创新方法“TRIZ”在德国的理论研究和应用

创新方法“TRIZ（萃智）”在德国理论研究和应用

作者:张卫平

转载

1. TRIZ（萃智）体系简介

（1）TRIZ（萃智）理论基础

①对创新规律基本认识

TRIZ（萃智）翻译成德文是Theorie des erfinderischen Probleml?觟sens，意为“发明问题解决理论”。前苏联科学家阿苏尔在对20万个发明专利进行了研究，特别在对其中4万个他认为发明程度很高专利进行深入研究基础上，得出了3个基本认识：

·发明专利虽数目庞大，但有一个共同点，就是应用了数目不多一般性原理；

·像社会系统一样，技术系统可以通过解决矛盾（Wderspruch）而得到发展。因此，真正创新是解决矛盾，妥协解决方案最多只能算优化；

·技术系统进化遵循一定模式和规律。这就是说，技术系统发展（在一定限度内）是可预测。

阿苏尔以这3个基本认识为出发点，根据辩证法、认识论和系统论思想，总结出了技术系统进化法则和构建在基本原理基础上求解发明问题技术、方法和工具体系，创立了TRIZ（萃智）。

②TRIZ（萃智）核心概念

TRIZ（萃智）核心概念有两个：技术矛盾和物理矛盾。

所谓技术矛盾，是指在一个技术系统中，当一个参数被改动时，另一个参数就变差，例如：发动机功率增大，但耗油量升高。物理矛盾则是指同一个参数两个互相对立特性，如温度冷与热；几何尺寸长与短；硬度软与硬等。

阿苏尔将问题分为常规问题与发明问题。所谓问题，就是技术系统初始状态与理想状态之间存在距离。解决问题过程就是使技术系统初始状态通过一个步骤或多个步骤变换实现或接近理想状态过程。如果实现变换所有步骤都已知，则要解决问题属常规问题；若至少有一个步骤未知，则该问题属发明问题。

阿苏尔将他研究过20万个发明专利所涉及发明问题分成五类：

第一类（32%）：利用已知方法继续发展现有技术系统（例如：增加壁厚度以提高强度）。

第二类（45％）：现有技术系统小幅度改进，但这种改进往往是妥协折衷解决方案（例如：使用结合剂将两种不同材料焊接在一起）。

第三类（18％）：运用现有技术实现现有技术系统重大改进（例如：以半导体取代电化学继电器，或在摩托车上以万向轴传动取代链条传动）。

第四类（4％）：运用新技术产生新一代技术系统（例如：显微镜，蒸汽机车，复印机等）。

第五类（1％）：基础性新发现（例如：发现X光射线、激光、青霉素、DNA、超导材料等）。

阿苏尔认为，TRIZ（萃智）作为可普遍运用原理和可定义思维模式，适合于解决第二至第四类发明问题。第一类不算真正发明，第五类则属于发现新自然现象。

运用TRIZ解决发明（创新）问题关键就是找出矛盾是技术矛盾还是物理矛盾，然后利用不同TRIZ（萃智）工具，通过类比思考方式，找到解决矛盾思考方向。

③TRIZ基本思路

TRIZ（萃智）解决发明问题基本思路是：

·定义和描述具体问题，根据所选定TRIZ（萃智）工具或工具组合，将具体问题标准化；

·将标准化具体问题抽象化；

·寻找抽象化问题解决方案；

·将抽象化解决方案根据具体问题转换为具体解决方案，即具体技术创新方案。

其实，这样思路在数学中是很熟悉。用数学语言可将TRIZ（萃智）解决发明问题基本思路概括成一句话：使用适当工具，先将特定问题抽象成为标准或一般性问题，然后采用标准方法解决，最后得到特定解。从基本思路可以得知，运用TRIZ（萃智）解决一个发明问题困难程度取决于对该问题描述和问题标准化程度，描述得越清楚，问题标准化程度越高，问题就越容易解决。

（2）TRIZ（萃智）工具体系

根据上述基本认识和思路，TRIZ（萃智）创立者设计了一套工具来解决发明问题，因而很有操作性。经典TRIZ（萃智）工具是：

·40个创新原理和技术矛盾解决矩阵；

·解决物理矛盾分离原理；

·发明问题解决算法ARIZ；

·发明问题标准解法（76个标准解法）和物——场分析法；

·S曲线和技术系统进化法则；

·最终理想解；

·侏儒模型建模；

·物理效应和现象、几何和化学效应数据库。现在扩展为因特网查询和专利数据库查询。

由阿苏尔学生们开发新TRIZ（萃智）工具有：

·创新问卷；

·功能建模，又称问题描述，形式是一种因果图，但不是日本人石川馨发明那种因果图；

·SAO（Subject－Action－Object）功能模型，是一种基于美国工程师麦尔斯（创立价值工程扩展功能模型）；

·过程分析；

·资源时间成本算子；

·预期故障测定；

·特征转移；

·资源分析问卷；

·矛盾分析。

2.创新方法“TRIZ（萃智）”在德国理论研究和推广应用情况

（1）理论研究

TRIZ（萃智）理论在德国被一些研究者做了进一步发展，形成了若干种基于TRIZ （萃智）理论创新方法论，即WOIS理论、PI理论、MIS理论。其中WOIS理论被认为是对TRIZ（萃智）理论作了最大程度扩充一种德国创新理论。本文将对WOIS 理论与TRIZ（萃智）理论不同之处作较详细介绍，对其他几种理论做简略介绍。

①WOIS理论

WOIS是一种原本为解决技术问题而构建创造力和技术创新战略，利用它来激发产生新产品和新生产过程。WOIS融合了一些局部系统化老方法（如形态表Morphologische Tabelle），补充了大趋势分析）以及技术系统连贯性历史分析（“代际表”“Generationstabelle”）和确定技术系统在进化中位置等工具。WOIS基本思想是置之死地而后生：将矛盾推向极端，形成似乎没有出路绝境，通过引进“悖论性发展要求”来破解这种绝境，完善了矛盾思维。例如：像“明亮黑暗”或“不渗透渗透性”这样一些表述，就是所谓悖论性要求。把这些看似矛盾对立东西作为创新目标，需要创新者有这样能力，不仅能进行专业和客观思维，而且要能把这类极端要求，既富想象力，又同时具有高度水平地在技术上实现。采用这种战略，不仅使创新过程有序并有效，而且也会激发积极进取创造力。WOIS寻找创新主意过程分成三个主要阶段：即定向阶段；决策阶段和提出创新方案阶段。

归纳起来，WOIS3个主要阶段可描述如下：WOIS使用战略定向工具寻找最富潜力发展方向，并从中有针对性地激发出克服现有能力局限创新主意。采取提出悖论性要求做法，是有可能做到这点。这些悖论性要求是有意识地突破现有逻辑局限，需要使用激发创新主意新方法才能奏效。

WOIS核心仍是TRIZ（萃智），只是在几个方面对TRIZ（萃智）做了扩展。

总而言之，ARIZ更多地像是给自由发明者提供理论思路，而WOIS则是为日常技术开发提供基于实践经验工具。因此可以说，WOIS是ARIZ和设计方法大全交集模型。但是这个交集效能有一定损失。一方面它在工程技术上没有设计方法大全那么详备，另一方面在辅助解决矛盾功能上，并不比ARIZ更强。

另一个与TRIZ（萃智）差别在于，WOIS需要一个专业开发小组，而TRIZ（萃智）个人发明家也可使用。所以WOIS一般用于企业技术开发。WOIS缺少战略循环修正步骤也表明，WOIS更多地是为被动用户开发，而不是为对战略主动施加影响用户。最后还要指出一点，WOIS是一种模糊方法，从模糊逻辑借用一些概念起着重要作用。为了使WOIS在团队工作中充分发挥功效，WOIS之中还融合了心理学知识。所有这一切ARIZ都不需要，因为ARIZ创新过程是分析式。