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TRIZ的九大經典理論體系

作者:精益六西格瑪咨詢顧問    分類:TRIZ    時間:2019-03-07 16:54:15

    TRIZ理論包含著許多系統、科學而又富有可操作性的創造性思維方法和發明問題的分析方法。經過半個多世紀的發展,TRIZ理論已經成為一套解決新產品開發實際問題的成熟的九大經典理論體系。


TRIZ理論

    (一)TRIZ的技術系統八大進化法則。

    阿奇舒勒的技術系統進化論可以與自然科學中的達爾文生物進化論和斯賓塞的社會達爾文主義齊肩,被稱為“三大進化論”。 TRIZ的技術系統八大進化法則分別是:

1、技術系統的S曲線進化法則;

2、提高理想度法則;

3、子系統的不均衡進化法則;

4、動態性和可控性進化法則;

5、增加集成度再進行簡化法則;

6、子系統協調性進化法則;

7、向微觀級和場的應用進化法則;

8、減少人工進入的進化法則。

    技術系統的這八大進化法則可以應用于產生市場需求、定性技術預測、產生新技術、專利布局和選擇企業戰略制定的時機等。它可以用來解決難題,預測技術系統,產生并加強創造性問題的解決工具。

    (二)最終理想解(IFR)。

    TRIZ理論在解決問題之初,首先拋開各種客觀限制條件,通過理想化來定義問題的最終理想解(ideal final result,IFR),以明確理想解所在的方向和位置,保證在問題解決過程中沿著此目標前進并獲得最終理想解,從而避免了傳統創新涉及方法中缺乏目標的弊端,提升了創新設計的效率。如果將創造性解決問題的方法比作通向勝利的橋梁,那么最終理想解(IFR)就是這座橋梁的橋墩。最終理想解(IFR)有四個特點:

1、保持了原系統的優點;

2、消除了原系統的不足;

3、沒有使系統變得更復雜;

4、沒有引入新的缺陷等。

    (三)40個發明原理。

    阿奇舒勒對大量的專利進行了研究、分析和總結,提煉出了TRIZ中最重要的、具有普遍用途的這40個發明原理,分別是:

1、分割;

2、抽取;

3、局部質量;

4、非對稱;

5、合并;

6、普遍性;

7、嵌套;

8、配重;

9、預先反作用;

10、預先作用;

11、預先應急措施;

12、等勢原則;

13、逆向思維;

14、曲面化;

15、動態化;

16、不足或超額行動;

17、一維變多維;

18、機械振動;

19、周期性動作;

20、有效作用的連續性;

21、緊急行動;

22、變害為利;

23、反饋;

24、中介物;

25、自服務;

6、復制;

27、一次性用品;

28、機械系統的替代;

29、氣體與液壓結構;

30、柔性外殼和薄膜;

31、多孔材料;

32、改變顏色;

33、同質性;

34、拋棄與再生;

35、物理/化學狀態變化;

36、相變;

37、熱膨脹;

38、加速氧化;

39、惰性環境;

40、復合材料等。

    (四)39個工程參數及阿奇舒勒矛盾矩陣。

    在對專利研究中,阿奇舒勒發現,僅有39項工程參數在彼此相對改善和惡化,而這些專利都是在不同的領域上解決這些工程參數的沖突與矛盾。這些矛盾不斷地出現,又不斷地被解決。由此他總結出了解決沖突和矛盾的40個創新原理。之后,將這些沖突與沖突解決原理組成一個山39個改善參數與39個惡化參數構成的矩陣,矩陣的橫軸表示希望得到改善的參數,縱軸表示某技術特性改善引起惡化的參數,橫縱軸各參數交叉處的數字表示用來解決系統矛盾時所使用創新原理的編號。這就是,著名的技術矛盾矩陣。阿奇舒勒矛盾矩陣為問題解決者提供了一個可以根據系統中產生矛盾的兩個工程參數,從矩陣表中直接查找化解該矛盾的發明原理來解決問題。

    (五)物理矛盾和四大分離原理。

    當一個技術系統的工程參數具有相反的需求,就出現了物理矛盾。比如說,要求系統的某個參數既要出現又不存在,或既要高又要低,或既要大又要小等等。相對于技術矛盾,物理矛盾是一種更尖銳的矛盾,創新中需要加以解決。物理矛盾所存在的子系統就是系統的關鍵子系統,系統或關鍵子系統應該具有為滿足某個需求的參數特性,但另一個需求要求系統或關鍵子系統又不能具有這樣的參數特性。  分離原理是阿奇舒勒針對物理矛盾的解決而提出的,分離方法共有11種,歸納概括為四大分離原理,分別是空間分離、時間分離、居于條件的分離和系統級別分離等。

    (六)物一場模型分析。

    阿奇舒勒認為,每一個技術系統都可由許多功能不同的子系統所組成,因此,每一個系統都有它的子系統,而每個子系統都可以再進一步地細分,直到分子、原子、質子與電子等微觀層次。無論大系統、子系統、還是微觀層次,都具有功能,所有的功能都可分解為2種物質和1種場(即二元素組成)。在物質-場模型的定義中,物質是指某種物體或過程,可以是整個系統,也可以是系統內的子系統或單個的物體,甚至可以是環境,取決于實際情況。場是指完成某種功能所需的手法或手段,通常是一些能量形式,如:磁場、重力場、電能、熱能、化學能、機械能、聲能、光能等等。物一場分析是TRIZ理論中的一種分析工具,用于建立與已存在的系統或新技術系統問題相聯系的功能模型。

    (七)發明問題的標準解法。

    標準解法阿奇舒勒于1985年創立的,共有76個,分成5級,各級中解法的先后順序也反映了技術系統必然的進化過程和進化方向,標準解法可以將標準問題在一兩步中快速進行解決,標準解法是阿奇舒勒后期進行TRIZ理論研究的最重要的課題,同時也是TRIZ高級理論的精華。標準解法也是解決非標準問題的基礎,非標準問題主要應用ARIZ來進行解決,而ARIZ的主要思路是將非標準問題通過各種方法進行變化,轉化為標準問題,然后應用標準解法來獲得解決方案。

    (八)發明問題解決算法(ARIZ)。

    ARIZ是發明問題解決過程中應遵循的理論方法和步驟,ARIZ是基于技術系統進化法則的一套完整問題解決的程序,是針對非標準問題而提出的一套解決算法。ARIZ的理論基礎由以下3條原則構成:

1、ARIZ是通過確定和解決引起問題的技術矛盾;

2、問題解決者一旦采用了ARIZ來解決問題,其慣性思維因素必須被加以控制;

3、ARIZ也不斷地獲得廣泛的、最新的知識基礎的支持。

   ARIZ最初由阿奇舒勒于1977年提出,隨后經過多次完善才形成比較完善的理論體系, ARIZ-85包括九大步驟:

1、分析問題;

2、分析問題模型;

3、陳述IFR和物理矛盾;

4、動用物-場資源;

5、應用知識庫;

6、轉化或替代問題;

7、分析解決物理矛盾的方法;

8、利用解法概念;

9、分析問題解決的過程等等。

    (九)科學效應和現象知識庫。

    科學原理,尤其是科學效應效應和現象的應用,對發明問題的解決具有超乎想象的、強有力的幫助。應用科學效應和現象應遵循5個步驟,解決發明問題時會經常遇到需要實現的30種功能,這些功能的實現經常要用到100個科學有和現象。


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