TRIZ及案例

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是基于知识的、面向人的发明问题解决系统化方法学。

TRIZ是基于知识的方法

（1）TRIZ是发明问题解决启发式方法的知识。这些知识是从全世界范围内的专利中抽象出来的，TRIZ仅

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采用为数不多的基于产品进化趋势的客观启发式方法； （2）TRIZ大量采用自然科学及工程中的效应知识；

（3）TRIZ利用出现问题领域的知识。这些知识包括技术本身、相似或相反的技术或过程、环境、发展及进化；

（4）TRIZ是面向人的方法，即TRIZ中的启发式方法是面向设计者的，不是面向机器的。

TRIZ理论本身是基于将系统分解为子系统、区分有用及有害功能的实践，这些分解取决于问题及环境，本身就有随机性。计算机软件仅起支持作用，而不能完全代替设计者，需要为处理这些随机问题的设计者们提供方法与工具。

TRIZ是系统化的方法

（1）在TRIZ中，问题的分析采用了通用及详细的模型，该模型中问题的系统化知识是重要的；

（2） 解决问题的过程系统化，以方便的应用已有的知识。

TRIZ是发明问题解决理论

（1）为了取得创新解，需要解决设计中的冲突，但解决冲突的某些步骤是不知道的； （2）未知的解往往可以被虚构的理想解代替； （3） 通常理想解可通过环境或系统本身的资源获得； （4）通常理想解可通过已知的系统进化趋势推断。

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。

通过下面一个金鱼法的简单应用，让我们来了解一下TRIZ理论中创造性问题分析方法在现实问题解决中的应用。

埃及神话故事中会飞的魔毯曾经引起我们无数遐想，那么现在我们不妨一步步分析一下这个会飞的魔毯。

现实生活中虽然有毯子，但毯子都不会飞的，原因是由于地球引力，毯子具有重量，而毯子比空气重。那么在什么条件下毯子可以飞翔? 我们可以施加向上的力，或者让毯子的重量小于空气的重量，或者希望来自地球的重力不存在。如果我们分析一下毯子及其周围的环境，会发现这样一些可以利用的资源，如空气中的中微子流、空气流、地球磁场、地球重力场、阳光等，而毯子本身也包括其纤维材料，形状、质量等。那么利用这些资源可以找到一些让毯子飞起来的办法，比如毯子的纤维与中微子相互作用可使毯子飞翔，在毯子上安装提供反向作用力的发动机，毯子在没有来自地球重力的宇宙空间，毯子由于下面的压力增加而悬在空中（气垫毯），利用磁悬浮原理，或者毯子比空气轻。这些办法有的比较现实，但有的仍然看似不可能，比如毯子即使很轻，但也比空气重，对这一点我们还可以继续分析。比如毯子之所以重是因为其材料比空气重，解决的办法就是采用比空气轻的材料制作毯子，或者毯子象空中的尘埃微粒一样大小，等等。

通过上面一个简单分析过程，我们会发现，神话传说中会飞的毯子逐渐走向现实，从中或许我们可以得到很多有趣甚至十分有用的创意。这个简单的应用展示了金鱼法的创造性问题分析原理：即它首先从幻想式构想中分离出现实部分，对于不现实部分，通过引入其它资源，一些想法由不现实变为现实，然后继续对不现实部分进行分析，直到全部变为现实。因此通过这种反复迭代的办法，常常会给看似不可能的问题带来一种现实的解决方案。 可以看出，TRIZ理论中的这些创造性思维方法一方面能够有效地打破我们的思维定势，扩展我们的创新思维能力，同时又提供了科学的问题分析方法，保证我们按照合理的途径寻求问题的创新性解决办法。亿维讯（中国）科技有限公司推出的创新能力拓展平台

CBT/NOVA对这些创造性思维方法都有详细的论述，而且将它们成功地应用到该公司的另一个软件产品——计算机辅助创新设计平台Pro/Innovator中，通过这个软件的引导，我们就可以快速地完成对问题的系统分析，大大提高了解决问题的效率和质量。

创新为什么要用I-TRIZ?

1.降低尝试次数和错误迭代 2.降低对共同的资源的需要

3.使用演化的趋势打开历史，为新产品想法证明方向 4.利用专利规避，突破竞争对手的防御

你能等100 年得到启发，或者你能用TRIZ原则在15 分钟内解决问题。TRIZ这个强而有力的工具消除在不同性能测量之间的冲突所引起对妥协和交换的需要，为创新带来了可执行的方法论 ——Genrich Altshuller

产品设计是要解决问题。如果产品的初始状态与理想状态之间存在距离，则称之为问题，设计过程是解决问题的过程，是使产品由初始状态通过单步或多步变换实现或接近理想状态

的过程。如果实现变换的所有步骤都已知，则称为“常规问题”(Routine problem)，如果至少有一步未知，则称为“发明问题”(Inventive problem)。解决常规问题的设计是常规设计，解决发明问题的设计是创新设计。 40种基本措施 1．分割原则 a．将物体分成独立的部分。 b．使物体成为可拆卸的。 c．增加物体的分割程度。

例：货船分成同型的几个部分，必要时，可将船加长些或变短些． 2．拆出原则

从物体中拆出\干扰'部分(\干扰\特性)或者相反，分出唯一需要的部分或需要的特性。 与上述把物体分成几个相同部分的技法相反，这里是要把物体分成几个不同的部分． 例，一般小游艇的照明和其他用电是艇上发动机带动发电机供给的．为了停泊时能继续供电，要安装一个由内燃机传动的辅助发电机．发动机必然造成噪音和振动。建议将发动机和发电机分置于距游艇不远的两个容器里，用电缆连接． 3．局部性质原则

a．从物体或外部介质(外部作用)的一致结构过渡到不一致结构。 b．物体的不同部分应当具有不同的功能

c．物体的每一部分均应具备最适于它工作的条件。

例：为了防治矿山坑道里的粉尘，向工具(钻机和料车的工作机构)呈锥体状喷洒小水珠。水珠愈小，除尘效果愈好．但小水珠容易形成雾，这使工作困难．解决办法：环绕小水珠锥体外层再造成一层大水珠。 4．不对称原则

a．物体的对称形式转为不对称形式。

b．如果物体不是对称的，则加强它的不对称程度，

例：防撞汽车轮胎具有一个高强度的侧缘，以抵抗人行道路缘石的碰撞。 5．组合原则

a．把相同的物体或完成类似操作的物体组合合起来， b．把时间上相同或类似的操作联合起来．

例：双联显微镜组；由一个人操作，另一个人观察和记录。 6．多功能原则

一个物体执行多种不同功能，因而不需要其他物体。

例：提包的提手可同时作为拉力器（苏联发明证书187964)。 7．‘玛特廖什卡'原则

a．一个物体位于另一物体之内，而后者又位于第三个物体之内，等等。 b．一个物体通过另一个物体的空腔。

例：\弹性振动超声精选机是由两个互相夹紧的半波片构成。其特征是，为了减小精选机的长度和增大它的稳定性，两个半波片制成相互套在一起的空锥体(苏联发 明证书~186781)。在苏联发明证书0462315中，也采用该解决方案来缩小变压器压电元件输出部分的外形尺寸。在苏联发明证书~304027中， 金属拉制设备的\玩偶\是由拉摸组成． 8．重量补偿原则

a．将物体与具有上升力的另一物体结合以抵消其重量。 例：氢气球吊起广告牌

b．将物体与介质(最好是气动力和液动力)相互作用以抵消其重量。

例：\调节转子风力机转数的制动式离心调节器安在转子垂直轴上。其特征是：为了在风力增大时把转子转速控制在小的转数范围内，调节器离心片做成叶片状，以保证气动制动\苏联发明证书167784)。

有趣的是，在发明公式申明显地反映了发明所克服的矛盾．在给定的风力和给定的离心片质量的条件下，获得了一定的转数√为了减少转数(当风力增大时)，必须 增大离心片质量；但离心片在旋转，很难靠近它。于是矛盾这样消除，使离心片具有形成气功制动的形状，即把离心片制成具有负迎角的翼状。

总的设想显面易见：如果需要改变转动物体的质量，而其质量又不能按照一定的要求改变，那么应使该物体成为翼状的，改变翼片运动方向的倾斜角度，便可获得需要方向的附加力。

9．预先反作用原则

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