第十章解決發(fā)明問題的多種創(chuàng)新方法課件

第十章解決發(fā)明問題的多種創(chuàng)新方法124335第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法第三節(jié)TRIZ理論解決問題的方法第四節(jié)傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較第五節(jié)TRIZ理論的推廣與擴(kuò)展返回第十章解決發(fā)明問題的多種創(chuàng)新方法124335第一節(jié)1第十章解決發(fā)明問題的多種創(chuàng)新方法過去人們習(xí)慣使用的解決發(fā)明問題的方法多是一些傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法，如試錯法、頭腦風(fēng)暴法和形態(tài)分析法等。這些方法的數(shù)量大約有幾百種之多，常用的也有幾十種。在某一時期，使用這些傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法，曾經(jīng)收到了較好的效果。但是，由于傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法要求使用者的技巧比較高超，心智經(jīng)驗比較豐富，知識積累比較多，具有很大的隨機(jī)性和偶然性，因此使用這些方法進(jìn)行創(chuàng)新的效率普遍不高。特別是遇到一些較難的、發(fā)明級別較高的問題時，就更不容易依賴心智經(jīng)驗和“靈機(jī)一動”而得到解決方案了。尤其是在人們對某些問題經(jīng)歷了長期的思考后，仍未找到理想的解決方案時，要想通過自身的經(jīng)驗找到解決方案就更加困難了。上一頁下一頁返回第十章解決發(fā)明問題的多種創(chuàng)新方法過去人們習(xí)慣使用的解2第十章解決發(fā)明問題的多種創(chuàng)新方法TRIZ理論是在前人發(fā)明成果與創(chuàng)新方法基礎(chǔ)上的提升和集成，它成功地揭示了發(fā)明創(chuàng)造的內(nèi)在規(guī)律和原理。相對于傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法，TRIZ著力于澄清和強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)中的矛盾，而不是采用拆中或妥協(xié)的方法逃避矛盾，其目標(biāo)是完全解決矛盾，并獲得最終的理想解。而且它是基于技術(shù)的發(fā)展演化規(guī)律研究整個設(shè)計與開發(fā)過程，而不再是一種隨機(jī)的行為。因而TRIZ理論以其良好的系統(tǒng)性、實用性和可操作性，在發(fā)明創(chuàng)造的研究和應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)著獨(dú)特的地位。阿奇舒勒曾經(jīng)說過:"TRIZ理論擴(kuò)充了創(chuàng)造方法資源，包括幾十個方法，共同構(gòu)成解決問題的合理系統(tǒng)……”因此，在學(xué)習(xí)以TRIZ理論為核心的創(chuàng)新方法時，不能忽視對傳統(tǒng)創(chuàng)新方法的了解和掌握。上一頁下一頁返回第十章解決發(fā)明問題的多種創(chuàng)新方法TRIZ理論是在前人3第十章解決發(fā)明問題的多種創(chuàng)新方法盡管傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法存在對使用者要求較高的問題，但是當(dāng)這些方法與TRIZ方法結(jié)合在一起的時候，常常能收到更好的效果。因此有必要了解傳統(tǒng)創(chuàng)新方法的有關(guān)知識，并把這些方法與TRIZ方法做一些分析與比較，以便了解各自的特點與適用場合，為各種創(chuàng)新方法的綜合運(yùn)用打下良好的基礎(chǔ)。上一頁返回第十章解決發(fā)明問題的多種創(chuàng)新方法盡管傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法存4第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法一、試錯法試錯法是指人們通過反復(fù)嘗試運(yùn)用各種各樣的理論或方法，直到錯誤被充分地減少，達(dá)到能夠正確解決問題的一種創(chuàng)新方法，它是人們潛意識中解決問題的最好方法。最早的發(fā)明課題是靠試錯的方法，當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)了問題以后，通過反復(fù)嘗試各種各樣的方案，直到問題能夠合理解決，通常大部分嘗試都處于問題解決者所熟悉的同一方向。對于用戶新的需求或潛在的市場，設(shè)計人員往往根據(jù)已有的產(chǎn)品及以往的設(shè)計經(jīng)驗提出新產(chǎn)品的初步工作原理，通過不斷的改進(jìn)、完善、再改進(jìn)、再完善，然后做出樣件。如果樣件不能滿足要求，則返回到方案設(shè)計重新開始;如果樣件已經(jīng)滿足了設(shè)計要求，就可轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)。這一過程有明顯試錯的特點，因而稱為試錯法。下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法一、試錯法下一頁返回5第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法如圖10-1所示為試錯法的模型，按照該模型，概念設(shè)計過程就是設(shè)計人員從問題出發(fā)，尋找解的過程。設(shè)計人員首先根據(jù)經(jīng)驗或已有的產(chǎn)品，沿方向A尋找解;如果撲空，設(shè)計人員就返回到起始點并調(diào)整方向，沿著方向B尋找;如果還找不到，設(shè)計人員再返回到起始點并轉(zhuǎn)變到方向C尋找……如此一直不斷地調(diào)整方向，直到在第N個方向找到一個滿意的解為止。由于設(shè)計人員不知道滿意解所在的位置，在找到該解或較滿意的解之前，一般要試錯多次。試錯的次數(shù)，既取決于設(shè)計者的知識水平和經(jīng)驗，又取決于設(shè)計者的機(jī)遇與個性品質(zhì)，因此試錯法是一種不能快速收斂到發(fā)明結(jié)果的方法。由此可見，試錯法的效率較低。對于簡單的發(fā)明問題(第1,2級)，若可能的解決方案數(shù)目如不超過10個或20個，試錯法是有效的。上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法如圖10-1所示為試6第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法但是對于比較復(fù)雜的發(fā)明問題(第3級)，由于存在成百上千個可能的解決方案，試錯法的效率就很低了。愛迪生曾經(jīng)改進(jìn)了試錯法，進(jìn)行了批量試錯。他把一個技術(shù)問題分為幾項具體課題，即子課題，員工也分組對各項具體課題同時進(jìn)行嘗試，尋找各種可能的解決方案。這種批量試錯的方法大大地縮減了嘗試的時間，增加了嘗試的有效性與成功的可能性。但是，由于用試錯法在解決問題時具有一定的盲目性，資源浪費(fèi)大，工作效率低，因此當(dāng)具有新的創(chuàng)新方法后，應(yīng)該盡量少用傳統(tǒng)的試錯法。二、頭腦風(fēng)暴法頭腦風(fēng)暴法是目前在解決問題的過程中被廣泛用到的一種方法，它旨在產(chǎn)生大量的想法以實現(xiàn)問題的解決。上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法但是對于比較復(fù)雜的發(fā)7第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法1953年，美國心理學(xué)家奧斯本提出了基于小組參與的頭腦風(fēng)暴法，它是一種通過召開小型會議的形式，讓所有參加者在自由、愉快、暢所欲言的氣氛中，自由交流思想，并以此激發(fā)參會者的創(chuàng)意與靈感，使各種設(shè)想在相互碰撞中激發(fā)起腦海中的創(chuàng)造性風(fēng)暴。奧斯本認(rèn)為一些人適合于提出新想法，而另一些人適合于分析新想法的可行性。因此，頭腦風(fēng)暴法分為兩步:首先是通過頭腦風(fēng)暴產(chǎn)生新想法，然后對新想法進(jìn)行分析過濾。一般小組成員由6~9人參加，該方法的規(guī)則為:(1)小組成員必須由不同領(lǐng)域的人員組成，并且最好具有不同的學(xué)科背景。(2)為了產(chǎn)生盡可能多的想法，小組中的任何人可發(fā)表任何意見，包括錯誤的、可笑的、稀奇古怪的、甚至是荒謬的。所有的想法都要記錄下來，旨在通過最大化的“量中生質(zhì)”來保講問題的解決。上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法1953年，美國心理8第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法(3)在產(chǎn)生一系列想法的過程中要保持和諧、平等與友好的氣氛，不允許批評、諷刺、嘲笑別人。一個人提出的想法，其他成員可以進(jìn)行豐富和拓展。(4)在分析不同想法的過程中，看上去錯誤的、荒謬的想法也要加以分析。以便提出新的、切實可行的產(chǎn)品概念或工作原理，充分實現(xiàn)集體智慧的結(jié)晶。如圖10-2所示為頭腦風(fēng)暴法的模型。為了討論問題方便，圖中所示的小組有甲、乙、丙3人參加。第1步:由于每個人的知識結(jié)構(gòu)不同，對同一個問題求解的出發(fā)點也不同，每個人先是在自己熟悉的領(lǐng)域(圖中虛線圓所示的區(qū)域)及附近發(fā)表意見。上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法(3)在產(chǎn)生一系列想9第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法丙沿方向A提出設(shè)想，乙在此基礎(chǔ)上向方向B延伸，甲又沿方向C延伸，方向A->B->C形成了設(shè)想鏈，方向D->E->F形成了另一條設(shè)想鏈。小組討論的結(jié)果可形成多條設(shè)想鏈。第2步:對大量的設(shè)想進(jìn)行篩選分析，確定可能的解，該解作為后續(xù)設(shè)計的出發(fā)點。本步驟將耗費(fèi)大量的時間和精力，而且存在取舍選擇的難度，所以效率低下。許多問題的解決都因為該步驟而延誤時間。總體上講，頭腦風(fēng)暴法適合于解決那些相對比較簡單、嚴(yán)格確定的問題，比如研究產(chǎn)品名稱、廣告口號、銷售方法、產(chǎn)品的多樣化研究等。因此，頭腦風(fēng)暴法對于解決第1,2級發(fā)明問題是有效的。但在更加復(fù)雜的發(fā)明問題中，采用這種方法不可能立即猜想出解決方案，因此它不是一種能快速收斂到發(fā)明結(jié)果的方法。上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法丙沿方向A提出設(shè)想，10第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法三、形態(tài)分析法形態(tài)分析法是由美國加州理工學(xué)院教授茲維基與礦物學(xué)家里哥尼合作創(chuàng)建的一種方法，這是一種系統(tǒng)搜索和程式化求解的創(chuàng)新技法。這種方法是以建立形態(tài)學(xué)矩陣為基礎(chǔ)，通過對創(chuàng)造對象進(jìn)行因素分解，找出因素可能的全部形態(tài)(技術(shù)手段)，再通過形態(tài)學(xué)矩陣進(jìn)行方案綜合，得到方案的多種可行解，從中篩選出最佳方案。所謂因素，是指構(gòu)成某種事物各種功能的特性因子;所謂形態(tài)是指實現(xiàn)事物各種功能的技術(shù)手段。以某種工業(yè)品為例，反映該產(chǎn)品特定用途或特定功能的性能指標(biāo)可作為其基本因素，而實現(xiàn)該產(chǎn)品特定用途或特定功能的技術(shù)手段可作為其基本形態(tài)。若某產(chǎn)品以“時間控制”功能作為其基本因素，那么“手動控制”“機(jī)械定時器控制”“電腦控制”則為該因素的基本形態(tài)。上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法三、形態(tài)分析法上一頁11第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法形態(tài)分析法的基本步驟是:(1)確定創(chuàng)造對象的主要設(shè)計因素。所選設(shè)計因素(特征或功能)的屬性應(yīng)為同級，且相互之間具有合理的獨(dú)立性。設(shè)計因素的組合應(yīng)滿足產(chǎn)品的性能要求，但因素的數(shù)目不宜過多，一般以4~7個為宜。(2)列出每一因素的可能形態(tài)。這些形態(tài)既應(yīng)包括特定設(shè)計的已有子解，也應(yīng)包括或許可行的新解。將每一個設(shè)計因素的形態(tài)組合起來，可以得到問題的全解。(3)構(gòu)建形態(tài)學(xué)矩陣。以設(shè)計因素為縱軸，可能形態(tài)為橫軸，構(gòu)建形態(tài)學(xué)矩陣。(4)找出可行解。從矩陣的每行中一次選擇一個可能形態(tài)，即可得到一種可能答案，理論上由此可得到所有的可能解答。上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法形態(tài)分析法的基本步驟12第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法若可能解答的數(shù)目不是很多，則可全部考慮作為潛在的解答。(5)找出最佳可行解。對所有的可行解進(jìn)行分析、比較和評估，從中選出一個最佳的可行解。形態(tài)分析法的最大優(yōu)點是對每一個解答都要進(jìn)行可行性分析，有利于找出最佳可行解，其主要缺點是使用不便、工作量大。當(dāng)可能解答的數(shù)量很多時，由于分析和尋找最佳可行解的工作量很大，常常容易模糊發(fā)明的目標(biāo)。如果采用選擇性形態(tài)分析，就可忽略不適當(dāng)?shù)慕M合。圖10-3所示為一個典型的形態(tài)表，其中組合A3B2C4D2或許是一個可行解，或許被證明為不可實現(xiàn)。四、系統(tǒng)設(shè)問法上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法若可能解答的數(shù)目不是13第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法系統(tǒng)設(shè)問法是針對事物系統(tǒng)羅列出問題，然后逐一加以研究和討論，多方面擴(kuò)展思路，就像原子的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)那樣，從單一物品中萌生出許多新的設(shè)想。系統(tǒng)設(shè)問法可以從下列方面入手。1.有無其他用途現(xiàn)有物品還有沒有其他用途?將其稍微改變一下，是否還有別的用途?2.能否借用或引申能否借用別的經(jīng)驗?有無與過去相似的東西?能否模仿點什么?是否可以從這件物品引申設(shè)想出其他東西?3.能否改變改變原來的形狀、顏色、氣味、式樣等，會產(chǎn)生什么結(jié)果?4.能否擴(kuò)大上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法系統(tǒng)設(shè)問法是針對事物14第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法在這件物品上能否增加什么?時間、頻度、強(qiáng)度、高度、長度、厚度、附加價值、材料能否增加?能否擴(kuò)張?5.能否縮小從這件物品上能否減少什么?再小點?濃縮?微型化?再低些?再短些?再輕些?再薄點?省略?能否分割化小?能否采取內(nèi)裝?6.能否代替有沒有其他物品可以代替這件物品?是否有其他材料、成分、工藝、動力或方法可以代替?7.能否重新調(diào)整可否更換條件?用其他的型號?用其他設(shè)計方案?用其他順序?能否調(diào)整速度?能否調(diào)整程序?上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法在這件物品上能否增加15第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法8.能否顛倒過來正反互換會怎樣?顛倒方位又會怎樣?能否反轉(zhuǎn)?9.能否組合這件物品與什么東西組合起來效果會更好?混成品、成套東西是否統(tǒng)一協(xié)調(diào)?單位、部分能否組合?目的、主張能否綜合?創(chuàng)造設(shè)想能否綜合?運(yùn)用系統(tǒng)設(shè)問法可將已有的物品對照上面的各個方面分別提問，找到的答案一般都可以作為發(fā)明的選題。現(xiàn)以自行車為創(chuàng)新設(shè)計對象，運(yùn)用系統(tǒng)設(shè)問法提出有關(guān)自行車的新產(chǎn)品概念，其結(jié)果見表10-1。五、可拓學(xué)理論上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法8.能否顛倒過來上一16第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法可拓學(xué)理論是研究事物拓展的可能性和開拓創(chuàng)新的規(guī)律與方法，用以解決矛盾問題。它以基元理論、可拓集合理論和可拓邏輯為三大支柱，以客觀世界中的矛盾問題為研究對象，將人們解決矛盾問題的過程形式化并建立起相應(yīng)的物元模型，通過各種變換去尋找矛盾問題的解決方法?？赏貙W(xué)理論是以中國學(xué)者蔡文為首創(chuàng)立的，其發(fā)展大致經(jīng)歷了3個階段:第一階段是概念和思想的孕育階段(1976-1983)。在這一階段中，提出了研究事物可拓性和處理矛盾問題這一研究方向，并于1983年發(fā)表了第一篇論文《可拓集合和不相容問題》。第二階段是理論與方法的研究階段(1983年至今)。在這一階段中，初步確立了可拓學(xué)理論的研究范圍、解決問題的技術(shù)手段和研究途徑，初步形成了解決問題的基本方法，并于1987年出版了第一本專著《物元分析》。上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法可拓學(xué)理論是研究事物17第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法第三個階段是應(yīng)用研究與普及推廣階段(現(xiàn)在)。在這一階段中，出版了大量有關(guān)可拓學(xué)理論的叢書，可拓學(xué)理論開始了在計算機(jī)、人工智能、檢測控制科學(xué)、信息科學(xué)、管理學(xué)、決策科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用研究。在中國較早進(jìn)行可拓學(xué)理論研究的主要有清華大學(xué)、華東理工大學(xué)、山東工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)和廣東工業(yè)大學(xué)等一些高等院校，并且已經(jīng)取得了一些研究成果。例如，華東理工大學(xué)王行愚提出了可拓控制的基本思想、結(jié)構(gòu)和原理;清華大學(xué)潘東、金以慧等提出了可拓控制器的構(gòu)成方法;浙江工業(yè)大學(xué)王萬良和吳剛提出了分層結(jié)構(gòu)自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng);浙江工業(yè)大學(xué)趙燕偉將可拓學(xué)應(yīng)用于產(chǎn)品的概念設(shè)計和個性化定制中;廣東工業(yè)大學(xué)的楊春燕則繼續(xù)就可拓學(xué)的推理等基礎(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行著更深入的研究。上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法第三個階段是應(yīng)用研究18第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法在國外，如日本、美國及南美洲等地，對可拓學(xué)理論的研究極為關(guān)注，已經(jīng)開始了可拓學(xué)理論的應(yīng)用研究并建立了專門的研究所和全國性的學(xué)會。1985年以后，日本學(xué)者開始重視可拓學(xué)理論的研究，并多次派人來我國進(jìn)行學(xué)習(xí)和交流?？赏貙W(xué)理論是中國人自己創(chuàng)立的學(xué)科，是中華民族的驕傲，創(chuàng)始人蔡文被評為“本世紀(jì)最后25年最杰出的25位科學(xué)家”之一，他的第一本專著《物元分析》被評為“二十世紀(jì)科學(xué)名著”。經(jīng)過多年的發(fā)展，可拓學(xué)理論的國際影響不斷擴(kuò)大，得到了海內(nèi)外學(xué)者的高度評價。上一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法在國外，如日本、美國19第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法基于TRIZ理論的創(chuàng)新思維方法，主要有多屏幕法、金魚法、尺寸一時間一成本算子方法、資源一時間一成本算子方法和小人法等。這些方法在遵循客觀規(guī)律的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)人們沿著一定的維度來進(jìn)行發(fā)散思考。因此可以有效地幫助人們快速跳出思維定勢的圈子，及早偏離固定思維的方向，使人們的思維在快速發(fā)散的同時進(jìn)行快速的收斂，從而具有新的眼光。下面對這幾種方法分別進(jìn)行介紹。一、多屏幕方法多屏幕方法具有可操作性好、實用性強(qiáng)的特點，可以更好地幫助使用者質(zhì)疑和超越常規(guī)，克服慣性思維，為解決生產(chǎn)和生活中的疑難問題，提供了清晰的思路。下一頁返回第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法基于TRIZ理論的20第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法根據(jù)系統(tǒng)論的觀點，完成某個特定功能的各個事物的集合稱為技術(shù)系統(tǒng)，簡稱為系統(tǒng)。系統(tǒng)是由多個子系統(tǒng)組成的，并通過子系統(tǒng)間的相互作用實現(xiàn)一定的功能。系統(tǒng)之外的高層次系統(tǒng)稱為超系統(tǒng)，系統(tǒng)之內(nèi)的低層次系統(tǒng)稱為子系統(tǒng)。正在當(dāng)前發(fā)生并加以研究的系統(tǒng)稱為當(dāng)前系統(tǒng)，當(dāng)前系統(tǒng)一般稱為系統(tǒng)。下面以汽車為例來說明當(dāng)前系統(tǒng)、子系統(tǒng)和超系統(tǒng)的組成及其關(guān)系。如果把汽車作為一個當(dāng)前系統(tǒng)，那么輪胎、發(fā)動機(jī)和方向盤都是汽車的子系統(tǒng)，而大氣、交通系統(tǒng)和車庫就是汽車的超系統(tǒng)，如圖10-4所示。從上面的例子可以看出，當(dāng)前系統(tǒng)是一個相對的概念。如果以輪胎作為當(dāng)前系統(tǒng)來研究，那么輪胎中的橡膠、子午線、充氣嘴等就是輪胎的子系統(tǒng)，而汽車、駕駛員、車庫等就是輪胎的超系統(tǒng)。上一頁下一頁返回第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法根據(jù)系統(tǒng)論的觀點，21第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法多屏幕方法是一種綜合考慮問題的方法，是指在分析和解決問題時，不僅要考慮當(dāng)前的系統(tǒng)，還要考慮它的超系統(tǒng)和子系統(tǒng);不僅要考慮當(dāng)前系統(tǒng)的過去和未來，還要考慮超系統(tǒng)和子系統(tǒng)的過去和未來，如圖10-5所示。利用多屏幕法，可以從不同角度分析待解決的問題，其步驟如下:(1)先從技術(shù)系統(tǒng)本身出發(fā)，考慮可利用資源。(2)考慮技術(shù)系統(tǒng)的子系統(tǒng)、超系統(tǒng)中的資源。(3)考慮系統(tǒng)的過去和未來，從中尋找可利用的資源。(4)考慮超系統(tǒng)和子系統(tǒng)的過去和未來，從中尋找可利用的資源。圖10-6所示為分析汽車系統(tǒng)的多屏幕方法，下面用多屏幕方法來分析該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。上一頁下一頁返回第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法多屏幕方法是一種綜22第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法(1)當(dāng)前系統(tǒng):汽車;系統(tǒng)的過去:早期內(nèi)燃機(jī)四輪車;系統(tǒng)的未來:混合動力系統(tǒng)。(2)子系統(tǒng):無內(nèi)胎低壓輪胎;子系統(tǒng)的過去:內(nèi)/外胎輪胎;子系統(tǒng)的未來:無充氣輪輻型輪胎。(3)超系統(tǒng):交通系統(tǒng);超系統(tǒng)的過去:柏油路;超系統(tǒng)的未來:智能化交通系統(tǒng)。多屏幕思維方式其實是一種分析問題的手段，而并非是一種解決問題的手段。它展示了如何更好地理解問題的一種思維方式，也確定了解決問題的某個新途徑。利用多屏幕方法，可以幫助人們從不同的角度看待問題，突破原有思維局限，從多個方面和層次尋找可利用的資源，從而更好地解決問題。上一頁下一頁返回第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法(1)當(dāng)前系統(tǒng):汽23第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法二、金魚法金魚法又稱情景幻想分析法，它是一個反復(fù)迭代的分解過程。金魚法的本質(zhì)，是將幻想的、不現(xiàn)實的問題求解構(gòu)思，轉(zhuǎn)變?yōu)榍袑嵖尚械慕鉀Q方案。它的解決流程如圖10-7所示。具體做法是先將幻想的問題構(gòu)思分解為現(xiàn)實構(gòu)思和幻想構(gòu)思兩部分，再利用系統(tǒng)資源，找出幻想構(gòu)思可以變成現(xiàn)實構(gòu)思的條件，并提出可能的解決方案。如果方案不可行，再將幻想構(gòu)思部分進(jìn)一步分解為現(xiàn)實的和幻想的兩種。這樣反復(fù)進(jìn)行，直至得到完全的、能實現(xiàn)的解決方案?，F(xiàn)以跑步機(jī)為例，說明運(yùn)用金魚法解決問題的過程。由于受到室內(nèi)跑道長度的限制，使得運(yùn)動人員不能充分舒展自己而達(dá)到鍛煉的目的。上一頁下一頁返回第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法二、金魚法上一頁下24第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法問題是運(yùn)動人員希望在辦公室甚至住宅內(nèi)也能以跑步的方式鍛煉身體，運(yùn)用金魚法解決該問題的過程如下:(1)首先根據(jù)條件將問題分解為現(xiàn)實部分和不現(xiàn)實部分?，F(xiàn)實部分:跑步、鍛煉身體的想法。不現(xiàn)實部分:長距離跑或快速跑。(2)回答為什么長距離跑或快速跑練習(xí)是不現(xiàn)實的?因為跑步往往需要場地，只有在寬敞的場地上才能盡情地奔跑，而室內(nèi)面積有限，不可能設(shè)置長距離跑道。(3)回答在什么條件下，幻想部分能夠變?yōu)楝F(xiàn)實?①運(yùn)動人員體型極小;②運(yùn)動人員運(yùn)動極慢;③運(yùn)動人員跑步時停留在同一位置上;④跑道很長。(4)確定系統(tǒng)、超系統(tǒng)和子系統(tǒng)的可用資源。上一頁下一頁返回第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法問題是運(yùn)動人員希望25第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法超系統(tǒng):房間、樓房、樓群。系統(tǒng):跑道。子系統(tǒng):跑道的組成部分如地面、塑膠等。(5)利用已有資源，得到可能的解決方案構(gòu)思:①運(yùn)動人員在奔跑過程中，跑道能夠自動延伸;②運(yùn)動人員原地奔跑;③對運(yùn)動人員施加阻力。采用循環(huán)運(yùn)動跑道，讓運(yùn)動人員定點在運(yùn)動的跑道上奔跑，能夠達(dá)到在室內(nèi)跑步鍛煉的目的?？梢愿鶕?jù)實際需要，增加更多的功能如調(diào)整循環(huán)跑道速度以適應(yīng)不同人群鍛煉需要，危機(jī)時刻能夠自動停車等，這樣就形成了跑步機(jī)的雛形。若要實現(xiàn)商品化，還有很多地方需要進(jìn)一步細(xì)化和分解，直至得到切實可行的方案。上一頁下一頁返回第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法超系統(tǒng):房間、樓房26第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法由此可見，利用金魚法，可以克服慣性思維，不斷產(chǎn)生新的構(gòu)想，從而有助于將幻想式解決方案轉(zhuǎn)變?yōu)榍袑嵖尚械臉?gòu)想。三、STC算子方法從物體的尺寸(Size)、時間(Time)和成本(Cost)3個不同方面進(jìn)行思考，以打破固有的對物體尺寸、時間和成本的認(rèn)識，稱為STC算子方法。這是一種讓大腦進(jìn)行有規(guī)律的、多維度思維的發(fā)散方法，它比一般的發(fā)散思維和頭腦風(fēng)暴能更快地得到想要的結(jié)果。STC算子的規(guī)則有:(1)將系統(tǒng)的尺寸從目前的狀態(tài)減小到0，再將其增加到無窮大，觀察系統(tǒng)的變化。上一頁下一頁返回第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法由此可見，利用金魚27第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法(2)將系統(tǒng)的作用時間由目前狀態(tài)減小到0，再將其增加到無窮大，觀察系統(tǒng)的變化。(3)將系統(tǒng)的成本由目前的狀態(tài)減小到0，再將其增加到無窮大，觀察系統(tǒng)的變化。按照上述規(guī)則改變系統(tǒng)后，使人們能從不同的角度觀察與研究系統(tǒng)，這樣可以幫助人們打破慣性思維的束縛，從而發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新解。例如，使用活動梯來采摘蘋果的常規(guī)方法，勞動量是相當(dāng)大的。怎樣讓這個活動變得更加方便、快捷和省力呢?為了解決這個問題，可以使用STC算子方法，從尺寸、時間和成本3個不同的角度來考慮問題?？梢?，這種方法為我們提供了一種思維的坐標(biāo)系，使問題變得容易解決。上一頁下一頁返回第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法(2)將系統(tǒng)的作用28第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法注意:該坐標(biāo)系是一種廣義的坐標(biāo)系，尺寸、時間和成本的取值是以開拓思路，尋找解決問題方案來確定的。因此，這一坐標(biāo)系具有很強(qiáng)的普適意義，可以在許多其他問題的解決中靈活運(yùn)用。如圖10-8所示，在這種思維的坐標(biāo)系統(tǒng)中，可以沿著尺寸、時間、成本3個方向來做6個維度的發(fā)散思維嘗試。(1)假設(shè)蘋果樹的尺寸趨于零高度。在這種情況下，是不需要活梯的。那么，第一種解決方案，就是種植低矮的蘋果樹。(2)假設(shè)蘋果樹的尺寸趨于無窮高。在這種情況下，可以建造通向蘋果樹頂部的道路和橋梁。將這種方法轉(zhuǎn)移到常規(guī)尺寸的蘋果樹上，就可以得出一個解決方案:將蘋果樹的樹冠，變成可以用來摸到蘋果的形狀，比如帶有梯子的形狀。上一頁下一頁返回第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法注意:該坐標(biāo)系是一29第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法這樣，梯子形的樹冠代替活梯，就可以讓人們方便地采摘蘋果。(3)假設(shè)收獲的成本費(fèi)用必須是不花錢，即花費(fèi)的錢為零。那么，最廉價的收獲方法，就是搖晃蘋果樹。(4)如果收獲的成本費(fèi)用可以為無窮大，而沒有任何限制，就可以使用昂貴的設(shè)備來完成這個任務(wù)。在這種情況下，就可以發(fā)明一臺帶有電子視覺系統(tǒng)和機(jī)械手控制器的智能摘果機(jī)。(5)如果要求收獲的時間趨于零，即必須使所有的蘋果在同一時間落地。這是可以做到的，例如可以借助于輕微爆破或者壓縮空氣噴射。(6)假設(shè)收獲時間是不受限制的。在這種情況下，不必去采摘蘋果，而是任由其自由掉落而保持完好無損即可。為此，只需在果樹下放置一層軟膜，以防止蘋果落下時摔傷就可以了。上一頁下一頁返回第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法這樣，梯子形的樹冠30第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法當(dāng)然，也可以在果樹下鋪設(shè)草坪或松散土層。如果讓果園的地面具有一定的傾斜度，使得蘋果在落地時能夠滾動，則蘋果還能在斜坡的末端自動集中起來。又如，廢舊電線回收以后，需要將沒有利用價值的電線絕緣層和金屬分離，以回收金屬。目前采用的方法是燃燒電線絕緣層，但這種做法對環(huán)境污染比較嚴(yán)重。需要找到一種回收金屬的方法，而且又不污染環(huán)境。表10-2中列出了應(yīng)用STC算子得到問題解決途徑的方法。由上可知，使用STC算子方法不是為了獲取問題的答案，而是為了拓寬思路，克服慣性思維，從多維度看問題，為尋找解決問題的方案做準(zhǔn)備。這種多角度看待問題的思維方式，可以協(xié)助我們的思維進(jìn)行有規(guī)律的、多維度的發(fā)散而非胡思亂想。上一頁下一頁返回第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法當(dāng)然，也可以在果樹31第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法最終讓許多看似困難、無從下手的問題，變得非常簡便而易于解決。四、RTC算子方法從物體的資源(Reaourae}、時間(Time)和成本(aoat}3個不同方面進(jìn)行考慮，打破固有的對物體的資源、時間和成本的認(rèn)識，以進(jìn)行創(chuàng)新思維的方法，稱為RTC算子方法，也是一種多維度思維的發(fā)散方法。與STC算子方法相比，這里的“資源”含義比“尺寸”更廣泛。利用RTC算子方法，可以從資源、時間和成本3個不同角度來考慮解決問題。因此，RTC算子方法提供了另外一種思維坐標(biāo)系。在該系統(tǒng)中，除了考慮時間、成本因素外，還需從資源方面考慮解決問題的途徑。利用RTC算子方法分析問題的方式，同利用STC算子方法分析問題的方式相似。上一頁下一頁返回第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法最終讓許多看似困難32第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法同樣，RTC算子方法并不能直接提供解決問題的方案，而是幫助找出解決問題的新思路。五、小人法當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的部分物體不能完成必要的功能和任務(wù)時，就用多個小人分別代表這些物體。不同小人表示執(zhí)行不同的功能或具有不同的矛盾，重新組合這些小人，使他們能夠發(fā)揮作用，執(zhí)行必要的功能。通過能動的小人，實現(xiàn)預(yù)期的功能。然后，根據(jù)小人模型對結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計。小人法的基本步驟是:①把對象中各個部分想象成一群能動的小人;②把小人分成按問題的條件而行動的組;③研究得到的問題模型(有小人的圖)并對其進(jìn)行改造，以便實現(xiàn)矛盾的解決;④過渡到技術(shù)解決方案。上一頁下一頁返回第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法同樣，RTC算子方33第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法小人法能夠更加生動形象地描述技術(shù)系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題，通過用小人表示系統(tǒng)，打破原有對技術(shù)系統(tǒng)的思維定式，更容易解決問題，從而獲得理想的解決方案。例如，為了防止走私核原料，海關(guān)在檢查集裝箱時會產(chǎn)生問題:一方面要快速準(zhǔn)確地檢查大面積集裝箱內(nèi)是否有核原料，往往需要很長時間;另一方面不能因為該工作而影響車輛通過海關(guān)的能力?，F(xiàn)在用小人法來模擬這個問題，如圖10-9所示。將系統(tǒng)用許多小人表示執(zhí)行不同的功能，然后重新組合這些小人，使小人發(fā)揮作用，以便解決問題。核原料為中間的黑頭小人，四周被外殼小人包圍。假想利用一種檢測儀器或材料，其應(yīng)該具備一定的特性。上一頁下一頁返回第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法小人法能夠更加生動34第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法即檢測儀器小人在通過外殼小人和黑頭小人時表現(xiàn)出不同的特性，如當(dāng)其與外殼小人相遇時不改變前進(jìn)方向，而當(dāng)其與黑頭小人相遇時，則改變前進(jìn)方向。實際應(yīng)用中，可以選擇高能粒子μ介子作為檢測儀器小人，因為μ介子在與核原料相撞時會偏離原前進(jìn)方向，而與其他材料相遇時仍沿原方向前進(jìn)。這樣就可以快速探測集裝箱內(nèi)是否有核原料。上一頁返回第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法即檢測儀器小人在通35第三節(jié)TRIZ理論解決問題的方法今天是技術(shù)飛速發(fā)展的信息時代，我們不能再像愛迪生發(fā)明白熾燈那樣，動用大量的人力、物力和財力，以批量試錯的方法去解決所遇到的技術(shù)問題。我們不僅要珍惜人力、物力和財力資源，更要盡量地縮短研發(fā)時間，為此必須有一套具有科學(xué)依據(jù)并行之有效的解決發(fā)明問題的方法，TRIZ幫助我們實現(xiàn)了這個目的。TRIZ是一種以技術(shù)系統(tǒng)為認(rèn)知分析基礎(chǔ)，以解決問題為首要任務(wù)，以不斷提高技術(shù)系統(tǒng)的理想度為進(jìn)化目的，讓所有技術(shù)系統(tǒng)變得更加完美的理論與方法。TRIZ在解決問題的方法和流程上，與人類解決問題的傳統(tǒng)方法完全一樣。但是，TRIZ比傳統(tǒng)解決問題的方法更加快捷、全面、準(zhǔn)確和高效。一、TRIZ理論解決問題的一般流程下一頁返回第三節(jié)TRIZ理論解決問題的方法今天是技術(shù)飛速發(fā)展的36第三節(jié)TRIZ理論解決問題的方法利用TRIZ理論解決問題的一般流程如圖10-10所示。首先，要對一個實際問題進(jìn)行仔細(xì)地分析并加以定義和明確;然后，根據(jù)TRIZ理論提供的方法，將需要解決的實際問題歸納為一個類似的TRIZ標(biāo)準(zhǔn)問題模型;接著，針對不同的標(biāo)準(zhǔn)問題模型，應(yīng)用不同的TRIZ工具，找到對應(yīng)的TRIZ標(biāo)準(zhǔn)解決方案模型;最后，將這些類似的解決方案模型，應(yīng)用到具體的問題之中，通過演繹得到問題的實際解決方案。當(dāng)一個技術(shù)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，其表現(xiàn)形式是多種多樣的，因此解決問題的手段也是多種多樣的，關(guān)鍵是要區(qū)分技術(shù)系統(tǒng)的問題屬性和產(chǎn)生問題的根源。根據(jù)問題所表現(xiàn)出來的參數(shù)屬性、結(jié)構(gòu)屬性和資源屬性，TRIZ的問題模型共有4種形式:技術(shù)沖突、物理沖突、物質(zhì)一場問題、知識使能問題。上一頁下一頁返回第三節(jié)TRIZ理論解決問題的方法利用TRIZ理論解決37第三節(jié)TRIZ理論解決問題的方法與此相對應(yīng)，TRIZ的工具也有4種:沖突矩陣、分離原理、標(biāo)準(zhǔn)解法系統(tǒng)、知識與效應(yīng)庫，見表10-3。1.技術(shù)沖突技術(shù)沖突是指技術(shù)系統(tǒng)中兩個參數(shù)之間存在著相互制約，即在提高技術(shù)系統(tǒng)的某一個參數(shù)或特性時，導(dǎo)致了另一個參數(shù)或特性的惡化而產(chǎn)生的矛盾。把實際問題轉(zhuǎn)化為技術(shù)沖突之后，利用沖突矩陣，可以得到推薦的創(chuàng)新原理。以這些創(chuàng)新原理為依據(jù)，就能方便地找到針對實際問題的一些可行方案。2.物理沖突物理沖突是指技術(shù)系統(tǒng)中的某一個參數(shù)無法滿足系統(tǒng)內(nèi)相互排斥的、不同的需求，解決物理沖突的工具是分離原理。上一頁下一頁返回第三節(jié)TRIZ理論解決問題的方法與此相對應(yīng)，TRIZ38第三節(jié)TRIZ理論解決問題的方法使用分離原理有4種具體的方法，在分離方法確定后，可以使用符合這個分離方法的創(chuàng)新原理來得到具體問題的解決方案。3.物質(zhì)一場間題物質(zhì)一場問題是指實現(xiàn)技術(shù)系統(tǒng)功能的某結(jié)構(gòu)要素出現(xiàn)了問題。針對要解決的實際問題，可以先構(gòu)建出問題的初始物質(zhì)一場模型;然后，針對不同的問題，在標(biāo)準(zhǔn)解法系統(tǒng)中找到針對該問題的物質(zhì)一場的標(biāo)準(zhǔn)解法;最后，根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)解法的建議，得到具體的問題解決方案。4.知識使能間題知識使能問題是指尋找實現(xiàn)技術(shù)系統(tǒng)功能的方法與科學(xué)原理。通常，可以用“SVO"(主語+謂語+賓語)的模式來描述一個技術(shù)系統(tǒng)的功能，例如“火焰加熱水”—在此，火焰是S(主語)，加熱是V(謂語)，水是()(賓語)。上一頁下一頁返回第三節(jié)TRIZ理論解決問題的方法使用分離原理有4種具39第三節(jié)TRIZ理論解決問題的方法當(dāng)我們以“VO"(加熱水)來定義一個系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能時，必須要尋找所有可能的“S”—技術(shù)資源，即所有可能加熱水的知識，以便讓“VO"(加熱水)這件事情成立(功能實現(xiàn))。由于知識查詢是一個耗時費(fèi)力的工作，因此通常不用人工方式進(jìn)行查詢，而是采用計算機(jī)輔助技術(shù)支持下的知識庫和效應(yīng)庫的方式來解決。這就是為什么要大力研究和開發(fā)計算機(jī)輔助創(chuàng)新技術(shù)的一個原因。綜上所述，當(dāng)我們在工作中遇到具體問題時，就可以利用這4種方法，來尋求解決問題的途徑。從理論上講，可以采用這4種方法中的任意一種，來尋找問題的解決方案。但是由于不同的方法解決具體問題的出發(fā)點不同，因而在面對一個具體問題的時候，首先應(yīng)該對問題進(jìn)行分析，考察問題的屬性，探究問題的根源。上一頁下一頁返回第三節(jié)TRIZ理論解決問題的方法當(dāng)我們以“VO"(加40第三節(jié)TRIZ理論解決問題的方法看看哪一種TRIZ方法更適合解決該問題只要具體問題具體分析，靈活地應(yīng)用不同的方法，就可以得到各種不同的備選方案，然后再從中選擇最好的解決方案。對于一些復(fù)雜的、難以直接用上述方法解決的問題，TRIZ還提供了一套解決問題的流程和算法—即發(fā)明問題解決算法(ARIZ)。二、TRIZ解決技術(shù)系統(tǒng)問題的模式TRIZ解決技術(shù)系統(tǒng)問題的模式，以及TRIZ的各個組成部分在解決問題過程中所起的作用，可以用圖10-11來表示。如圖10-11所示，經(jīng)過千百萬年的進(jìn)化與演變，人工制造物從過去最簡單的棍棒、石頭、輪子等，發(fā)展到了現(xiàn)在各種各樣的產(chǎn)品，構(gòu)成了所有技術(shù)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。上一頁下一頁返回第三節(jié)TRIZ理論解決問題的方法看看哪一種TRIZ方41第三節(jié)TRIZ理論解決問題的方法當(dāng)一個技術(shù)系統(tǒng)TS。出現(xiàn)問題后，研究人員就開始了解決問題的努力。首先要分析問題，確認(rèn)問題的屬性，如果是有明顯的參數(shù)屬性、結(jié)構(gòu)屬性或者資源屬性的標(biāo)準(zhǔn)問題，可以使用本書前面介紹的各種TRIZ創(chuàng)新方法、原理與工具，并結(jié)合TRIZ創(chuàng)新思維與傳統(tǒng)創(chuàng)新思維來解決問題;如果技術(shù)系統(tǒng)所出現(xiàn)的問題是具有綜合屬性的非標(biāo)準(zhǔn)問題，問題的表現(xiàn)形式很復(fù)雜，則采用發(fā)明問題解決算法(ARIZ)來解決問題(在圖10-11中被列為“其他方法”)。當(dāng)問題被成功地解決以后，原有技術(shù)系統(tǒng)TS。實現(xiàn)了改進(jìn)，變成了改進(jìn)后的技術(shù)系統(tǒng)TS,，然后通過改進(jìn)又進(jìn)一步變成了TS,...…如此不斷地改進(jìn)下去，技術(shù)系統(tǒng)將向著未來的理想系統(tǒng)不斷地發(fā)展變化，從而實現(xiàn)了其進(jìn)化過程。上一頁下一頁返回第三節(jié)TRIZ理論解決問題的方法當(dāng)一個技術(shù)系統(tǒng)TS。42第三節(jié)TRIZ理論解決問題的方法在技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化過程中，系統(tǒng)完備性法則、能量傳遞法則、協(xié)調(diào)性法則是一個技術(shù)系統(tǒng)存在并能實現(xiàn)功能的先決條件，不符合這3個法則的技術(shù)系統(tǒng)是不能參與進(jìn)化的。子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化法則表明了技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)部的不均衡發(fā)展，以及由此而引起的各種沖突，是技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生問題的內(nèi)在根源和需要改進(jìn)的根本動力;向超系統(tǒng)進(jìn)化法則表明了技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)部的沖突無法解決時，多數(shù)情況下以增加子系統(tǒng)的數(shù)量或者把部分功能轉(zhuǎn)給超系統(tǒng)來解決。動態(tài)性進(jìn)化法則表明技術(shù)系統(tǒng)的柔性、可移動性和可控性都在不斷地提高，而且從宏觀水平逐漸向微觀水平發(fā)展，元素之間趨向以場的方式緊密連接。上一頁下一頁返回第三節(jié)TRIZ理論解決問題的方法在技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化過程43第三節(jié)TRIZ理論解決問題的方法向微觀進(jìn)化法則也同樣表明技術(shù)系統(tǒng)將從宏觀水平逐漸向微觀水平上發(fā)展，而且傳統(tǒng)的“金屬塊”狀的系統(tǒng)元素，將由分子、原子、離子、電子等微觀的“聰明”物質(zhì)代替來完成工作。提高理想度法則則是一切技術(shù)系統(tǒng)根本的發(fā)展方向，是所有進(jìn)化法則的總則。技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的終極目標(biāo)是理想系統(tǒng)—即尺寸、體積和能量消耗趨于零，實現(xiàn)的功能數(shù)量趨于無窮大。上一頁返回第三節(jié)TRIZ理論解決問題的方法向微觀進(jìn)化法則也同樣44第四節(jié)傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較前面介紹了一些人們經(jīng)常使用的解決發(fā)明問題的方法，這些方法都是一些效率較低的傳統(tǒng)創(chuàng)新方法，這些方法基本上都是以心理機(jī)制為基礎(chǔ)，它們的程序、步驟、措施等大都是根據(jù)人們克服發(fā)明創(chuàng)造的心理障礙而設(shè)計的，雖然有時候也具有某種邏輯，但其邏輯并不嚴(yán)密，一般也并不要求使用者嚴(yán)格地遵守。傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法撇開了各領(lǐng)域的基本知識，在方法上高度概括與抽象，因此具有形式化的傾向。這些方法在運(yùn)用中受到使用者經(jīng)驗、技巧和知識積累水平等的制約，因此有人認(rèn)為對傳統(tǒng)創(chuàng)新方法的運(yùn)用是一種藝術(shù)，而不是一種技術(shù)。傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法過于依賴非邏輯思維，運(yùn)用的效果波動性很大，培訓(xùn)起來也有較大難度，因此不適于進(jìn)行大范圍的培訓(xùn)和推廣。下一頁返回第四節(jié)傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較前面介紹了一些人45第四節(jié)傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法對于解決相對簡單的、發(fā)明級別較低的問題是有效的，但是通常無法解決一些比較困難的、發(fā)明級別較高的問題。相比之下，TRIZ是建立在科學(xué)技術(shù)成果基礎(chǔ)之上的，具有普適性的解決發(fā)明問題的專門工具，其原理、法則、程序、步驟和措施等，都來源于人類長期探索與改造自然的實踐經(jīng)驗的總結(jié)，以幫助設(shè)計者快速地找到發(fā)明問題的有效解決方案。因此整個方法學(xué)形成了良好的體系，并且具有嚴(yán)密的邏輯性，對于學(xué)習(xí)、培訓(xùn)和應(yīng)用比較方便，應(yīng)用的有效性比較高，可以廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域，指導(dǎo)人們創(chuàng)造性地解決問題。傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較見表10-4。TRIZ理論的基礎(chǔ)是技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的客觀規(guī)律，它既可以被認(rèn)知也可以用于解決發(fā)明問題。上一頁下一頁返回第四節(jié)傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法對46第四節(jié)傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較在運(yùn)用TRIZ理論解決發(fā)明問題時，可以根據(jù)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的客觀規(guī)律來初步確定解決問題的方向，有效地避免了各種傳統(tǒng)創(chuàng)新方法中反復(fù)進(jìn)行的大量探索工作。根據(jù)這些規(guī)律，開發(fā)出解決發(fā)明問題的專用工具，它們包括物場分析和發(fā)明問題的標(biāo)準(zhǔn)解法，解決技術(shù)沖突和物理沖突的創(chuàng)新原理，以及發(fā)明問題解決算法(ARIZ)等。通過查找和應(yīng)用物理的、化學(xué)的、幾何的和生物的效應(yīng)與原理，可以幫助人們解決系統(tǒng)中的功能實現(xiàn)問題，讓這些效應(yīng)與原理類的知識作為技術(shù)系統(tǒng)實現(xiàn)功能和操作的新原理，從而滿足系統(tǒng)所要求的作用。因此，TRIZ理論能夠有效地幫助設(shè)計者在解決問題之初，首先確定“解”的位置和方向，然后利用TRIZ中的各種理論方法和工具去實現(xiàn)這個“解”，如同射擊一樣，首先確定靶心所在的準(zhǔn)確方向和位置，然后進(jìn)行瞄準(zhǔn)射擊，最終擊中目標(biāo)。上一頁下一頁返回第四節(jié)傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較在運(yùn)用TRIZ理47第四節(jié)傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較由此可見，與傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法相比，TRIZ理論的主要優(yōu)點是可以從成千上萬的解法中快速地找到解決復(fù)雜發(fā)明問題的方案，從而大大加快解決發(fā)明問題的進(jìn)程。TRIZ反對在可能的候選方案中進(jìn)行搜索的想法，因此TRIZ理論使人們有了更加科學(xué)、合理而有效的解決問題的方法。在以上TRIZ的各種創(chuàng)新思維、方法和工具的支持下，TRIZ解決發(fā)明問題的過程是可以快速收斂的(見圖10-12)，而且發(fā)明的級別和效率也是比較高的，如圖10-13所示。TRIZ是研究技術(shù)規(guī)律和思維活動的創(chuàng)新方法。在TRIZ中，已經(jīng)吸收了不少克服思維定勢和心理障礙的傳統(tǒng)創(chuàng)新方法的精髓，并將它們納入其理論體系中，可在發(fā)明問題分析和解決方案綜合的不同階段發(fā)揮作用。上一頁下一頁返回第四節(jié)傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較由此可見，與傳統(tǒng)48第四節(jié)傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較特別值得指出的是，TRIZ解決問題的模式和程序一般普遍采用反饋、迭代的形式，具有啟發(fā)式的方案搜索和逐步、快速地逼近目標(biāo)的效果，比較容易實現(xiàn)計算機(jī)程序化，從而開發(fā)出計算機(jī)輔助創(chuàng)新設(shè)計軟件，實現(xiàn)產(chǎn)品的快速創(chuàng)新。綜上所述，相對于傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法，TRIZ理論顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢和鮮明的特點。它成功地揭示了發(fā)明創(chuàng)造的內(nèi)在規(guī)律和原理，可以快速確認(rèn)和解決系統(tǒng)中存在的沖突或問題;能夠幫助人們打破思維定勢，突破思維障礙，激發(fā)創(chuàng)新思維，從更新更廣的角度分析問題，進(jìn)行邏輯性和非邏輯性的系統(tǒng)思維;能夠基于技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化規(guī)律準(zhǔn)確地確定探索方向，預(yù)測未來的發(fā)展趨勢，打破知識領(lǐng)域的界限，實現(xiàn)技術(shù)上的突破，從而有助于開發(fā)出更加富有競爭力的新產(chǎn)品。上一頁下一頁返回第四節(jié)傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較特別值得指出的是49第四節(jié)傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較需要強(qiáng)調(diào)指出的是，在產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計過程中，技術(shù)規(guī)律與人的思維活動需要不斷地相互作用，讓人的思維活動與技術(shù)規(guī)律實現(xiàn)高度的協(xié)調(diào)與互動，才是創(chuàng)新方法的真諦。片面強(qiáng)調(diào)技術(shù)規(guī)律或片面強(qiáng)調(diào)心理活動，都會降低創(chuàng)新的產(chǎn)出，而TRIZ則將兩方面和諧地組織在一起了。因此，在學(xué)習(xí)和研究TRIZ理論的同時，也不要忽視了傳統(tǒng)創(chuàng)新方法的應(yīng)用。盡管傳統(tǒng)創(chuàng)新方法自身存在著一些缺點和不足，單獨(dú)使用時往往不易獲得高水平的發(fā)明，但是在很多場合，需要將TRIZ創(chuàng)新方法與傳統(tǒng)創(chuàng)新方法結(jié)合使用。這樣可以互相取長補(bǔ)短，從而取得更好的效果。上一頁下一頁返回第四節(jié)傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較需要強(qiáng)調(diào)指出的是50第四節(jié)傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較例如，在由具體問題抽象成TRIZ的問題模型時，以及在從TRIZ的解決方案模型演繹成具體解決方案時，都需要或多或少地應(yīng)用諸如頭腦風(fēng)暴法、形態(tài)分析法等傳統(tǒng)創(chuàng)新方法，這也是學(xué)習(xí)和應(yīng)用TRIZ理論的基本技巧。因此，以TRIZ理論為中心，同時結(jié)合其他的創(chuàng)新方法，已經(jīng)成為目前一部分學(xué)者研究創(chuàng)新方法的內(nèi)容之一。上一頁返回第四節(jié)傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較例如，在由具體問51第五節(jié)TRIZ理論的推廣與擴(kuò)展目前，TRIZ理論在各個行業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，對于TRIZ理論的進(jìn)一步研究也在繼續(xù)進(jìn)行。如德國的一些研究人員對TRIZ理論作了進(jìn)一步的發(fā)展，形成了若干基于TRIZ理論的創(chuàng)新方法論，即面向矛盾的創(chuàng)新戰(zhàn)略理論(WOIS理論)、以問題為中心的發(fā)明方案(PI理論)和面向市場的創(chuàng)新戰(zhàn)略(MIS理論);法國的一家科研機(jī)構(gòu)在經(jīng)典TRIZ理論的基礎(chǔ)上，提出了一種面向復(fù)雜系統(tǒng)的創(chuàng)新方法OTMS-TRIZ;美國的一家研究機(jī)構(gòu)也正在研究I-TRIZ方法，該方法在TRIZ理論的基礎(chǔ)上提出了多條技術(shù)進(jìn)化路線，建立了失效預(yù)測方法，并形成了系統(tǒng)化的方法;中國的創(chuàng)新方法研究機(jī)構(gòu)也對TRIZ理論做了進(jìn)一步的研究，并在經(jīng)典TRIZ理論的基礎(chǔ)上提出了新的適應(yīng)性更強(qiáng)的TRIZ理論。下面對}X%OIS理論、PI理論及MIS理論做簡要的介紹。下一頁返回第五節(jié)TRIZ理論的推廣與擴(kuò)展目前，TRIZ理論在各52第五節(jié)TRIZ理論的推廣與擴(kuò)展1.WOIS理論WOIS理論(WiderspruchsOrientierteInnovationsStrategie)，意思是“面向矛盾的創(chuàng)新戰(zhàn)略”，是對TRIZ理論作了最大程度擴(kuò)充的一種德國的創(chuàng)新理論。該理論是由德國科堡應(yīng)用技術(shù)大學(xué)機(jī)械系教授漢斯·于爾根·林德和他的同事卡爾海因茨·摩爾教授及貝爾恩德·希爾博士共同創(chuàng)立的。WOIS理論是一種原本為解決技術(shù)問題而構(gòu)建的創(chuàng)造力和技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略，利用它來激發(fā)產(chǎn)生新的產(chǎn)品和新的生產(chǎn)過程，其中融合了一些局部系統(tǒng)化的老方法以及技術(shù)系統(tǒng)連貫性歷史分析和確定技術(shù)系統(tǒng)在進(jìn)化中的位置等工具。上一頁下一頁返回第五節(jié)TRIZ理論的推廣與擴(kuò)展1.WOIS理論上一53第五節(jié)TRIZ理論的推廣與擴(kuò)展WOIS理論的基本思想是“置之死地而后生”:即首先將矛盾推向極端，形成似乎沒有出路的絕境，然后引進(jìn)“悖論性發(fā)展要求”來破解這種絕境，完善了矛盾思維。像“明亮的黑暗”或“不滲透的滲透性”這一類的表述就是所謂悖論性要求。WOIS理論尋找創(chuàng)新方案的過程可以分為3個階段:即定向階段(系統(tǒng)分析階段)、決策階段(突破思維定勢，將矛盾極端化階段)和提出創(chuàng)新方案的階段(創(chuàng)造新系統(tǒng))。具體可表述為:WOIS理論使用戰(zhàn)略定向工具尋找最富有潛力的發(fā)展方向，并從中有針對性地激發(fā)出克服現(xiàn)有能力局限的創(chuàng)新方案。WOIS理論只是在幾個方面對TRIZ理論做了進(jìn)一步的擴(kuò)展，因此其核心仍然是TRIZ理論。兩者的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下幾個方面:上一頁下一頁返回第五節(jié)TRIZ理論的推廣與擴(kuò)展WOIS理論的基本思想54第五節(jié)TRIZ理論的推廣與擴(kuò)展(1)TRIZ理論是為發(fā)明者提供理論思路，而WOIS理論則是為日常技術(shù)開發(fā)提供基于實踐經(jīng)驗的工具。因此，WOIS是TRIZ和設(shè)計方法大全的交集，只是這個交集的效能有一定程度的損失。這是因為:一方面它在工程技術(shù)上沒有設(shè)計方法大全那么詳備;另一方面在輔助解決矛盾問題方面，并不比TRIZ理論更強(qiáng)。(2)單個發(fā)明者就可以使用TRIZ理論，而WOIS理論則需要一個專門的研發(fā)小組。因此，WOIS理論一般用于企業(yè)的技術(shù)開發(fā)，更多地是為被動用戶開發(fā)的，而不是為對戰(zhàn)略主動施加影響的用戶。(3)WOIS理論是一種模糊的理論方法，從模糊邏輯借用的一些概念在其中起著重要的作用。上一頁下一頁返回第五節(jié)TRIZ理論的推廣與擴(kuò)展(1)TRIZ理論是為55第五節(jié)TRIZ理論的推廣與擴(kuò)展(4)WOIS理論中還融合了心理學(xué)的知識，以便在團(tuán)隊工作中充分發(fā)揮其作用。由于TRIZ理論的創(chuàng)新過程是分析式的，因此TRIZ不需要上述所有的這一切。2.PI理論P(yáng)I理論(KonzeptderProblemzentriertenInvention,PI-Konzeot，意即“以問題為中心的發(fā)明方案”。該理論是由不來梅大學(xué)創(chuàng)新與能力轉(zhuǎn)移教研室主任摩爾勒教授和潘能貝克碩士于1997年創(chuàng)立的。PI理論與TRIZ理論及WOIS最大的不同之處在于:沒有規(guī)定的起點和終點，不必事先規(guī)定步驟的順序，對頻度和強(qiáng)度也沒有限制。該理論是在米勒·梅爾巴赫的五場分析法框架模型基礎(chǔ)上建立起來的。這個模型把一個問題分為5個部分:上一頁下一頁返回第五節(jié)TRIZ理論的推廣與擴(kuò)展(4)WOIS理論56第五節(jié)TRIZ理論的推廣與擴(kuò)展現(xiàn)狀、資源、規(guī)定狀態(tài)、目標(biāo)和相互關(guān)聯(lián)互動的轉(zhuǎn)換(由現(xiàn)狀躍遷為規(guī)定狀態(tài))。每一個場都有與之相對應(yīng)的“工具”可供使用。因此，系統(tǒng)分析和矛盾思維就成了確定現(xiàn)狀的關(guān)鍵工具，以“理想機(jī)器”為基礎(chǔ)的參數(shù)是確定目標(biāo)的主要工具，技術(shù)矛盾解決矩陣、時間、空間、結(jié)構(gòu)和狀態(tài)的基本轉(zhuǎn)化形式、物場分析以及技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則等都可用做轉(zhuǎn)換的工具。3.MIS理論MIS理論(MarktorientierteInnovationsStrategie，意思是“面向市場的創(chuàng)新戰(zhàn)略”。該理論是由現(xiàn)已退體的原亞深工業(yè)大學(xué)礦業(yè)研究所所長施皮斯教授提出的，并于1980年開始對這套系統(tǒng)方法進(jìn)行科學(xué)的研究，德國統(tǒng)一之后，他與耶拿大學(xué)的認(rèn)知心理學(xué)家合作，逐步完善了這一理論。上一頁下一頁返回第五節(jié)TRIZ理論的推廣與擴(kuò)展現(xiàn)狀、資源、規(guī)定狀態(tài)、57第五節(jié)TRIZ理論的推廣與擴(kuò)展MIS理論的基本思想是:在發(fā)明創(chuàng)新過程中，把那些憑直覺在潛意識中發(fā)生的過程轉(zhuǎn)化為有意識的過程，將“發(fā)明的飛躍”分解為一系列小的、一目了然的和可把握的步驟，然后由開發(fā)工程師和設(shè)計師按照這些步驟進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)新。根據(jù)MIS理論，在技術(shù)上可以將發(fā)明過程分為3個基本組成部分:①將已知的東西移植到其他用途(移植);②對移植的東西進(jìn)行改造(改造);③在改造過程中與其他元素進(jìn)行組合(組合)。MIS理論的實施過程可以分為3大步驟:第一步，尋找可重新組合的現(xiàn)有技術(shù)和方法;第二步，小組討論找出最可行最接近規(guī)定狀況的方案;第三步，提出改造和組合的最終實施方案。上一頁返回第五節(jié)TRIZ理論的推廣與擴(kuò)展MIS理論的基本思想是58謝謝觀賞謝謝觀賞59圖10-1試錯法的模型返回圖10-1試錯法的模型返回60圖10-2頭腦風(fēng)暴法模型返回圖10-2頭腦風(fēng)暴法模型返回61圖10-3一個典型的形態(tài)表返回圖10-3一個典型的形態(tài)表返回62表10-1自行車創(chuàng)新設(shè)計系統(tǒng)設(shè)問表返回表10-1自行車創(chuàng)新設(shè)計系統(tǒng)設(shè)問表返回63圖10-4當(dāng)前系統(tǒng)、子系統(tǒng)和超系統(tǒng)返回圖10-4當(dāng)前系統(tǒng)、子系統(tǒng)和超系統(tǒng)返回64圖10-5系統(tǒng)思維的多屏幕方法返回圖10-5系統(tǒng)思維的多屏幕方法返回65圖10-6汽車系統(tǒng)的多屏幕方法返回圖10-6汽車系統(tǒng)的多屏幕方法返回66圖10-7金魚法流程返回圖10-7金魚法流程返回67圖10-8按尺寸—時間—成本坐標(biāo)顯示的蘋果樹返回圖10-8按尺寸—時間—成本坐標(biāo)顯示的蘋果樹返回68表10-2應(yīng)用STC算子分析解決廢舊電線回收問題解決途徑的方法返回表10-2應(yīng)用STC算子分析解決廢舊電線回收問題解69圖10-9小人法檢測集裝箱返回圖10-9小人法檢測集裝箱返回70圖10-10TRIZ的一般解題模式與流程返回圖10-10TRIZ的一般解題模式與流程返回71表10-3技術(shù)系統(tǒng)問題的表現(xiàn)形式與解決問題模式返回表10-3技術(shù)系統(tǒng)問題的表現(xiàn)形式與解決問題模式返回72圖10-11TRIZ在技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化中的作用模式返回圖10-11TRIZ在技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化中的作用模式返回73表10-4傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較下一頁返回表10-4傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較下一頁返回74表10-4傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較上一頁返回表10-4傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較上一頁返回75圖10-12TRIZ可以定向而收斂地查找有效的解決方案返回圖10-12TRIZ可以定向而收斂地查找有效的解決76圖10-13傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的效率比較返回圖10-13傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的效率比較返回77演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！78第十章解決發(fā)明問題的多種創(chuàng)新方法124335第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法第二節(jié)TRIZ中常用的創(chuàng)新思維方法第三節(jié)TRIZ理論解決問題的方法第四節(jié)傳統(tǒng)創(chuàng)新方法與TRIZ方法的比較第五節(jié)TRIZ理論的推廣與擴(kuò)展返回第十章解決發(fā)明問題的多種創(chuàng)新方法124335第一節(jié)79第十章解決發(fā)明問題的多種創(chuàng)新方法過去人們習(xí)慣使用的解決發(fā)明問題的方法多是一些傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法，如試錯法、頭腦風(fēng)暴法和形態(tài)分析法等。這些方法的數(shù)量大約有幾百種之多，常用的也有幾十種。在某一時期，使用這些傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法，曾經(jīng)收到了較好的效果。但是，由于傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法要求使用者的技巧比較高超，心智經(jīng)驗比較豐富，知識積累比較多，具有很大的隨機(jī)性和偶然性，因此使用這些方法進(jìn)行創(chuàng)新的效率普遍不高。特別是遇到一些較難的、發(fā)明級別較高的問題時，就更不容易依賴心智經(jīng)驗和“靈機(jī)一動”而得到解決方案了。尤其是在人們對某些問題經(jīng)歷了長期的思考后，仍未找到理想的解決方案時，要想通過自身的經(jīng)驗找到解決方案就更加困難了。上一頁下一頁返回第十章解決發(fā)明問題的多種創(chuàng)新方法過去人們習(xí)慣使用的解80第十章解決發(fā)明問題的多種創(chuàng)新方法TRIZ理論是在前人發(fā)明成果與創(chuàng)新方法基礎(chǔ)上的提升和集成，它成功地揭示了發(fā)明創(chuàng)造的內(nèi)在規(guī)律和原理。相對于傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法，TRIZ著力于澄清和強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)中的矛盾，而不是采用拆中或妥協(xié)的方法逃避矛盾，其目標(biāo)是完全解決矛盾，并獲得最終的理想解。而且它是基于技術(shù)的發(fā)展演化規(guī)律研究整個設(shè)計與開發(fā)過程，而不再是一種隨機(jī)的行為。因而TRIZ理論以其良好的系統(tǒng)性、實用性和可操作性，在發(fā)明創(chuàng)造的研究和應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)著獨(dú)特的地位。阿奇舒勒曾經(jīng)說過:"TRIZ理論擴(kuò)充了創(chuàng)造方法資源，包括幾十個方法，共同構(gòu)成解決問題的合理系統(tǒng)……”因此，在學(xué)習(xí)以TRIZ理論為核心的創(chuàng)新方法時，不能忽視對傳統(tǒng)創(chuàng)新方法的了解和掌握。上一頁下一頁返回第十章解決發(fā)明問題的多種創(chuàng)新方法TRIZ理論是在前人81第十章解決發(fā)明問題的多種創(chuàng)新方法盡管傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法存在對使用者要求較高的問題，但是當(dāng)這些方法與TRIZ方法結(jié)合在一起的時候，常常能收到更好的效果。因此有必要了解傳統(tǒng)創(chuàng)新方法的有關(guān)知識，并把這些方法與TRIZ方法做一些分析與比較，以便了解各自的特點與適用場合，為各種創(chuàng)新方法的綜合運(yùn)用打下良好的基礎(chǔ)。上一頁返回第十章解決發(fā)明問題的多種創(chuàng)新方法盡管傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法存82第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法一、試錯法試錯法是指人們通過反復(fù)嘗試運(yùn)用各種各樣的理論或方法，直到錯誤被充分地減少，達(dá)到能夠正確解決問題的一種創(chuàng)新方法，它是人們潛意識中解決問題的最好方法。最早的發(fā)明課題是靠試錯的方法，當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)了問題以后，通過反復(fù)嘗試各種各樣的方案，直到問題能夠合理解決，通常大部分嘗試都處于問題解決者所熟悉的同一方向。對于用戶新的需求或潛在的市場，設(shè)計人員往往根據(jù)已有的產(chǎn)品及以往的設(shè)計經(jīng)驗提出新產(chǎn)品的初步工作原理，通過不斷的改進(jìn)、完善、再改進(jìn)、再完善，然后做出樣件。如果樣件不能滿足要求，則返回到方案設(shè)計重新開始;如果樣件已經(jīng)滿足了設(shè)計要求，就可轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)。這一過程有明顯試錯的特點，因而稱為試錯法。下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法一、試錯法下一頁返回83第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法如圖10-1所示為試錯法的模型，按照該模型，概念設(shè)計過程就是設(shè)計人員從問題出發(fā)，尋找解的過程。設(shè)計人員首先根據(jù)經(jīng)驗或已有的產(chǎn)品，沿方向A尋找解;如果撲空，設(shè)計人員就返回到起始點并調(diào)整方向，沿著方向B尋找;如果還找不到，設(shè)計人員再返回到起始點并轉(zhuǎn)變到方向C尋找……如此一直不斷地調(diào)整方向，直到在第N個方向找到一個滿意的解為止。由于設(shè)計人員不知道滿意解所在的位置，在找到該解或較滿意的解之前，一般要試錯多次。試錯的次數(shù)，既取決于設(shè)計者的知識水平和經(jīng)驗，又取決于設(shè)計者的機(jī)遇與個性品質(zhì)，因此試錯法是一種不能快速收斂到發(fā)明結(jié)果的方法。由此可見，試錯法的效率較低。對于簡單的發(fā)明問題(第1,2級)，若可能的解決方案數(shù)目如不超過10個或20個，試錯法是有效的。上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法如圖10-1所示為試84第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法但是對于比較復(fù)雜的發(fā)明問題(第3級)，由于存在成百上千個可能的解決方案，試錯法的效率就很低了。愛迪生曾經(jīng)改進(jìn)了試錯法，進(jìn)行了批量試錯。他把一個技術(shù)問題分為幾項具體課題，即子課題，員工也分組對各項具體課題同時進(jìn)行嘗試，尋找各種可能的解決方案。這種批量試錯的方法大大地縮減了嘗試的時間，增加了嘗試的有效性與成功的可能性。但是，由于用試錯法在解決問題時具有一定的盲目性，資源浪費(fèi)大，工作效率低，因此當(dāng)具有新的創(chuàng)新方法后，應(yīng)該盡量少用傳統(tǒng)的試錯法。二、頭腦風(fēng)暴法頭腦風(fēng)暴法是目前在解決問題的過程中被廣泛用到的一種方法，它旨在產(chǎn)生大量的想法以實現(xiàn)問題的解決。上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法但是對于比較復(fù)雜的發(fā)85第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法1953年，美國心理學(xué)家奧斯本提出了基于小組參與的頭腦風(fēng)暴法，它是一種通過召開小型會議的形式，讓所有參加者在自由、愉快、暢所欲言的氣氛中，自由交流思想，并以此激發(fā)參會者的創(chuàng)意與靈感，使各種設(shè)想在相互碰撞中激發(fā)起腦海中的創(chuàng)造性風(fēng)暴。奧斯本認(rèn)為一些人適合于提出新想法，而另一些人適合于分析新想法的可行性。因此，頭腦風(fēng)暴法分為兩步:首先是通過頭腦風(fēng)暴產(chǎn)生新想法，然后對新想法進(jìn)行分析過濾。一般小組成員由6~9人參加，該方法的規(guī)則為:(1)小組成員必須由不同領(lǐng)域的人員組成，并且最好具有不同的學(xué)科背景。(2)為了產(chǎn)生盡可能多的想法，小組中的任何人可發(fā)表任何意見，包括錯誤的、可笑的、稀奇古怪的、甚至是荒謬的。所有的想法都要記錄下來，旨在通過最大化的“量中生質(zhì)”來保講問題的解決。上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法1953年，美國心理86第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法(3)在產(chǎn)生一系列想法的過程中要保持和諧、平等與友好的氣氛，不允許批評、諷刺、嘲笑別人。一個人提出的想法，其他成員可以進(jìn)行豐富和拓展。(4)在分析不同想法的過程中，看上去錯誤的、荒謬的想法也要加以分析。以便提出新的、切實可行的產(chǎn)品概念或工作原理，充分實現(xiàn)集體智慧的結(jié)晶。如圖10-2所示為頭腦風(fēng)暴法的模型。為了討論問題方便，圖中所示的小組有甲、乙、丙3人參加。第1步:由于每個人的知識結(jié)構(gòu)不同，對同一個問題求解的出發(fā)點也不同，每個人先是在自己熟悉的領(lǐng)域(圖中虛線圓所示的區(qū)域)及附近發(fā)表意見。上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法(3)在產(chǎn)生一系列想87第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法丙沿方向A提出設(shè)想，乙在此基礎(chǔ)上向方向B延伸，甲又沿方向C延伸，方向A->B->C形成了設(shè)想鏈，方向D->E->F形成了另一條設(shè)想鏈。小組討論的結(jié)果可形成多條設(shè)想鏈。第2步:對大量的設(shè)想進(jìn)行篩選分析，確定可能的解，該解作為后續(xù)設(shè)計的出發(fā)點。本步驟將耗費(fèi)大量的時間和精力，而且存在取舍選擇的難度，所以效率低下。許多問題的解決都因為該步驟而延誤時間?？傮w上講，頭腦風(fēng)暴法適合于解決那些相對比較簡單、嚴(yán)格確定的問題，比如研究產(chǎn)品名稱、廣告口號、銷售方法、產(chǎn)品的多樣化研究等。因此，頭腦風(fēng)暴法對于解決第1,2級發(fā)明問題是有效的。但在更加復(fù)雜的發(fā)明問題中，采用這種方法不可能立即猜想出解決方案，因此它不是一種能快速收斂到發(fā)明結(jié)果的方法。上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法丙沿方向A提出設(shè)想，88第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法三、形態(tài)分析法形態(tài)分析法是由美國加州理工學(xué)院教授茲維基與礦物學(xué)家里哥尼合作創(chuàng)建的一種方法，這是一種系統(tǒng)搜索和程式化求解的創(chuàng)新技法。這種方法是以建立形態(tài)學(xué)矩陣為基礎(chǔ)，通過對創(chuàng)造對象進(jìn)行因素分解，找出因素可能的全部形態(tài)(技術(shù)手段)，再通過形態(tài)學(xué)矩陣進(jìn)行方案綜合，得到方案的多種可行解，從中篩選出最佳方案。所謂因素，是指構(gòu)成某種事物各種功能的特性因子;所謂形態(tài)是指實現(xiàn)事物各種功能的技術(shù)手段。以某種工業(yè)品為例，反映該產(chǎn)品特定用途或特定功能的性能指標(biāo)可作為其基本因素，而實現(xiàn)該產(chǎn)品特定用途或特定功能的技術(shù)手段可作為其基本形態(tài)。若某產(chǎn)品以“時間控制”功能作為其基本因素，那么“手動控制”“機(jī)械定時器控制”“電腦控制”則為該因素的基本形態(tài)。上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法三、形態(tài)分析法上一頁89第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法形態(tài)分析法的基本步驟是:(1)確定創(chuàng)造對象的主要設(shè)計因素。所選設(shè)計因素(特征或功能)的屬性應(yīng)為同級，且相互之間具有合理的獨(dú)立性。設(shè)計因素的組合應(yīng)滿足產(chǎn)品的性能要求，但因素的數(shù)目不宜過多，一般以4~7個為宜。(2)列出每一因素的可能形態(tài)。這些形態(tài)既應(yīng)包括特定設(shè)計的已有子解，也應(yīng)包括或許可行的新解。將每一個設(shè)計因素的形態(tài)組合起來，可以得到問題的全解。(3)構(gòu)建形態(tài)學(xué)矩陣。以設(shè)計因素為縱軸，可能形態(tài)為橫軸，構(gòu)建形態(tài)學(xué)矩陣。(4)找出可行解。從矩陣的每行中一次選擇一個可能形態(tài)，即可得到一種可能答案，理論上由此可得到所有的可能解答。上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法形態(tài)分析法的基本步驟90第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法若可能解答的數(shù)目不是很多，則可全部考慮作為潛在的解答。(5)找出最佳可行解。對所有的可行解進(jìn)行分析、比較和評估，從中選出一個最佳的可行解。形態(tài)分析法的最大優(yōu)點是對每一個解答都要進(jìn)行可行性分析，有利于找出最佳可行解，其主要缺點是使用不便、工作量大。當(dāng)可能解答的數(shù)量很多時，由于分析和尋找最佳可行解的工作量很大，常常容易模糊發(fā)明的目標(biāo)。如果采用選擇性形態(tài)分析，就可忽略不適當(dāng)?shù)慕M合。圖10-3所示為一個典型的形態(tài)表，其中組合A3B2C4D2或許是一個可行解，或許被證明為不可實現(xiàn)。四、系統(tǒng)設(shè)問法上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法若可能解答的數(shù)目不是91第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法系統(tǒng)設(shè)問法是針對事物系統(tǒng)羅列出問題，然后逐一加以研究和討論，多方面擴(kuò)展思路，就像原子的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)那樣，從單一物品中萌生出許多新的設(shè)想。系統(tǒng)設(shè)問法可以從下列方面入手。1.有無其他用途現(xiàn)有物品還有沒有其他用途?將其稍微改變一下，是否還有別的用途?2.能否借用或引申能否借用別的經(jīng)驗?有無與過去相似的東西?能否模仿點什么?是否可以從這件物品引申設(shè)想出其他東西?3.能否改變改變原來的形狀、顏色、氣味、式樣等，會產(chǎn)生什么結(jié)果?4.能否擴(kuò)大上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法系統(tǒng)設(shè)問法是針對事物92第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法在這件物品上能否增加什么?時間、頻度、強(qiáng)度、高度、長度、厚度、附加價值、材料能否增加?能否擴(kuò)張?5.能否縮小從這件物品上能否減少什么?再小點?濃縮?微型化?再低些?再短些?再輕些?再薄點?省略?能否分割化小?能否采取內(nèi)裝?6.能否代替有沒有其他物品可以代替這件物品?是否有其他材料、成分、工藝、動力或方法可以代替?7.能否重新調(diào)整可否更換條件?用其他的型號?用其他設(shè)計方案?用其他順序?能否調(diào)整速度?能否調(diào)整程序?上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法在這件物品上能否增加93第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法8.能否顛倒過來正反互換會怎樣?顛倒方位又會怎樣?能否反轉(zhuǎn)?9.能否組合這件物品與什么東西組合起來效果會更好?混成品、成套東西是否統(tǒng)一協(xié)調(diào)?單位、部分能否組合?目的、主張能否綜合?創(chuàng)造設(shè)想能否綜合?運(yùn)用系統(tǒng)設(shè)問法可將已有的物品對照上面的各個方面分別提問，找到的答案一般都可以作為發(fā)明的選題。現(xiàn)以自行車為創(chuàng)新設(shè)計對象，運(yùn)用系統(tǒng)設(shè)問法提出有關(guān)自行車的新產(chǎn)品概念，其結(jié)果見表10-1。五、可拓學(xué)理論上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法8.能否顛倒過來上一94第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法可拓學(xué)理論是研究事物拓展的可能性和開拓創(chuàng)新的規(guī)律與方法，用以解決矛盾問題。它以基元理論、可拓集合理論和可拓邏輯為三大支柱，以客觀世界中的矛盾問題為研究對象，將人們解決矛盾問題的過程形式化并建立起相應(yīng)的物元模型，通過各種變換去尋找矛盾問題的解決方法?？赏貙W(xué)理論是以中國學(xué)者蔡文為首創(chuàng)立的，其發(fā)展大致經(jīng)歷了3個階段:第一階段是概念和思想的孕育階段(1976-1983)。在這一階段中，提出了研究事物可拓性和處理矛盾問題這一研究方向，并于1983年發(fā)表了第一篇論文《可拓集合和不相容問題》。第二階段是理論與方法的研究階段(1983年至今)。在這一階段中，初步確立了可拓學(xué)理論的研究范圍、解決問題的技術(shù)手段和研究途徑，初步形成了解決問題的基本方法，并于1987年出版了第一本專著《物元分析》。上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法可拓學(xué)理論是研究事物95第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法第三個階段是應(yīng)用研究與普及推廣階段(現(xiàn)在)。在這一階段中，出版了大量有關(guān)可拓學(xué)理論的叢書，可拓學(xué)理論開始了在計算機(jī)、人工智能、檢測控制科學(xué)、信息科學(xué)、管理學(xué)、決策科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用研究。在中國較早進(jìn)行可拓學(xué)理論研究的主要有清華大學(xué)、華東理工大學(xué)、山東工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)和廣東工業(yè)大學(xué)等一些高等院校，并且已經(jīng)取得了一些研究成果。例如，華東理工大學(xué)王行愚提出了可拓控制的基本思想、結(jié)構(gòu)和原理;清華大學(xué)潘東、金以慧等提出了可拓控制器的構(gòu)成方法;浙江工業(yè)大學(xué)王萬良和吳剛提出了分層結(jié)構(gòu)自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng);浙江工業(yè)大學(xué)趙燕偉將可拓學(xué)應(yīng)用于產(chǎn)品的概念設(shè)計和個性化定制中;廣東工業(yè)大學(xué)的楊春燕則繼續(xù)就可拓學(xué)的推理等基礎(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行著更深入的研究。上一頁下一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法第三個階段是應(yīng)用研究96第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法在國外，如日本、美國及南美洲等地，對可拓學(xué)理論的研究極為關(guān)注，已經(jīng)開始了可拓學(xué)理論的應(yīng)用研究并建立了專門的研究所和全國性的學(xué)會。1985年以后，日本學(xué)者開始重視可拓學(xué)理論的研究，并多次派人來我國進(jìn)行學(xué)習(xí)和交流?？赏貙W(xué)理論是中國人自己創(chuàng)立的學(xué)科，是中華民族的驕傲，創(chuàng)始人蔡文被評為“本世紀(jì)最后25年最杰出的25位科學(xué)家”之一，他的第一本專著《物元分析》被評為“二十世紀(jì)科學(xué)名著”。經(jīng)過多年的發(fā)展，可拓學(xué)理論的國際影響不斷擴(kuò)大，得到了海內(nèi)外學(xué)者的高度評價。上一頁返回第一節(jié)常用的幾種傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法在國