TRIZ理論及其解決問題的方法研究

江婭楠　賈仁甫

摘要：隨著TRIZ理論在我國深入推廣和應用，其發展受到了學術界和政府的高度重視，為了更全面、詳細地了解TRIZ理論，文章論述TRIZ理論發展及其理論體系，并對其解決問題的方法進行研究，為今后TRIZ理論在各領域應用提供啟發和參考。

關鍵詞：TRIZ理論；解決方法；多屏幕法；STC算子法；RTC算子法；金魚法 文獻標識碼：A

中圖分類號：G304 文章編號：1009-2374（2017）01-0068-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.01.034

1 概述

創新是發展的動力，是世界發展的潮流。創新在國家的發展中起著非常重要的作用。傳統創新方法易于掌握、易于傳播、易于普及，能產生一些創新設想，但命中率低，速度慢，難以解決復雜的技術問題。創新能力都來自于人的潛能，并可以通過學習和訓練來激發和提升。創新是有規律可循的，這些規律潛藏于解決各種工程技術問題的過程中，通過長期實踐中的觀察、總結，可以發現這些規律。在這些理論方法中，TRIZ理論體現出其獨有的優勢，TRIZ的作用在各種實踐中發揮得越來越明顯。TRIZ可以幫助我們進行系統創新，深入了解問題并獲得解決方案，簡化系統以及克服心理慣性。

2 TRIZ的發展

TRIZ即發明問題解決理論，它是一套技術創新理論和方法，是一套解決各類工程技術問題的工具。它的核心在于提供一種有規律可循的非?？陀^的創新方法。它系統總結了人類以往在發明和創新方面的想法，從中提煉出一系列有效的法則，用以指導人們系統、高效地解決未來的問題。TRIZ創新方法源于前蘇聯，由一位偉大的工程師兼發明家阿奇舒勒和他的同事們創立的，他們分析歸納總結全世界250多萬份高水平專利成果后，在1946年總結出一套理論。根據創新程度的不同，將這些專利技術解決方法分為5個“創新等級”。

TRIZ自創立以來，經歷了三個發展階段：第一個階段為創立階段。這個時期主要創新和完善了TRIZ體系，并在蘇聯少量應用。但因為蘇聯封鎖這個理論，外界很少有人知道。這個時期形成的主要理論有40個發明原理、發明問題解決算法（ARIZ）、最終理想解、科學效應庫、物-場模型、標準解和進化法則等；第二個階段為傳播階段。蘇聯解體后，大量的科學家移民到了美國、歐洲、亞洲，創辦了一系列的公司，開發基于TRIZ理論的軟件系統，并為一些公司提供咨詢服務。這時，其他國家的工程師們才開始了解這個理論。少量公司在這個時候開始引入TRIZ理論，如1995年開始的寶潔公司和1998年開始的三星公司；第三個階段為應用階段。從2005年開始更多世界知名大公司開始引入TRIZ理論，并開始在內部推廣，如通用電氣公司、西門子公司、飛利浦公司、因特爾公司等。中國的企業，特別是一些國有大型企業也開始利用TRIZ來培訓員工，解決難題。

經過幾十年的發展，TRIZ已進入成熟期，TRIZ理論已經被全世界接受、應用。西方發歐國家在TRIZ領域的理論、技術和應用研究都處于世界領先水平。我國引入TRIZ理論比較晚，但最近幾年其理論受到了學術界的重視和政府的高度關注，現正被越來越深入地推廣和應用。

3 TRIZ理論思維方法

TRIZ理論創新思維方法有多屏幕法、STC算子法、RTC算子法、金魚法、小矮人法等。

多屏幕法從兩個維度進行發散思維：（1）從構成層面發散，考慮了當前系統、超系統及其子系統；（2）從時間層面發散，將其分為過去、現在和將來三種狀態。即按時間與構成兩種不同的維度對現有問題的技術系統進行全面思考與分析，從而找到解決的思路。

STC算子法即尺寸Size-時間Time-成本Cost分析法，它從三個不同維度對技術系統進行從零到無窮大的發散思維。RTC算子法即將STC中的尺寸換成資源（Resource）。

金魚法求解問題，首先將問題分解成現實部分和不現實部分，利用系統資源，找出可以將幻想變成現實的條件。它是一個反復迭代分解的過程。它的反復迭代區分現實和幻想兩部分，并集中求解幻想部分的問題，其中幻想部分方案求解可以結合多屏幕法獲得可利用資源。金魚法還有一個思路是針對問題產生的思路，將這些思路區分為現實方案和不現實方案，而后集中對不現實方案進行求解，從而獲得解決方案。

小矮人法是將系統功能、部件用不同的小矮人來替代，通過對小矮人群的重組、位置改變等實現創新的解決方案。

TRIZ中技術系統的理想化水平與有用功能之和成正比，與有害功能之和成反比。理想度可以對創新思維方案、技術系統解決方案進行評價，最后選擇理想度高的方案進行實施。要提高創新思維方案和技術系統解決方案的理想度可以增加有用功能或減少有害功能，也可對方案各個層面進行各層次分析，進而獲得理想解。

4 TRIZ解決問題的方法

TRIZ理論具有很強的實踐性，可廣泛地應用于各個領域，它可以擴展人的創新性思維，從而尋求解決問題的辦法，為不同行業的技術創新問題提供啟發和參考建議。用TRIZ解決問題，首先要把問題轉換為問題的模型，然后從TRIZ解決問題的工具中找到解決問題的模型。TRIZ理論在解決技術問題時主要用技術進化工具、矛盾矩陣工具、物-場分析工具和科學效應庫工具。

4.1 技術進化工具

技術進化工具是TRIZ理論核心內容之一，它表明技術處于進化過程中并且有規律可循，可預測。技術進化規律包括S曲線和八大進化法則。其中八大進化法則包括完備性法則、能量傳遞法則、協調性法則、提高理想度法則、動態性進化法則、子系統不均衡進化法則、向微觀級進化法則、向超系統躍遷法則。S曲線：技術系統進化過程分為嬰兒期、成長期、成熟期、衰退期，提高理想度法則貫穿技術系統的全生命周期。對于待解決技術系統，根據S形進化曲線原理分析技術系統所處階段，而后依次用八大進化法則，最后獲得建議方案，并結合實際技術系統，建立解決方案。技術進化工具應用過程體現了技術系統由量變到質變，技術進化工具有時只需根據實際情況應用一個或者幾個即可建立解決方案。

4.2 矛盾矩陣工具

TRIZ研究的沖突是技術沖突和物理沖突。技術沖突是指一個系統在某方面得到改善的同時，另一方面被削弱。運用矛盾矩陣中的標準參數找到對應的發明原理可以解決技術沖突。物理沖突是因為追求對立的結果而引發的。對此，物理矛盾一般是通過分離的方法，獲得兩個相反的解決方案。分離的方法很多，有空間分離、時間分離、系統級別分離、條件分離、范圍分離等。

TRIZ有助于我們思考方案，尋找和創建能夠滿足既定需要的系統。在這過程中，我們遇到的一切物理矛盾都可以從40個發明原理中找到答案。發明原理構成了一個簡單的清單，從中可以得到基于不同情形和時間的解決方案，幫助我們創建所需要的系統。

4.3 物場分析

阿奇舒勒創建了一套精準的體系歸納系統中存在的問題，并提出相應的解決方案稱為物場分析。物場分析原理認為，功能都由兩種物質和一種場這三元素組成。它用三角形模式來解讀每個問題的功能，在此模型中下面兩個元素代表兩種物質，用S表示；上面一個元素表示場，用F表示。場表示物質之間相互作用。復雜的系統經過分解，可運用多個組合三角形模型表示。

一種物質作用于另一種物質便可以提供某種功能。功能可能有利，也可能有害；可能是完美的，也可能有不足之處。物場模型聚焦于功能分析，把功能做正確，在解決問題時提升系統理想度。通過三角形功能建模，能以圖示的方式表明功能形成過程中存在的問題。

4.4 科學效應庫工具

效應指應用本領域，特別是其他領域的有關定律，解決設計中的問題。效應是特定條件下，在技術系統中實施自然規律的結果，是場與物質之間的互動結果。效應也能看作是一種功能，它是物質、場或兩種的組合，將輸入作用轉變為所需的輸出作用。通過選擇不同的效應、物質參數，可以控制效應的轉換效果。

科學效應庫是將物理效應、化學效應、生物效應和幾何效應等集合起來組成一個知識庫。利用科學效應庫有利于突破設計人員只是對其專業知識熟悉的局限性，發散思維從其他領域找問題的解。科學效應庫解決問題的流程為：第一，分析待解決的問題，確定解決此問題能實現的功能；第二，根據功能確定與此功能相對應的代碼；第三，確定與功能代碼相應的科學效應和現象；第四，查找優選出來的每個科學效應和現象的詳細解釋，并應用于此問題的求解，形成解決方案。

4.5 ARIZ算法

ARIZ是一個分步解決問題的過程，每個步驟都有相適應的工具。ARIZ由五個步驟構成，分別是：定義問題；揭示系統矛盾；分析系統矛盾并形成“最小問題”；獵取資源；發展概念性解決方案。從流程上看ARIZ的工作內容主要表現在了解問題和尋找資源方面，只是到了最后一步才轉到問題的解決方案上來。但在實踐中，使用者隨時都可以發現解決問題的想法，尤其在了解問題階段，這些想法可以用來解決問題。

ARIZ適用于解決比較復雜的問題，它能夠幫助我們一步一步找到解決方案。這種方法涵蓋問題的面很廣，步驟多，比較有效，但是過程較長，不是一種快速解決問題的方法。ARIZ的作用主要體現在了解問題的性質，并找到最好的資源，解決遇到的問題。ARIZ是TRIZ解決問題的主導程序，是一種非常強大和精準的方法，能指引人們有序地工作，找到最佳的解決問題的方法。

5 結語

本文介紹了TRIZ理論發展及其理論體系，并對其解決問題的方法進行研究，為后續TRIZ理論在各領域的應用提供了參考。遇到問題時，可以用TRIZ理論去尋找具體的解決方案，TRIZ能使我們在遇到復雜問題時保持清晰的思路。隨著遇到的問題越來越多，TRIZ理論方法也在不斷完善與發展，它需要不斷與新技術、新理論進行結合才能夠適應現代的需求。隨著研究的深入，TRIZ還可應用于經濟管理等非技術領域。

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作者簡介：江婭楠（1994-），女，江蘇揚州人，揚州大學建筑科學與工程學院建筑與土木工程碩士，研究方向：工程管理。

（責任編輯：蔣建華）