第七章TRIZ理論與方法

TRIZ理論與方法什么是TRIZTRIZ的主要內(nèi)容TRIZ的不足和發(fā)展什么是TRIZTRIZ的含義是發(fā)明問題解決理論，其拼寫是由“發(fā)明問題的解決理論”（TheoryofInventiveProblemSolving）俄語(yǔ)含義的單詞首字母（TeoriyaResheniyaIzobretatelskikhZadatch）組成，在歐美國(guó)家也可縮寫為TIPS。TRIZ理論是由前蘇聯(lián)發(fā)明家阿奇舒勒(G.S.Altshuller)在1946年創(chuàng)立的。Altshuller發(fā)現(xiàn)任何領(lǐng)域的產(chǎn)品改進(jìn)、技術(shù)的變革、創(chuàng)新和生物系統(tǒng)一樣，都存在產(chǎn)生、生長(zhǎng)、成熟、衰老、滅亡，是有規(guī)律可循的。在他的領(lǐng)導(dǎo)下，TRIZ的研究團(tuán)體，分析了世界近250萬(wàn)份高水平的發(fā)明專利，總結(jié)出各種技術(shù)發(fā)展進(jìn)化遵循的規(guī)律模式，建立一個(gè)由解決技術(shù)，實(shí)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(xué)科領(lǐng)域的原理和法則，建立起TRIZ理論體系。TRIZ的主要內(nèi)容TRIZ理論核心思想和基本特征無(wú)論是一個(gè)簡(jiǎn)單產(chǎn)品還是復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，其核心技術(shù)的發(fā)展都是遵循著客觀的規(guī)律發(fā)展演變的，即具有客觀的進(jìn)化規(guī)律和模式。各種技術(shù)難題、沖突和矛盾的不斷解決是推動(dòng)這種進(jìn)化過(guò)程的動(dòng)力。技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展的理想狀態(tài)是用盡量少的資源實(shí)現(xiàn)盡量多的功能。TRIZ九大經(jīng)典理論體系TRIZ的技術(shù)系統(tǒng)八大進(jìn)化法則最終理想解(IFR)40個(gè)發(fā)明原理39個(gè)工程參數(shù)及阿奇舒勒矛盾矩陣物理矛盾和四大分離原理6.物-場(chǎng)模型分析發(fā)明問題的標(biāo)準(zhǔn)解法發(fā)明問題解決算法(ARIZ)科學(xué)效應(yīng)和現(xiàn)象知識(shí)庫(kù)TRIZ的技術(shù)系統(tǒng)八大進(jìn)化法則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、增加集成度再進(jìn)行簡(jiǎn)化法則；6、子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性進(jìn)化法則；7、向微觀級(jí)和場(chǎng)的應(yīng)用進(jìn)化法則；8、減少人工進(jìn)入的進(jìn)化法則。技術(shù)系統(tǒng)的這八大進(jìn)化法則可以應(yīng)用于產(chǎn)生市場(chǎng)需求、定性技術(shù)預(yù)測(cè)、產(chǎn)生新技術(shù)、專利布局和選擇企業(yè)戰(zhàn)略制定的時(shí)機(jī)等。它可以用來(lái)解決難題，預(yù)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)，產(chǎn)生并加強(qiáng)創(chuàng)造性問題的解決工具。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(guò)理想化來(lái)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(guò)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)新涉及方法中缺乏目標(biāo)的弊端，提升了創(chuàng)新設(shè)計(jì)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(gè)特點(diǎn)：1、保持了原系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)；2、消除了原系統(tǒng)的不足；3、沒有使系統(tǒng)變得更復(fù)雜；4、沒有引入新的缺陷等。40個(gè)發(fā)明原理TRIZ中最重要的、具有普遍用途的40個(gè)發(fā)明原理1、分割；2、抽?。?、局部質(zhì)量；4、非對(duì)稱；5、合并；6、普遍性；7、嵌套；8、配重；9、預(yù)先反作用；10、預(yù)先作用；11、預(yù)先應(yīng)急措施；12、等勢(shì)原則；13、逆向思維；14、曲面化；15、動(dòng)態(tài)化；16、不足或超額行動(dòng)；17、一維變多維；18、機(jī)械振動(dòng)；19、周期性動(dòng)作；20、有效作用的連續(xù)性；21、緊急行動(dòng)；22、變害為利；23、反饋；24、中介物；25、自服務(wù)；26、復(fù)制；27、一次性用品；28、機(jī)械系統(tǒng)的替代；29、氣體與液壓結(jié)構(gòu)；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(xué)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(fù)合材料等。39個(gè)工程參數(shù)及阿奇舒勒矛盾矩陣僅有39項(xiàng)工程參數(shù)在彼此相對(duì)改善和惡化，而所有發(fā)明都是在不同的領(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。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。矩陣的橫軸表示希望得到改善的參數(shù)，縱軸表示某技術(shù)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(lái)解決系統(tǒng)矛盾時(shí)所使用創(chuàng)新原理的編號(hào)。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(lái)解決問題。40個(gè)發(fā)明原理TRIZ中最重要的、具有普遍用途的40個(gè)發(fā)明原理1、分割；2、抽??；3、局部質(zhì)量；4、非對(duì)稱；5、合并；6、普遍性；7、嵌套；8、配重；9、預(yù)先反作用；10、預(yù)先作用；11、預(yù)先應(yīng)急措施；12、等勢(shì)原則；13、逆向思維；14、曲面化；15、動(dòng)態(tài)化；16、不足或超額行動(dòng)；17、一維變多維；18、機(jī)械振動(dòng)；19、周期性動(dòng)作；20、有效作用的連續(xù)性；21、緊急行動(dòng)；22、變害為利；23、反饋；24、中介物；25、自服務(wù)；26、復(fù)制；27、一次性用品；28、機(jī)械系統(tǒng)的替代；29、氣體與液壓結(jié)構(gòu)；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(xué)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(fù)合材料等。物理矛盾和四大分離原理當(dāng)一個(gè)技術(shù)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(shuō)，要求系統(tǒng)的某個(gè)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(duì)于技術(shù)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(guān)鍵子系統(tǒng)，系統(tǒng)或關(guān)鍵子系統(tǒng)應(yīng)該具有為滿足某個(gè)需求的參數(shù)特性，但另一個(gè)需求要求系統(tǒng)或關(guān)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(duì)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(shí)間分離、基于條件的分離和系統(tǒng)級(jí)別分離等。物-場(chǎng)模型分析所有的功能都可分解為2種物質(zhì)和1種場(chǎng)(即二元素組成)。功能定義為兩個(gè)物質(zhì)（元素）與作用于它們中的場(chǎng)（能量）之間的交互作用，也即是物質(zhì)S2通過(guò)能量F作用于物質(zhì)S1，產(chǎn)生的輸出（功能）。物-場(chǎng)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(shù)系統(tǒng)問題相聯(lián)系的功能模型。物-場(chǎng)模型分析TRIZ理論中，功能有3條定律：（1）所有的功能都可以最終分解為3個(gè)基本元素（S1，S2，F(xiàn)）；（2）一個(gè)存在的功能必定由3個(gè)基本元素構(gòu)成；（3）將3個(gè)相互作用的基本元素有機(jī)組合將形成一個(gè)功能。在功能的3個(gè)基本元素中S1，S2是具體的，即是“物”；F是抽象的，即是“場(chǎng)”。這就構(gòu)成了物－場(chǎng)模型。S1，S2可以是材料、工具、零件、人、環(huán)境等；F可以是機(jī)械場(chǎng)（Me）、熱場(chǎng)（Th）、化學(xué)場(chǎng)（Ch）、電場(chǎng)（E）、磁場(chǎng)（M）、重力場(chǎng)（G）等。發(fā)明問題的標(biāo)準(zhǔn)解法僅有39項(xiàng)工程參數(shù)在彼此相對(duì)改善和惡化，而所有發(fā)明都是在不同的領(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。標(biāo)準(zhǔn)解法阿奇舒勒于1985年創(chuàng)立的，共有76個(gè)，分成5級(jí)，各級(jí)中解法的先后順序也反映了技術(shù)系統(tǒng)必然的進(jìn)化過(guò)程和進(jìn)化方向，標(biāo)準(zhǔn)解法可以將標(biāo)準(zhǔn)問題在一兩步中快速進(jìn)行解決，標(biāo)準(zhǔn)解法是阿奇舒勒后期進(jìn)行TRIZ理論研究的最重要的課題，同時(shí)也是TRIZ高級(jí)理論的精華。標(biāo)準(zhǔn)解法也是解決非標(biāo)準(zhǔn)問題的基礎(chǔ)，非標(biāo)準(zhǔn)問題主要應(yīng)用ARIZ來(lái)進(jìn)行解決，而ARIZ的主要思路是將非標(biāo)準(zhǔn)問題通過(guò)各種方法進(jìn)行變化，轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)問題，然后應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)解法來(lái)獲得解決方案。39個(gè)工程參數(shù)及阿奇舒勒矛盾矩陣僅有39項(xiàng)工程參數(shù)在彼此相對(duì)改善和惡化，而所有發(fā)明都是在不同的領(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。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。矩陣的橫軸表示希望得到改善的參數(shù)，縱軸表示某技術(shù)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(lái)解決系統(tǒng)矛盾時(shí)所使用創(chuàng)新原理的編號(hào)。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(lái)解決問題。發(fā)明問題解決算法(ARIZ)ARIZ是發(fā)明問題解決過(guò)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)化法則的一套完整問題解決的程序，是針對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)問題而提出的一套解決算法。ARIZ的理論基礎(chǔ)由以下3條原則構(gòu)成：1、ARIZ是通過(guò)確定和解決引起問題的技術(shù)矛盾；

2、問題解決者一旦采用了ARIZ來(lái)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(shí)基礎(chǔ)的支持。ARIZ最初由阿奇舒勒于1977年提出，隨后經(jīng)過(guò)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(dòng)用物－場(chǎng)資源；5、應(yīng)用知識(shí)庫(kù)；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(guò)程等等?？茖W(xué)效應(yīng)和現(xiàn)象知識(shí)庫(kù)知識(shí)庫(kù)包括解決發(fā)明問題時(shí)會(huì)經(jīng)常遇到需要實(shí)現(xiàn)的30種功能，這些功能的實(shí)現(xiàn)經(jīng)常要用到100個(gè)科學(xué)效應(yīng)和現(xiàn)象。應(yīng)用科學(xué)效應(yīng)和現(xiàn)象應(yīng)遵循5個(gè)步驟：1、根據(jù)要解決的問題，確定解決此問題所要實(shí)現(xiàn)的功能；2、根據(jù)《功能代碼表》，確定此功能相對(duì)應(yīng)的代碼；3、從《科學(xué)效應(yīng)和現(xiàn)象清單》查找此功能代碼下所推薦的科學(xué)效應(yīng)和現(xiàn)象，獲得科學(xué)效應(yīng)和現(xiàn)象的名稱；4、篩選所推薦的每個(gè)科學(xué)效應(yīng)和現(xiàn)象，優(yōu)選適合解決本問題的科學(xué)效應(yīng)和現(xiàn)象；5、查找優(yōu)選出來(lái)的每個(gè)科學(xué)效應(yīng)和現(xiàn)象的詳細(xì)解釋，并應(yīng)用于問題的解決，形成解決方案TRIZ的不足和發(fā)展1.仍依賴個(gè)人能力與經(jīng)驗(yàn)TRIZ理論認(rèn)為，一個(gè)成功的設(shè)計(jì)可由如下公式描述：S=Pc×Pkn×(