技术创新方法(TRIZ)其应用综述

技术创新方法（TRIZ）及其应用综述摘要： triz是指发明问题解决理论，是一种全新的指导性理论，帮助人们消除解决问题过程中的思维障碍，同时，使创新有客观规律可循。

本文总结了triz的起源、核心思想以及triz的理论体系及其解题流程，指出了triz对技术创新的促进作用。

abstract： triz means theory of invention problem solving，is a new guiding theory. triz can help people to eliminate thinking obstacles in the process of problem solving， and at the same time， make innovation have objective rules. this paper summarizes the origin of triz， core thought and triz theory system and its application， and points out its simulative role in the technology innovation.关键词： triz；技术创新；创新方法key words： triz；technology innovation；innovation method 中图分类号：f273.1 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）19-0001-030 引言技术创新是企业提升核心竞争力，实现可持续发展的重要手段。

创新需要先进的方法指导，triz的引入给我国的企业带来了强有力的创新武器，部分企业已经开展了triz的学习和应用，并取得了显著的成效。

但是，对于很多triz初学者来说，他们认为triz是一套非常复杂的理论，要非常专业的人员才能掌握，或者经过几天的理论学习之后，对如何运用triz来解决实际问题，仍然很困惑。

本文介绍了triz的核心思想、triz的理论体系，总结了triz解决实际问题的具体流程以及triz各个模块在解决问题中的作用，指出了triz对技术创新的促进作用。

1 triz简介1.1 triz起源 triz是由原俄文字母的缩写（теориярешенияизобретательскихзадачтриэ），并按iso/r9-1968e规定，转换成拉丁字母т→t、р→i、и→r、з→z即triz，其含义是发明问题解决理论[1]。

根里奇·阿奇舒勒（g.s.altshuller 1926-1998）是前苏联的一位天才发明家和创造学家，14岁时就获得了首个专利-水下呼吸器。

阿奇舒勒从前苏联军事专科学院毕业后，成为海军专利局的一名专职审查员，这为他从事对专利发明的研究，继而转向对创造发明规律的研究创造了极好的条件。

1946年开始，阿奇舒勒领导前苏联的数十家研究机构、大学、企业组成了triz的研究团队，分析了世界近250万份高水平的发明专利，总结出各种技术发展进化遵循的规律模式，以及解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则，建立一个由解决技术问题，实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系，并综合多学科领域的原理和法则，建立起triz理论体系[2]。

20世纪80年代中期前，triz理论仅封闭在前苏联范围内，此后，随着一批前苏联科学家移居欧美等国家，triz理论在全世界范围内开始广泛传播，世界各国研究triz理论的专家学者越来越多，极大推动了triz理论的发展和完善。

1.2 triz的核心思想及其特点[3] triz的核心思想：首先，无论是一个简单产品还是复杂的技术系统，其核心技术的发展都是遵循着客观的规律发展演变的，即具有客观的进化规律和模式；其次，各种矛盾的彻底解决是推动这种进化过程的动力；再就是技术系统发展的理想状态是用尽量少的资源实现尽量多的功能。

相对于传统的创新方法，例如试错法，头脑风暴法等，triz理论具有鲜明的特点和优势。

它成功地揭示了创造发明的内在规律和原理，着力于澄清和强调系统中存在的矛盾，而不是逃避矛盾，其目标是完全解决矛盾，获得最终的理想解，而不是采取折衷或者妥协的做法，而且它是基于技术的发展演化规律研究整个设计与开发过程，而不再是随机的行为。

实践证明，运用triz理论，可大大加快人们创造发明的进程而且能得到高质量的创新产品；它能够帮助我们系统地分析问题情境，快速发现问题本质或者矛盾，它能够准确确定问题探索方向；triz还能够帮助我们突破思维障碍，以新的视觉分析问题；还能根据技术进化规律预测未来发展趋势，帮助我们开发富有竞争力的新产品。

2 triz的理论体系及其发展triz是一套成熟的方法理论体系，包含着许多系统、科学而又富有实操性的问题分析方法与解决工具。

经过半个多世纪的发展，triz理论已形成了成熟的九大经典理论体系，并在实际应用过程中逐渐发展、完善。

2.1 经典triz理论体系 triz的经典理论体系包括[4]：①s曲线和技术系统八大进化法则；②最终理想解（ideal final result，ifr）；③40个发明原理；④39个工程参数及阿奇舒勒矛盾矩阵；⑤物理矛盾和四大分离原理；⑥物一场模型分析；⑦发明问题的标准解法；⑧发明问题解决算法（ariz）；⑨科学效应和现象知识库。

triz九大理论体系在分析或解决问题中，有其各自的作用，如：s曲线和技术系统的这八大进化法则可以应用于产生市场需求、预测产品发展方向从而做出前瞻性决策、产生新技术、进行专利规避、制定企业战略和指导设计活动。

最终理解想所明确的方向和位置，可以保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解，从而避免了传统创新方法中缺乏目标的弊端，提高了创新设计的效率。

工程参数用于将问题进行提炼，并描述为技术矛盾或物理矛盾，然后通过查找矛盾矩阵或运用分离方法，最终运用创新原理，构思出问题的解决方案模型。

物场分析法通过建立系统内结构化的问题模型来正确地描述系统内的问题，用符号语言清楚表达技术系统（子系统）的功能，正确地描述系统的构成要素及构成要素之间的相互联系。

物-场分析方法建立在产品功能分析基础上，通过建立现有产品功能模型的过程，可以发现有害作用、不足作用及过度作用等问题，产品或系统中问题存在的区域是设计冲突可能存在的区域。

阿奇舒勒经过分析大量的专利后发现：如果所解决问题的物-场模型相同，那么最终解决方案的物-场模型也相同。

发明问题的标准解法提供了76个针对物场模型所描述的标准问题的解法。

ariz 是发明问题解决过程中应遵循的理论方法和步骤，是基于技术系统进化法则的一套完整问题解决的程序，是针对非标准问题而提出的一套解决算法。

ariz的特点是使用流程化的步骤来解决复杂的工程问题，能够快速接近最优解；可以在系统最小改变或者没有系统参数恶化的情况下消除问题；而且由于ariz基于进化法则，具有较高的可信度和有效性。

为了帮助工程人员更好的应用效应解决创新问题，triz创建了知识效应库。

在triz中，效应被当作“黑箱”系统，没有内部结构，不能进一步分解，只对特定输入产生特定响应[5]。

效应的排列依据功能原则，而不是传统的技术领域排列，工程人员首先决定创新问题需要解决的功能，然后根据相应功能很容易选择所需要的效应。

由于研究人员对本专业以外的领域知识往往不太熟悉，这种新的组织方式可以大大缩短搜索效应所需要的时间，提高效应库的使用效率。

2.2 现代triz的发展[6] triz理论经过了50多年的发展，一方面，自身理论得到一定的发展和完善，如工程参数与创新原理的扩展，各种创新软件相继问世、应用，出现了一些新的工具，triz的应用领域也从工程领域逐渐扩大到管理、社会等领域；另一方面，triz开始实现与其它理论的集成应用。

triz主要是解决设计中如何做的问题，对设计中做什么的问题未能给出合适的工具。

而qfd、六西格玛设计等通过一系列分析手段，指明了做什么，但是“如何做”却是薄弱环节，因此，将triz与qfd、六西格玛相结合，发挥各自优势，实现集成应用，则能更好的解决设计问题，实现技术创新。

3 triz的解题流程triz作为一套方法学体系，为我们提供了统一的解决问题的步骤和思路，就是将特殊的问题转化为triz的标准问题模型，然后运用相应的工具去求解，得解决方案模型，在此基础上形成问题的具体方案。

图1给出了triz的一般解题流程，对于问题模型的构建，同样的问题可以描述成不同的问题模型，图中给出的是一个通常有效的顺序，但是并不限定于此顺序，一个复杂的问题，可以尝试各种问题模型和工具。

3.1 问题分析对于一个工程技术问题的解决，分析问题往往是个很关键的部分，通过层层分析，可以透过问题现象找到问题产生的根本原因，也就是解决问题的着手点。

在运用triz来解决问题时，第一步，要对问题进行描述与定义，说明问题所在系统的组成、工作原理、问题发生的条件；第二步，建立功能模型，分析工程系统和超系统组件的功能、组件间的作用关系，分析哪些作用是有害的、不足的，找出造成系统问题的关系因素；第三步，根据前两步分析出造成系统的关键因素，选择进行组件价值分析、因果分析或资源分析。

组件价值分析，根据理想度公式计算出系统中各个组件的功能价值，对于理想度低的组件采用裁剪的方法进行系统有用功能的重新分配，同时将问题转化为关键问题。

因果分析，可以通过对问题的层层深入，找到问题产生的根本原因，寻找解决问题的着手点。

资源指的是问题所处环境中存在的物体、信息、能源、或者材料的属性。

资源分析，帮助我们找出解决问题所缺乏的资源，可以转化为待解决的问题点，资源分析还帮助我们找出系统内外各种可用的资源，在后续解决问题的过程中，往往可以起到至关重要的作用。

3.2 问题解决 triz解决问题的模式是将初始问题转化为标准问题模型，通过对标准问题运用triz工具，得到解决方案模型，然后转化为工程方案。

triz提供了四种问题模型以及相应工具和方案模型：①技术矛盾，将待解决的具体问题转化为用39个通用工程参数描述的技术矛盾，通过查找矛盾矩阵，找到针对问题的创新原理，即解决方案模型；②物理矛盾，将待解决的问题准确描述和定义为物理矛盾，解决物理矛盾的核心思想是实现矛盾双方的分离，运用分离原理作为工具来解决物理矛盾，得到解决方案模型；③功能模型，通过分析待解决问题系统中组件及组件间的相互作用关系，建立功能模型，运用知识效应库，产生解决方案模型；④物场模型，将待解决的具体问题转化为利用物质和场来描述的标准物场模型，分析物场模型中不足、过度、有害的作用，查找对应的76种标准解法，得到解决方案模型。

3.3 方案验证运用triz对问题分析、求解，得到的通常是解决方案模型，工程技术人员还需要运用自身的专业知识、工程经验等将解决方案模型转化为实际的工程方案，并进行评估、验证，形成最终的解决方案。