创新方法与TRIZ理论(入门)PPT学习课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,中国发明协会 会员,全国创新型优秀教师,中国创造学会 会员,章丘四中 李昌旺,创新方法与,TRIZ,理论简介（入门）,1,2005,年,8,月,8,日美国商业周刊：,知识经济时代,创新经济时代,创意的想象力,创新力,创造性思维,创新方法,创新工具（,CAI,),时代特征,创意的想象力,创新力,应对办法,创意的想象力,创新力,创意的想象力,创新力,主宰,世界经济潮流,2,3,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,3,类似的例子,一台售价,79,美元的国产,MP3,，国外要拿走,45,美元的专利费，制造成本要,32.5,美元，中国企业获得的纯利润只有,1.5,美元。,每年全球,DVD,出货量的,8000,万台中有,6500,万台由中国制造，作为这个行业中无可争议的制造大国，我们的企业又得到了多少呢,?,我国出口一台,DVD,售价,32,美元，交给外国人的专利费是,18,美元，成本,13,美元，中国企业只能赚取,1,美元的利润。,4,关键技术的自给率低,关键技术大部分来自进口，,其中工程机械高技术产品,80%,以上,；,数控机床,70%,；,石油化工装备,76%,；,集成电路芯片制造设备,80%,；,光钎制造装备,100%,；,通讯、半导体、生物、医药和计算机行业,60%90%,；,DVD,产量占全球,70%,以上，但没有掌握核心专利技术；彩电、,手机和微机的,CPU,都是掌握在别人手里。,5,6,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,30,6,7,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,0.15,7,8,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，因受传统教育的摧残，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,8,9,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。,9,10,培训与提升创造力关系示意图,年龄,创造力,10 20 30 40 50 60,经培训，创造力可提高,70,300%,；,顶峰向右上方转移,300,200,100,10,日本学者,春山茂雄,认为：,左脑,是自身脑，,只储存个人毕生经验；,而右脑是祖先脑，储存了人类,500,万年在进化中所积累的智慧，赋予人以直觉、创意等，,右脑,的信息量为左脑的十万、百万乃至千万倍以上，,是人思维的,“,基础软件,”,。总体上讲，右脑的这些特点符合人们在创造性活动中的思维机制。,因此，,注重开发儿童右脑潜力,是促进中华民族创造力,走向世界前列,的关键！,11,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。,12,13,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,、,13,14,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,60,14,15,智力激励法,（头脑风暴法）,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,15,16,“,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。,16,17,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 难！,17,18,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,理论,标准解法,发明原理,效应知识库,技术系统进化法则,问题,问题解决,18,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。,TRIZ,理论方法,就是一种将发明从,“困难的”任务,转变为,“简单的”任务,的方法，例如：通过,大幅度减少探索范围,来达到又好、又快、又省的发明目的。,19,20,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,20,TRIZ,理论研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则，曾经被称作,前苏联的,“,国术,”,和,“,点金术,”,。,其独特的技术系统进化法则被西方称之为,“,人类三大进化理论之一,”,，,与达尔文的生物进化理论和马克思的人类社会进化理论相提并论。,TRIZ,理论因而又被称为,技术创新领域的辨证法和哲学，或被成为技术创新领域的,“,孙子兵法,”,。,21,22,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,TRIZ,理论。,22,23,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,技术系统,/,过程分析、问题定义,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%,23,1950,1960,1970,1980,1990,2000,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,24,TRIZ,的产生和发展,研究,优秀发明专利,的特征,阶段,1,阶段,3,总结,技术系统发展,的客观规律,阶段,2,编制,有序的分析,问题的程序,阶段,5,寻找,控制创造性思维,方向的途径,阶段,4,寻找,开发技术系统,的理想解,发现技术矛盾,物理矛盾、效应、,40,个发明原理、矩阵表,物场分析和标准解,理想解,25,关于发明问题的,“,多与不多,”,发明问题是无限多的，而,发明等级是不多的；,发明问题是无限多的，而,矛盾的类型比较而言是不多的；,发明就是克服矛盾，而,克服矛盾的原理也是不多的。,26,27,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、较高效应的发明,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,27,TRIZ,的理论体系,28,工具,创新的思维,创新的规律,S,曲线,能量传递法则,协调性法则,动态性法则,子系统不均衡进化,向超系统进化,向微观型进化,提高理想度法则,创新的方法,物理矛盾,分离方法,物场模型,标准解法,知识库,技术矛盾,创新原理,小人法,金鱼法,STC,算子,九屏幕法,IFR,资源,术语,术语,矛盾,理想度,效应,功能,技术系统,完备性法则,功能分析,根本原因分析,算法,ARIZ,自己的算法,九步法,TRIZ,的理论体系,29,30,TRIZ,理论的九把利剑,1,、,八大进化法则：,预测技术系统进化模式和产品成熟度；,2,、,最终理想解：,系统的进化总是向着更理想化的方向发展，如果将创造性解决问题的方法比作通向胜利的桥梁，那么最终理想解就是这座桥梁的桥墩；,3,、,40,个发明原理：,浓缩,250,万份专利背后所隐藏的共性发明原理；,4,、,39,个工程参数和矛盾矩阵：,为解决问题直接提供化解矛盾的发明工具；,5,、,物理矛盾的分离原理,：分离原理是针对物理矛盾的解决而提出的；,6,、,物场模型分析：,用于建立与已存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模型；,7,、,发明问题的标准解法：,5,级共,76,个标准解法，可以将标准问题在一两步中快速进行解决；,8,、发明问题标准算法（,ARIZ),：,针对非标准问题而提出的一套解决算法；,9,、,物理效应和现象知识库：,将物理现象和效应应用在问题解决过程中。,30,31,TRIZ,在国外的应用与评价,欧美日等西方发达国家在创新应,用方面已经取得重大突破，经济效,益十分显著。,他们对,TRIZ,理论的一般评价：,引入,TRIZ,和计算机辅助创新技,术后，在相关产品的设计和生产流程的改进中减少了时间和资金的投入，,利润高出以往,60%,，,研发小组,产品新创意的产生比以前快了近十倍，确保企业,产品在同行业领域中处于领先地位。,加强,TRIZ,理论学习,已作为中学、大学甚至小学和企业职工学习的重要,课程,，成为培养创造性人才的重要途径。,31,32,TRIZ,理论的应用在美国,专门成立了,TRIZ,研究小组，美国供应商协会（,ASI,）把,TRIZ,与,QFD,（质量功能推广）方法、,Taguchi,倡导的方法一起推荐给世界,500,强，开发了基于,TRIZ,知识库的计算机辅助软件，指导研究人员和咨询人员在工业发展中更好的应用,TRIZ,，创造出成千上万项的重大发明，取得了可观的经济效益。,除,GE,外，,TRIZ,的,“,粉丝,”,包括英特尔、三星和宝洁公司等商业巨头，也包括燃料电池能源公司这样的一些小企业。燃料电池能源公司使用,TRIZ,来评估其使用在昂贵机器中的工具效能，在评估了该组件的成本、效益和装配的复杂性后，该公司转而使用一项新技术将成本降低了,50%,。,32,33,（,1,）,Don Masingale,，波音公司先进技术预研项目负责人，,TRIZ,专家的评价,“,困扰了几个研发小组长达数年的一些难题，经过仅数个星期的,TRIZ,培训，就找到了完美的解决方案。,”,“,帮助波音赢得,16,亿美元空中加油机定单,”,33,34,（,2,）咨询专家,Ellen Domb,（,TRIZ Journal,主编）对,TRIZ,的评价,“,与那些只给出大方向，而没有具体操作步骤的其它方法相比，,TRIZ,有完备的理论体系和规则指导，使得发明创造成为常人都可以掌握的本领。,”,34,35,TRIZ,理论的应用在韩国,三星的成功就在于重视依靠专利研发创新打造自主品牌，成为韩国创新企业的领头羊。已成为美国,TOP 500,大企业的韩国三星电子证实，,帮助他们脱离危机的就是系统性创新（,TRIZ,）。,TRIZ,的引入帮助三星公司使其新品上市时间缩短了,50%,，提升了开发效率将近,70%,，并且增加了,80100%,的专利数量，同时提高了专利质量。,2003,年三星,67,个,TRIZ,研发项目，节省约,1.5,亿美金。,35,三星公司专利授权量的增长,年份,2006,2005,2004,2003,2002,2001,2000,1999,美国发明专利授权数,2453,1641,1604,1313,1328,1450,1441,1545,企业,排名,2,5,6,9,11,5,4,4,年份,1998,1997,1996,1995,1994,1993,1992,1991,美国发明专利授权数,1304,582,495,440,414,355,251,146,企业,排名,6,17,36,37,TRIZ,理论的应用在俄罗斯,有,300,多所学校,教授这种独特的解决问题的技术，从职业工程师开始，逐渐发展到大学生、高中生、甚至发展到对五、六年级以上的学生进行讲授。通过学习、掌握、运用,TRIZ,，每个人都会成为善于创新的发明家。,37,培训和创造力,阿奇舒勒,建议,：,进行,20,学时,培训：掌握,TRIZ,基本原理，创造力一般平均可提高一倍，其中优秀者送公共发明学校进一步接受培训；,学校再进行,100,120,学时,培训：一般创造力可以提高,2,倍；其中优秀者送发明学院深造；,学院再进行,220,240,学时,培训后，可成为,TRIZ,专家和教师；,政府公务员和领导干部,必修,144,学时，采取一个月脱产培训，并在以后的半年中，至少完成一项课题后，方能获得证书。,38,学习,TRIZ,理论,培养创新思维方法,提高创造创新能力,运用九屏幕法、尺寸时间成本（,STC,）算子法、智能小矮人法等培养创新思维的方法,一般创新方法如头脑风暴法、试错法、缺点列举法等，更多的依靠研发人员的知识和长期累积的经验，需要很高的成本,国外高校,TRIZ,理论培训,实践表明：,通过,24,小时,的创新思维方法培训，学生的创造创新能力提高一倍以上,39,TRIZ,理论在工程以外领域的应用,医疗领域,房地产开发领域,教育领域,市场营销与管理,40,“,你可以等待,100,年获得顿悟，也可以利用,TRIZ,理论,15,分钟解决问题。,”,TRIZ,之父,根里奇,阿奇舒勒,41,人类在试错法中损失的时间和精力远比在自然灾害中遭受的损失要惨重得多,尤里,.,萨拉马托夫,42,实现创新的捷径,希望打破,“常规”的人,实现,创新,有效的,创新方法,相关的,技术知识,创新理论和规律,43,、,恭祝各位成功,培养创新人才,开拓自主创新,44,