TRIZ (发明问题解决理论) 如何创造知识?
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TRIZ (发明问题解决理论) 如何创造知识?

TRIZ (发明问题解决理论)

Theory of the Solution of Inventive Problems

TRIZ意译为发明问题的解决理论。TRIZ理论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,其目标是完全解决矛盾,获得最终的理想解。它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。

TRIZ创新理论简介概述

TRIZ是俄文теории решения изобретательских задач 的英文音译Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch的缩写,其英文全称是Theory of the Solution of Inventive Problems(发明问题解决理论)

TRIZ是基于知识的、面向人的发明问题解决系统化方法学。

“推创”(推动科技创新的发明)

TRIZ由一位俄国学者阿利赫舒列尔(G.S.Altshuller,又译根里奇·阿奇舒勒)及他的同事于1946年最先提出,最初是从二十万份专利中取出符合要求的四万份作为各种发明问题的最有效的解。他们从这些最有效的解中抽象出了TRIZ解决发明问题的基本方法,这些方法又可以普遍的适用于新出现的发明问题,协助人们获得这些发明问题的最有效的解。现在,国际上已经对超过250万项出色的专利进行过研究,并大大充实了TRIZ的理论和方法体系。

有的公司根据TRIZ和专利的数据库,创造出计算机辅助创新系统,使发明创新的自动化初现曙光。但是,TRIZ更多的是一种思想或者方法,人们应该通过大量的习题来掌握它,计算机是无法完全取代人的作用的。

阿利赫舒列尔于1946年开始创立TRIZ理论,其中重要的理论之一是技术系统进化理论。该理论主要有八大进化法则,这些法则可以用来解决难题,预测技术系统,产生并加强创造性问题的解决工具。

这八大法则是:

1)技术系统的S曲线进化法则;

2)提高理想度法则;

3)子系统的不均衡进化法则;

4)动态性和可控性进化法则;

5)增加集成度再进行简化的法则;

6)子系统协调性进化法则;

7)向微观级和增加场应用的法则;

8)减少人工介入的进化法则。

阿利赫舒列尔和他的TRIZ研究机构50多年来提出了TRIZ系列的多种工具,如冲突矩阵、76标准解答、ARIZ、AFD、物质--场分析、ISQ、DE、8种演化类型、科学效应等,常用的有基于宏观的矛盾矩阵法(冲突矩阵法)和基于微观的物场变换法。事实上TRIZ针对输入输出的关系(效应)、冲突和技术进化都有比较完善的理论。

矛盾(冲突)普遍存在于各种产品的设计之中。按传统设计中的折衷法,冲突并没有彻底解决,而是在冲突双方取得折衷方案,或称降低冲突的程度。TRIZ理论认为,产品创新的标志是解决或移走设计中的冲突,而产生新的有竞争力的解。设计人员在设计过程中不断的发现并解决冲突是推动产品进化的动力。

技术冲突是指一个作用同时导致有用及有害两种结果,也可指有用作用的引入或有害效应的消除导致一个或几个系统或子系统变坏。技术冲突常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突。

现实中的冲突是千差万别的,如果不加以归纳则无法建立稳定的解决途径。TRIZ理论归纳出39个通用工程参数描述冲突(目前最新的理论,已经将工程参数扩充到48个,并且提出了商用参数共31个)。实际应用中,首先要把组成冲突的双方内部性能用该39个工程参数中的至少2个来表示,然后在冲突矩阵中找出解决冲突的发明原理。

TRIZ中的发明原理是由专门研究人员对不同领域的已有创新成果进行分析、总结,得到的具有普遍意义的经验,这些经验对指导各领域的创新都有重要参考价值。目前常用的发明原理有40条,实践证明这些原理对于指导设计人员的发明创造具有重要的作用。当找到确定的发明原理以后,就可以根据这些发明原理来考虑具体的解决方案。应当注意尽可能将找到的原理都用到问题的解决中去,不要拒绝采用任何推荐的原理。假如所有可能的原理都不满足要求,则应该对冲突重新定义并再次求解。

TRIZ的四种核心能力:

1.创造性教育 - 学习如何解决任何领域(技术、营销、管理、安全等)内的创新问题

2.创新问题解决(IPS)> - 系统解决创新问题

3.预期故障测定(AFD) - 积极分析和消除现有或潜在系统故障

4.直接进化(DE) - 用I-TRIZ开发未来几代系统,并控制系统进化

TRIZ理论主要体系 8大技术系统进化法则

促使我们知道技术系统是如何进化的,为技术创新指明方向。

2. IFR最终理想解

促使我们明确理想解所在的方向和位置,避免由于折中法缺乏目标所带来的弊端。

3. 40个发明原理

指引发明的原理,使创造性思维得到扩张

4. 39个通用参数和阿奇舒勒矛盾矩阵

通过对矛盾的分析,在矛盾表中查找可能的解法,解法是由40个发明原理组成的

5. 物理矛盾和分离原理

促使我们发现物理矛盾的11条分离方法和4大分离原理。

6. 物-场模型分析

一种重要的问题描述和分析工具,用以建立与已存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模型。可以通过物-场分析法描述的问题一般称为标准问题,可以采用76个标准解法进行求解。

7. 76个标准解法

针对标准问题提出的解法,标准解法是TRIZ高级理论的精华之一。

8. ARIZ 发明问题解决算法

非标准问题主要应用ARIZ来进行解决。ARIZ的思路是将非标准问题通过各种方法进行变换,转化为标准问题,然后应用76个标准解法来予以解决。

9. 科学原理知识库

物理、化学、几何等领域的科学原理可以有效帮助发明问题的解决,并为技术创新提供丰富的方案来源。

现代TRIZ的研究进展

目前,其结果主要集中在4个TRIZ模式上。

1、III(Ideation International Inc)模式 该公司主要核心研究力量是来自于前苏联Kishnev的TRIZ学校的专家# 他们认为, TRIZ的许多方法分支太多,也过于复杂,因此必须提供一些方法和过程作为分析这些问题方法的统一入口。   根据有害和有用影响的区分,手工绘出问题中各部分因果关系网络图,利用软件工具对图中每一个节点能够自动列出问题的看法或者解决方法意见。每一个看法为使用者推荐了合适的传统TRIZ工具。III模式还开发了“创新环境调查问卷”以及预期失效判定和演变指导。III模式的主要不足是得出的看法通常是节点的3~4倍,对于复杂问题有时会显得非常冗长。

2、IMC(Inventive Machine Corp)模式   IMC公司是由前苏联人工智能和TRIZ专家Tsourilov博士移民到美国后创建的。为了解决具有技术和物理矛盾的“困难”工程问题,IMC努力将解决矛盾的创新原则、分隔原则、效果库等知识库工具集成为软件TechOptimizer。由于引入了相应的现代软件开发和人工智能技术,该软件具有容易使用与界面友好的特点。该软件分为2个集合,包括5个模块。集合1:原则模块、预测模块、效果模块;集合2:TechOptimizer模块、特征转换模块。原则模块负责从知识库给出类似的例子消除矛盾,效果模块允许从专利数据库获取类似的物理、化学和地理成果,而预测模块则是参照其演化趋势数据库中的22个演化趋势和200多个分模式对问题得出未来的解决方法。集合2个模块则负责对问题进行分析,使问题清晰化。

3、SIT/USIT模式   SIT(Systematic Inventive Thinking)模式原由移民到以色列的TRIZ专家Filkosky在1980年左右创立,目的是简化TRIZ以便使其被更多人接受。1995年福特公司Sickafus博士将SIT模式进行结构化形成USIT(Unified Strctured Inventive Thinking)模式,该模式能帮助公司工程师短时间内(3天培训期)接受和掌握TRIZ,为实际问题在概念产生阶段快速地产生多种解决方法),USIT将TRIZ设计过程分为3 个阶段:问题定义、问题分析和概念产生,它将解决方法概念的产生简化为只有4种技术(属性维度化、对象复数化、功能分布法和功能变换法),而不需要采用知识库或计算机软件。但USIT解决问题的好坏依赖于问题解决人员知识的广度和深度。

4、RLI(Renaissanoe Leedership Instiute)模式   该模式是由RLI公司的分支机构Leonadnda Vinci研究院的一些专家开发的。RLI模式对TRIZ的贡献主要体现在:(1)针对TRIZ的复杂性,开发了8个解决问题的算法;(2)针对物质场分析工具存在的缺陷,提出运用三元代替物质场的三元分析法(Triad Analysis),并将其结合到所开发的8个发明算法中。

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