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TRIZ (發明問題解決理論) 如何創造知識？

2013-01-30 13:22

TRIZ (發明問題解決理論)

Theory of the Solution of Inventive Problems

TRIZ意譯為發明問題的解決理論。TRIZ理論成功地揭示了創造發明的內在規律和原理，著力于澄清和強調系統中存在的矛盾，其目標是完全解決矛盾，獲得最終的理想解。它不是採取折衷或者妥協的做法，而且它是基於技術的發展演化規律研究整個設計與開發過程， 而不再是隨機的行為。實踐證明，運用TRIZ理論，可大大加快人們創造發明的進程而且能得到高質量的創新產品。

TRIZ創新理論簡介概述

TRIZ是俄文теории решения изобретательских задач 的英文音譯Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch的縮寫，其英文全稱是Theory of the Solution of Inventive Problems(發明問題解決理論)

TRIZ是基於知識的、面向人的發明問題解決系統化方法學。

「推創」(推動科技創新的發明)

TRIZ由一位俄國學者阿利赫舒列爾(G.S.Altshuller，又譯根裡奇·阿奇舒勒)及他的同事於1946年最先提出，最初是從二十萬份專利中取出符合要求的四萬份作為各種發明問題的最有效的解。他們從這些最有效的解中抽象出了TRIZ解決發明問題的基本方法，這些方法又可以普遍的適用於新出現的發明問題，協助人們獲得這些發明問題的最有效的解。現在，國際上已經對超過250萬項出色的專利進行過研究，並大大充實了TRIZ的理論和方法體系。

有的公司根據TRIZ和專利的資料庫，創造出計算機輔助創新系統，使發明創新的自動化初現曙光。但是，TRIZ更多的是一種思想或者方法，人們應該通過大量的習題來掌握它，計算機是無法完全取代人的作用的。

阿利赫舒列爾於1946年開始創立TRIZ理論，其中重要的理論之一是技術系統進化理論。該理論主要有八大進化法則，這些法則可以用來解決難題，預測技術系統，產生並加強創造性問題的解決工具。

這八大法則是：

1)技術系統的S曲線進化法則;

2)提高理想度法則;

3)子系統的不均衡進化法則;

4)動態性和可控性進化法則;

5)增加集成度再進行簡化的法則;

6)子系統協調性進化法則;

7)向微觀級和增加場應用的法則;

8)減少人工介入的進化法則。

阿利赫舒列爾和他的TRIZ研究機構50多年來提出了TRIZ系列的多種工具，如衝突矩陣、76標準解答、ARIZ、AFD、物質--場分析、ISQ、DE、8種演化類型、科學效應等，常用的有基於宏觀的矛盾矩陣法(衝突矩陣法)和基於微觀的物場變換法。事實上TRIZ針對輸入輸出的關係(效應)、衝突和技術進化都有比較完善的理論。

矛盾(衝突)普遍存在於各種產品的設計之中。按傳統設計中的折衷法，衝突並沒有徹底解決，而是在衝突雙方取得折衷方案，或稱降低衝突的程度。TRIZ理論認為，產品創新的標誌是解決或移走設計中的衝突，而產生新的有競爭力的解。設計人員在設計過程中不斷的發現並解決衝突是推動產品進化的動力。

技術衝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系統或子系統變壞。技術衝突常表現為一個系統中兩個子系統之間的衝突。

現實中的衝突是千差萬別的，如果不加以歸納則無法建立穩定的解決途徑。TRIZ理論歸納出39個通用工程參數描述衝突(目前最新的理論，已經將工程參數擴充到48個，並且提出了商用參數共31個)。實際應用中，首先要把組成衝突的雙方內部性能用該39個工程參數中的至少2個來表示，然後在衝突矩陣中找出解決衝突的發明原理。

TRIZ中的發明原理是由專門研究人員對不同領域的已有創新成果進行分析、總結，得到的具有普遍意義的經驗，這些經驗對指導各領域的創新都有重要參考價值。目前常用的發明原理有40條，實踐證明這些原理對於指導設計人員的發明創造具有重要的作用。當找到確定的發明原理以後，就可以根據這些發明原理來考慮具體的解決方案。應當注意儘可能將找到的原理都用到問題的解決中去，不要拒絕採用任何推薦的原理。假如所有可能的原理都不滿足要求，則應該對衝突重新定義並再次求解。

TRIZ的四種核心能力：

1.創造性教育 - 學習如何解決任何領域(技術、營銷、管理、安全等)內的創新問題

2.創新問題解決(IPS)> - 系統解決創新問題

3.預期故障測定(AFD) - 積極分析和消除現有或潛在系統故障

4.直接進化(DE) - 用I-TRIZ開發未來幾代系統，並控制系統進化

TRIZ理論主要體系 8大技術系統進化法則

促使我們知道技術系統是如何進化的，為技術創新指明方向。

2. IFR最終理想解

促使我們明確理想解所在的方向和位置，避免由於折中法缺乏目標所帶來的弊端。

3. 40個發明原理

指引發明的原理，使創造性思維得到擴張

4. 39個通用參數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，解法是由40個發明原理組成的

5. 物理矛盾和分離原理

促使我們發現物理矛盾的11條分離方法和4大分離原理。

6. 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或新技術系統問題相聯繫的功能模型。可以通過物-場分析法描述的問題一般稱為標準問題，可以採用76個標準解法進行求解。

7. 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。

8. ARIZ 發明問題解決算法

非標準問題主要應用ARIZ來進行解決。ARIZ的思路是將非標準問題通過各種方法進行變換，轉化為標準問題，然後應用76個標準解法來予以解決。

9. 科學原理知識庫

物理、化學、幾何等領域的科學原理可以有效幫助發明問題的解決，並為技術創新提供豐富的方案來源。

現代TRIZ的研究進展

目前，其結果主要集中在4個TRIZ模式上。

1、III(Ideation International Inc)模式 該公司主要核心研究力量是來自於前蘇聯Kishnev的TRIZ學校的專家# 他們認為, TRIZ的許多方法分支太多,也過於複雜,因此必須提供一些方法和過程作為分析這些問題方法的統一入口。 　　根據有害和有用影響的區分，手工繪出問題中各部分因果關係網絡圖，利用軟體工具對圖中每一個節點能夠自動列出問題的看法或者解決方法意見。每一個看法為使用者推薦了合適的傳統TRIZ工具。III模式還開發了「創新環境調查問卷」以及預期失效判定和演變指導。III模式的主要不足是得出的看法通常是節點的3~4倍，對於複雜問題有時會顯得非常冗長。

2、IMC(Inventive Machine Corp)模式 　　IMC公司是由前蘇聯人工智慧和TRIZ專家Tsourilov博士移民到美國後創建的。為了解決具有技術和物理矛盾的「困難」工程問題，IMC努力將解決矛盾的創新原則、分隔原則、效果庫等知識庫工具集成為軟體TechOptimizer。由於引入了相應的現代軟體開發和人工智慧技術，該軟體具有容易使用與界面友好的特點。該軟體分為2個集合，包括5個模塊。集合1：原則模塊、預測模塊、效果模塊;集合2：TechOptimizer模塊、特徵轉換模塊。原則模塊負責從知識庫給出類似的例子消除矛盾，效果模塊允許從專利資料庫獲取類似的物理、化學和地理成果，而預測模塊則是參照其演化趨勢資料庫中的22個演化趨勢和200多個分模式對問題得出未來的解決方法。集合2個模塊則負責對問題進行分析，使問題清晰化。

3、SIT/USIT模式 　　SIT(Systematic Inventive Thinking)模式原由移民到以色列的TRIZ專家Filkosky在1980年左右創立，目的是簡化TRIZ以便使其被更多人接受。1995年福特公司Sickafus博士將SIT模式進行結構化形成USIT(Unified Strctured Inventive Thinking)模式，該模式能幫助公司工程師短時間內(3天培訓期)接受和掌握TRIZ，為實際問題在概念產生階段快速地產生多種解決方法)，USIT將TRIZ設計過程分為3 個階段：問題定義、問題分析和概念產生，它將解決方法概念的產生簡化為只有4種技術(屬性維度化、對象複數化、功能分布法和功能變換法)，而不需要採用知識庫或計算機軟體。但USIT解決問題的好壞依賴於問題解決人員知識的廣度和深度。

4、RLI(Renaissanoe Leedership Instiute)模式 　　該模式是由RLI公司的分支機構Leonadnda Vinci研究院的一些專家開發的。RLI模式對TRIZ的貢獻主要體現在：(1)針對TRIZ的複雜性，開發了8個解決問題的算法;(2)針對物質場分析工具存在的缺陷，提出運用三元代替物質場的三元分析法(Triad Analysis),並將其結合到所開發的8個發明算法中。

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