基于TRIZ的创新设计.ppt

1、Page Page 1 1基于基于TRIZ的创新设计的创新设计河北工业大学创新设计研究所河北工业大学创新设计研究所檀润华檀润华2003 浙江大学Page Page 2 2内容1、背景2、TRIZ简介3、产品创新过程模型4、TRIZ在产品创新过程中的应用5、基于TRIZ计算机辅助创新设计(CAI)6、结论Page Page 3 3产品设计要解决问题产品设计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

2、状态的过程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，则称为常规问题如果实现变换的所有步骤都已知，则称为常规问题 (Routine problem)如果至少有一步未知，则称为如果至少有一步未知，则称为发明问题发明问题(Inventive problem)(Savransky S D,Engineering of Creativity,2000)1、背景、背景Page Page 4 4常规设计常规设计:解决常规问题的设计解决常规问题的设计创新设计创新设计:解决发明问题的设计，其核心是解决设计中的冲突解决发明问题的设计，其核心是解决设计中的冲突 产品设计过程产品设计过程P

3、age Page 5 5v产品设计分为设计哲学、设计理论与方法、应用三个层次产品设计分为设计哲学、设计理论与方法、应用三个层次v设计理论与方法的研究是将设计哲学思想或设计实践变为能设计理论与方法的研究是将设计哲学思想或设计实践变为能 指导应用的设计过程指导应用的设计过程v普适设计方法学普适设计方法学(B&P)B&P)、公理设计公理设计(AD)AD)、质量功能布置质量功能布置(QFD)QFD)、发明问题解决理论发明问题解决理论(TRIZ)TRIZ)等都是该领域著名的研究结果等都是该领域著名的研究结果v当今世界市场竞争激烈，产品类型太多，已有研究结果只能当今世界市场竞争激烈，产品类型太多，已有研究

4、结果只能 较好的适用于某些产品或特定阶段的设计，较好的适用于某些产品或特定阶段的设计，正如正如TateTate所述：所述：目前还没有一种公认的广泛适用的设计理论与方法目前还没有一种公认的广泛适用的设计理论与方法，新的设，新的设 计方法不断出现计方法不断出现(Tate Tate D,D,A A Roadmap Roadmap for for Decomposition:Decomposition:Activities,Activities,Theories,Theories,and and Tools Tools for for System Design,Ph.D Thesis,MIT,199

5、9)System Design,Ph.D Thesis,MIT,1999)Page Page 6 6什么是什么是什么是什么是TRIZ?TRIZ?是提出问题及解决问题过程的一种思维方法是提出问题及解决问题过程的一种思维方法是提出问题及解决问题过程的一种思维方法是提出问题及解决问题过程的一种思维方法（统常都采（统常都采（统常都采（统常都采用）用）用）用）是一组工具、工具集及软件是一组工具、工具集及软件是一组工具、工具集及软件是一组工具、工具集及软件（根据问题的本质及所允许（根据问题的本质及所允许（根据问题的本质及所允许（根据问题的本质及所允许的时间选用）的时间选用）的时间选用）的时间选用）2、TR

6、IZ简介简介Page Page 7 7Summary Offering of Ideation/TRIZ MethodologySummary Offering of Ideation/TRIZ MethodologyFour Key FindingsDefinition of the Inventive ProblemLevels of InventionsPatterns of InventionsPatterns of EvolutionThree Main PremisesIdealityContradictionsSystem ApproachFour Analytical Tool

7、sInnovation Situation Questionnaire(ISQ)Problem FormulatorAlgorithm for Inventive Problem-Solving(ARIZ)Substance-Field Analysis(Su-Field)Seven Knowledge-Based ToolsPattern/Lines of Evolution40 Innovation Principles&Contradiction TableSeparation Principles76 Standard SolutionsEffectsSystem of Operato

8、rsSelected Innovation ExamplesThree Main ApplicationsInventive Problem Solving(IPS)Anticipatory Failure Determination(AFD)Directed Evolution(DE)Page Page 8 8Page Page 9 93、产品开发过程模型第一类模型第一类模型:描述产品开发过程进化的描述产品开发过程进化的5G模型模型产品开发过程本身处于进化状态，进化过程的不同阶段都有不同的模型。产品开发过程本身处于进化状态，进化过程的不同阶段都有不同的模型。Roy Rothwell按时间历程

9、及特点将产品开发过程模型分为按时间历程及特点将产品开发过程模型分为5代（代（5G，Five generations）第第1代：技术驱动型代：技术驱动型（1G模型，模型，1950s-1960s中叶）中叶）第第2代：市场拉动型（代：市场拉动型（2G模型，模型，1960s末末-1970s初）初）Page Page 1010第第3代：耦合型（代：耦合型（3G模型，模型，1970s中叶中叶-1980s初初）第第4代：集成型（代：集成型（4G模型，模型，1980s中叶中叶-1990s）Page Page 1111第第5代：系统集成及网络化（代：系统集成及网络化（5G模型，模型，SIN）Page Page

10、1212第2类模型:技术创新过程模型PDS3个阶段:NCD(New concept development):新概念产生NPD(New product development):新产品开发Com(Commercialisation):商品化Page Page 1313NCD模型Page Page 14144、TRIZ在产品创新过程中的应用Page Page 1515TRIZ中中技技术术进进化化理理论论可可以以用用于于产产品品创创新新，TRIZ理理论论认认为为技技术术进进化化有有8种种模模式式，每每种种模模式式下下有有多多条条进进化化路路线线，产产品品所所采采用用的的技技术术是是按按进进化化模模

11、式式与与进进化化路路线线上上的的状态进化的状态进化的:模式模式1 1：技术系统的生命周期为出生、成长、成熟、退出。考：技术系统的生命周期为出生、成长、成熟、退出。考 虑到原有技术系统与新技术系统的交替，可描述为虑到原有技术系统与新技术系统的交替，可描述为6 6个个 阶段阶段模式模式2 2：增加理想化水平：增加理想化水平模式模式3 3：系统的不均衡发展导致冲突的出现：系统的不均衡发展导致冲突的出现模式模式4 4：增加动态性及可控性。：增加动态性及可控性。模式模式5 5：通过集成使增加系统功能：通过集成使增加系统功能模式模式6 6：部件的匹配与不匹配交替出现：部件的匹配与不匹配交替出现模式模式7

12、7：由宏观系统向微观系统进化：由宏观系统向微观系统进化模式模式8 8：增加自动化程度，减少人的介入：增加自动化程度，减少人的介入4.1 TRIZ用于发现问题及产生新设想Page Page 1616通过分析选定产品的核心技术在技术进化路线通过分析选定产品的核心技术在技术进化路线上的状态及今后可能进化的新状态上的状态及今后可能进化的新状态:新状态隐含了产品再设计可用技术新状态隐含了产品再设计可用技术 新状态可形成产品创新设想新状态可形成产品创新设想(New ideas)New ideas)如如果果企企业业设设计计人人员员能能熟熟练练应应用用TRIZ中中的的技技术术进进化模式与进化路线，对新技术的预

13、测可自行在化模式与进化路线，对新技术的预测可自行在企业内部进行。企业内部进行。Page Page 1717模式模式7 7：由宏观系统向微观系统进化：由宏观系统向微观系统进化Page Page 1818Page Page 1919Page Page 20204.2 TRIZ用于解决问题用于解决问题:主要是解决冲突主要是解决冲突Page Page 2121TRIZ中可用于解决冲突的工具：40条发明原理4条分离原理76个标准解ARIZ算法Page Page 2222不对称原理Page Page 23235、基于、基于TRIZ的的CAI软件软件Page Page 242443 发明问题解决过程发明问题

14、解决过程 Page Page 2525TechoptimizerPage Page 2626TriSolver2.1Page Page 2727Page Page 2828Page Page 2929计算机辅助创新设计软件:InventionTool2.0(河北工业大学创新设计研究所开发:软件登记号图34 进化模块界面Page Page 3030Page Page 3131Page Page 3232Page Page 33336 结论结论产品创新设计要解决发明问题，解决至少一个设计冲突是其标志产品创新设计要解决发明问题，解决至少一个设计冲突是其标志技术创新分为技术创新分为NCPNCP、NPD

15、NPD、COMCOM三个三个阶段阶段TRIZTRIZ中的技术进化可用于中的技术进化可用于NCPNCPTRIZTRIZ中的冲突解决理论可用于中的冲突解决理论可用于NPDNPD（COMCOM）计算机辅助创新设计软件计算机辅助创新设计软件(CAI)CAI)帮助设计者提出创新设计的原始构思及解帮助设计者提出创新设计的原始构思及解 决设计中深层次的冲突。决设计中深层次的冲突。设计理论与方法的研究不同于设计哲学与应用研究。其总体趋势是研究成设计理论与方法的研究不同于设计哲学与应用研究。其总体趋势是研究成 果对设计者使用更加具体、工具的运用更加方便，显著的提高设计人员产果对设计者使用更加具体、工具的运用更加方便，显著的提高设计人员产 品创新能力。品创新能力。设计理论与方法的研究成果设计理论与方法的研究成果(理论与软件理论与软件)应尽快在我国企业推广应用应尽快在我国企业推广应用.Page Page 3434谢谢!http:/