TRIZ理論中資源分析的應(yīng)用研究

TRIZ理論在分析和解決問(wèn)題過(guò)程中，始終圍繞著三個(gè)關(guān)鍵概念，即矛盾、理想解和資源。阿奇舒勒認(rèn)為任何技術(shù)的發(fā)展不是隨機(jī)的，而是遵循一定客觀規(guī)律向前進(jìn)化的。理想解是技術(shù)進(jìn)化的方向，不斷解決矛盾是技術(shù)向前進(jìn)化的動(dòng)力，而有效利用資源是解決矛盾的重要途徑。此文將系統(tǒng)闡述何為資源、資源如何分類、如何尋找與利用資源等。

一、資源分析概述

“資源”通常被認(rèn)為是區(qū)域內(nèi)擁有的物力、財(cái)力、人力等各種物質(zhì)要素的總稱，分為自然資源和社會(huì)資源兩大類。自然資源如陽(yáng)光、空氣、水、土地、森林、草原、動(dòng)物、礦藏等，社會(huì)資源如人力資源、信息資源以及經(jīng)過(guò)勞動(dòng)創(chuàng)造的各種物質(zhì)財(cái)富等。也可以說(shuō)資源就是一切可被人類開(kāi)發(fā)和利用的物質(zhì)、能量和信息的總稱。但TRIZ理論中資源觀有別于人們已經(jīng)形成的資源觀。

TRIZ理論中的資源是指系統(tǒng)及其環(huán)境中的各種要素，能反映諸多系統(tǒng)作用、功能、組分、組成間的聯(lián)系結(jié)構(gòu)、信息、能量流、物質(zhì)、形態(tài)、空間分布、功能的時(shí)間參數(shù)、效能及其他有關(guān)功能質(zhì)量的個(gè)別參數(shù)[1]?？梢哉f(shuō)解決技術(shù)問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是對(duì)資源的合理應(yīng)用，使用技術(shù)系統(tǒng)資源是提高理想度最重要的手段之一，只有具備合理使用資源才能解決所有的技術(shù)問(wèn)題。資源分析的實(shí)質(zhì)就是從系統(tǒng)的高度研究分析資源，挖掘系統(tǒng)的派生資源，關(guān)注系統(tǒng)資源間的有機(jī)聯(lián)系，合理地組合、配置、優(yōu)化資源結(jié)構(gòu)，提升系統(tǒng)資源的應(yīng)用價(jià)值或理想度。

一般情況下，解決問(wèn)題所需要的資源是系統(tǒng)本身就有的，在系統(tǒng)中以方便使用的方式存在，稱之為現(xiàn)成資源。但很多時(shí)候系統(tǒng)中沒(méi)有直接可以利用的資源，而是需要某種轉(zhuǎn)化、加工等得到資源，這種資源稱之為派生資源。如要解決技術(shù)問(wèn)題需要“冰”，但是在現(xiàn)有的技術(shù)系統(tǒng)中沒(méi)有冰，但是有水，那么可以通過(guò)制冷的方式得到冰，以實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)解決問(wèn)題。

二、資源的類型

TRIZ理論中按照資源的不同屬性將資源分為兩個(gè)緯度，六種類別。兩個(gè)緯度是指現(xiàn)成資源和派生資源。六種類別是將資源分為物質(zhì)資源、能量資源、信息資源、空間資源、時(shí)間資源和功能資源。如果將資源進(jìn)一步細(xì)化，可以分為現(xiàn)成物質(zhì)資源、派生物質(zhì)資源、現(xiàn)成能量資源、派生能量資源等。

1.物質(zhì)資源

物質(zhì)資源是指可以構(gòu)成系統(tǒng)及其周圍環(huán)境的任何材料或系統(tǒng)產(chǎn)品。物質(zhì)資源不僅包括有形的物質(zhì)，還包括無(wú)形的物質(zhì)，如空氣等。工廠化菌菇培養(yǎng)過(guò)程中，需要將菌種接種到菌包中，在適宜的溫度、濕度、光照等環(huán)境下逐漸成長(zhǎng)，最終成為人們可食用的產(chǎn)品。但在菌包接種的過(guò)程中，由于接種室無(wú)法達(dá)到徹底無(wú)菌的狀態(tài)，菌種被感染，導(dǎo)致菌包中其他雜菌生長(zhǎng)，接種率下降，菌包浪費(fèi)嚴(yán)重。在此例中，物質(zhì)資源包括接種設(shè)備、菌包、菌種、自然空氣、消毒空氣、雜菌等。需要注意的是：一是可以對(duì)接種設(shè)備進(jìn)一步的細(xì)化，如接種噴槍、傳送帶、輸送菌種管等，細(xì)分后更有利于尋找資源。二是在系統(tǒng)中對(duì)主要功能產(chǎn)生有害作用的是雜菌，雜菌也是物質(zhì)資源，在尋找物質(zhì)資源時(shí)不以產(chǎn)生作用的好壞來(lái)評(píng)判。

圖1 菌種接種過(guò)程

2.能量資源

能量資源是指系統(tǒng)及其周圍中存在或能產(chǎn)生的場(chǎng)或能量流。通常的能量資源有電能、風(fēng)能、磁能、動(dòng)能等。在菌菇接種過(guò)程中，能量資源有菌種在運(yùn)輸管道中的動(dòng)能、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的電能、空氣的流動(dòng)動(dòng)能等等。

3.信息資源

信息資源是指系統(tǒng)中存在或能產(chǎn)生的信息，也就是系統(tǒng)和脫離系統(tǒng)的物質(zhì)而獲取的系統(tǒng)信息?？梢酝ㄟ^(guò)信息判斷系統(tǒng)的狀態(tài)，通常系統(tǒng)內(nèi)的各項(xiàng)參數(shù)的變化，如濃度、速度、壓力、面積、長(zhǎng)度、高度等都是信息資源。在菌菇接種的案例中信息資源有菌種的壓力、菌種的流動(dòng)速度、空氣中雜菌的含量、空氣的流動(dòng)速度、空氣凈化器的速度、菌種在菌包中的生長(zhǎng)速度等。

4.空間資源

空間資源是指系統(tǒng)及其超系統(tǒng)存在的未被占用的空間位置、次序等?？臻g資源通常表現(xiàn)在系統(tǒng)及超系統(tǒng)中存在的某些“孔”狀空間、物體的表面、物體的空腔、系統(tǒng)中沒(méi)有被利用的空間等。在菌菇接種的案例中，空間資源有運(yùn)輸菌種的管道、菌包內(nèi)上方未盛放物質(zhì)的空間、噴槍與菌包上方的空間、傳送帶上方的空間、接種室的空間、空氣凈化器的內(nèi)部空間等。

5.時(shí)間資源

時(shí)間資源是指在系統(tǒng)工作之前、工作之后、兩個(gè)循環(huán)之間的時(shí)間間隔以及之前未被使用的時(shí)間。在菌菇接種的案例中，時(shí)間資源包括菌種從噴槍噴出后到接觸菌包的時(shí)間、傳送帶運(yùn)輸菌包的時(shí)間間隔、菌種在菌包中生長(zhǎng)的時(shí)間、空氣凈化器工作的時(shí)間等等。

6.功能資源

功能資源是指利用系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)已執(zhí)行的功能，對(duì)功能進(jìn)一步挖掘，使現(xiàn)有子系統(tǒng)執(zhí)行主要功能的同時(shí)，能夠執(zhí)行更多的功能。如某些產(chǎn)品的組成由殼體、芯體等組成，為了減少成本，可以進(jìn)一步挖掘資源，使芯體在執(zhí)行原有功能的同時(shí)執(zhí)行殼體的功能，或者使殼體在執(zhí)行原有功能的公式執(zhí)行芯體的功能，使子系統(tǒng)的功能資源達(dá)到最大化、最有效的利用。

三、資源的尋找與利用

1.資源的尋找

TRIZ理論中尋找資源的工具主要有九屏幕圖、技術(shù)矛盾、功能分析、物場(chǎng)分析等。九屏幕圖是系統(tǒng)思維的一種方法，是尋找資源的一種非常好的工具，它按照時(shí)間和系統(tǒng)層次兩個(gè)維度進(jìn)行分析，可以考慮系統(tǒng)內(nèi)的資源、超系統(tǒng)的資源、系統(tǒng)的過(guò)去及系統(tǒng)未來(lái)的資源等。通過(guò)九屏幕圖的分析，能夠?qū)⒅昂雎缘暮芏噘Y源得以發(fā)現(xiàn)和找到。

技術(shù)矛盾也是尋找資源的工具，通常在定義技術(shù)矛盾時(shí)，會(huì)確定矛盾的時(shí)間和區(qū)域，通過(guò)矛盾區(qū)域的確定，可以首先考慮在操作區(qū)域內(nèi)尋找各類資源，這樣更為有效、方便地得到解決問(wèn)題的資源。

功能分析可以使工程師進(jìn)一步分清系統(tǒng)層級(jí)，梳理清楚組件之間的關(guān)系、分析清楚組件執(zhí)行何種功能、歸類執(zhí)行相同功能的組件，尤其是出現(xiàn)有害作用的功能和有用功能不足的組件。通過(guò)功能分析，能夠清晰地認(rèn)識(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)與執(zhí)行的功能，確定需要執(zhí)行何種功能的資源來(lái)解決問(wèn)題，并在已有的系統(tǒng)內(nèi)或超系統(tǒng)中尋找。

物場(chǎng)分析可以使工程師系統(tǒng)內(nèi)存在問(wèn)題的物質(zhì)—場(chǎng)關(guān)系，為尋找物理資源和能量資源找到了突破口。

2.資源的整合與組合

發(fā)現(xiàn)和尋找到資源后，一些資源可能達(dá)不到解決問(wèn)題的要求，或者是解決問(wèn)題的效果不好，可以嘗試對(duì)各類資源進(jìn)行組合。資源的組合就是對(duì)不同來(lái)源、不同層次、不同結(jié)構(gòu)、不同內(nèi)容的資源進(jìn)行識(shí)別與選擇、汲取與配置、激活并有機(jī)融合，使其具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性、適應(yīng)性、條理性和應(yīng)用性，并創(chuàng)造出新資源的一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程。

在資源的組合過(guò)程中，堅(jiān)持以下兩個(gè)原則：一是根據(jù)因果邏輯關(guān)系鏈找出主要問(wèn)題及解決問(wèn)題所需資源，目的就是把資源同問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)。二是從多維問(wèn)題中，找出成對(duì)的因素，確定關(guān)鍵點(diǎn)，通過(guò)多因素綜合思考，探索解決問(wèn)題的資源，目的是把同解決問(wèn)題相關(guān)的資源組合起來(lái)[2]。以物質(zhì)資源與其他類別資源的組合為例，介紹如何進(jìn)行資源組合。

物質(zhì)資源與空間資源的組合

●注重物質(zhì)相態(tài)的組合（固、液、氣、真空、等離子，如對(duì)冰、水、蒸汽之間的轉(zhuǎn)化組合）。

●多孔材料（固體泡沫材料）、泡沫（氣泡）、粉末、混合物、膠質(zhì)等。

物質(zhì)資源與時(shí)間資源的組合。

●頻率的增加、減少、恒定、梯度。

●間隔的利用。

●同時(shí)進(jìn)行（拆分工作同時(shí)做）。

●提前進(jìn)行、事后進(jìn)行。

●利用超系統(tǒng)、子系統(tǒng)的時(shí)間與物質(zhì)等。

物質(zhì)資源與能量資源的組合

●廢棄物質(zhì)與能量的組合。

●廢棄能量或浪費(fèi)能量與物質(zhì)的組合。

3.資源的利用與原則

尋找到資源并根據(jù)解決問(wèn)題的需要將資源組合后，需要對(duì)資源進(jìn)行利用。如何利用各類資源，TRIZ理論也給予了提示和要求，下面將從幾個(gè)方面說(shuō)明利用資源的原則，具體流程見(jiàn)圖2[1]。

資源種類利用原則

●物質(zhì)資源：盡可能利用系統(tǒng)中已有的物質(zhì)資源解決系統(tǒng)中的問(wèn)題。

●空間資源：最大限度利用閑置空間;利用物體的反面;利用多孔材料（固、液、氣）;利用微觀空間結(jié)構(gòu);利用同時(shí)間的組合（同一空間，不同時(shí)間）。

●信息資源：盡可能地提高系統(tǒng)感知信息的能力，并將這些信息通過(guò)某種手段表達(dá)和反饋出來(lái)。

●能量資源：減少能量損失、縮短能量的流動(dòng)路徑、提高能量的流動(dòng)速度、減少能量的滯留時(shí)間、將有害能量流變?yōu)橛幸婺芰苛?、替換更高層級(jí)的能量，如M-T-Ch-E-M（-B-L）。

●時(shí)間資源：盡可能地使工作過(guò)程連續(xù)，并逐步消除停頓和空閑行程。

●功能資源：盡可能地使子系統(tǒng)的功能資源執(zhí)行更多的相同或不同的功能，提升子系統(tǒng)的多用性。

資源的準(zhǔn)備程度

從資源的準(zhǔn)備程度來(lái)說(shuō)，首先選擇使用現(xiàn)成資源，如果現(xiàn)成資源不能夠滿足解決問(wèn)題的要求，考慮使用派生資源。派生資源在使用時(shí)需要注意轉(zhuǎn)化成本是否過(guò)高、轉(zhuǎn)化后是否引起其他不良后果的發(fā)生等。

資源的位置

從資源在系統(tǒng)以及超系統(tǒng)所處的區(qū)域來(lái)說(shuō)，在尋找和利用資源時(shí)，按照以下路徑來(lái)操作，即操作區(qū)域→系統(tǒng)→超系統(tǒng)→超超系統(tǒng)。通常系統(tǒng)內(nèi)資源的利用成本、可得性等與超系統(tǒng)相比存在諸多優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，超系統(tǒng)資源的利用很多時(shí)候需要對(duì)資源進(jìn)行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化的成本和時(shí)間是否為工程師所接受是需要考慮的問(wèn)題。因此在利用資源時(shí)，盡可能地使用系統(tǒng)內(nèi)資源。首先，在操作區(qū)域內(nèi)尋找和利用，利用技術(shù)矛盾可在矛盾區(qū)域找相關(guān)的資源。其次，如果在操作區(qū)域沒(méi)有找到相關(guān)資源，那么在系統(tǒng)內(nèi)、操作區(qū)域之外尋找和利用資源。再次，如果在系統(tǒng)內(nèi)沒(méi)有找到相關(guān)資源，那么可以在超系統(tǒng)、超超系統(tǒng)中尋找和利用。

資源的屬性

從資源的數(shù)量上來(lái)說(shuō)，選擇的優(yōu)先順序是無(wú)限的>足夠的>不夠的。無(wú)限的資源能夠?yàn)榻鉀Q問(wèn)題提供數(shù)量上的保證，如空氣、光線等。從資源的質(zhì)量上來(lái)說(shuō)，選擇的優(yōu)先順序是有害的>中性的>有益的。TRIZ理論解決問(wèn)題的思路是利用最小的改變、最低的成本、最便捷的方式、最少的利用資源來(lái)解決問(wèn)題。因此在選擇資源時(shí)，優(yōu)先選擇有害的資源，也就是說(shuō)如果將系統(tǒng)內(nèi)有害的資源變?yōu)橛幸娴馁Y源的同時(shí)能夠解決問(wèn)題是最好的選擇。從資源的價(jià)值上來(lái)說(shuō)，選擇的優(yōu)先順序是免費(fèi)的>廉價(jià)的>昂貴的。只有低成本的資源才能夠在各項(xiàng)指標(biāo)中滿足解決問(wèn)題的需要。

四、結(jié)論與展望

資源分析是TRIZ理論中解決問(wèn)題的重要工具，資源分析是否全面、準(zhǔn)確、系統(tǒng)，在很大程度上決定問(wèn)題是否能夠解決。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)成資源將逐漸不能滿足解決問(wèn)題的需要，挖掘派生資源將是獲得解決問(wèn)題的關(guān)鍵。

責(zé)編/劉紅偉

參考文獻(xiàn)

[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]創(chuàng)新方法研究會(huì).創(chuàng)新方法教程（初級(jí)）[M].北京：高等教育出版社.2012.

基金項(xiàng)目：國(guó)家創(chuàng)新方法工作專項(xiàng)（2013IM021600）

作者簡(jiǎn)介：韓博，男，寧夏同心人，碩士，助理研究員，國(guó)際TRIZ協(xié)會(huì)三級(jí)，主要研究方向：科技政策與管理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)和創(chuàng)新方法。