来源:中国发明网 时间:2008年10月06日
TRIZ理论的基本内容
TRIZ理论的核心思想主要体现在3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，各种技术难题和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力；第三，技术系统发展的理想状态是用最少的资源实现最大效益的功能。
相对于传统的创新方法，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，快速确认和解决系统中存在的矛盾，而且它是在技术的发展进化规律及整个产品发展过程的基础上运行的。因此，运用TRIZ理论可大大加快发明创造的进程，提高产品创新速度。具体来说它可以帮助我们：对问题情境进行系统的分析，快速发现问题本质，准确定义创新性问题和矛盾；对创新性问题或者矛盾提供更合理的解决方案和更好的创意；打破思维定势，激发创新思维，从更广的视角看待问题；基于技术系统进化规律准确确定探索方向，预测未来发展趋势，开发新产品；打破知识领域界限，实现技术突破
。
TRIZ理论将所面临的不同问题根据所要创新的级别加以分类，然后从TRIZ理论中找出适合的工具和模型来系统化地解决问题。用一整套的方法来处理创新问题也是TRIZ的精髓所在。
1.TRIZ的基本概念
在TRIZ理论中，很多专业概念与平常有所不同，所以在学习TRIZ理论之前有必要对概念先有个初步的了解，以便更好地理解和应用TRIZ。
技术系统
所有运行某个功能的事物可称为技术系统。任何技术系统均包括一个或多个子系统，每个子系统执行自身功能，它又可分为更小的子系统。TRIZ中 最简单的技术系统由两个元素以及两个元素间传递的能量组成。
例如，技术系统“汽车”由“引擎”“换向装置”和“刹车”等子系统组成，而“刹车”又由“踏板”“液压油”等子系统组成。所有的子系统均在更高层系统中相互连接，任何子系统的改变将会影响到更高层系统，当解决技术问题时，常常要考虑与其子系统和更高层系统之间的相互作用。
技术系统进化论
技术系统进化论属于TRIZ的基础理论，技术系统进化论的主要观点是：科技产品的进化并不是随意的，也同样遵循着一定的客观规律和模式。所有技术的创造与升级都是向最强大的功能发展的。
阿奇舒勒通过对大量的发明专利的分析，发现所有产品向最先进的功能进化时，都有一条“小路”引领着它前进。这条“小路”就是进化过程中的规律，用图例表示出来就是一条S形的“小路”，即所谓的S曲线。任何一种产品、工艺或技术都在随着时间向着更高级的方向发展和进化，并且它们的进化过程都会经历相同的几个阶段。试想，我们平日里用的手机，如果没有引入“红外”“蓝牙”“MP3”等新技术，而是一直停留在只有“通话”功能的水平上，那就必然不会带动产品的进化与升级，也就不会有高利润的效益。
下面的图例就是S曲线，它描述了一个技术系统的完整的生命周期。其横轴表示时间，纵轴表示技术系统的性能参数。其发展过程经历了4个阶段，分别是诞生期、成长期、成熟期、衰退期。
TRIZ理论的基本内容
创新等级
当阿奇舒勒对250万个专利进行研究时，发现可以根据创新程度的不同，将这些专利技术解决方法分为5个“创新等级”。
第1级：技术系统的简单改进，所要求技术在系统相关的某行业范围内（32%）；
第2级：包括技术矛盾解决方法的发明，要求系统相关的不同行业知识（45%）；
第3级：包含物理矛盾解决方法的发明，要求系统相关行业以外的知识（18%）；
第4级：包含突破性解决方法的新技术，要求不同科学领域知识（4 %）；
第5级：新现象的发现（1%）。（括号中的为占总专利比重。）
对于第1级阿奇舒勒认为不算是创新，而对于第5级，他认为“如果一个人在旧的系统还没有完全失去发展希望时，就选择一个完全新的技术系统，则成功之路和被社会接受的道路是艰难而又漫长的。因此发明几种在原来基础上的改进是更好的策略”。他建议将这两个等级排除在外，TRIZ工具对于其他3个等级创新作用更大。一般来说，等级2，3称为“革新（Innovative）”，等级4称为“创新（Inventive）”。
理想化发明创造是有级别的，级别越高，创新设计的过程越困难，则产品的市场竞争力越强。高级别产品的发明不仅需要设计人员自身的素质，更需要行业以外或全人类的已有研究成果。企业要不断地吸收不同行业的知识创新成果，并在自己的产品中应用，以永远保持企业的市场竞争力。发明创造的理想状态是理想解的实现，尽可能使企业的产品接近于其理想解是产品创新的指导思想。确定所设计产品的理想解是设计人员综合素质的体现。
把所研究的对象理想化是自然科学的基本方法之一。理想化是对客观世界中所存在物体的一种抽象，这种抽象客观世界既不存在，又不能通过实验验证。理想化的物体是真实物体存在的一种极限状态，对于某些研究起着重要作用，如物理学中的理想气体、理想液体，几何学中的点与线等。在TRIZ中理想化是一种强有力的工具，在创新过程中起着重要作用。
TRIZ理论，在解决问题之初，首先抛开各种客观限制条件，通过理想化来定义问题的最终理想解（ideal final result，IFR），以明确理想解所在的方向和位置，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涉及方法中缺乏目标的弊端，提升了创新设计的效率。如果将TRIZ创造性解决问题的方法比做通向胜利的桥，那么最终理想解就是这座桥的桥墩。
在大森林里有一个溶洞，这个洞又高又大，里面一个洞套着一个洞，村里的人发现了它，准备把它开发成旅游胜地。为了能够详细地向游人介绍这个溶洞，村里人想测量一下这个溶洞中各个洞的高度。要求既不能影响溶洞的环境，而且要注意不花费村民的大量经费，方法也要简单易行才好。请问你能找到一个又好又简单的方法么？请考虑理想化的要求。
答案就是用氢气球来测量溶洞的高度，这样既不损坏周围的环境，而且经济、简单。
理想化是科学研究中创造性思维的基本方法之一。它主要是在大脑之中设立理想的模型，通过思想实验的方法来研究客体运动的规律。一般的操作程序为：首先要对经验事实进行抽象，形成一个理想客体，然后通过想象，在观念中模拟其实验过程，把客体的现实运动过程简化和升华为一种理想化状态，使其更接近理想指标的要求。
理想化方法最为关键的部分是思想实验，或称理想实验。它是从一定的原理出发，在观念中按照实验的模型展开的实验结论。思想实验是形象思维和逻辑思维共同作用的结果，同时也体现了理想化和现实性的对立统一。诚然，思想实验还不是科学实践活动，它的结论还需要科学实验等实践活动来检验，但这并不能否认思想实验在理论创新中的地位和作用。新的理论往往与常识相距甚远，人们常常为传统观念所束缚，不易走向理论创新，因此，借助于思想实验来进行理论创新以及对新理论加以认同，不失为一种有效的手段。
理想化方法的另一个关键部分是如何设立理想模型。理想模型建立的根本指导思想是最优化原则，即在经验的基础上设计最优的模型结构，同 时也要充分考虑到现实存在的各种变量的容忍程度，把理想化与现实性结合起来。理想中的优化模型往往具有超前性，这是创新的标志。但是，超前性只有在现实条件所容许的情况下，其模型的构造才具有可行性。应当指出的是，理想模型的设计并不一定非要迁就现实的条件，有时候也需要改造现实，改变现实中存在的不合理之处，特别是需要彻底扭转人们传统的落后的思维方式和生活方式，为理想模型的建立和实施创造条件。
科学历史上，很多科学家正是通过理想化获得划时代的科学发现的，著名的有伽利略、牛顿、爱因斯坦、卢瑟福等。伽利略注意到，当一个球从一个斜面上滚下又滚上第2个斜面上时，球在第2个斜面上所达到的高度同在第1个斜面上达到的高度近似相等。他断定这一微小差异是由摩擦而产生的结果，如果摩擦消失，那么第2次的高度完全等于第1次的高度。他又推想，在完全没有摩擦的情况下，不管第2个斜面的倾斜度多么小，它在第2个斜面上总要达到相同的高度。如果第2个斜面的斜度完全消除，那么球从第1个斜面滚下来之后，将以恒速在无限长的平面上永远不停地运动下去。当然，这个实验是一个理想实验，无法真实地操作，因为摩擦力永远也不会被消除，也无法找到和制作一个无限长的平面。伽利略是理想实验的先驱，后来牛顿把伽利略的惯性原理确立为动力学第一定律，即惯性定律。
牛顿继承了伽利略的传统，在思索万有引力问题时也设计了一个著名的理想实验：抛物体运动实验。一块石头投出，由于自身重力，被迫离开直线路径，如果单有初始投掷，理应按直线运动，但其却在空中描出了曲线，最终落在地面上。投掷的速度越大，它落地前走得越远。于是，我们可以假设当速度增到如此之大，在落地前描出1, 2, 5, 100, 1 000千米长的弧线，直到最后超出了地球的限度，进入空间永不触及地球。这个实验在当时的物质条件下是无论如何不能实现的。牛顿在真实的抛体运动的基础上，发挥思维的力量把抛物体的速度推到地球引力范围之外。爱因斯坦是20世纪卓越的理想实验大师。爱因斯坦的狭义相对论源于追光理想实验。爱因斯坦创建广义相对论的突破口为等效原理，亦源于理想实验。
卢瑟福的原子有核模型是科学史上最著名的理想模型之一。1907年，卢瑟福为了验证导师的原子模型，建议研究生观察镭发射出的高速α粒子穿过薄的金属箔片后的偏转情况，结果出人意料。卢瑟福以α粒子实验为事实根据，发挥思维的力量建立起类似太阳系结构的原子有核模型，开创了原子能时代。
TRIZ的一个基本观点是“系统是朝着不断增加的理想状态进化的”。技术系统理想状态包括3个方面内容：①系统的主要目的是提供一定功能。传统思想认为，为了实现系统的某种功能，必须建立相应的装置或设备；而TRIZ则认为，为了实现系统的某种功能不必引入新的装置和设备，而只需对实现该功能的方法和手段进行调整和优化。②任何系统都是朝着理想化方向发展的，也就是向着更可靠、简单有效的方向发展。系统的理想状态一般是不存在的，但当系统越接近理想状态，结构就越简单、成本就越低、效率就越高。③理想化意味着系统或子系统中现有资源的最优利用。
技术系统的主要目的是提供一定功能。传统思想认为“为了得到这样和那样的功能，就必须建立这样和那样的装置或设备。”TRIZ则认为“为了得到这样和那样的功能，而不对系统引入新的装置和设备。”
任何技术系统都是朝着理想化发展，也就是更为可靠、简单、有效。理想系统是不存在的，但当技术系统越接近理想状态时就越简单、成本越低效率也更高。理想化也意味着系统或子系统中现有资源的最大化利用。
|
|
