书 山 有 路 1 TRIZ 创新理论学习心得创新理论学习心得 我就读于书香浓郁学风优雅的美丽鞍山市的辽宁科技科技大学 在辽宁科技 大学的学习生活中 有幸参加学校组织的关于 TRIZ 创新方法理论的学习 获益 良多 这将会是我整个学习生活中的最重要的一次培训 学校的相关领导对本次 理论课程的学习也是极其重视 为了使我们同学对 TRIZ 创新方法理论由陌生到 掌握 由初步认识到熟练应用 学校安排专业教师给我们上了很多课程 在老师 孜孜不倦的教育下 我们基本了解掌握了TRIZ创新理论的各类研究和使用方法 至此衷心的感谢学校给了我们这样一次培训的机会 也感谢培训老师的悉心教 导 在这段时间内 我们的学习覆盖了理论知识的讲解 案例分析 以及课题的 解决等等 内容包括 TRI的概述 应用矛盾矩阵方法对工程问题的描述 及解决方法 S 曲线与技术系统进化法则 物质 场理论结合实际问题的应用等 几部分内容 通过对这些理论知识的学习我们了解到 TRIZ 创新方法理论是科技 创新中非常实用的运用工具 对技术 产品研发创新工作非常关键的指导作用 现将学习过程简要介绍如下 1 TRIZ 介绍介绍 TRIZ 也称发明问题解决理论 是由前苏联发明家根里奇 阿奇舒勒创建 的 阿奇舒勒通过对各行业数百万件高水平发明专利进行分析 基于唯物辩证法 系统论和认识论 发现了人类进行科学研究和发明创新的背后所遵循的客观规 律 提出了有关发明创新问题的基本理论 如今 TRI不仅在工程技术领域 的得到深入应用 也逐步推广到其他技术领域和管理领域 TRIZ 的理论基础是技术系统八大进化法则 包括完备性法则 能量传递 法则 协调性法则 动态性进化法则 提高理想度法则 子系统不均衡进化法则 向微观级进化法则 向超系统进化法则 八大进化法则揭示了人类创新活动的基 本规律 表明了大多数的创新并非灵光一现 而是技术系统进化到一定程度的必 然产物 就如同生物 物竞天择 适者生存 一样 一个技术系统也会随着环境变 书 山 有 路 2 化和激烈竞争而不断趋于理想化 否则就会被淘汰 与其被动改变 不如主动进 化 要占据主动 就必须掌握进化法则 根据法则就可以判定出当前技术系统在 所处的进化阶段 并预测其未来的进化目标 只有明确了未来目标 我们才能把 握方向 占据主动 然而 只知道进化法则还不够 进化法则只能作为宏观指 导的依据 对于具体的技术系统 我们还必须经历发现问题 分析问题和解决问 题这一过程 TRI围绕着 矛盾 冲突 这一核心概念 给出了如何发现 问题 分析问题和解决问题的一系列工具 首先是对技术系统进行功能分析 明 确技术系统的组件 结构及相互作用关系 建立功能模型 并通过流分析 发现 系统存在的问题 然后利用三轴分析法对问题进行分解 找出问题的根本矛盾以 及可以利用的解题资源 再对不同的矛盾模型采用不同的解决方法 比如技术矛 盾采用矛盾矩阵和创新原理解决 物理矛盾采用分离方法和创新原理解决 并根 据创新原理得出多个备选方案 最后结合具体条件确立最终实施方案 TRIZ 还给我们提供了许多创新思维方法 传统的创新思维比如试错法 头脑风暴法等 往往过于依赖人的直觉 从大量随机的想法中筛选出一个有效方 案 效率很低 不适于解决复杂的技术问题 TRIZ 提供的九屏幕法 IFR 法 STC 算子法等全新的创新思维方法 相对于传统的创新方法 具有鲜明的特点和 优势 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 它着力于挖掘系统中存在的矛盾 以理想解作为方向 最终彻底解决矛盾 而不是采取折衷或者妥协的做法 2 技术矛盾的解决方法技术矛盾的解决方法 在学校的安排下 我们开始了 TRIZ 创新理论的学习 第一节课我们学习的 技术矛盾的解决方法 正如授课老师所了解的那样 我们同学对什么是技术矛盾 都不懂 学了之后才明白所有的产品创新的主要任务是不断解决过期产品和市场 需求之间的矛盾 产品之所以不能满足市场需求 就是由于其内部存在阻碍更新 换代的矛盾 在 TRI中 称这类矛盾为技术矛盾 所谓技术矛盾是指用已 知的原理和方法往改进系统某部分或参数时 不可避免的会出现系统的其它部分 或参数变坏的现象 例如 质量和强度 汽车的速度和燃料耗费等等 在俄国有 一位阿奇舒勒先生 可以说是他造就了 TRIZ 创新理论 在这个技术矛盾问题中 书 山 有 路 3 他的解决办法很独特 他通过对大量发明专利的研究 抽象生产系统矛盾对立的 典型技术特性 39 项 在此基础上 又给出了 40 个发明创造原理 提示设计者最 有可能解决题目的方法 它成为解决技术矛盾的关键 阿奇舒勒把 39 项技术特 性分别作为二 Y 轴做成了技术矛盾解决矩阵 如图 1 所示 表中 轴表示 恶化 的技术特性 Y 轴表示 希看改善的技术特性 x y 轴上各技术特性交点处的数字 表示用来解决系统矛盾对立所使用的发明创造原理的编号 每个交点处最多有 4 个原理 这些原理既可单独使用 也可组合使用 在学习了理论知识后 老师又给我们举出了很多例子 以便于我们更好的找 我技术矛盾的解决办法 例如 欲改善 运动物体质量 表中 Y 轴第 I 项 往往 会使 运动物体的尺寸 表中 x 轴第 3 项 特性恶化 为了解决这一矛盾 TRIZ 提 供的 4 个解决原理 分别为 15 8 29 34 然而 技术矛盾解决矩阵所提供的原理 往往并不能直接使题目得到解决 而是提供了最有可能解决题目的探索方向 解 决题目时 还必须根据所提供的原理及所要解决题目的特定条件 提出解决题目 的具体方法 书 山 有 路 4 图 1 技术矛盾解决矩阵 在理论学习之后 老师又引领我们探讨了一个新的实例 书包过重的问题 老师说 现在学生的书包普遍偏重 尤其是小学生 过重的书包使学生的成长 带来了一定的危害 上学路上的孩子们的肩膀不堪重负 不少孩子出现肩膀痛 后背痛或腰痛 其中一些已形成不同程度的脊柱侧弯畸形或脊柱驼背畸形 分析 其中的技术矛盾可以得到 学生的书包应该有很大容量以便携带更多的书 作业 本等 大的容量却又意味着大的重量 这样对于学生又非常不便 两个冲突参数 为书包的容量与书包的重量 矛盾矩阵表 从上表可以得到创新原理 改变静止物体的重量需要改变静止物体的长度 运用创新原理是 10 1 29 35 改变静止物体的面积 运用创新原理是 35 30 13 12 改变静止物体的重量需要改变静止物体的制造精度 运用创新原理是 10 1 35 17 这样 我们就得出了相应的解决办法 把书包双肩带加宽 并且与肩膀接触 那面加垫一些柔软但是很吃力的海绵之类的东西 并且包体与后背接触的地方也 加上海绵 应用的原理非常简单 即面积增大压强减小 这里面我们应用的创新 原理是物理或化学参数改变原理 以及柔性壳体或薄膜原理 在这之后我们观察 了很多同学的背包 发现这一解决办法已经得到广泛应用 书 山 有 路 5 3 物理矛盾的解决办法物理矛盾的解决办法 在技术矛盾之后 我们学习的是物理矛盾 同样是矛盾矩阵的解法的一种 所谓物理矛盾就是针对系统的某个参数 提出两种不同的要求 物理矛盾是常见的一种矛盾之一 党对一个系统的某个参数提出具有相反的 要求时 就出现了物理矛盾 物理矛盾反映的是唯物辩证法中的对立统一规律 矛盾双方存在两种关系 对立的关系及统一的关系 一方面 物理矛盾讲的是相 互排斥 即同一性质相互对立的状态 假定非此即彼 另一方面 物理矛盾又要 求所有相互排斥和对立的状态的统一 即矛盾双方存在同一客体中 例如 为了 便于加速并降低加速时的油耗 汽车的底盘应有较小重量 但为了保高速行驶时 汽车的安全 盘底又应有较大的重量 这种要求底盘同时具有大重量和小重量的 情况 对于汽车底盘的设计来说就是物理矛盾 解决该矛盾是汽车底盘设计关的 键 接下来再看一些其他的物理矛盾例子 飞机的机翼应该尽量大 以便在起飞时获得更大的升力 机的机翼应该尽 量小以减少在高速飞行时的阻力 钢笔的笔尖应该细 以使钢笔能够写出较细的文字 同时钢笔的笔尖应该 粗 以避免锋利的笔尖将纸划破 通过上面实例可以看出 物理矛盾是对技术系统的同一参数提出相互排斥的 需求这样一种物理状态 无论对技术系统宏观参数 如长度 摩擦系数等 还是 描述微观量参数 如粒子浓度 电子速度等 都可以对其中存在的物理矛盾进行 描述 之后老师又介绍了物理矛盾元素的几种情况 这个元素是通用工程元素 不同的设计条件对它提出了完全相反的要求 例如 对于建筑领域 墙体的设计应该有足够的厚度以使其坚固 同时墙体又要 尽量薄以使建筑进程加快并且总重比较轻 温度既要高又要低 尺寸既要长又要 短 材质既要软又要硬等等 这个元素是通用工程元素 不同的工况条件对它有着不同的要求 例如 灯泡的的功率既要是 25 瓦 又要是 100 瓦 一个工件的形状 既要是直的 又 要是弯的等等 这个元素是非工程元素 不同的工况条件对它有着不同的要求 例如 冰 箱的门既要经常打开 又要经常保持关闭 道路上既要有十字路口 又要没有十 书 山 有 路 6 字路口 物理矛盾为了实现某种功能 一个子系统或元件应具有一种特性 但同时出 现了与该特性相反的特性 物理矛盾的核心是指对一个物体或系统中的一个子系 统有相反的 矛盾的要求 物理矛盾所存在的子系统就是系统的关键子系统 系 统或关键子系统应该具有为满足某个需求的参数特性 但另一个需求要求系统或 关键子系统又不能具有这样的参数特性 物理矛盾的解决方法一直是 TRIZ 研究的重要内容 解决物理矛盾的核心思 想是实现矛盾双方的分离 在总结解决物理矛盾的各种方法基础上 提炼出了分 离方法 并分为四种基本类型 即空间分离 时间分离 条件分离和系统级别分 离 空间分离 将矛盾双方在不同的空间分离以降低解决问题的难度 当系统矛 盾双方在某一空间出现一方时 空间分离是可能的 时间分离 将矛盾双方在不同的时间分离 以降低解决问题的难度 当系统 矛盾双方在某一时空中只出现一方时 时间分离是可能的 件分离 将矛盾双方在不同的条件下分离 以降低解决问题的难度 当系统 矛盾双方在某一条件下只出现一方时 条件分离是可能的 整体与部分分离 将矛盾双方在不同的层次分离 以降低解决问题的难度 当系统矛盾双方在系统层次只出现一方时 整体与部分分离是可能的 例 物理矛盾如何解决气囊问题 1 描述问题并定义问题理想解 安全气囊充气压力不足 对乘客不能起到有效的保护作用 安全气囊的充气压力过大 则又会造成压力过大 对乘客造成伤害 理想解 安全气囊在发生碰撞时 能恰好将气囊充到合适的压力 以保护乘 客的安全 2 定义物理矛盾 要求 1 大 不能太小 要求 2 小 不能太大 第一步 定义物理矛盾参数 压力 第二步 什么时间需要满足什么要求 时间 1 达到一定压力前时间 2 达 到一定压力后 书 山 有 路 7 第三步 以上两个时间段是否交叉 否 应用时间分离 是 尝试其他分离方法 4 物质物质 场原理和应用场原理和应用 在讲物质场原理之前 首先讲解什么是物质和场 物质是指某种物体或过程 可以是整个系统 也可以是系统内在的子系统或 单个的物体 甚至可以是环境 取决于实际情况 物质之间依靠场来连接 场是指完成某种功能所需的手法或手段 通常是一些能量形式 如 磁场 重力场 电能 热能 化学能 声能 光能 等等 物场模型的建立过程 就是将特殊技术问题标准化的过程 如果某个技术系 统中 存在缺陷 缺少了物质 或缺少了场 则说明技术系统不完整 存在冲 突 因此 物 场分析法可发现并确定冲突 在通过标准解寻找 标准答案 可 对不完整系统进行补充 结合具体的工程背景 即可解决冲突 S 物质 任何东西 材料 工具 零件 人 环境等 S1 作用对象 作用承受着 S2 工具 作用发出者 F 场 物质间的相互作用 如图一 图一 现实中存在许多应用物场的分析方法 老师为我们细心分析 逐个建立物场 模型 事例一 用笔写字 书 山 有 路 8 S1 笔 S2 手 F 机