TRIZ理論中資源分析的應用研究

TRIZ理論在分析和解決問題過程中，始終圍繞著三個關鍵概念，即矛盾、理想解和資源。阿奇舒勒認為任何技術的發展不是隨機的，而是遵循一定客觀規律向前進化的。理想解是技術進化的方向，不斷解決矛盾是技術向前進化的動力，而有效利用資源是解決矛盾的重要途徑。此文將系統闡述何為資源、資源如何分類、如何尋找與利用資源等。

一、資源分析概述

“資源”通常被認為是區域內擁有的物力、財力、人力等各種物質要素的總稱，分為自然資源和社會資源兩大類。自然資源如陽光、空氣、水、土地、森林、草原、動物、礦藏等，社會資源如人力資源、信息資源以及經過勞動創造的各種物質財富等。也可以說資源就是一切可被人類開發和利用的物質、能量和信息的總稱。但TRIZ理論中資源觀有別于人們已經形成的資源觀。

TRIZ理論中的資源是指系統及其環境中的各種要素，能反映諸多系統作用、功能、組分、組成間的聯系結構、信息、能量流、物質、形態、空間分布、功能的時間參數、效能及其他有關功能質量的個別參數[1]。可以說解決技術問題的實質是對資源的合理應用，使用技術系統資源是提高理想度最重要的手段之一，只有具備合理使用資源才能解決所有的技術問題。資源分析的實質就是從系統的高度研究分析資源，挖掘系統的派生資源，關注系統資源間的有機聯系，合理地組合、配置、優化資源結構，提升系統資源的應用價值或理想度。

一般情況下，解決問題所需要的資源是系統本身就有的，在系統中以方便使用的方式存在，稱之為現成資源。但很多時候系統中沒有直接可以利用的資源，而是需要某種轉化、加工等得到資源，這種資源稱之為派生資源。如要解決技術問題需要“冰”，但是在現有的技術系統中沒有冰，但是有水，那么可以通過制冷的方式得到冰，以實現在系統內解決問題。

二、資源的類型

TRIZ理論中按照資源的不同屬性將資源分為兩個緯度，六種類別。兩個緯度是指現成資源和派生資源。六種類別是將資源分為物質資源、能量資源、信息資源、空間資源、時間資源和功能資源。如果將資源進一步細化，可以分為現成物質資源、派生物質資源、現成能量資源、派生能量資源等。

1.物質資源

物質資源是指可以構成系統及其周圍環境的任何材料或系統產品。物質資源不僅包括有形的物質，還包括無形的物質，如空氣等。工廠化菌菇培養過程中，需要將菌種接種到菌包中，在適宜的溫度、濕度、光照等環境下逐漸成長，最終成為人們可食用的產品。但在菌包接種的過程中，由于接種室無法達到徹底無菌的狀態，菌種被感染，導致菌包中其他雜菌生長，接種率下降，菌包浪費嚴重。在此例中，物質資源包括接種設備、菌包、菌種、自然空氣、消毒空氣、雜菌等。需要注意的是：一是可以對接種設備進一步的細化，如接種噴槍、傳送帶、輸送菌種管等，細分后更有利于尋找資源。二是在系統中對主要功能產生有害作用的是雜菌，雜菌也是物質資源，在尋找物質資源時不以產生作用的好壞來評判。

圖1 菌種接種過程

2.能量資源

能量資源是指系統及其周圍中存在或能產生的場或能量流。通常的能量資源有電能、風能、磁能、動能等。在菌菇接種過程中，能量資源有菌種在運輸管道中的動能、設備運轉的電能、空氣的流動動能等等。

3.信息資源

信息資源是指系統中存在或能產生的信息，也就是系統和脫離系統的物質而獲取的系統信息。可以通過信息判斷系統的狀態，通常系統內的各項參數的變化，如濃度、速度、壓力、面積、長度、高度等都是信息資源。在菌菇接種的案例中信息資源有菌種的壓力、菌種的流動速度、空氣中雜菌的含量、空氣的流動速度、空氣凈化器的速度、菌種在菌包中的生長速度等。

4.空間資源

空間資源是指系統及其超系統存在的未被占用的空間位置、次序等。空間資源通常表現在系統及超系統中存在的某些“孔”狀空間、物體的表面、物體的空腔、系統中沒有被利用的空間等。在菌菇接種的案例中，空間資源有運輸菌種的管道、菌包內上方未盛放物質的空間、噴槍與菌包上方的空間、傳送帶上方的空間、接種室的空間、空氣凈化器的內部空間等。

5.時間資源

時間資源是指在系統工作之前、工作之后、兩個循環之間的時間間隔以及之前未被使用的時間。在菌菇接種的案例中，時間資源包括菌種從噴槍噴出后到接觸菌包的時間、傳送帶運輸菌包的時間間隔、菌種在菌包中生長的時間、空氣凈化器工作的時間等等。

6.功能資源

功能資源是指利用系統內各子系統已執行的功能，對功能進一步挖掘，使現有子系統執行主要功能的同時，能夠執行更多的功能。如某些產品的組成由殼體、芯體等組成，為了減少成本，可以進一步挖掘資源，使芯體在執行原有功能的同時執行殼體的功能，或者使殼體在執行原有功能的公式執行芯體的功能，使子系統的功能資源達到最大化、最有效的利用。

三、資源的尋找與利用

1.資源的尋找

TRIZ理論中尋找資源的工具主要有九屏幕圖、技術矛盾、功能分析、物場分析等。九屏幕圖是系統思維的一種方法，是尋找資源的一種非常好的工具，它按照時間和系統層次兩個維度進行分析，可以考慮系統內的資源、超系統的資源、系統的過去及系統未來的資源等。通過九屏幕圖的分析，能夠將之前忽略的很多資源得以發現和找到。

技術矛盾也是尋找資源的工具，通常在定義技術矛盾時，會確定矛盾的時間和區域，通過矛盾區域的確定，可以首先考慮在操作區域內尋找各類資源，這樣更為有效、方便地得到解決問題的資源。

功能分析可以使工程師進一步分清系統層級，梳理清楚組件之間的關系、分析清楚組件執行何種功能、歸類執行相同功能的組件，尤其是出現有害作用的功能和有用功能不足的組件。通過功能分析，能夠清晰地認識系統的運行狀態與執行的功能，確定需要執行何種功能的資源來解決問題，并在已有的系統內或超系統中尋找。

物場分析可以使工程師系統內存在問題的物質—場關系，為尋找物理資源和能量資源找到了突破口。

2.資源的整合與組合

發現和尋找到資源后，一些資源可能達不到解決問題的要求，或者是解決問題的效果不好，可以嘗試對各類資源進行組合。資源的組合就是對不同來源、不同層次、不同結構、不同內容的資源進行識別與選擇、汲取與配置、激活并有機融合，使其具有較強的系統性、適應性、條理性和應用性，并創造出新資源的一個復雜的動態過程。

在資源的組合過程中，堅持以下兩個原則：一是根據因果邏輯關系鏈找出主要問題及解決問題所需資源，目的就是把資源同問題聯系起來。二是從多維問題中，找出成對的因素，確定關鍵點，通過多因素綜合思考，探索解決問題的資源，目的是把同解決問題相關的資源組合起來[2]。以物質資源與其他類別資源的組合為例，介紹如何進行資源組合。

物質資源與空間資源的組合

●注重物質相態的組合（固、液、氣、真空、等離子，如對冰、水、蒸汽之間的轉化組合）。

●多孔材料（固體泡沫材料）、泡沫（氣泡）、粉末、混合物、膠質等。

物質資源與時間資源的組合。

●頻率的增加、減少、恒定、梯度。

●間隔的利用。

●同時進行（拆分工作同時做）。

●提前進行、事后進行。

●利用超系統、子系統的時間與物質等。

物質資源與能量資源的組合

●廢棄物質與能量的組合。

●廢棄能量或浪費能量與物質的組合。

3.資源的利用與原則

尋找到資源并根據解決問題的需要將資源組合后，需要對資源進行利用。如何利用各類資源，TRIZ理論也給予了提示和要求，下面將從幾個方面說明利用資源的原則，具體流程見圖2[1]。

資源種類利用原則

●物質資源：盡可能利用系統中已有的物質資源解決系統中的問題。

●空間資源：最大限度利用閑置空間;利用物體的反面;利用多孔材料（固、液、氣）;利用微觀空間結構;利用同時間的組合（同一空間，不同時間）。

●信息資源：盡可能地提高系統感知信息的能力，并將這些信息通過某種手段表達和反饋出來。

●能量資源：減少能量損失、縮短能量的流動路徑、提高能量的流動速度、減少能量的滯留時間、將有害能量流變為有益能量流、替換更高層級的能量，如M-T-Ch-E-M（-B-L）。

●時間資源：盡可能地使工作過程連續，并逐步消除停頓和空閑行程。

●功能資源：盡可能地使子系統的功能資源執行更多的相同或不同的功能，提升子系統的多用性。

資源的準備程度

從資源的準備程度來說，首先選擇使用現成資源，如果現成資源不能夠滿足解決問題的要求，考慮使用派生資源。派生資源在使用時需要注意轉化成本是否過高、轉化后是否引起其他不良后果的發生等。

資源的位置

從資源在系統以及超系統所處的區域來說，在尋找和利用資源時，按照以下路徑來操作，即操作區域→系統→超系統→超超系統。通常系統內資源的利用成本、可得性等與超系統相比存在諸多優勢，同時，超系統資源的利用很多時候需要對資源進行轉化，轉化的成本和時間是否為工程師所接受是需要考慮的問題。因此在利用資源時，盡可能地使用系統內資源。首先，在操作區域內尋找和利用，利用技術矛盾可在矛盾區域找相關的資源。其次，如果在操作區域沒有找到相關資源，那么在系統內、操作區域之外尋找和利用資源。再次，如果在系統內沒有找到相關資源，那么可以在超系統、超超系統中尋找和利用。

資源的屬性

從資源的數量上來說，選擇的優先順序是無限的>足夠的>不夠的。無限的資源能夠為解決問題提供數量上的保證，如空氣、光線等。從資源的質量上來說，選擇的優先順序是有害的>中性的>有益的。TRIZ理論解決問題的思路是利用最小的改變、最低的成本、最便捷的方式、最少的利用資源來解決問題。因此在選擇資源時，優先選擇有害的資源，也就是說如果將系統內有害的資源變為有益的資源的同時能夠解決問題是最好的選擇。從資源的價值上來說，選擇的優先順序是免費的>廉價的>昂貴的。只有低成本的資源才能夠在各項指標中滿足解決問題的需要。

四、結論與展望

資源分析是TRIZ理論中解決問題的重要工具，資源分析是否全面、準確、系統，在很大程度上決定問題是否能夠解決。隨著技術的不斷進步，現成資源將逐漸不能滿足解決問題的需要，挖掘派生資源將是獲得解決問題的關鍵。

責編/劉紅偉

參考文獻

[1]曹福全. 創新思維與方法概論[M]. 哈爾濱：黑龍江高等教育出版社.2009.

[2]創新方法研究會.創新方法教程（初級）[M].北京：高等教育出版社.2012.

基金項目：國家創新方法工作專項（2013IM021600）

作者簡介：韓博，男，寧夏同心人，碩士，助理研究員，國際TRIZ協會三級，主要研究方向：科技政策與管理、技術經濟和創新方法。