自然辩证法概论2

《自然辩证法概论》课程论文

TRIZ理论方法研究展望

学生姓名：宋超

学号：1112393002 专业：工业工程 学院：电气学院 导师姓名：吕智林

学期：2011-2012/上 任课老师：严建新

诚 信 声 明

我郑重声明：本人提交的《自然辩证法概论》课程论文是由本人独立完成的，在正文中和在文末的参考文献中已全部标注并列出了文中所引用的他人的学术成果、观点、图表或论述，保证此文符合学术道德规范的要求。

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TRIZ理论方法研究展望

宋超

电气学院工业工程专业2011级;学号1112393002

摘要：TRIZ理论方法为创新开发提供了重要的思想和开发模型，把人们从个人层次的创新提升到群体层次，把大量的“穷举”式创新，推动到有计划有步骤有逻辑联系的新式创新。文章利用学校现有可用的搜索引擎google学术和cnki对中国近10年来（2001~2011）的TRIZ理论进行研究和剖析，对近年来的TRIZ理论在中国的发展给出一个定量的研究成果

关键词：TRIZ理论方法；搜索引擎；研究近况；实践思考

1.介绍

TRIZ理论是由阿奇舒勒（Altshuller）在苏联专利局期间，对创新活动的规律进行研究，提出的一种解决问题的方法。TRIZ由解决技术问题和实现创新开发的各种工具、算法组成。

在技术与非技术领域，TRIZ理论在创新性地解决问题方面有越来越多的成功案例。全球财富500强的许多公司（如福特公司、宝洁公司和三菱公司等）都已使用TRIZ理论以更快的速度开发更具竞争力的产品。越来越多的小公司和个体企业也都在使用TRIZ理论。TRIZ理论被运用到各个领域，如市场营销、教育、以及管理领域，人们运用该理论去解决遇到的各种问题。很多人原先认为创新能力仅为某些人具备而另一些人则缺乏，但通过TRIZ理论的学习，他们也相信每一个人都能变得富有创造性。[1]

鲁东大学的孙峰华教授[2]认为,把TRIZ理论研究的历史分为“古典”和“现代”两个时期并不恰当.根据TRIZ研究的最新的发展过程,研究的历史可划分为4个时期:TRIZ萌芽期(1946—1955年)， TRIZ初建期(1956—1985年)， TRIZ发展期(1986—1990年)， TRIZ成熟期(1991—至今)。本文重点讨论中国近10年的TRIZ发展状况。

TRIZ的主要组成为了解决冲突问题(矛盾),TRIZ建立了一系列的工具和原则,它们大致可以分为三类:TRIZ的理论基础、分析工具和知识数据库。

阿奇舒勒给出了技术系统演变的八个模式,它们对于产品的创新具有重要的指导作用:

1)技术系统演变遵循产生、成长、成熟和衰退的生命周期; 2)技术系统演变的趋势是提升理想状态;

3)矛盾的导致是由于系统中子系统开发的不均匀性; 4)首先是部件匹配,然后失配;

5)技术系统首先向复杂化演进,然后通过集成向简单化发展。 分析工具：

1）解决技术矛盾的矛盾矩阵为了解决由参数变化引起的技术矛盾,阿奇舒勒从他所研究的4万个专利解决方法中发现只有39个参数改进或劣化,每个问题可以描述为39个参数中任意2个参数间的冲突,过去的许多专利从不同领域多次重复地解决了这些矛盾,阿奇舒勒根据这些解决方法总结了40条创新原则用于解决这些矛盾。他把39个参数分别作为改善参数和劣化参数作为一张表的行和列,由此组成了一个39×39矛盾矩阵,并为行列交叉点形成的每个矛盾提供了最常

用的创新原则。但值得注意的是并不是每个参数都构成矛盾。 2） 物质场分析是TRIZ对与现有技术系统相关问题建立模型的工具,技术系统中最小的单元由两个元素以及两个元素间传递的能量组成,执行一个功能,阿奇舒勒把功能定义为两个物质(元素)与作用于它们中的场(能量)之间的交互作用,也即是物质S2通过能量F作用于物质S1,产生的输出(功能)。 3）.ARIZ

对于某些复杂问题,由于没有明显的矛盾表现,不能直接依靠矛盾表或物质场分析解决,必须对其分步进行分析并构建矛盾。ARIZ是为复杂问题提供简单化解决方法的逻辑结构化过程,是TRIZ的核心分析工具。它随着时间推移,出现了多个版本,主要的有1977、1985和1991版本,各版本之间差异在于设计步骤数目不同。

40个创造性原理可以解决技术冲突矩阵中的1288个冲突,另外194个冲突还没有得到解决,因为当时还没有出现解决这些冲突的专利。40个创造性原理为:1分割;2取出;3部分改变;4对称性;5组合;6多面性、多功能;7嵌套;8配重、平衡重;9事先反作用;10动作预制; 11事先对策预防; 12等位性; 13逆问题; 14回转、椭圆性; 15动态性; 16过渡的动作; 17一维变多维;振动;19周期性动作;20有用动作持续;21超高速作业;22变害为益;23反馈;24中介;25自助机能;26代用品;27用便宜、寿命短的物体代替昂贵、耐用的物体;28机械系统的替代;29空压机构、液压机构;30采用柔性的薄膜31使用多孔性材料;32改变颜色;33同质性;34零部件的废弃和再生;35物体的物理和化学状态变化;36相变化;37热膨胀;38使用强力氧化剂;39不活性环境;40复合材料

2方法论

阿奇舒勒的TRIZ理论Google学术和CNKI现有出版物（2001~2011）出版年份，出版物类型，引用出处，作者，题目研究热点和发展方向图1研究方法

本文通过对google学术和cnki两个搜索引擎的应用，提取和TRIZ相关的1552篇文章，收录相关期刊，文章，论文，会议的研究标题，把相应领域文章列入Excel表格中，对近年来中国对TRIZ理论的研究方向和研究进展试图给出相应的热点和方向。

图1解释了研究的思路，由阿奇舒勒的TRIZ方法理论出发，应用两种搜索引擎对2001年和2011年的TRIZ方法研究进行分析对比。对题目中带有TRIZ的文章按照关键词进行分类，对中国今年来的TRIZ理论发展热点进行归类。

3分析与发现

在所有关键词中，出现最多的为QFD（质量展开法），产品设计，服务业，矩阵，决策还包括其他种类医学，采矿等等。在总共的1552篇文章中涉及到 关键词 相应文章数目 689 QFD，质量 962 产品和模式设计 459 生产服务 22 冲突矩阵 7 医学 3 采矿 表1 关键词对应文章数目

2000年10月欧洲成立TRIZ协会(ETRIZA), 欧洲TRIZ理论的实践欧洲于2000年10月成立TRIZ协会ETRIZA,旨在推进TRIZ理论在欧洲的研究和应用.例如,以瑞典皇家工科大学(KTH)为中心,集中十几家企业开始TRIZ的生产和实践。2001年Mann开展了生物学与TRIZ整合的研究。清华大学的马怀宇，孟明晨通过对TRIZ创新理论原理、质量功能配置(QFD)等设计方法的研究与运用,提出了基于QFD、功能分析(FA)和TRIZ的概念设计过程的集成模型。分析了如何规范从设计需求分析到设计方案提出等一系列过程,给出了各阶段解决具体问题的方法和工具,并对简单纺纱机构进行了实例分析,达到了预期效果。[2]2002年Masaya研究了TRIZ分割原理在航空机场分区管理中的应用, 2003年Mann,Zlotin,Zusman等认为阿奇舒勒的39个工程参数已经无法满足目前产品发展的形势,他们提出了48个工程参数,又补充了37个组合创新原理,使TRIZ更加实用。南京大学郑称德对质量工程中的TRIZ方法给出了自己的若干模型。[3]2004年, Belsk,i Dour-son,Marsh等学者研究了TRIZ的40个发明原理在非技术领域中的应用。 复旦大学的垄益鸣，丁明芳教授认识到TRIZ方法应该与QFD和田口方法的联合应用。[4]2005年英国学者Fey和Rivin探讨了利用TRIZ开发新产品。河北工业大学的张东升教授主张依据TRIZ理论,考虑管理科学发展的规律和管理理论不断创新的历史,把 TRIZ的理论和方法在应用于管理创新。[5]2006年Loh等人为TRIZ理论的应用开发软件进行专利自动分类。天津大学的梁文宾把TRIZ方法与QFD方法相结合，引入中国服务业的生产实践中，以实证研究的方式将 QFD 与 TRIZ 集成的方法运用到服务领域，避免服务设计过程的盲目性和随意性，有利于服务企业持续创新能力的提高。[6]2007年Cavallucci和Rousselot研究了进化假设在连接工程系统进化与系统参数的作

用,同年Cavallucci和Khomenko论述了TRIZ及OTSM-TRIZ解决复杂创新设计的功用。中国科技大学的李萌将DEA引入TRIZ理论体系中。[7]2008年Akay等学者把TRIZ理论看成是在生产环境中解决人的因素的协同工具。这一时期TRIZ研究的特点是,深入研究TRIZ理论在生产实践中存在的问题,开发TRIZ软件系统,把TRIZ理论与其它创新理论整合,不断拓宽其应用领域。

TRIZ理论解决发明问题的工具主要指冲突矩阵、分离原理、76个标准解、理想解、ARIZ算法、产品技术进化理论、科学效应。今年来应用于生产生活的各个方面。比如产品外形设计，服务业，实用新型产品等等方面。

通过对近年来的TRIZ现有文献分析，我们可以发现TRIZ的理论研究并不是很多，在其基础理论的冲突矩阵和各种方法上，只有一些修正和补充，或者是应用在不同领域时，对TRIZ方法的应用上略有不同。

主要的TRIZ 理论方法的文献是在应用方向上。涉及广到农用产品，工业生产线的改进和新型服务业中的应用。主要为各种产品的界面设计，功能设计和生产线的优化设计等方面。

分析其原因，主要是因为TRIZ从一开始就带有强烈的实践属性，它的产生就是阿奇舒勒对各种专利创新的总结，对于5级创新问题（阿奇舒勒认为创新等级从低到高分为1~5级）解决的新型思考。从一出生起，TRIZ方法及其理论体系就带着强烈的实践性。

另一方面，我们看到随着服务业的发展，对服务链和服务产品的设计需求也在上升，TRIZ方法以其广泛的切入口为服务业的设计消除盲目性和提高可靠性方面做出了贡献。大量的把TRIZ方法投入到第三产业的设计和开发中，将是未来的趋势。前有关企业管理创新的研究成果还不能为企业提供一套可用于实际操作的方法。TRIZ是已经被实践证明了的应用于技术创新的有效方法,它的基本思想和方法完全可以应用于管理创新方法的研究,尽管技术对象系统与管理对象系统之间存在差别。成功应用TRIZ于管理创新方法中,关键是要结合管理对象系统的特征对TRIZ方法进行创新。如何可以将TRIZ应用于管理创新也会是未来研究的趋势。

TRIZ应用于管理创新的基本思路：第一类系统:直接对象不包括人的系统,如炼油装置系统等;第二类系统:直接对象包括人的系统,如企业、学校、医院等。管理对象系统与技术对象系统的区别主要表现在以下两个方面,解决这两个方面的问题也是解决管理创新方法的难点。[4]

对于QFD方法。QFD 是一个有效的技术创新工具。QFD把顾客需要依次转换为产品特征、零部件要求、工艺要求和生产甚至服务要求，从而把产品创新和工艺创新之间的本质联系体现出来，完成技术创新的整体功能。尽管 TRIZ 提供了一系列解决困难问题的工具,但设计人员需凭借经验确定“做什么”，而 QFD 虽然能确定为满足用户需求要“做什么”,但不能有效解决“如何做”，将两者有机结合则能解决设计过程中“做什么”及“如何做”的问题。QFD 与 TRIZ 集成起来运用到服务领域，避免服务设计过程的盲目性和随意性，这就要求新的理论和实践发展。近20年来，服务设计流程的正规化促进了一系列新服务开发过程模式的产生。尽管很多模式包含了从服务产品产生到最终商业化的一系列过程，但是却存在着过于简单化和缺乏具体操作指导的问题。最近的研究也发现，尽管创意产生是整个服务开发流程的重要阶段，但却没有得到研究者的充分重视。因此，服务开发者往往忽视创意产生的阶段而采取了随意的方法和过程。这使得新服务开发的效果受到影响。在某种程度上，这是由人类思维的心理惰性造

成的，这种心理惰性只注重已知的方法，而避免未知的方法。Menor,Tatikonda, and Sampson[17]等人认为需要在服务开发中引入新的有效的方法和技巧。这里我们将TRIZ引入服务领域，提供一个新的方法来识别、产生、评估服务问题的可行解决方案。

理论研究中在这一部分，提出新的方法来识别 TRIZ 中的冲突。这种新方法不是 TRIZ中的传统方法“物质—场模型”，而是质量屋。TRIZ 中冲突分为技术冲突和物理矛盾。技术冲突是指当系统的某个特性得到改善，常常会引起另外的特性或参数恶化。物理矛盾则是指系统中的一个子系统或部件同时具有相反的要求。

在时间轴上，对文献进行比较，10年来关TRIZ所有的文章分为：

年份 文章数目 2001 7 2002 19 2003 24 2004 35 2005 59 2006 79 2007 128 2008 191 2009 222 2010 285 2011 337 表2十年分别统计数据

从上面的表2 我们可以看出，TRIZ的研究在中国方兴未艾，在近十年来一直呈现出一个上升趋势，从开始2001年的几篇只是介绍性的文章和理论性文章，慢慢和中国的生产实际相结合，应用于第二产业和第三产业中。涉及的范围从理论层次变成理论与实践相结合，偏重实践环节。涉及的领域从单纯的创新专利到产品的设计和开发，服务链的设计和开发，甚至涉及到一些特种行业。

4结论

1）从2001年到2011年的十年中，中国的TRIZ理论方法研究从数量上有了很大的提高，从最初的7篇上升到去年的337篇，上升了几十倍的数量。

2）从2001年到2011年的十年中，中国的TRIZ理论研究涉及的范围越来越广，从单纯的专利创新到如今的服务设计，产品设计。

3）越靠近现在，中国的TRIZ理论研究越向实践环节倾斜，和生产相结合的越是紧密。这一点上与国外的发展趋势相同。

4）产品设计的范围很广，但主要是界面和产品性能设计，还不是最复杂的第五级别的创新，与TRIZ设计的初衷有一定差别。这也从一个侧面证明了TR5IZ方法还有很大的发展空间。

5论文不足和思考

论文的思路比较简单，是对2001年到2011年这10年来中国TRIZ方法的现

有文献进行比较，并未与生产实际相结合，这也是限于作者的能力和阅历。希望以后可以通过相应的接触企业或者工厂的具体环节，写出更加切合实际的想法和建议。

文章的比较是粗略的，只对关键词数量进行了比较，由于时间关系并没有对所有文章的细节加以追究。由于涉及的领域极多，对相同的关键词，不同领域肯定有不同的特点。比如计算机模拟和农产品功能设计都有着产品设计的关键词，但是他们的领域和所用的方法明显不同，但这些在论文中都无法比较出来，而且

化为一类。

如果有更多的精力。我希望对相同关键词的不同领域进行比较，可以比较出不同的方法和解决问题的步骤。还可以对同一个关键词的文章进行10年的研究，比如QFD的进展情况。

另外也可对服务业中何时开始出现TRIZ的应用和数据的发展做一个比较，比较出来服务业中TRIZ进展情况。对于较少的医学和矿业可以不予考虑。

参考文献

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[17]Menor, L., M. V. Tatikonda, and S. E. Sampson , New Service Development:Area for Exploitation and Exploration, Journal of Operations Management,2002,vol.20, 135-157

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