现代TRIZ理论中因果链分析报告应用研究

现代TRIZ 理论中因果链分析应用研究1946 年，前苏联著名的发明家阿奇舒勒创立了TRIZ 理论。

经过60 余年的应用和发展，TRIZ 理论被逐步地传播到全世界各个国家。

而TRIZ 理论自身也在不断地丰富和拓展，在经典TRIZ 理论的基础上逐步发展成为现代TRIZ 理论。

相比经典TRIZ,现代TRIZ在解题思路、工具内容、应用目的等多个方面都有所不同。

目前，越来越多的工程师将TRIZ 应用到解决生产、研发和设计过程中的具体技术问题中。

本文围绕现代TRIZ 中分析问题的工具—因果链分析，探讨应用该工具的使用流程和注意事项，使尽可能多的TRIZ 应用者和爱好者更好的应用该工具。

一、因果链分析概述在应用TRIZ 理论解决问题的过程中，首先需要明确技术问题本身，对所面对的初始问题进行分析和梳理，初步确定需要解决的问题。

明确解决问题后，需要梳理清楚造成该问题出现的原因。

目前能够满足分析因果关系的工具有很多种，如在六西格玛管理中经常应用的鱼骨头分析法、FEMA故障树、因果矩阵等以及TRIZ 中常用到的因果链分析。

因果链分析与其他工具相比，重点是在操作区域、系统内分析问题的原因，多数情况下一般不分析制度、人、环境等超系统因素，具有很强的实用性。

因为相比超系统而言，系统具有较强的可控性和可改变性，对于解决问题有很强的现实性。

1．因果链分析的概念和特点因果链分析是一种识别解析工程系统关键原因的分析手段。

它是通过建立因果链的缺陷而完成的，是将目标问题和关键原因联系起来。

相比其他TRIZ 工具，因果链分析具有其明显的特点。

一是因果链分析虽然有较为明确的步骤和算法，但由于应用者的专业知识不同、分析问题的思维角度不同、出发点不同，往往分析的结果不同。

二是因果链分析是其他TRIZ 解决问题的基础，只有通过因果链分析得到关键问题后才能进行解决。

三是因果链分析是为了搜索识别目标问题的关键原因，通过解决关键原因可消除目标问题。

而关键原因通常没有被明确地表示出来，需要通过不断的分析才能寻找到。

2．因果链分析在TRIZ 中的地位因果链分析在运用现代TRIZ 解决问题的过程中处于非常重要的地位。

在TRIZ 工具的应用流程中，通常有两种方式，一是面对技术问题，在初始问题形势分析的基础上，对确定的问题进行因果链分析，找出造成问题出现的根本原因或关键原因，针对这些关键原因再利用其他TRIZ 的工具进行分析和解决，如利用功能分析、技术矛盾、物理矛盾等。

二是面对问题在初始问题形势分析的基础上开展功能分析、流分析后，针对分析结果中的不足作用、有害作用再应用因果链分析，寻找造成不足或有害作用的原因。

在这两种不同的分析方式中，因果链分析都发挥着重要的作用，如下图所示。

因果链分析能够将多个造成问题的原因进行挖掘，使问题更加聚焦。

3．因果链分析的目的和作用因果链分析是通过分析造成问题出现的原因，并对原因进行层层分析并构建因果链条，指出事件发生的原因和导致的结果的分析方法。

通常由若干条链条组成。

应用因果链分析主要有以下几个目的。

一是通过分析，寻找问题产生的关键原因。

如果仅仅只是消除目标问题，所造成的问题会更为严重，因为问题仍然存在，但是识别、辨认和监控目标问题却不再容易。

消除第一层或高层次原因时，或许固然可以短期缓解问题，但随着时间的推移，目标问题却往往会以其他问题的形式逐步显现出来。

而消除目标问题的关键原因后可以使目标问题不再出现。

二是通过建立因果链条，可以分析链条中产生目标问题以及原因发展中的逻辑关系，寻找链条中的薄弱点和易控制点，在难以控制关键原因时可以选择其他原因节点攻克目标问题。

三是通过选择链条中的节点为解决问题寻找入手点，尽可能地采取对系统最小的改变，利用最小的成本完成解决问题的目的。

四是为其他TRIZ 工具的应用奠定基础，在因果链分析的基础上，针对关键链条可以转化为技术矛盾、物理矛盾、物场模型等工具进行解决，更有针对性地解决问题。

二、因果链分析解题流程和注意事项1．因果链分析的流程因果链分析通常遵循下列步骤进行。

（1）确定目标问题，并将其记录下来。

（2）判定出现目标问题的原因，采取规范的表述将其记录下来。

（3）重复第2 步，直到确定的原因为一个根本原因。

（4）将每个原因与其结果用箭头连接，箭头从原因指向结果，构成因果链，并将同层次原因用“和” 、“或”的运算符进行表示。

（5）根据因果链条分析，确定造成目标问题出现的关键原因，根据关键原因提取关键问题。

（6）针对关键问题提出初始解决方案假设，或者将关键问题转化为技术矛盾、物理矛盾等工具进行解决。

2．应用因果链分析需注意的事项（1）注意因果关系之间的逻辑关系。

在分析实际项目的过程中，一般一个结果由多个原因造成，这些同级别原因有不同的关系，一类是“和关系” ，即几个原因同时存在，才会导致结果，另一类为“或关系” ，即几个原因只要有一个存在，就会导致结果，这为识别关键原因提供了重要依据。

（2）注意因果关系之间的分析与表述。

一是通常在分析因果关系时，需要注意因果关系的成立是由于某个或多个参数发生了改变而导致结果的发生，如力作用的大小、时间的长短、温度的高低、形状的变化、位置的改变等等。

分析过程中尽可能地应用参数的变化来表述原因。

二是注意从目标问题出发，一层一层地寻找原因，如跳跃太大，否则不容易挖掘出关键原因。

如在端高温水杯时，手被水杯烫伤，但我们不能直接将手被烫伤的原因确定为是由于水的温度较高造成。

手被烫伤—手表面的温度高—手与水杯接触和杯子表面温度高—水杯导热性高和水的温度高，这样才是比较完整地分析完因果链。

三是在因果作用关系中，作用本身有两个方面，工程师通常会遗漏反作用方向。

如玻璃杯从手中滑落与地面接触后碎了，在分析下落的过程中，一方面，杯子在过程中，由于重力的作用下落速度较快，形成了较大的动能，另一方面在下落的过程中空气的浮力抵消下落重力的能力较低，于是造成了最终杯子碎掉的结果。

（3）注意确定根本原因。

在一层一层分析原因时，当有下列原因出现时，不需要继续向下寻找。

一是当不能继续找到下一层的原因时；二是当达到自然现象时；三是当达到制度/ 法规/ 权利等极限时；四是当遇到人的问题时；五是当遇到过大的成本时。

（4）注意识别关键原因。

因果链分析完成后，需要识别关键原因。

这时需要应用者结合问题特征和相关领域知识进行选取。

如果能够从根本原因上解决问题，确定根本原因为关键原因，如果根本原因不可能改变或控制，那么沿原因链从根本原因向问题逐个检查原因节点，找到第一个可以改变或控制的原因节点，确定为关键原因。

通过清除关键原因从而清除因果链中的大部分原因。

根本原因可能是关键原因，也可能不是关键原因。

三、因果链分析案例利用钉子将带有绳带的油画固定在墙面上，突然有一天油画从墙壁脱落摔坏，同时发现绳子与钉子接触的地方有铁锈。

通过因果链进行分析，确定摔坏的关键问题。

从油画的破碎区域和时间来看，首先是在与地板撞击的过程中产生的，地板提供了很强的向上支撑力，同时油画本身不能承受这种压力。

油画不能承受压力是因为油画本身的材质较脆，同时油画中没有缓冲装置来抵消压力。

地面提供向上支撑力是因为地面硬度高，油画下降速度快。

油画下降速度快是因为绳子断了，同时油画从高处坠落。

油画从高处坠落是因为为满足观赏的需求，必须处于高处。

绳子断了是因为油画太重、绳子应力过于集中、绳子承受压力不足造成。

绳子承受压力不足是因为绳子材质的问题和钉子生锈。

钉子生锈是因为房间内有水分和钉子表面无隔绝空气的涂层。

根据上述分析画出如下因果链图，见图2。

在此例中，通常工程师在画因果链的过程中极其容易出现原因层级跳跃，将因果链确定为油画碎J地板硬和下降速度快♦绳子断了♦钉子锈了。

这样分析使很多深层次的原因没有分析出来，丧失了很多容易解决问题的切入点。

根据问题的实际情况，在因果链分析的基础上，将关键原因转化为关键问题。

可以将关键原因确定为油画挂的位置高、绳子断了、钉子生锈、钉子切割绳子、油画内无缓冲装置等。

再将关键原因转化为关键问题，针对关键问题利用T RIZ 中的其他工具予以解决。

本例中不再进行分析。

四、结论与展望本文较为系统地阐述了在应用因果链分析的过程中应当注意的事项和操作流程，并运用案例详细介绍了因果链分析，对于学习TRIZ 理论的工程师应当具有一定的指导意义。

但是我们也应看到，运用因果链分析电子分析的角度不同，得到的结果也会有所不同，因此在实际分析项目的过程中，应注意选择因果链的起始点，同时不要做过多的跳跃。

责编/ 刘红伟基于TRIZ 理论的空气净化器发展分析文/东北大学机械学院李海洋赵新军一、引言近年来，空气污染日益严重，“雾霾”一词成为全民关注的热点，《2014 中国环境状况公报》显示，全国开展空气质量新标准监测的161 个城市中，仅有16 个城市空气质量达标。

持续恶化的空气污染严重危害人类的身体健康，这也使得人们对空气质量问题的关注不断提高，能净化室内空气的空气净化器逐渐受到人们青睐，空气净化器在我国将会有广阔的市场前景。

本文尝试基于TRIZ 理论分析空气净化器的发展与演变，探索空气净化器的发展方向。

二、空气净化器的发展历程国家空气净化器相关标准中把空气净化器定义为“从空气中分离和去除一种或多种污染物的设备，对空气中的污染物有一定去除能力的装置。

空气净化器进化过程如图1 所示。

最早的空气净化器概念产品出现于16 世纪，是一种用于人的面罩呼吸器，可以过滤掉烟雾和粉尘。

18世纪，莱昂纳多•达•芬奇发现用浸湿的精织布料可以过滤掉武器发射时所产生的有毒粉末。

1. 第一代空气净化器—机械滤网式空气净化器最初的空气净化器源于消防。

1823年，约翰和查尔斯•迪恩共同研发了一款新型防护装置用于消防人员。

1854年，约翰斯•滕豪斯用木炭填充过滤网来过滤空气，使得净化空气的效果显著提高。

二战期间，一种新型过滤网一HEPA诞生，后来广泛应用于空气净化器中。

该技术最初是用于核能研究防护，确保科学家的呼吸安全，HEPA对直径0.3卩m以上的微粒去除效率可达到99.7%以上，可以过滤烟雾、灰尘以及细菌等污染物。

但采用这种过滤器的空气净化器产生的噪音大，滤网需要频繁更换，维护成本高，且只能滤除悬浮微粒、无法滤除有害气体。

此时的空气净化器多为箱式结构，且产品体积大、机身沉重。

2. 第二代空气净化器—组合式空气净化器到了20 世纪80 年代，空气净化器开始应用于家庭，随着空气污染逐渐加重，人们对空气净化器的净化能力要求越来越高。

空气净化器设计重心转移到空气净化技术的研发，在此期间多种净化技术应运而生，广泛应用到空气净化器中。

第二代空气净化器是在原有的过滤网基础上结合了静电集尘、活性炭吸附等技术，提高第一代空气净化器去除颗粒污染物功效的同时，还增加去除花粉、细菌等功能。