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文檔簡介
1、TRIZ理論知識TRIZ理論發(fā)明分為五級理論發(fā)明分為五級提到發(fā)明創(chuàng)造,我們首先想到那些著名的發(fā)明成果,如愛迪生發(fā)明的電報機、電燈等,可以說這些發(fā)明開創(chuàng)了一個新的時代。其它有大量各種形式的專利,包括發(fā)明專利、實用新型專利和外觀設(shè)計專利等。其實現(xiàn)實生活中的發(fā)明與創(chuàng)造遠非這些,它們形式各樣,無處不在,其質(zhì)量、層次也各不相同,小到一個椅子的簡單改進,大到一個學科理論的創(chuàng)建,即使那些專利本身,在創(chuàng)新程度上也各不相同。那么在具體實現(xiàn)這些發(fā)明的過程中
2、,基于它們各自的創(chuàng)新程度不同,對發(fā)明者在知識領(lǐng)域、經(jīng)驗、創(chuàng)新能力等方面的要求也各不相同。比如要改進一個牙刷的手柄,只要了解產(chǎn)品設(shè)計、材料、加工技術(shù)就可以了,而要發(fā)明一個電動牙刷,則還需要掌握專業(yè)的電機、控制技術(shù)等。為了更好地組織和實施創(chuàng)新活動,一些專門從事發(fā)明研究的專家對不同形式的發(fā)明進行分類,并研究它們各自的特點,以及相應的創(chuàng)新方法和技巧,目的就是為了更有效地實施創(chuàng)新。其中最為科學有效的發(fā)明分類方法,要數(shù)著名的TRIZ理論(發(fā)明問題解
3、決理論),它將發(fā)明按照新穎程度分為五個等級,深入分析和研究不同等級發(fā)明的特點,并開發(fā)出面向不同等級的科學創(chuàng)新方法和工具。TRIZ理論定義的五個發(fā)明等級按照創(chuàng)新程度從低到高依次如下。第1級是最小型發(fā)明。指那種在產(chǎn)品的單獨組件中進行少量的變更,但這些變更不會影響產(chǎn)品系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的情況。該類發(fā)明并不需要任何相鄰領(lǐng)域的專門技術(shù)或知識。特定專業(yè)領(lǐng)域的任何專家,依靠個人專業(yè)知識基本都能做到該類創(chuàng)新。例如以厚度隔離減少熱損失,以大卡車改善運輸成本效
4、率等。據(jù)統(tǒng)計大約有32%的發(fā)明專利屬于第一級發(fā)明。第2級是小型發(fā)明。此時產(chǎn)品系統(tǒng)中的某個組件發(fā)生部分變化,改變的參數(shù)約數(shù)十個,即以定性方式改善產(chǎn)品。創(chuàng)新過程中利用本行業(yè)知識,通過與同類系統(tǒng)的類比即可找到創(chuàng)新方案,如中空的斧頭柄可以儲藏釘子等。約45%的發(fā)明專利屬于此等級。第3級是中型發(fā)明。產(chǎn)品系統(tǒng)中的幾個組件可能出現(xiàn)全面變化,其中大概要有上百個變量加以改善,它需利用領(lǐng)域外的知識,但不需要借鑒其它學科的知識。此類的發(fā)明如原子筆、登山自行車
5、、計算機鼠標等。約有19%的發(fā)明專利屬于第三等級。第4級是大型發(fā)明。指創(chuàng)造新的事物,需要數(shù)千個甚至數(shù)萬個變量加以改善的情境,它一般需引用新的科學知識而非利用科技信息,該類發(fā)明需要綜合其它學科領(lǐng)域知識的啟發(fā)方可找到解決方案。大約有4%的發(fā)明專利屬于第四級發(fā)明,如內(nèi)燃機、集成電路、個人電腦等。最高級是特大型發(fā)明,即第5級。主要指那些科學發(fā)現(xiàn),一般是先有新的發(fā)現(xiàn),建立新的知識,然后才有廣泛的運用。大約有0.3%的發(fā)明專利屬于第五級發(fā)明。如蒸汽
6、發(fā)動機,飛機、激光等。平時我們遇到的絕大多數(shù)發(fā)明都屬于第一、二和三級。雖然高等級發(fā)明對于推動技術(shù)文明進步具有重大意義,但這一級的發(fā)明數(shù)量相當稀少。而較低等級的發(fā)明則起到不斷完善技術(shù)的作用。針對以上五類發(fā)明,TRIZ理論提供了相應的創(chuàng)新方法和工具支持。TRIZ理論主要包括40條創(chuàng)新原理、76種發(fā)明問題標準解法和發(fā)明問題解決算法等創(chuàng)新工具。如果是解決第一和第二等級的簡單發(fā)明問題,可采用解決技術(shù)矛盾的創(chuàng)新原理和解決發(fā)明問題的標準解法。如果是解
7、決第三和第四等級的發(fā)明問題,就要用解決發(fā)明問題的標準解法和發(fā)明問題解決算法。如果是解決非常復雜的第五級的發(fā)明問題,則可采用發(fā)明問題解決算法,它提供了特定的算法步驟,能夠幫助我們實現(xiàn)由復雜模糊的問題情境向明確的發(fā)明次性用品;28、機械系統(tǒng)的替代;29、氣體與液壓結(jié)構(gòu);30、柔性外殼和薄膜;31、多孔材料;32、改變顏色;33、同質(zhì)性;34、拋棄與再生;35、物理化學狀態(tài)變化;36、相變;37、熱膨脹;38、加速氧化;39、惰性環(huán)境;40、
8、復合材料等。(四)(四)3939個工程參數(shù)及阿奇舒勒矛盾矩陣。個工程參數(shù)及阿奇舒勒矛盾矩陣。在對專利研究中,阿奇舒勒發(fā)現(xiàn),僅有39項工程參數(shù)在彼此相對改善和惡化,而這些專利都是在不同的領(lǐng)域上解決這些工程參數(shù)的沖突與矛盾。這些矛盾不斷地出現(xiàn),又不斷地被解決。由此他總結(jié)出了解決沖突和矛盾的40個創(chuàng)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(shù)與39個惡化參數(shù)構(gòu)成的矩陣,矩陣的橫軸表示希望得到改善的參數(shù),縱軸表示某技術(shù)特性改善
9、引起惡化的參數(shù),橫縱軸各參數(shù)交叉處的數(shù)字表示用來解決系統(tǒng)矛盾時所使用創(chuàng)新原理的編號。這就是,著名的技術(shù)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(jù)系統(tǒng)中產(chǎn)生矛盾的兩個工程參數(shù),從矩陣表中直接查找化解該矛盾的發(fā)明原理來解決問題。(五)物理矛盾和四大分離原理。(五)物理矛盾和四大分離原理。當一個技術(shù)系統(tǒng)的工程參數(shù)具有相反的需求,就出現(xiàn)了物理矛盾。比如說,要求系統(tǒng)的某個參數(shù)既要出現(xiàn)又不存在,或既要高又要低,或既要大又要小等等。相對
10、于技術(shù)矛盾,物理矛盾是一種更尖銳的矛盾,創(chuàng)新中需要加以解決。物理矛盾所存在的子系統(tǒng)就是系統(tǒng)的關(guān)鍵子系統(tǒng),系統(tǒng)或關(guān)鍵子系統(tǒng)應該具有為滿足某個需求的參數(shù)特性,但另一個需求要求系統(tǒng)或關(guān)鍵子系統(tǒng)又不能具有這樣的參數(shù)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(tǒng)級別分離等。(六)物一場模型分析。(六)物一場模型分析。阿奇舒勒認為,每一個技術(shù)系統(tǒng)都可由許
11、多功能不同的子系統(tǒng)所組成,因此,每一個系統(tǒng)都有它的子系統(tǒng),而每個子系統(tǒng)都可以再進一步地細分,直到分子、原子、質(zhì)子與電子等微觀層次。無論大系統(tǒng)、子系統(tǒng)、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(zhì)和1種場(即二元素組成)。在物質(zhì)場模型的定義中,物質(zhì)是指某種物體或過程,可以是整個系統(tǒng),也可以是系統(tǒng)內(nèi)的子系統(tǒng)或單個的物體,甚至可以是環(huán)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、
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