TRIZ理论的主要内容

TRIZ理论的主要内容

（一）冲突解决理论

1、技术冲突解决原理

TRIZ提出描述技术冲突的39个通用工程参数：运动物体质量、静止物体质量、运动物体长度、静止物体长度等。为了解决技术冲突，TRIZ理论提出了40 项发明原理，如分割、分离、局部质量、不对称等。通过研究，Altshuller提出了冲突矩阵，该矩阵将描述技术冲突的39个工程参数与40条发明原理建立了对应关系，解决了设计过程中选择发明原理的难题。

2、物理冲突解决原理

Terninko于1998年提出的物理冲突描述方法为：(1)为实现关键功能，子系统要具有一有用功能，但为了避免出现一有害功能,子系统又不能具有上述有用功能。(2)关键子系统的特性必须是一大值以能取得有用功能，但又必须是一小值以避免出现有害功能。(3)关键子系统必须出现以取得一有用功能，但又不能出现以避免出现有害功能。TRIZ提出采用分离原理解决物理冲突的方法，包括空间分离和时间分离、基于条件的分离、整体与部分的分离。英国Bath大学的Mann 提出，解决物理冲突的分离原理与解决技术冲突的发明原理之间存在关系，一条分离原理可以与多条发明原理存在对应关系。

（二）物—场模型分析方法

物—场分析是用符号表达技术系统变换的建模技术。物—场模型分析方法产生于1947—1977年，每一次的改进都增加了新的可用的知识，现在已经有了76 种标准解。这些标准解是最初解决问题方案的精华，因此，物—场分析为我们提供了一种方便快捷的方法，利用这种方法，可以在汲取基本知识的基础上产生不同想法。

TRIZ理论认为，技术系统构成要素S1、作用体S2、场F三者缺一就会造成系统不完整。而当系统中某一物质的特定机能没有实现时，系统就会产生问题。为了控制这一物质产生的问题，有必要引入另外的物质。由此产生这些物质之间的相互作用并伴随能量（场）的产生、变换、吸收等，物—场模型也从一种形式变换为另一种形式。因此各种技术系统及其变换都可用物质和场的相互作用形式表述。

利用物—场分析方法分析系统存在的问题，建立系统的物—场模型，并提出问题解决对策的步骤如下：（1）指定物体S1；（2）指定场；（3）建立物—场初期模型；（4）指定作用体S2；（5）生成所希望的物—场模型；（6）提出解决问题的对策。

（三）发明问题解决算法

TRIZ认为，一个问题解决的困难程度取决于对该问题的描述或程式化方法，描述得越清楚，问题的解就越容易找到。TRIZ中，发明问题求解的过程是对问题不断地描述、不断地程式化的过程。经过这一过程，初始问题最根本的冲突被清楚地暴露出来，能否求解已很清楚，如果已有的知识能用于该问题则有解，如果已有的知识不能解决该问题则无解，需等待自然科学或技术的进一步发展。该过程是靠ARIZ算法实现的。

ARIZ (Algorithm for Inventive Problem Solving)称为发明问题解决算法，是TRIZ

的一种主要工具，是解决发明问题的完整算法，该算法采用一套逻辑过程逐步将初始问题程式化。该算法特别强调冲突与理想解的程式化，一方面技术系统向理想解的方向进化，另一方面如果一个技术问题存在冲突需要克服，该问题就变成一个创新问题。

ARIZ中冲突的消除有强大的效应知识库的支持。效应知识库包括物理的、化学的、几何的等效应。作为一种规则，经过分析与效应的应用后问题仍无解，则认为初始问题定义有误，需对问题进行更一般化的定义。

应用ARIZ取得成功的关键在于没有理解问题的本质前，要不断地对问题进行细化，一直到确定了物理冲突，该过程及物理冲突的求解已有软件支持。

综上所述，由于TRIZ将产品创新的核心—--产生新的工作原理过程具体化，并提出了规则、算法与发明创造原理供设计人员使用，它已经成为一种较完善的创新设计理论。

（四）应用TRIZ的一般过程

TRIZ解决问题的一般过程被划分为四个步骤，如图所示：

（1）分析

分析是TRIZ的工具之一，是解决问题的一个重要阶段。功能分析的目的是从完成功能的角度而不是从技术的角度分析系统、子系统、部件。理想解是采用与技术及实现无关的语言对需要创新的原因进行描述，创新的重要进展往往在该阶段对问题深入的理解所取得。确认哪些使系统不能处于理想化的元件是使创新成功的关键。设计过程中从一起点向理想解过渡的过程称为理想化过程。可用资源分析是要确定可用物品、能源、信息、功能等。这些可用资源与系统中的某些元件组合将改善系统的性能。冲突区域的确定是要理解出现冲突的原因。区域既可指时间，又可指空间。假如在分析阶段问题的解已经找到，可以移到实现阶段。假如问题的解还没有找到，而该问题的解需要最大限度的创新，则基于知识的三种工具：原理、预测、效应等都可采用。

（2）原理

原理是获得冲突解的方法。有技术与物理两种冲突解决原理。TRIZ引导设计者挑选能解决特定冲突的原理，其前提是要按标准参数确定冲突。有40条原理。

（3）预测

预测又称为技术预报。TRIZ确定了8种技术系统进化的模式。当模式确定后，系统、子系统及部件的设计应向高一级的方向发展。

（4）效应

效应指应用本领域，特别是其他领域的有关定律解决设计中的问题。如采用数学、化学、生物等领域中的原理，解决设计中的创新问题。

（5）评价

该阶段将所求出的解与理想解进行比较,确信所作的改进不仅满足了技术需求而且推进了技术创新。TRIZ中的特性传递( feature transfer)法可用于将多个解进行组合以改进系统的品质。

4增加不对称性14曲面化24借助中介物34抛弃或再生

5组合15动态特性25自服务35物理或化学参数改变6多用性16未达到或过度的作用26复制36相变

7嵌套17空间维数变化27廉价替代品37热膨胀

8重量补偿18机械振动28机械系统替代38强氧化剂

9预先反作用19周期性作用29气压和液压结构39惰性环境

10预先作用20有效作用的连续性30柔性壳体或薄膜40复合材料

下面是对这40个创新原理的具体介绍，大部分创新原理包括几种具体的

应用方法。本节将对每个创新原理做简单的介绍，并给出相应的应用实例。

原理1. 分割

A把一个物体分成相互独立的部分

为不同材料（如玻璃、纸、铁罐等）的再回收设置不同的回收箱

B将物体分成容易组装和拆卸的部分

组合家具

C提高物体的可分性

活动百叶窗替代整体窗帘

原理2. 抽取

A从物体中抽出产生负面影响的部分或属性，或者仅抽出物体中必要的部

分或属性

空气压缩机工作，将其产生噪音的部分即压缩机移到室外

用光纤或光波导分离主光源，以增加照明点

原理3. 局部质量

A将物体、环境或外部作用的均匀结构变为不均匀的

将系统的温度、密度、压力由恒定值改为按一定的斜率增长B让物体的不同部分各具不同功能

瑞士军刀（带多种常用工具，如螺丝刀、起瓶器、小刀、剪刀等）