一、TRIZ的概念
TRIZ的俄文拼写为теории решения изобрет-ательских задач ,俄语缩写“ТРИЗ”,翻译为“发明问题解决理论”,用英语标音可读为Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch,缩写为TRIZ。英文翻译为:Theory of Inventive Problem Solving,缩写为TIPS,其意义为发明问题的解决理论。
TRIZ理论是前苏联阿奇舒勒及其领导的一批研究人员,自1946年开始,花费大量人力物力,在分析研究了世界各国250万件专利的基础上,所提出的发明问题解决理论。阿奇舒勒开始就坚信发明问题的基本原理是客观存在的,这些原理不仅能被确认也能被整理而形成一种理论,掌握该理论的人不仅能提高发明的成功率、缩短发明的周期,也可使发明问题具有可预见性。
TRIZ属于前苏联的国家机密,在军事、工业、航空航天等领域均发挥了巨大作用,成为创新的“点金术”,让西方发达国家一直望尘莫及。如今TRIZ正成为许多现代企业创新的独门暗器,TRIZ可以轻易解决那些“看似不可能解决的问题”并形成专利,提升企业的核心竞争力,从“跟随者”快速成长为行业的技术“领跑者”,让创新就像做算术题一样轻松简单。
TRIZ的核心是技术进化原理。按这一原理,技术系统一直处于进化之中,解决矛盾是其进化的推动力。它们大致可以分为3类:TRIZ的理论基础、分析工具和知识数据库。其中,TRIZ的理论基础对于产品的创新具有重要的指导作用;分析工具是TRIZ用来解决矛盾的具体方法或模式,它们使TRIZ理论能够得以在实际中应用,其中包括矛盾矩阵、物-场分析、ARIZ发明问题解决算法等;而知识数据库则是TRIZ理论解决矛盾的精髓,其中包括矛盾矩阵 (39个工程参数和40条发明原理)、76个标准解决方法……
二、TRIZ理论的基本内容:
1、8大技术系统进化法则
1)技术系统的S曲线进化法则;
2)提高理想度法则;
3)子系统的不均衡进化法则;
4)动态性和可控性进化法则;
5)向超系统进化法则;
6)子系统协调性进化法则;
7)向微观级和增加场应用的进化法则;
8)减少人工介入的进化法则。
2、IFR最终理想解
TRIZ理论在解决问题之初,首先抛开各种客观限制条件,通过理想化来定义问题的最终理想解(ideal final result,IFR),以明确理想解所在的方向和位置,保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解,从而避免了传统创新涉及方法中缺乏目标的弊端,提升了创新设计的效率。如果将创造性解决问题的方法比作通向胜利的桥梁,那么最终理想解(IFR)就是这座桥梁的桥墩。最终理想解(IFR)有四个特点:1、保持了原系统的优点;2、消除了原系统的不足;3、没有使系统变得更复杂;4、没有引入新的缺陷等。
3、40个发明原理
4、39个通用参数和矛盾矩阵
在对专利研究中,阿奇舒勒发现,仅有39项工程参数在彼此相对改善和恶化,而这些专利都是在不同的领域上解决这些工程参数的冲突与矛盾。这些矛盾不断地出现,又不断地被解决。由此他总结出了解决冲突和矛盾的40个创新原理。之后,将这些冲突与冲突解决原理组成一个山39个改善参数与39个恶化参数构成的矩阵,矩阵的横轴表示希望得到改善的参数,纵轴表示某技术特性改善引起恶化的参数,横纵轴各参数交叉处的数字表示用来解决系统矛盾时所使用创新原理的编号。这就是,著名的技术矛盾矩阵。阿奇舒勒矛盾矩阵为问题解决者提供了一个可以根据系统中产生矛盾的两个工程参数,从矩阵表中直接查找化解该矛盾的发明原理来解决问题。
5、物理矛盾和分离原理
当一个技术系统的工程参数具有相反的需求,就出现了物理矛盾。比如说,要求系统的某个参数既要出现又不存在,或既要高又要低,或既要大又要小等等。相对于技术矛盾,物理矛盾是一种更尖锐的矛盾,创新中需要加以解决。物理矛盾所存在的子系统就是系统的关键子系统,系统或关键子系统应该具有为满足某个需求的参数特性,但另一个需求要求系统或关键子系统又不能具有这样的参数特性。 分离原理是阿奇舒勒针对物理矛盾的解决而提出的,分离方法共有11种,归纳概括为四大分离原理,分别是空间分离、时间分离、居于条件的分离和系统级别分离等。
6、物-场模型分析
每一个技术系统都可由许多功能不同的子系统所组成,因此,每一个系统都有它的子系统,而每个子系统都可以再进一步地细分,直到分子、原子、质子与电子等微观层次。无论大系统、子系统、还是微观层次,都具有功能,所有的功能都可分解为2种物质和1种场(即二元素组成)。在物质-场模型的定义中,物质是指某种物体或过程,可以是整个系统,也可以是系统内的子系统或单个的物体,甚至可以是环境,取决于实际情况。场是指完成某种功能所需的手法或手段,通常是一些能量形式,如:磁场、重力场、电能、热能、化学能、机械能、声能、光能等等。物一场分析是TRIZ理论中的一种分析工具,用于建立与已存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模型。
7、76个标准解法
标准解法阿奇舒勒于1985年创立的,共有76个,分成5级,各级中解法的先后顺序也反映了技术系统必然的进化过程和进化方向,标准解法可以将标准问题在一两步中快速进行解决,标准解法是阿奇舒勒后期进行TRIZ理论研究的最重要的课题,同时也是TRIZ高级理论的精华。标准解法也是解决非标准问题的基础,非标准问题主要应用ARIZ来进行解决,而ARIZ的主要思路是将非标准问题通过各种方法进行变化,转化为标准问题,然后应用标准解法来获得解决方案。
8、发明问题解决算法(ARIZ)
ARIZ是发明问题解决过程中应遵循的理论方法和步骤,ARIZ是基于技术系统进化法则的一套完整问题解决的程序,是针对非标准问题而提出的一套解决算法。ARIZ的理论基础由以下3条原则构成:1、ARIZ是通过确定和解决引起问题的技术矛盾;2、问题解决者一旦采用了ARIZ来解决问题,其惯性思维因素必须被加以控制;3、ARIZ也不断地获得广泛的、最新的知识基础的支持。ARIZ最初由阿奇舒勒于1977年提出,随后经过多次完善才形成比较完善的理论体系, ARIZ-85包括九大步骤:1、分析问题;2、分析问题模型;3、陈述IFR和物理矛盾;4、动用物-场资源;5、应用知识库;6、转化或替代问题;7、分析解决物理矛盾的方法;8、利用解法概念;9、分析问题解决的过程等等。
9、科学原理知识库
科学原理,尤其是科学效应效应和现象的应用,对发明问题的解决具有超乎想象的、强有力的帮助。应用科学效应和现象应遵循5个步骤,解决发明问题时会经常遇到需要实现的30种功能,这些功能的实现经常要用到100个科学有和现象。