设计方法学与创新设计 课件.ppt

二.发明问题解决理论－TRIZ 1.TRIZ概论 1.1 TRIZ的定义 TRIZ(The Theory of Innovation Problem Solving)是俄语“发明问题解决理论”的首字母英语置换词。 Savransky博士给出的定义： TRIZ是一种基于知识的、面向人的、系统化的解决发明问题的方法 。 A TRIZ是解决发明问题启发式方法的知识，这些知识是从全世界范围内的专利中抽象出来的。 TRIZ大量采用自然科学及工程中的效应知识。 TRIZ 利用出现问题领域的知识。 B TRIZ中的启发式方法是面向设计者的，而不是面向机器的。TRIZ理论本身是基于将系统分解为子系统、区分有益及有害功能的实践，这些分解取决于问题和环境，本身就具有随机性。计算机软件仅起支持作用，不是完全代替设计者。 C TRIZ分析问题采用了通用以及详细的模型，其解决问题的过程是一个系统化的过程，能方便地应用已有知识的过程。 D 为了取得创新解需要解决设计中的冲突，但是解决冲突的某些过程是不知道的。 通过环境或系统本身的资源，以及系统进化的趋势可以获得虚拟的理想解。 TRIZ是由前苏联发明家、科学家G.S Altshuller领导的研究人员经历了五十年的时间，对世界上近250万件专利进行了搜集整理、归纳提炼，发现技术系统的开发创新是有规律可循的。在此基础上综合了多学科领域的原理和法则后，建立起一套体系化的、实用的解决发明创造问题的方法。 冷战时期，TRIZ的研究和应用对外界是保密的。前苏联解体后，TRIZ理论传入西方，引起了领域界的高度重视，并迅速在欧美、日本的企业和研发机构中推广和应用，理论上也得到进一步发展和完善。 TRIZ的提出源于以下的认识： 大量发明面临的基本问题和矛盾是相同的，只是技术领域不同而已。同样的技术发明和相应的解决方案一次次地在后来的发明中被重复使用。将这些有关的知识进行提炼和重新组织，形成一种系统化的理论知识就可以指导后来者的发明、创新和开发。 TRIZ是由解决技术问题和实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系。 它的基本原理是： 技术系统的进化遵循客观的法则群。 从这一基本原理出发，形成了以下观点： 1) 任何领域、范围的产品都遵循普遍的法则而进 步，并可预测其未来的发展方向； 2) 任何产品面临的问题是过时产品与市场需求之间的矛盾，发明并创造性地解决冲突就要彻底消除产品内在矛盾，而不是用妥协方式解决问题； 3) 解决产品内在矛盾或冲突所使用原理的数量是有限的，但这些原理有其普遍性； 1.3 TRIZ的主要内容 5) 效应； 指应用本领域特别是其他领域的有关定律解决设计中的问题，如采用数学、化学、生物和电子等领域中的原理解决机械设计中的创新问题。 6) 发明问题解决算法(ARIZ)； 采用一套逻辑过程逐步将初始问题程式化，使得初始问题中最根本的冲突被清楚地暴露出来，便于问题的求解。 随着TRIZ的不断发展，又增添了新的研究内容，例如预期失效分析(AFD),直接进化理论(DE)等； 另外还出现了基于TRIZ的计算机辅助创新设计软件，例如美国Invention Machine公司的GoldFire，Ideation International公司的IWB等 。 国产软件：北京亿维讯公司的Pro/Innovator 1.4 TRIZ的重要发现 Altshuller 的研究发现： 1。以往不同领域的发明中所用的原理并不多，不同时代的发明、不同领域的发明，应用的原理被反复利用； 2。每条发明原理并不限定应用于某一特殊领域，而是融合了物理、化学的和各项工程领域的原理，这些原理适用于不同领域的发明创造和创新； 3。类似的冲突或问题的解决原理在不同的工业及科学领域交替出现； 4。技术系统进化的模式在不同的工程及科学领域交替出现； 5。创新设计所依据的科学原理往往属于其他领域。 1.5 解决发明创造问题的一般方法 最早的发明创造方法——试误法 即不断选择各种可能的解决方案来解决问题。 选择解决方案长期以来是单凭猜想的。但也逐渐出现了一些定型的方法，例如：仿制自然界中的原形物、放大 物体、增加数量、把不同的物体联成一个系统。 在这段漫长的岁月里，人们积累了大量发明创造经验与有关物质特性的知识，提高了探求的方向性，使解决发明问题课题的过程有序化。直至今天，要想找到一个需要的解决方案也要作大量的无效尝试。 试误法无法从根本上减少无效尝试的次数。 现代经济技术的发展需要有一套有科学依据并行之有效的解决发明课题的理论。