..TRIZ理論知識TRIZ理論發(fā)明分為五級提到發(fā)明創(chuàng)造,我們首先想到那些著名的發(fā)明成果,如愛迪生發(fā)明的電報機、電燈等,可以說這些發(fā)明開創(chuàng)了一個新的時代。其它有大量各種形式的專利,包括發(fā)明專利、實用新型專利和外觀設計專利等。其實現(xiàn)實生活中的發(fā)明與創(chuàng)造遠非這些,它們形式各樣,無處不在,其質(zhì)量、層次也各不相同,小到一個椅子的簡單改進,大到一個學科理論的創(chuàng)建,即使那些專利本身,在創(chuàng)新程度上也各不相同。那么在具體實現(xiàn)這些發(fā)明的過程中,基于它們各自的創(chuàng)新程度不同,對發(fā)明者在知識領域、經(jīng)驗、創(chuàng)新能力等方面的要求也各不相同。比如要改進一個牙刷的手柄,只要了解產(chǎn)品設計、材料、加工技術就可以了,而要發(fā)明一個電動牙刷,則還需要掌握專業(yè)的電機、控制技術等。

為了更好地組織和實施創(chuàng)新活動,一些專門從事發(fā)明研究的專家對不同形式的發(fā)明進行分類,并研究它們各自的特點,以及相應的創(chuàng)新方法和技巧,目的就是為了更有效地實施創(chuàng)新。其中最為科學有效的發(fā)明分類方法,要數(shù)著名的TRIZ理論〔發(fā)明問題解決理論,它將發(fā)明按照新穎程度分為五個等級,深入分析和研究不同等級發(fā)明的特點,并開發(fā)出面向不同等級的科學創(chuàng)新方法和工具。TRIZ理論定義的五個發(fā)明等級按照創(chuàng)新程度從低到高依次如下。

第1級是最小型發(fā)明。指那種在產(chǎn)品的單獨組件中進行少量的變更,但這些變更不會影響產(chǎn)品系統(tǒng)的整體結構的情況。該類發(fā)明并不需要任何相鄰領域的專門技術或知識。特定專業(yè)領域的任何專家,依靠個人專業(yè)知識基本都能做到該類創(chuàng)新。例如以厚度隔離減少熱損失,以大卡車改善運輸成本效率等。據(jù)統(tǒng)計大約有32％的發(fā)明專利屬于第一級發(fā)明。

第2級是小型發(fā)明。此時產(chǎn)品系統(tǒng)中的某個組件發(fā)生部分變化,改變的參數(shù)約數(shù)十個,即以定性方式改善產(chǎn)品。創(chuàng)新過程中利用本行業(yè)知識,通過與同類系統(tǒng)的類比即可找到創(chuàng)新方案,如中空的斧頭柄可以儲藏釘子等。約45％的發(fā)明專利屬于此等級。

第3級是中型發(fā)明。產(chǎn)品系統(tǒng)中的幾個組件可能出現(xiàn)全面變化,其中大概要有上百個變量加以改善,它需利用領域外的知識,但不需要借鑒其它學科的知識。此類的發(fā)明如原子筆、登山自行車、計算機鼠標等。約有19％的發(fā)明專利屬于第三等級。

第4級是大型發(fā)明。指創(chuàng)造新的事物,需要數(shù)千個甚至數(shù)萬個變量加以改善的情境,它一般需引用新的科學知識而非利用科技信息,該類發(fā)明需要綜合其它學科領域知識的啟發(fā)方可找到解決方案。大約有4％的發(fā)明專利屬于第四級發(fā)明,如內(nèi)燃機、集成電路、個人電腦等。

最高級是特大型發(fā)明,即第5級。主要指那些科學發(fā)現(xiàn),一般是先有新的發(fā)現(xiàn),建立新的知識,然后才有廣泛的運用。大約有0.3％的發(fā)明專利屬于第五級發(fā)明。如蒸汽發(fā)動機,飛機、激光等。

平時我們遇到的絕大多數(shù)發(fā)明都屬于第一、二和三級。雖然高等級發(fā)明對于推動技術文明進步具有重大意義,但這一級的發(fā)明數(shù)量相當稀少。而較低等級的發(fā)明則起到不斷完善技術的作用。

針對以上五類發(fā)明,TRIZ理論提供了相應的創(chuàng)新方法和工具支持。TRIZ理論主要包括40條創(chuàng)新原理、76種發(fā)明問題標準解法和發(fā)明問題解決算法等創(chuàng)新工具。如果是解決第一和第二等級的簡單發(fā)明問題,可采用解決技術矛盾的創(chuàng)新原理和解決發(fā)明問題的標準解法。如果是解決第三和第四等級的發(fā)明問題,就要用解決發(fā)明問題的標準解法和發(fā)明問題解決算法。如果是解決非常復雜的第五級的發(fā)明問題,則可采用發(fā)明問題解決算法,它提供了特定的算法步驟,能夠幫助我們實現(xiàn)由復雜模糊的問題情境向明確的發(fā)明問題的轉(zhuǎn)變。

通過以上對發(fā)明的分類可以看出,發(fā)明和創(chuàng)新看起來很困難,似乎是很遙遠的事情,但其實大部分發(fā)明都是那些較低層次的創(chuàng)新,只要我們充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新潛能,掌握科學的創(chuàng)新原理和方法,那么每個人都可以擁有自己的發(fā)明創(chuàng)造,為我們的五彩生活增添活力。TRIZ的九大經(jīng)典理論體系TRIZ理論包含著許多系統(tǒng)、科學而又富有可操作性的創(chuàng)造性思維方法和發(fā)明問題的分析方法。經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展,TRIZ理論已經(jīng)成為一套解決新產(chǎn)品開發(fā)實際問題的成熟的九大經(jīng)典理論體系。

〔一TRIZ的技術系統(tǒng)八大進化法則。阿奇舒勒的技術系統(tǒng)進化論可以與自然科學中的達爾文生物進化論和斯賓塞的社會達爾文主義齊肩,被稱為"三大進化論"。TRIZ的技術系統(tǒng)八大進化法則分別是：1、技術系統(tǒng)的S曲線進化法則；2、提高理想度法則；3、子系統(tǒng)的不均衡進化法則；4、動態(tài)性和可控性進化法則；5、增加集成度再進行簡化法則；6、子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性進化法則；7、向微觀級和場的應用進化法則；8、減少人工進入的進化法則。技術系統(tǒng)的這八大進化法則可以應用于產(chǎn)生市場需求、定性技術預測、產(chǎn)生新技術、專利布局和選擇企業(yè)戰(zhàn)略制定的時機等。它可以用來解決難題,預測技術系統(tǒng),產(chǎn)生并加強創(chuàng)造性問題的解決工具。

〔二最終理想解<IFR>。TRIZ理論在解決問題之初,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〔idealfinalresult,IFR,以明確理想解所在的方向和位置,保證在問題解決過程中沿著此目標前進并獲得最終理想解,從而避免了傳統(tǒng)創(chuàng)新涉及方法中缺乏目標的弊端,提升了創(chuàng)新設計的效率。如果將創(chuàng)造性解決問題的方法比作通向勝利的橋梁,那么最終理想解<IFR>就是這座橋梁的橋墩。最終理想解<IFR>有四個特點：1、保持了原系統(tǒng)的優(yōu)點；2、消除了原系統(tǒng)的不足；3、沒有使系統(tǒng)變得更復雜；4、沒有引入新的缺陷等。

〔三40個發(fā)明原理。阿奇舒勒對大量的專利進行了研究、分析和總結,提煉出了TRIZ中最重要的、具有普遍用途的這40個發(fā)明原理,分別是：1、分割；2、抽??；3、局部質(zhì)量；4、非對稱；5、合并；6、普遍性；7、嵌套；8、配重；9、預先反作用；10、預先作用；11、預先應急措施；12、等勢原則；13、逆向思維；14、曲面化；15、動態(tài)化；16、不足或超額行動；17、一維變多維；18、機械振動；19、周期性動作；20、有效作用的連續(xù)性；21、緊急行動；22、變害為利；23、反饋；24、中介物；25、自服務；26、復制；27、一次性用品；28、機械系統(tǒng)的替代；29、氣體與液壓結構；30、柔性外殼和薄膜；31、多孔材料；32、改變顏色；33、同質(zhì)性；34、拋棄與再生；35、物理/化學狀態(tài)變化；36、相變；37、熱膨脹；38、加速氧化；39、惰性環(huán)境；40、復合材料等。

〔四39個工程參數(shù)及阿奇舒勒矛盾矩陣。在對專利研究中,阿奇舒勒發(fā)現(xiàn),僅有39項工程參數(shù)在彼此相對改善和惡化,而這些專利都是在不同的領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。由此他總結出了解決沖突和矛盾的40個創(chuàng)新原理。之后,將這些沖突與沖突解決原理組成一個山39個改善參數(shù)與39個惡化參數(shù)構成的矩陣,矩陣的橫軸表示希望得到改善的參數(shù),縱軸表示某技術特性改善引起惡化的參數(shù),橫縱軸各參數(shù)交叉處的數(shù)字表示用來解決系統(tǒng)矛盾時所使用創(chuàng)新原理的編號。這就是,著名的技術矛盾矩陣。阿奇舒勒矛盾矩陣為問題解決者提供了一個可以根據(jù)系統(tǒng)中產(chǎn)生矛盾的兩個工程參數(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。

〔五物理矛盾和四大分離原理。當一個技術系統(tǒng)的工程參數(shù)具有相反的需求,就出現(xiàn)了物理矛盾。比如說,要求系統(tǒng)的某個參數(shù)既要出現(xiàn)又不存在,或既要高又要低,或既要大又要小等等。相對于技術矛盾,物理矛盾是一種更尖銳的矛盾,創(chuàng)新中需要加以解決。物理矛盾所存在的子系統(tǒng)就是系統(tǒng)的關鍵子系統(tǒng),系統(tǒng)或關鍵子系統(tǒng)應該具有為滿足某個需求的參數(shù)特性,但另一個需求要求系統(tǒng)或關鍵子系統(tǒng)又不能具有這樣的參數(shù)特性。

分離原理是阿奇舒勒針對物理矛盾的解決而提出的,分離方法共有11種,歸納概括為四大分離原理,分別是空間分離、時間分離、居于條件的分離和系統(tǒng)級別分離等。

〔六物一場模型分析。阿奇舒勒認為,每一個技術系統(tǒng)都可由許多功能不同的子系統(tǒng)所組成,因此,每一個系統(tǒng)都有它的子系統(tǒng),而每個子系統(tǒng)都可以再進一步地細分,直到分子、原子、質(zhì)子與電子等微觀層次。無論大系統(tǒng)、子系統(tǒng)、還是微觀層次,都具有功能,所有的功能都可分解為2種物質(zhì)和1種場<即二元素組成>。在物質(zhì)-場模型的定義中,物質(zhì)是指某種物體或過程,可以是整個系統(tǒng),也可以是系統(tǒng)內(nèi)的子系統(tǒng)或單個的物體,甚至可以是環(huán)境,取決于實際情況。場是指完成某種功能所需的手法或手段,通常是一些能量形式,如:磁場、重力場、電能、熱能、化學能、機械能、聲能、光能等等。物一場分析是TRIZ理論中的一種分析工具,用于建立與已存在的系統(tǒng)或新技術系統(tǒng)問題相聯(lián)系的功能模型。

〔七發(fā)明問題的標準解法。標準解法阿奇舒勒于1985年創(chuàng)立的,共有76個,分成5級,各級中解法的先后順序也反映了技術系統(tǒng)必然的進化過程和進化方向,標準解法可以將標準問題在一兩步中快速進行解決,標準解法是阿奇舒勒后期進行TRIZ理論研究的最重要的課題,同時也是TRIZ高級理論的精華。標準解法也是解決非標準問題的基礎,非標準問題主要應用ARIZ來進行解決,而ARIZ的主要思路是將非標準問題通過各種方法進行變化,轉(zhuǎn)化為標準問題,然后應用標準解法來獲得解決方案。

〔八發(fā)明問題解決算法<ARIZ>。ARIZ是發(fā)明問題解決過程中應遵循的理論方法和步驟,ARIZ是基于技術系統(tǒng)進化法則的一套完整問題解決的程序,是針對非標準問題而提出的一套解決算法。ARIZ的理論基礎由以下3條原則構成：1、ARIZ是通過確定和解決引起問題的技術矛盾；2、問題解決者一旦采用了ARIZ來解決問題,其慣性思維因素必須被加以控制；3、ARIZ也不斷地獲得廣泛的、最新的知識基礎的支持。ARIZ最初由阿奇舒勒于1977年提出,隨后經(jīng)過多次完善才形成比較完善的理論體系,ARIZ－85包括九大步驟：1、分析問題；2、分析問題模型；3、陳述IFR和物理矛盾；4、動用物－場資源；5、應用知識庫；6、轉(zhuǎn)化或替代問題；7、分析解決物理矛盾的方法；8、利用解法概念；9、分析問題解決的過程等等。

〔九科學效應和現(xiàn)象知識庫?？茖W原理,尤其是科學效應效應和現(xiàn)象的應用,對發(fā)明問題的解決具有超乎想象的、強有力的幫助。應用科學效應和現(xiàn)象應遵循5個步驟,解決發(fā)明問題時會經(jīng)常遇到需要實現(xiàn)的30種功能,這些功能的實現(xiàn)經(jīng)常要用到100個科學有和現(xiàn)象。TRIZ--沖突理論"沖突"普遍存在于各種產(chǎn)品的設計之中。按傳統(tǒng)設計中的折衷法,沖突并沒有徹底解決,而是在沖突雙方取得折衷方案,或稱降低沖突的程度。TRIZ理論認為,產(chǎn)品創(chuàng)新的標志是解決或移走設計中的沖突,而產(chǎn)生新的有競爭力的解。設計人員在設計過程中不斷的發(fā)現(xiàn)并解決沖突是推動產(chǎn)品進化的動力。技術沖突是指一個作用同時導致有用及有害兩種結果,也可指有用作用的引入或有害效應的消除導致一個或幾個子系統(tǒng)或系統(tǒng)變壞。技術沖突常表現(xiàn)為一個系統(tǒng)中兩個子系統(tǒng)之間的沖突。通過對250萬件專利的詳細研究,TRIZ理論提出用39個通用工程參數(shù)描述沖突。實際應用中,首先要把組成沖突的雙方內(nèi)部性能用該39個工程參數(shù)中的2

個來表示,然后在沖突矩陣中找出解決沖突的發(fā)明原理。TRIZ中的發(fā)明原理是由專門研究人員對不同領域的已有創(chuàng)新成果進行分析、總結,得到的具有普遍意義的經(jīng)驗,這些經(jīng)驗對指導不同領域的產(chǎn)品創(chuàng)新都有重要參考價值。在對全世界專利進行分析研究的基礎上,Altshuller等提出了40條發(fā)明原理。實踐證明這些原理對于指導設計人員的發(fā)明創(chuàng)造具有重要的作用。Altshuller的沖突理論似乎是產(chǎn)品創(chuàng)新的靈丹妙藥,實際在應用該理論之前的前處理與應用之后的后處理仍然是關鍵的問題。下圖表明了問題求解的全過程。

可把上述技術沖突解決原理具體化為12步：

1．

定義待設計系統(tǒng)的名稱；

2．

確定待設計系統(tǒng)的主要功能；

3．

列出待設計系統(tǒng)的關鍵子系統(tǒng)、各種輔助功能；

4．

對待設計系統(tǒng)的操作進行描述；

5．

確定待設計系統(tǒng)應改善的特性、應該消除的特性；

6．

將涉及到的參數(shù)要按標準的39個工程參數(shù)重新描述；

7．

對技術沖突進行描述：如果某一工程參數(shù)要得到改善,將導致那些參數(shù)惡化；

8．

對技術沖突進行另一種描述：假如降低參數(shù)惡化的程度,要改善參數(shù)將被虛弱,

或另一惡化參數(shù)被加強；

9．

在沖突矩陣中由沖突雙方確定相應的矩陣元素；

10．

由上述元素確定可用發(fā)明原理；

11．

將所確定的原理應用于設計者的問題；

12．

找到、評價并完善概念設計及后續(xù)的設計。通常所選定的發(fā)明原理多于1個,這說明前人已用這幾個原理解決了一些特定的技術沖突。這些原理僅僅表明解的可能方向,即應用這些原理過濾掉了很多不太可能的解的方向。盡可能將所選定的每條原理都用到待設計過程中去,不要拒絕采用推薦的任何原理。假如所有可能的解都不滿足要求,對沖突重新定義并求解。TRIZ方法論體系技術系統(tǒng)進化法則<8大技術系統(tǒng)進化路徑,就像達爾文生物進化論、斯賓塞的社會達爾文主義一樣,可以使我們知道技術系統(tǒng)是如何進化的,為技術創(chuàng)新指名方向。>IFR<最終理想解可以使我們明確理想解所在的方向和位置,避免傳統(tǒng)的折中法由于缺乏目標所帶來的弊端。>40個發(fā)明原理<好比我們國學精髓——36計,指引發(fā)明的原理,使創(chuàng)造性思維得到擴張>物理矛盾和分離原理<促使我們發(fā)現(xiàn)物理矛盾的11條分離方法和4大分離原理。>39個通用參數(shù)和阿奇舒勒矛盾矩陣<通過對矛盾的分析,在矛盾表中查找可能的解法,而這些解法是由40個發(fā)明原理組成的>物-場模型分析〔一種重要的問題描述和分析工具,用以建立與已存在的系統(tǒng)或新技術系統(tǒng)問題相聯(lián)系的功能模型。可以通過物-場分析法描述的問題,一般稱為標準問題,可以采用標準解法進行求解。76個標準解法〔針對標準問題提出的解法,標準解法是TRIZ高級理論的精華之一。是解決非標準問題的基礎。ARIZ〔發(fā)明問題標準算法,非標準問題主要應用ARIZ來進行解決。而ARIZ的重要思路是將非標準問題通過各種方法進行變換,轉(zhuǎn)化為標準問題,然后應用標準解來獲得解決方案?？梢钥醋魅绾螌⒎菢藴驶膯栴}轉(zhuǎn)化為標準問題,然后應用76個標準解法來予以解決。科學原理知識庫〔物理、化學、數(shù)學等領域的科學原理可以有效幫助發(fā)明問題的解決,TRIZ中列決了重要的科學原理并進行了實例分析。TRIZ理論綜述及中國化思考一、TRIZ理論概述

TRIZ理論屬于前蘇聯(lián)的國家機密,在軍事、工業(yè)、航空航天等領域均發(fā)揮了巨大作用,成為創(chuàng)新的"點金術",讓西方發(fā)達國家一直望塵莫及。后來,隨著蘇聯(lián)的解體,大批TRIZ專家移居歐美等發(fā)達國家,TRIZ才被世人所知,傳播到美國、歐洲、日本、韓國等地。TRIZ的含義是"發(fā)明問題解決理論",是由俄語拼寫的單詞首字母組成,在歐美國家也可縮寫為TIPS〔TheoryofInventiveProblemSolving。它是由前蘇聯(lián)發(fā)明家里奇.阿奇舒勒〔G.S.Altshuller,譯為阿利赫舒列爾在1946年創(chuàng)立的,后來根里奇"阿奇舒勒也被尊稱為TRIZ之父。

1946年,根里奇·阿奇舒勒開始了發(fā)明問題解決理論的研究工作。當時根里奇"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)明專利過程中,他總是考慮這樣一個問題：當人們進行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術難題時,是否有可遵循的科學方法和法則,從而能迅速地實現(xiàn)新的發(fā)明創(chuàng)造或解決技術難題呢？答案是肯定的。根里奇"阿奇舒勒發(fā)現(xiàn)任何領域的產(chǎn)品改進、技術的變革、創(chuàng)新和生物系統(tǒng)一樣,都存在產(chǎn)生、生長、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,就能能動地進行產(chǎn)品設計并能預測產(chǎn)品的未來趨勢。以后數(shù)十年中根里奇"阿奇舒勒窮其畢生的精力致力于TRIZ理論的研究和完善。在他的領導下,前蘇聯(lián)的研究機構、大學、企業(yè)組成了TRIZ的研究團體,分析了世界近250萬份高水平的發(fā)明專利,總結出各種技術發(fā)展進化遵循的規(guī)律模式,以及解決各種技術矛盾和物理矛盾的創(chuàng)新原理和法則,建立一個由解決技術,實現(xiàn)創(chuàng)新開發(fā)的各種方法、算法組成的綜合理論體系,并綜合多學科領域的原理和法則,建立起TRIZ理論體系。TRIZ理論和方法加上計算機輔助創(chuàng)新〔CAI已經(jīng)發(fā)展成為一套解決新產(chǎn)品開發(fā)實際問題的成熟理論和方法體系,如今已在全世界廣泛應用。TRIZ可以輕易地解決那些"看似不可能解決的問題"并形成專利,提升企業(yè)的核心競爭力,使企業(yè)從"跟隨者"快速成為行業(yè)技術的"領跑者"。隨著我國將創(chuàng)新提上國家發(fā)展的首要政策,各個企業(yè)和機構對創(chuàng)新的強烈愿望急需理論和工具的支持,遍尋世界各種創(chuàng)新理論,唯TRIZ獨秀于林。

二、TRIZ的九大經(jīng)典理論體系

TRIZ理論包含著許多系統(tǒng)、科學而又富有可操作性的創(chuàng)造性思維方法和發(fā)明問題的分析方法。經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展,TRIZ理論已經(jīng)成為一套解決新產(chǎn)品開發(fā)實際問題的成熟的九大經(jīng)典理論體系。

〔一TRIZ的技術系統(tǒng)八大進化法則。阿奇舒勒的技術系統(tǒng)進化論可以與自然科學中的達爾文生物進化論和斯賓塞的社會達爾文主義齊肩,被稱為"三大進化論"。TRIZ的技術系統(tǒng)八大進化法則分別是：1、技術系統(tǒng)的S曲線進化法則；2、提高理想度法則；3、子系統(tǒng)的不均衡進化法則；4、動態(tài)性和可控性進化法則；5、增加集成度再進行簡化法則；6、子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性進化法則；7、向微觀級和場的應用進化法則；8、減少人工進入的進化法則。技術系統(tǒng)的這八大進化法則可以應用于產(chǎn)生市場需求、定性技術預測、產(chǎn)生新技術、專利布局和選擇企業(yè)戰(zhàn)略制定的時機等。它可以用來解決難題,預測技術系統(tǒng),產(chǎn)生并加強創(chuàng)造性問題的解決工具。

〔二最終理想解<IFR>。TRIZ理論在解決問題之初,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〔idealfinalresult,IFR,以明確理想解所在的方向和位置,保證在問題解決過程中沿著此目標前進并獲得最終理想解,從而避免了傳統(tǒng)創(chuàng)新涉及方法中缺乏目標的弊端,提升了創(chuàng)新設計的效率。如果將創(chuàng)造性解決問題的方法比作通向勝利的橋梁,那么最終理想解<IFR>就是這座橋梁的橋墩。最終理想解<IFR>有四個特點：1、保持了原系統(tǒng)的優(yōu)點；2、消除了原系統(tǒng)的不足；3、沒有使系統(tǒng)變得更復雜；4、沒有引入新的缺陷等。

〔三40個發(fā)明原理。阿奇舒勒對大量的專利進行了研究、分析和總結,提煉出了TRIZ中最重要的、具有普遍用途的這40個發(fā)明原理,分別是：1、分割；2、抽取；3、局部質(zhì)量；4、非對稱；5、合并；6、普遍性；7、嵌套；8、配重；9、預先反作用；10、預先作用；11、預先應急措施；12、等勢原則；13、逆向思維；14、曲面化；15、動態(tài)化；16、不足或超額行動；17、一維變多維；18、機械振動；19、周期性動作；20、有效作用的連續(xù)性；21、緊急行動；22、變害為利；23、反饋；24、中介物；25、自服務；26、復制；27、一次性用品；28、機械系統(tǒng)的替代；29、氣體與液壓結構；30、柔性外殼和薄膜；31、多孔材料；32、改變顏色；33、同質(zhì)性；34、拋棄與再生；35、物理/化學狀態(tài)變化；36、相變；37、熱膨脹；38、加速氧化；39、惰性環(huán)境；40、復合材料等。

〔四39個工程參數(shù)及阿奇舒勒矛盾矩陣。在對專利研究中,阿奇舒勒發(fā)現(xiàn),僅有39項工程參數(shù)在彼此相對改善和惡化,而這些專利都是在不同的領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。由此他總結出了解決沖突和矛盾的40個創(chuàng)新原理。之后,將這些沖突與沖突解決原理組成一個山39個改善參數(shù)與39個惡化參數(shù)構成的矩陣,矩陣的橫軸表示希望得到改善的參數(shù),縱軸表示某技術特性改善引起惡化的參數(shù),橫縱軸各參數(shù)交叉處的數(shù)字表示用來解決系統(tǒng)矛盾時所使用創(chuàng)新原理的編號。這就是,著名的技術矛盾矩陣。阿奇舒勒矛盾矩陣為問題解決者提供了一個可以根據(jù)系統(tǒng)中產(chǎn)生矛盾的兩個工程參數(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。

〔五物理矛盾和四大分離原理。當一個技術系統(tǒng)的工程參數(shù)具有相反的需求,就出現(xiàn)了物理矛盾。比如說,要求系統(tǒng)的某個參數(shù)既要出現(xiàn)又不存在,或既要高又要低,或既要大又要小等等。相對于技術矛盾,物理矛盾是一種更尖銳的矛盾,創(chuàng)新中需要加以解決。物理矛盾所存在的子系統(tǒng)就是系統(tǒng)的關鍵子系統(tǒng),系統(tǒng)或關鍵子系統(tǒng)應該具有為滿足某個需求的參數(shù)特性,但另一個需求要求系統(tǒng)或關鍵子系統(tǒng)又不能具有這樣的參數(shù)特性。分離原理是阿奇舒勒針對物理矛盾的解決而提出的,分離方法共有11種,歸納概括為四大分離原理,分別是空間分離、時間分離、居于條件的分離和系統(tǒng)級別分離等。

〔六物一場模型分析。阿奇舒勒認為,每一個技術系統(tǒng)都可由許多功能不同的子系統(tǒng)所組成,因此,每一個系統(tǒng)都有它的子系統(tǒng),而每個子系統(tǒng)都可以再進一步地細分,直到分子、原子、質(zhì)子與電子等微觀層次。無論大系統(tǒng)、子系統(tǒng)、還是微觀層次,都具有功能,所有的功能都可分解為2種物質(zhì)和1種場<即二元素組成>。在物質(zhì)-場模型的定義中,物質(zhì)是指某種物體或過程,可以是整個系統(tǒng),也可以是系統(tǒng)內(nèi)的子系統(tǒng)或單個的物體,甚至可以是環(huán)境,取決于實際情況。場是指完成某種功能所需的手法或手段,通常是一些能量形式,如:磁場、重力場、電能、熱能、化學能、機械能、聲能、光能等等。物一場分析是TRIZ理論中的一種分析工具,用于建立與已存在的系統(tǒng)或新技術系統(tǒng)問題相聯(lián)系的功能模型。

〔七發(fā)明問題的標準解法。標準解法阿奇舒勒于1985年創(chuàng)立的,共有76個,分成5級,各級中解法的先后順序也反映了技術系統(tǒng)必然的進化過程和進化方向,標準解法可以將標準問題在一兩步中快速進行解決,標準解法是阿奇舒勒后期進行TRIZ理論研究的最重要的課題,同時也是TRIZ高級理論的精華。標準解法也是解決非標準問題的基礎,非標準問題主要應用ARIZ來進行解決,而ARIZ的主要思路是將非標準問題通過各種方法進行變化,轉(zhuǎn)化為標準問題,然后應用標準解法來獲得解決方案。

〔八發(fā)明問題解決算法<ARIZ>。ARIZ是發(fā)明問題解決過程中應遵循的理論方法和步驟,ARIZ是基于技術系統(tǒng)進化法則的一套完整問題解決的程序,是針對非標準問題而提出的一套解決算法。ARIZ的理論基礎由以下3條原則構成：1、ARIZ是通過確定和解決引起問題的技術矛盾；2、問題解決者一旦采用了ARIZ來解決問題,其慣性思維因素必須被加以控制；3、ARIZ也不斷地獲得廣泛的、最新的知識基礎的支持。ARIZ最初由阿奇舒勒于1977年提出,隨后經(jīng)過多次完善才形成比較完善的理論體系,ARIZ－85包括九大步驟：1、分析問題；2、分析問題模型；3、陳述IFR和物理矛盾；4、動用物－場資源；5、應用知識庫；6、轉(zhuǎn)化或替代問題；7、分析解決物理矛盾的方法；8、利用解法概念；9、分析問題解決的過程等等。

〔九科學效應和現(xiàn)象知識庫。科學原理,尤其是科學效應效應和現(xiàn)象的應用,對發(fā)明問題的解決具有超乎想象的、強有力的幫助。應用科學效應和現(xiàn)象應遵循5個步驟,解決發(fā)明問題時會經(jīng)常遇到需要實現(xiàn)的30種功能,這些功能的實現(xiàn)經(jīng)常要用到100個科學有和現(xiàn)象。

三、TRIZ的27個實用創(chuàng)新法

在TRIZ理論種,阿奇舒勒介紹了27種用來解決發(fā)明問題的實用性方法÷效應和竅門,它們分別是：1、反過來做；2、改變物質(zhì)的物理狀態(tài)；3、提前來做；4、做少一點；5、Matreshka〔套疊法；6、在時間或空間上分離相互沖突的要求；7、所有特殊的術語都必須用最簡單的詞來替代；8、將相似的或不同的物體組合到一個系統(tǒng)中；9、分離或組合；10、動態(tài)化；11、在物質(zhì)中加入磁粉并用磁場控制；12、物－場分析；13、自我服務；14、熱膨脹；15、從宏觀結構轉(zhuǎn)換到微觀結構；16、電暈放電效應；17、利用鐵磁性材料的居里點；18、組合多種效應；19、莫比烏斯圈的幾何特性；20、旋轉(zhuǎn)雙曲面的幾何特性；21、理想最終結果〔IFR；22、引入第二種物質(zhì)；23、利用肥皂泡和泡沫；24、STC算符〔大小、時間和價格；25、"微型小矮人"模型〔MMD；26、復制并用復制品進行工作；27、構建問題的模式。

四、國內(nèi)外TRIZ的研究和應用現(xiàn)狀及趨勢

〔一國外TRIZ應用研究現(xiàn)狀及趨勢

歐洲以瑞典皇家工科大學<KTH>為中心,集中十幾家企業(yè)開始實施利用TRIZ進行創(chuàng)造性設計的研究計劃；日木從1996年開始不斷有雜志介紹TRIZ的理論方法及應用實例；在美國,有關TRIZ的研究咨詢機構相繼成立,TRIZ和方法在多個跨國公司迅速得以推廣并為之帶來巨大收益。如福特汽車公司遇到了推力軸承在大負荷時出現(xiàn)偏移的問題,通過運用TRIZ,產(chǎn)生了28個新概念<問題的解決方案>,其中一個非常吸引人的概念是:利用小熱膨脹系數(shù)的材料制造軸承,從而很好地解決了推力軸承在大負荷時出現(xiàn)偏移的問題。波音公司邀請25名TRIZ前蘇聯(lián)專家,對波音450名工程師進行了兩星期培訓加討論,取得了767空中加油機研發(fā)的關鍵技術突破,從而戰(zhàn)勝空中客車公司,贏得15億美元空中加油機訂單。20XX,"非典型肺炎"肆虐中國及全球的許多國家,新加坡的TRIZ研究人員就利用40條發(fā)明創(chuàng)新原理,提出了防止"非典型肺炎"的一系列方法,其中許多措施被新加坡政府采用,收到了非常好的效果。

一個有典型代表意義運用TRIZ給企業(yè)帶來實際效益的例子是韓國三星電子。1997年,三星電子引入TRIZ,在研發(fā)部門實施技術創(chuàng)新理論培訓；1998年至20XX,三星電子共獲得了美國工業(yè)設計協(xié)會頒發(fā)的17項工業(yè)設計獎,連續(xù)5年成為獲獎最多的公司。20XX,三星電子在67個研究開發(fā)項目中使用了TRIZ,為三星電子節(jié)約了1.5億美元,并產(chǎn)生了52項專利技術。20XX以1604項發(fā)明專利超過lntel名列第六,領先于日本競爭對手日立、索尼、東芝和富士通。三星電子CEO尹鐘龍表示,要在20XX和20XX分別注冊2000多件專利技術<以申請美國專利為準>進入世界前5大專利企業(yè)排行榜,并于20XX進入前3位。三星電子從技術引進到技術創(chuàng)新的成功之路給渴望在經(jīng)濟全球化競爭中占有一席之地的中國企業(yè)提供了很多有益的和可借鑒的啟示。

西南交大陳光教授研究認為,國際上TRIZ研究和實踐工作,有三個特點和趨勢：一是集成化,基于早期TRIZ方法的相對繁瑣和零散,從80年代開始BorisZlotin和AllaZusman等人用計算機化的方式表達TRIZ,集成和簡化TRIZ的方法、工具和應用程序,推動TRIZ方法的進一步普及；二是工程化,TRIZ傳到西方以后,引起強烈反響,1992年Ideation公司調(diào)整和開發(fā)TRIZ并應用于美國工程研究和實踐,這項技術也從分析發(fā)明問題階段發(fā)展到發(fā)明工程階段；三是標準化,國際TRIZ協(xié)會已制定和實施"國際TRIZ認證"體系,使得企業(yè)技術創(chuàng)新的水平有了客觀的評判標準和創(chuàng)新人才的培訓標準。

〔二國內(nèi)TRIZ應用研究現(xiàn)狀及趨勢

TRIZ理論在我國已經(jīng)開始受到重視,國內(nèi)也有一批企業(yè)和大學開展了TRIZ的研究、培訓和應用。從事培訓教育的公司主要有億維訊集團,億維訊集團〔IWINT,Inc.作為世界領先的計算機輔助創(chuàng)新技術CAI〔ComputerAidedInnovation軟件供應商,長期致力于創(chuàng)新理論體系和創(chuàng)新方法學的研究,是一家專注于CAI軟件的研發(fā)、應用、理論培訓和技術咨詢的高新技術集團公司。開始重視和應用TRIZ理論的企業(yè)主要有中國船舶、中國兵器、中國航天等大型軍工集團,以及鐵道系統(tǒng)的科研院所及單位等。大學有清華大學、XX大學、西南交通大學、東北林業(yè)大學、XX科技學院等。中國科技部已開始啟動了創(chuàng)新方法的研究推廣計劃。20XX8月13日科技部已經(jīng)正式批準XX省和XX省為"科技部技術創(chuàng)新方法試點省"。XX成為全國兩個創(chuàng)新方法試點省份,這是XX科技發(fā)展的新的機遇。

五、TRIZ理論與計算機輔助創(chuàng)新技術

TRIZ仍在不斷地發(fā)展中,隨著信息技術的不斷發(fā)展,一門以發(fā)明創(chuàng)造問題解決理論<TRIZ>為基礎,結合現(xiàn)代設計方法學、語義處理技術、專利分析技術、多領域科學知識以及計算機軟件技術等綜合而成的新興技術——計算機輔助創(chuàng)新技術CAl<ComputerAidedlnnovatiou>已經(jīng)出現(xiàn),并迅速在國內(nèi)外開始推廣應用。在這方面走在最前列的是億維訊集團〔IWINT,Inc.,該公司作為全球計算機輔助創(chuàng)新〔CAI的技術領導者,長期致力于創(chuàng)新理論體系和創(chuàng)新方法學的研究和培訓。

TRIZ揭示了創(chuàng)新實踐的規(guī)律,總結了求解創(chuàng)新問題的分析方法和解決方法,是指導人們進行創(chuàng)新實踐的理論基礎和方法論。但是,如何運用好TRIZ,仍然需要大量的已有知識的支持:包括技術知識、科學原理、專利知識、各種社會知識、經(jīng)驗知識、成功案例、失敗案例等等,尤其是專利知識已經(jīng)成為實現(xiàn)創(chuàng)新最主要的知識來源之一。據(jù)統(tǒng)計,每年世界上發(fā)明創(chuàng)造的90%－95%都是以專利的形式出現(xiàn),而充分利用專利知識進行技術創(chuàng)新,能節(jié)省我們60%的研發(fā)時間和40%的研發(fā)資金投入。作為前人創(chuàng)新成果的結晶,專利知識技術含量高,可靠性強。但是,專利涉及的領域和數(shù)量層出不窮,如何在有限的時間內(nèi)征服如此巨大的信急量？如何在浩瀚的知識海洋中尋找有用的知識？全靠人力為之,真可謂大海撈針,而且面對越來越加快的知識更新速度,人腦已經(jīng)無法有效地擔當海量知識的記憶載體和處理中樞；其次,個體的知識已無法支持復雜的產(chǎn)品和工程研發(fā)創(chuàng)新。因此,必須把個體的知識轉(zhuǎn)換成公有的、有組織的、可共享的知識。CAI它能幫助人們學習和應用TRIZ,綜合、積累相關知識,分析、求解創(chuàng)新問題,快速地幫助人們運用TRIZ得出問題的領域解,并提出問題的建議方案。

六、TRIZ理論的改進完善和中國化思考

盡管TRIZ理論已經(jīng)發(fā)展了幾十年,其成熟部分也已解決了許多設計難題,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。但隨著TRIZ理論在工程實例中應用的擴大,其自身也暴露出了一些弱點。這些暴露出的弱點正是TRIZ理論需要自我完善的地方。根據(jù)國際上TRIZ研究發(fā)展的動向,TRIZ理論還需要改進和完善的地方可歸結為以下幾個方面：

〔一TRIZ的一般過程

在TRIZ解決問題的過程中,將問題的通解具體化是一個難點,這需要有深厚的領域背景知識。TRIZ理論認為,一個成功的設計可由如下公式描述：S=Pc×Pkn×<1+M>×<1+T>〔其中：S——成功的設計；Pc——個人解決問題的能力；Pkn——領域知識的水平與經(jīng)驗；M——TRIZ方法論與哲學思想的運用；T——TRIZ工具的運用。在公式中,Pc和Pkn都與領域知識有關。因此,盡管TRIZ理論的創(chuàng)始人阿奇舒勒否認了經(jīng)驗知識在TRIZ理論中的重要性,但從上述公式可以看出經(jīng)驗知識依然對TRIZ理論的應用構成了重要的支持。所以,在TRIZ理論中融入經(jīng)驗思維模式,應是TRIZ理論在應用中的一個發(fā)展方向。

〔二物場模型及符號系統(tǒng)

物場模型是TRIZ理論中一個非常重要的工具,該模型對于描述產(chǎn)品的一個功能是方便的。但是一個產(chǎn)品往往有多個功能,當該模型用于描述多功能技術系統(tǒng)時便會遇到很大困難,甚至無法進行描述。因此,按照阿奇舒勒物場模型提出適應性更強的符號系統(tǒng)是TRIZ理論本身發(fā)展的一個方向。如Zinovy、Terninko等人提出了更新的符號系統(tǒng)。

〔三沖突解決理論

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