AutoTRIZ: Automating Engineering Innovation with TRIZ and Large Language Models

要約

形態学的分析やアナロジーごとのデザインなどのさまざまなアイデア方法が、創造的な問題解決と革新を支援するために開発されました。
その中で、発明性問題解決の理論（TRIZ）は、最も有名な方法の1つとして際立っています。
ただし、TRIZの複雑さとユーザーの知識、経験、推論能力への依存度は、その実用性を制限します。
これに対処するために、TRIZ方法論を自動化および強化するために大規模な言語モデル（LLM）を統合する人工的なアイデアシステムであるAutotrizを紹介します。
LLMSの膨大な訓練を受けた知識と高度な推論能力を活用することにより、Autotrizは、エンジニアリングイノベーションに対する斬新で生成的で解釈可能なアプローチを提供します。
AutoTrizは、初期入力としてユーザーからの問題ステートメントを取得し、TRIZ推論プロセスを自動的に実行し、構造化されたソリューションレポートを生成します。
教科書のケースとの比較実験と、バッテリー熱管理システム（BTMS）の設計における実際のアプリケーションを使用して、Autotrizの有効性を実証および評価します。
さらに、提案されているLLMベースのフレームワークは、拡張の可能性を秘めており、拡張が拡張の可能性を秘めており、Scamper、Design Heuristic、Design-by Analogyなどの他の知識ベースのアイデアメソッドを自動化し、AI駆動型のイノベーションツールの新しい時代への道を開いています。

要約(オリジナル)

Various ideation methods, such as morphological analysis and design-by-analogy, have been developed to aid creative problem-solving and innovation. Among them, the Theory of Inventive Problem Solving (TRIZ) stands out as one of the best-known methods. However, the complexity of TRIZ and its reliance on users’ knowledge, experience, and reasoning capabilities limit its practicality. To address this, we introduce AutoTRIZ, an artificial ideation system that integrates Large Language Models (LLMs) to automate and enhance the TRIZ methodology. By leveraging LLMs’ vast pre-trained knowledge and advanced reasoning capabilities, AutoTRIZ offers a novel, generative, and interpretable approach to engineering innovation. AutoTRIZ takes a problem statement from the user as its initial input, automatically conduct the TRIZ reasoning process and generates a structured solution report. We demonstrate and evaluate the effectiveness of AutoTRIZ through comparative experiments with textbook cases and a real-world application in the design of a Battery Thermal Management System (BTMS). Moreover, the proposed LLM-based framework holds the potential for extension to automate other knowledge-based ideation methods, such as SCAMPER, Design Heuristics, and Design-by-Analogy, paving the way for a new era of AI-driven innovation tools.

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