TRIZ科技創(chuàng)新方法綜述

文/徐棟

TRIZ科技創(chuàng)新方法綜述

文/徐棟

1946年由蘇聯專家阿奇舒勒（Altshuller）創(chuàng)立的創(chuàng)新問題解決理論（Theory of Inventive Problem Solving——TRIZ），是一種全新的創(chuàng)新性問題解決方法指導性理論，解決了人們創(chuàng)造性解決問題過程中存在的思維障礙，同時，使實現創(chuàng)新有客觀規(guī)律可循，能像解決一般技術問題一樣有方法、有步驟地進行。

核心理念與理論基礎

TRIZ的核心理念。TRIZ認為創(chuàng)新并不是靈感的閃現和隨機的探索，而是存在解決問題的一般規(guī)律，這些規(guī)律和原則可以告訴人們按照什么樣的方法和過程去進行創(chuàng)新，并對結果具有預測性和可控制性。這就是TRIZ理論最核心的理念。

TRIZ的理論基礎。矛盾、演化、資源和理想度是TRIZ理論的基礎。TRIZ理論認為，解決創(chuàng)新問題的關鍵是要解決矛盾。在TRIZ中，將矛盾分為技術矛盾和物理矛盾。技術矛盾是指一個系統(tǒng)中兩個子系統(tǒng)之間的矛盾，一般涉及兩個工程參數A和B，當A得到改善時，B則變得惡化。物理矛盾是指一個子系統(tǒng)中有益功能加強的同時導致該子系統(tǒng)有害功能的加強。阿奇舒勒在專利研究中發(fā)現了對產品開發(fā)創(chuàng)新具有重要指導作用的技術系統(tǒng)的8條演化模式：

①技術系統(tǒng)有自己的生命周期，一般經歷4個階段：嬰兒期、成長期、成熟期、衰退期；

②技術系統(tǒng)是沿著提高其理想度向最理想系統(tǒng)的方向進化；

③技術系統(tǒng)中子系統(tǒng)之間的進化不均衡，導致子系統(tǒng)間矛盾出現的原因；

④技術系統(tǒng)演化過程中動態(tài)性和可控性逐漸增加；

⑤技術系統(tǒng)趨向于首先向集成度增加的方向，緊接著再進行簡化；

⑥在技術系統(tǒng)的進化中，子系統(tǒng)的匹配和不匹配交替出現；

⑦技術系統(tǒng)由宏觀向微觀轉化，使用不同的能量場來獲得更多的性能或控制性；

⑧技術系統(tǒng)向減少人工介入方向演變。

在這8個模式中，技術系統(tǒng)向提高理想度方向進化是最重要的一條進化模式，它為創(chuàng)造性問題解決指明了努力的方向。理想度是指技術系統(tǒng)所有有用效果（包括系統(tǒng)發(fā)揮作用的所有有價值的效果）和有害效果（成本、能量消耗、風險等）的比值，技術系統(tǒng)的任何改進必須致力于提高理想度。TRIZ提供了兩種方法來提高理想度：充分利用系統(tǒng)內的可用資源，包括未占用空間、空閑時間、能量、信息甚至廢料等;應用物理、化學、地理等現象節(jié)省資源或簡化資源。

TRIZ的主要方法和工具

當我們遇到一個創(chuàng)新問題時，應該先對此問題進行分析，把它轉換為一個標準TRIZ問題，然后利用TRIZ提供的解決問題方法和工具得出該TRIZ問題的解，再與具體問題相對照，考慮實際條件的限制，轉化為具體創(chuàng)新問題的解，并在實際設計中加以實現。這就是運用TRIZ解決創(chuàng)新問題的方法。

①矛盾矩陣和創(chuàng)新原理。為了消除技術矛盾，必須找到形成技術矛盾的工程參數。阿奇舒勒總結出39個通用工程參數來描述技術矛盾和40條創(chuàng)新原理以消除技術矛盾，從而創(chuàng)建了矛盾矩陣。矛盾矩陣為40×40矩陣，第一行代表39個需要改進的技術參數，第一列代表39個引起惡化的技術參數，行與列的交叉處構成技術矛盾，并列有解決技術矛盾所推薦的創(chuàng)新原理序列號。表示這對技術矛盾能由這些創(chuàng)新原理來消除。對于物理矛盾，TRIZ采用分離原理來解決，主要有從時間、空間上分離，部分與整體分離，按條件分離等4類解決方法。

②物質場分析模型和76個標準解。技術系統(tǒng)中最小的單元由兩個元素以及兩個元素間傳遞的能量組成，執(zhí)行一個功能。分別為兩種物質S1、S2和物質間相互作用的場F。因此，功能可以這樣描述：物質S1通過場F作用于物質S2。物質S1、S2可以是任何對象，場F是能量的總稱，如機械能、電磁能等。為了快速構造物質場模式并解決基于技術系統(tǒng)演化模式的標準問題，TRIZ提供了76個標準解。共分為5類：構建和破壞物質場；開發(fā)物質場；從基礎系統(tǒng)向高級系統(tǒng)或微觀等級轉變；度量或檢測技術系統(tǒng)內的一切事物；描述如何引入物質或場。

③創(chuàng)新問題解決算法ARIZ。對于某些復雜問題，由于無法分析出明顯的矛盾，不能直接依靠矛盾矩陣和物質場分析解決，必須對其分步進行分析，不斷對問題進行細化，直到找出問題解決方案。ARIZ提供了特定的算法步驟，能夠幫助我們實現由復雜模糊的問題情境向明確的發(fā)明問題的轉變。

④科學和技術知識效應庫。效應，就是不同科學領域里的一些自然定律，包括物理、化學、地理和幾何學等。通過對專利的研究發(fā)現，很多創(chuàng)新方案就是在特定工程領域應用沒有使用過的自然效應得到的。自然界的效應數量遠遠地要多于一個工程人員所能掌握的數量。因此，為了幫助工程人員克服知識的局限性問題，更好地應用效應解決創(chuàng)新問題，TRIZ創(chuàng)建了知識效應庫。

（作者單位：河南省科學技術信息研究院）