spContent=创新问题解决方法(TRIZ)是由前苏联杰出发明家根里奇·阿奇舒勒提出的一套综合性工具和方法论,用于应对各类发明难题。TRIZ不仅在工程技术领域,特别是技术难题解决和产品开发设计中有广泛应用,而且设计师和工程技术人员可以借助TRIZ的多种方法和工具快速制定问题解决策略,包括原因分析、系统功能分析、矛盾分析、发明原理、物场分析、标准解法系统、科学效应以及进化法则等。TRIZ不仅在工程技术领域取得成功,还在自然科学、公共管理以及人文社会科学等几乎所有需要创造性解决问题的领域展现出其广泛适用性。许多世界500强企业,如三星、福特、丰田等,已将TRIZ融入其企业文化,将其视为在产品研发和技术攻关方面的得力工具。TRIZ以其独特的理论体系和实践方法,为企业和公司提供了有力支持,助力创新性问题的高效解决。
创新问题解决方法(TRIZ)是由前苏联杰出发明家根里奇·阿奇舒勒提出的一套综合性工具和方法论,用于应对各类发明难题。TRIZ不仅在工程技术领域,特别是技术难题解决和产品开发设计中有广泛应用,而且设计师和工程技术人员可以借助TRIZ的多种方法和工具快速制定问题解决策略,包括原因分析、系统功能分析、矛盾分析、发明原理、物场分析、标准解法系统、科学效应以及进化法则等。TRIZ不仅在工程技术领域取得成功,还在自然科学、公共管理以及人文社会科学等几乎所有需要创造性解决问题的领域展现出其广泛适用性。许多世界500强企业,如三星、福特、丰田等,已将TRIZ融入其企业文化,将其视为在产品研发和技术攻关方面的得力工具。TRIZ以其独特的理论体系和实践方法,为企业和公司提供了有力支持,助力创新性问题的高效解决。
—— 课程团队
课程概述
发明问题解决方法(TRIZ)是由杰出发明家根里奇·阿奇舒勒提出的一套被誉为“超级发明术”的工具和方法论,可高效解决各类发明问题。其广泛适用于工程技术、科学研究、公共管理和人文社会等领域,为学习者提供创新性问题解决的有效指导。
TRIZ为学习者提供了告别迷茫试错的机会,以高效和富有创造性的方式解决技术难题。实践证明,TRIZ在提出突破性解决方案、提高技术难题解决效率、预测技术发展趋势以及规避竞争对手专利方面发挥显著作用。该课程作为大学生的必选通识课,受到各学科学生的好评与欢迎。
教学团队融入多年来在教学与企业创新实践中的经验,通过应用案例图文并茂地深入浅出地系统讲解TRIZ的基础知识。主要内容包括TRIZ独特的创新思维方法、发明问题的描述与分析、40个发明原理、解决矛盾的方法、技术发展预测以及科学效应等。
在课程中,学习者将通过大量有趣的案例学习TRIZ,例如带拉链的快捷信封、测量蛇的长度、解决美国林肯纪念堂外墙瓷砖脱落问题、利用分离原理设计老花眼眼镜等。这些案例将为学习者揭晓创新问题解决的秘密。
授课目标
本课程适用对象:设计学以及作为大学通识课,文科、理科、工科、艺术学等学科学生均可学习;本课程适用于各工程技术、科学研究,以及设计学、公共管理、人文社会等几乎所有需要创新性解决问题的领域。
课程大纲
发明问题解决理论(TRIZ)概述
课时目标:首先介绍TRIZ理论的发展历史、核心思想以及解决技术发明问题的基本思路和流程。其次介绍TRIZ理论中的几个重要概念,包括:发明的等级、技术系统、最终理想解以及资源等。本章学习目标:掌握:TRIZ的核心思想及其理论体系;理解:技术系统、最终理想解(IFR)以及资源等基本概念。
01-1:“李约瑟难题”与国家的危机;
01-2:TRIZ的由来及其发展;
01-3:TRIZ的核心思想及其理论体系;
01-4:TRIZ解决问题的方法和流程;
01-5:TRIZ擅长解决哪种难易程度的发明问题——发明的等级;
01-6:一把小刀和一辆汽车——技术系统;
01-7:功能俱全,结构消失——最终理想解(IFR);
01-8:寻找一切可利用的资源,降低问题解决的成本——资源。
TRIZ特有的几种创新性思维方法
课时目标:TRIZ理论中,除了本课程重点讲解的40个发明原理、技术(或物理)矛盾解决方法、物场分析等具体的发明问题解决方法及工具外,阿奇舒勒还总结发明了一些特有的“创新思维方法”。这些创新性思维方法和世界上已有的如头脑风暴、KJ法、形态分析法等其他近300多种创新性思维方法一样,主要用于激发人们的发散性思维。本章学习目标:掌握:九屏幕法、小人法;了解:金鱼法、STC算子法。本章共包括5小节。
02-1:测量一条毒蛇的长度—— 九屏幕法;
02-2:幻想一群能动的小人,实现预期的功能——小人法;
02-3:小人法应用案例:水计量器问题及解决;
02-4:将幻想变为现实——金鱼法;
02-5:改善思维方式的一种好工具——STC算子法。
发明问题的描述和分析
课时目标:主要介绍发明问题的描述与分析。重点内容是系统分析(又叫功能分析)。技术系统是由具有相互联系的组件与组件之间的相互作用(运作)所组成的,以实现某种功能或职能的事物的集合。功能分析是从技术系统抽象的“功能”角度来分析系统,分析系统执行或完成其功能的状况,是一个对系统功能建模的过程,分析的结果是建立功能模型。功能分析是TRIZ理论解决发明问题的基础。功能分析为技术系统裁剪,实现突破性创新提供可能。因果分析是从系统存在的问题入手,层层分析形成问题的原因,直至分析到最后不可分解为止。因果分析方法主要包括5W分析法和因果链分析法。5W分析法又称“5个为什么”分析法,该方法尽管叫“5个”问什么,但实际上并没有限制问问题的次数为“5次”。一个问题具体问多少次主要根据因果链的逻辑关系以及是否达到问题的根本原因。用5W分析法寻找问题的根本原因时,所找的原因必须建立在事实基础上,而不是猜测、推测、假设的。因果链分析是通过分析造成问题出现的原因,并对原因进行层层分析并构建因果链条,指出事件发生的原因和导致的结果的分析方法。系统裁剪是通过裁剪系统的某个组件,然后把该组件提供的有用功能重新分配到其他剩余的组件及超系统组件上,来改善技术系统。系统裁剪的目的:精简组件数量,降低系统成本;优化功能结构,合理布局系统架构;体现功能价值,规避竞争对手专利;消除过度、有害、重复等功能,提高系统理想化程度。本章学习目标:掌握:系统(功能)分析的概念、作用及方法;理解:因果分析的目的及方法;了解:系统剪裁的目的及方法。
03-1:一把小刀和一辆汽车都是一个——技术系统;
03-2:轮子是汽车的子系统,而道路是汽车的超系统——子系统和超系统;
03-3:顾客购买的不是产品本身,而是产品所具有的功能——系统功能;
03-4:牙刷的功能不是“刷牙”,而是“去除牙垢”——系统功能的定义;
03-5:以精确的方式为每一类问题找到相应的解决方案——系统功能模型;
03-6:林肯纪念堂外墙瓷砖为什么脱落了?——寻找问题产生的根本原因(5W分析法);
03-7:挖掘隐藏于初始问题背后的深层次原因——因果链分析法;
03-8:大楼为什么着火了?——根本原因分析案例;
03-9:让产品(系统)变得更加简单有效——系统剪裁;
03-10:如何让产品(系统)更加简单有效——裁剪对象的选择、规则及实施;
03-11:没有开关的油漆池——系统剪裁案例。
40个发明原理——解决发明问题的第一种工具
课时目标:学习阿奇舒勒发明TRIZ理论的过程中最早提出的“40个发明原理”。有些文献也将其翻译为“40个发明措施”。这40个发明原理是阿奇舒勒研究了大量“聪明专利”后分析总结得出的。所谓的聪明专利是指那些跨领域、跨行业的高水平专利,是阿奇舒勒用来筛选高质量专利的一个标准。这些跨领域、跨行业的高水平专利也符合阿奇舒勒提出的TRIZ的基本思想: 解决技术难题的关键方法往往存在于其他领域或其他行业,即所谓他山之石可以攻玉。40个发明原理可以作为初学者的解决难题的工具独立使用,也可以配合下一周课程的技术矛盾和物理矛盾使用。40个发明原理就像三十六计,对于战略战术高手来讲,可以信手拈来,使用起来游刃有余。对于初学者和知识面较窄的人来讲,则需要进一步通过学习如何分析问题、把问题的本质搞清楚以后,再通过阿奇舒勒矛盾矩阵表查找到最适合解决此问题的发明原理。学习目标:掌握:40个发明原理的由来及其主要内容。
04-1:最简单有效的发明方法——40个发明原理(措施);
04-2:部分发明原理详述之一—— “分割原理”和“增加不对称性原理“;
04-3:部分发明原理详述之二—— 预先作用原理;
04-4:部分发明原理详述之三——事先防范原理。
“矛盾”及其解决方法——建立在“40个发明原理”基础上的第二种工具
课时目标:阿奇舒勒对大量专利详细研究后发现,所有发明问题,包括工程技术问题都可以通过一些“参数”之间的“矛盾”来描述。在提出了40个发明原理的基础上,阿奇舒勒进一步提出了通过“矛盾矩阵表”查询可以解决相应技术矛盾的发明原理的方法。本章学习目标:掌握:技术矛盾和物理矛盾的概念及定义方法,阿奇舒勒矛盾矩阵表的用法;理解:通用工程参数的概念及作用。
05-1:用有限的“工程参数”描述无限多的发明问题——39个工程参数;
05-2:消防服既要“轻便”又要“隔热效果好”——通过定义技术矛盾来解决发明问题;
05-3:用通用工程参数定义系统(产品)中的技术矛盾;
05-4:从“阿奇舒勒矛盾矩阵表”中查询可用的发明原理;
05-5:通过定义技术矛盾的方法解决发明问题的案例(1);
05-6:通过定义技术矛盾的方法解决发明问题的案例(2);
05-7:既希望雨伞“大”又希望雨伞“小”——通过定义物理矛盾来解决发明问题;
05-8:通过定义物理矛盾的方法解决发明问题的案例(1);
05-9:通过定义物理矛盾的方法解决发明问题的案例(2)。
通过物场分析方法解决发明问题——解决发明问题的第三种工具(本科生选修章节)
课时目标:“物-场分析”法是通过分析,建立系统中“最小问题”的物-场模型,然后根据“物-场模型”的类型及特点,在TRIZ提供的标准解(76个)中查找相应的解决思路和方法。作为TRIZ方法中较复杂的高级内容,本章只对“物-场分析”法中的相关概念做简要介绍。关于具体应用方法以及76个标准解法等内容,感兴趣以及学有余力的同学可以通过本课程指定教材自学。学习中的任何问题都可在本课程讨论区进行答疑和讨论。本章学习目标:本讲内容只需要同学们了解即可,考试不做要求。了解:“物-场模型”的概念及特点;“物-场分析”的步骤与流程,“物-场分析”的一般解法。
06-1:用2个“物质”和1个“场”来描述问题所在的系统——“物-场分析”的概念及其特点
06-2:“物-场分析”的分类;
06-3:通过建立“物场模型”对发明问题进行分析——“物-场分析”的步骤与流程;
06-4:“物-场分析”的一般解法
生物进化有法则,技术系统的进化也是如此(本科生选修章节)
课时目标:与达尔文的生物进化论相类似,在20世纪中后期,阿奇舒勒通过对众多技术发展历程的研究和总结,提出了技术系统进化理论(法则)。所谓技术系统的进化,就是人类在发明创造的过程中,不断地用新技术替代老技术,用新产品替代旧产品,实现技术系统的功能从低级到高级变化的过程。TRIZ进化理论关于技术预测的方法通俗易懂,不仅可以作为解决问题的工具,也可以作为识别问题的工具。能帮助发明者,尤其是研发团队在较短的时间内找到众多的备选方案来开发新产品,推动技术系统的升级换代。本章学习目标:掌握:S型进化曲线,八大进化法则的概念、特点及作用;理解:S型进化曲线和八大进化法则之间的关系;了解:用进化法则进行技术发展预测的方法。
07-1:下一代电视机可以卷起来带走吗?——系统进化趋势;
07-2:技术系统的S型进化曲线;
07-3:八大进化法则之一——完备性法则;
07-4:八大进化法则之二——能量传递法则;
07-5:八大进化法则之三——提高理想度法则;
07-6:八大进化法则之四——动态性法则;
07-7:八大进化法则之五——子系统不均衡进化法则;
07-8:八大进化法则之六——向超系统进化法则;
07-9:八大进化法则之七——向微观级进化法则;
07-10:八大进化法则之八——协调性进化法则;
07-11:系统进化法则在发明中的应用案例。
运用科学效应解决发明问题(本科生选修章节)
课时目标:在对大量高水平专利的研究过程中,阿奇舒勒发现了这样一个现象:那些不同凡响的发明专利通常都是利用了某种科学效应,或者是出人意料地将已知的效应应用到以前没有使用过该效应的技术领域中。例如,市场上出售的一次性压电打火机,是利用了压电陶瓷的压电效应制成的。每一个效应都可能是一大批问题的解决方案,或者说是用好一个效应可以获得几十项创新专利。本章学习目标:掌握:科学效应的概念;理解:应用科学效应解决问题的方法及步骤。
08-1:能自动做饭的电饭煲就是运用了“居里效应”——科学效应的概念及其应用;
08-2:应用科学效应解决问题的方法及步骤;
08-3:应用科学效应解决问题的案例。
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预备知识
课程中的知识点大都结合日常生活中的常见案例进行深入浅出的讲解。因此,本课程没有预备知识和先修课程要求,也没有专业和学科背景的限制。
证书要求
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
参考资料
[1] 赵锋. 创新思维与发明问题解决方法. 西北工业大学出版社(ISBN 9787561252864),2017年4月.
[2] 赵锋. 创新思维与发明问题解决方法简明教程. 西北工业大学出版社(ISBN 9787561258859),2018年9月.
[3] 赵锋. TRIZ理论及应用教程. 西北工业大学出版社(ISBN 978-7-5612-2759-6),2010.08.
该课程提供了全套的讲义和大量的参考资料供学员下载,而且还提供案例分析、TRIZ研究进展以及各学科领域的发明方法应用案例。为了获得更好的学习效果,也建议同学们购买本课程的配套教材——由西北工业大学出版社出版的《创新思维与发明问题解决方法》。
常见问题
Q : 是否需要课本?
A : 本课程不仅提供了全套的讲义和大量的参考资料供学员下载,而且还通过“微信学习平台”向读者提供习题解答、案例分析、自学题库、TRIZ研究进展以及各学科领域的发明方法应用案例(请关注本书微信学习公众号“创新思维与发明问题解决方法”)。为了获得更好的学习效果,也建议同学们购买本课程的配套教材——由西北工业大学出版社出版的《创新思维与发明问题解决方法》配合学习。
Q : 课程学习、考核方式,以及课程讲义(PPT)的获取方式.
A : 以在线自主学习(包括线上视频听课、讲义下载、线上讨论及答疑)为主,课程讨论为辅。课程考试采取MOOC在线答题形式,试题类型全部为客观题(题型包括单选题、多选题及判断题等)。本课程的讲义(PPT)获取途径包括:(1)每一小节课程视频下方提供本小节讲义的下载链接,共计61节;(2)本课程微信学习平台提供课程的所有讲义;
Q : 本课程有没有先修课程及专业、学科的限制?
A : 课程中的知识点大都结合日常生活中的常见案例进行深入浅出的讲解。因此,本课程没有先修课程要求,也没有专业和学科背景的限制。本课程适用于各工程技术、科学研究,以及设计学、公共管理、人文社会等几乎所有需要创新性解决问题的领域。