TRIZ理论(发明问题解决理论)简介

TRIZ理论发明问题解决理论)简介
TRIZ理论(发明问题解决理论)简介(一)
冷战时期,以美国为首的西方国家的特工与前苏联的克格勃曾经进行过无数次惊心动魄的间谍战,其中一次就是围绕被称为神奇的“点金术”展开的。因为美国、德国等西方国家惊异于前苏联在军事、工业等方面的创造能力,他们把创造这种奇迹的神秘武器称为“点金术”,可结果强大的克格勃使欧美国家只能望“术”兴叹。那么这种神奇的“点金术”到底是什么呢?它为什么有这么大的威力?这个“点金术”就是当前世界上著名的发明问题解决理论,被简称为TRIZ理论,TRIZ就是“发明问题解决理论”的俄语缩写,是由前苏联发明家阿奇舒勒在1946年创立的,因而阿奇舒勒也被尊称为TRIZ理论之父。TRIZ 理论被公认为是使人聪明的理论。
1946年,阿奇舒勒开始了发明问题解决理论的研究工作。当时阿奇舒勒在前苏联里海海军专利局工作,在处理世界各国著名的发明专利过程中,他总是考虑这样一个问题:当人们进行发明创造、解决技术难题时,是否有可遵循的科学方法和法则,从而能迅速地实现新的发明创造或解决技术难题呢?答案是肯定的!阿奇舒勒发现任何领域的产品改进、技术的变革、创新和生物系统一样,都存在产生、生长、成熟、衰老、灭亡的过程,是有规律可循的。人们如果掌握了这些规律,就会能动地进行产品设计并能预测产品未来发展趋势。以后数十年中,阿奇舒勒穷其毕生的精力致力于TRIZ理论的研究和完善。在他的
领导下,前苏联的数十家研究机构、大学、企业组成了TRIZ的研究团体,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。
TRIZ的核心是技术进化原理。按这一原理,技术系统一直处于进化之中,解决矛盾是其进化的推动力。它们大致可以分为3类:TRIZ的理论基础、分析工具和知识数据库。其中,TRIZ的理论基础对于产品的创新具有重要的指导作用;分析工具是TRIZ用来解决矛盾的具体方法或模式,它们使TRIZ理论能够得以在实际中应用,其中包括矛盾矩阵、物-场分析、ARIZ发明问题解决算法等;
而知识数据库则是TRIZ理论解决矛盾的精髓,其中包括矛盾矩阵(39个工程参数和40条发明原理)、76个标准解决方法……
相对于传统的创新方法,比如试错法、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,不会错过各种可能,而且它能够帮助我们突破思维障碍,打破思维定势,以新的视觉分析问题,进行逻辑性和非逻辑性的系统思维,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。在前苏联,TRIZ 方法一直被作为大学专业技术必修科目,且已广泛应用于工程领域中。苏联解体后,大批TRIZ研究者移居美国等西方国家,TRIZ流传于西方,受到极大重视,TRIZ的研究与实践得以迅速普及和发展。西北欧、美国、日本、台湾等地出现了以TRIZ为基础的研究、咨询机构和公司,一些大学将TRIZ列为工程设计方法学课程。经过半个多世纪的发展,如今TRIZ理论和方法已经发展成为一套解决新产品开发实际问题的成熟理论和方法体系,它实用性强,并经过实践的检验,如今已在全世界广泛应用,创造出成千上万项重大发明,为众多知名企业取得了重大的经济效益和社会效益。
如今TRIZ已在全世界广泛应用,创造出成千上万项重大发明。经过半个多世纪的发展,TRIZ理论和方法已经发展成为一套解决新产品开发实际问题的成熟理论和方法体系,经过实践的检验,为众多知名企业和研发机构取得了重大的经济效益和社会效益。
2001年,波音公司邀请25名前苏联TRIZ专家,对波音450名工程师进行了两星期培训加讨论,取得了767空中加油机研发的关键技术突破,最终波音战胜空客公司,赢得了15亿美元空中加油机订单。
2003年,“非典”肆虐时,新加坡的研究人员利用TRIZ的40条创新原理,提出了防止非典的一系列方法,许多措施为新加坡政府采用,收到了很好的效果。
2004年,UT 斯达康通讯有限公司利用Pro/Innovator解决机顶盒天线连接
问题和电磁兼容问题,缩短了新产品研发周期,节省了大量研发经费。
TRIZ理论(发明问题解决理论)简介(二)
创新理论和创新实践都证明,创新能力是人的一种潜能,是人人都具有的一种能力,而且这种能力可以经过一定的学习和训练得到激发和提升。现实生活中人们将发明创造更多地归结为发明家的任务,其实这是对创新活动存在的一个认识上的误区。事实证明创新和其它活动一样,也具有自身一套内在的规律和方法。熟知和掌握这些创新规律与原理知识对于提升我们的创新水平和效率都具有重要的价值。创新知识一旦被人们所掌握,就会为其受体带来极大的创新能力,获得运用创新思维和创新方法打开通往其它知识大门的钥匙。学习、研究、应用、推广TRIZ理论可以大大缩短发明创造的进程,提升产品的创新水平。经过半个多世纪的发展,尤其是进入21世纪,TRIZ理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的理论和方法体系。
什么是TRIZ理论?TRIZ的含义是发明问题解决理论,其拼写是由“发明问题的解决理论”(Theory of Inventive Problem Solving)俄语含义的单词首字母(Teoriya  Resheniya Izobretatelskikh  Zadatch)组成,在欧美国家也可缩写为TIPS。
TRIZ理论核心思想和基本特征
现代TRIZ理论的核心思想主要体现在三个方面。
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,各种技术难题、冲突和矛盾的不断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。
TRIZ解决问题的过程
发明问题解决理论的核心是技术进化原理。按照这一原理,技术系统一直处于进化之中,解决冲突是其进化的推动力。进化速度随技术系统一般冲突的解
决而降低,使其产生突变的唯一方法是解决阻碍其进化的深层次冲突。
G.S.Altshuller依据世界上著名的发明,研究了消除冲突的方法,他提出了消除冲突的发明原理,建立了消除冲突的基于知识的逻辑方法,这些方法包括发明原理(Inventive  Principles)、发明问题解决算法(ARIZ,Algorithm for
Inventive  Problem  Solving)及标准解(TRIZ Standard Techniques)。
在利用TRIZ解决问题的过程中,设计者首先将待设计的产品表达成为TRIZ 问题,然后利用TRIZ中的工具,如发明原理、标准解等,求出该TRIZ问题的普适解或称模拟解(Analogous  solution);最后设计者再把该解转化为领域的解或特解。
TRIZ理论的基本哲理
TRIZ理论的基本哲理包括以下6条:
1、所有的工程系统服从相同的发展规则。这一规则可以用来研究创造发明问题的有效解,也可用来评价与预测如何求解一个工程系统(包括新产品与新服务系统)的解决方案。
2、像社会系统一样,工程系统可以通过解决冲突(Conflicts)而得到发展。
3、任何一个发明或创新的问题都可以表示为需求和不能(或不再能)满足这些需求的原型系统之间的冲突。所以,“求解发明问题”与“寻发明问题的解决方案”就意味着在利用折衷与调和不能被采纳时对冲突的求解。
4、为探索冲突问题的解决方案,有必要利用专业工程师尚不知道或不熟悉的物理或其它科学与工程的知识。技术功能和可能实现该功能的物理学、化学、生物学等效应对应的分类知识库可以成为探索冲突问题解的指针。
5、存在评价每项发明创造的可靠判据。这些判据是:
(1)该项发明创造是否是建立在大量专利信息基础上的?基于偶然发现的少数事例的发明项目不是严肃的研究成果。事实证明,一项重大或重要的发明项目通常是建立在不少于1万到2万项专利(或知产权/版权)研究的基础上。
(2)发明人或研究者是否考虑过发明问题的级别?大量低水平的发明不如一项或少量高水平的发明。因为,低水平的发明只能在简单的情况下运用。
(3)该项发明是否是从大量高水平的试验中提炼出来的结论或建议?
6、在大多数情况下,理论的寿命与机器的发展规律是一致的。因而,“试凑”法很难产生两种或两种以上的系统解。
TRIZ理论主要内容
创新从最通俗的意义上讲就是创造性地发现问题和创造性地解决问题的过程,TRIZ理论的强大作用正在于它为人们创造性地发现问题和解决问题提供了系统的理论和方法工具。
TRIZ理论(发明问题解决理论)简介(三)
现代TRIZ理论体系主要包括以下几个方面的内容:
1、创新思维方法与问题分析方法
TRIZ理论中提供了如何系统分析问题的科学方法,如多屏幕法等;而对于
复杂问题的分析,则包含了科学的问题分析建模方法——“物-场分析法”,它
可以帮助快速确认核心问题,发现根本矛盾所在。
2、技术系统进化法则
针对技术系统进化演变规律,在大量专利分析的基础上,TRIZ理论总结提
炼出八个基本进化法则。利用这些进化法则,可以分析确认当前产品的技术状态,并预测未来发展趋势,开发富有竞争力的新产品。
3、技术矛盾解决原理
不同的发明创造往往遵循共同的规律。TRIZ理论将这些共同的规律归纳成
40个创新原理,针对具体的技术矛盾,可以基于这些创新原理、结合工程实际
寻求具体的解决方案。
4、创新问题标准解法
针对具体问题的物-场模型的不同特征,分别对应有标准的模型处理方法,
包括模型的修整、转换、物质与场的添加等等。
5、发明问题解决算法
TRIZ主要针对问题情境复杂、矛盾及其相关部件不明确的技术系统。它是
一个对初始问题进行一系列变形及再定义等非计算性的逻辑过程,实现对问题的逐步深入分析,问题转化,直至问题的解决。
6、基于物理、化学、几何学等工程学原理而构建的知识库
基于物理、化学、几何学等领域的数百万项发明专利的分析结果而构建的知识库,可以为技术创新提供丰富的方案来源。
TRIZ的工具和方法
1、39个矛盾冲突矩阵
TRIZ采用创造性的方法完全消除技术矛盾冲突。Genrich  Altshuller对大量技术领域的专利研究分析后发现,引起技术冲突的参数是有限的,他总结归纳了39个技术参数,任何一个技术冲突都可以用其中的一对参数来描述。Genrich

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