6 技术创新过程与方法.pdf

1、技术创新过程与方法 一、 问题 二、创新 三、资源 四、技术系统进化定律 五、TRIZ理论 六、计算机辅助创新 主主 要要 内内 容容 问 题 问题，就是“应有状态”和“现状”的 差距。 问题产生 问题分析 需求进化（超系统变化）是导致问题 的主要原因。需求进化沿着两个方向 发展：全新需求的出现、已有需求的 发展，主要有五个趋势：理想化、动 态化、协调化、集成化和专门化。 问 题 产 生 1、功能模型分析：确定与问题相关的 元件与作用，初步确定问题区域。 问 题 分 析 功能模型功能模型 功能载体功能载体 作用作用 2、因果分析：通过分析现象（结果） 与现实之间的关系致力于发现导致问 题的原因

2、。TRIZ理论的根原因分析就 是因果分析法，通过表面问题找出潜 在原因。在分析时常用5 why法（指导 方针：创新性思维、绝对客观、小组 分析） 问 题 分 析 一、问题 二、 创新 三、资源 四、技术系统进化定律 五、TRIZ理论 六、计算机辅助创新 主要内容主要内容 创 新 影响创新的因素： 有限的知识、思维惯性、无奈的折中和无 法预测技术发展 规律性 按规律性可以将创新分为技术创新和产品创 新 内涵 即创新的问题，可以分为结构良好与结构不 良问题，还可以分为通常问题与发明问题。 结构良好与结构不良问题 结构良好问题： 问题的初始状态、目标状态、解决的路径或操作、 约束的逻辑状态和参数等都

3、是已知的。 要求应用有限的概念、规则、解决方案和原理。 结构不良问题： 问题的描述是含糊的；信息是不完整的、不 准确的或未明确的。 应用的概念、规则、解决方案和原理是不确 定的，或存在不一致性 创 新 技术创新分为持续性创新(渐进性创新、 突破式创新)和破坏性创新 S型曲 线 创新方法：PB方法理论、公理设计 理论、TRIZ理论 技术创新过程模型 技术创新过程模型 机会确定机会确定 机会分析机会分析 设想产生设想产生 设想选择设想选择 初步概念初步概念 设计要求设计要求 说明说明 生产生产技术设计技术设计商业化商业化 概念设计概念设计 详细设计详细设计工艺设计工艺设计 创造过程创造过程 模糊前

4、端模糊前端新产品开发新产品开发商业化商业化 一、问题 二、创新 三、 资源 四、技术系统进化定律 五、TRIZ理论 六、计算机辅助创新 主要内容主要内容 资 源 分 类 系统资源系统资源 外部资源外部资源 内部资源内部资源 直接利用资源直接利用资源 差动资源差动资源 导出资源导出资源 资 源 分 类 直接应用资源：物质资源、场资源、 空间资源、时间资源、信息资源、功 能资源 差动资源：差动物质资源（结构相异 性、材料相异性）；差动场资源（梯 度的利用、空间不均匀、场值与标准 值的偏差） 导出资源：通过某种变换，使不能利 用的资源成为可利用的资源。 结 构 相 异 性 结构相异性结构相异性 化学

5、特性化学特性 电特性电特性 几何特性几何特性 光学特性光学特性 声学特性声学特性 力学特性力学特性 REIZ理论资源分类 物质资源、场资源、空间资源、时间 资源、信息资源、功能资源 、财力资 源、人力资源、其他企业可用资源 资 源 分 析 方 法 资源分析方法 资源扩展 资源分析步骤 资源评价资源评价资源使用资源使用 资源选择资源选择 上一状态上一状态潜力状态潜力状态当前状态当前状态超系统超系统 上一状态上一状态潜力状态潜力状态当前状态当前状态当前系统当前系统 上一状态上一状态潜力状态潜力状态当前状态当前状态子系统子系统 资 源 分 析 步 骤 可用情况可用情况 直接用直接用 资源列表资源列表

6、 物质资源物质资源 场资源场资源 空间资源空间资源 时间资源时间资源 功能资源功能资源 进化资源进化资源 类比资源类比资源 人力资源人力资源 导出导出 获得范围获得范围 子系统子系统 本系统本系统 超系统超系统 资源选择资源选择 数量数量 不足 充足 无限 价值价值 昂贵 便宜 免费 质量质量 有用 一般 有害 如果找不到资源，到系统中寻找上一级如果找不到资源，到系统中寻找上一级 如果还找不到资源，重新定义需求如果还找不到资源，重新定义需求 一、问题 二、创新 三、资源 四、 技术系统进化定 律 五、TRIZ理论 六、计算机辅助创新 主主 要要 内内 容容 技术系统进化定律 技术系统进化定律和

7、进化路线描述了系统的进化过程和规律，对于同 一技术系统，从系统、子系统以及超系统层次上都可以应用每个进化 规律和路线进行分析，得出在每个方向上的进化趋势和产品可能的概 念结构，形成新的产品概念和开发课题。 技术系统进化定律技术系统进化定律进化趋势进化趋势进化路线进化路线 产品技术生命周期（产品技术生命周期（S S型曲线）型曲线） ： 婴儿期、过渡期、成长期、成熟期、退出期 技术系统进化定律技术系统进化定律 完整性、增加理想化水平、子系统的非均衡发展、动态化增长、增加 可控性、化微观、缩短路径、复杂化、增加协调性 应用领域：应用领域：定性技术预测、进行专利规避、市场创新 一、问题 二、创新 三、

8、资源 四、技术系统进化定律 五、 TRIZ理论 六、计算机辅助创新 主主 要要 内内 容容 TRIZ 理 论 基本概念 TRIZ体系结构 TRIZ解决流程 方法和工具 基基 本本 概概 念念 发明问题解决理论（TRIZ）诞生于前苏联。 理论依据： 1、问题及解决方案在不同的工业部门及不同的科 学领域重复出现。 2、技术进化模式在不同的工业部门及不同的科学 领域重复出现 3、发明经常采用不相关领域中存在的效应。 基于TRIZ理论的技术创新分级 TRIZ理论适用于创新分级中的24级的问题。 TRIZ理论的技术创新分级 等级方法知识 五级新发现全人类的知识 四级新原理科学原理 三级根本性的改进行业以

9、外的知识 二级少量的改进行业内的知识 一级外观上的解决方案个人的知识 TRIZ 理 论 基本概念 TRIZ体系结构 TRIZ解决流程 方法和工具 TRIZ 体 系 结 构 发明问题解决方法发明问题解决方法 标准解标准解 效应效应 冲突解决理论冲突解决理论 战略方法战略方法 技术进化定律技术进化定律 技术成熟度预测技术成熟度预测 需求进化定律需求进化定律 战术方法战术方法 功能分析、冲突分析、物质功能分析、冲突分析、物质-场分析、资源分析场分析、资源分析 知识库知识库 基本概念基本概念 世界专利库世界专利库概念层概念层 分析方法层分析方法层 问题解决方法层问题解决方法层 系统化方法层系统化方法层

10、 TRIZ 理 论 基本概念 TRIZ体系结构 TRIZ解决流程 方法和工具 选择与变换选择与变换 转换转换 TRIZ 解 决 流 程 TRIZ解解问题模型问题模型 领域领域 问题域问题域 领域问题领域问题领域解领域解 TRIZ域域 TRIZ 理 论 基本概念 TRIZ体系结构 TRIZ解决流程 方法和工具 冲突解决理论和方法 效应理论和方法 物质场模型 76个标准解 冲突解决理论和方法冲突解决理论和方法 矛盾是普遍存在的，冲突是矛盾的极端表 现。 冲突分类 ： 管理冲突 技术冲突 物理冲突 技术冲突求解 冲突分类 技术冲突出现的情况： 、在一个系统中引入一种有用功能，导致另一个子系统 产生一

11、种有害功能，或加强了以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变坏。 3、有用功能的加强或有害功能的减少使另一个子系统或 系统变得太复杂。 物理冲突出现的情况： 1、一个系统中有用功能加强的同时导致该子系统有害的 功能加强。 2、一个系统中有害功能降低的同时导致该子系统有用功 能的降低。 技 术 冲 突 求 解 39个标准工程参数个标准工程参数 美国专利库美国专利库 专利库专利库 40条发明原理条发明原理 冲突解决矩阵冲突解决矩阵 外部世界外部世界 TRIZ世界世界 技术冲突技术冲突 中国专利库中国专利库世界专利库世界专利库 解决案例解决案例 1,6,20,27 TR

12、IZ 理 论 基本概念 TRIZ体系结构 TRIZ解决流程 方法和工具 冲突解决理论和方法 效应理论和方法 物质场模型 76个标准解 效应理论和方法效应理论和方法 效应 效应与科学原理 效应模型 效应知识库 专利按功能分类 效应求解 效应效应 输出输出 输出输出 效应模型效应模型 效效 应应 效应：基于专利分析，效应将科学原理、系统属性 和现象与其工程应用有机地联系在一起，确定了在 科学原理和系统属性支配下输入/输出流之间的因 果关系。在实际应用中，通常需要将多种效应模式 组合成复合效应链来实现预期的输入/输出转换。 效应与科学原理 科学原理：知识按学科分类 效应：知识按问题分，科学原理+应用

13、 功能 创新设计：类比设计（本域、近域和远域） 功 能 19世纪40年代，美国通用公司的工程师首 先提出功能的概念，并把它作为价值工程研 究的核心。他认为，顾客购买的不是产品本 身，而是产品的功能。功能的定义：一个产 品必须要做的工作，通常用“动词+名词” （动词要抽象，名词要精确）表示。功能实 现原理的通用性是TRIZ理论的重要发现。 功能分类功能分类 功能结构模型功能结构模型 功 能 分 类 1 1、主要功能、附加功能和潜在功能、主要功能、附加功能和潜在功能 2 2、基本功能和辅助功能、基本功能和辅助功能 3 3、实用功能、外观功能和象征功能、实用功能、外观功能和象征功能 4 4、标识功能

14、和惯例功能、标识功能和惯例功能 功 能 结 构 新产品开发设计： 产品功能产品功能 基本功能基本功能-2 主要功能主要功能-1附加功能附加功能-4 辅助功能辅助功能-3 功 能 结 构 已有产品改进设计 建立功能模型建立功能模型 基本功能基本功能-2 主要功能主要功能-1附加功能附加功能-4 辅助功能辅助功能-3 建立系统模型建立系统模型 已有产品已有产品 系统分析系统分析 效 应 求 解 问题分析问题分析 功能分析功能分析 问题原理解问题原理解 需求功能定义需求功能定义 利用效应数据库查找适当的效应利用效应数据库查找适当的效应 利用关联和控制效应改进功能利用关联和控制效应改进功能 方案验证方

15、案验证 Y N TRIZ 理 论 基本概念 TRIZ体系结构 TRIZ解决流程 方法和工具 冲突解决理论和方法 效应理论和方法 物质场模型 76个标准解 物 质 场 物质场模型是TRIZ 理论中的一个重要的问题构 造、描述和分析的工具，是TRIZ 理论中最小的具 有机能、可控的技术系统的模型。 物质场模型： 物质场模型四种基本类型 ： 有效完整系统 不完整系统 无效完整系统 有害系统 场场F 作用对象作用对象 S1工具工具 S2 物 质 场 物质场模型变换规则： 1、为不完整物质场引入新元件 2、为提高现有物质场的功效，延伸已有物质场 3、对检测或测量问题，可延伸产生两个场，一个 作为输入，一

16、个作为输出 4、消除有害的、多余的、不需要的物质场的最 有效方法是引入第三种物质S3 5、在输入、输出间增加一个作为转换的中介物质 物 质 场 物质场模型建立流程： 1、明确问题发生部位，识别组件（场F、物质 S1、S2） 2、描绘物质场模型，确定物质之间的相互作 用，对系统的完整性、有效性进行评价 3、选择物质场模型变换规则 4、确定代表性解即通解 5、将通解的模型转化为模型的特解 TRIZ 理 论 基本概念 TRIZ体系结构 TRIZ解决流程 方法和工具 冲突解决理论和方法 效应理论和方法 物质场模型 76个标准解 76个标准解 “物质物质场场”模型模型 美国专利库美国专利库 专利库专利库

17、 知识库知识库 第一类第一类 外部世界外部世界 TRIZ世界世界 已有产品或技术已有产品或技术 中国专利库中国专利库世界专利库世界专利库 解决案例解决案例 标准解标准解 13个个 第二类第二类 标准解标准解 23个个 第三类第三类 标准解标准解 6个个 第四类第四类 标准解标准解 17个个 第五类第五类 标准解标准解 17个个 不不 充分充分 最小改变？最小改变？ 不充分不充分 缺乏缺乏 检测检测/测量测量 标准解使用流程 选择需要改进的系统选择需要改进的系统 问题的简洁描述问题的简洁描述 需要需要 ？ 建立系统的物质建立系统的物质场模型场模型 相互作用相互作用 是？是？ 第第1或第或第2类标

18、准解类标准解 第第3类标准解类标准解 第第4类标准解类标准解 第第5类类 标准解标准解 有害有害 第第1.2类标准解类标准解 第第1.1类类 标准解标准解 超系统超系统 或或 子系统子系统 的改变的改变 ？ 解充分么？解充分么？ 第第5类类 标准解标准解 提炼问题描述提炼问题描述 充分充分 改变的规模改变的规模 第第2类类 标准解标准解 第第3类类 标准解标准解 充分？充分？ 不不 预测改变的潜力预测改变的潜力 一、问题 二、创新 三、资源 四、技术系统进化定律 五、TRIZ理论 六、 计算机辅助创新 主主 要要 内内 容容 计算机辅助创新设计软件系统 计算机辅助创新设计软件系统计算机辅助创新设计软件系统 冲突原理工具冲突原理工具 技术进化工具技术进化工具 技术成熟度预测工具技术成熟度预测工具 标准解工具标准解工具 效应工具效应工具 方案编辑方案编辑 方案浏览方案浏览 方案保存方案保存 新建方案新建方案 创新设计工具创新设计工具方案管理方案管理企业知识管理企业知识管理 实例编辑实例编辑 删除实例删除实例 实例浏览实例浏览 实例添加实例添加