创新、发明与专利实务第二讲TRIZ理论课件.ppt
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- 创新 发明 专利 实务 第二 TRIZ 理论 课件
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1、 创新、发明与专利实务创新、发明与专利实务天津大学团委天津大学团委 天津大学环境科学与工程学院天津大学环境科学与工程学院北洋专利事务所北洋专利事务所 天津大学管理与经济学部天津大学管理与经济学部 天津大学天津大学2011.9 第二讲第二讲 TRIZTRIZ理论(理论(1 1)天津重特大车祸天津重特大车祸3535死死1818伤伤2011-10-08 02:50:00来源:济南时报有0人参与 手机看新闻 转发到微博(0)时报综合消息 7日16时许,滨保高速天津界内发生一起重特大交通事故。初步核实,事故造成35人死亡,18人受伤。记者7日晚从天津市有关方面了解到,7日16时许,在滨保高速上行60公里
2、+700米处,一辆河北省的大客车与一辆悬挂鲁A牌照的小轿车发生交通事故,造成大客车侧翻。为什么一辆大客车和一辆小轿车相撞,看似简单的一起车祸居然能造成35人死亡、18人受伤的严重后果?据在现场参与调查的公安部交管局事故处处长王强分析,和小轿车追尾后,大客车可能因为速度比较快而侧翻,导致部分乘客被甩出车外,所以造成非常严重的后果。问题:如何避免甩出?“成为坟墓中最有钱的人,对我来说毫无意义,晚上睡觉的时候能说,我们做了一件很棒的事情这对我来说才重要。”(1993年5月25日,接受华尔街日报采访)科学技术部科学技术部 发展改革委发展改革委 教育部教育部 中国科协中国科协 二二0000八年四月二十三
3、日八年四月二十三日 李开复:下个“苹果”不会出现在中国 n在近日举行的2010夏季达沃斯(新领军者年会)上,创新工场董事长兼首席执行官李开复表示,中国100年内都不会有大发明出现,下一个苹果公司、下一个谷歌也不会出现在中国。归根究底,他认为,中国急需重新建立一个新的教育体系。n李开复表示,大部分人梦想成为下一个苹果公司、下一个谷歌,但成败主要取决于创新的速度和反应的速度,创新更多地意味着给很多企业带来价值,创新的东西更多是经营模式、开发过程,而非开发一个新科技。对于下一个苹果或谷歌将出现在哪里,李开复认为不会是中国,甚至不是亚洲,而“更可能在美国出现”,因为美国的企业家由于他们教育背景勇于突破
4、思想框框。创造力模型创造力模型、创新技法和创新技法和方法方法创新技能创新技能基础知识、专业知识、交叉学科知识基础知识、专业知识、交叉学科知识创新创新思维思维表达表达能力能力个性个性品质品质体能体能外语外语能力能力哲学哲学理论基础理论基础创创造造力力、人类历史上人类历史上最有价值的最有价值的知识是方法知识是方法的知识。的知识。笛卡尔笛卡尔科学发明需要创造方法科学发明需要创造方法庞加来庞加来、认识一位天才的研究方认识一位天才的研究方法,对于科学的进步,法,对于科学的进步,甚至对于他本人的荣誉,甚至对于他本人的荣誉,并不比发现本身更少用并不比发现本身更少用处。科学研究的方法经处。科学研究的方法经常是
5、极富兴趣的部分常是极富兴趣的部分拉普拉斯拉普拉斯(法国天文学家和数学家)(法国天文学家和数学家)科学中难能可贵的创造科学中难能可贵的创造性才华,由于方法拙劣性才华,由于方法拙劣可能被削弱,甚至被扼可能被削弱,甚至被扼杀;而良好的方法则会杀;而良好的方法则会增长、促进这种才华。增长、促进这种才华。贝尔纳贝尔纳(法国生理学家)(法国生理学家)传统创新技法的分类传统创新技法的分类逻辑思维逻辑思维非逻辑思维非逻辑思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
6、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(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60智力激励法(头脑风暴)智力激励法(头脑风暴)与传统会议截然不同的方式解决问题与传统会议截然不同的方式解决问题 准备准备阶段阶段自由自由畅谈畅谈加工加工整理整理明
7、确明确问题问题热身热身阶段阶段运用程序运用程序四项原则:四项原则:自由畅想自由畅想 推迟评判推迟评判 以量求质以量求质 综合集成综合集成“当前智力激励法面临着挑战当前智力激励法面临着挑战”(美国伊莱恩美国伊莱恩丹敦)丹敦)主要原因是:主要原因是:缺乏程序化;缺乏程序化;缺少熟练的引导者;缺少熟练的引导者;缺少熟练的参与者;缺少熟练的参与者;罗列的规则成为形式罗列的规则成为形式;有关问题不能达成一致;有关问题不能达成一致;缺乏创意激发源;缺乏创意激发源;不是与会者都有创意的压力;不是与会者都有创意的压力;急于求成急于求成;缺少跟进措施缺少跟进措施,“头脑风暴头脑风暴”小组实际上小组实际上在不停地
8、重复在不停地重复“发明发明”已已经有过的东西,经有过的东西,却在这一过程中错过了潜在的诸多却在这一过程中错过了潜在的诸多伟大的创意。因此,当遇到复杂的发明问题时,最伟大的创意。因此,当遇到复杂的发明问题时,最好找发明公司(指好找发明公司(指TRIZ咨询公司咨询公司)咨询。)咨询。传统创新与传统创新与TRIZ创新结果的比较创新结果的比较、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”搜索发明问题解决办法搜索发明问题解决办法,造成人力、,造成人力、物力的巨大浪费物力的巨大浪费查尔斯查尔斯.固特异固特异用毕生的精力只解决用毕生
9、的精力只解决了一个难题。了一个难题。原始的创新方法原始的创新方法n 试错法试错法 爱迪生爱迪生实验发明灯泡用了实验发明灯泡用了1600多种金属材料和多种金属材料和6000多种非金属材料。碱多种非金属材料。碱性电池的发明经历了性电池的发明经历了50000多次失败。这一方面多次失败。这一方面反映了爱迪生的勤奋和努力、另一方面也说明传反映了爱迪生的勤奋和努力、另一方面也说明传统思维方式统思维方式试错法的效率低下。试错法的效率低下。DO THINGS RIGHT VS DO RIGHT THINGS问题:问题:让你找一种灯丝材料,你如让你找一种灯丝材料,你如何避免试错法的效率低下?何避免试错法的效率低
10、下?基于基于TRIZ的创新:的创新:提供创新思维的效率;走出提供创新思维的效率;走出“试错法试错法”的绝境。的绝境。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程序程序标准解法标准解法发明原理、矩阵表发明原理、矩阵表效应知识库效应知识库技术系统技术系统进化法则进化法则问题问题问题问题解决解决高等数学求解方法?众眼看众眼看TRIZTRIZ “TRIZ是基于知识的、面向人的解决发明问题的系统化方法学。”“虽然TRIZ经过50多年的发展,作为一种技术本身,仍然处于婴儿期,还远没有达到纯粹科学的水平,称之为方法学是合适的。”国际著名TRIZ专家Savrank
11、y 经过60年的发展,TRIZ已成为世界公认的最具全面性、系统化的创造性解决问题理论,美国创造学大师乔治.普林斯概括说:TRIZ不愧是一件瑰宝。不愧是一件瑰宝。TRIZ培训对于个人培训对于个人TRIZ培训对于企业培训对于企业1、什么是什么是TRIZ?2、TRIZ的形成与发展3、TRIZ的核心思想4、TRIZ的理论体系5、TRIZ的主要内容6、TRIZ的主要工具 一、一、TRIZ介绍介绍1 1、什么是、什么是TRIZTRIZ?TRIZ 理论是由苏联人根里奇阿奇舒勒在1940年代创立。他审阅世界各种专利二百五十万件,而发现这些发明之后的规律。n一种系统改良的方法;n一种自觉性演化的技术系统解决工程
12、问题的方法;n一种消除工程冲突而不抵消妥协的工具;n分享无数发明家的知识与经验來增加工程人员知识创造力和解决问题技巧的方法。n根里奇根里奇阿奇舒勒阿奇舒勒G.S.G.S.Altshuller Altshuller(192619261998 1998)是是前苏联的一位天才发明家和创造创前苏联的一位天才发明家和创造创新学家,于新学家,于19461946年年创立的创立的TRIZTRIZ理论理论明确指出:明确指出:n一旦我们对大量的好的专利进行分一旦我们对大量的好的专利进行分析,提炼出问题的解决模式,我们析,提炼出问题的解决模式,我们就能够学习这些模式,从而创造性就能够学习这些模式,从而创造性地解决问
13、题。地解决问题。TRIZ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正是基于这一思想,在正是基于这一思想,在Altshuller的带领下,动用前苏联的的带领下,动用前苏联的1500多名专多名专家,经过家,经过50多年对数以百万计的专利文献加以搜集、研究、整理、归纳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、提炼和重组,建立起一整套体系化的、实用的解决发明问题的理论方建立起一整套体系化的、实用的解决发明问题的理论方法体系法体系TRIZ(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
14、原理发明等级及其特征发明等级及其特征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%20万250万4万50万发明发明等级等级各个发明等级的特征各个发明等级的特征原始状况原始状况问题来源及解题所需问题来源及解题所需知识范围知识范围困难困难程度程度转换转换规律规律解题后引起的变化解题后引起的变化课题课题比例比例第一级第一级合理化合理化建议建议带有一个通用带有一个通用工程参数的课工程参数的课题题问题明显且解题容易问题明显且解题容易;基本专业培养;基本专业培养课题课题没有没有冲突冲突在
15、相应工程在相应工程参数上发生参数上发生显著变化显著变化在相应特性上产生明显在相应特性上产生明显的变化的变化80第二级第二级适度新适度新型革新型革新带有数个通用带有数个通用工程参数、有工程参数、有结构模型的课结构模型的课题题存在于系统中的问题存在于系统中的问题不明确;不明确;传统的专业培训传统的专业培训标准标准问题问题选择常用的选择常用的标准模型标准模型在作用原理不变的情况在作用原理不变的情况下解决了原系统的功能下解决了原系统的功能和结构问题和结构问题第三级第三级专利专利成堆工作量,成堆工作量,只有功能模型只有功能模型的课题的课题通常由其他等级系统通常由其他等级系统和其他行业的知识中和其他行业的
16、知识中衍生而来;发展和集衍生而来;发展和集成的创新思想成的创新思想非非标准标准问题问题利用集成方利用集成方法解决发明法解决发明问题问题在转变作用原理的情况在转变作用原理的情况下使系统成为有价值的下使系统成为有价值的、较高效能的发明、较高效能的发明16第四级第四级综合性综合性重要专重要专利利有许多不确定有许多不确定的因素,结构的因素,结构和功能模型都和功能模型都无先例的课题无先例的课题来源于不同的知识领来源于不同的知识领域(全社会的知识)域(全社会的知识);渊博的知识和脱离;渊博的知识和脱离传统概念的能力传统概念的能力复杂复杂问题问题运用效应知运用效应知识库解决发识库解决发明问题明问题使系统产生
17、极高的效能使系统产生极高的效能、并将会明显地导致相、并将会明显地导致相近技术系统改变的近技术系统改变的“高高级发明级发明”3第五级第五级新发现新发现和基础和基础性专利性专利没有最初目标没有最初目标,也没有任何,也没有任何现存模型的课现存模型的课题题来源或用途均不确定来源或用途均不确定,(运用全人类的知,(运用全人类的知识)识)独特异独特异常问题常问题科学和技术科学和技术上的重大突上的重大突破破使系统产生突变、并将使系统产生突变、并将会导致社会文化变革的会导致社会文化变革的“卓越发明卓越发明”1发明等级及其特征发明等级及其特征技术系统矛盾的分类技术系统矛盾的分类n:技术矛盾技术矛盾物理矛盾物理矛
18、盾技术系统矛盾技术系统矛盾的两大类的两大类什么是技术矛盾?什么是技术矛盾?n由表述系统性能的由表述系统性能的两个参数所构成的矛盾两个参数所构成的矛盾称之谓技术矛盾称之谓技术矛盾n当用已知的方法去改善系统的一部分或一个参数时,该系统的其它部当用已知的方法去改善系统的一部分或一个参数时,该系统的其它部分或参数就要不可容忍地变坏的现象分或参数就要不可容忍地变坏的现象n常常表现为表现为一个系统中两个子系统之间的矛盾:一个系统中两个子系统之间的矛盾:1 1)在一个子系统中引入一种有用功能,导致另一个子系统产生一种有在一个子系统中引入一种有用功能,导致另一个子系统产生一种有害功能或加强了已存在的一种有害功
19、能;害功能或加强了已存在的一种有害功能;2 2)消除一种有害功能导致另一个子系统有用功能降低;消除一种有害功能导致另一个子系统有用功能降低;3 3)有用功能的加强或有害功能的减少导致另一个子系统或系统变得复有用功能的加强或有害功能的减少导致另一个子系统或系统变得复杂化。杂化。矛盾的解决办法矛盾的解决办法n传统设计传统设计是在矛盾双方取得是在矛盾双方取得折中方案,折中方案,矛矛盾并没有彻底克服和解决盾并没有彻底克服和解决nTRIZTRIZ理论的核心理论的核心是建立了是建立了基于消除矛盾基于消除矛盾的的逻辑方法。运用逻辑方法。运用通用工程参数通用工程参数来表述矛盾来表述矛盾 ,使设计人员在设计过程
20、中不断地发现并,使设计人员在设计过程中不断地发现并解决矛盾,推动产品的不断进化,从一个解决矛盾,推动产品的不断进化,从一个状态进化到一个新的状态,向着状态进化到一个新的状态,向着理想化理想化创创新产品设计的方向推进。新产品设计的方向推进。3939个通用工程参数的分类个通用工程参数的分类几何参数:几何参数:长度、面积、体积、形状长度、面积、体积、形状一般物理参数:一般物理参数:重量、速度、力、应力重量、速度、力、应力/压强、温度、光照压强、温度、光照度度系统参数:系统参数:作用于物体的有害因素、物体产生的有害因素作用于物体的有害因素、物体产生的有害因素功率参数;功率参数;物体的能量消耗、功率物体
21、的能量消耗、功率技术参数:技术参数:操作时间、可靠性、强度、适用性和通用性、可操作时间、可靠性、强度、适用性和通用性、可制制 造性造性 /可操作性可操作性/可维护性、制造精度、设计复杂性、可维护性、制造精度、设计复杂性、自动化程度、生产率、对象的稳定性自动化程度、生产率、对象的稳定性与测量有关的参数:与测量有关的参数:测量的必要性、测量精度测量的必要性、测量精度损失参数:损失参数:能量损失、物质损失、信息损失、时间损失能量损失、物质损失、信息损失、时间损失4040个发明原理个发明原理用有限的用有限的4040条原理来解决无限的发明问题。条原理来解决无限的发明问题。n 阿奇舒勒通过对阿奇舒勒通过对
22、250250万份发明专利的研究发现,大约只有万份发明专利的研究发现,大约只有2020左右的专利左右的专利才称得上是真正的创新,其它才称得上是真正的创新,其它8080的专利的专利往往早已在其它的产业中出现并被应用过往往早已在其它的产业中出现并被应用过 。n阿奇舒勒坚信发明问题的原理是客观存在的,阿奇舒勒坚信发明问题的原理是客观存在的,设计者掌握设计者掌握这些原理,就可以大大提高发明的效率、缩短发明的周期这些原理,就可以大大提高发明的效率、缩短发明的周期,而且能使发明过程更具有可预见性。,而且能使发明过程更具有可预见性。为此,阿奇舒勒对为此,阿奇舒勒对大量的专利进行研究、分析、总结、提炼出了大量的
23、专利进行研究、分析、总结、提炼出了TRIZTRIZ中最重中最重要的、具有普遍用途的要的、具有普遍用途的4040个发明原理。个发明原理。n当前,当前,4040个发明原理已经从传统的工程领域扩展到微电子个发明原理已经从传统的工程领域扩展到微电子、生物医学、管理、文化、教育等社会的各个领域问题。、生物医学、管理、文化、教育等社会的各个领域问题。4040个发明原理的广泛应用,导致不计其数新的专利发明的个发明原理的广泛应用,导致不计其数新的专利发明的产生。产生。40个发明原理个发明原理01、分割原理、分割原理02、抽出原理、抽出原理03、局部特性原理局部特性原理04、不对称原理不对称原理05、合并原理、
24、合并原理06、多功能原理、多功能原理07、嵌套原理、嵌套原理08、质量补偿原理、质量补偿原理09、预先反作用原理、预先反作用原理10、预先作用原理、预先作用原理11、预置防范原理、预置防范原理12、等势原理、等势原理13、反向作用原理、反向作用原理14、曲面化原理曲面化原理15、动态化原理、动态化原理16、不足或过度作用原、不足或过度作用原理理17、多维化原理、多维化原理18、振动原理、振动原理19、周期性作用原理、周期性作用原理20、有效持续作用原理、有效持续作用原理21、快速作用原理、快速作用原理22、变害为益原理、变害为益原理23、反馈原理、反馈原理24、中介物原理、中介物原理25、自助
25、原理、自助原理26、复制原理、复制原理27、一次性用品替代原、一次性用品替代原理理28、替换机械系统原理、替换机械系统原理29、气压或液压结构、气压或液压结构替代原理替代原理30、柔性壳体或薄膜、柔性壳体或薄膜结构原理结构原理31、多孔材料原理、多孔材料原理32、变换颜色原理、变换颜色原理33、同质性原理、同质性原理34、自弃与修复原理、自弃与修复原理35、改变参数原理、改变参数原理36、相变原理、相变原理37、热膨胀原理、热膨胀原理38、强氧化作用原理、强氧化作用原理39、惰性(或真空)、惰性(或真空)环境原理环境原理40、复合材料原理、复合材料原理 TRIZ在前苏联的军事、工业、航空航天等
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