系统进化…………

53.2

向微观级系统进化………………

1143发明问题76个标准解系统构成第四级

测量与检测的标准解系统…………………

17§

4.1间接方法………………3§

4.2建立测量的物场模型…4§

4.3加强测量的物场模型……3§

4.4向铁－场模型转化……5§

4.5测量系统的进化方向…2第五级

标准解应用策略准则……………

………

17

5.1引