基于TRIZ理論的刷卡式ATM機(jī)的創(chuàng)新研究

王晶晶 雷文靜

摘 要：本文以TRIZ理論為研究方法，結(jié)合實(shí)際研究采用刷卡式的ATM機(jī)。利用TRIZ理論的物質(zhì)-場(chǎng)分析、物理矛盾與技術(shù)矛盾等分析方法針對(duì)現(xiàn)有ATM機(jī)吞卡問題，以及不法分子利用密碼輸入功能進(jìn)行詐騙的行為，設(shè)計(jì)出刷卡式ATM機(jī)，增加指紋輸入驗(yàn)證身份的功能，以提高其安全性與方便性。

關(guān)鍵詞：TRIZ理論；刷卡式ATM機(jī)；指紋輸入

0 前言

目前通過對(duì)ATM自動(dòng)取款機(jī)的調(diào)查研究表明，現(xiàn)有的ATM機(jī)雖然給人們的生活帶來很大的便利，但由于人們對(duì)其依賴越來越大，使得人們對(duì)其安全性與方便性的要求也越來越高，因而必須重視在現(xiàn)有的ATM機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新。在人們實(shí)際使用ATM機(jī)的過程中發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)有ATM機(jī)存在的安全性問題。最常見的問題就是許多的不法分子利用ATM機(jī)的密碼功能進(jìn)行詐騙，除此之外，還存在忘記將ATM機(jī)中的銀行卡取走、銀行卡插進(jìn)ATM機(jī)之后，錢出來了卡卻出不來等問題。上述一系列問題均可能導(dǎo)致用戶遭受或多或少的經(jīng)濟(jì)損失。本論文研究目的旨在提高ATM機(jī)的安全性與方便性?；赥RIZ理論對(duì)傳統(tǒng)的ATM機(jī)進(jìn)行創(chuàng)新研究，提出解決上述安全隱患的思路和改善方法。

1 TRIZ理論

TRIZ是俄文首字母縮寫，字母意思就是"解決創(chuàng)意問題的理論"，英語為Theory of Inventive Problem Solving，意思是"發(fā)明問題的解決理論"，在歐美國(guó)家也可縮寫為TIPS。TRIZ理論是由前蘇聯(lián)發(fā)明家赫舒列爾在1946年創(chuàng)立的，他也被尊稱為TRIZ之父。他總是考慮這樣一個(gè)問題：當(dāng)人們進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術(shù)難題時(shí)，是否有可遵循的科學(xué)方法和法則，從而能迅速地實(shí)現(xiàn)新的發(fā)明創(chuàng)造或解決技術(shù)難題呢？答案是肯定的！他發(fā)現(xiàn)任何領(lǐng)域的產(chǎn)品改進(jìn)、技術(shù)的變革、創(chuàng)新和生物系統(tǒng)一樣，都存在產(chǎn)生、生長(zhǎng)、成熟、衰老、滅亡，是有規(guī)律可循的。人們?nèi)绻莆樟诉@些規(guī)律，就能能動(dòng)地進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)并能預(yù)測(cè)產(chǎn)品的未來趨勢(shì)。在以后數(shù)十年中，他窮其畢生的精力致力于TRIZ理論的研究和完善。在他的領(lǐng)導(dǎo)下，前蘇聯(lián)的研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)、企業(yè)組成了TRIZ的研究團(tuán)體，分析了世界近250萬份高水平的發(fā)明專利，總結(jié)出各種技術(shù)發(fā)展進(jìn)化遵循的規(guī)律模式，以及解決各種技術(shù)矛盾和物理矛盾的創(chuàng)新原理和法則，建立一個(gè)由解決技術(shù)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新開發(fā)的各種方法、算法組成的綜合理論體系，并綜合多學(xué)科領(lǐng)域的原理和法則，建立起TRIZ理論體系。

當(dāng)遇到創(chuàng)新問題時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以利用物場(chǎng)模型或其他模型來解決問題，將沖突參數(shù)化，參照矛盾矩陣，尋找發(fā)明原理，在一般解的思想下不斷地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的實(shí)質(zhì)性沖突，進(jìn)而連續(xù)地解決矛盾沖突，不斷地向理想化狀態(tài)前進(jìn)，最終找到適合需要的理想解。在具體操作實(shí)施時(shí)，技術(shù)系統(tǒng)演變的8個(gè)法則，39個(gè)通用工程參數(shù)，40條發(fā)明原理，76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解，發(fā)明問題解決算法，只要適當(dāng)合理的運(yùn)用這些方法即可最大效用的解決實(shí)際問題。

2 基于TRIZ理論的刷卡式ATM機(jī)的創(chuàng)新研究

為在一定程度上解決現(xiàn)有ATM機(jī)插卡裝置的安全性問題，刷卡式ATM機(jī)利用阿奇舒勒提出TRIZ理論創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，將現(xiàn)有ATM機(jī)辦理業(yè)務(wù)的插卡方式改進(jìn)為刷卡形式，將現(xiàn)有銀行系統(tǒng)辦理業(yè)務(wù)時(shí)輸入密碼的身份驗(yàn)證方式改為指紋識(shí)別身份的驗(yàn)證方式，而且為避免使用指紋識(shí)別帶來的他人不能代取款功能，保留現(xiàn)有的密碼輸入驗(yàn)證身份的功能。

2.1 現(xiàn)有ATM機(jī)的局限性

現(xiàn)有的ATM機(jī)存在很多局限性，例如在ATM機(jī)上辦理業(yè)務(wù)時(shí)銀行卡有進(jìn)無出，工作人員無法及時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)ATM機(jī)進(jìn)行故障搶修，導(dǎo)致浪費(fèi)客戶時(shí)間，嚴(yán)重者讓客戶遭到財(cái)產(chǎn)損失的問題。另外一些不法分子更是用非法手段獲取用戶的銀行卡號(hào)和用戶信息，將他人財(cái)產(chǎn)非法占為己有。ATM自動(dòng)柜員機(jī)淪落成詐騙和盜竊的溫床。

2.2 刷卡式ATM機(jī)的設(shè)計(jì)要求

1）現(xiàn)有ATM機(jī)辦理業(yè)務(wù)的插卡方式改進(jìn)為刷卡形式，在一定程度上解決了現(xiàn)有系統(tǒng)吞卡的缺點(diǎn)。刷卡以讀取卡片的信息，避免了插卡方式為人們帶來的忘記取卡的損失。刷卡在當(dāng)今社會(huì)也是一個(gè)非常時(shí)髦的話題，許多方面都能刷卡進(jìn)行消費(fèi)，這也在一定程度上解決某些人不會(huì)使用ATM機(jī)插卡功能為其帶來損失的問題。

2）將現(xiàn)有銀行系統(tǒng)辦理業(yè)務(wù)時(shí)輸入密碼的身份驗(yàn)證方式改為指紋識(shí)別身份驗(yàn)證方式，并在國(guó)家進(jìn)行對(duì)身份證錄入指紋信息的改革之時(shí)進(jìn)行，能在一定程度反應(yīng)出國(guó)家宏觀政策改革所帶來的社會(huì)利益，使辦卡人的身份驗(yàn)證變得更加簡(jiǎn)便與真實(shí)，因每人的指紋都不一樣，能在一定程度上避免非法分子利用非法手段牟取利益，提高ATM機(jī)的安全性。

3）為避免使用指紋識(shí)別帶來的不能他人代取款功能，保留現(xiàn)有的密碼輸入驗(yàn)證身份的功能，然而為從根本上解決ATM機(jī)的安全性問題，在使用密碼驗(yàn)證身份的同時(shí)錄入取款人的指紋信息，將該指紋信息輸入銀行的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行備查，就算非法分子非法竊取別人的財(cái)產(chǎn)也能通過其指紋信息與二代身份證匹配，快速找出犯罪分子，將其繩之以法。

2.3 根據(jù)TRIZ理論的創(chuàng)新方法進(jìn)行設(shè)計(jì)

目前，ATM的構(gòu)成可以分兩部分：硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)：硬件系統(tǒng)由下半部分的保險(xiǎn)柜和上半部分的電子柜構(gòu)成主體框架；保險(xiǎn)柜中包含現(xiàn)金處理模塊——機(jī)芯，電子柜中包含PC、讀卡器、流水打印機(jī)、憑條打印機(jī)、通信控制板或者輸入輸出（IO）控制板；機(jī)器外部為面板部分；面板部分都是按照人體工程學(xué)原理設(shè)計(jì)，考慮了讀卡口位置、鍵盤位置、閘門位置、顯示器位置及其用戶使用的高度和角度等。 軟件系統(tǒng)：軟件系統(tǒng)一般分3級(jí)；第一級(jí)為介質(zhì)程序級(jí)，是各個(gè)模塊的底層驅(qū)動(dòng)；第二級(jí)為動(dòng)態(tài)庫(kù)級(jí)，負(fù)責(zé)封裝介質(zhì)程序并向上給ATMC（ATM控制軟件）提供接口；第三就是ATMC，它向下負(fù)責(zé)調(diào)度各個(gè)模塊，向上負(fù)責(zé)和銀行系統(tǒng)通信，完成整個(gè)服務(wù)控制過程。

為從根本上解決ATM的安全性與方便性，本文主要介紹在保存ATM機(jī)現(xiàn)有的部分功能的同時(shí)利用TRIZ理論進(jìn)行創(chuàng)新。

（一）利用TRIZ理論，將ATM機(jī)的插卡裝置改為刷卡裝置，避免ATM機(jī)吞卡。主要利用TRIZ的物質(zhì)-場(chǎng)分析、物理矛盾與技術(shù)矛盾等分析方法研究此創(chuàng)新作品存在的問題。

（1）技術(shù)矛盾：TRIZ理論用阿奇舒勒矩陣解決技術(shù)矛盾，將導(dǎo)致技術(shù)矛盾的因素總結(jié)成TRIZ的通用技術(shù)矛盾參數(shù)把技術(shù)矛盾參數(shù)，利用矛盾矩陣找出可能解決問題的發(fā)明原理。

研究從利用TRIZ理論分析所得到的問題中找到解決問題的方案。主要研究進(jìn)行TRIZ理論分析得到的技術(shù)矛盾即刷卡裝置使用的銀行卡片的安全性與信息的存儲(chǔ)與輸出功能。

為解決銀行卡的存儲(chǔ)與輸出功能，本文介紹利用TRIZ創(chuàng)新理論技術(shù)創(chuàng)新40法的分割法、組合與合并法、嵌套法與反饋法對(duì)這一問題進(jìn)行深入、細(xì)致的研究。

嵌套法是指將具有不同功能的若干物體嵌套至同一個(gè)物體內(nèi)，還可使這個(gè)物體產(chǎn)生多種獨(dú)特的功能。將ATM機(jī)插卡裝置改為刷卡裝置，將刷卡設(shè)備嵌套在ATM機(jī)上，提高其方便性，解決了ATM機(jī)的吞卡問題。

組合與合并法是指把相同的物體或完成類似操作的物體聯(lián)合起來，刷卡式ATM機(jī)是將刷卡設(shè)備與ATM機(jī)組合，解決銀行卡的存儲(chǔ)與輸出功能。

為解決銀行卡的安全性問題，利用TRIZ理論的分割法、借助中介物法、機(jī)械系統(tǒng)替代法、改變顏色法、復(fù)合材料法等研究方法，對(duì)該問題的進(jìn)行理論性研究，使其問題得到解決。

（二）利用TRIZ理論，將ATM機(jī)的密碼身份驗(yàn)證改為指紋識(shí)別身份驗(yàn)證，與國(guó)家對(duì)身份證的改革相結(jié)合，提高ATM機(jī)的安全性與卡主信息的真實(shí)性。

主要利用TRIZ創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論的生命曲線、九屏圖分析與卡諾圖等分析方法對(duì)該問題進(jìn)行研究，并利用TRIZ體系與相關(guān)物質(zhì)場(chǎng)分析找到解決問題的方法。主要研究利用TRIZ理論的卡諾圖分析方法得到的一系列問題。

在利用上圖對(duì)ATM機(jī)的改進(jìn)進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)這樣改進(jìn)所存在的問題：客戶喜歡ATM機(jī)的安全性能非常的高，可是卻不喜歡只能本人才可以去ATM機(jī)取錢，客戶可能喜歡ATM機(jī)的安全性既能非常高又可以在自己工作或其他使自己不能親自取錢時(shí)請(qǐng)自己信賴的人代其取款。雖然該改進(jìn)的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)銀行卡信息的高度安全性，可是卻不能實(shí)現(xiàn)他人為其代取的情況。針對(duì)這一問題，我們將利用TRIZ創(chuàng)新理論的分割法、中介物法、組合與合并法、多元性法、預(yù)先作用法，復(fù)制法等方法針對(duì)上述問題進(jìn)行研究。對(duì)保留現(xiàn)有密碼輸入功能，增加代取款人的指紋信息錄入與存儲(chǔ)等技術(shù)理論進(jìn)行研究。提出利用TRIZ理論建立TRIZ方法分析模型的研究與利用。

3 結(jié)論

TRIZ理論曾經(jīng)被稱作前蘇聯(lián)的"國(guó)術(shù)"、"神奇的點(diǎn)金術(shù)"，它是目前國(guó)際上360余種創(chuàng)新方法中比較系統(tǒng)、應(yīng)用效果好的方法體系之一。TRIZ理論與傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法相比，具有鮮明的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。它能成功地揭示創(chuàng)造發(fā)明的內(nèi)在規(guī)律和原理，快速地確認(rèn)并解決系統(tǒng)中存在的矛盾。由于它是基于技術(shù)的發(fā)展進(jìn)化規(guī)律來研究整個(gè)產(chǎn)品的發(fā)展過程，不再是一種隨機(jī)的創(chuàng)新行為，因而可以大大地加快發(fā)明創(chuàng)造的進(jìn)程，提升產(chǎn)品的創(chuàng)新水平。對(duì)問題情境進(jìn)行系統(tǒng)的分析，快速發(fā)現(xiàn)問題本質(zhì)，準(zhǔn)確定義創(chuàng)新性問題和矛盾。對(duì)創(chuàng)新性問題或者矛盾提供更合理的解決方案和更好的創(chuàng)意。

本論文的創(chuàng)新在于使用TRIZ理論，將該理論運(yùn)用到刷卡式ATM機(jī)的研究上，2009年9月，蘭州大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院學(xué)生馬雪彬、林升平在其論文《商業(yè)銀行ATM 發(fā)展策略研究》中提出： 商業(yè)銀行ATM安全性不僅事關(guān)銀行用戶的切身利益，而且還影響到ATM機(jī)將來的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。在其調(diào)查中發(fā)現(xiàn)：只有47.66%的受調(diào)查用戶認(rèn)為使用ATM交易是安全的，38.45%的受調(diào)查用戶認(rèn)為ATM的安全性能一般，有13.89%受調(diào)查用戶認(rèn)為ATM是不安全的。且人們對(duì)ATM機(jī)安全性的信賴度不高。我們?cè)趯?duì)現(xiàn)有的ATM機(jī)進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)都采用插卡及輸入密碼驗(yàn)證持卡者身份的方式實(shí)現(xiàn)ATM機(jī)現(xiàn)有的所有功能。并且在近幾年國(guó)內(nèi)外對(duì)ATM機(jī)的研究中，大都著重于對(duì)ATM機(jī)業(yè)務(wù)拓展的研究，而在ATM機(jī)的安全性與方便性上的研究甚少。近年來，由于各種非法分子利用ATM機(jī)竊取客戶財(cái)產(chǎn)的行為日益猖獗，我國(guó)便采用在ATM機(jī)上增加攝像頭，利用錄像與作案時(shí)間推測(cè)犯罪分子，將犯罪分子繩之以法、提高客戶的密碼難度，拒絕客戶使用與其身份相關(guān)的密碼等措施。然而這一系列措施并不能從根本上杜絕犯罪分子的犯罪行為，要從根本上消除犯罪分子的僥幸心理，讓其無計(jì)可施才能使ATM機(jī)的安全性從根本上得到解決。對(duì)于ATM機(jī)的吞卡現(xiàn)象，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)這一現(xiàn)象似乎沒有很深的認(rèn)識(shí)，對(duì)于這一問題重視程度也不夠。然而，為了提高銀行系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，任何一個(gè)小的問題都不容小覷。由此可見，刷卡式ATM機(jī)有著很廣的應(yīng)用前景。

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基金項(xiàng)目：哈爾濱商業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃校級(jí)項(xiàng)目。項(xiàng)目編號(hào)：201310240101。