九屏幕圖在TRIZ理論教學(xué)中若干問題的探討

韓博

（寧夏科技發(fā)展戰(zhàn)略和信息研究所，寧夏 銀川750001）

九屏幕圖在TRIZ理論教學(xué)中若干問題的探討

韓博

（寧夏科技發(fā)展戰(zhàn)略和信息研究所，寧夏 銀川750001）

TR IZ理論是發(fā)明問題解決理論，九屏幕圖作為TR IZ理論培訓(xùn)中拓展思維，打破思維慣性，尋找創(chuàng)新資源的重要工具，在工程師培訓(xùn)中具有重要作用，本文系統(tǒng)分析了九屏幕圖的構(gòu)成，找出了在培訓(xùn)中應(yīng)當(dāng)注意的問題，并闡述了九屏幕圖發(fā)展的趨勢(shì)。

九屏幕圖；TRIZ；教學(xué)；培訓(xùn)；問題

近年來，隨著創(chuàng)新需求趨勢(shì)不斷發(fā)展，創(chuàng)新方法逐步成為推動(dòng)技術(shù)和管理創(chuàng)新的利器，作為技術(shù)創(chuàng)新方法中系統(tǒng)性和完整性最強(qiáng)的TRIZ理論受到了工程師的好評(píng)，逐步成為工程師解決技術(shù)難題和利用專利戰(zhàn)略的重要手段。九屏幕圖法是TRIZ理論初中級(jí)培訓(xùn)的重要內(nèi)容，也是拓展工程師視野和突破思維慣性的重要工具，在工程師培訓(xùn)中必不可少，但是，由于TRIZ理論進(jìn)入我國(guó)時(shí)間較短、研究人員不多等因素造成在培訓(xùn)中沒有對(duì)九屏幕圖很好地講解和使用。

1 九屏幕圖的構(gòu)成

九屏幕圖法是TRIZ中典型的系統(tǒng)思維方法，能對(duì)情境進(jìn)行整體考慮，幫助工程師從結(jié)構(gòu)、時(shí)間以及因果關(guān)系等角度對(duì)問題進(jìn)行全面、系統(tǒng)的分析，該方法不僅研究問題的現(xiàn)狀，而且考慮與之相關(guān)的過去、未來和子系統(tǒng)、超系統(tǒng)等方面的動(dòng)態(tài)。

九屏幕法以空間為縱軸，來考察“當(dāng)前系統(tǒng)”及其“組成（子系統(tǒng)）”和“系統(tǒng)的環(huán)境與歸屬（超系統(tǒng)）”，以時(shí)間為橫軸，來考察上述三種狀態(tài)的“過去”、“現(xiàn)在”和“未來”，技術(shù)或者工藝前一項(xiàng)和后一項(xiàng)狀態(tài)是什么。同時(shí)，超系統(tǒng)、當(dāng)前系統(tǒng)、子系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)的概念，比如，如果當(dāng)前系統(tǒng)研究的是汽車，那么子系統(tǒng)包括車輪、車體、車燈、座椅、懸掛等，超系統(tǒng)為交通系統(tǒng)、路面等。如果當(dāng)前系統(tǒng)是車輪，那么超系統(tǒng)為汽車的其他部件和路面等，子系統(tǒng)為輪胎、輪轂等。從中可以看出，當(dāng)前系統(tǒng)的選擇，影響著超系統(tǒng)和子系統(tǒng)的選擇，三種系統(tǒng)之間為相對(duì)的概念。

圖1 九屏幕圖

九屏幕圖的目的是尋找資源，分析清楚系統(tǒng)的構(gòu)成與環(huán)境。第一，從技術(shù)系統(tǒng)本身出發(fā)，考慮可用資源。第二，考慮技術(shù)系統(tǒng)的子系統(tǒng)、超系統(tǒng)中的資源。第三，考慮系統(tǒng)的過去和未來，從中尋找可利用的資源。第四，考慮超系統(tǒng)和子系統(tǒng)的過去和未來。

2 九屏幕圖的類型

2.1 基于技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的九屏幕圖

TRIZ理論的核心思想之一是任何技術(shù)系統(tǒng)都是按照一定的客觀規(guī)律進(jìn)化的，這在九屏幕圖中也得到了體現(xiàn)?；诩夹g(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的九屏幕圖是以當(dāng)前系統(tǒng)及過去與未來的一種進(jìn)化關(guān)系而形成的。根據(jù)實(shí)際解決技術(shù)難題的經(jīng)驗(yàn)和培訓(xùn)心得，通常基于技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的九屏幕多為圖1所示箭頭的邏輯關(guān)系。此類九屏幕圖主要用于在系統(tǒng)宏觀層面，尋找資源解決問題和開展產(chǎn)品技術(shù)預(yù)測(cè)。

2.2 基于工藝和操作流程的九屏幕圖

基于工藝和操作流程的九屏幕是以產(chǎn)品的工藝或操作流程為邏輯關(guān)系組成，因此系統(tǒng)的過去并不是指完成當(dāng)前系統(tǒng)功能的過去的替代品，而是指前道工序或產(chǎn)品。當(dāng)前系統(tǒng)存在問題的解決辦法是，除考慮子系統(tǒng)和超系統(tǒng)中的可用資源外，還要考慮前道工序或操作是否可以提前采取措施進(jìn)行預(yù)防，后道工序或操作是否可以采取措施補(bǔ)救，或者是在現(xiàn)有前道工序和后道工序間再增加一個(gè)工藝或一個(gè)操作流程，來保證當(dāng)前系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，而不是直接考慮采用措施替換當(dāng)前系統(tǒng)。此類九屏幕圖主要用于在系統(tǒng)微觀層面的分析，更適合分析產(chǎn)品的生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)的管理以及相關(guān)操作。其超系統(tǒng)、當(dāng)前系統(tǒng)和子系統(tǒng)的邏輯關(guān)系圖為圖2所示。

圖2 九屏幕圖

2.3 基于技術(shù)系統(tǒng)狀態(tài)的九屏幕圖

基于技術(shù)系統(tǒng)狀態(tài)的九屏幕圖是以系統(tǒng)的狀態(tài)為邏輯關(guān)系所組成，因此系統(tǒng)的過去和未來，也就是系統(tǒng)過去的狀態(tài)或者是上一個(gè)狀態(tài)。通過利用狀態(tài)間的差異來尋找解決問題的可用資源，同時(shí)可以分析清楚系統(tǒng)在狀態(tài)臨界點(diǎn)以及左右間的關(guān)系。比如在制藥中通常涉及干燥問題，藥品或半成品在干燥過程中，對(duì)干燥的程度、時(shí)間等要求較高，需要分析空氣的狀態(tài)，即空氣是冷氣、熱氣、溫度等，通過此類分析，可以更好地確定整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的狀態(tài)，為解決問題奠定良好的基礎(chǔ)。此類九屏幕圖主要用于分析系統(tǒng)微觀層面，多用于制藥、發(fā)酵、化工等領(lǐng)域，其邏輯關(guān)系圖多以圖2為表達(dá)形式。

3 九屏幕圖畫法存在的問題

在實(shí)際培訓(xùn)和教學(xué)過程中，很多專家學(xué)者對(duì)于九屏幕圖的分析一筆帶過，沒有詳細(xì)、系統(tǒng)地分析其內(nèi)部的邏輯關(guān)系，造成在后續(xù)運(yùn)用資源分析、技術(shù)矛盾、物理矛盾、物場(chǎng)分析和功能分析等TRIZ工具時(shí)不能很好地開展。根據(jù)實(shí)際解決技術(shù)問題的需求，主要需要確定好超系統(tǒng)、當(dāng)前系統(tǒng)和子系統(tǒng)的過去與未來及相關(guān)邏輯關(guān)系，即可為后續(xù)的分析奠定良好的基礎(chǔ)。

3.1 超系統(tǒng)、當(dāng)前系統(tǒng)和子系統(tǒng)及過去與未來的確定

在實(shí)際應(yīng)用九屏幕圖尋找資源和解決問題時(shí)，通常當(dāng)前系統(tǒng)、超系統(tǒng)和子系統(tǒng)比較容易確定，只要能夠確定當(dāng)前的問題系統(tǒng)或者是需要研究的系統(tǒng)，便可確定超系統(tǒng)、當(dāng)前系統(tǒng)和子系統(tǒng)，但對(duì)于超系統(tǒng)、當(dāng)前系統(tǒng)、子系統(tǒng)的過去與未來卻不容易確定的，尤其對(duì)于初學(xué)者來說較困難。在現(xiàn)行的培訓(xùn)中，很多專家學(xué)者并未對(duì)上述的概念進(jìn)行明確，TRIZ理論創(chuàng)始者阿奇·舒勒也未對(duì)九屏幕進(jìn)行詳細(xì)介紹，但是根據(jù)多年的培訓(xùn)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在選擇三個(gè)層級(jí)的過去和未來時(shí)，首先需要確定解決的技術(shù)問題是什么，其次確定技術(shù)的發(fā)展順序與規(guī)律，最后確定三個(gè)層級(jí)過去與未來是選擇相近的技術(shù)節(jié)點(diǎn)。

以電風(fēng)扇為例，很多人在分析電風(fēng)扇的九屏幕圖時(shí)，系統(tǒng)的過去為扇子，系統(tǒng)的未來是空調(diào)，初看沒有問題，但是按照邏輯關(guān)系，實(shí)際分析時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種問題。一是當(dāng)前系統(tǒng)是電風(fēng)扇，但沒有確定是什么樣的電風(fēng)扇，如能夠調(diào)節(jié)風(fēng)速的電風(fēng)扇、能夠360°旋轉(zhuǎn)的電風(fēng)扇、能夠定時(shí)的電風(fēng)扇等，犯了當(dāng)前系統(tǒng)定義不準(zhǔn)確的問題。在當(dāng)前系統(tǒng)的選擇上必須明確研究的系統(tǒng)是什么。二是在當(dāng)前系統(tǒng)的過去分析中，很多人認(rèn)為是扇子，其實(shí)不然。從電風(fēng)扇的進(jìn)化史來看，沿著“兩葉扇片—三葉扇片—風(fēng)速調(diào)節(jié)—旋轉(zhuǎn)—定時(shí)—無葉”的路線進(jìn)化。如果當(dāng)前系統(tǒng)是可旋轉(zhuǎn)電風(fēng)扇，那么它的過去應(yīng)當(dāng)是具備風(fēng)速調(diào)節(jié)的三葉電風(fēng)扇。如果在分析系統(tǒng)的過去時(shí)跳過了很多技術(shù)發(fā)展的節(jié)點(diǎn)，如同TRIZ理論中的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則所述，本案中，從扇子進(jìn)化到具備風(fēng)速調(diào)節(jié)的三葉電風(fēng)扇需要很多次進(jìn)化，而且時(shí)間很長(zhǎng)，因此按照這種邏輯關(guān)系分析的九屏幕圖是沒有太大的意義。對(duì)于系統(tǒng)未來的分析也是如此。

3.2 超系統(tǒng)、當(dāng)前系統(tǒng)和子系統(tǒng)及過去與未來邏輯關(guān)系的確定

對(duì)于此類問題的分析，在實(shí)際分析技術(shù)難題時(shí)具有重要的指導(dǎo)意義。從九屏幕圖的類型中可以看出，有三種類型和兩種畫法。在選擇畫法時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵守以下幾條原則：一是確定九屏幕圖是基于技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化、工藝和操作流程、技術(shù)系統(tǒng)狀態(tài)中的哪一種，通常第一種類型多為圖1所示畫法，第二和第三種類型多為圖2所示畫法。二是緊扣所需解決技術(shù)問題本身。以電風(fēng)扇為例，如果當(dāng)前系統(tǒng)為可旋轉(zhuǎn)的電風(fēng)扇，那么其超系統(tǒng)為空氣、人、插座、電流，按照?qǐng)D2所示的關(guān)系，需要分析超系統(tǒng)的過去，而非系統(tǒng)過去的超系統(tǒng)，顯然分析空氣、人、插座和電流的過去對(duì)于解決問題是沒有任何意義的。三是抓住技術(shù)系統(tǒng)的重點(diǎn)組件。在利用九屏幕圖解決問題時(shí)，通常系統(tǒng)的未來和系統(tǒng)未來的子系統(tǒng)（或是子系統(tǒng)的未來）是不確定，是需要解決的，那么在用九屏幕圖分析時(shí)需要尋找和抓住技術(shù)系統(tǒng)的重點(diǎn)組件。

4 九屏幕圖法解題存在的問題

4.1 利用九屏幕圖尋找資源

培訓(xùn)中，通常將九屏幕圖劃分到TRIZ理論的創(chuàng)新思維中，只利用九屏幕圖進(jìn)行拓展工程師的思維，忽略了九屏幕圖是一個(gè)承上啟下的TRIZ工具。九屏幕圖分析是否準(zhǔn)確直接影響了后續(xù)的資源分析、功能分析、物場(chǎng)分析等，因此，此階段的九屏幕圖分析必須清晰、準(zhǔn)確，清楚解決技術(shù)問題需要那種類型的畫法。

4.2 利用九屏幕圖直接解決問題

利用九屏幕圖直接解決技術(shù)問題的概率和案例數(shù)量不是很多，但不能忽視九屏幕圖可以直接解決問題，該工具在逐步向直接解決問題的方向發(fā)展。培訓(xùn)中，很多專家學(xué)者喜歡運(yùn)用“太空筆”和“測(cè)量毒蛇”的經(jīng)典案例。這些案例都存在前后邏輯不嚴(yán)謹(jǐn)，經(jīng)不住推敲等問題。因此在培訓(xùn)中需要尋找或使用在實(shí)際結(jié)題過程中解決了問題的案例，增強(qiáng)說服力，如果使用不當(dāng)，便會(huì)有負(fù)面效應(yīng)，引起學(xué)員思維上的混亂。

5 九屏幕圖法的發(fā)展趨勢(shì)

5.1 九屏幕圖逐步成為TRIZ解決技術(shù)難題的工具

在經(jīng)典TRIZ理論中，九屏幕圖的作用和地位是較高的，人們通常將九屏幕圖法定位為拓展思維的方法，但是隨著TRIZ理論的不斷發(fā)展和解題工具的不斷豐富，九屏幕圖法逐漸發(fā)展成為單獨(dú)的解決技術(shù)問題的工具。同時(shí)九屏幕圖引入了系統(tǒng)與反系統(tǒng)這一對(duì)立概念，使得很多問題得到解決。擴(kuò)充九屏幕圖（n屏幕圖）的引入與使用使得應(yīng)用范圍和分析方式有了很高的實(shí)用性，但是擴(kuò)充九屏幕圖在使用過程中需要使用者具有較強(qiáng)的TRIZ理論知識(shí)，造成使用頻率較低，但效果較好。雖然在現(xiàn)代TRIZ中已經(jīng)弱化了九屏幕圖在TRIZ理論體系中的地位，但是作為初、中級(jí)培訓(xùn)的主要內(nèi)容，仍然需要重視。

5.2 九屏幕圖與技術(shù)進(jìn)化法則結(jié)合解決問題

九屏幕圖與技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則相結(jié)合解決技術(shù)問題成為目前的主流方法，九屏幕圖從某種程度上來看，是技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則的一種表現(xiàn)形式，可利用技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則對(duì)技術(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，運(yùn)用九屏幕圖對(duì)產(chǎn)品和技術(shù)的組成及超系統(tǒng)進(jìn)行分析，最終得到解決方案。

5.3 九屏幕圖的應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大

隨著TRIZ理論的不斷發(fā)展，應(yīng)用范圍和領(lǐng)域逐步擴(kuò)大，作為TRIZ理論的重要組成部分，九屏幕圖的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域也得到逐步的擴(kuò)大。目前除已運(yùn)用到機(jī)械、制藥、化工、冶金、材料等領(lǐng)域外，逐步滲透到社會(huì)科學(xué)、管理科學(xué)等領(lǐng)域。相比較其他的如技術(shù)矛盾、物理矛盾、功能分析等TRIZ工具，九屏幕圖的使用和分析過程沒有較為嚴(yán)格的條件，使得九屏幕圖的應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大。

[1]曹福全.創(chuàng)新思維與方法概論[M].哈爾濱：黑龍江高等教育出版社，2009.

[2]李弘、顏惠庚、肖玉.TRIZ理論中九屏幕法的幾個(gè)問題[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2012（11）：93-94.

G420

A

1671-0037（2014）02-6-2

2014年1月13日。

國(guó)家創(chuàng)新方法工作專項(xiàng)項(xiàng)目（寧夏創(chuàng)新方法應(yīng)用推廣與平臺(tái)建設(shè)，編號(hào)：2011IM020700）和寧夏創(chuàng)新方法應(yīng)用推廣與示范，編號(hào)：2013IM021600。

韓博，碩士，助理研究員，國(guó)際TRIZ協(xié)會(huì)三級(jí)認(rèn)證，研究方向：科技政策與管理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)和創(chuàng)新方法。