TRIZ創(chuàng)新理論概述

摘 要： TRIZ作為一種先進(jìn)的科技創(chuàng)新理論在工程技術(shù)、自然科學(xué)、管理科學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域正發(fā)揮著重要的作用。本文簡要介紹了TRIZ理論的起源和基本內(nèi)容，并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞： 科技創(chuàng)新方法；基本概況；應(yīng)用前景

一、TRIZ理論的起源

TRIZ意為解決發(fā)明創(chuàng)造問題的理論，是由前蘇聯(lián)發(fā)明家阿奇舒勒首先提出。1946年，阿奇舒勒開始了發(fā)明問題解決理論的研究工作。當(dāng)時(shí)阿奇舒勒在前蘇聯(lián)里海海軍的專利局工作，在處理世界各國著名的發(fā)明專利的過程中，阿奇舒勒總是考慮這樣一個(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)，是否有可以遵循的科學(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)創(chuàng)新和生物系統(tǒng)一樣，都存在產(chǎn)生、生長、成熟、衰老和滅亡的過程，是有規(guī)律可循的。人們?nèi)绻莆樟诉@些規(guī)律，就能主動(dòng)地進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)并能預(yù)測產(chǎn)品未來的發(fā)展趨勢。1948年，阿奇舒勒給斯大林寫了一封信，批評(píng)當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián)缺乏創(chuàng)新精神，發(fā)明創(chuàng)造處于無知和混亂的狀態(tài)。結(jié)果這封信使他鋃鐺入獄，并被押解到西伯利亞的集中營。而集中營卻成為TRIZ理論的第一所研究機(jī)構(gòu)，在那里他整理了TRIZ基礎(chǔ)理論，為日后TRIZ理論的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。斯大林去世一年半后，阿奇舒勒獲釋。隨后，他根據(jù)自己的研究成果，于1961年出版了有關(guān)TRIZ理論的著作《怎樣學(xué)會(huì)發(fā)明創(chuàng)造》。在阿奇舒勒的領(lǐng)導(dǎo)下，由蘇聯(lián)的研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)和企業(yè)組成的TRIZ研究團(tuán)體構(gòu)建了最初的TRIZ理論體系。

二、TRIZ理論的基本內(nèi)容

1、八大進(jìn)化法則

阿奇舒勒的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化論主要有八大進(jìn)化法則，這些法則可以用來解決難題，預(yù)測技術(shù)系統(tǒng)，產(chǎn)生并加強(qiáng)創(chuàng)造性問題的解決工具。這八大法則是：（1）技術(shù)系統(tǒng)的S曲線進(jìn)化法則（2）提高理想度法則（3）子系統(tǒng)的不均衡進(jìn)化法則（4）動(dòng)態(tài)性和可控性進(jìn)化法則（5）增強(qiáng)集成度再進(jìn)行簡化的法則（6）子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性計(jì)劃法則（7）向微觀級(jí)和增強(qiáng)場應(yīng)用的進(jìn)化法則（8）減少人工介入的進(jìn)化法則。

2、最終理想解

在應(yīng)用TRIZ理論解決問題之初，首先拋開各種客觀限制條件，通過理想化來定義問題的最終理想解，以明確理想解所在的方向和位置，保證在解決問題的過程中沿著此目標(biāo)前進(jìn)并獲得最終理想解，從而避免了傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法中缺乏目標(biāo)的弊端，提高了創(chuàng)新設(shè)計(jì)的效率。

3、40個(gè)發(fā)明原理

40個(gè)發(fā)明原理用于指導(dǎo)TRIZ使用者找出用于創(chuàng)新的解決方案。每一種解決方案都是一個(gè)建議，應(yīng)用該建議可以使系統(tǒng)產(chǎn)生特定的變化以消除技術(shù)沖突。

4、39個(gè)工程參數(shù)和矛盾矩陣

在對(duì)大量專利的研究中，阿奇舒勒發(fā)現(xiàn)，僅有39個(gè)工程參數(shù)在彼此相對(duì)改善和惡化，而這些專利都是在不同的領(lǐng)域上解決這些工程參數(shù)的沖突與矛盾。這些矛盾不斷地出現(xiàn)，又不斷地被解決。由此他總結(jié)出了解決沖突和矛盾的40個(gè)創(chuàng)新原理。之后，將這些沖突與沖突解決原理組成一個(gè)由39個(gè)改善參數(shù)與39個(gè)惡化參數(shù)構(gòu)成的矩陣。這就是，著名的技術(shù)矛盾矩陣。阿奇舒勒矛盾矩陣為問題解決者提供了一個(gè)可以根據(jù)系統(tǒng)中產(chǎn)生矛盾的兩個(gè)工程參數(shù)，從矩陣表中直接查找化解該矛盾的發(fā)明原理來解決問題的方法。

5、物理沖突的分離原理

物理沖突的解決方法一直是TRIZ理論研究的重要內(nèi)容，現(xiàn)代TRIZ理論在總結(jié)物理沖突各種解決方法的基礎(chǔ)上，提出了采用分離原理解決物理沖突的設(shè)計(jì)思想，其核心思想是實(shí)現(xiàn)矛盾雙方的分離。分離原理可以分為四種類型，即空間分離原理、時(shí)間分離原理、條件分離原理以及整體與部分的分離。

6、物場模型分析和標(biāo)準(zhǔn)解法

物場模型是TRIZ理論中一種重要的問題描述和分析工具，用來建立與現(xiàn)存技術(shù)系統(tǒng)問題相聯(lián)系的功能模型。在解決問題過程中，可以根據(jù)物場模型所描述的問題，來查找相對(duì)應(yīng)的一般解法和標(biāo)準(zhǔn)解法。

7、發(fā)明問題解決算法（ARIZ）

ARIZ是俄文“發(fā)明問題解決算法”的縮寫，是發(fā)明問題解決過程中應(yīng)遵循的理論方法和步驟。ARIZ是基于技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則的一套完整的問題解決程序，集成了TRIZ理論中大多數(shù)觀點(diǎn)和工具。對(duì)于某些復(fù)雜問題，由于定義沖突或建立物場模型較為困難，因而不能直接應(yīng)用沖突矩陣或物場分析求解。在這種情況下，可以考慮使用ARIZ來解決問題。ARIZ采用一套邏輯過程逐步將初始問題程序化，其目標(biāo)是建立相應(yīng)的物理沖突或技術(shù)沖突，并解決這些沖突。該算法主要針對(duì)問題情況復(fù)雜、沖突及其相關(guān)部件不明確的技術(shù)系統(tǒng)。它通過對(duì)初始問題進(jìn)行一系列變形、再定義等非計(jì)算性的邏輯過程，實(shí)現(xiàn)對(duì)問題的逐步深入分析和轉(zhuǎn)化，而最終解決問題。

8、科學(xué)效應(yīng)和現(xiàn)象知識(shí)庫

物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、幾何、生物等領(lǐng)域的科學(xué)原理，尤其是科學(xué)效應(yīng)的應(yīng)用，對(duì)發(fā)明問題的解決具有強(qiáng)有力的幫助。為了幫助工程師利用科學(xué)原理和效應(yīng)來解決工程技術(shù)問題，阿奇舒勒和其他TRIZ理論的研究者共同開發(fā)了一個(gè)科學(xué)效應(yīng)數(shù)據(jù)庫，將那些在工程技術(shù)領(lǐng)域中常用到的功能和特性，與人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的科學(xué)原理和效應(yīng)所能提供的功能和特性對(duì)應(yīng)起來，方便使用者檢索。

三、TRIZ理論的應(yīng)用和發(fā)展前景

經(jīng)過多年的發(fā)展和實(shí)踐的檢驗(yàn)，TRIZ創(chuàng)新原理已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工程技術(shù)領(lǐng)域，在新產(chǎn)品的開發(fā)中發(fā)揮重要作用。Rockwell Automotive公司曾針對(duì)某型號(hào)汽車的剎車系統(tǒng)應(yīng)用TRIZ理論進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)。通過TRIZ理論的應(yīng)用，剎車系統(tǒng)發(fā)生了重要的變化，系統(tǒng)由原來的12個(gè)零件縮減為4個(gè)，成本減少一半。福特汽車公司在解決推力軸承在大負(fù)載下出現(xiàn)偏移的問題時(shí)，通過TRIZ理論的應(yīng)用，產(chǎn)生了28個(gè)解決方案，很好地解決了這個(gè)問題。現(xiàn)在，TRIZ作為一個(gè)先進(jìn)的創(chuàng)新理論逐漸滲透到自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、管理科學(xué)、教育科學(xué)等領(lǐng)域。

雖然，TRIZ理論已經(jīng)顯示出巨大的作用，但是，仍然有待完善的地方。比如，一些研究者認(rèn)為，沖突及解決技術(shù)中的39個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)及40條解決原理還不完善，有些設(shè)計(jì)中的明顯沖突用39個(gè)參數(shù)不能描述。所以，TRIZ理論還將在應(yīng)用中不斷改進(jìn)和完善。未來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新（Computer Aided Innovation）技術(shù)必將成為一大研究熱點(diǎn)。正如幾十年前，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的出現(xiàn)曾引起了一陣技術(shù)革新的浪潮，作者相信，計(jì)算機(jī)技術(shù)與TRIZ理論緊密結(jié)合必將開創(chuàng)一陣新的技術(shù)革命?！?/p>

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作者簡介：張臣（1996-），鄭州大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)，2014級(jí)本科生。endprint