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现代机械设计方法-TRIZ理论概述详解ppt

归档日期:11-23       文本归类:拐枪      文章编辑:爱尚语录

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  TRIZ理论概述 目 录 导言:自主创新,方法先行 导言:自主创新,方法先行 ? 中国卖出8 亿件衬衫才能 买回一架A380 飞机; ? 一台斗容90 立方米、工作 半径达100米 大型矿山拉斗 铲,价格高达 16亿人民币; 现代经济中的“微笑曲线” 创新无处不在, 创新人人能干-1 水滴躺椅 一 口 價: 56000.00 元 ? 對水滴的一瞬間進行連續抓拍得到清晰的水花圖像, 從而讓我們欣賞到最平凡的生活中蘊藏的美麗。 而我們今 天的為大家介紹的這款躺椅就是以此為靈感設計的。造型取 自水滴濺起的一瞬間。在炎熱的夏日裡躺在這樣的躺椅上, 一定能夠享受到一份額外的清涼。 创新无处不在, 创新人人能干-2 極致的收納衛生間 浴室的幾乎所有設備整合這是一款利用旋轉的結構來 實現收納效果的產品。它將浴室裡的幾乎所有設備都整合到 了一個柱體內,而每個不同的功能區對應著各自的旋轉模 塊,需要的時候只需要將相應的模塊旋轉出來即可。 對於 浴室空間狹小的朋友而言,絕對是一款不錯的產品。 一 口 價: 57600.00 元 a 新型狙击步枪“拐弯枪” 由以色列人发明的新型狙击步枪,人称“拐弯枪”。它适于在城市巷战等特殊的战术环境,如开放或封闭的建筑物空间中使用。 “拐弯枪”已经引起国际轻武器市场众多用户的兴趣。这种神奇的价钱不低,单价要3000~5000美元。 “提高自主创新能力,建 设创新型国家。这是国家发展战略的核心,是提高综合国力的关键。” 把提高自主创新能力放在了更加重要的位置。 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) (二)TRlZ理论的发展历程 ● 1946~1956年,诞生期——开始研究隐藏在发明背后的规律至第一篇TRlZ论文发表(TRIZ-56); ● 1956~1985年,发展期——解决发明问题规则系统新版本的发布(TRIZ-85)标志 TRIZ理论体系建立与完善。从苏联国内专家级研究应用走向教育普及; ● 1985~1989年,成熟期——成立俄罗斯TRIZ协会,开发出第一个TRlZ软件,开始 研究TRlZ理论与其他理论方法的结合; ● 1989年,随着前苏联解体,TRIZ理论走向世界; ● 1993年TRlZ正式进入美国,1999年美国奥特舒勒TRIZ研究院和欧洲TRlZ协会相 继成立,伴随着TRlZ在欧美和亚洲的大规模研究和应用的兴起,TRIZ的发展进入 新的进化阶段; ● 1999~2004年,欧美、日、韩从专家级研究应用发展到大规模行业应用并走向 教育普及,广泛吸收产品研发与创新的最新成果,试图建立基于TRlZ的技术创新 理论体系; ● 2004年TRlZ国际认证进入中国,开始行业应用与中国教育探索。 传统试错法发明创新付出的巨大代价 如:电灯(6000次失败) 蓄电池(50000次失败) 硫化橡胶(一生的心血) 搪瓷(一生的心血) 海飞丝(加拿大,约1500次失败) …… TRIZ的核心思想 TRIZ的理论体系 TRIZ理论体系的主要内容 TRIZ的九大经典理论: ? TRIZ的技术系统八大进化法则 ? 最终理想解(IFR) ? 40个发明原理 ? 39个工程参数和阿奇舒勒矛盾矩阵 ? 物理矛盾的分离原理 ? 物-场模型分析 ? 发明问题的(76个)标准解法 ? 发明问题标准算法 ? 物理效应和现象知识库 TRIZ规律性的结论 1. 在以往不同领域的发明和创新中所用到的原理方 法并不多;不同时代的发明,不同领域的发明, 应用的原理与方法被反复利用 。 2. 相同的问题与解决该问题所使用的原理,在不同 的领域反复出现 。 3. 技术系统进化的模式(规律)在不同的工程及科 学领域反复出现 。 4. 创新设计所依据的科学原理往往属于其它领域 TRIZ帮助波音赢得 16亿美元空中加油机订单 ? 25名前苏联TRIZ专家对450名工程师进行两星期培训加讨 论,“困扰了几个研发小组长达数年的一些难题,找到了 完美的解决方案。” ? 经论证,无须开发新的加油机,可直接改装波音767机型。 国内知名企业研究所的典型应用 产品技术系统进化的例子 2、遵循不同模式的产品进化案例 门锁的进化 Google手机地图定位服务取代 GPS APPLE Iphone-3手机 通信功能 数码相机 笔记本电脑 电子游戏机 MP3、MP4播放器 GPS定位仪 …… ZRIZ理论和方法的矛盾解决办法 ? 传统设计是在矛盾双方取得折中方案,矛 盾并没有得到彻底克服和解决; ? TRIZ理论的核心是建立了基于消除矛盾的 逻辑方法。运用通用工程参数来表述矛 盾 ,使设计人员在设计过程中不断地发现 并解决矛盾,推动产品的不断进化,从一 个状态进化到一个新的状态,向着理想化 创新产品设计的实现。 39个通用工程参数的属性分类 (二)40个发明原理 ──用有限的40条原理来解决无限的发明问题 ? 阿奇舒勒通过对250万份发明专利的研究发现,大约只有20% 左右的专利才称得上是线%的专利往往早已 在其它的产业中出现并被应用过 。 ? 阿奇舒勒坚信发明问题的原理是客观存在的,设计者掌握这些 原理,就可以大大提高发明的效率、缩短发明的周期,而且能 使发明过程更具有可预见性。为此,阿奇舒勒对大量的专利进 行研究、分析、总结、提炼出了TRIZ中最重要的、具有普遍 用途的40个发明原理。 ? 当前,40个发明原理已经从传统的工程领域扩展到微电子、医 学、管理、文化、教育等社会的各个领域问题。40个发明原理 的广泛应用,导致不计其数新的专利发明的产生。 分割原理的现代应用实例: A、将一个物体分成相互独立的几部分 分割原理的现代应用实例: B、使物体成为可组合(易于拆卸和组装)的 ? 空间分离 解决十字路通的办法 ? 条件的分离 TRIZ理论 研发人员、技术工人掌握TRIZ理论后,就会越干越聪明。成为企业最有价值的宝贵资源。 掌握TRIZ与不掌握TRIZ的人的创新能力相差几十倍至几百倍。 你可以等待100年获得顿悟,也可以利用这些原理用15分钟解决问题。 电脑键盘的动态性进化轨迹 102 101 100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 量子计算机 计算机的进化 未来的电脑 电话-手机的进化 二、技术系统及其进化法则 用户只需要下载最新的2.0版本Google Maps移动版到手机中,便能够点击我的位置来查询目前手机的当前位置。其并不是根据GPS来进行卫星定位,而是根据手机移动网络的发射塔来确定手机的相对位置。 投影手机 这款手机支持的DLP投影技术,通过手机顶部设计的微型投影设备可以让在手机屏幕上的影像投影在大屏幕上进行显示。 日本Kyowa Exeo公司把图象监视系统与NTT Docomo公司的FOMA的第三代手机巧妙地结合起来。 手机监视器 自然定律矛盾 矛盾 工程矛盾 社会矛盾 自然矛盾 个性矛盾 组织矛盾 文化矛盾 技术矛盾 物理矛盾 管理矛盾 宇宙定律矛盾 1、TRIZ理论对矛盾的分类树 易 难 (一)技术矛盾与通用工程参数 三、技术矛盾与阿奇舒勒矛盾矩阵 ? 第一种战略:不关注和回避矛盾 ? 第二种战略:接受矛盾的一个方面 ? 第三种战略:采取折衷的办法 ? 第四种战略:彻底解决矛盾 人类实践中对待矛盾发展的四种战略 3、TRIZ的矛盾解决流程 三、技术矛盾与阿奇舒勒矛盾矩阵 三、技术矛盾与阿奇舒勒矛盾矩阵 损失参数:能量损失、物质损失、信息损失、时间损失 与测量有关的参数:测量的必要性、测量精度 技术参数:操作时间、可靠性、强度、适用性和通用性、可 制造性 / 可操作性/ 可维护性、制造精度、设计复杂性、 自动化程度、生产率、对象的稳定性 功率参数;物体的能量消耗、功率 系统参数:作用于物体的有害因素、物体产生的有害因素 一般物理参数:重量、速度、力、应力/ 压强、温度、光照度 几何参数:长度、面积、体积、形状 三、技术矛盾与阿奇舒勒矛盾矩阵 三、技术矛盾与阿奇舒勒矛盾矩阵 30、柔性壳体或薄膜 结构原理 31、多孔材料原理 32、变换颜色原理 33、同质性原理 34、自弃与修复原理 35、改变状态原理 36、相变原理 37、热膨胀原理 38、强氧化作用原理 39、惰性(或线、不足或过度作用原理 17、多维化原理 18、振动原理 19、周期性作用原理 20、有效持续作用原理 21、急速作用原理 22、变害为益原理 23、反馈原理 24、中介物原理 25、自助原理 26、复制原理 27、一次性用品替代原理 28、替换机械系统原理 29、气压或液压结构替代 原理 01、分割原理 02、抽出原理 03、局部特性原理 04、不对称原理 05、合并原理 06、多功能原理 07、嵌套原理 08、质量补偿原理 09、预先反作用原理 10、预先作用原理 11、预置防范原理 12、等势原理 13、反向作用原理 14、曲面化原理 15、动态化原理 40个发明原理 大货车分割成 独立的车头与车厢 发射中的M270和正在爆裂的M270子母弹 三、技术矛盾与阿奇舒勒矛盾矩阵 组合家具 活动房屋 三、技术矛盾与阿奇舒勒矛盾矩阵 漩涡使水向外抛,减缓漏水速度。 不对称的漏水口降低旋涡速度,而增快漏水速度。 美国专利 B 防止涡漩溢出的不对称漏斗 三、技术矛盾与阿奇舒勒矛盾矩阵 希望刷毛既短而硬,又长而软。 应用不对称(对非对称 对象增加其非对称程度)。 美国专利 C 洗涤效果既有力又柔和的不对称刷子 三、技术矛盾与阿奇舒勒矛盾矩阵 133 矛盾矩阵表 17(20)静止物体的消耗 能量 18(21)功率 19(11)应力/压强 20(14)强度 21(13)结构的稳定性 22(17)温度 23(18)物体明亮度(照 度) 24.运行效率. 25(23)物质的损失 26(25)时间的损失 27(22)能量的损失 28(24)信息的遗漏(损 失) 29.噪音 30.有害的扩散(散发) 31(31) (物体产生的) 有害副作用 编码及名称 32(35)适应性(通用性) 33.兼容性(可连通性) 34(33)可操作性(易使用性) 35(27)可靠性 36(34)易维修性 37.安全性 38.易受伤性 39.美观 40(30)(物体对外部)有害作用 的敏感性 41(32)可制造性(易加工性) 42(29) 制造加工的精度 43(38)自动化程度 44(39)生产率 45(36)装置(构造)的复杂性 46.(37)控制(检测与测量)的 复杂性 47.测量难度 48(28)测量精度 1(1)运动物体的质量 2(2)静止物体的质量 3(3)运动物体的尺寸 4(4)静止物体的尺寸 5(5)运动物体的面积 6(6)静止物体的面积 7(7)运动物体的体积 8(8)静止物体的体积 9(12)形状 10(26)物质的数量 11.信息的数量 12(15)运动物体的耐 久性(耐久时间) 13(16)静止物体的耐 久性(耐久时间) 14(9)速度 15(10)力 16(19)运动物体消耗 的能量. 编码及名称 编码及名称 扩展后的48个通用工程参数 ? 时间分离 解决十字路通的办法 四、物理矛盾与分离原理 十字路口的转盘 四、物理矛盾与分离原理 将十字路口设计成两个丁字路口,延缓一个方向的行 车速度,加大与另一个方向的避让距离 ? 系统分离 四、物理矛盾与分离原理 * * 2009年6月 导言:自主创新,方法先行 一、TRIZ理论概述 二、技术系统及其进化法则 三、40个发明原理及阿奇舒勒矛盾矩阵 四、物理矛盾及分离原理 我国与创新型国家技术对外依存度比较 导言:自主创新,方法先行 (一)提高自主创新能力已成我国当务之急 4、专利质量差 我国在科技创新上与发达国家的明显差距 1.6% 2.6% 3.2% 14 200 122 2、研发人员少 3、专利数量少 5万 2.7万 1.7万 3190 24.4% 85.8% 发达国家发明专利占85.8% 申请专利 发明专利 我国发明专利占24.4% . 发明专利 1、研发投入少 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50% 3.00% 3.50% 中国 美国 日本 2006年研发投 入占GDP比重 创新 科技 75 64 49 中国 32 26 28 香港 8 7 17 韩国 5 8 12 日本 13 10 6 新加坡 3 3 5 台湾 10 5 4 丹麦 4 4 3 瑞典 1 1 2 美国 2 2 1 芬兰 显赫排名的主要指数 2005~2006WEF全 球成长竞争力排名 43 50 55 56 46 印度 54 49 46 44 33 中国 2006~ 2007 2005~ 2006 2004~ 2005 2003~ 2004 2002~ 2003 年度 中国与印度全球竞争力排名比较 导言:自主创新,方法先行 研发、咨询 生产制造 售后服务 效益 21世纪 创新经济 20世纪90年代 知识经济 20世纪60~70 年代工业经济 资源消耗 环境污染 资源消耗 环境污染 生产经营环节 深圳繁兴科技公司研制,拥有自主知识产权(已申请了50多项专利,包括十几项国际专利). 全世界第一个会做中国菜的烹饪机器人“爱可” 总书记在《十七大报告》中提出: (三)自主创新,方法先行 导言:自主创新,方法先行 希望打破 “常规”的人 广博的 技术知识 有效的 创新方法 创新三要素 导言:自主创新,方法先行 (一)何为TRIZ TRIZ──意为“发明问题解决理论”, 是按ISO/R9-1968E规定,由原俄文转换成拉丁文后的首字母缩写: ТеорияРешения ИзобретательскихЗадач Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch 一、TRIZ理论概述 TRIZ工具 39×39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 物--场分析与76个标准解 迄今为止,TRIZ已分析了15,000,000专利 有代表性的 实用专利 20% 2, 500,000 500,000 发明专利库 20万→250万 4万→50万 TRIZ理论发展历程图 一、TRIZ理论概述 一、TRIZ理论概述 ? 第一,无论是一个简单的产品还是复杂的技术 系统,其核心技术都是遵循客观规律发展演变的,即 具有客观的进化规律和模式; ? 第二,各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决 是推动这种进化过程的动力; ? 第三,技术系统发展的理想状态是用最少的资 源实现最大数目的功能。 (三)TRIZ的理论体系 一、TRIZ理论概述 一、TRIZ理论概述 一、TRIZ理论概述 一、TRIZ理论概述 TRIZ理论的积极践行者和最大受益者 船舶系统工程部等 70,201等研究所 702 , 710,712, 713 ,715等研究所 中航601等研究所 203等研究所 692等单位 产品的创新设计实例:土豆收割机 前人预测 :1997 SANYO :2001 研发 极限 超声波作用原理 海尔 无洗衣粉 洗衣机 洗涤 效果 时间 化学作用原理 挂锁 链条锁 电子锁 指纹锁 二、技术系统及其进化法则

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