第3章TRIZ概述創(chuàng)新設(shè)計研究所TRIZ—發(fā)明問題解決理論TRIZ是“發(fā)明問題解決理論”由俄文（теориирешенияизобрет-ательскихзадач，ТРИЗ）轉(zhuǎn)換成拉丁文（TeoriyaResheniyaIzobreatatelskikhZadatch，TRIZ）后的首字母縮寫；其英文全稱是TheoryofInventiveProblemsSolving，縮寫為TIPS，其意義為解決發(fā)明問題的理論。TRIZ是前蘇聯(lián)G.S.Altshuler（1926-1998）及其領(lǐng)導(dǎo)的一批研究人員，自1946年開始，在分析研究世界各國250萬件專利的基礎(chǔ)上，提取專利中所蘊(yùn)含的解決發(fā)明問題的原理及其規(guī)律性之后建立起來的。主要內(nèi)容創(chuàng)新的規(guī)律性TRIZ簡史TRIZ解決問題的基本原理TRIZ理論體系TRIZ基本概念3-1創(chuàng)新的規(guī)律性問題及其解在不同的工業(yè)部門及不同的科學(xué)領(lǐng)域重復(fù)出現(xiàn)；3-1創(chuàng)新的規(guī)律性

技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化模式在不同的工業(yè)部門及不同的科學(xué)領(lǐng)域重復(fù)出現(xiàn)；3-1創(chuàng)新的規(guī)律性

發(fā)明經(jīng)常采用不相關(guān)領(lǐng)域中所存在的效應(yīng)。3-2TRIZ簡史阿奇舒勒于1956年發(fā)表了第一篇有關(guān)TRIZ理論的論文;1961年出版了第一本有關(guān)TRIZ理論的著作《怎樣學(xué)會發(fā)明創(chuàng)造》。1970年創(chuàng)辦一所進(jìn)行TRIZ理論的研究和推廣的學(xué)校后來培養(yǎng)了很多TRIZ應(yīng)用方面的專家。

在20世紀(jì)80年代中后期TRIZ理論僅封閉在前蘇聯(lián)范圍內(nèi)。

從1985年開始，早期的TRIZ專家中的一部分移居到歐美等國，從而促進(jìn)了TRIZ在全世界范圍內(nèi)的傳播。1989年，阿奇舒勒集合了當(dāng)時世界上數(shù)十位TRIZ專家，在彼得羅扎沃茨克（Petrozavodsk）建立了國際TRIZ協(xié)會，阿奇舒勒擔(dān)任首屆主席。國際TRIZ協(xié)會目前在全球10多個國家和地區(qū)擁有30余個成員組織，共擁有數(shù)千名TRIZ專家。

3-2TRIZ簡史TRIZ在蘇聯(lián)和西方的發(fā)展大體經(jīng)歷以下幾個階段:1946一1980年，Altshuller創(chuàng)建了TRIZ的理論基礎(chǔ)，并建立了TRIZ的一些基本概念和分析工具。1980一1986年，TRIZ開始得到公眾注意，研究隊伍不斷擴(kuò)大，很多學(xué)者成為Altshuller的追隨者，TRIZ學(xué)術(shù)研討會開始召開，很多TRIZ學(xué)校得以建立，同時，TRIZ開始了在非技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用探索。這期間的TRIZ研究資料大量累積，但質(zhì)量良蕎不齊。1986一1991年，從1986年開始，Altshuller因健康原因研究興趣轉(zhuǎn)移到其他方面，他的學(xué)生繼續(xù)對TRIZ理論進(jìn)行研究和推廣。伴隨著TRIZ應(yīng)用實踐的不斷豐富，傳統(tǒng)TRIZ理論暴露出很多不足和缺陷，對TRIZ的改進(jìn)和提高開始活躍。90年代初期到中期,前蘇聯(lián)解體和冷戰(zhàn)的結(jié)束使許多TRIZ專家移居到了歐美等西方國家，在西方市場經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)的環(huán)境中，TRIZ獲得了新的生命力，受到質(zhì)量工程界，產(chǎn)品開發(fā)人員和管理人員的高度重視，與QFD和穩(wěn)健設(shè)計并稱為產(chǎn)品設(shè)計三大方法。這時期大批俄文書籍和文章被翻譯成英文，對TRIZ起到了很好的普及作用。90年代后期，TRIZ的應(yīng)用案例逐漸出現(xiàn)，摩托羅拉公司，波音，克萊斯勒，福特，通用電氣等世界級大公司已經(jīng)利用TRIZ理論進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新研究，并取得了很好的效果。在工程界應(yīng)用的同時，學(xué)術(shù)界對TRIZ理論的改進(jìn)和與西方其他設(shè)計理論和方法的比較研究也逐步展開，并取得了一些研究成果，TRIZ的發(fā)展進(jìn)入了新的階段。進(jìn)入21世紀(jì)以來，TRIZ的發(fā)展和傳播處于加速狀態(tài)，研究TRIZ的學(xué)術(shù)組織和商業(yè)公司不斷增多，學(xué)術(shù)會議頻頻召開，TRIZ正處于發(fā)展的黃金時期。3-3TRIZ解決問題的基本原理1.TRIZ解決問題的原理：設(shè)計者首先將待設(shè)計的產(chǎn)品表達(dá)成為TRIZ問題，然后利用TRIZ中的工具，如發(fā)明原理、標(biāo)準(zhǔn)解等，求出該TRIZ問題的普適解或稱模擬解（Analogoussolution）。TRIZ是集成了各領(lǐng)域解決同類問題的知識和經(jīng)驗，突破個人知識的局限性，另外通過系統(tǒng)化的解決問題的流程，避免思維的慣性。TRIZ知識域（涵蓋了各學(xué)科的知識和經(jīng)驗）領(lǐng)域問題TRIZ問題模型TRIZ解領(lǐng)域問題的解第一次類比第二次類比合理性評價求解3-3TRIZ解決問題的基本原理2.TRIZ中的問題模型及對應(yīng)的求解工具問題模型基于知識的工具集（解集）特點功能模型效應(yīng)知識庫集合了大量專利實現(xiàn)不同功能的原理所蘊(yùn)含的效應(yīng)，為實現(xiàn)跨領(lǐng)域的解提供支持。物質(zhì)-場模型76條標(biāo)準(zhǔn)解用于元件間作用或場變換的過程中出現(xiàn)的問題，標(biāo)準(zhǔn)解描述的是通過物質(zhì)-場變換解決問題的途徑。沖突模型技術(shù)沖突40條發(fā)明原理用于解決系統(tǒng)參數(shù)改進(jìn)問題過程中，不同子系統(tǒng)間的矛盾的要求。物理沖突4條分離原理用于解決系統(tǒng)參數(shù)改進(jìn)過程中，對同一對象提出的相反的要求。戰(zhàn)術(shù)方法戰(zhàn)略方法系統(tǒng)化方法：發(fā)現(xiàn)問題、解決問題發(fā)明問題解決算法（ARIZ）技術(shù)成熟度預(yù)測技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化定律需求進(jìn)化定律沖突解決原理（發(fā)明原理、分離原理）76條標(biāo)準(zhǔn)解效應(yīng)搜索原理和效應(yīng)知識庫失效預(yù)測功能分析、沖突分析、物質(zhì)-場分析、理想解分析、資源分析知識庫、基本概念、世界專利庫概念層分析方法層問題解決方法層系統(tǒng)化方法層CAI系統(tǒng)3-4TRIZ理論體系3-5TRIZ基本概念1.功能（1）功能的定義

19世紀(jì)40年代，美國通用電氣公司的工程師邁爾斯首先提出功能（Function)）的概念，并把它作為價值工程研究的核心問題。他將功能定義為“起作用的特性”，顧客買的不是產(chǎn)品本身，而是產(chǎn)品的功能。自此“功能”思想成為設(shè)計理論與方法中最重要的概念。功能分析（FunctionalAnalysis）也起源于此。

功能是系統(tǒng)存在的目的，是對產(chǎn)品具體效用的抽象化描述，體現(xiàn)了顧客的某種需要，應(yīng)當(dāng)是產(chǎn)品開發(fā)時首先考慮的因素。3-5TRIZ基本概念

一個系統(tǒng)的總功能通常用黑箱模型表達(dá)，輸入、輸出為能量流、物料流和信息流，即產(chǎn)品的功能是對能量、物料和信息的轉(zhuǎn)換。一般用“動詞+名詞”的形式描述一個功能。動詞為一主動動詞（activeverb），表示產(chǎn)品所完成的一個操作，名詞（measurablenoun）代表被操作的對象，是可測量的。如：分離枝葉、照明路面。（1）功能的定義動詞+名詞能量/E物料/M信息/I能量/E’物料/M’信息/I’3-5TRIZ基本概念（2）功能分類1）按照功能的主次可以分為：主要功能：是對象建立的目的，即設(shè)計對象就是為實現(xiàn)這一功能而創(chuàng)建的。附加功能：是賦予對象新的應(yīng)用性能的功能，使系統(tǒng)更完善。潛在功能：技術(shù)系統(tǒng)并不總按照指定用途使用，而是執(zhí)行了實時功能。2）按照子系統(tǒng)或元件的功能與系統(tǒng)功能間關(guān)系：

基本功能：與對象的主要功能實現(xiàn)直接有關(guān)的功能

輔助功能：為更好實現(xiàn)基本功能服務(wù)的功能，即服務(wù)于其他子系統(tǒng)的功能。3）按照產(chǎn)品與用戶交互關(guān)系：

實用功能:是用戶通過操作產(chǎn)品才能實現(xiàn)的功能，涉及物質(zhì)、能量、信息的變換。

外觀功能:是人對產(chǎn)品的直接心理和感官體驗。

象征功能：是產(chǎn)品的在使用情境下的象征意義。。3-5TRIZ基本概念2.技術(shù)系統(tǒng)（1）技術(shù)系統(tǒng)：技術(shù)系統(tǒng)是以實現(xiàn)功能為目的，不同元件相互作用、相互影響組成的整體。（2）子系統(tǒng)：一個復(fù)雜的系統(tǒng)還可細(xì)分為子系統(tǒng)，子系統(tǒng)是以實現(xiàn)基本功能為目的的更小的系統(tǒng)。（3）超系統(tǒng)：超系統(tǒng)元件是指與技術(shù)系統(tǒng)有直接作用的系統(tǒng)外元件技術(shù)系統(tǒng)。3-5TRIZ基本概念2.技術(shù)系統(tǒng)—進(jìn)化S-曲線

實現(xiàn)某一功能的技術(shù)系統(tǒng)，其進(jìn)化的結(jié)果表現(xiàn)為代表功能實現(xiàn)程度的特性參數(shù)隨時間的變化。對產(chǎn)品而言就是關(guān)鍵性能的提升。基于某一核心技術(shù)（實現(xiàn)功能的原理）的產(chǎn)品，其性能提高的過程可用S-曲線描述。實現(xiàn)同一特性參數(shù)的不同技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化過程表現(xiàn)為S-曲線族。人造光源的進(jìn)化3-5TRIZ基本概念3.創(chuàng)新的級別Altshuller通過研究把發(fā)明分為5個級別，五級描述如下：1級（Level1）：通常的設(shè)計問題，或?qū)σ延邢到y(tǒng)的簡單改進(jìn)。設(shè)計人員自身的經(jīng)驗即可解決，不需要創(chuàng)新。大約32%的解屬于該范圍。2級（Level2）：通過解決一個技術(shù)沖突對已有系統(tǒng)進(jìn)行少量的改進(jìn)。采用行業(yè)中已有的方法即可完成。解決該類問題的傳統(tǒng)方法是折衷法。大約有45%的解屬于該范圍。3級（Level3）：對已有系統(tǒng)有根本性的改進(jìn)。要采用本行業(yè)以外已有的方法解決，設(shè)計過程中要解決沖突。大約有18%的解屬于該范圍。4級（Level4）：采用全新的原理完成已有系統(tǒng)基本功能的新解。解的發(fā)現(xiàn)主要是從科學(xué)的角度而不是從工程的角度。大約有4%的解屬于該類。5級（Level5）：罕見的科學(xué)原理導(dǎo)致一種新系統(tǒng)的發(fā)明。大約有1%屬于該類。3-5TRIZ基本概念解的級別的變化該階段發(fā)