TRIZ理论

（一）TRIZ理论的基本思想

 基本思想；大量发明创造所包含的基本问题和矛盾是相同的。

优势；避免传统创新过程的试错法带来的盲目性和局限性。掌握TRIZ理论提高发明的成功率，缩短发明周期。

 TRIZ理论核心；是系统进化理论，解决技术矛盾和冲突是系统进化的推动力。 （二）TRIZ理论体系结构 1、TRIZ理论的理论基础

体系结构中的第一部分：TRIZ理论的理论基础 TRIZ理论基础是技术系统的进化模式。该模式包含用于工程技术系统进化的基本规律，理解这些模式可以帮助人们形成对问题发展轨迹的总体概念，得到其发展前景的正确判断，从而增强人们解决问题的能力。

 TRIZ理论认为任何领域的技术产品都与生物系统一样，存在着产生、生长、成熟、衰老和灭亡的产品进化规律。  掌握了这些规律，人们就能能动的进行产品的创新设计、开发并能预测产品的未来趋势。

 案例：数据化信息储存技术的进化 ❖ 穿孔纸带→磁带→磁盘 ❖ 光盘→U盘→移动硬盘  案例：计算技术的进化

 伴随着人类历史发展的计算技术一样，先是算盘的发明、推广和广泛运用，达到珠算技术的成熟。

 伴随着计算机的出现，算盘技术也就走向衰老和灭亡。 2、TRIZ理论分析工具 (1) 矛盾分析

 发明问题的核心是：解决矛盾冲突。矛盾分为物理矛盾和技术矛盾。 A. 物理矛盾是指一个系统中同一个参数的矛盾也就是自相矛盾；  案例：自行车使用时变大、停放时缩小。（这就是同一参数--体积的矛盾） B. 技术矛盾：一个技术系统中的不同参数之间的矛盾。  案例：汽车速度越高，安全性下降。

 TRIZ理论归纳整理了39个通用工程参数，对工程设计中存在的技术矛盾进行描述。  通过39个工程参数构造了矛盾冲突矩阵，来引导设计者选用TRIZ理论的40条发明原

理。

(2) 物质--场分析

TRIZ理论认为：任何产品的所有功能都可以分解为两个物质和一个场，可以用物质--场分析法来分析产品的功能。 (3) ARIZ算法

 将初始问题程式化；

 将矛盾冲突与理想解进行程式化处理；  使技术系统向理想解的方向进化。 (4) 需求功能分析

需求功能分析的目的是从完成功能的角度来分析系统、子系统或部件。 3. 基于知识的问题解决工具

 TRIZ理论提供了三个基于知识的问题解决工具，他们是40条发明创造原理、76个标准

精选文档

解和效应知识库，这些工具是收集归纳人类创新经验和大量的基础之上发展起来的。 (1)40条发明创新原理

 TRIZ理论提供的40条发明创造原理用于找出解决技术矛盾冲突的解决方案，每一种解

决方案都是一个建议，应用该建议可以使系统产生特定的变化用来消除存在的技术矛盾冲突。 (2)76个标准解

 TRIZ理论的76个标准解用于解决技术系统进化模式的标准问题，并建议采用哪一种系

统变化来消除所存在的问题。 (3) 效应知识库

 效应知识库是TRIZ理论中最容易使用的工具，在效应知识库中集成了物理、化学和几

何学等方面的专利和技术成果。效应知识库列出了各种效应，同时还列出了该效应采用专利的专利号。

 发明人若需要实现某种特定功能，效应知识库可以提供多个可供选择的方法。  案例：应用效应知识库解决惯性力问题

要解决惯性力问题，可查找效应知识库的物理指南。 第1号是力学效应，里面有解决惯性力的问题； 第一条是创造附加压力（专利号为509539);

第二条是惯性离心力；粉末的分类（专利号为825190） 三、TRIZ理论专利等级划分

➢ 不同的专利存在两个方面特点：

1、专利的社会认可程度不同，实用度和商业价值不同。

2、专利的技术地位不同。有的专利是核心产品，有的是锦上添花。 ➢ 根据专利的科技贡献和应用范围，专利或发明创新分为5个等级。 级别 1 2 3 4 5 创新程度 简单的解 少量的改进 全新的概念 发现 比例 32% 45% 4% 知识来源 个人知识 个人+部门知识 行业内的知识 跨行业跨学科的知识 试错法求解的试错数量 10 100 1000 10000 100000 根本性的改进 18% <1% 所有已知的知识或新知识 四、技术系统进化S曲线

➢ 技术系统：所有实现某种功能的事物可称为技术系统。（汽车）

➢ 技术系统进化S曲线完整地描述了一个产品从孕育，成长，成熟到衰退的变化规律。

— 2

精选文档

— 3

精选文档

五、物理矛盾及其解决原理 （一）矛盾

—

4

精选文档

➢ 矛盾普遍存在于各种产品或技术系统中，改变其中某零部件时，可能会对产品其他方面

性能产生负面影响。

➢ 对于技术中存在的矛盾，通常按照折中法进行处理。 ➢ 折中法仅仅降低了矛盾的程度，并没有彻底解决。 ➢ 发明问题的核心是发现矛盾并解决矛盾，技术系统进化就是不断解决系统所存在矛盾的

过程。

✓ 物理矛盾则是指同一个参数的两个互相对立的特性，也就是说自相矛盾。比如温度的冷

和热。

✓ 技术矛盾，是指在一个技术系统中，当一个参数被改动时，另一个参数就变差。 （二）物理矛盾

➢ 所谓物理矛盾是指为了实现某种功能，一个子系统或元件应具有某种特性，但该特性出

现的同时会产生与此相反的不利或有害的后果。 ➢ 物理矛盾一般来说有两种表现：

✓ 一是系统中有害性能降低的同时导致该系统中有用性能的降低； ✓ 二是系统中有用性能增强的同时导致该系统中有害性能的增强。  飞机的机翼大小，起飞大，飞行小。  手机大小，携带小，显示屏和键盘大。

3、物理矛盾的四个解决原理 （1）空间分类

 将矛盾双方分离在两个不同的空间，以降低解决问题的难度。

✓ 测量海底时，将声呐探测器与船体空间分离，用以防止干扰，提高测量精度。 ✓ 在快车道上方建立人行天桥，车流和人流各行其道，实现空间分离。 （2）时间分离

 将矛盾双方分离在不同时间，以降低解决问题的难度。

✓ 将飞机机翼设计成可调的活动机翼，以适应在飞行中各个时间段的不同要求。

✓ 又如为了解决用电高峰期电能紧缺的矛盾，进行时间分离，用电低峰时降低用价，鼓励

人们低峰时用电。 （3）条件分离

 将矛盾双方在不同的条件下分离，以降低解决问题的难度 ✓ 高台跳水要求：水硬（防止运动员跌落池底）

—

5

精选文档

✓ 水软（防止运动员受伤）

 条件分离：采用物理参数改变水的密度，向游泳池中打入气泡，降低水的密度，使水变

得柔软一些，防受伤。 （4）整体与部分分离

 将矛盾的双方在不同层次分离，以降低解决问题的难度。 ✓ 固定电话

矛盾：人打电话不能离开，又需要离开电线和与主机连在一起。 解决方案：子母机

❖ 案例：燃灶燃气输入控制  分析问题

✓ 燃具工作时燃气的输入大小希望可控，从而减少能量的浪费。 ✓ 当加热锅时，应加大燃气输入量，当锅是空的或锅不在位置时，应仅减少输入少量燃气，

起保温或保持炉火燃烧的功能。  物理矛盾提取：

✓ 根据条件的不同，希望燃气输入可大可小，构成物理矛盾。 六、技术矛盾及其解决原理  技术矛盾表现为两个方面

在子系统中引入一种有用功能后，会导致另一子系统产生有害功能，或加强了已存在的一种有害功能；

一种有害功能会导致另一子系统有害功能的削弱；有用功能的加强或有害功能的削弱使另一子系统或系统变得复杂。

 描述技术矛盾：39个通用工程参数与40个发明原理

TRIZ法通过对百万件专利的详细研究，提出了39个通用工程参数来描述技术矛盾。 在实际应用时，首先要把组成矛盾双方的性能能用该39个通用工程参数来表示，这样就将实际工程技术中的矛盾转化为一般的标准的技术矛盾。  39个通用工程参数

— 6

精选文档

 40个发明原理

怎么解决两个通用参数之间的矛盾？

 TRIZ法研究人员在对全世界专利进行分析研究的基础上，提出了40条解决技术矛盾的

发明创新原理

7

—

精选文档

 解决发明难题的三步骤

1. （确定待决的问题）第一步：分析技术系统（描述问题，建立问题模型确定技术矛盾，即确定两个工程参数）

2. 第二步：解决技术矛盾（发明原理）

3. （类比）第三步：应用（最终解决方案）可循环 ➢ 提取技术矛盾对：陨石撞地球

科学家需要获得大量的陨石，但区分陨石和普通石头很困难，必须消耗大量的时间在地球表面将陨石挑拣出来，但往往仅能得到约百万分之一。

这就产生了技术矛盾，即必须寻找大量陨石，但会大大增加寻找的时间。 改善的通用参数是37（监控和测试的困难程度）；为了得到陨石，必须对地面上的所有石块进行分析。

恶化的通用工程参数是将耗费大量时间即25（时间损失）。

因此例子中的技术矛盾是“监控和测试的困难程度VS时间损失”。 七、案例分析

如果由矛盾矩阵所有给出的原理都完全不能应用，则需重新确定技术矛盾，再做一遍，直到找出可操作的解决方案。  案例1：开启果壳

分析：取杏仁时必须去壳，现用锤砸或用机械方式压碎。制造性能好但产品的形状。 查39个通用工程参数，得出32（可制造性）和12（形状）之间有技术矛盾。 TRIZ法求解：查39*39矛盾矩阵，得出可用的发明创新原理为1（分割与切割）、28（机械系统的替代）、13（反向）和27（用廉价而寿命短的替代昂贵而寿命长的物体）。

分析改进的具体技术方案：分割意味着要把壳完全分开，机械系统的替代意味着要用另一种系统，反向意味应从里向外加力。

解决办法：在密闭的容器加入高压气体，突然施压，杏仁内的空气膨胀，立刻打开杏仁壳。

 案例2：PIZZA盒的设计 ✔确定矛盾的过程 （1）问题是什么？

送外卖的时候，PIZZA的热量散失，温度下降 （2）现在有什么解决方案？

提高盒子的密闭性，减少热量散失，避免温度降低 （3）这个解决方案有什么问题？

水蒸气无法排出，PIZZA变软，变黏 ✔建立原问题的求解问题模型

改善的参数：减少了温度的降低

恶化的参数：水蒸气无法排出，PIZZA变软，变黏 查表格可知17（温度），31（物体产生的有害因素）的矛盾

—

8

精选文档

✔回到原问题：PIZZA盒的最终设计解决方案 22.变害为利原理

35.物理或化学参数改变原理 02.抽取原理

24. 辅助中介原理

— 9