技术创新方法-文库.ppt

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则弦五”他被记录在了九章算术里面，但是外国人不认可，他们认可毕达哥拉斯定律。因为“商高定律”只是停留在经验的层面上，它没有总结出,a,的平方加,b,的平方等于,c,的平方。,只停留在经验的基础上,10,刘燕华部长,指出我国创新方法存在的问题,11,（一）,科学思维,培育不够,创新思维与创新精神培养缺位,目前,应试式的教育体系,、,灌输式的教学方法,抑制了学生的创新思维和创新精神,科研活动创新思维不足，自主创新研究成果少,尊重科学、崇尚科学的氛围不够,科学精神与科学氛围仍然不足，不按照科学规律办事的问题仍普遍存在。,12,（二）,科学方法,研究与应用不够,科技界关于科学方法的意识薄弱 科研活动中，忽视研究方法的规范性、创新性；国内学术期刊很少发表关于研究方法和哲学思考类的理论性论文。,对科学方法的研究不够仅限于对国际科学方法的跟踪、了解，缺乏对前沿方法的前瞻性研究；科学方法的研究与应用严重脱节，,“写科学方法的书只给自己看”,。,企业技术创新能力不足，缺乏科学创新方法 企业的技术创新能力薄弱。,2005,年，国内发明专利申请占专利申请总量的,24.4%,，发达国家在,85.8%,以上。,13,（三）,具有自主知识产权的,科学仪器设备,匮乏,自主研发投入少，核心技术匮乏“十五”期间，国家主体科技计划用于“科学仪器设备研制与开发”项目的经费只有,0.85,亿元,，仅占三大科技计划经费的,千分之二,和科学仪器购置经费的,百分之一；,科学仪器水平与发达国家存在明显差距；,主要依靠进口，科学研究“空芯化”现象严重每年科学仪器固定资产投资中,60%,用于进口设备，其中精密仪器、生命科学仪器、大型科学仪器等高技术含量的产品更是,90,以上。,14,（四）,创新政策,环境还不完善,以,2004,年为例，我国研发经费仅相当于美国的,8%,；全国从事研究开发人员年平均经费分别只有韩国的,14%,和日本的,8%,。,在发达国家，公共财政支持科技发展的经费中有,40%,用于支持科学方法和科学仪器。而在我国，国家主体科技计划对这方面研究项目的支持几乎为零。,15,（,五）,评价方法,有待改进,科研院所对科研人员研究能力的评价标准不全面，过分地重视,SCI,而忽视一些基础性或方法上的重要问题,以,诺贝尔奖为例,，诺贝尔奖的得,1/3,是通过科学发现、理论推导得奖；有,1/3,是通过方法上的创新、方法思路上的创新得奖。还有,1/3,通过科学仪器、科学手段、科学工具上的创新。而在我们的科技布局上，更多瞄准了,第一个,1/3,，把,后两个,1/3,相对忽略了。,16,中国的国际竞争力,2005,2006,WEF,全球,成长竞争力,排名,排名的主要指数,科技,创新,芬兰,1,2,2,美国,2,1,1,瑞典,3,4,4,丹麦,4,5,10,台湾省,5,3,3,新加坡,6,10,13,日本,12,8,5,韩国,17,7,8,香港地区,28,26,32,中国,49,64,75,全球化经济,企业,产业,国家,我国,GDP,排名世界第四名，国际经济竞争力排名第,15,位，,科技创新能力较差，影响到我国中长期的成长竞争力。,国际社会留给中国企业的时间不多了！,17,中国,与,印度,全球竞争力排名比较,、,年度,2002,2003,2003,2004,2004,2005,2005,2006,2006,2007,中国,33,44,46,49,54,印度,46,56,55,50,43,18,创新型国家的概念,创新型国家,：是指每,100,万人口获得美国专利与商标局的发明专利授权在,15,个以上的国家或经济体,2001,年每,100,万人口获得美国专利与商标局的发明专利授权在,15,个以上的国家或经济体排名,排名,国家或,经济体,数量,排名,国家或,经济体,数量,排名,国家或,经济体,数量,排名,国家或,经济体,数,量,1.,美国,314,7,芬兰,140,13,奥地利,72,19,挪威,59,2,日本,261,8,德国,136,14,新加坡,72,20,澳大利亚,45,3,中国台湾,240,9,加拿大,116,15,比利时,70,21,爱尔兰,37,4,瑞士,196,10,丹麦,90,16,法国,68,22,中国香港,34,5,瑞典,196,11,荷兰,83,17,英国,66,23,新西兰,32,6,以色列,163,12,韩国,74,18,冰岛,63,24,意大利,30,19,其它非创新型国家的排名及,每,100,万人口获得美国专利与商标局的发明专利授权数量,排名,国家或,经济体,专利授权数量,排名,国家或,经济体,专利授权数量,33,俄罗斯,1.64,43,巴西,0.64,58,印度,0.17,62,中国,0.15,20,我国与创新型国家,技术对外依存度,比较,、,21,2005,年,8,月,8,日美国商业周刊：,知识经济时代,创新经济时代,创造性思维,创新方法,创新工具（,CAI,),创意的想象力,创新力（创造力）,主宰,世界经济潮流,时代特征,应对办法,22,一场全新的竞赛已经展开,降低,成本,缩短交货期,改进,产品,质量,创新,交货期、成本和质量方程已经不再有效！,提高创意的,想象力,是企业迎接市场挑战的唯一选择！,让用户,完全满意,强化制造前端,概念设计和制造后端的综合服务,创新理论,创新方法,创新思维,创新工具,创新文化,创新精神,23,创意的概念与来源,创意：,就是人们常说的“点子”、“主意”或“奇思妙想”，它是人类大脑创造性思维的产物，是人类智慧的结晶。,创意的来源：,60,80,是市场需求（推动）,40,20,是科技进步（拉动）,运用,TRIZ,理论,的多种工具是产生创意的重要手段。,24,25,制造前端,研发、咨询,生产制造,制造后端,售后服务,效益,微笑曲线,21,世纪,创新经济,20,世纪,90,年代,知识经济,20,世纪,60,70,年代工业经济,资源消耗,环境污染,资源消耗,环境污染,26,触摸式发声地球仪利润的分配,美国开发公司,获利,48,美元,香港公司,广东外贸公司,广东某制造商,成本,12,美元,40,美元,20,美元,15,美元,市场定价,88,美元,获利,5,美元,获利,3,美元,获利,20,美元,27,制造前端,研发、咨询,生产制造,制造后端,售后服务,效益,微笑曲线,21,世纪,创新经济,资源消耗,环境污染,资源消耗,环境污染,向价值链的高端和低污染、少投入的方向发展,28,第二部分,创造性人才,29,我们能创新吗？,创新是人人都有的一种能力,人的创新能力,在,1214,岁,达到顶峰，因受应试教育的摧残，后天被逐渐埋没,创新是可以激发和提升的一种能力,创新活动具有其方法、手段和规律性,产品设计本身即为创新,30,人脑的创造创新能力,大脑是人的智慧之府，是人的创造创新之源。,人脑类似由,100140,亿台微型计算机,所组成的庞大的电子计算机信息网络处理系统。一个正常人的,大脑可储存,1000,万亿信息单位，,相当于一般电子计算机储量的,100,万倍，如果全部用来储备知识，人脑的,记忆容量相当于,5,亿本书籍的知识总量。,人脑的功能非常强大，俄罗斯学者伊,.,尹尔菲莫夫研究指出：人的大脑可以,同时学习,40,种语言，默记一套大英百科全书,所容纳的全部内容，还可以有余力去,完成十门大学课程的教研活动。,31,32,创造性人才和创造力,创造性人才,：,具有高度创造力的人才,创造力,(,创意、创造性）,：,产生新创意,/,想法（,Idea),或构想创造新产品（作品）的能力,具有发现问题、分析问题、和创造性解决问题的能力,33,培训与提升创造力关系示意图,经培训，创造力可提高,70,300%,；,顶峰向右上方转移,34,35,国科发财（,2008,）,197,文件指出：,设立创新方法继续教育基地，为企业技术创新提供熟悉掌握创新方法的人才保障,36,创造性人才自我设计,、,创新技法和,方法,创新技能,基础知识、专业知识、交叉学科知识,创新,思维,表达,能力,个性,品质,体能,外语,能力,哲学,理论基础,创造力,、,37,知识水平和创造力,科学发现对已有知识具有依赖性，,适当的,知识可以促进科学发现。世界科学大师牛顿：“如果说我看得远，那是由于我站在巨人们的肩上”。,知识水平越高，创新思维越加活跃，创造力就越强，知识和创造力之间呈正比关系。,尚未被共知的,信息与知识转化为创新成果，才能体现知识的力量。,38,创新能力体现,自主创新能力,是提升我国科技发展水平和国家核心竞争力的关键所在。,创新体系,:,党的十六届五中全会明确提出：要建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系。,创新制度,：体制机制,环境资源配置,集成,转化,创新人才,：发现,使用,培育,锻炼,凝聚,成就,创新文化,：创新激励,干,干成,干好事业的舞台和氛围,39,创造性人才自我设计,、,创新技法和,方法,创新技能,基础知识、专业知识、交叉学科知识,创新,思维,表达,能力,个性,品质,体能,外语,能力,哲学,理论基础,创造力,、,40,十三种主要创新技能,创新技能,是创造者的,智力技能、动作技能和情感能力,的综合，它可以全面提高创新者的自觉创新能力。,创 造,技 能,信息,能力,注意力,理解力,发现,问题能力,开发,选题能力,抓住机,遇能力,操作,能力,工程,能力,智能技术,运用能力,破译黑,箱能力,系统分析,和系统决,策能力,观察力,记忆力,41,创新技能与创造力,创新技能,包括观察能力、注意力、记忆力、理解力、发现问题能力、开发选题能力、抓住机遇能力、操作能力、工程能力、智能技术运用能力、破译黑箱能力、系统分析和系统决策能力及信息的获取和利用能力等。其中信息能力和操作能力尤其应予以关注。对于我国的大学生和科技人员，实际操作能力偏弱，应加强锻炼。,创新技能与创新的关系，,犹如摩天大楼与坚固地基的关系一样，创新者应努力学习和开发自己的创新技能，为创新奠定坚实的基础。,42,创造性人才自我设计,、,创新技法和,方法,创新技能,基础知识、专业知识、交叉学科知识,创新,思维,表达,能力,个性,品质,体能,外语,能力,哲学,理论基础,创造力,、,43,创造性人才的个性品质,、,创造行为社会化,创造动机社会化,创造性人才个性品质,合作精神,独立精神,心理特性,学习精神,奉献精神,冒险性,灵活性,好奇性,创造意识,超越能力,感情智力,44,良好个性品质,（,1,）,-,追求卓越的奉献精神,立志奉献予事业、社会,意志坚强,勇往直前，百折不绕,永不半途而废,管好自己的情感，不断自我激励。,胡锦涛总书记提出的“八荣八耻”是奉献精神的高度概括,45,良好个性品质,（,2,）,科学理性的独立精神,、,不盲从,敢怀疑,不迷信,思维上的独立性将导致行为上的独立,46,良好个性品质,（,3,）,热情洋溢的合作精神,树立正确、积极、主动的沟通意识：,宽容他人,注意赞美,保持微笑,尊重他人,以“诚”待人,47,良好个性品质,（,4,）,坚持不懈的学习精神,用勤奋的精神致力于学习，持续地提高创造者能力,48,良好个性品质,（,5,）,创造性人才的心理特性,希望打破“常规”的,创造意识,深究事物机理的强烈,好奇心,多视角认识问题和解决问题的,灵活性,不怕批评，不怕失败，敢于坚持，,敢于冒险,坚持到底的精神,49,创造性人才的能力结构,感情智力（,Emotional Intelligence EI,),人的一生,20%,由智商决定，,80%,由感情智力主宰，职位越高，,EI,的作用越显著，高达,85%,。始终保持善待他人，严于律己。,超越对手,着眼于已知领域，更着眼于未知领域加大思维的“前进跨度”、“联想跨度”，超越对手。,50,智商与创造力关系图,高智商,是高创造力的必要条件，但不是充分条件，高智商的人也可能是低创造力。,人的一生的成就,，,20%,由智商决定,，,80%,由感情智力主宰。,职位越高，,EI,的作用就愈加显著,，,几乎能达到,85%,51,创造力模型,、,创新技法和,方法,创新技能,基础知识、专业知识、交叉学科知识,创新,思维,表达,能力,个性,品质,体能,外语,能力,哲学,理论基础,创造力,、,52,创新思维,的涵义,思维,是运用已有的知识对信息进行分析综合、比较概括和决策的动态过程，是获取知识、分析问题和解决问题的根本途径。,创新思维,是指人们克服思维定势，创造具有新颖、独特事物的认识活动。,创新思维,是技术创新取得突破性、革命性进展的先决条件，是一切科学研究的起点，且始终贯穿于技术创新的全过程，是创新的灵魂。,53,、,、,、,创新思维基本特性,突破性,新颖性,突发性,多向性,深刻性,独立性,敏捷性,风险性,非逻辑性,创新思维的基本特性,54,创新思维方法的分类,非逻辑思维,逻辑思维,想象思维,联想思维,直觉思维,灵感思维,发散思维,归纳思维,演绎思维,类比思维,有序思维,收敛思维,分析与综合思维,幻想思维,55,逻辑思维,逻辑思维,亦称抽象思维，是人们在,认识过程中运用已掌握的各种知识、原理、规律基础上形成的概念，,并以此判断、推理、反映现实的一种思维形式，它能使我们更深刻、准确和完整地反映客观面貌。,世界上任何事物的发生都存在客观规律性，采用逻辑思维的方法逐步深入，就可取得发明创造。,56,、,从统计数字看：,20,世纪以前,的重大发明构思，多数是由天才发明家在逻辑思维的基础上发挥非逻辑思维的作用而获得；,进入,20,世纪,50,年代后,，利用逻辑思维和专业知识的发明逐步占了上风；,到了,20,世纪,90,年代，,TRIZ,理论方法中的知识库和逻辑思维的运用主导了发明创造的大趋势，出现了一批专业咨询发明公司。,57,直觉思维,直觉源于人们的“第一感觉和第六感觉”，它属于非逻辑思维。直觉是人脑基于有限资料和事实，对新事物、新问题、新现象进行的一种直接的、迅速的、跃进的、敏锐的判断。其功能只是从宏观上把握事物，不需要进行系统的逐步分析，而能对问题的答案做出科学的猜测、设想，是一种跳跃式思维形式。,爱因斯坦对科学认识,曾说过：,“真正可贵的因素是直觉”,他认为,科学创造的过程应是经验,-,直觉,-,概念,-,逻辑思维,-,理论的过程。,58,“,逻辑思维压缩论”,“,逻辑思维压缩论”认为,直觉虽然表现为瞬间的顿悟，实际上它也是运用逻辑思维的结果。,因为：,在直觉的背后“隐藏”着一系列逻辑推理链，而直觉思维只是,在一瞬间,就进行和完成了复杂的推理过程，因而让人感到头脑中似乎并没有经过逻辑思维，思维过程已在头脑中,完全“自动化”,；,在得出了直觉判断之后，还需实施逻辑推理过程，以检验其所得出的直觉判断的合理性。所以，,直觉思维只不过是逻辑思维的“压缩”,（或称为“简化”、“浓缩”、“内化”等）。,59,灵感思维,心理学家对灵感思维的描述是：,灵感思维的闪现来自于突然的顿悟，是人们在艰苦创造过程中,发散思维和收敛思维多次迭加，逻辑思维和非逻辑思维反复作用，,突然间把隐藏在人们潜意识中有关信息进入激发状态；,灵感常常为发明带来思路、线索、设想和启示，但灵感的出现，具有随机性、瞬时性和模糊性，创造者要觉察灵感、把握灵感和利用灵感有一定的难度。,灵感产生的条件：一是对解决问题有浓厚的兴趣和强烈欲望，二是对问题和相关资料进行了长时间的思考，甚至达到了思维的“饱和”状态。,60,幻想思维,根据主体主观愿望进行的超前设想，,幻想往往是科学发明的先导。,18,世纪著名科幻作家,凡尔纳：“人类的幻想在不久的将来一定会成为现实”。,阿里多夫先生用好几年时间把分散在成千上万本书中的幻想进行搜集和分类结果表明：,离奇幻想的发展过程也有着可循的客观规律，可用它来催生新的发明创造。,应在正确理念指导下，使幻想成为创造发明的理想，而不致成为脱离客观规律的空想。,以奇异幻想开路，吸引人们去探索未知，并促使人们产生创造的欲望。一些科学中大的发现往往是如此,在有些,发达国家，,为了发挥幻想在科技发明中的积极作用，为学生,开设“幻想课”,，旨在从小培养人的创造才干,由于幻想超前性，暂时脱离现实，在我国常常会被人贬低，幻想成为一种贬义词,。,61,幻想打造出发明,作者,作品,中幻想创意的,总数,创意的命运,实现了或很快将实现的,原则上被证实可行性的,证明是错误的或者不可行的,数量,数量,数量,凡尔纳,威尔斯,别利亚耶夫,108,86,50,64,59,57,66,21,42,34,32,20,23,26,52,10,9,9,11,3,6,62,想象思维,想象,是人们在原有感性认识的基础上，在头脑中对各种表象（组成形象的基本单元）进行改造、设想，重组出新形象的思维过程,爱因斯坦：,“想象力比知识更重要、可贵。知识是有限的，而想象是无限的。正是有了想象，人们才能不断地创造世界上前所未有的新事物“。,法国心理学家,Ribot,认为：发明家最主要的源头是想象,63,64,65,、,创新技法和,方法,创新技能,基础知识、专业知识、交叉学科知识,创新,思维,表达,能力,个性,品质,体能,外语,能力,哲学,理论基础,创造力,、,创造力模型,66,哲学理论基础与创造力,哲学是高度抽象的知识结晶和最概括的方法论；,是一切科学之上的科学；,哲学在科学认识与实践活动中起支撑作用,;,哲学知识对创造方向和姿态起主要调控作用。,67,哲学理论基础与创造力,哲学不仅渗透在每个科学工作者的头脑之中，而且也渗透在自然科学研究的全过程中。,爱因斯坦指出：“哲学可以被认为是全部科学研究之母”。,在科学研究工作中，哲学思维的指导作用是潜移默化的。哲学在不断地为科学研究提供理论思维的,基本范畴和逻辑规则,。,68,第三部分,创新技法和,TRIZ,理论,69,创造力模型,、,创新技法和,方法,创新技能,基础知识、专业知识、交叉学科知识,创新,思维,表达,能力,个性,品质,体能,外语,能力,哲学,理论基础,创造力,、,70,人类历史上,最有价值的,知识是方法,的知识。,笛卡尔,科学发明需要创造方法,庞加来,、,71,认识一位天才的研究方,法，对于科学的进步，,甚至对于他本人的荣誉，,并不比发现本身更少用,处。科学研究的方法经,常是极富兴趣的部分,拉普拉斯,（法国天文学家和数学家）,科学中难能可贵的创造,性才华，由于方法拙劣,可能被削弱，甚至被扼,杀；而良好的方法则会,增长、促进这种才华。,贝尔纳,（法国生理学家）,72,传统创新技法的分类,逻辑思维,非逻辑思维,科学推理型,演绎法,归纳法,类比法,自然现象和,科学原理探索法,等价变换法,KJ,法,类推法,组合法,分解法,形态分析法,信息交合法,横向思考法,奥斯本检核表法,5W1H,法,和田法,智力激励法,（头脑风暴法）,联想法,逆向构思法,形象思维法,灵感启示法,大胆设想法,特性列举法,缺点列举法,希望点列举法,技法原理,具体技法名称,主要思维形式,组合型,形象思维型,列举型,有序思维型,联想型,60,73,智力激励法,与传统会议截然不同的方式解决问题,准备阶段,自由畅谈,加工整理,明确问题,热身阶段,运用程序,四项原则：,自由畅想,推迟评判,以量求质,综合集成,74,“,当前智力激励法面临着挑战”,（,美国伊莱恩,丹敦）,主要原因是：,缺乏程序化；,缺少熟练的引导者；,缺少熟练的参与者；,罗列的规则成为形式,；,有关问题不能达成一致；,缺乏创意激发源；,不是与会者都有创意的压力；,急于求成,；,缺少跟进措施,，,“,头脑风暴”小组实际上,在不停地重复“发明”已经有过的东西，,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，最好找发明公司（指,TRIZ,咨询公司,）咨询。,75,传统创新与,TRIZ,创新结果的比较,、,解决办法,思维定势,发明问题,1,2,3,4,5,6,7,8,传统创新应用发散思维“试错法”搜索发明问题解决办法，造成人力、物力的巨大浪费,查尔斯,.,固特异,用毕生的精力只解决了一个难题。,76,爱迪生,实验发明灯泡用了,1600,多种金属材料和,6000,多种非金属材料。碱性电池的发明经历了,50000,多次失败。这一方面反映了爱迪生的勤奋和努力、另一方面也说明传统思维方式,试错法的效率低下。,77,基于,TRIZ,的创新：,提供创新思维的效率；走出,“,试错法,”,的绝境。,传统创新,(,发散,),与,TRIZ,创新,(,收敛,),的结果比较,ARIZ,程序,标准解法,发明原理、矩阵表,效应知识库,技术系统进化法则,问题,问题解决,78,实例：吸尘器分离固体粉尘的改进,查“,TRIZ,案例通用科学原理库”可获得,16,个解：,声波,吸附作用,边界表层动量,离心分离,Coanda,效应,日冕放电,带电,过滤器,摩擦,惯性,磁场,磁效应,熔化,Reuleaux,三角,超声波,振动,79,TRIZ,技法,(,发明问题解决理论,),TRIZ,的含义,TRIZ,的含义是发明问题解决理论，是原俄文字母的缩写，并按,ISO/R9-1968E,规定，转换成拉丁文的首字母缩写,T,eoriya,R,esheniya,I,zobretatelskikh,Z,adatch,80,TRIZ,理论创始者根里奇,阿奇舒勒,根里奇,阿奇舒勒,G.S.Altshuller,（,1926,1998,）,是前苏联的一位天才发明家和创造创新学家，于,1946,年,创立的,TRIZ,理论明确指出：,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，我们就能够学习这些模式，从而创造性地解决问题。,81,利用瞬间压力差可以打破坚果的外壳,、,-,如何使人造宝石沿内部原有的微裂纹分割？,-,如何迅速清洁船用发动机的冷却水过滤器？,-,如何打破核桃的外壳？,通过本体论关系，由“爆米花”找到了解决方案：,82,1950,1960,1970,1980,1990,2000,解决发明问题,TRIZ,软件,(CAI),1940,ARIZ,ARIZ,ARIZ,ARIZ,ARIZ,ARIZ,ARIZ,ARIZ,ARIZ,ARIZ,ARIZ,ARIZ,AR I Z,TRIZ,发展历程,资料来源：,Orlloff 2007,83,1950,1960,1970,1980,1990,2000,解决发明问题,TRIZ,软件,(CAI),1940,1961,首次出版书籍,如何学会发明,1959,正式提出,ARIZ,1946,识别专利,定义发明等级,1956,首次发表文章,“发明创造心理学”,和技术进化理论,1969,提出,专利评价体系,1993,TRIZ,传到美国,并走向世界,1977,物,-,场分析,效应知识库,90,年代初,第二代程序软件,1985,76,个标准解,ARIZ-85,1980,第一个,TRIZ,软件问世,21,世纪初出现,效应知识库等,第三代软件,1989,成立俄罗斯,TR I Z,协会,1995,完成增强型,AR I Z,TRIZ,发展历程,1979,4,个分离原理,84,1950,1960,1970,1980,1990,2000,解决发明问题,TRIZ,软件,(CAI),1940,1961,首次出版书籍,如何学会发明,1959,正式提出,ARIZ,1946,识别专利,定义发明等级,1956,首次发表文章,“发明创造心理学”,和技术进化理论,1969,提出,专利评价体系,1993,TRIZ,传到美国,并走向世界,1977,物,-,场分析,效应知识库,90,年代初,第二代程序软件,1985,76,个标准解,ARIZ-85,1980,第一个,TRIZ,软件问世,21,世纪初出现,效应知识库等,第三代软件,1989,成立俄罗斯,TR I Z,协会,1995,完成增强型,AR I Z,TRIZ,发展历程,1979,4,个分离原理,85,TRIZ,理论来源,:,浓缩数百万发明专利,正是基于这一思想，在,Altshuller,的带领下，动用前苏联的,1500,多名专家，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、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法体系,TRIZ,（发明问题解决理论）,2,500,000,500,000,TRIZ,工具,3939,矛盾矩阵,40,个创新原理,发明等级及其特征,技术系统进化法则,发明专利库,迄今为止，,TRIZ,已分析了,15,000,000,专利,有代表性的,实用专利,20%,20,万,250,万,4,万,50,万,86,87,88,发明,等级,各个发明等级的特征,原始状况,问题来源及解题所需知识范围,困难,程度,转换,规律,解题后引起的变化,课题,比例,第一级,合理化建议,带有一个通用工程参数的课题,问题明显且解题容易；基本专业培养,课题,没有,冲突,在相应工程参数上发生显著变化,在相应特性上产生明显的变化,80,第二级,适度新型革新,带有数个通用工程参数、有结构模型的课题,存在于系统中的问题不明确；,传统的专业培训,标准,问题,选择常用的标准模型,在作用原理不变的情况下解决了原系统的功能和结构问题,第三级,专利,成堆工作量，只有功能模型的课题,通常由其他等级系统和其他行业的知识中衍生而来；发展和集成的创新思想,非,标准,问题,利用集成方法解决发明问题,在转变作用原理的情况下使系统成为有价值的、较高效能的发明,16,第四级,综合性重要专利,有许多不确定的因素，结构和功能模型都无先例的课题,来源于不同的知识领域（全社会的知识）；渊博的知识和脱离传统概念的能力,复杂,问题,运用效应知识库解决发明问题,使系统产生极高的效能、并将会明显地导致相近技术系统改变的“高级发明”,3,第五级,新发现和基础性专利,没有最初目标，也没有任何现存模型的课题,来源或用途均不确定，（运用全人类的知识）,独特异常问题,科学和技术上的重大突破,使系统产生突变、并将会导致社会文化变革的“卓越发明”,1,发明等级及其特征,89,90,技术系统矛盾的分类,：,技术矛盾,物理矛盾,技术系统矛盾,的两大类,91,什么是技术矛盾？,由表述系统性能的,两个参数所构成的矛盾,称之谓技术矛盾,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,常,表现为,一个系统中两个子系统之间的矛盾：,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害功能或加强了已存在的一种有害功能；,2,）,消除一种有害功能导致另一个子系统有用功能降低；,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杂化。,92,矛盾的解决办法,传统设计,是在矛盾双方取得,折中方案，,矛盾并没有彻底克服和解决,TRIZ,理论的核心,是建立了,基于消除矛盾,的逻辑方法。运用,通用工程参数,来表述矛盾，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，从一个状态进化到一个新的状态，向着,理想化,创新产品设计的方向推进。,93,39,个通用工程参数的分类,几何参数：,长度、面积、体积、形状,一般物理参数：,重量、速度、力、应力,/,压强、温度、光照度,系统参数：,作用于物体的有害因素、物体产生的有害因素,功率参数；,物体的能量消耗、功率,技术参数：,操作时间、可靠性、强度、适用性和通用性、可制 造性,/,可操作性,/,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,与测量有关的参数：,测量的必要性、测量精度,损失参数：,能量损失、物质损失、信息损失、时间损失,94,40,个发明原理,用有限的,40,条原理来解决无限的发明问题。,阿奇舒勒通过对,250,万份发明专利的研究发现，大约只有,20,左右的专利,才称得上是真正的创新，其它,80,的专利,往往早已在其它的产业中出现并被应用过。,阿奇舒勒坚信发明问题的原理是客观存在的，,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，而且能使发明过程更具有可预见性。,为此，阿奇舒勒对大量的专利进行研究、分析、总结、提炼出了,TRIZ,中最重要的、具有普遍用途的,40,个发明原理。,当前，,40,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。,40,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。,95,40,个发明原理,01,、分割原理,02,、抽出原理,03,、,局部特性原理,04,、,不对称原理,05,、合并原理,06,、多功能原理,07,、嵌套原理,08,、质量补偿原理,09,、预先反作用原理,10,、预先作用原理,11,、预置防范原理,12,、等势原理,13,、反向作用原理,14,、,曲面化原理,15,、动态化原理,16,、不足或过度作用原理,17,、多维化原理,18,、振动原理,19,、周期性作用原理,20,、有效持续作用原理,21,、快速作用原理,22,、变害为益原理,23,、反馈原理,24,、中介物原理,25,、自助原理,26,、复制原理,27,、一次性用品替代原理,28,、替换机械系统原理,29,、气压或液压结构替代原理,30,、柔性壳体或薄膜结构原理,31,、多孔材料原理,32,、变换颜色原理,33,、同质性原理,34,、自弃与修复原理,35,、改变参数原理,36,、相变原理,37,、热膨胀原理,38,、强氧化作用原理,39,、惰性（或真空）环境原理,40,、复合材料原理,96,01,、,分割原理,将卡车分成牵引车头和拖车,组合家具,百叶窗,拉圾桶,活动房屋,将物体分割成相互独立的部分,使物体成为可组合的（易于拆卸和组装）的部分,提高物体的分割程度或分散程度,97,美国陆军,M270,多管火箭炮,发射中的,M270,M270,反装甲子母弹攻击,正在爆裂的,M270,子母弹,将物体分割成相互独立的部分；,C.,提高物体的分割程度或分散程度；,98,矛盾矩阵表的组成,阿奇舒勒将,39,个通用工程参数和,40,条发明原理有机地联系起来，建立起对应关系，整理成,3939,的矛盾矩阵表（详见（,创造创新方略,附录）。,矛盾矩阵的第,1,行、列为,39,个通用工程参数的编码，第,2,行、列分别为,39,个通用工程参数的名称。但是，,纵行表示要改善的参数，横行表示会恶化的参数。,3939,个通用工程参数从行、列两个纬度构成矩阵的方格共,1521,个，在其中,1263,个方格中，均列有几个数字，这几个数字就是由,TRIZ,推出的解决对应工程矛盾的发明原理的编码。按照编码查“,40,条发明创造原理”表，即可得到该编码的实际含义。,使用者根据系统中产生矛盾的,2,个通用工程参数,，从矛盾矩阵表中直接,查找出化解矛盾的发明原理,，并使用这些原理来,解决问题。,99,矛盾矩阵表,系统恶化的特性,系统改善,的特性,运动物体质量,静止物体质量,运动物体尺寸,速度,运动物体质量,静止物体质量,运动物体尺寸,速度,运动物体使用能量,制造精度,133,100,一、对问题进行抽象,抽象,矛盾矩阵,具化,待解决的问题,问题模型：,主要技术矛盾,解模型：创新原理,最终解决方案,101,波音飞机,引擎整流罩的改造,矛盾：,改型采用功率更大的引擎，需要有更多的空气进入引擎，使引擎整流罩的直径增大，但与地面的距离减小了，严重地影响了飞机的安全,分析：,“,运动物体的面积,”,(,希望改善的技术特性,),和,“,运动物体的尺寸,”,(,恶化的技术特性,),构成了一对技术矛盾,整流罩,整流罩,建议：,创新原理,14,#,曲面化原理,创新原理,15,#,动态化原理,创新原理,18,#,振动原理,创新原理,4,#,不对称原理,解决方案：,应用创新原理,4,，将整流罩改为不对称形状,102,103,美国新发现的,9,个,通用工程参数,信息的数量,运行效率,噪音,有害的副作用,兼容性,/,可连通性,安全性,易受伤性,美观,测量难度,104,美国新发现的,37,个,发明原理,（对此目前尚有争议）,41,减少单个零件重量、尺寸,60,导入第二个场,42,零部件分成重（大）与轻（小）,61,使工具适应于人,43,运用支撑,62,为增加强度变换形状,44,运输可变形状的物体,63,转换物体的微观结构,45,改变运输与存储工况,64,隔绝,/,绝缘,46,利用对抗平衡,65,对抗一种不希望的作用,47,导入一种储藏能量因素,66,改变一个不希望的作用,48,局部,/,部分预先作用,67,去除或修改有害源,49,集中能量,68,修改或替代系统,50,场的取代,69,增强或替代系统,51,建立比较的标准,70,并行恢复,52,保留某些信息供以后利用,71,部分,/,局部弱化有害影响,53,集成进化为多系统,72,掩盖缺陷,54,专门化,73,实施探测,55,减少分散,74,降低污染,56,补偿或利用损失,75,创造一种适合于预期磨损的形状,57,减少能量转移的阶段,76,减少人为误差,58,推迟作用,77,避开危险的作用,59,场的变换,105,扩展后的,48,个,通用工程参数,编码及名称,编码及名称,编码及名称,1,（,1,）运动物体的质量,2,（,2,）静止物体的质量,3,（,3,）运动物体的尺寸,4,（,4,）静止物体的尺寸,5,（,5,）运动物体的面积,6,（,6,）静止物体的面积,7,（,7,）运动物体的体积,8,（,8,）静止物体的体积,9,（,12,）形状,10,（,26,）物质的数量,11.,信息的数量,12,（,15,）运动物体的耐久性（耐久时间）,13,（,16,）静止物体的耐久性（耐久时间）,14,（,9,）速度,15,（,10,）力,16,（,19,）运动物体消耗的能量,.,17,（,20,）静止物体的消耗能量,18,（,21,）功率,19,（,11,）应力,/,压强,20,（,14,）强度,21,（,13,）结构的稳定性,22,（,17,）温度,23,（,18,）物体明亮度（照度）,24.,运行效率,.,25,（,23,）物质的损失,26,（,25,）时间的损失,2