TRIZ创新理论方法及应用

当今世界,科技创新呈现出学科交叉、群体突破的发展态势，只有创新才能在以科技创新为核心、日益激烈的国际竞争中取得发展先机。依靠科技支撑引领产业转型、结构优化、提质增效，才是抢占战略竞争制高点的根本途径。大力实施创新驱动发展战略，加快调结构、转方式、促升级，则是建设创新型国家、实现转型升级的必然选择。
“自主创新，方法先行”，创新发展需要方法支撑。而TRIZ创新方法以其丰富的创新思维、科学的分析手段、多样的解题工具、实用的解决方法，在众多创新理论方法中成为科研技术人员在创新工作中解决技术问题时不可或缺的实用方法。TRIZ回答了发明问题解决的过程、新产品开发的工具等难题，已被公认为世界级的创新方法，被绝大部分国际国内知名公司广泛采用。
为进一步促进推广应用创新方法，助推创新方法人才培养，扩大掌握创新方法的企业技术人员和高职院校师生队伍，甘肃省科技发展促进中心与甘肃省创新方法研究会、甘肃交通职业技术学院组织创新技术人员编写了本书。
本书针对技术创新方法的基础教学、培训与应用实践要求而编写,系统性、实用性强，不仅可作为职业本专科院校技术创新方法课程教材以及各级工程技术人员创新方法培训和自学教材,而且对相关领域的专业技术人员也具有重要的参考价值。
本书得到了甘肃省科技发展促进中心、甘肃省创新方法研究会、兰州理工大学红柳创客梦工厂、北京慧达创新科技有限公司的大力支持。
本书由甘肃交通职业技术学院徐斌担任主编；甘肃省科技发展促进中心蒲彦君、严玉峰，甘肃交通职业技术学院武彦芳担任副主编；甘肃长达路业有限责任公司刘振华，甘肃交通职业技术学院李飞、程月洁参编。其中第1章、第5章由徐斌编写，第2章、第3章、第8章由蒲彦君编写，第4章、第6章由严玉峰编写，第7章、第9章由刘振华编写，第10章由刘振华、武彦芳、李飞、程月洁、严玉峰编写。全书由徐斌统稿，韩建忠、李建芳承担审核工作。在本书的编写过程中，韩建忠、谢黎明、冯辉霞、李建芳、李建国、龚成勇、卢明、张娟、赵建炜、贾金龙等老师多次提出宝贵意见，在此表示诚挚的谢意。
由于编者学术水平有限，书中难免存在不足之处，恳请读者及同行批评指正。

徐斌 　
2022年5月　

发明问题解决理论——TRIZ是苏联海军专利局专利审核员、发明家根里奇"阿奇舒勒及一批研光人员经过多年努力，在分析研究世界上大量高水平专利的基础上，提和创建的。TRIZ回答了发吲可题解决的过程、产品开发工具等难题，已被公认为世界级的创新方法，目前绝大部分国际大公司广泛采用。
“自主创新，方法先行”，对于职业技术人员而言，TRIZ方法的应用非常重要。本书通过工程案例，从工程技术应用角度出发介绍TRIZ理论与工具，按照功能分析、解决问题的流程和应用模板、案例患考等方式，使读者更快地掌握TRIZ理论，以及更方便快捷地应用TRIZ工具来解决实际工程技术问题。
本书针对技术创新方法的基础教学、培训与应用实践要求而编写，系统性、实用性强，可供相关领域的专业技术人员参考使用，也可作为职业本专科院校技术创新方法课程教材以及各级工程技术人员培训和自学教材。

第1章 TRIZ基础
1.1　创新的概念	　2
1.1.1　科学、技术与工程	　2
1.1.2　发现和发明	　3
1.1.3　产品创新	　4
1.1.4　技术创新	　5
1.2　创新过程与方法	　5
1.3　发明问题解决理论——TRIZ	　7
1.3.1　TRIZ的发展简史	　8
1.3.2　TRIZ创新理论体系	　10
1.3.3　TRIZ的核心思想	　11
1.3.4　TRIZ的适用范围	　12
1.4　TRIZ中发明等级	　13
1.4.1　发明的创新水平	　13
1.4.2　五个发明级别	　14
1.4.3　发明级别划分的意义	　18
1.5　TRIZ问题模型与工具	　19
1.6　TRIZ应用流程	　21
思考题	　23
参考文献	　23

第2章 创新思维与创新技法训练
2.1　思维模式简介	　26
2.1.1　思维定势	　26
2.1.2　泛化思维	　26
2.2　创新性思维方式	　27
2.2.1　发散思维与收敛思维	　27
2.2.2　正向思维与逆向思维	　30
2.2.3　横向思维与纵向思维	　32
2.2.4　求同思维与求异思维	　35
2.2.5　转换问题	　37
2.3　创造性思维的培养与训练方法	　38
2.3.1　奠定创造性思维的基础	　38
2.3.2　如何突破思维定势	　39
2.3.3　打开泛化思维视角	　41
2.3.4　发散思维训练	　42
2.3.5　想象思维训练	　43
2.3.6　联想思维训练	　45
2.3.7　直觉思维训练	　48
2.4　创造性思维技法	　50
2.4.1　整体思考法	　51
2.4.2　九屏幕法	　54
2.4.3　尺寸-时间-成本分析（STC）	　55
2.4.4　资源-时间-成本分析（RTC）	　56
2.4.5　金鱼法	　58
2.4.6　聪明小人法	　60
2.5　最终理想解（IFR）方法	　61
2.5.1　理想度	　62
2.5.2　理想系统	　62
2.5.3　最终理想解	　63
思考题	　65
参考文献	　66

第3章 TRIZ的基本概念和因果分析法
3.1　TRIZ的几个基本概念	　68
3.1.1　技术系统	　68
3.1.2　功能	　69
3.1.3　矛盾	　69
3.2　因果分析概述	　70
3.3　因果轴分析	　70
3.4　因果矩阵分析	　79
3.5　5W分析法	　81
3.5.1　5W分析法概述	　81
3.5.2　5W分析法的应用步骤	　82
3.5.3　5W分析法的常用工具	　83
3.5.4　5W分析法的注意要点	　84
3.5.5　5W分析法案例分析	　86
3.5.6　5W分析法的补充说明	　87
3.6　鱼骨图分析法	　88
3.6.1　鱼骨图分析法概述	　88
3.6.2　鱼骨图的用法	　88
3.6.3　鱼骨图的评价	　93
思考题	　94
参考文献	　94

第4章 TRIZ的经典分析法
4.1　系统分析	　96
4.1.1　系统的概念	　96
4.1.2　系统的特征	　97
4.1.3　系统思维	　97
4.1.4　系统分析	　99
4.2　功能分析	　100
4.2.1　功能定义与表达	　101
4.2.2　功能分类	　104
4.2.3　功能分析与功能模型分析	　106
4.3　组件分析	　109
4.3.1　建立组件列表	　109
4.3.2　相互作用分析	　113
4.3.3　建立功能模型	　115
4.4　资源分析	　119
4.4.1　资源的特征	　119
4.4.2　资源的分类	　120
4.4.3　资源分析方法	　122
4.4.4　资源使用的顺序	　125
4.5　裁剪分析	　126
4.5.1　裁剪对象的选择	　126
4.5.2　技术系统裁剪规则	　129
4.5.3　裁剪模型与裁剪问题	　132
4.5.4　极端裁剪	　133
4.5.5　裁剪的适用	　135
思考题	　136
参考文献	　136

第5章 矛盾问题与解决方法
5.1　技术矛盾	　138
5.1.1　什么是技术矛盾	　138
5.1.2　39个通用技术参数	　138
5.1.3　40个发明原理及实例	　140
5.1.4　矛盾矩阵	　161
5.2　物理矛盾	　162
5.2.1　什么是物理矛盾	　162
5.2.2　4种分离原理	　163
5.3　技术矛盾与物理矛盾之间的关系	　168
5.3.1　定义技术矛盾和物理矛盾	　169
5.3.2　将技术矛盾转化为物理矛盾	　170
5.3.3　分离原理和发明原理之间的对应关系	　170
5.4　解决矛盾的方法流程	　172
5.5　工程案例	　173
思考题	　183
参考文献	　183

第6章 物质-场分析与76个标准解
6.1　物场分析	　186
6.1.1　物场模型的含义	　186
6.1.2　物场模型的分类	　188
6.1.3　物场模型的变换规则	　189
6.1.4　物场模型的建立流程	　193
6.2　TRIZ的76个标准解	　195
6.2.1　76个标准解的分类	　196
6.2.2　第1类：建立或拆解物场模型	　196
6.2.3　第2类：增强物场模型	　199
6.2.4　第3类：向超系统或微观级转化	　204
6.2.5　第4类：检测和测量的标准解	　205
6.2.6　第5类：应用标准解的标准	　208
6.2.7　76个标准解的应用流程	　212
6.3　工程应用流程	　214
6.4　工程案例	　214
思考题	　219
参考文献	　220

第7章 S曲线与技术系统进化法则
7.1　技术系统进化与预测	　222
7.1.1　技术系统进化S曲线	　222
7.1.2　技术系统进化的S曲线族	　224
7.1.3　技术系统成熟度预测	　225
7.2　技术系统进化法则	　227
7.2.1　完备性法则	　229
7.2.2　能量传递法则	　230
7.2.3　动态性进化法则	　231
7.2.4　提高理想度法则	　233
7.2.5　子系统不均衡进化法则	　235
7.2.6　向超系统进化法则	　237
7.2.7　向微观级进化法则	　238
7.2.8　协调性法则	　239
7.3　S曲线与生命周期	　242
思考题	　242
参考文献	　242

第8章 科学效应与知识库
8.1　科学效应	　244
8.2　科学效应的应用	　247
8.3　基于效应的功能设计	　252
8.3.1　建立“How to”模型	　253
8.3.2　科学知识与效应的搜索	　254
8.3.3　功能导向搜索	　255
8.4　计算机辅助创新工具简介	　256
8.5　工程案例	　258
思考题	　260
参考文献	　260

第9章 发明问题解决算法ARIZ
9.1　概述	　262
9.2　ARIZ构成	　263
9.3　ARIZ问题详解	　265
9.4　工程案例	　277
思考题	　285
参考文献	　286

第10章 TRIZ与知识产权战略布局
10.1　专利基础与申请流程	　288
10.1.1　专利的概念	　288
10.1.2　专利的特点	　288
10.1.3　专利的种类	　289
10.1.4　专利的作用	　290
10.1.5　授予专利权的条件	　291
10.1.6　专利申请流程	　292
10.2　专利权的保护	　296
10.2.1　专利侵权的概念	　296
10.2.2　专利侵权判定	　297
10.2.3　专利侵权的法律责任	　299
10.3　TRIZ与专利战略	　299
10.3.1　专利战略简介	　300
10.3.2　专利规避	　301
10.3.3　TRIZ与专利规避	　301
10.4　工程案例	　303
思考题	　306
参考文献	　307

附录
附录A　39个通用技术参数	　309
附录B　40个发明原理	　309
附录C　Altshuller矛盾矩阵	　310
附录D　物理效应与实现功能对照	　311
附录E　几何效应与实现功能对照	　312
附录F　化学效应与实现功能对照	　313