TRIZ創新理論概述

摘 要： TRIZ作為一種先進的科技創新理論在工程技術、自然科學、管理科學等各個領域正發揮著重要的作用。本文簡要介紹了TRIZ理論的起源和基本內容，并對其應用前景進行了展望。

關鍵詞： 科技創新方法；基本概況；應用前景

一、TRIZ理論的起源

TRIZ意為解決發明創造問題的理論，是由前蘇聯發明家阿奇舒勒首先提出。1946年，阿奇舒勒開始了發明問題解決理論的研究工作。當時阿奇舒勒在前蘇聯里海海軍的專利局工作，在處理世界各國著名的發明專利的過程中，阿奇舒勒總是考慮這樣一個問題：當人們進行發明創造、解決技術難題時，是否有可以遵循的科學方法和法則，從而能迅速地實現新的發明創造或解決技術難題呢？答案是肯定的。他發現任何領域的產品改進、技術創新和生物系統一樣，都存在產生、生長、成熟、衰老和滅亡的過程，是有規律可循的。人們如果掌握了這些規律，就能主動地進行產品設計并能預測產品未來的發展趨勢。1948年，阿奇舒勒給斯大林寫了一封信，批評當時的蘇聯缺乏創新精神，發明創造處于無知和混亂的狀態。結果這封信使他鋃鐺入獄，并被押解到西伯利亞的集中營。而集中營卻成為TRIZ理論的第一所研究機構，在那里他整理了TRIZ基礎理論，為日后TRIZ理論的發展奠定了基礎。斯大林去世一年半后，阿奇舒勒獲釋。隨后，他根據自己的研究成果，于1961年出版了有關TRIZ理論的著作《怎樣學會發明創造》。在阿奇舒勒的領導下，由蘇聯的研究機構、大學和企業組成的TRIZ研究團體構建了最初的TRIZ理論體系。

二、TRIZ理論的基本內容

1、八大進化法則

阿奇舒勒的技術系統進化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，產生并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）增強集成度再進行簡化的法則（6）子系統協調性計劃法則（7）向微觀級和增強場應用的進化法則（8）減少人工介入的進化法則。

2、最終理想解

在應用TRIZ理論解決問題之初，首先拋開各種客觀限制條件，通過理想化來定義問題的最終理想解，以明確理想解所在的方向和位置，保證在解決問題的過程中沿著此目標前進并獲得最終理想解，從而避免了傳統創新設計方法中缺乏目標的弊端，提高了創新設計的效率。

3、40個發明原理

40個發明原理用于指導TRIZ使用者找出用于創新的解決方案。每一種解決方案都是一個建議，應用該建議可以使系統產生特定的變化以消除技術沖突。

4、39個工程參數和矛盾矩陣

在對大量專利的研究中，阿奇舒勒發現，僅有39個工程參數在彼此相對改善和惡化，而這些專利都是在不同的領域上解決這些工程參數的沖突與矛盾。這些矛盾不斷地出現，又不斷地被解決。由此他總結出了解決沖突和矛盾的40個創新原理。之后，將這些沖突與沖突解決原理組成一個由39個改善參數與39個惡化參數構成的矩陣。這就是，著名的技術矛盾矩陣。阿奇舒勒矛盾矩陣為問題解決者提供了一個可以根據系統中產生矛盾的兩個工程參數，從矩陣表中直接查找化解該矛盾的發明原理來解決問題的方法。

5、物理沖突的分離原理

物理沖突的解決方法一直是TRIZ理論研究的重要內容，現代TRIZ理論在總結物理沖突各種解決方法的基礎上，提出了采用分離原理解決物理沖突的設計思想，其核心思想是實現矛盾雙方的分離。分離原理可以分為四種類型，即空間分離原理、時間分離原理、條件分離原理以及整體與部分的分離。

6、物場模型分析和標準解法

物場模型是TRIZ理論中一種重要的問題描述和分析工具，用來建立與現存技術系統問題相聯系的功能模型。在解決問題過程中，可以根據物場模型所描述的問題，來查找相對應的一般解法和標準解法。

7、發明問題解決算法（ARIZ）

ARIZ是俄文“發明問題解決算法”的縮寫，是發明問題解決過程中應遵循的理論方法和步驟。ARIZ是基于技術系統進化法則的一套完整的問題解決程序，集成了TRIZ理論中大多數觀點和工具。對于某些復雜問題，由于定義沖突或建立物場模型較為困難，因而不能直接應用沖突矩陣或物場分析求解。在這種情況下，可以考慮使用ARIZ來解決問題。ARIZ采用一套邏輯過程逐步將初始問題程序化，其目標是建立相應的物理沖突或技術沖突，并解決這些沖突。該算法主要針對問題情況復雜、沖突及其相關部件不明確的技術系統。它通過對初始問題進行一系列變形、再定義等非計算性的邏輯過程，實現對問題的逐步深入分析和轉化，而最終解決問題。

8、科學效應和現象知識庫

物理、化學、數學、幾何、生物等領域的科學原理，尤其是科學效應的應用，對發明問題的解決具有強有力的幫助。為了幫助工程師利用科學原理和效應來解決工程技術問題，阿奇舒勒和其他TRIZ理論的研究者共同開發了一個科學效應數據庫，將那些在工程技術領域中常用到的功能和特性，與人類已經發現的科學原理和效應所能提供的功能和特性對應起來，方便使用者檢索。

三、TRIZ理論的應用和發展前景

經過多年的發展和實踐的檢驗，TRIZ創新原理已經廣泛應用于工程技術領域，在新產品的開發中發揮重要作用。Rockwell Automotive公司曾針對某型號汽車的剎車系統應用TRIZ理論進行了創新設計。通過TRIZ理論的應用，剎車系統發生了重要的變化，系統由原來的12個零件縮減為4個，成本減少一半。福特汽車公司在解決推力軸承在大負載下出現偏移的問題時，通過TRIZ理論的應用，產生了28個解決方案，很好地解決了這個問題。現在，TRIZ作為一個先進的創新理論逐漸滲透到自然科學、社會科學、管理科學、教育科學等領域。

雖然，TRIZ理論已經顯示出巨大的作用，但是，仍然有待完善的地方。比如，一些研究者認為，沖突及解決技術中的39個標準參數及40條解決原理還不完善，有些設計中的明顯沖突用39個參數不能描述。所以，TRIZ理論還將在應用中不斷改進和完善。未來，隨著計算機技術的不斷發展和大數據時代的到來，計算機輔助創新（Computer Aided Innovation）技術必將成為一大研究熱點。正如幾十年前，計算機輔助設計的出現曾引起了一陣技術革新的浪潮，作者相信，計算機技術與TRIZ理論緊密結合必將開創一陣新的技術革命。■

參考文獻

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作者簡介：張臣（1996-），鄭州大學機械工程專業，2014級本科生。endprint