创新方法及TRIZ理论概述-.ppt
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1、创新方法创新方法创新方法创新方法及及及及TRIZTRIZTRIZTRIZ理论理论理论理论陈国庆QQ:3541559122024/5/22周三1创新型学习研究室说明创新型学习研究室说明v梦想与激情是驱动创新的动力梦想与激情是驱动创新的动力v我们的基本目标是:我们的基本目标是:v了解科技前沿、学习创新方法了解科技前沿、学习创新方法v关心一个方向、探讨一些案例关心一个方向、探讨一些案例v解决一个课题、实现一个系统解决一个课题、实现一个系统v发表一篇论文、(可能情况下)申请一次专利发表一篇论文、(可能情况下)申请一次专利v做一个学识渊博、知识丰富、见解独到、善于表达做一个学识渊博、知识丰富、见解独到、
2、善于表达的创新型人才。的创新型人才。2024/5/22周三2创新技法和创新技法和TRIZTRIZ理论理论创新的现状与困惑创新的现状与困惑传统的创新方法传统的创新方法TRIZ简介简介2024/5/22周三3创新概述创新概述“创新创新”就是就是“抛弃旧的、创立新的抛弃旧的、创立新的”新华字典新华字典即在已有的基础上,提出独特的、新颖的且富于成效的见解与思维。2024/5/22周三4v发明是处处存在的,存在于生活的各个角落发明是处处存在的,存在于生活的各个角落v发明不是高深莫测的,任何人都能有发明发明不是高深莫测的,任何人都能有发明v利用同一个原理可在不同领域和行业发明创新利用同一个原理可在不同领域
3、和行业发明创新关于发明创新关于发明创新2024/5/22周三5发明创新的发明创新的5 5个层次个层次第第 1 1 级级最小型发明最小型发明 指那种在产品的单独组件中进行少量的变更,但这些变更不会影指那种在产品的单独组件中进行少量的变更,但这些变更不会影响产品系统的整体结构的情况。该类发明并不需要任何相邻领域响产品系统的整体结构的情况。该类发明并不需要任何相邻领域的专门技术或知识。特定专业领域的任何专家,依靠个人专业知的专门技术或知识。特定专业领域的任何专家,依靠个人专业知识基本都能做到该类创新。例如以厚度隔离减少热损失,以大卡识基本都能做到该类创新。例如以厚度隔离减少热损失,以大卡车改善运输成
4、本效率等。约占车改善运输成本效率等。约占32%32%32%32%45%45%19%19%4%4%0.3%0.3%0%0%10%10%20%20%30%30%40%40%50%50%2024/5/22周三6发明创新的发明创新的5 5个层次个层次第第 2 2 级级小型发明小型发明 此时产品系统中的某个组件发生部分变化,改变的参数约数十个,此时产品系统中的某个组件发生部分变化,改变的参数约数十个,即以定性方式改善产品。创新过程中利用本行业知识,通过与同类即以定性方式改善产品。创新过程中利用本行业知识,通过与同类系统的类比即可找到创新方案,如中空的斧头柄可以储藏钉子等。系统的类比即可找到创新方案,如中
5、空的斧头柄可以储藏钉子等。约占约占45%45%32%32%45%45%19%19%4%4%0.3%0.3%0%0%10%10%20%20%30%30%40%40%50%50%2024/5/22周三7发明创新的发明创新的5 5个层次个层次第第 3 3 级级中型发明中型发明 产品系统中的几个组件可能出现全面变化,其中大概要有上百个产品系统中的几个组件可能出现全面变化,其中大概要有上百个变量加以改善,它需利用领域外的知识,但不需要借鉴其它学科变量加以改善,它需利用领域外的知识,但不需要借鉴其它学科的知识。此类的发明如原子笔、登山自行车、计算机鼠标等。约的知识。此类的发明如原子笔、登山自行车、计算机鼠
6、标等。约占占19%19%0%0%32%32%45%45%19%19%4%4%0.3%0.3%10%10%20%20%30%30%40%40%50%50%2024/5/22周三8发明创新的发明创新的5 5个层次个层次第第 4 4 级级大型发明大型发明 指创造新的事物,需要数千个甚至数万个变量加以改善的情境,它指创造新的事物,需要数千个甚至数万个变量加以改善的情境,它一般需引用新的科学知识而非利用科技信息,该类发明需要综合其它一般需引用新的科学知识而非利用科技信息,该类发明需要综合其它学科领域知识的启发方可找到解决方案,如内燃机、集成电路、个人学科领域知识的启发方可找到解决方案,如内燃机、集成电路
7、、个人电脑等。低于电脑等。低于4%4%32%32%45%45%19%19%4%4%0.3%0.3%0%0%10%10%20%20%30%30%40%40%50%50%2024/5/22周三9发明创新的发明创新的5 5个层次个层次第第 5 5 级级特大型发明特大型发明 主要指那些科学发现,一般是先有新的发现,建立新的知识,然后主要指那些科学发现,一般是先有新的发现,建立新的知识,然后才有广泛的运用,如蒸汽发动机,飞机、激光等。低于才有广泛的运用,如蒸汽发动机,飞机、激光等。低于0.3%0.3%0%0%32%32%45%45%19%19%4%4%0.3%0.3%10%10%20%20%30%30%
8、40%40%50%50%2024/5/22周三10结 论 真正的发明只占约4%,绝大多数发明属于第 1、2、3 级,是对原有系统的不同程度的改进;发明不是高深莫测的,绝大多数发明都是利用同一个原理,在不同领域和行业的发明创新。较低级别的发明可使技术不断得到完善。123发明创新的发明创新的5 5个层次个层次2024/5/22周三11国际、国内形势国际、国内形势v目前,全世界86的研发投入、90以上的发明专利都掌握在发达国家手里v中国处在国际分工的外围和产业链的下游v“市场换技术”不是可持续发展的有效手段1949-1979:封闭状态下的自力更生1980-2004:开放情势下的市场换技术2001-当
9、前:开放格局下的自主创新关键核心技术,军工高技术既“换”不来,也买不来!v“一个国家没有技术独立,就没有经济、政治上的独立”。兰德公司资料来源:中国战略导向“自主立国”,经济观察报,章敬平2024/5/22周三12关于创新技法的争论关于创新技法的争论v有关创造创新方法问题曾经在两大派之间展开了有关创造创新方法问题曾经在两大派之间展开了较长时期的争论:较长时期的争论:v一派认为创造发明主要靠天才的灵感和非逻辑思一派认为创造发明主要靠天才的灵感和非逻辑思维,维,不存在可循的创新技法不存在可循的创新技法,马赫、罗素、维特,马赫、罗素、维特根斯坦、波普尔等学者就持有这类观点;根斯坦、波普尔等学者就持有
10、这类观点;v另一派则认为另一派则认为发明创造有方法可循发明创造有方法可循,但在很长一,但在很长一段时间里却又拿不出切实可行的和令众人信服的段时间里却又拿不出切实可行的和令众人信服的创新方法。创新方法。2024/5/22周三13传传统统创创新新技技法法的的分分类类逻逻辑辑思思维维非非逻逻辑辑思思维维科学推理型科学推理型演绎法演绎法归纳法归纳法类比法类比法自然现象和自然现象和科学原理探索法科学原理探索法等价变换法等价变换法KJ法法类推法类推法组合法组合法分解法分解法形态分析法形态分析法信息交合法信息交合法横向思考法横向思考法奥斯本检核表法奥斯本检核表法5W1H法法和田法和田法智力激励法智力激励法(
11、头脑风暴法)(头脑风暴法)联想法联想法逆向构思法逆向构思法形象思维法形象思维法灵感启示法灵感启示法大胆设想法大胆设想法特性列举法特性列举法缺点列举法缺点列举法希望点列举法希望点列举法技法原理技法原理具体技法名称具体技法名称主要思维形式主要思维形式组合型组合型形象思维型形象思维型列举型列举型有序思维型有序思维型联想型联想型602024/5/22周三14传统的创新方法传统的创新方法第1次猜测第n次猜测第n次排错排错n试错法试错法2024/5/22周三15v头脑风暴法头脑风暴法自由思考自由思考延迟批判延迟批判以量求质以量求质不同行业不同行业结合改善结合改善2024/5/22周三16传统创新与传统创新
12、与TRIZTRIZ创新结果的创新结果的比较比较、解决办法解决办法思维定势思维定势发明问题发明问题12345678传统创新应用发散思维传统创新应用发散思维“试错法试错法”搜搜索发明问题解决办法索发明问题解决办法2024/5/22周三17基于基于TRIZ的创新的创新收敛思维收敛思维传统创新传统创新(发散发散)与与TRIZ创新创新(收敛收敛)的结果比较的结果比较ARIZ理论理论标准解法标准解法发明原理发明原理效应知识库效应知识库技术系统进技术系统进化法则化法则问题问题问题解决问题解决2024/5/22周三18TRIZTRIZ简介简介1234TRIZTRIZ的理论体系的理论体系TRIZTRIZ的核心思
13、想的核心思想TRIZTRIZ的形成与发展的形成与发展什么是什么是TRIZTRIZ2024/5/22周三19什么是什么是TRIZTRIZ TRIZTRIZ的含义的含义是发明问题解决理论,是原俄是发明问题解决理论,是原俄文字母的缩写,并按文字母的缩写,并按ISO/R9-1968EISO/R9-1968E规定,规定,转换成拉丁文的首字母缩写转换成拉丁文的首字母缩写 Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Teoriya Resheniya Izobretatelskikh ZadatchZadatch2024/5/22周三20vTRIZ是发明问题的解决理论,其拼写是由发
14、明问题的解决理论(Theoryo fInventive Problem Solving)俄语含义的单词首字母组成,在欧美国家也可缩写为TIPS。其研究始于1946年,原苏联的大学、研究所和企业所组成的数百人的研究组织分析研究了世界近250万件发明专利,综合多个学科领域的原理、法则形成了TRIZ理论体系。其主要目的是研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则。并将之归纳总结,形成能指导实际新产品开发的理论方法体系。运用这一理论,可大大加快人们创造发明的进程而且能得到高质量的创新产品。v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、灭亡的过程
15、,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发展趋势。发明问题解决理论TRIZ通过分析人类已有技术创新成果高水平发明专利,总结出技术系统发展进化的客观规律,并形成指导人们进行发明创新、解决工程问题的系统化的方法学体系。2024/5/22周三21TRIZTRIZ理论创始者根里奇理论创始者根里奇阿奇舒勒阿奇舒勒v根里奇根里奇阿奇舒勒阿奇舒勒G.S.Altshuller G.S.Altshuller(192619261998 1998)是前苏联的一是前苏联的一位天才发明家和创造创新学家,于位天才发明家和创造创新学家,于19461946年创立年创立TRIZTRIZ
16、理论。理论。vTRIZTRIZ理论研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学理论研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则,曾经被称作原理和法则,曾经被称作前苏联的前苏联的“国术国术”和和“点金术点金术”。v独特的技术系统进化法则被西方称之为独特的技术系统进化法则被西方称之为“人类三大进化理论之一人类三大进化理论之一”,与达尔文的生物进化理论和马克思的人类社会进化理论相提并论。与达尔文的生物进化理论和马克思的人类社会进化理论相提并论。2024/5/22周三22TRIZTRIZ简介简介1234TRIZTRIZ的理论体系的理论体系TRIZTRIZ的核心思想的核心思想T
17、RIZTRIZ的形成与发展的形成与发展什么是什么是TRIZTRIZ2024/5/22周三23AltshullerAltshuller的发现之一的发现之一v不同行业中的问题,采用了相同的解决方法制作冻豆腐的方法无声爆破的方法古代开山辟石的方法快速制造萝卜干的方法污泥脱水的方法挤压工件的方法2024/5/22周三24利用瞬间压力差可以打破坚果的外壳利用瞬间压力差可以打破坚果的外壳、-如何使宝石沿内部原有的微裂纹分割?如何使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?如何打破核桃的外壳?通过本体论关系,由通过本体论关
18、系,由“爆米花爆米花”找到了解决方案:找到了解决方案:2024/5/22周三25 产品和生物系统一样,是按照一定规律在发展和进化的AltshullerAltshuller的发现之二的发现之二2024/5/22周三26TRIZTRIZ理论来源理论来源:浓缩数百万发明专利浓缩数百万发明专利在在AltshullerAltshuller的带领下,动用前苏联的的带领下,动用前苏联的15001500多名专家,经过多名专家,经过5050多年对数以百万计的专利文献加以搜集、研究、整理、归多年对数以百万计的专利文献加以搜集、研究、整理、归纳、提炼和重组纳、提炼和重组,建立起一整套体系化的、实用的解决发明建立起一
19、整套体系化的、实用的解决发明问题的理论方法体系问题的理论方法体系TRIZTRIZ(发明问题解决理论)(发明问题解决理论)2,500,000500,000TRIZ工具工具3939矛盾矩阵矛盾矩阵40个创新原理个创新原理技术系统技术系统/过程分析、问题定义过程分析、问题定义技术系统进化法则技术系统进化法则发明专利库发明专利库迄今为止,迄今为止,TRIZ已分已分析了析了15,000,000专利专利有代表性的有代表性的实用专利实用专利20%2024/5/22周三27试错试错抽象抽象转化转化TRIZTRIZ工具工具辨识辨识求解求解待解决的待解决的问题问题TRIZTRIZ标准问题标准问题TRIZTRIZ通
20、用解通用解最终解决最终解决方案方案TRIZTRIZ的解题模式的解题模式2024/5/22周三28TRIZTRIZ简介简介1234TRIZTRIZ的理论体系的理论体系TRIZTRIZ的核心思想的核心思想TRIZTRIZ的形成与发展的形成与发展什么是什么是TRIZTRIZ2024/5/22周三29TRIZTRIZ理论的核心思想理论的核心思想 TRIZ理论的核心思想包括三个方面:第一,无论是一个简单的产品还是复杂的技术系统,其核心技术都是遵循客观规律发展演变的,即具有客观的进化规律和模式;第二,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;第三,技术系统发展的理想状态是用最少的资源实现
21、最大数目的功能。2024/5/22周三30TRIZTRIZ简介简介1234TRIZTRIZ的理论体系的理论体系TRIZTRIZ的核心思想的核心思想TRIZTRIZ的形成与发展的形成与发展什么是什么是TRIZTRIZ2024/5/22周三31技术系统技术系统/技术过程技术过程矛盾矛盾理想化理想化资源资源系系统统科科学学思思维维科科学学基础知识基础知识+专业知识专业知识+交叉学科知识交叉学科知识创新创新思维思维培养培养技术系统进化法则技术系统进化法则功能分析功能分析物场物场模型模型矛盾分析矛盾分析专利分析专利分析发明问题解题流程(发明问题解题流程(ARIZ)科学原理科学原理知识库知识库辩证法系统论
22、认识论辩证法系统论认识论+本体论本体论发明问题发明问题标准解法标准解法技术矛盾技术矛盾创新创新原理原理基本概念基本概念理论基础理论基础问题问题分析工具分析工具问题问题求解工具求解工具解题流程解题流程理论来源理论来源资源分析资源分析物理矛盾物理矛盾分离方法分离方法TRIZ TRIZ 理论体系理论体系哲学思想哲学思想2024/5/22周三32TRIZTRIZ的理论体系的理论体系2024/5/22周三33TRIZTRIZ中的创新思维方法中的创新思维方法九屏幕法九屏幕法1 1IFRIFR法法2 2小人法小人法3 3金鱼法金鱼法4 4STCSTC算子算子5 52024/5/22周三34TRIZTRIZ的
23、理论体系的理论体系2024/5/22周三35九屏幕法九屏幕法超系统当前系统子系统系统的过去子系统的过去超系统的过去系统的未来超系统的未来子系统的未来2024/5/22周三36九屏幕法的作用九屏幕法的作用v帮助我们多角度的看待问题,突破原有思维局限v多个方面和层次寻找可利用的资源,更好的解决问题2024/5/22周三37九屏幕法的步骤九屏幕法的步骤v第一步:先从技术系统本身出发,考虑可利用的资源v第二步:考虑技术系统中的子系统、和系统所在的超系统中的资源v第三步:考虑系统的过去和未来,从中寻找可利用的资源v第四步:考虑超系统和子系统的过去和未来2024/5/22周三38九屏幕法的实例九屏幕法的实
24、例2024/5/22周三39理想最终结果理想最终结果IFRIFR2024/5/22周三40应用应用IFRIFR的步骤的步骤2024/5/22周三41实现实现IFRIFR的几个建议的几个建议2024/5/22周三42IFRIFR法的作用法的作用2024/5/22周三43IFRIFR实例实例2024/5/22周三44创新思维方法的作用创新思维方法的作用2024/5/22周三45技术系统进化八大法则技术系统进化八大法则完备性法则完备性法则1 1提高理想化法则提高理想化法则2 2子系统不均衡进化法则子系统不均衡进化法则3 3动态性进化法则动态性进化法则4 4向超系统进化法则向超系统进化法则5 5子系统
25、协调性法则子系统协调性法则向微观级进化法则向微观级进化法则7 7能量传递法则能量传递法则8 86 62024/5/22周三46TRIZTRIZ的理论体系的理论体系2024/5/22周三47技术系统的技术系统的S-S-曲线曲线、一个技术系统的进化一般经历一个技术系统的进化一般经历4 4个阶段,典型的个阶段,典型的S S曲曲线是描述一个技术系统的完整生命周期。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当一个技术系统的进化完成4 4个阶段后,必然会出现个阶段后,必然会出现一个新的技术系统来替代它,如此不断的替代。一个新的技术系统来替代它,如此不断的替代。婴儿期婴儿期衰退期衰退期成长
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