TRIZ理论.docx
《TRIZ理论.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《TRIZ理论.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
TRIZ理论
TRIZ理论
出自MBA智库百科（
目录
[隐藏]
∙1什么是TRIZ理论?
∙2TRIZ理论核心思想和基本特征
∙3TRIZ解决问题的过程
∙4TRIZ理论的基本哲理
∙5TRIZ理论主要内容
o5.1TRIZ理论的创新设计问题解决工具
▪5.1.1产品进化理论
▪5.1.2冲突解决原理
▪5.1.3物质—场分析标准解
▪5.1.4效应
▪5.1.5ARIZ：
发明问题解决算法
▪5.1.6常规问题与发明问题
▪5.1.740种基本措施
∙6TRIZ理论的特点和优势
∙7TRIZ的应用
∙8TRIZ理论在中国
∙9TRIZ理论的实践意义
[编辑]
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”（TheoryofInventiveProblemSolving）俄语含义的单词TRIZ是俄文теориирешенияизобретательскихзадач的英文音译TeoriyaResheniyaIzobreatatelskikhZadatch的缩写，其英文全称是TheoryoftheSolutionofInventiveProblems（发明问题解决理论）。
在欧美国家也可缩写为TIPS。
TRIZ理论是由前苏联发明家阿利赫舒列尔（G.S.Altshuller）在1946年创立的，Altshuller也被尊称为TRIZ之父。
1946年，Altshuller开始了发明问题解决理论的研究工作。
当时Altshuller在前苏联里海海军的专利局工作，在处理世界各国著名的发明专利过程中，他总是考虑这样一个问题：
当人们进行发明创造、解决技术难题时，是否有可遵循的科学方法和法则，从而能迅速地实现新的发明创造或解决技术难题呢？
答案是肯定的！
Altshuller发现任何领域的产品改进、技术的变革、创新和生物系统一样，都存在产生、生长、成熟、衰老、灭亡，是有规律可循的。
人们如果掌握了这些规律，就能能动地进行产品设计并能预测产品的未来趋势。
以后数十年中，Altshuller穷其毕生的精力致力于TRIZ理论的研究和完善。
在他的领导下，前苏联的研究机构、大学、企业组成了TRIZ的研究团体，分析了世界近250万份高水平的发明专利，总结出各种技术发展进化遵循的规律模式，以及解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则，建立一个由解决技术，实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系，并综合多学科领域的原理和法则，建立起TRIZ理论体系。
阿利赫舒列尔和他的TRIZ研究机构50多年来提出了TRIZ系列的多种工具，如冲突矩阵、76标准解答、ARIZ、AFD、物质--场分析、ISQ、DE、8种演化类型、科学效应等，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。
矛盾（冲突）普遍存在于各种产品的设计之中。
按传统设计中的折衷法，冲突并没有彻底解决，而是在冲突双方取得折衷方案，或称降低冲突的程度。
TRIZ理论认为，产品创新的标志是解决或移走设计中的冲突，而产生新的有竞争力的解。
设计人员在设计过程中不断的发现并解决冲突是推动产品进化的动力。
技术冲突是指一个作用同时导致有用及有害两种结果，也可指有用作用的引入或有害效应的消除导致一个或几个系统或子系统变坏。
技术冲突常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突。
现实中的冲突是千差万别的，如果不加以归纳则无法建立稳定的解决途径。
TRIZ理论归纳出39个通用工程参数描述冲突（目前最新的理论，已经将工程参数扩充到48个，并且提出了商用参数共31个）。
实际应用中，首先要把组成冲突的双方内部性能用该39个工程参数中的至少2个来表示，然后在冲突矩阵中找出解决冲突的发明原理。
TRIZ中的发明原理是由专门研究人员对不同领域的已有创新成果进行分析、总结，得到的具有普遍意义的经验，这些经验对指导各领域的创新都有重要参考价值。
目前常用的发明原理有40条，实践证明这些原理对于指导设计人员的发明创造具有重要的作用。
当找到确定的发明原理以后，就可以根据这些发明原理来考虑具体的解决方案。
应当注意尽可能将找到的原理都用到问题的解决中去，不要拒绝采用任何推荐的原理。
假如所有可能的原理都不满足要求，则应该对冲突重新定义并再次求解。
通过下面一个金鱼法的简单应用，让我们来了解一下TRIZ理论中创造性问题分析方法在现实问题解决中的应用。
埃及神话故事中会飞的魔毯曾经引起我们无数遐想，那么现在我们不妨一步步分析一下这个会飞的魔毯。
现实生活中虽然有毯子，但毯子都不会飞的，原因是由于地球引力，毯子具有重量，而毯子比空气重。
那么在什么条件下毯子可以飞翔?
我们可以施加向上的力，或者让毯子的重量小于空气的重量，或者希望来自地球的重力不存在。
如果我们分析一下毯子及其周围的环境，会发现这样一些可以利用的资源，如空气中的中微子流、空气流、地球磁场、地球重力场、阳光等，而毯子本身也包括其纤维材料，形状、质量等。
那么利用这些资源可以找到一些让毯子飞起来的办法，比如毯子的纤维与中微子相互作用可使毯子飞翔，在毯子上安装提供反向作用力的发动机，毯子在没有来自地球重力的宇宙空间，毯子由于下面的压力增加而悬在空中（气垫毯），利用磁悬浮原理，或者毯子比空气轻。
这些办法有的比较现实，但有的仍然看似不可能，比如毯子即使很轻，但也比空气重，对这一点我们还可以继续分析。
比如毯子之所以重是因为其材料比空气重，解决的办法就是采用比空气轻的材料制作毯子，或者毯子象空中的尘埃微粒一样大小，等等。
通过上面一个简单分析过程，我们会发现，神话传说中会飞的毯子逐渐走向现实，从中或许我们可以得到很多有趣甚至十分有用的创意。
这个简单的应用展示了金鱼法的创造性问题分析原理：
即它首先从幻想式构想中分离出现实部分，对于不现实部分，通过引入其它资源，一些想法由不现实变为现实，然后继续对不现实部分进行分析，直到全部变为现实。
因此通过这种反复迭代的办法，常常会给看似不可能的问题带来一种现实的解决方案。
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。
[编辑]
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。
[编辑]
TRIZ解决问题的过程
发明问题解决理论的核心是技术进化原理。
按这一原理，技术系统一直处于进化之中，解决冲突是其进化的推动力。
进化速度随技术系统一般冲突的解决而降低，使其产生突变的唯一方法是解决阻碍其进化的深层次冲突。
G.S.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（InventivePrinciples）、发明问题解决算法（ARIZ，AlgorithmforInventiveProblemSolving）及标准解（TRIZStandardTechniques）。
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（Analogoussolution）；最后设计者在把该解转化为领域的解或特解。
[编辑]
TRIZ理论的基本哲理
TRIZ理论的基本哲理包括以下6条：
1、所有的工程系统服从相同的发展规则。
这一规则可以用来研究创造发明问题的有效解，也可用来评价与预测如何求解一个工程系统（包括新产品与新服务系统）的解决方案。
2、像社会系统一样，工程系统可以通过解决冲突（Conflicts）而得到发展。
3、任何一个发明或创新的问题都可以表示为需求和不能（或不再能）满足这些需求的原型系统之间的冲突。
所以，“求解发明问题”与“寻找发明问题的解决方案”就意味着在利用折衷与调和不能被采纳时对冲突的求解。
4、为探索冲突问题的解决方案，有必要利用专业工程师尚不知道或不熟悉的物理或其它科学与工程的知识。
技术功能和可能实现该功能的物理学、化学、生物学等效应对应的分类知识库可以成为探索冲突问题解的指针。
5、存在评价每项发明创造的可靠判据。
这些判据是：
（1）该项发明创造是否是建立在大量专利信息基础上的？
基于偶然发现的少数事例的发明项目不是严肃的研究成果。
事实证明，一项重大或重要的发明项目通常是建立在不少于1万到2万项专利（或知产权/版权）研究的基础上。
（2）发明人或研究者是否考虑过发明问题的级别？
大量低水平的发明不如一项或少量高水平的发明。
因为，低水平的发明只能在简单的情况下运用。
（3）该项发明是否是从大量高水平的试验中提炼出来的结论或建议？
6、在大多数情况下，理论的寿命与机器的发展规律是一致的。
因而，“试凑”法很难产生两种或两种以上的系统解。
[编辑]
TRIZ理论主要内容
创新从最通俗的意义上讲就是创造性地发现问题和创造性地解决问题的过程，TRIZ理论的强大作用正在于它为人们创造性地发现问题和解决问题提供了系统的理论和方法工具。
现代TRIZ理论体系主要包括以下几个方面的内容：
1.创新思维方法与问题分析方法
TRIZ理论中提供了如何系统分析问题的科学方法，如多屏幕法等；而对于复杂问题的分析，则包含了科学的问题分析建模方法——物-场分析法，它可以帮助快速确认核心问题，发现根本矛盾所在。
2.技术系统进化法则
针对技术系统进化演变规律，在大量专利分析的基础上TRIZ理论总结提炼出八个基本进化法则。
利用这些进化法则，可以分析确认当前产品的技术状态，并预测未来发展趋势，开发富有竞争力的新产品。
3.技术矛盾解决原理
不同的发明创造往往遵循共同的规律。
TRIZ理论将这些共同的规律归纳成40个创新原理，针对具体的技术矛盾，可以基于这些创新原理、结合工程实际寻求具体的解决方案。
4.创新问题标准解法
针对具体问题的物-场模型的不同特征，分别对应有标准的模型处理方法，包括模型的修整、转换、物质与场的添加等等。
5.发明问题解决算法ARIZ
主要针对问题情境复杂，矛盾及其相关部件不明确的技术系统。
它是一个对初始问题进行一系列变形及再定义等非计算性的逻辑过程，实现对问题的逐步深入分析，问题转化，直至问题的解决。
6.基于物理、化学、几何学等工程学原理而构建的知识库
基于物理、化学、几何学等领域的数百万项发明专利的分析结果而构建的知识库可以为技术创新提供丰富的方案来源。
[编辑]
TRIZ理论的创新设计问题解决工具
阿利赫舒列尔和他的TRIZ研究机构50多年来提出了TRIZ系列的多种工具，如冲突矩阵、76标准解答、ARIZ、AFD、物质--场分析、ISQ、DE、8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。
[编辑]
产品进化理论
TRIZ中的产品进化理论将产品进化过程分为4个阶段：
婴儿期、成长期、成熟期、退出期。
处于前两个阶段的产品，企业应加大投入，尽快使其进入成熟期，以便企业获得最大效益；处于成熟期的产品，企业应对其替代技术进行研究，使产品取得新的替代技术，以应对未来的市场竞争；处于退出期的产品，企业利润急剧下降，应尽快淘汰。
这些可以为企业产品规划提供具体的、科学的支持。
产品进化理论还研究产品进化模式、进化定律与进化路线。
应用模式、定律与路线，设计者可较快地确定创新设计的原始构思，使设计设计取得突破。
[编辑]
冲突解决原理
原理是获得冲突解所应遵循的一般规律。
TRIZ主要研究技术冲突和物理冲突。
技术冲突是指传统设计中所说的折衷，即由于系统本身某一部分的影响，所需要的状态不能达到。
物理冲突指一个物体有相反的求。
TRIZ引导设计者挑选能解决特定冲突的原理，其前提是要按标准工程参数确定冲突。
有39条标准冲突和40条原理可供应用。
[编辑]
物质—场分析标准解
Altshuller对发明问题解决理论的贡献之一是提出了功能的物质—场（Substance-field）描述方法与模型。
其原理为，所有的功能都可分解为两种物质及一种场，即一种功能由两种物质及一种场的三元件组成。
产品是功能的一种实现，因此，可用物质—场分析产品的功能，这种分析方法是TRIZ的工具之一。
依据该模型，Altshuller等提出了76种标准解，并分为如下5类：
（1）不改变或仅少量改变已有系统：
13种标准解；
（2）改变已有系统：
23种标准解；
（3）系统传递：
6种标准解；
（4）检查与测量：
17种标准解；
（5）简化与改善策略：
17种标准解。
由已有系统的特定问题，将标准解变为特定解即为新概念。
[编辑]
效应
效应指应用本领域特别是其它领域的有关定律解决设计中的问题。
如采用数学、化学、生物、电子等领域中的原理解决机械设计中的创新问题。
[编辑]
ARIZ：
发明问题解决算法
TRIZ认为，一个问题解决的困难程度取决于对该问题的描述或程式化方法，描述的越清楚，问题的解就越容易找到。
TRIZ中，发明问题求解的过程是对问题不断描述、不断程式化的过程。
经过这一过程，初始问题最根本的冲突被清楚的暴露出来，能否求解已很清楚，如果已有的知识能用于该问题则有解，如果已有的知识不能解决该问题则无解，需等待自然科学或技术的进一步发展。
该过程是靠ARIZ算法实现的。
ARIZ（AlgorithmforInventive-ProblemSolving）称为发明问题解决算法，是TRIZ的一种主要工具，是发明问题解决的完整算法，该算法采用一套逻辑过程逐步将初始问题程式化。
该算法特别强调冲突与理想解的程式化，一方面技术系统向着理想解的方向进化，另一方面如果一个技术问题存在冲突需要克服，该问题就变成了一个创新问题。
ARIZ中，冲突的消除有强大的效应知识库的支持。
效应知识库包含物理的、化学的、几何的等效应。
作为一种规则，经过分析与效应的应用后问题仍无解，则认为初始问题定义有误，需对问题进行更一般化的定义。
应用ARIZ取得成功的关键在于没有理解问题的本质前，要不断地对问题进行细化，一直到确定了物理冲突。
该过程及物理冲突的求解已有软件支持。
[编辑]
常规问题与发明问题
产品设计是要解决问题。
如果产品的初始状态与理想状态之间存在距离，则称之为问题，设计过程是解决问题的过程，是使产品由初始状态通过单步或多步变换实现或接近理想状态的过程。
如果实现变换的所有步骤都已知，则称为“常规问题”（Routineproblem），如果至少有一步未知，则称为“发明问题”（Inventiveproblem）。
解决常规问题的设计是常规设计，解决发明问题的设计是创新设计。
[编辑]
40种基本措施
∙1．分割原则
oa．将物体分成独立的部分。
ob．使物体成为可拆卸的。
oc．增加物体的分割程度。
例：
货船分成同型的几个部分，必要时，可将船加长些或变短些．
∙2．拆出原则
从物体中拆出"干扰'部分（"干扰"特性）或者相反，分出唯一需要的部分或需要的特性。
与上述把物体分成几个相同部分的技法相反，这里是要把物体分成几个不同的部分．
例，一般小游艇的照明和其他用电是艇上发动机带动发电机供给的．为了停泊时能继续供电，要安装一个由内燃机传动的辅助发电机．发动机必然造成噪音和振动。
建议将发动，机和发电机分置于距游艇不远的两个容器里，用电缆连接．
∙3．局部性质原则
oa．从物体或外部介质（外部作用）的一致结构过渡到不一致结构。
ob．物体的不同部分应当具有不同的功能
oc．物体的每一部分均应具备最适于它工作的条件。
例：
为了防治矿山坑道里的粉尘，向工具（钻机和料车的工作机构）呈锥体状喷洒小水珠。
水珠愈小，除尘效果愈好．但小水珠容易形成雾，这使工作困难．解决办法：
环绕小水珠锥体外层再造成一层大水珠。
∙4．不对称原则
oa．物体的对称形式转为不对称形式。
ob．如果物体不是对称的，则加强它的不对称程度，
例：
防撞汽车轮胎具有一个高强度的侧缘，以抵抗人行道路缘石的碰撞。
∙5．联合原则
oa．把相同的物体或完成类似操作的物体联合起来，
ob．把时间上相同或类似的操作联合起来．
例：
双联显微镜组；由一个人操作，另一个人观察和记录。
∙6．多功能原则
一个物体执行多种不同功能，因而不需要其他物体。
例：
提包的提手可同时作为拉力器（苏联发明证书187964）。
∙7．‘玛特廖什卡'原则
oa．一个物体位于另一物体之内，而后者又位于第三个物体之内，等等。
ob．一个物体通过另一个物体的空腔。
例：
"弹性振动超声精选机是由两个互相夹紧的半波片构成。
其特征是，为了减小精选机的长度和增大它的稳定性，两个半波片制成相互套在一起的空锥体（苏联发明证书~186781）。
在苏联发明证书0462315中，也采用该解决方案来缩小变压器压电元件输出部分的外形尺寸。
在苏联发明证书~304027中，金属拉制设备的"玩偶"是由拉摸组成．
∙8．反重量原则
oa．将物体与具有上升力的另一物体结合以抵消其重量。
ob．将物体与介质（最好是气动力和液动力）相互作用以抵消其重量。
例：
"调节转子风力机转数的制动式离心调节器安在转子垂直轴上。
其特征是：
为了在风力增大时把转子转速控制在小的转数范围内，调节器离心片做成叶片状，以保证气动制动"（苏联发明证书167784）。
有趣的是，在发明公式申明显地反映了发明所克服的矛盾．在给定的风力和给定的离心片质量的条件下，获得了一定的转数√为了减少转数（当风力增大时），必须增大离心片质量；但离心片在旋转，很难靠近它。
于是矛盾这样消除，使离心片具有形成气功制动的形状，即把离心片制成具有负迎角的翼状。
总的设想显面易见：
如果需要改变转动物体的质量，而其质量又不能按照一定的要求改变，那么应使该物体成为翼状的，改变翼片运动方向的倾斜角度，便可获得需要方向的附加力。
∙9．预先反作用原则
如果按课题条件必须完成某种作用，则应提前完成反作用。
例：
杯形车刀车削方法是：
在车削过程中车刀绕自己的几何轴转动。
其特征是为了防止产生振动，应预先向杯形车刀施加负荷力，此力应与切削过程中产生的力大小相近，方向相反"（苏联发明证书~536866）
∙10．预先作用原则
oa．预先完成要求的作用（整个的或部分的）
ob．预先将物体安放妥当，使它们能在现场和最方便地点立即完成所需要的作用。
∙11"予先放枕头"原则
以事先准备好的应急手段补偿物体的底可靠性。
例：
"用等离子束加工无机材料如光纤。
其特征是：
为提高机械强度，预先往无机材料上涂敷碱金属或碱土金属的溶液或熔融体"（苏联发明证书522150）。
还有人事先涂敷可使小裂缝愈合的物质。
按苏联发明证书456594的办法，树枝在锯掉之前套上一个紧箍环，树木感该处有"病"，于是向那里输送营养物质和治疗物质。
这样，在树枝被锯之前这些物质便积聚起来，锯后锯口会迅速愈合。
∙12．等势原则
改变工作条件，使物体土升或下降．
例：
有一种装置不必使沉重的压模升降；这种装置是在压床上安装了带有输送轨道的附件（苏联发明证书264679）．
∙13、"相反"原则
oa、不实现课题条件规定的作用而实现相反的作用．
ob、使物体或外部介质的活动部分成为不动的，而使不动的成为可动的．
oc．将物体颠倒．
例：
在研究课题9（关于消除灰尘的过滤器）时，我们介绍了苏联发明证书156133，过滤器用两块磁铁制成，在磁铁之间是铁磁粉末。
7年之后又有了苏联发明证书319325．它的过滤器是相反的：
对液体或气体进行机械清洗的电磁过滤器，它包括有磁场源和颗粒状磁性材料制的过滤元件，其特征是，为降低单位耗电量和提高生产率，过滤元件放在磁场源的周围，以形成外部闭式磁路。
∙14．球形原则
oa．从直线部分过渡到曲线部分，从平面过渡到球面，从正六面体或平行六面体过渡到球形结构，
ob．利用棍子、球体、螺旋。
oc．从直线运动过浑到旋转运动，利用离心力。
例：
把管子焊入管栅的装置具有滚动球形电极。
∙15．动态原则．
oa、物体（或外部介质）的特性的变化应当在每一工作阶段都是最佳的。
ob．将物体分成彼此相对移动的几个部分。
oc．使不动的物体成为动的．
例：
"用带状电焊条进行自动电弧焊的方法，其特征是，为了能大范围地调节焊池的形状和尺寸，把电焊条沿着母线弯曲，使其在焊接过程中成曲线形状"（苏联发明证书258490）。
∙16．局部作用或过量作用原则
如果难于取得百分之百所要求的功效，则应当取得略小或略大的功效。
此时可能把课题大大简化。
∙17.向另一维度过渡的原则
oa．如果物体作线性运动（或分布）有困难，则使物体在二维度（即平面）上移动。
相应地，在一个平面上的运动（或分布）可以过渡到三维空间。
ob．利用多层结构替代单层结构。
oc．将物体倾斜或侧置．
od．利用指定面的反面．
oe．利用投向相邻面或反面的光流。
技法17a可以同技法7和15b联合，形成一个代表技术系统总发展趋势的链：
从点到线，然后到面，到体，最后到许多个物体的共存．
例：
"越冬圆木在圆形停泊场水中存放，其特征是，为了增大停泊场的单位容积，和减小受冻木材的体积，将圆木扎成捆，其横截面的宽和高超过圆木的长度，然后立着放"（苏联发明证书~2236318）。
∙18．机械振动原则
oa、使物体振动。
ob、如果巳在振动，则提高它的振动频率（达到超声波频率）
oc．利用共振频率。
od．用压电振动器替代机械振动器。
oe．利用超声波振动同电磁场配合．
例：
"无锯末断开木材的方法，其特征是，为减少工具进入木材的力，使用脉冲频率与被断开木材的固有振动频率相近的工具"（苏联发明证书~307986）．
∙19．周期作用原则
oa．从连续作用过渡到周期作用（脉冲）．
ob．如果作用已经是周期的，则改变周期性。
oc．利用脉冲的间歇完成其他作用。
例：
用热循环自动控制薄零
升级会员 