TRIZ理論的優(yōu)勢特點及其局限性

武青艷，陳瑞三，羅玲玲

1.沈陽建筑大學(xué)，遼寧 沈陽 110004；2.東北大學(xué)，遼寧 沈陽 110004

TRIZ理論曾被前蘇聯(lián)列為國家機密，禁止在國外傳播和應(yīng)用。它為二戰(zhàn)后前蘇聯(lián)的科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)立下了赫赫戰(zhàn)功，極大地提高了前蘇聯(lián)的自主創(chuàng)新能力，使其自主創(chuàng)新成果令當(dāng)時的西方發(fā)達(dá)國家望塵莫及。20世紀(jì)80年代中期，伴隨著前蘇聯(lián)當(dāng)時的一些外籍科學(xué)家陸續(xù)遷徙海外，TRIZ理論才逐漸浮出水面，被介紹、引進(jìn)到其他國家。此后，立即引起了以西方發(fā)達(dá)國家為首的國家科技界、經(jīng)濟界、教育界，特別是軍事國防部門的高度重視，迅速出現(xiàn)了一個大規(guī)模、多領(lǐng)域人士參與的研究和推廣應(yīng)用TRIZ理論的高潮，并且出現(xiàn)了成千上萬項重大的技術(shù)發(fā)明，為眾多企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。因此，TRIZ理論在創(chuàng)新領(lǐng)域的“發(fā)動機”“點金術(shù)”作用為世人所強烈認(rèn)可，并正在進(jìn)一步推廣。然而，任何一種創(chuàng)造理論或創(chuàng)造方法都有其自身的優(yōu)勢特點和局限性，TRIZ理論也不例外。而我們在推廣應(yīng)用TRIZ理論的過程中，應(yīng)發(fā)揚其優(yōu)勢特點，盡可能地克服其局限性，從而順利地推動科技創(chuàng)新。這就需要對TRIZ理論的優(yōu)勢特點和局限性進(jìn)行深入研究，得到清晰的認(rèn)識。

一、TRIZ理論的核心思想和現(xiàn)代進(jìn)展

TRIZ是俄文詞頭縮寫，含義即發(fā)明問題解決理論，其英文縮寫為TIPS（theory of inventive problem solving）。它是由前蘇聯(lián)發(fā)明家、發(fā)明家協(xié)會主席根里奇·阿奇舒勒（Genrich S.Altshuller）領(lǐng)導(dǎo)的數(shù)十家大學(xué)、研究所和企業(yè)組成的研究團體，于1946年開始，花費1500人/年，在研究了世界各國250萬份高水平專利的基礎(chǔ)上，提出的一套具有完整體系的發(fā)明問題解決理論和方法。20世紀(jì)80年代中期以后，隨著TRIZ理論在國際上的不斷傳播推廣，發(fā)源于前蘇聯(lián)的TRIZ理論又在世界眾多學(xué)者、專家和實踐者的努力下繼續(xù)發(fā)展完善著。關(guān)于TRIZ理論的發(fā)展階段，仁者見仁，智者見智，不同的學(xué)者提出了各自的觀點。有的學(xué)者提出了三階段說，有的學(xué)者認(rèn)為是四個階段，還有學(xué)者強調(diào)其發(fā)展經(jīng)歷了七個重要階段。本文認(rèn)為基本上可劃分為早期理論奠基階段和現(xiàn)代發(fā)展階段。在早期理論奠基階段，其基本理論和核心思想已經(jīng)確立。

（一）TRIZ理論的基本理論和核心思想

1.TRIZ的基本理論。在前蘇聯(lián)時期，通過對大量發(fā)明專利的分析和比較研究，提出了一系列理論觀點，主要如下。

第一，阿奇舒勒總結(jié)出了TRIZ的四大理論基礎(chǔ)，即創(chuàng)新問題定義、創(chuàng)新模式、創(chuàng)新等級劃分和技術(shù)系統(tǒng)演化模式。其中，技術(shù)系統(tǒng)演化模式是TRIZ理論的總綱。

第二，著名的TRIZ專家Savransky博士認(rèn)為，矛盾、演化、資源和理想度概念是TRIZ理論的基石。

第三，阿奇舒勒提出了TRIZ的主要方法和工具。它們分別是：矛盾矩陣和創(chuàng)新原理；物質(zhì)場分析模型和76個標(biāo)準(zhǔn)解；創(chuàng)新問題解決算法（ARIZ）；科學(xué)和技術(shù)知識效應(yīng)庫。

從以上主要內(nèi)容來看，在這個時期，建立了TRIZ概念基礎(chǔ)，開發(fā)了許多工具和方法，也為其使用者帶來了巨大的經(jīng)濟和社會效益，表現(xiàn)出了它的強大生命力。

2.TRIZ的核心思想。TRIZ理論的核心思想主要體現(xiàn)在三個方面：（1）無論是一個簡單產(chǎn)品還是復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，其核心技術(shù)的發(fā)展都是遵循著客觀規(guī)律發(fā)展演變的，即具有客觀的進(jìn)化規(guī)律和模式；（2）各種技術(shù)難題、沖突和矛盾的不斷解決，是推動這種進(jìn)化過程的動力；（3）技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展的理想狀態(tài)，是用最少的資源實現(xiàn)最大數(shù)目的功能。

（二）現(xiàn)代TRIZ理論的發(fā)展和完善

從TRIZ的早期理論自身邏輯性和理論實踐者的反映來看，這一時期的TRIZ理論結(jié)構(gòu)松散、復(fù)雜，各種方法和工具之間存在著大量重疊交叉現(xiàn)象。這種狀況給推廣者和學(xué)習(xí)實踐者帶來了諸多不便。因此，必須對其進(jìn)行發(fā)展、簡化和完善。發(fā)展、簡化和完善TRIZ的工作從TRIZ走出國門開始，一直到現(xiàn)在不斷地在進(jìn)行著，并且還將繼續(xù)下去。

目前，從TRIZ的現(xiàn)代化成果看，阿奇舒勒提出的TRIZ基本原理并未發(fā)生根本性變化，主要是針對TRIZ理論存在的一些缺陷進(jìn)行了改進(jìn)和完善。其現(xiàn)代化的主要內(nèi)容，可以總結(jié)如下。

1.近年來，實務(wù)界與學(xué)術(shù)界對TRIZ技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化理論的關(guān)注日益增多，學(xué)者們先后發(fā)展出技術(shù)進(jìn)化理論（ET，Evolution of Technique）、技術(shù)進(jìn)化引導(dǎo)理論（GTE，Guided Technology Evolution）、定向進(jìn)化理 論 （DE，Directed Evolution）、 技術(shù)進(jìn)化定律（TheLaws of Evolution）等新興TRIZ技術(shù)進(jìn)化理論。一些TRIZ專家則對TRIZ技術(shù)進(jìn)化理論的應(yīng)用方法展開了詳細(xì)的研究與論述。

2.發(fā)展集成工具使得所有創(chuàng)新問題可以采用相同的處理路徑；研究開發(fā)新的TRIZ工具，使TRIZ支持創(chuàng)新問題解決的各個階段，例如，問題分析和格式化，功能分析和裁剪效果測試、執(zhí)行等；進(jìn)一步結(jié)構(gòu)化和擴展TRIZ知識效應(yīng)庫，增加信息技術(shù)和生物技術(shù)成果；推出結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、包容廣泛的ARIZ新版本。

3.Creax公司和II公司的科學(xué)家更新了面向工程領(lǐng)域的沖突矩陣，使通用技術(shù)參數(shù)增加到48個，補充了37個組合創(chuàng)新原理，與特定問題的聯(lián)系更緊密，應(yīng)用起來更加方便。而且，面向軟件領(lǐng)域和商業(yè)領(lǐng)域的矩陣也在發(fā)展之中。

4.RLI公司的Leonardo da Vinci分部對物質(zhì)場分析模型的不完備性，提出了新物質(zhì)場三元分析法——Triads。另外，該公司還開發(fā)了八個問題解決算法，用于簡化古典ARIZ問題的解決步驟。

5.Ideation International公司開發(fā)了預(yù)期失效判定新工具，用于分析、預(yù)測和消除系統(tǒng)、產(chǎn)品和工藝中可能的失效機理，以及直接進(jìn)化模式來描述技術(shù)系統(tǒng)演化模式。

另外，我國學(xué)者也為TRIZ的發(fā)展完善作出了貢獻(xiàn)：黃洪鐘使用MatlabANN工具箱，將沖突矩陣變換為一個三層BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；洪浩研究了在缺矛盾信息下的解決方法；億維訊公司針對國內(nèi)需求，推出多層次創(chuàng)新解決方案；戴慶輝實例概括了概念設(shè)計中物場分析的把握重點；檀潤華提出了未來需求預(yù)測原理，定義了困難功能元的概念及效應(yīng)綜合方法；張建輝提出如何搜索產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)化潛力及構(gòu)建進(jìn)化潛力雷達(dá)圖的方法，開發(fā)了產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)化潛力預(yù)測系統(tǒng)，可幫助企業(yè)快速把握產(chǎn)品的技術(shù)走向。

我國的一些研究者還在統(tǒng)一結(jié)構(gòu)發(fā)明思想、問題特殊解的概念搜索、對系統(tǒng)故障的定性和定量分析、綠色優(yōu)化設(shè)計等方面，對TRIZ理論進(jìn)行大膽改進(jìn)，并收到一定的效果。

直到今天，TRIZ理論還沒有發(fā)展成熟，對其進(jìn)行的發(fā)展和完善仍在進(jìn)行當(dāng)中。

二、TRIZ理論的優(yōu)勢特點

TRIZ理論自誕生以來，一直備受關(guān)注，并被大力推廣應(yīng)用，這得益于它自身的優(yōu)勢特點。TRIZ理論的優(yōu)勢特點很明顯，可以概括為以下幾點。

（一）幫助實踐者快速、準(zhǔn)確地分析和發(fā)現(xiàn)核心問題，提高發(fā)明效率

物——場模型是用來描述、分析和實現(xiàn)產(chǎn)品功能的重要工具，是由兩個物質(zhì)和一個場三個元素所構(gòu)成的完全的、最小的技術(shù)系統(tǒng)，是一種用圖形表達(dá)問題的符號語言來解釋系統(tǒng)的功能。著名的物——場分析方法通過構(gòu)建問題的物場模型，可以描述任何技術(shù)系統(tǒng)中不同元素之間發(fā)生的不足的、有害的、過度的和不需要的各種相互作用，能夠清晰地表達(dá)出產(chǎn)品構(gòu)成，就會幫助實踐者快速、準(zhǔn)確地分析和發(fā)現(xiàn)核心問題或根本矛盾，不僅為有效地解決問題奠定了基礎(chǔ)，而且還節(jié)省了大量的時間、人力和物力。

（二）擴展思維角度，提供知識庫

TRIZ理論提供了如何系統(tǒng)分析問題且具有可操作性的科學(xué)方法，如多屏幕法、小人法、金魚法等，可以使我們擴展思維，突破思維定勢，想象各種可能，搜索的范圍可以充滿全部解空間，將所有的可能解包羅無遺。

TRIZ理論體系中有按照物理、化學(xué)、幾何學(xué)、功效等特征構(gòu)建的專利知識數(shù)據(jù)庫，還有矛盾矩陣表、76個標(biāo)準(zhǔn)解決方法、77個發(fā)明原理（在原來40個原理基礎(chǔ)上又增加了37個）、解決物理矛盾的分離原則、發(fā)明問題解決程序（ARIZ）等。這就為發(fā)明者進(jìn)行創(chuàng)造活動提供了直接的或可資參考和借鑒的豐富、便利的方案來源，彌補了發(fā)明者知識、信息有限性的缺憾，提高了工作效率。而且，它還促進(jìn)了技術(shù)系統(tǒng)程序化地有初始問題逐漸向“理想解”的方向進(jìn)化。

（三）通過形式化手段，使發(fā)明過程科學(xué)化，具有較強的邏輯性和形式化特點

總體上看，TRIZ理論要求對問題進(jìn)行系統(tǒng)分析，并在此基礎(chǔ)上確定出影響問題解決的核心問題或根本矛盾，然后選擇運用原理、方法和原則等按照程序有步驟地進(jìn)行解決。這樣，就將一個復(fù)雜的、不確定因素叢生的解題過程，轉(zhuǎn)化成為一門精確的科學(xué)運用過程，使發(fā)明創(chuàng)造有法可依、有章可循，具有較強的規(guī)律性，縮短了問題解決的時間。整個問題解決過程需要的不是發(fā)明者的直覺、想象和靈感等，而是依靠發(fā)明者認(rèn)真、細(xì)致、嚴(yán)密的工作和精通與發(fā)明課題有關(guān)的專門知識，因而具有較強的邏輯性和形式化特點。這一點充分顯示出科學(xué)主義對技術(shù)發(fā)明的影響。

（四）預(yù)測技術(shù)的未來發(fā)展趨勢，使發(fā)明者具有戰(zhàn)略眼界

經(jīng)典的TRIZ理論提出了技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的八大法則，即完備性法則、能量傳遞法則、動態(tài)性進(jìn)化法則、提高理想度法則、子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化法則、向超系統(tǒng)進(jìn)化法則、微觀進(jìn)化法則和協(xié)調(diào)性法則?，F(xiàn)在，也有人將其擴展為11種進(jìn)化法則。這些進(jìn)化法則是技術(shù)進(jìn)化的真實描述，已被不同歷史時期的大量專利及技術(shù)信息所證實。另外，產(chǎn)品進(jìn)化S曲線描述了技術(shù)系統(tǒng)的完整生命周期和技術(shù)系統(tǒng)一般發(fā)展規(guī)律。利用這些進(jìn)化法則和產(chǎn)品進(jìn)化S曲線，可以分析確認(rèn)技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展階段，預(yù)測未來發(fā)展趨勢，從而指導(dǎo)創(chuàng)新者進(jìn)行技術(shù)決策，制定新產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略，提升技術(shù)、經(jīng)濟和社會的綜合競爭力。

三、TRIZ理論的局限性及其克服辦法

TRIZ理論方法是一種在前人創(chuàng)新成果與創(chuàng)新方法基礎(chǔ)上的提升和集成，科學(xué)地揭示了創(chuàng)造發(fā)明的內(nèi)在規(guī)律和原則。它著力揭示系統(tǒng)中存在的矛盾，而不是逃避矛盾，其目標(biāo)是不折中地完全解決矛盾，獲得理想化的最終結(jié)果。而且它是基于技術(shù)的發(fā)展進(jìn)化法則研究整個設(shè)計與開發(fā)過程，有強大的效應(yīng)知識庫、創(chuàng)新方案庫及專利知識的支持，在已有的技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造方法中極具優(yōu)勢地位。但盡管如此，TRIZ理論還是有其自身的局限性的。筆者認(rèn)為，這方面可以考慮從以下幾個方面進(jìn)行分析。

（一）TRIZ理論自身的邏輯性、形式化和規(guī)范性特點容易使發(fā)明過程一般化，忽略主體及其個性化特點

TRIZ理論在解決發(fā)明問題的整個過程中，運用相應(yīng)的原理、方法和原則按照程序有步驟地進(jìn)行，具有較強的邏輯性、形式化和規(guī)范性特點。這是它的優(yōu)點，但同時也為此法的運用帶來局限性，即容易使發(fā)明過程一般化，排斥主體個性化。TRIZ方法脫離創(chuàng)造主體自身狀況，完全從技術(shù)問題本身去討論創(chuàng)造發(fā)明方法。這樣，在運用TRIZ理論方法解決問題時，就容易使人產(chǎn)生誤解，以為掌握了TRIZ理論方法就可以進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造了，其實不然。

首先，TRIZ忽視了創(chuàng)造主體的作用。創(chuàng)造離不開創(chuàng)造主體，創(chuàng)造方法的普及和運用也要充分考慮主體的認(rèn)知風(fēng)格與創(chuàng)造方法的契合度。如果置主體的心理品質(zhì)于不顧，單純強調(diào)創(chuàng)新方法的客觀邏輯性，容易陷入用傳授知識和解數(shù)學(xué)題的方式教發(fā)明，很難達(dá)到理想的效果?？茖W(xué)創(chuàng)造方法論對方法問題的思考，是以對創(chuàng)造主體的關(guān)注為其基本前提的，并不只是就方法而論方法問題?？茖W(xué)創(chuàng)造方法論的研究重心在于認(rèn)識或創(chuàng)造的主體，這是它的一大根本特點之所在。創(chuàng)造主體的思想認(rèn)識、思維方式、領(lǐng)域技能、個性品質(zhì)、認(rèn)知風(fēng)格、動手能力等在發(fā)明創(chuàng)造中起到重要作用。比如，都使用組合原理解決問題：有的人專業(yè)背景知識比較豐富，思維靈活，可能把相隔很遠(yuǎn)的東西結(jié)合起來，從而做出發(fā)明創(chuàng)造；相反，有的人思路狹窄，就很難用組合法提出有創(chuàng)意的方案。TRIZ理論不能忽略或排斥主體，對技術(shù)問題進(jìn)行客觀分析的方法必須與主體創(chuàng)造人格的培養(yǎng)相結(jié)合。這就是北京大學(xué)傅世俠教授所強調(diào)的創(chuàng)造方法的主體性原則。

其次，TRIZ壓抑解題的個性化進(jìn)路。創(chuàng)造有規(guī)律，創(chuàng)造也無規(guī)律，“有”和“無”都在于把握那個“度”。TRIZ過分強調(diào)創(chuàng)新的一般邏輯和解題的規(guī)范性進(jìn)路，必然壓抑那種無拘無束的心靈。因此，在學(xué)習(xí)、使用TRIZ理論方法時，不能嚴(yán)格地遵守解題的邏輯步驟，要允許個性化的解題過程，弱化TRIZ理論方法的一般化特點。

（二）TRIZ理論方法排斥想象、靈感、頓悟等非邏輯思維因素

TRIZ理論在解決發(fā)明問題的整個過程中，需要的不是發(fā)明者的直覺、想象和靈感等。TRIZ理論的創(chuàng)立者阿奇舒勒曾說，在發(fā)明創(chuàng)造活動中，“你可以等待100年獲得頓悟，也可以利用這些原理15分鐘解決問題”。也有人認(rèn)為，應(yīng)從漫無邊際的發(fā)散思維和排列組合的“試錯法”發(fā)明方式，轉(zhuǎn)向按程序步步逼近的邏輯方式找到準(zhǔn)確的答案。就如同代數(shù)的解題思路一樣，實現(xiàn)解決發(fā)明問題的有序、快速和高效。80%的發(fā)明問題屬TRIZ標(biāo)準(zhǔn)問題，一旦熟練掌握TRIZ理論方法后，一兩步就能快速解題，而不再需要去一味等待令人難以駕馭的靈感和頓悟的降臨。這樣的觀點都是排斥想象、靈感、頓悟等非邏輯思維因素。隨著TRIZ理論的不斷運用，久而久之，就容易忽略或抑制想象、靈感、頓悟等非邏輯思維的鍛煉和養(yǎng)成，而這并不利于創(chuàng)造性思維的健康發(fā)展，還可能損害創(chuàng)造力水平的提升。因為創(chuàng)造性思維既重視邏輯思維，又重視非邏輯思維，強調(diào)二者相輔相成、協(xié)調(diào)作用，這樣，才能更好地進(jìn)行創(chuàng)造性思維。另外，尤為重要的是，大量的科學(xué)技術(shù)實踐恰恰佐證了想象、靈感、頓悟等非邏輯思維在科學(xué)技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造中的關(guān)鍵作用。想象、靈感、頓悟等往往給人們帶來意外驚喜，所以受到科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造者的偏愛。因此，即便學(xué)習(xí)掌握了TRIZ理論方法，也不應(yīng)排斥想象、靈感、頓悟等非邏輯思維因素。

為了克服排斥想象、靈感、頓悟等非邏輯思維因素的局限性，筆者認(rèn)為，應(yīng)從以下幾個方面著手。首先，要對現(xiàn)有的所有創(chuàng)造發(fā)明方法有個正確、全面的認(rèn)識。各種方法都有其自身的優(yōu)勢和不足，TRIZ理論方法也不能涵蓋所有方法，并取而代之。其次，應(yīng)將TRIZ方法與其他創(chuàng)造發(fā)明方法結(jié)合起來靈活運用，盡可能地發(fā)揮各種方法的優(yōu)勢。這方面的嘗試已有一些，如Yoshiki Nakamura提出將TRIZ的設(shè)計步驟細(xì)分，在每個步驟中采用頭腦風(fēng)暴法決定下一步等。再次，應(yīng)該認(rèn)識到創(chuàng)造含義的豐富性，即創(chuàng)造除了包括技術(shù)創(chuàng)造外，也包括科學(xué)創(chuàng)造、文學(xué)藝術(shù)創(chuàng)造和經(jīng)濟領(lǐng)域的創(chuàng)造，等等。而且在這些創(chuàng)造中，都強調(diào)想象、靈感、頓悟等非邏輯思維的重要性，因而不能抹殺想象、靈感、頓悟等能力的養(yǎng)成。最后，應(yīng)主動地通過多種方式進(jìn)行想象、靈感、頓悟等非邏輯思維能力的訓(xùn)練，以提高綜合創(chuàng)新能力。

（三）TRIZ理論體系尚不完善

很多TRIZ工具沒有集成為一個整體系統(tǒng)，也沒有就如何選擇特定工具解決特定問題給出清晰的建議；面對“能量場應(yīng)用越來越多，而機械特征相對減弱，設(shè)計中的風(fēng)險和安全受到更多關(guān)注”的新變化，TRIZ本身對如何確定沖突未給出操作性較強的方法；缺乏描述信息技術(shù)和生物技術(shù)的效應(yīng)；ARIZ使用步驟冗長，產(chǎn)生的解決方案可選擇性不強；物場分析模型不完備，有時不能得到理想的解決方案等。

這一局限性的解決，主要是依靠世界各國TRIZ研究的專家學(xué)者們對各種發(fā)明創(chuàng)造成果（既包括以前的成果，也包括最新的成果）和TRIZ理論方法繼續(xù)進(jìn)行廣泛深入的研究，從而不斷推動該理論體系進(jìn)一步充實和發(fā)展。這一實踐隨著TRIZ理論走向世界后就不斷地在進(jìn)行著，正如前文所述，TRIZ理論的現(xiàn)代化從很多方面充實完善了原來理論中的不足之處。雖然這些做法可以在很大程度上克服理論體系不完善的局限性，但依然存在問題，需要各領(lǐng)域的研究者進(jìn)一步思考，如TRIZ理論的現(xiàn)代化目前是否已經(jīng)完善，這些現(xiàn)代化成果是否已經(jīng)完美，還有哪些內(nèi)容需要進(jìn)一步改進(jìn)，等等。

另外，還有一些局限性也應(yīng)引發(fā)我們深思，如TRIZ理論強調(diào)主體對工具的使用，往往忽視主體的存在，那么主體的創(chuàng)造性是否還起作用，在多大程度上起作用，長此以往，主體的創(chuàng)造性是否會被泯滅？等等。

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