TRIZ-创新基本理论与方法

TRIZ创新基本理论与方法SHANQIUTRIZ理论的起源TheoriginsofTRIZtheory第一节

TRIZ理论最早来源于阿奇舒勒。TRIZ理论是阿奇舒勒（G.S.Altshuller）在1946年创立的，Altshuller也被尊称为TRIZ之父。1946年，Altshuller开始了发明问题解决理论的研究工作。Altshuller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，是有规律可循的。人们如果掌握了这些规律，就能主动地进行产品设计并能预测产品的未来趋势。以后数十年中，Altshuller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，苏联的研究机构、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与法则，建立一个由解决技术、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。SHANQIUTRIZ理论核心思想、基本特征和优势Thecoreidea,basiccharacteristicsandadvantagesofTRIZtheory第二节一TRIZ理论核心思想和基本特征TRIZ理论的核心思想主要体现在三个方面：

在解决发明问题的实践过程中，人们遇到的各种矛盾及相应的解决方案总是重复出现的，技术系统进化的模式在不同的工程及科学领域交替出现。1

这种解决技术矛盾的发明原理与方法，虽然数量并不多，但在不同的工业及科学领域交替出现，一般科技人员都可以学习并掌握。2创新经常应用行业以外的科学成果来拓展思路、打破思维定势。3二特点优势TRIZ的理论核心包括基本理论和原理，具体包括：总论（基本规则、矛盾分析理论、发明的等级）；技术进化论；解决技术问题的39个通用工程参数及40个发明方法；物场分析与转换原理及76个标准解法；发明问题的解题程序（算子）；物理效应库。

总之，TRIZ是一个包括由解决技术问题，实现创新开发的各种方法到算法组成的综合理论体系，如图4-1所示：SHANQIUTRIZ解决问题的过程TRIZproblemsolvingprocess第三节

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，而不是采取折中或者妥协的做法，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，快速发现问题的本质或者矛盾，它能够准确地确定问题的探索方向，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。SHANQIUTRIZ理论的基本哲理ThebasicphilosophyofTRIZtheory第四节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“寻找发明问题的解决方案”就意味着在利用折中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他科学与工程的知识。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。SHANQIUTRIZ理论主要内容ThemaincontentofTRIZtheory第五节

TRIZ理论解决创新性问题的思路在于它采用科学的问题求解方法。首先，要对一个特殊问题加以分析、定义、明确；其次，根据TRIZ理论提供的方法，将需要解决的问题转化为一个类似的标准问题；再次，针对不同的标准问题模型，应用TRIZ理论已总结、归纳出的类似的标准解决方法，找到对应的TRIZ标准解决方案模型；最后，将类似的标准解决方案模型，应用到具体的问题之中，就可以得到最终解决方案（见图4-2）。当然，某些特殊问题也可以利用头脑风暴法直接解决，但难度会很大。一产品进化理论

TRIZ中的产品进化理论将产品进化过程分为4个阶段：婴儿期、成长期、成熟期、退出期。处于前两个阶段的产品，企业应加大投入，尽快使其进入成熟期，以便企业获得最大效益；处于成熟期的产品，企业应对其替代技术进行研究，使产品取得新的替代技术，以应对未来的市场竞争；处于退出期的产品，企业利润急剧下降，应尽快淘汰。这些可以为企业产品规划提供具体的、科学的支持。

产品进化理论还研究产品进化模式、进化定律与进化路线。应用模式、定律与路线，设计者可较快地确定创新设计的原始构思，使设计取得突破。二冲突解决原理

冲突解决原理是获得冲突解决所应遵循的一般规律。TRIZ引导设计者挑选能解决特定冲突的原理，其前提是要按标准工程参数确定冲突，有39条标准冲突和40条原理可供应用。在TRIZ理论中，将冲突分为三类：管理冲突、物理冲突和技术冲突。二冲突解决原理（一）发明原理1—分割1.将一个物体分成相互间独立的部分。2.将一个物体分成容易组装和拆卸的部分。3.提高系统的可分性。（二）发明原理2—抽取（分离）1.从物体中抽出产生负面影响的部分或属性。2.从物体中抽出必要的部分和属性。二冲突解决原理（三）发明原理3—局部质量1.将物体、环境或外部作用的均匀结构变为不均匀的。2.让物体的不同部分各具不同功能。3.让物体的各部分均处于各自的最佳状态。（四）发明原理4—增加不对称性1.将物体的对称外形改为不对称的。2.增加不对称物体的不对称程度。二冲突解决原理（五）发明原理5—组合1.在空间上，将相同物体或相关操作加以组合。2.在时间上，将相同或相关的操作进行合并。（六）发明原理6—多用性

使一个物体具有多种功能，例如，集打印、复印、扫描、传真多种功能的一体机。智能手机App是手机完善其功能，为用户提供更丰富的使用体验的主要手段。一站式购物—超市同时提供保险、银行服务、燃料及报纸销售等业务。精简机构，实现一个部门多项职能，一人多职。满足客户多元化需求，提供多元化服务。工业界的标准是多用性原理的一种常见应用。在某种标准之下生产的零件，在与该标准相协调的系统内具有多用性用途。二冲突解决原理（七）发明原理7—嵌套（八）发明原理8—重量补偿

将一个物体嵌入另一个物体，然后将这两个物体再嵌入第三个物体，以此类推。1.通过与环境（利用空气动力、流体动力、浮力等）的相互作用，实现物体的重量补偿。2.将某一物体与另一能提供上升力的物体组合，以补偿其重量。二冲突解决原理（九）发明原理9—预先反作用（十）发明原理10——预先作用1.在应用之前，预先对物体（部分或全部）做必要的改变。2.做预先安排，使之能第一时间在最方便的地方投入使用。1.事先施加反作用，以抵消不利影响。2.如果处于或将处于受力状态，预先施加影响。二冲突解决原理（十一）发明原理11—事先防范（十二）发明原理12—等势采用事先准备好的应急措施，补偿物体相对较低的可靠性。改变物体的工作状况，以减少直接将物体提升或下降的需要。二冲突解决原理（十三）发明原理13—反向作用（十四）发明原理14—曲面化1.用相反的动作，代替所规定的动作。2.将物体上下颠倒或内外翻转。3.让物体或环境，可动部分不动，不动部分可动。1.将物体的直线或平面部分用曲面或球面替代，改立方体结构为球形结构。2.使用滚筒、球状、螺旋状结构。3.改直线运动为螺旋运动，应用离心力。（十五）发明原理15—动态特性1.调整物体或环境的性能，使其在工作的各个阶段达到最佳状态。2.分割物体，使其各部分可以改变相对位置。3.使静止的物体可以移动或具有柔性二冲突解决原理（十六）发明原理16—不足或过度作用（十七）发明原理17—多维化1.将一维变为二维或三维结构。2.单层排列的物体，变为多层排列。3.将物体倾斜或侧向放置。4.利用照射到临近表面或物体背面的光线。（十五）发明原理15—动态特性1.调整物体或环境的性能，使其在工作的各个阶段达到最佳状态。2.分割物体，使其各部分可以改变相对位置。3.使静止的物体可以移动或具有柔性如果难以实现百分之百的功效，则应当取得略小或略大的期望效果将问题简单化。二冲突解决原理（十六）发明原理16—不足或过度作用（十七）发明原理17—多维化1.将一维变为二维或三维结构。2.单层排列的物体，变为多层排列。3.将物体倾斜或侧向放置。4.利用照射到临近表面或物体背面的光线。（十八）发明原理18—机械振动1.使物体处于振动状态。2.提高物体振动频率。3.利用共振现象。4.用压电振动代替机械振动。如果难以实现百分之百的功效，则应当取得略小或略大的期望效果将问题简单化。二冲突解决原理（十九）发明原理19—周期性作用（二十）发明原理20—有效持续作用1.消除空间或间歇性动作。2.物体的各个部分同时满载工作，以提供持续可靠的性能。（二十一）发明原理21—快速作用1.用周期性动作或脉冲，代替连续动作。2.如果动作是周期性的，改变其运动频率。3.利用脉冲间隙来执行另一个动作将危险或有害的作业在高速下运行。二冲突解决原理（二十二）发明原理22—变害为利（二十三）发明原理23—反馈1.在系统中引入反馈。2.如果已引入反馈，改变其大小或作用。1.将有害的要素相结合进而消除有害的作用。2.利用有害的因素，得到有益的结果。3.增大有害性的幅度，直至有害性消失。……三物质—场分析标准解Altshuller对发明问题解决理论的贡献之一是提出了功能的物质—场（Substance-field）描述方法与模型。其原理为，所有的功能都可分解为两种物质及一种场，即一种功能由两种物质及一种场的三元件组成。产品是功能的一种实现，因此，可用物质—场分析产品的功能，这种分析方法是TRIZ的工具之一。依据该模型，Altshuller等提出了76种标准解，并分为如下5类。●不改变或仅少量改变已有系统：13种标准解。●改变已有系统：23种标准解。●系统传递：6种标准解。●检查与测量：17种标准解。●简化与改善策略：17种标准解。由已有系统的特定问题，将标准解变为特定解即为新概念。四效应

效应指应用本领域特别是其他领域的有关定律解决设计中的问题。如采用数学、化学、生物、电子等领域中的原理解决机械设计中的创新问题。

在解决实际问题的过程中，往往需要多个不同专业的知识，如各种各样的物理效应、化学效应或几何效应，以及这些效应的某些方面。我们可以借助科学效应对应表，通过如下5个步骤解决实际问题。第一问题分析第二查找功能代码第三查询科学效应第四效应取舍第五方案制定五ARIZ：发明问题解决算法

TRIZ理论认为，一个问题解决的困难程度取决于对该问题的描述或程式化方法，描述得越清楚，问题的解就越容易找到。TRIZ中，发明问题求解的过程是对问题不断描述、不断程式化的过程。经过这一过程，初始问题最根本的冲突被清楚地暴露出来，能否求解已很清楚，如果已有的知识能解决该问题则该问题有解，如果已有的知识不能解决该问题则该问题无解，需等待自然科学或技术的进一步发展。该过程是靠ARIZ算法实现的。原则●ARIZ是通过确定和解决引起问题的技术矛盾来实现的。●问题解决者一旦采用ARIZ来解决问题，其惯性思维因素必须被加以控制。●ARIZ也需要不断地获得广泛的、最新的知识基础的支持。步骤①分析问题；②分析问题模型；③陈述IFR和物理矛盾；④动用物质—场资源；⑤应用知识库；⑥转化或