技术创新方法

技术创新方法和TRIZ理论1第一局部形势与任务第二局部创新的理论和工具2第一局部

、

形势与任务

3胡锦涛在中共十七大指出要坚持走中国特色自主创新道路，把增强自主创新能力贯彻到现代化建设的各个方面。加快建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系。4国外的企业创新现状兴旺国家正以其技术创新优势取得技术垄断优势在生物工程领域的专利拥有情况在医药领域的专利拥有情况5中国企业创新现状近三年各国PCT〔专利合作条约国际专利〕申请量其中：华为和中兴两公司的PCT占中国申请总量分别为1/2〔2007年〕、1/3〔2023年〕、1/4〔2023年〕，其他公司申请量较少。中国的企业技术创新能力与兴旺国家还有很大差距6国内行业企业的为难我国现有专利的转化率缺乏10%，而兴旺国家60%~80%〔垃圾专利多；国家专利政策导向偏差；专利审查不严等〕我国科技对经济的奉献率缺乏30%，一半以上的技术是引进，具有核心知识产权的企业缺乏万分之三，须支付大量的专利使用费。〔售价的20%、计算机售价的30%、数控机床售价的20%~40%、DVD售价的50%用于专利使用费〕7提高技术创新能力是建设创新型国家的根本要求《国家中长期科学和技术开展规划纲要〔2006—2023〕》从人才培养、管理机制创新、人才引进、知识工程、财政税收等方面入手提高国家的整体创新能力，实现2023年成为世界一流的创新型国家。科技部副部长刘燕华指出：大力开展创新方法的学习和研究是提高创新能力的重要手段当前我国创新能力缺乏与对创新方法的认识和运用缺乏有关8传统创新方法大局部国内企业的研发模式：头脑风暴法效率低，成本高测绘与仿制凭经验设计试错法折中法9试错法10试错法的效率

10,000“Ideas〞的数量12345673000个不成文的想法300个提交的想法125个小型方案9个早期阶段的开发4个主要的开发1.7个推向市场1个成功资料来源：G.StevensandJ.Burley,“3000RawIdeas=1CommercialSuccess!〞，Research•TechnologyManagement,40(3):16-27,May-June,1997.据记载，爱迪生试验电灯用过1600多种金属材料和6000多种非金属材料，而采集的材料更多达14000多种；试验新型蓄电池用过9000多种材料，失败50000屡次。11测绘与仿制现有产品测绘+局部设计产品图纸加工装配样机创新不足可能侵权歼6米格21测绘与仿制苏27歼11实例：12经验设计法我以前都是这么做的聘用有经验的行业专家，根据自己的经验提出技术方案容易形成思维定式13头脑风暴法美国创造学家A·F·奥斯本于1939年首次提出〔5-10人参与〕╫╬╦╧♥♦♠♣▲►◄可激发个人潜能，获得好的创新成果但得到的方案太多，方案筛选困难，本钱较高，对参与人个人素质要求高14折中法庸官断案，各打50大板〔〕河南偃师市电视台记者在采访交警大队交通协管员违法上路查车时，有5名记者被打伤，摄像机也被砸坏。媒体对此曝光后，当地政府调查组迅速进行了“处理〞，在责成市交警大队辞退直接组织打人的赵某等4人的同时，对“协调该纠纷过程中处置不当〞的市广电总台副台长和市电视台台长分别给予行政效能告诫和行政警告处分。这并不是一起普通的民事纠纷，而是行使正常采访职能的新闻记者遭受不法侵害的案件，而且事实清楚，证据确凿，理应对涉嫌违法的打人者依法严惩，并对因公受伤的记者予以补偿和表彰，这样才能惩恶扬善，维护法律的尊严，保障新闻单位和记者的合法权益，从而保障公众的知情权和监督权。

偃师市调查组却把这起严重的侵权伤害案当作象打架斗殴一样的民事纠纷，不分是非善恶，不管青红皂白，武断地判定双方都有责任，“各打五十大板〞了事15用钢丝切割硅片钢丝粗强度和寿命硅片成材率钢丝细强度和寿命硅片成材率钢丝粗细折中：即满足一定强度和寿命，又保证一定硅片成材率，取0.1~0.16mm162005年8月8日美国商业周刊：知识经济时代

创新经济时代创意的想象力创新力主宰世界经济潮流时代特征17存在问题

创新思维与创新精神培养缺位。目前的应试教育体系抑制了学生的创新思维和创新精神；过分强调专业知识的教授，缺少科学思维、科学方法方面的引导和训练。科研活动中的创新思维缺乏，自主创新研究成果少。跟踪模仿为主，自主创新较少。多数学科开展滞后，属于世界领先的学科很少。尊重科学、崇尚科学的气氛不够。传统的“学而优那么仕〞，“官本位〞的思想依然存在，不按照科学规律办事的问题普遍存在。18创造性人才自我设计、创新思维表达能力个性品质体能外语能力创新技法和方法创新技能根底知识、专业知识、交叉学科知识哲学理论根底创造力、19传统创新技法的分类逻辑思维非逻辑思维科学推理型

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

类推法

组合法

分解法

形态分析法

信息交合法

横向思考法

奥斯本检核表法

5W1H法

和田法

智力鼓励法〔头脑风暴法〕

联想法

逆向构思法

形象思维法

灵感启示法

大胆设想法

特性列举法

缺点列举法

希望点列举法组合型形象思维型列举型有序思维型联想型6020第二局部创新技法和TRIZ理论21TRIZ技法(创造问题解决理论)

－TRIZ的含义TRIZ的含义是创造问题解决理论，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ТеорияРешенияИзобретательскихЗадач→TeoriyaResheniyaIzobretatelskikhZadatch22TRIZ理论创始者根里奇·阿奇舒勒G.S.Altshuller〔1926－1998〕是前苏联的一位天才创造家和创造创新学家，于1946年创立TRIZ理论。TRIZ理论研究人类进行创造创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法那么，曾经被称作前苏联的“国术〞和“点金术〞。TRIZ理论来源：浓缩数百万创造专利

在Altshuller的带着下，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、实用的解决创造问题的理论方法体系——TRIZ23.产品创新技术系统进化法那么40个创造原理创造问题解决算法物场模型分析最终理想解物理矛盾别离方法矛盾矩阵创新原理科学效应知识库创造问题标准解法TRIZ理论体系24TRIZ理论的九把利剑1、八大进化法那么：预测技术系统进化模式和产品成熟度；2、最终理想解：系统的进化总是向着更理想化的方向开展；3、40个创造原理：浓缩250万份专利背后所隐藏的共性创造原理；4、39个工程参数和矛盾矩阵：为解决问题直接提供化解矛盾的创造工具；5、物理矛盾的别离原理：别离原理是针对物理矛盾的解决而提出的；6、物场模型分析：用于建立与已存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模型；7、创造问题的标准解法：5级共76个标准解法，可以将标准问题在一两步中快速进行解决；8、创造问题标准算法〔ARIZ)：针对非标准问题而提出的一套解决算法；9、物理效应和现象知识库：将物理现象和效应应用在问题解决过程中。25技术系统进化八大法那么1、技术系统的S曲线进化法那么；2、提高理想化法那么；3、子系统不均衡进化法那么；4、动态性进化法那么；5、向超系统进化法那么；6、子系统协调性法那么；7、向微观级和场的应用进化法那么；8、向自动化方向进化法那么。26技术系统进化法那么之一

－S曲线进化法那么、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。婴儿期衰退期成长期成熟期27技术系统进化法那么之二

－提高理想度法那么最理想的技术系统：“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那么是所有进化法那么的根底。28技术系统进化法那么之三

－子系统不均衡进化法那么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那么包含着：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开展最慢的即最不理想的子系统〔木桶原理〕利用这一法那么的知识，可以帮助创造者及时发现并改进最不理想的子系统．29技术系统进化法那么之四

－〔结构〕动态性进化法那么沿着增加系统可移动性的方向开展沿着增加系统的柔性方向开展沿着增加系统可控性方向开展30刚体单铰链多铰链柔性体液体/气体场系统的柔性进化31切割技术的动态性进化水切割激光切割线切割机床32技术系统进化法那么之五

－向超系统进化法那么技术系统首先向系统的合成方向开展技术系统的简化子系统双系统多系统单系统超系统此时，子系统功能得到加强的同时，也简化了原有的系统。33飞机燃油系统向超系统跃迁

—空中加油机实例、超系统空中加油机系统受油机输油管子系统超系统34技术系统进化法那么之六

－子系统协调性进化法那么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。比方：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。比方：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。比方吸尘器．吸力太大，吸嘴会粘住地毯．35(a)积木(c)浇灌混凝土(b)网球拍结构、性能、节奏和频率的协调性36技术系统进化法那么之七

－向微观级和场的应用进化法那么技术系统：元件：场的应用：微观宏观微观最初的尺寸原子、根本粒子尺寸高效场和增加场效率的方向37录音机随身听便携CD机mp3耳环播放机播放机向微观的进化38技术系统进化法那么之八

－向自动化方向进化法那么

技术系统：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。39.产品创新技术系统进化法那么40个创造原理创造问题解决算法物场模型分析最终理想解物理矛盾别离方法矛盾矩阵创新原理科学效应知识库创造问题标准解法TRIZ理论体系4040个创造原理

－用有限的40条原理来解决无限的创造问题。阿奇舒勒通过对250万份创造专利的研究发现，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。阿奇舒勒坚信创造问题的原理是客观存在的，设计者掌握这些原理，就可以大大提高创造的效率、缩短创造的周期，而且能使创造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个创造原理。当前，40个创造原理已经从传统的工程领域扩展到微电子、医学、管理、文化、教育等社会的各个领域问题。40个创造原理的广泛应用，导致不计其数新的专利创造的产生。4140个创造原理01、分割原理02、抽出原理03、局部特性原理04、不对称原理05、合并原理06、多功能原理07、嵌套原理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13、反向作用原理14、曲面化原理15、动态化原理16、不足或过度作用原理17、多维化原理18、振动原理19、周期性作用原理20、有效持续作用原理21、急速作用原理22、变害为益原理23、反馈原理24、中介物原理25、自助原理26、复制原理27、一次性用品替代原理28、替换机械系统原理29、气压或液压结构替代原理30、柔性壳体或薄膜结构原理31、多孔材料原理32、变换颜色原理33、同质性原理34、自弃与修复原理35、改变状态原理36、相变原理37、热膨胀原理38、强氧化作用原理39、惰性（或真空）环境原理40、复合材料原理4201、分割原理将物体分割成相互独立的局部；使物体成为可组合的〔易于拆卸和组装〕的局部；提高物体的分割程度或分散程度；4301、分割原理将卡车分成牵引车头和拖车组合家具百叶窗拉圾桶活动房屋将物体分割成相互独立的局部使物体成为可组合的〔易于拆卸和组装〕的局部提高物体的分割程度或分散程度44美国陆军

M270多管火箭炮

发射中的M270M270反装甲子母弹攻击

正在爆裂的M270子母弹将物体分割成相互独立的局部；C.提高物体的分割程度或分散程度；45.产品创新技术系统进化法那么40个创造原理创造问题解决算法物场模型分析最终理想解物理矛盾别离方法矛盾矩阵创新原理科学效应知识库创造问题标准解法TRIZ理论体系46物理效应和现象知识库

〔效应知识库〕效应知识库涵盖了多学科领域的原理，包括物理、化学、几何等，对自然科学及工程领域中事物间纷繁复杂的关系实现全面的描述，借助于这些通用的原理，把问题简化到最根本的要素，引导和帮助创造者利用它来解决某一特定技术领域的知识问题。47化学电子机械光学创新设计遇到的障碍知识领域的“泾渭清楚〞要“产生光〞，您能想出多少方法？12148效应知识库应用5步骤、创造问题提出确定相应的功能代码TRIZ对解题的建议优选适合解决问题的建议定义问题要求实现的功能功能代码表效应知识库逐一筛选形成解决方案应用于创造问题49.产品创新技术系统进化法那么40个创造原理创造问题解决算法物场模型分析最终理想解物理矛盾别离方法矛盾矩阵创新原理科学原理知识库创造问题标准解法TRIZ理论体系50什么是物理矛盾及其解决方法物理矛盾——一个参数的矛盾技术系统要求某参数B的性质为正〔＋〕的同时又要求某参数B的性质为负〔－〕比方要求系统既要出现又要不出现；既要高又要低；既要大又要小等完全相反的需求。解决物理矛盾的方法——别离空间别离别离方法时间别离系统级别上的别离条件别离51别离原理应用实例空间别离：测量海底时，将声纳探测器与船体空间别离，用以防止干扰，提高测试精度时间别离：将飞机机翼设计成可调的活动机翼，以适应在飞行中各个时间段的不同要求条件别离：将水射流条件别离，给予不同的射流速度和压力，即可获得“软〞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体与局局部离：采用柔性生产线，以满足群众化和个性化市场需求的不同要求52十字路口的物理矛盾描述要通过十字路口，车辆必须占据十字路口的某个位置〔A〕而要不和其它车辆相撞，一定不得占据十字路口的位置〔非A〕道路必须交叉，以使车辆驶向目的地〔A〕道路一定不得交叉，以防止车辆相撞〔非A〕53应用实例

——解决交通的物理矛盾空间别离时间别离54各别离方法相对应的创造原理列表空间分离时间分离条件分离个体与整体分离发明原理01分离02抽取03局部质量04非对称07嵌套13逆向思维17多维化24中介物26复制30柔性外壳或薄膜09预制反作用10预先作用11预先应急措施15动态性16不足或超额行动18振动19周期性动作20有效作用的持续性21减少有害作用29气动或液压结构34抛弃与再生37热膨胀01分割05组合06多功能性07嵌套08重量补偿13逆向思维14曲面化22变害为益23反馈25自服务27一次性用品33同质性35几何/物理/化学状态变化12等势28机械系统替代31多孔物质32改变颜色35几何/物理/化学状态变化36相变38强氧化39惰性和真空环境40复合材料55.产品创新技术系统进化法那么40个创造原理创造问题解决算法物场模型分析最终理想解物理矛盾别离方法矛盾矩阵创新原理科学原理知识库创造问题标准解法TRIZ理论体系56什么是技术矛盾？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的方法去改善系统的一局部或一个参数时，该系统的其它局部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：1〕在一个子系统中引入一种有用功能，导致另一个子系统产生一种有害功能或加强了已存在的一种有害功能；2〕消除一种有害功能导致另一个子系统有用功能降低；3〕有用功能的加强或有害功能的减少导致另一个子系统或系统变得复杂化。5739个通用工程参数几何参数：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58矛盾矩阵表的组成阿奇舒勒将39个通用工程参数和40条创造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〔《创新制胜》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创造原理的编码。按照编码查“40条创造创造原理〞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创造原理，并使用这些原理来解决问题。59矛盾矩阵表13360实例一：坦克装甲的改进法国“雷诺FT-17〞式坦克战斗全重：7吨装甲：22mm德国“虎2〞式重型坦克战斗全重：69.8

吨炮塔前部装甲：185mm61问题描述↑装甲抗打击能力↑装甲厚度战斗全重↑整车重量增加引起的一系列后果：坦克的机动性能降低坦克的耗油量增加62一、对问题进行抽象抽象矛盾矩阵具化待解决的问题问题模型：技术矛盾解模型：创新原理最终解决方案〔一〕〔二〕〔三〕63定义矛盾的过程第一步：问题是什么？

为了提高坦克在战场上的生存能力，需要提高装甲的抗打击能力第二步：现在有什么解决方案？增加装甲的厚度，以便提高装甲的强度第三步：这个解决方案有什么问题？装甲厚度增加后，坦克的战斗全重增加

64建立原问题的问题模型强度运动物体的重量65利用矛盾矩阵求解问题模型1406601、分割原理08、重量补偿原理40、复合材料原理15、动态特性原理TRIZ推荐的创新原理〔解决方案模型〕67三、回到问题:“坦克装甲的改进〞强度运动物体的重量改善的参数：装甲抗打击能力恶化的参数：战斗全重原问题：问题模型：解决方案模型：01、分割原理08、重量补偿原理40、复合材料原理15、动态特性原理68装甲改进方案〔最终解决方案〕01、分割原理40、复合材料原理复合装甲a〕陶瓷复合装甲(“乔巴姆〞装甲)；b〕贫铀装甲；c)缝隙装甲；均质钢装甲1装甲陶瓷均质钢装甲269改进结果战斗全重：52吨车体正面：110mm美国“M60A1〞坦克70应用背景：由于人们对卫生条件的重视程度日益增加，日常生活中一次性纸杯的使用率越来越高。方便虽是方便，但在装满开水时这种杯子就会变得烫手难端，比较不好用。有些厂家为了解决此问题，便在设计纸杯时给纸杯加上了手柄(图A〕。这样确实使装有开水的纸杯变得容易端持了，但同时大大增加了本钱，并且由于不好叠放，给纸杯的包装和运输添加了难度。A71纸杯隔热设计71问题分析有没有一种既方便实用又好看的解决方法呢？现用TRIZ法来分析一下。要改善的通用工程参数是17温度，即希望在温度较高的情况下实现人抓起杯子的操作，让人能喝到可口的饮料。同时会损害的通用工程参数是36装置的复杂性，如上面所述的纸杯上加装手柄。查技术矛盾矩阵得解决方案为M17-36=[2,17,16]，即创造创新原理：原理2：别离与分开原理；原理17：维数变化原理；原理16：不完全到达或者超过的作用原理。原理16在此很难适用。综合应用原理2和原理17，就可以通过增加装置的层数，相当于增加维数，同时将纸杯与人手接触的局部别离开，既不烫手又方便端持。7272解决方案对应的有三种设计：第一种是杯托法〔图B〕；第二种是加套法〔图C〕；第三种是加柄法〔图D〕。BCD7373.产品创新技术系统进化法那么40个创造原理创造问题解决算法物场模型分析最终理想解物理矛盾别离方法矛盾矩阵创新原理科学效应知识库创造问题标准解法TRIZ理论体系74物质－场模型是TRIZ法重要分析工具，是用来分析与现存技术有关的模型类问题〔ModelingProblems〕。所有技术系统的作用是实现某种功能，所有的系统都可分解为由两个物质(S1,S2)和一个场(F)三个根本元件组成。如下图，其中物质S1是系统动作的接受者,场F通过物质S2作用于物质S1并改变S1。7575物质S1和S2：二者定义取决于每一个具体的应用，它们可以是整个系统、子系统或单个物体，可以是材料、工具、零件、人或环境等任何东西。场：为系统提供能量，促使系统发生反响，从而可以实现某种效应。这种效应可以作用于S2上，或作用在场信息的输出物上。物质-场模型简称物场模型，相应的分析称为物场分析。物场模型的三定律：所有的系统都可以分解为三个根本要素〔S1、S2、F〕；一个完整的系统必定由这三个根本要素组成；将相互作用的三个根本要素进行有机组合将形成一个功能。76761．有效完整系统模式。组成系统模型的三元件都存在，且都有效，能实现设计者所追求的效应。2．不完全系统模式。组成系统模型的三元件〔两个物质，一个场〕中局部元件不存在，需要增加系统元件来实现有效完整的系统功能。3．非有效完整系统模式。模型中的三元件都存在，但设计者所追求的效应未能完全实现，如产生的力不够大，温度不够高等。为了实现预期的效应，需要对原有系统进行改进。4．有害完整系统模式。模型三元件都存在，但产生的是与设计者所追求的相冲突的有害效应。在创新设计过程中，要消除系统这种有害的效应。7777为了方便世界范围内交流以及让分析的过程更加形象化。人们在科学研究的实践中形成了统一的物质-场模型的描述方法。具体符号如下：描述物场模型的符号7878物质-场模型的描述——完整的系统如上页图，场F作用于S2上，使S2对S1产生影响，从而改变S1，到达预期效果。例：磁铁通过磁场吸引铁。将其用物场模型描述就是：F为磁场，S1为铁片，S2为磁铁。即F磁场作用于S2磁铁上，使S2磁铁对S1铁片产生影响，改变其所处位置状态。7979物质-场模型的描述——产生有害作用的系统描述如右图，场F作用于S2上，使S2对S1产生有害作用影响。例：车辆噪声扰民将其用物场模型描述就是：F为振动场，S1为居民，S2为空气。即F振动场的能量作用于S2空气。振动场的能量作用在空气上形成驻波，产生噪声，噪声作用于S1居民身上，对其正常生活形成了干扰。8080物质-场模型的描述——对于缺乏的作用和效益。描述如右图，场F作用于S2上，使S2对S1产生影响，从而改变S1。但场F的作用效果缺乏，因此使S2对S1作用的效果也缺乏。例：冬季供暖缺乏，人们觉得寒冷。其用物场描述就是：F为暖气系统产生的热场，S1为人，S2为室内的空气。即热场作用于S2室内的空气，空气受到激活，作用于S1人身上。但由于F热场产生的能量缺乏，作用缺乏，对S2空气的激发作用不够，从而导致S2对S1作用缺乏，取暖效益不明显，对S1产生的影响未能到达预计效果。8181构造物质－场模型通常遵循以下图所示的工作流程,即1．识别元件，定义模型中的三个要素，2．构建模型，3．从76个标准解中选择适宜的解作为解决方案，4．进一步开展解，以到达系统的有效和完善，5．实现具体解，6．探求另外可行解。82物质－场模型工作流程82

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(紫外辐射)，完善了具有不完整功能的系统。S1S2FS1S2S1＋＋F氟利昂荧光粉氟利昂紫外辐射紫外辐射氟利昂荧光粉建立完善的物场模型83〔1〕识别元件车轮为S1，转轴为S2，车链传动来的机械能为F。〔2〕构造模型根据本问题所给出的三元件构造如下图的物质-场模型。对系统的完整性、有效性进行评价。系统元件不缺少，但是每个元件的运行效率没有到达最正确。〔3〕考虑解决方案,从标准解中选择一个适宜的解在附录B中所示的76种标准解中，发现第五类标准解中有引入物质的解。因此在传动装置和车轮与转轴直接都添加润滑油，减少其摩擦损耗，从而到达提高自行车轻便度的目标，其物场转化模型图见以下图。84

实例1：旧自行车车况改善

自行车绿色环保，故维修自行车，让之变得更加轻便就成为系统提出的问题。下面将用物质－场模型来解决这个问题。84其中车轮为S1，转轴为S2，车链传动来的机械能为F，润滑剂为S3。系统原为效应缺乏的系统，经过润滑剂的添加，使场的作用更好的进行传导，从而使效应增强，得到有效完整的系统。标准解中的第三类标准解介绍的传递到双系统和多系统的解也可以运用其中。如现实出现的档速可调自行车，通过将运动系统的单系统变为含有运动系统和传递调档功能系统的双系统，从而到达改善其行使状况的目的。4．进一步开展这个概念，以支持所得解决方案。在实际的现实使用中，人们可以选择不同的润滑剂以实现提高系统性能的目的。那么可以综合考虑润滑剂效果、价格、耐久性以及添加难易程度，从而综合选择最正确方案。5．探求另外可行解。对于在第三步中所描述的每一种可行标准解，其相关的概念都应在第四步中得到继续的开展，对每一种情况都要想一想是否更为有效。或者是否拥有适合使用它的群体存在。如本系统的另一个不同的标准解“传递到双系统和多系统〞的运用形成了高端自行车，适合于具有更高消费能力，更加热爱自行车运动的群体。6．为各种不同的解找到适合它们的使用领域。8585例〔二〕：钢水混合器的改进在冶炼新型钢材的过程中须向钢水中参加多种添加剂，需要在钢水混合器中使两者均匀混合，钢水混合器如右图所示。混合器端部固定有可转动的齿形叶片。叶片搅拌钢水，使其与添加剂均匀混合。出现的问题：混合时由于钢水的高温，使叶片的外表开始熔化，既缩短了系统的寿命，又有影响了钢水的成分。8686例〔二〕：钢水混合器的改进构建关于钢水混合的模型，S1是钢水混合器和叶片，S2是钢水，F2是钢水所带有的大量热能。由图可知，大量的热能F2使钢水S2熔化，熔化的钢水S2又作用在S1上，使S1受到损害，形成有害系统。8787例〔二〕：钢水混合器的改进解决方案：引入另一个场，构成一个串联性质的流程。向钢水混合器里通入冷却物质，冷却叶片。现在通入的是冷空气F1。冷空气迅速冷却接触的钢水，使其凝固为薄薄的硬壳S3。硬壳不断地产生和熔化，保护了钢水混合器和叶片。如下图，F2,S2和S3构成一个物场结构；F1,S1和S3构成另一个物场结构，两个物场结构的共同作用对象为S3。增加场F1,新生成中间介质S3是使矛盾得以解决的关键。8888例〔二〕：钢水混合器的改进将此问题的解决严格按照物场模型理论进行分析，步骤如下。1．定义系统的总功能；此系统的总功能是向钢水添加添加剂以调配钢水成分。2．进行功能分解,并确定主要功能；按照其功能的不同，此系统可以分为添加剂配置和运输系统、添加剂添加系统、添加剂均匀搅拌系统。其中本状态下的有害系统为添加剂均匀搅拌系统，需要致力于它的有害性的去除。3．建立系统的功能模型；此模型建立的步骤同样按照本章之前介绍的功能模型的构建来进行。〔1〕识别元件S1是钢水混合器和叶片，S2是钢水，F2是钢水所带有的大量热能。〔2〕构造模型根据本问题所给出的三元件构造如上图所示的物质-场模型。对系统的完整性、有效性进行评价。系统元件不缺少，元件之间场的作用产生了有害效果。8989例〔二〕：钢水混合器的改进〔3〕考虑解决方案,从标准解中选择一个适宜的解在附录B中所示的76种标准解中，发现第三类标准解介绍的传递到双系统和多系统的解可以运用其中，即通过引入冷空气流带来元件S3的增加。屏蔽原系统的有害效应。4．进一步开展这个概念，以支持所得解决方案。在实际的现实使用中，可以通过调节冷空气流的温度、流速、成分等对系统的效应进行调节。5．探求另外可行解。还可以运用其他的标准解。如增加添加物，即在钢水混合器和叶片外表添加热障涂层材料，对其进行高温保护。或者改善钢水混合器和叶片本身的材料，使其能够耐受更高温度。6．为各种不同的解找到适合它们的使用领域。9090.产品创新技术系统进化法那么40个创造原理创造问题解决算法物场模型分析最终理想解物理矛盾别离方法矛盾矩阵创新原理科学原理知识库创造问题标准解法TRIZ理论体系91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。某一类技术问题问题模型解决方案模型？技术问题1解决方案1技术问题2解决方案2S1S2FS1’S2’F’技术问题物场模型解决方案物场模型〔创造、专利〕创造家92创造问题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………13

1.1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………………23

2.1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………6

3.1向双系统或多系统进化…………53.2向微观级系统进化………………193创造问题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……175.1引入物质………………45.2引入场…………………35.3相变……55.4利用自然现象和物理效应……………25.5通过分解或结合获得物质粒子………3

合计7694应用物场模型分析标准解的流程、当前问题判断问题类型需要改进系统建立物场模型测量和检测问题建立物场模型第四级判断模型类型产生有害效应模型不完整作用缺乏第一级第二、三级第五级95.产品创新技术系统进化法那么40个创造原理创造问题解决算法物场模型分析最终理想解物理矛盾别离方法矛盾巨阵创新原理科学效应知识库创造问题标准解法TRIZ理论体系96创造问题解决程序

〔ARIZ〕ARIZ是应对解决创造问题中另一类非标准问题的工具〔在应用ARIZ之前，需要先核查一下你的问题是否可用标准解法来解决，如果是标准问题，直接查找76个标准解法进行问题的解决，就没有必要用ARIZ〕一个创新问题解决的取决于对该问题的准确描述和趋向标准化程度，创新问题的求解过程就是对问题的不断描述和不断地向标准化进程。ARIZ以一套连续过程的程序，针对非标准问题采用步步紧逼的方法，巧妙地将一个状况模糊的原始创造问题转化为一个简单的问题模型，并设想其理想解ARIZ是一套较为复杂的应用工具，为了能很好地掌握，接受专门的培训是非常必要的。97ARIZ-85解题步骤2分析问题模型3陈述IFR和物理矛盾5运用效应知识库4运用物-场资源6转换或替代问题7分析解决物理矛盾的方法8运用解决方案9分析解决问题的过程1分析问题把状态模糊问题准确描述为单一问题创立空间、时间、物质和场等有效资源清单：确定最终理想解方向及其阻碍的物理矛盾重新选择并定义另一对技术矛盾求得最终理想解获取资源的最大化应用借以透彻分析增长创新潜能在上述的每一个步骤中，均包含有数量不等的多个子步骤。在一个具体的问题解决过程中，并不强制要求按顺序走完所有的9个步骤。当完成步骤3后，一般可尝试用标准解法解决新问题，如果得到解决那么可直接跳到步骤7，如果没有解决那么进入步骤4。981.定义最小问题。不对系统做大的改变。2.开掘系统矛盾。ARIZ算法成功与否的关键就在于正确的分析表达矛盾。3.建立问题模型。可以类似比照运用物-场模型的知识。4.领域和资源分析。即综合考虑各方面资源，分析矛盾的解决中对资源的有效应用。5.参照技术系统进化的八个模式确定理想解。6.分析存在的物理矛盾。7.物理矛盾的解决对策。8.总结评价问题解决情况和系统改善状况。9999例一：电线覆冰去除2023年初的一场大雪和严寒令国人永铭心际,电线上堆积的冰棱和大雪压断了电线,甚至压倒了电杆和电线铁塔。能否设计技术方案,解决这个问题,防止类似悲剧的重现。首先分析技术矛盾，此问题没有明显的技术矛盾。再次提取物理矛盾：在气温零度以下的下雪天，电线上必然会堆雪，雪会生成冰棱。但人们又希望电线上没有雪。电线上存在雪和不应该存在雪构成了物理矛盾。解决矛盾的原理：物理矛盾可采用四个别离原理解决。但苦思冥想后没有得出实际有效的解法。结论：通过技术矛盾和物理矛盾解决方法难以奏效。100100例一：电线覆冰去除1.提取物场模型：S2：雪和冰棱。F:在导线中有电流，交变电流会在导线周围产生电磁场。结论：缺少元件，无法建立物场模型。2。解决方案：首先应该补充物S1，使得S1、S2和F构成根本的物场模型。如果场F作用于物S1，物S1使得S2融化而离开电线即可解决矛盾。参考附录C提供的效应指南6.6电磁效应〔2〕涡流效应：“冰箱中冰霜的解冻〞，得知交变电磁场可在磁性物体中产生磁涡流而因磁阻转化为热量，机械行业中的高频淬火就是此原理。又查到磁性材料有居里点一说，即材料温度在居里温度以下有磁性，高于居里温度为顺磁。Ｓ１Ｓ２Ｆ101101例一：电线覆冰去除3.得到解决问题的方案为：高压线中都存在高压交变电流。在电线上加一个磁性材料做成的套，一般情况下温度高，磁性材料为顺磁性，导线有电时套中无电磁涡流。但当温度低于居里点时，磁性材料表现为磁性，导线通电时套中产生磁涡流进而产生热，堆积在套外表的雪融化、脱离，矛盾得以解决。进一步查当前磁性材料，发现纯钛酸钡的居里点在60~80℃，太高。希望能有居里点在0~5℃的磁性材料。4.结论：有待寻找低居里点的磁性材料。本解决方案采用了类似机械行业高频淬火的方法，解决了导线上雪的解冻问题，跨行业，属于三级创造问题。同时考虑能否应用到其他行业。102102例一：电线覆冰去除〔引申应用〕2.解决方法：在谷物中掺入居里点为65℃的含钛酸钡的导电砂，在交变磁场中，导电砂在温度小于65℃时产生电磁涡流，加热周围的谷物。而当温度到达65℃时，导电砂变为顺磁性，不再产生电磁涡流，可以使谷物温度不超过65℃。随后在65℃以下时，用恒定磁场吸走导电砂，谷物就得以清洁。1.问题：在谷粒中常会掺杂一些害虫和虫卵，如果加热谷物到一定温度如65℃左右，虫和卵都会死亡，而谷物不致于加热变熟。但加热方法会消耗大量的电能，局部的高温还是会使局部谷物变熟。S1（低居里点导电砂）S2（虫和卵）Ｆ(交变磁场)S3（谷物）103103TRIZ创造问题

求解工具间的联系、104效应知识库矛盾矩阵76个创造问题标准解法创造问题解决程序(ARIZ)理想化技术系统进化法那么需求功能/资源分析及矛