第十四節(jié) TRIZ理論簡(jiǎn)介

1第三章

TRIZ理論與創(chuàng)新方法第十四節(jié)

TRIZ理論簡(jiǎn)介

創(chuàng)新是一件不容易的事，但也不是不著邊際的事。它有許多成功經(jīng)驗(yàn)和典型案例、基本規(guī)律和通用方法、理論體系和實(shí)踐路徑，值得我們學(xué)習(xí)和運(yùn)用。下面介紹一種比較成熟的創(chuàng)新理論——TRIZ理論。 TRIZ是關(guān)于發(fā)明問題的解決理論，其俄文為теориирешенияизобрет-ательскихзадач，英文為TheoryoftheSolutionofInventiveProblems。

TRIZ是按ISO/R9-1968E規(guī)定，轉(zhuǎn)換成拉丁文TeoriyaResheniyaIzobreatatelskikhZadatch的首字母縮寫，是由前蘇聯(lián)的學(xué)者根里奇·阿奇舒勒（G.S.Altshuller，1926-1998）1946年開始創(chuàng)立的創(chuàng)新理論。2 1946年以來，以阿奇舒勒為首的專家，經(jīng)過對(duì)250多萬份專利文獻(xiàn)的研究發(fā)現(xiàn)，一切技術(shù)問題在解決過程中都有一定的模式可循，通過對(duì)大量專利的分析、比較、歸納和模式抽取，建立了一套系統(tǒng)的、實(shí)用的發(fā)明問題解決方案，如圖14-1所示，這就形成了TRIZ理論。TRIZ專家Savransky博士給出了TRIZ的定義：TRIZ是基于知識(shí)的、面向設(shè)計(jì)者的創(chuàng)新問題解決系統(tǒng)化方法學(xué)。TRIZ理論研究人類進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)新、解決技術(shù)難題過程中所遵循的科學(xué)原理和法則，曾經(jīng)被前蘇聯(lián)視為國(guó)家財(cái)富，創(chuàng)新的“點(diǎn)金術(shù)”，現(xiàn)已成為世界風(fēng)行的一種創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法。圖14-1.TRIZ理論體系3 TRIZ理論體系包含理論基礎(chǔ)、問題分析工具、基于知識(shí)的問題解決工具和結(jié)論四個(gè)部分。其中，TRIZ理論體系的理論基礎(chǔ)是技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化模式，任何領(lǐng)域的產(chǎn)品與生物一樣，都存在著從無到有、從低級(jí)到高級(jí)、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的發(fā)展過程，存在著產(chǎn)生、生長(zhǎng)、成熟、衰老和滅亡的進(jìn)化規(guī)律，人們可以根據(jù)這些規(guī)律預(yù)測(cè)技術(shù)發(fā)展和變化，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)，推動(dòng)技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新，TRIZ把技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化分為三個(gè)階段：新發(fā)明、技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)成熟，把產(chǎn)品進(jìn)化分為四個(gè)階段：嬰兒期、成長(zhǎng)期、成熟期和衰退期，把技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化模式歸納為八個(gè)模式：技術(shù)系統(tǒng)的生命周期，增加理想化水平，系統(tǒng)不均衡發(fā)展導(dǎo)致矛盾出現(xiàn)，增加動(dòng)態(tài)性和可控性，技術(shù)集成可以增加系統(tǒng)功能，系統(tǒng)元件的匹配與不匹配，系統(tǒng)有宏觀向微觀進(jìn)化，提高自動(dòng)化程度和智能化程度。4

在TRIZ理論中，問題分析的工具主要有三種：矛盾沖突分析、“物質(zhì)—場(chǎng)”分析、系統(tǒng)功能分析。在此，我們主要學(xué)習(xí)矛盾沖突分析。 TRIZ理論認(rèn)為，矛盾沖突存在于各種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般都是采用折衷法，在沖突雙方選取折衷的方案，降低沖突的程度，但沖突并沒有徹底解決。因此，產(chǎn)品創(chuàng)新的標(biāo)志是解決或消除設(shè)計(jì)中的沖突，產(chǎn)生新的有競(jìng)爭(zhēng)力的解。不斷發(fā)現(xiàn)并解決沖突是推動(dòng)產(chǎn)品進(jìn)化的動(dòng)力。設(shè)計(jì)人員要?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì)，就是將主要工作聚焦到“矛盾”這個(gè)焦點(diǎn)上，要深刻把握自然界、人類社會(huì)和工程技術(shù)領(lǐng)域的各種矛盾，如圖14-2所示，力求改進(jìn)設(shè)計(jì)過程中遇到的各種矛盾，推動(dòng)創(chuàng)新不斷前行。圖14-2.矛盾的類型5

技術(shù)矛盾是指改善一個(gè)子系統(tǒng)的有用功能，導(dǎo)致另一個(gè)子系統(tǒng)產(chǎn)生一種有害功能。

物理矛盾是指為了實(shí)現(xiàn)某種功能，一個(gè)子系統(tǒng)或元件應(yīng)具有某種特性，但該特性出現(xiàn)的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生與此相反的不利或有害的后果。也就是一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的工程參數(shù)具有相反的需求，就產(chǎn)生了物理矛盾。如對(duì)汽車而言，為了便于加速和減少油耗，人們希望汽車的底盤重量較小，但為了高速行駛時(shí)汽車的穩(wěn)定和安全，人們又希望汽車的底盤較重，這種要求底盤同時(shí)具有大重量和小重量的情況，對(duì)汽車底盤設(shè)計(jì)來說就是物理矛盾。

物理矛盾一般有兩種表現(xiàn)：一是系統(tǒng)中有害性能降低的同時(shí)導(dǎo)致有用性能降低；二系統(tǒng)中有用性能增強(qiáng)的同時(shí)導(dǎo)致有害性能增強(qiáng)。常見的物理矛盾見表14-1。6

矛盾沖突分析，首先把事物看成是多層次、多方面的矛盾統(tǒng)一體，考察影響事物發(fā)展的諸多矛盾。其次，從諸多矛盾中找出主要矛盾和矛盾的主要方面，主要矛盾和矛盾的主要方面決定事物的本質(zhì)。再次，分析矛盾沖突發(fā)生變化的內(nèi)部條件和外部條件，注意矛盾發(fā)展量變到質(zhì)變的臨界點(diǎn)，也就是主要矛盾發(fā)展轉(zhuǎn)化的時(shí)機(jī)和條件。TRIZ理論的矛盾沖突分析突出三個(gè)層面：

（1）認(rèn)識(shí)層面——矛盾具有普遍性。

（2）沖突層面——技術(shù)矛盾相互沖突。

（3）工具層面——矛盾矩陣表。

阿奇舒勒通過對(duì)大量發(fā)明專利的分析發(fā)現(xiàn)只有39個(gè)參數(shù)可以形成技術(shù)矛盾，這就是TRIZ理論的通用參數(shù)，如表14-2所示。把這些參數(shù)放置于一張表的“行”和“列”中，“行”代表需要改進(jìn)的參數(shù)，“列”代表同時(shí)引起惡化的參數(shù)，“行”和“列”的每個(gè)交叉點(diǎn)就是這一對(duì)參數(shù)的沖突（矛盾），這就構(gòu)成了39×39的“矛盾矩陣表”，如表14-3所示。

當(dāng)我們遇到實(shí)際問題時(shí)，要對(duì)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)真分析，將概念轉(zhuǎn)換到39個(gè)通用參數(shù)之中，準(zhǔn)確找到實(shí)際存在的參數(shù)之間的“矛盾”，再根據(jù)“矛盾矩陣表”找到相應(yīng)的求解建議方案——發(fā)明原理。78表14-3.TRIZ的矛盾矩陣表9

阿奇舒勒通過對(duì)大量發(fā)明專利的分析、研究和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)了蘊(yùn)含在這些發(fā)明創(chuàng)新現(xiàn)象背后的客觀規(guī)律和共性原理，通過高度概括和總結(jié)，提煉出TRIZ理論中最重要、最具普遍用途的40條發(fā)明創(chuàng)新原理，如表14-4所示。10

運(yùn)用TRIZ問題分析工具和問題解決工具，在矛盾解決過程中，可以按照下列流程來探討問題解決方案，如圖14-3，矛盾沖突分析是問題分析與解決流程的重要組成部分。圖14-3.問題解決流程11

其中，物理矛盾的四種分離原理分別是：空間分離、時(shí)間分離、條件分離、整體與部分分離。 1.空間分離。將矛盾雙方分離在不同的空間，來降低解決問題的難度，從而找到解決問題的方法。如在快車道上方建一座人行天橋，可以將人流與車流分開，實(shí)現(xiàn)空間分離。冰箱的保鮮層和冷凍層，將保鮮和冷凍需求分離。 2.時(shí)間分離。將矛盾雙方分離在不同的時(shí)間，來降低解決問題的難度。如飛機(jī)的機(jī)翼設(shè)計(jì)成可以調(diào)節(jié)的活動(dòng)機(jī)翼，來適應(yīng)飛機(jī)在飛行過程中不同時(shí)間段的不同氣流、速度要求。 3.條件分離。將矛盾雙方在不同的條件下分離，來降低解決問題的難度。如由噴嘴流出形成的不同形狀的高速水流束，也稱作水射流，其流速取決于噴嘴出口截面前后的壓力降。將水流條件分離，給予不同的射流速度和壓力，即可獲得“軟”或“硬”的射流，“軟”射流可以用于洗澡時(shí)按摩，高壓、高速“硬”射流可以用于清洗、剝層、切割等加工作業(yè)或武器使用，這取決于射流的速度條件或射流中有無其他物質(zhì)。 4.整體與部分分離。將矛盾雙方在不同的層次分離，來降低解決問題的難度。如采用柔性生產(chǎn)線，以滿足大眾化和個(gè)性化市場(chǎng)的不同需求。自行車鏈條、鐵鏈鎖等在微觀上是剛性的，可以滿足特定的硬度和強(qiáng)度的要求，在宏觀上是柔性的，可以實(shí)現(xiàn)形狀容易改變的要求。12【思政聯(lián)結(jié)】

1.習(xí)近平指引理論創(chuàng)新

2.習(xí)近平總書記對(duì)理