浅谈TRIZ创新方法

摘要：在“创新驱动发展战略”已成为国家战略的今天，“如何创新”已成为所有企业和个人不得不面对和解决的问题。TRIZ理论是当前最高效和实用的创新方法。本文从TRIZ创新方法的来源、理论的基本概念、创新的思路和发明原理等进行阐述，以供工程技术人员研讨，并促进其被推广和实施。

关键词：创新、TRIZ、发明、原理、方法

0、引言

新一轮世界科技浪潮来袭，我国产业亟待转型升级，科技创新的重要性愈发凸显。而创新是有规律可循的，TRIZ创新方法就是一套解决创新问题，提高创新效率的好方法。企业技术人员掌握TRIZ方法，相当于走上了创新之捷径，将大大提高新产品开发效率，并能缩短新产品的上市时间。

1.TRIZ理论的起源

20世纪40年代，苏联科学家阿奇舒勒在阅读了大量专利文本后，发现那些貌似独立的专利存在着一些解决问题的通用模式，因此推论，将那些有用的模式、方法进行提练和重组，可以形成一套系统系统化的理论，就可以用来指导后来者的发明创新了。他据此着手验证自己的思想，并于1961年出版了图书《如何学会发明》。随着该理论在苏联境内影响力的提升，逐渐成为了科学家、发明家以及工程师解决问题的有力武器。该理论后经苏联1500多名专家的研究、提炼和升华，最终形成了一整套创新方法体系TRIZ。它包含了大量实用的创新方法工具，可以针对实践中的各类工程技术问题进行剖析和解答。

2.TRIZ理论的基本概念

2.1发明等级

发明分五个等级：分别为合理化建议、适度新型革新、本质性的改进、全面升级、突破性的新发现。

2.2技术系统

系统分为子系统和超系统。

2.3理想度

理想度公式：

a、增加有用功能的数量，或提升现有有用功能的质量。

b、减少有害功能的数量，或者减低现有有害功能的危害。

c、减小系统的体积和重量，降低系统实现功能所需的时间、能量，以及充分利用系统内可用资源等。

2.4理想化最终结果

技术系统能够实现既定有用功能，但不占据时间、空间，不消耗资源，也不产生有害功能。

3.创新方法

3.1系统功能分析与系统裁剪法

3.1.1 建立功能模型图，用规范化的功能描术，揭示整个技术系统所有组件之间的相互作用关系以及如何实现系统功能，并识别出有用功能和有害功能。

a、组件分析：描述组成系统的组件以及超系统组件。

b、相互作用分析：描述组件之间的相互作用关系。

3.1.2系统裁剪

功能分为有用功能和负面功能，其中负面功能又可分为有害功能、不足功能及过度功能。

根据系统需要，尝试将系统中的某些组件予以裁剪，同时把它有用的功能提取出来，让系统中的其他组件或超系统去实现这个功能，从而达到降低成本、提高系统理想度的目的。

a、精简组件数量，降低组件成本；

b、优工功能结构，合理布局系统架构；

c、提升功能价值，提高系统实现功能的效率；

d、消除过度、有害、重复的功能，提高系统理想化程度；

e、更好地利用系统内外部资源。

3.2系统因果分析法

以系统发民变化的因果关系为依据，抓住系统发展变化的主要矛盾与次要矛盾的相互关系。

常见的因果分析方法：

a、5W1H即：何因、何事、何地、何时、何人、何法；

b、FMEA：失效模式及影响分析；

c、鱼骨图分析

d、因果矩阵分析

e、故障树分析

f、DOE（试验设计）

因果分析最终目的是发现问题产生和发展因果链中的薄弱，从而为问题解决找到突破方向。

3.3系统资源分析法

在TRIZ理论中，需要对一切可被人类开发和利用的物质、能量和信息，都是资源。资源可分为物质资源、能量资源、信息资源、时间资源、空间资源和功能资源。在设计中，考虑各种资源有助于开阔设计者眼界，他们能够打破问题的框架，获得创造性的解决方案。

3.3.1九屏幕法：对情境进行整体考虑，不仅考虑当前的情境，还要考虑它们在系统层次和时间上的情境变化。进而从提供资源以解决问题的角度出发，达到抵消所探讨问题的不良作用，或消除它的不良后果的目的。

3.3.2扩展型资源列表：从现在、过去、将来获取所需的资源，进一步地引导学员有目的地发散思维，以寻找解决方案。

3.4矛盾分析与发明原理法

3.4.1矛盾是发明问题的核心。矛盾分析是如何准确而合理地将问题中蕴藏的矛盾抽取出来，将多样化的具体问题转化为规范的典型问题，这将直接影响到后续解决矛盾的效率和效果。

a、技术矛盾： 即当技术系统的某个工程参数得到改善时，可能会引起另外一个工程参数的恶化。

b、物理矛盾：为了实现某种功能，对同一个对象（或同一个子系统）的同一个工程参数提出了互斥的要求。

可利用TRIZ系统提供的矛盾原理，进行查询，将产生若干个可行的方案作参考。设计者由此获得灵感，而获得创新方法。

3.4.2 发明原理

TRIZ理论从大量发明方案总结、提炼出解决矛盾的40个发明原理，能够指导人们解决大部分的发明问题。

3.4.3矛盾矩阵及应用

40个发明原理与39个通用工程参数相结合，形成了矛盾矩阵。使用者从纵向排列的39个工程参数中选出得到改进的一个，再从横向排列的39个工程参数中找到恶化的一个，在行列相交的一栏中找到对应的发明原理，经过几次尝试就可以找到典型解决方案。

3.4.4物理矛盾和分离原理

技术矛盾的背后往往隐含着物理矛盾，技术矛盾一般都可以转化为物理矛盾加以解决。因此物理矛盾通常成为解决问题的核心所在。将技术矛盾向物理矛盾转化，有助于我们了解矛盾问题的本质。与此同时，研究者建立了四个分离原理与40个发明原理之间的关系，这对迅速分析矛盾并加以解决大有帮助。

a、原理分为：空间分离原理、时间分离原理、系统分离原理、条件分离原理。

b、围绕矛盾矩阵和发明原理，可形成二个思路，一是围绕需求试图构建新的解决方案构建矛盾。二是对已有的解决方案进行改进。

c、构建完技术矛盾后，可对技术矛盾进行转化。

d、通过所构建的矛盾查找发明原理，根据发明原理的提示构建解决方案。

3.5物-场模型及标准解法

TRIZ利用物质和场来描述系统问题的方法叫做物-场分析法。在分析某个具体的技术系统时，建立的模型叫做物-场模型。标准解系统是对标准发明问题进行求解的工具。

3.5.1两个物体间的作用都可用两个物质和一个场的基本模式来描述。常用的场包括引力场（重力场）、热力场（温度场）、电磁场、光场、原子场（核能量）等。

3.5.2根据物-场模型可以对系统功能进行详细分析，如果构建的物-场模型表示出系统缺乏基本要素，或有益作用不足，或存在有害作用，TRIZ给出了相应的76个标准解来解决问题。

8.结论

总体而言，TRIZ是当前最高效的实用性创新方法，其本质是一种系统性创新的方法，能够使工程师在创新的过程中不用再依靠试错和灵感，而直接采用系统化的思维方式和结构化的工具来构建解决方案。企业技术人员掌握TRIZ方法，相当于走上了创新之捷径，将大大提高新产品开发效率，并能缩短新产品的上市时间。

参考文献：

[1]姚威 韩旭 储昭卫 ，创新之道 TRIZ  理论与实战精要[M]北京： 清华大学出版社 2019