学习方法——TRIZ创新理论中的八大法则

TRIZ意译为发明问题的解决理论。TRIZ理论成功地揭示了创造发明的内在规律和原理,着力于澄清和强调系统中存在的矛盾,其目标是完全解决矛盾,获得最终的理想解。它不是采取折中或者妥协的做法,而且它是基于技术的发展演化规律研究整个设计与开发过程, 而不再是随机的行为。实践证明,运用TRIZ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。

TRIZ,(俄文:теории решения изобретательских задач 俄语缩写“ТРИЗ”翻译为“发明家式的解决任务理论”,用英语标音可读为Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch,缩写为TRIZ。英文说法:Theory of Inventive Problem Solving,TIPS),也有人缩写为TIPS。

TRIZ,直译是“发明问题解决理论”,国内也形象的翻译为“萃智”或者“萃思”,取其“萃取智慧”或“萃取思考”之义。

前苏联发明家、教育家G.S.Altshuller(根里奇·阿奇舒勒)和他的研究团队,通过分析大量专利和创新案例总结出来的。

其中的的核心理论之一就是八大法则,这八大进化法则可以应用于产生市场需求、定性技术预测、产生新技术、专利布局和选择企业战略制定的时机等。它可以用来解决难题,预测技术系统,是产生并加强创造性问题的解决工具。

八大法则

一、技术系统的S曲线进化法则

技术系统各阶段的特点可以表述为以下曲线:

 

 

二、提高理想度的进化法则

理想度是指有用作用与有害作用的比值

a.增加系统功能

b.输出尽可能多的功能到工作元件

c.将一些系统功能转移到超系统或外部环境中

d.利用内部或外部已存在的可利用资源

 

三、子系统的不均衡进化法则

a.每个子系统都是沿着自己的S曲线进化的;

b.不同的子系统将依据自己的时间进度进化;

c.不同的子系统在不同的时间点到达自己的极限,这将导致子系统间矛盾的出现;

d.系统中最先到达其极限的子系统将抑制整个系统的进化,系统的进化水平取决于此子系统;

f.需要考虑系统的持续改进来消除矛盾。

类似于木桶效应

 

四、动态性和可控性进化法则

a.向移动性增强的方向转化的路径

固定的系统—可移动的系统—随意移动的系统

b.增加自由度的路径

无动态的系统—结构上的系统可变性—微观级别的系统可变性。

即:刚性体—单铰链—多铰链柔性体—气体/液体—场。

c.增加可控性的路径

无控制的系统—直接控制—间接控制反馈控制—自我调节控制的系统。

d.改变稳定度的路径

静态固定的系统—有多个固定状态的系统—动态固定系统—多变系统。

 

五、增加集成度再进行简化的法则

a.增加集成度的路径

创建功能中心—附加或辅助子系统加入——通过分割、 向超系统转化或向复杂系统的转化来加强易于分解的程度。

b.简化路径

                     1.通过选择实现辅助功能的最简单途径来进行初级简化;

                     2.通过组合实现相同或相近功能的元件来进行部分简化;

                     3.通过应用自然现象或“智能”物替代专用设备来进行整体的简化。

c.单一双一多路径

单系统—双系统—多系统。

双系统包括:

                     1.单功能双系统:同类双系统和轮换双系统,比如双叶片风扇和双头铅笔;

                     2.多功能双系统:同类双系统和相反双系统,比如双色圆珠笔和带橡皮擦的铅笔;

                     3.局部简化双系统:比如具有长、短双焦距的相机;

                     4.完整简化的双系统:新的单系统。

多系统包括:

                     1.单功能多系统:同类多系统和轮换多系统;

                     2.多功能多系统:同类多系统和相反多系统;

                     3.局部简化多系统;

                     4.完整简化的多系统:新的单系统。

d.子系统分离路径

                     当技术系统进化到极限时,实现某项功能的子系统会从系统中剥离出来,进入超系统,这样在此子系统功能得到加                       强的同时,也简化了原来的系统。比如,空中 加油机就是从飞机中分离出来的子系统。

 

六、子系统协调性进化法则

a.匹配和不匹配元件的路径

                     不匹配元件的系统—匹配元件的系统—失谐元件的系 统―动态匹配/失谐系统。

b.调节的匹配和不匹配的路径

                     最小匹配/不匹配的系统—强制匹配/不匹配的系 统—缓冲匹配/不匹配的系统—自匹配/自不匹配的系统。

c.工具与工件匹配的路径

                     点作用—线作用—面作用—体作用。

d.匹配制造过程中加工动作节拍的路径

                     1.工序中输送和加工动作的不协调;

                     2.工序中输送和加工动作的协调,速度的匹配;

                     3.工序中输送和加工动作的协调,速度的轮流匹配;

                     4.将加工动作与输送动作独立开来。

 

七、向微观级和增加场应用的进化法则

a.向微观级转化的路径

                     1.宏观级的系统;

                     2.通常形状的多系统平面_或薄片,条或杆,球体或球;

                     3.来自高度分离成分的多系统如粉末,颗粒等,次分子系统(泡沫、凝胶体等) —化学相互作用下的分子系统—原                          子系统;

                     4.具有场的系统。

b.转化到高效场的路径

                     应用机械交互作用—应用热交互作用—应用分子交互作用一应用化学交互作用—应用电子交互作用—应用磁交互                         作用—应用电磁交互作用和福射。

c.增加场效率的路径

                     应用直接的场—应用有反方向的场—应用有相反方向 的场的合成—应用交替场/振动/共振/驻波等―应用脉冲场—                           应用带梯度的场—应用不同场的组合作用。

d.分割的路径

                     固体或连续物体—有局部内势垒的物体—有完整势垒的物体—有部分间隔分割 的物体—有长而窄连接的物体—用场                       连接零件的物体—零件间用结构连接的物体— 零件间用程序连接的物体—零件间没有连接的物体。

 

八、减少人工介入的进化法则

a.减少人工介入的一般路径

                     包含人工动作的系统—替代人工但仍保留人工动作的 方法用机器动作完全代替人工。

b.在同一水平上减少人工介入的路径

                     包含人工作用的系统用执行机构替代人工—用能量传输机构替代人工—用能量源替代人工。

c.不同水平间减少人工介入的路径

                     包含人工作用的系统—用执行机构替代人工—在控制水平上替代人工—在决策水平上替代人工。

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