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作者简介:马元颉,毕业于清华大学光学仪器专业,江苏常州市人,河海大学教授。曾任河海大学常州校区计算中心主任、经济管理系主任、国际工商学院(常州)副院长、苏南经济研究所所长、河海大学商学院(常州)教授等职,兼任常州市政府社会经济发展专家咨询委员会委员、常州市政协常委、常州市政协经济科技专委会副主任、常州市科协常委、九三学社常州市委副主任委员等职。现为水利部、交通部、国家能源局南京水利科学研究院客座研究员。
改革开放以来,我国经济实现了令世人瞩目的持续高速发展;但是,反思为发展付出的沉重代价,特别是对金融危机重大影响的深入思考,使我们越来越强烈的认识到,加快经济增长方式转变已经成为持续发展的当务之急;迅速提升自主创新能力日益成为全社会的共识。党的十七大提出了建设创新型国家的目标,并把自主创新提升到国家战略的高度。正当各级政府、广大企业和全社会对创新的强烈愿望急需理论和工具支持之时,2008年4月,国家发改委、科技部、教育部、中国科协四部委联合发文,要求在全国推广以TRIZ理论为代表的创新方法。
独秀于创新技法之林的TRIZ
1.何谓TRIZ
TRIZ是俄文Теория Рещепия Изобретателъских Задач对应的拉丁文Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch的首字母缩写,意为发明问题解决理论。
TRIZ是由前苏联的天才发明家和创造创新学家根里奇·阿奇舒勒(G.S.Altshuller)创立的,自1946年起,以阿奇舒勒为首的专家们历经50多年和投入1500人,对世界各国250万份高水平发明专利进行系统分析,通过梳理统计归纳提炼出各种发明创造中的内在规律,在此基础上建立的一套具有完整理论体系、解决发明创造问题的创新方法。
2.TRIZ的核心思想
一个产品就是一个技术系统,技术系统可包含多个子系统,同时,它自身又处于更大的超系统之中。TRIZ理论认为:
第一,无论是一个简单的产品还是复杂的技术系统,其核心技术都是遵循客观规律发展演变的,即具有客观的进化规律和模式;
第二,各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决是推动这种进化过程不竭的动力;
第三,技术系统发展的理想状态是用最少的资源实现最大数目的功能。
3.TRIZ理论与创新活动
阿奇舒勒在对大量发明专利深入研究的基础上,提出了前人发明创造的基本规律:首先,不同领域的发明涉及的理论大部分是被反复利用的;其次,发明的原理和方法往往是融合了各个工程领域的内容;第三,类似的冲突与解决原理在不同工业及科学领域交替出现;第四,技术系统进化模式也在不同科学领域交替出现。TRIZ理论还认为创新活动本身存在着等级的差异(见表1)。
根据这一分类,(1)多达77%的专利属于一级和二级创新,运用的只是个人或企业内的知识。而通过TRIZ的实际运用,可以帮助发明者将创新提高到三级和四级的水平;(2)95%的发明专利利用的是行业内的知识;(3)低于5%的极少数专利的发明用到了行业外及整个人类社会的知识。
技术创新活动是具有风险性的一种经济性活动,仅仅靠勤奋和增加科研投入并不一定能够保证提高创新的产出。俄罗斯一位著名发明家曾经说过:“人类在试错法中损失的时间和精力远比在自然灾害中遭受的损失要惨重得多。”长期以来,以试错法为基本手段的传统创新方法沿袭发散思维的方式,加之缺乏系统、规范的方法、工具的支撑,必然是少慢差费的创新方法。而TRIZ理论的创新思维和问题分析方法是收敛的,它遵循创新的规律,有系统、完整的创新理论和工具作有力支撑,因而能够突破创新效率的瓶颈,实现创新能力和创新效率的重大突破。
TRIZ理论创建后显示出强大的生命力,该理论当时被列为苏联的国家机密而不为众人所知,它在苏联的军事、工业、航空航天等领域发挥了巨大的作用。苏联解体后,大批TRIZ研究者移居西欧、美国等西方国家,TRIZ开始传入西方,迅即得到西方各国科学家、发明家的高度关注和重视,TRIZ的研究与实践迅速普及和发展,在全世界获得了广泛应用。如今,全球各国企业包括韩国三星、美国波音、福特、通用汽车、克莱斯勒、罗克维尔、强生、摩托罗拉、惠普、宝洁、施乐、我国中兴公司等著名大公司等,将TRIZ理论用于解决技术、生产等领域的技术难题以及新产品开发的实际问题,每年创造出成千上万的发明专利,取得了重大的经济效益和社会效益;TRIZ被誉为技术创新的“点金术”,企业研发和院校创新的独门暗器。TRIZ理论的应用已拓展到航空、航天、船舶、兵器、汽车、铁道、机械制造、石化、水电能源、通信、电子、土木建筑、轻工、家电、生物医学甚至管理、社会等越来越多领域,成为当今国际上应用最为广泛、成熟的技术创新方法与工具。
TRIZ的主要内容
阿奇舒勒在对数以十万计的发明专利,特别是对其中重大发明专利进行深入研究的基础上,得出了3个基本认识:其一,发明专利虽数目庞大,但有一个共同点,就是只应用了为数不多的一般性原理;其二,技术系统可以通过解决矛盾而得到发展。创新过程就是解决矛盾的过程;其三,技术系统的进化遵循一定的模式和规律,技术系统的发展(在一定限度内)是可预测的。阿奇舒勒以这3个基本认识为出发点,根据辩证法、认识论和系统论的思想,总结出了技术系统进化法则和构建在基本原理基础上的发明问题的分析方法、求解工具和解题流程,创立并最终发展成为当今的TRIZ理论体系。
如图1所示,TRIZ理论体系是一个来源于知识提炼和重组的理论,是“基于知识的创新方法论”。它的主要内容包括九大经典理论:①技术系统的八大进化法则;②最终理想解(IFR);③40个发明原理;④39个工程参数和阿奇舒勒矛盾矩阵;⑤物理矛盾及分离原理;⑥物—场模型分析;⑦发明问题的(76个)标准解法;⑧发明问题标准算法(ARIZ);⑨科学和技术效应知识库。
1.技术系统的八大进化法则
阿奇舒勒的技术系统进化论可以与自然科学中的达尔文生物进化论和斯宾塞的社会达尔文主义齐肩,被称为“三大进化论”。八大进化法则分别是: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法则;⑥子系统协调性进化法则;⑦向微观级和场的应用进化法则;⑧减少人工介入的进化法则。运用八大进化法则,企业可以分析判断自身产业及产品的核心技术在技术系统生命周期中所处阶段,用以产生市场需求、定性技术预测、产生新技术、专利布局和选择企业战略制定的时机等。
2.技术矛盾与阿奇舒勒矛盾矩阵
任何产品都是功能的载体,在产品研发和创新设计中,产品某个性能的改进和提高可能会使另一性能受到影响,这就是创新设计过程常见工程矛盾中的技术矛盾。
阿奇舒勒在对数以万计专利的研究中发现,尽管这些专利分布在各种不同工程领域,却都只有39项工程参数在彼此相对改善和恶化,这些技术矛盾不断地出现,又不断地被解决。阿奇舒勒据此总结、提炼出描述创新设计问题中构成冲突和矛盾的,且又普遍适用的39个工程参数。
在对大量专利研究、分析和总结的基础上,阿奇舒勒进一步提炼出了TRIZ理论中最重要的、具有普遍用途的40个发明原理。时至今日,40个发明原理已从工程领域拓展到微电子、医学、管理、文化教育等当今社会的各个领域,40个发明原理的广泛应用产生了不计其数的专利发明。
基于对大量专利的研究、分析、比较、统计,阿奇舒勒归纳出了当39个工程参数中的任意2个参数产生矛盾时,能化解该矛盾的发明原理(即上述的40个发明原理),并将工程参数的矛盾与相应发明原理的对应关系,整理成一个39×39的矩阵,被称作阿奇舒勒矛盾矩阵。在产品研发和技术创新中,研发人员只要能正确识别构成技术矛盾的2个工程参数,就可按图索骥,在阿奇舒勒矛盾矩阵中找到化解矛盾的发明原理,实现用有限的发明原理,解决无限的创新问题。
3.物理矛盾与分离原理
物理矛盾在是技术创新过程经常面临的另一类工程矛盾,它是指技术系统中针对同一个性能参数往往会出现矛盾的要求,如要求某性能参数的性质为正(+)的同时又要求该参数的性质为负(-)。如滑冰场上的花样滑冰冰鞋,要求其冰刃在冰面上的摩擦力既小又大;洗发液的粘稠度既大又不能大等等。相对于技术矛盾而言,物理矛盾是一种更尖锐的矛盾;存在物理矛盾的子系统就是产品的关键子系统。
TRIZ解决物理矛盾的核心思想是矛盾双方分离,具体分离方法有四种基本类型:空间分离、时间分离、条件分离和系统级别上的分离。
进一步研究发现,4大分离原理与40个发明原理之间存在一定关系,40个发明原理的应用,可以为物理矛盾的解决提供更广阔的思路,从而更好更快捷地获得问题解决方案。
4.物-场模型与76个标准解
人类的发明问题从来就是千奇百怪的,针对有的创新问题难以从技术矛盾或物理矛盾入手寻求突破,TRIZ又提供了物—场模型分析的方法。TRIZ的物—场模型理论认为,每一个产品或技术系统都由功能不同的子系统所组成,而每一个功能都可分解为2种物质和1种场。产品研发中,当预期的功能未能有效实现(包括未能实现、部分实现或产生有害功能)时,不妨从其物—场模型分析入手获得新的化解思路。
物—场模型理论为解决发明问题提供了一般解法和针对各种不同情况的五级、18个子级的共76个标淮解法,如在技术系统中建立或拆解物—场模型、强化物—场模型、向超系统和微观级转化,以及建立检测或测量物—场模型等。
5.发明问题解决算法(ARIZ)
ARIZ是TRIZ提出的发明问题解决过程中应遵循的理论方法和步骤,它是基于技术系统进化法则的一套完整问题解决的程序,是TRIZ针对非标准发明问题而提出的一套解决算法。ARIZ的主要思路是将非标准问题通过各种方法进行变化,转化为标准问题,然后应用标准解法来获得解决方案。ARIZ为人们提供了创新思维和问题分析方法——遇到发明问题首先要把问题吃透,逐层分解,不断深化,分解得越充分、越深入,化解的矛盾冲突就越准确。
6.科学和技术效应知识库
科学原理,尤其是科学效应和现象是人类知识的宝库,阿奇舒勒发现,自然界广泛存在的物理、化学、几何、生物效应的应用,对发明问题的解决具有超乎想象的、强有力的帮助。如太阳能电池是光生伏打效应的应用,世界上利用莫比乌斯圈效应发明的专利多达200多项等等。TRIZ对解决发明问题时会经常遇到需要实现的30种功能,为实现这些功能经常要用的100个科学和技术效应及现象分别编码,并建立相互关联的数据库。具体应用科学效应和现象时可遵循产品功能分析——依据功能检索相应效应——对效应进行关联综合(单一效应或效应的串联、并联或控制联接等)——提出发明问题解决方案的步骤。
借助效应知识库的解决方案是TRIZ理论的最高层次解,它可以实现发明问题等级表中的第3、4级发明。这类创新发明不胜枚举:如千家万户厨房中的电饭煲,起控温作用的核心部件就是热磁效应(居里点效应)与虎克效应串联的产物。
科学和技术效应知识库是技术系统(或部件)功能突破的创新源,隐藏在其背后的是科学原理;TRIZ理论及其CAI软件借助于强大的效应知识库的支持,成为其最大亮点。
对推广、应用TRIZ理论的
几点建议
1.走出对创新技法的认识误区
在与科技人员的交流中,在谈及TRIZ理论时,为数不少的研发人员对TRIZ理论“不知道,不了解,不相信(像介绍的那么好) ”。而且有些人坚持“发明创造=1%灵感+99%汗水”的陈旧观念。可见传统创新技法导致的观念误区已成为学习、推广与应用TRIZ的最大阻碍。各级政府不能发完红头文件就万事大吉,要加大对“自主创新,方法先行”的宣传力度;加大创新方法推广的投入,组织免费的宣讲、培训,让“三不”的科技人员走进培训现场,展示更多的TRIZ成功案例。TRIZ是基于知识的创新方法学,第一,对技术创新来说,它可以促进高效解决产品研发问题,不再无限制地试错,不再无奈地折中,不再没有研发与改进方向,不再仅仅靠主观因素来做出重大研发决策。第二,它通过分析当前产品的核心技术在技术进化过程中的状态,可以评估产品的技术水平。第三,它通过分析和预测产品今后可能的进化方向和可能进化的新状态,形成产品创新设想,推动下一代产品的开发。第四,它通过分析已有专利,把握前人的创新思路,发现其不足,提出自己再创新的方向。因此,TRIZ尤其适合于泛制造业的技术创新,成为知识竞争力和创新竞争力的重要支撑。
2.区分不同重点群体,针对性地推进创新方法工作
国家科技部在部署创新方法工作时强调了布局的三个层面:创新思维、创新方法、创新工具;以及面向三个重点:科研机构、企业、教育系统。根据前阶段推广工作的实践,创新方法工作还应面向三类重点群体:政府与企业决策者、科研机构和企业研发人员,以及理工类高校和职业学校学生。对于第一类群体的TRIZ培训内容在精而不在多,重点在于提高认识。对于后二类群体,则应以培育创新思维,掌握创新方法,运用创新工具,增强创新能力为目标,进行系统、全面的培训。根据俄罗斯TRIZ培训专家的经验,TRIZ的学习很难一蹴而就,要循序而进,分阶段进行,从理论、方法的学习到带着技术难题的攻关,不断深化。其次,理解、掌握九大经典理论容易,学会对具体创新问题求解过程的分析方法(即通过不断的准确分析描述,使非标准的创新问题不断趋向标准化的系统分析方法)难,而这种系统分析能力的培养更需要专门学习或接受专门培训。
3.走产学研结合之路,构建创新方法推广应用平台
TRIZ理论是基于知识的方法,也是面向人的方法。TRIZ中的启发式方法是面向研发人员的,其理论是基于技术系统的分解与分析,区分有益及有害功能的实践。TRIZ应用中的系统分析过程取决于问题及环境,具有明显的随机性,TRIZ方法、工具与CAI软件仅起到支持作用,而不是替代研发人员。为了使TRIZ理论和方法尽快转化为真正的创新能力,应加强专家资源的组织和共享,充分发挥专业领域专家、TRIZ研究专家、培训专家各自的优势,面向产业和行业的发明创造问题,组成分产业、分行业、分领域的专家组,针对不同行业和领域的创新问题制定解决方案。将专业科研机构的高水平科技成果向生产一线转化,增加科技人才对企业技术需求和产品创新的深刻了解,实现科技人才与自主创新的无缝连接。
TRIZ理论之父根里奇·阿奇舒勒有句名言:“你可以等待100年获得灵感,也可以利用TRIZ原理用15分钟解决问题。”让我们以只争朝夕的精神,以科技部确定的创新方法培训试点省为契机,以推广和应用TRIZ理论为切入点,加快培育创新人才和提升创新能力,打造中国持续发展、创新发展的坚实基础。
改革开放以来,我国经济实现了令世人瞩目的持续高速发展;但是,反思为发展付出的沉重代价,特别是对金融危机重大影响的深入思考,使我们越来越强烈的认识到,加快经济增长方式转变已经成为持续发展的当务之急;迅速提升自主创新能力日益成为全社会的共识。党的十七大提出了建设创新型国家的目标,并把自主创新提升到国家战略的高度。正当各级政府、广大企业和全社会对创新的强烈愿望急需理论和工具支持之时,2008年4月,国家发改委、科技部、教育部、中国科协四部委联合发文,要求在全国推广以TRIZ理论为代表的创新方法。
独秀于创新技法之林的TRIZ
1.何谓TRIZ
TRIZ是俄文Теория Рещепия Изобретателъских Задач对应的拉丁文Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch的首字母缩写,意为发明问题解决理论。
TRIZ是由前苏联的天才发明家和创造创新学家根里奇·阿奇舒勒(G.S.Altshuller)创立的,自1946年起,以阿奇舒勒为首的专家们历经50多年和投入1500人,对世界各国250万份高水平发明专利进行系统分析,通过梳理统计归纳提炼出各种发明创造中的内在规律,在此基础上建立的一套具有完整理论体系、解决发明创造问题的创新方法。
2.TRIZ的核心思想
一个产品就是一个技术系统,技术系统可包含多个子系统,同时,它自身又处于更大的超系统之中。TRIZ理论认为:
第一,无论是一个简单的产品还是复杂的技术系统,其核心技术都是遵循客观规律发展演变的,即具有客观的进化规律和模式;
第二,各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决是推动这种进化过程不竭的动力;
第三,技术系统发展的理想状态是用最少的资源实现最大数目的功能。
3.TRIZ理论与创新活动
阿奇舒勒在对大量发明专利深入研究的基础上,提出了前人发明创造的基本规律:首先,不同领域的发明涉及的理论大部分是被反复利用的;其次,发明的原理和方法往往是融合了各个工程领域的内容;第三,类似的冲突与解决原理在不同工业及科学领域交替出现;第四,技术系统进化模式也在不同科学领域交替出现。TRIZ理论还认为创新活动本身存在着等级的差异(见表1)。
根据这一分类,(1)多达77%的专利属于一级和二级创新,运用的只是个人或企业内的知识。而通过TRIZ的实际运用,可以帮助发明者将创新提高到三级和四级的水平;(2)95%的发明专利利用的是行业内的知识;(3)低于5%的极少数专利的发明用到了行业外及整个人类社会的知识。
技术创新活动是具有风险性的一种经济性活动,仅仅靠勤奋和增加科研投入并不一定能够保证提高创新的产出。俄罗斯一位著名发明家曾经说过:“人类在试错法中损失的时间和精力远比在自然灾害中遭受的损失要惨重得多。”长期以来,以试错法为基本手段的传统创新方法沿袭发散思维的方式,加之缺乏系统、规范的方法、工具的支撑,必然是少慢差费的创新方法。而TRIZ理论的创新思维和问题分析方法是收敛的,它遵循创新的规律,有系统、完整的创新理论和工具作有力支撑,因而能够突破创新效率的瓶颈,实现创新能力和创新效率的重大突破。
TRIZ理论创建后显示出强大的生命力,该理论当时被列为苏联的国家机密而不为众人所知,它在苏联的军事、工业、航空航天等领域发挥了巨大的作用。苏联解体后,大批TRIZ研究者移居西欧、美国等西方国家,TRIZ开始传入西方,迅即得到西方各国科学家、发明家的高度关注和重视,TRIZ的研究与实践迅速普及和发展,在全世界获得了广泛应用。如今,全球各国企业包括韩国三星、美国波音、福特、通用汽车、克莱斯勒、罗克维尔、强生、摩托罗拉、惠普、宝洁、施乐、我国中兴公司等著名大公司等,将TRIZ理论用于解决技术、生产等领域的技术难题以及新产品开发的实际问题,每年创造出成千上万的发明专利,取得了重大的经济效益和社会效益;TRIZ被誉为技术创新的“点金术”,企业研发和院校创新的独门暗器。TRIZ理论的应用已拓展到航空、航天、船舶、兵器、汽车、铁道、机械制造、石化、水电能源、通信、电子、土木建筑、轻工、家电、生物医学甚至管理、社会等越来越多领域,成为当今国际上应用最为广泛、成熟的技术创新方法与工具。
TRIZ的主要内容
阿奇舒勒在对数以十万计的发明专利,特别是对其中重大发明专利进行深入研究的基础上,得出了3个基本认识:其一,发明专利虽数目庞大,但有一个共同点,就是只应用了为数不多的一般性原理;其二,技术系统可以通过解决矛盾而得到发展。创新过程就是解决矛盾的过程;其三,技术系统的进化遵循一定的模式和规律,技术系统的发展(在一定限度内)是可预测的。阿奇舒勒以这3个基本认识为出发点,根据辩证法、认识论和系统论的思想,总结出了技术系统进化法则和构建在基本原理基础上的发明问题的分析方法、求解工具和解题流程,创立并最终发展成为当今的TRIZ理论体系。
如图1所示,TRIZ理论体系是一个来源于知识提炼和重组的理论,是“基于知识的创新方法论”。它的主要内容包括九大经典理论:①技术系统的八大进化法则;②最终理想解(IFR);③40个发明原理;④39个工程参数和阿奇舒勒矛盾矩阵;⑤物理矛盾及分离原理;⑥物—场模型分析;⑦发明问题的(76个)标准解法;⑧发明问题标准算法(ARIZ);⑨科学和技术效应知识库。
1.技术系统的八大进化法则
阿奇舒勒的技术系统进化论可以与自然科学中的达尔文生物进化论和斯宾塞的社会达尔文主义齐肩,被称为“三大进化论”。八大进化法则分别是: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法则;⑥子系统协调性进化法则;⑦向微观级和场的应用进化法则;⑧减少人工介入的进化法则。运用八大进化法则,企业可以分析判断自身产业及产品的核心技术在技术系统生命周期中所处阶段,用以产生市场需求、定性技术预测、产生新技术、专利布局和选择企业战略制定的时机等。
2.技术矛盾与阿奇舒勒矛盾矩阵
任何产品都是功能的载体,在产品研发和创新设计中,产品某个性能的改进和提高可能会使另一性能受到影响,这就是创新设计过程常见工程矛盾中的技术矛盾。
阿奇舒勒在对数以万计专利的研究中发现,尽管这些专利分布在各种不同工程领域,却都只有39项工程参数在彼此相对改善和恶化,这些技术矛盾不断地出现,又不断地被解决。阿奇舒勒据此总结、提炼出描述创新设计问题中构成冲突和矛盾的,且又普遍适用的39个工程参数。
在对大量专利研究、分析和总结的基础上,阿奇舒勒进一步提炼出了TRIZ理论中最重要的、具有普遍用途的40个发明原理。时至今日,40个发明原理已从工程领域拓展到微电子、医学、管理、文化教育等当今社会的各个领域,40个发明原理的广泛应用产生了不计其数的专利发明。
基于对大量专利的研究、分析、比较、统计,阿奇舒勒归纳出了当39个工程参数中的任意2个参数产生矛盾时,能化解该矛盾的发明原理(即上述的40个发明原理),并将工程参数的矛盾与相应发明原理的对应关系,整理成一个39×39的矩阵,被称作阿奇舒勒矛盾矩阵。在产品研发和技术创新中,研发人员只要能正确识别构成技术矛盾的2个工程参数,就可按图索骥,在阿奇舒勒矛盾矩阵中找到化解矛盾的发明原理,实现用有限的发明原理,解决无限的创新问题。
3.物理矛盾与分离原理
物理矛盾在是技术创新过程经常面临的另一类工程矛盾,它是指技术系统中针对同一个性能参数往往会出现矛盾的要求,如要求某性能参数的性质为正(+)的同时又要求该参数的性质为负(-)。如滑冰场上的花样滑冰冰鞋,要求其冰刃在冰面上的摩擦力既小又大;洗发液的粘稠度既大又不能大等等。相对于技术矛盾而言,物理矛盾是一种更尖锐的矛盾;存在物理矛盾的子系统就是产品的关键子系统。
TRIZ解决物理矛盾的核心思想是矛盾双方分离,具体分离方法有四种基本类型:空间分离、时间分离、条件分离和系统级别上的分离。
进一步研究发现,4大分离原理与40个发明原理之间存在一定关系,40个发明原理的应用,可以为物理矛盾的解决提供更广阔的思路,从而更好更快捷地获得问题解决方案。
4.物-场模型与76个标准解
人类的发明问题从来就是千奇百怪的,针对有的创新问题难以从技术矛盾或物理矛盾入手寻求突破,TRIZ又提供了物—场模型分析的方法。TRIZ的物—场模型理论认为,每一个产品或技术系统都由功能不同的子系统所组成,而每一个功能都可分解为2种物质和1种场。产品研发中,当预期的功能未能有效实现(包括未能实现、部分实现或产生有害功能)时,不妨从其物—场模型分析入手获得新的化解思路。
物—场模型理论为解决发明问题提供了一般解法和针对各种不同情况的五级、18个子级的共76个标淮解法,如在技术系统中建立或拆解物—场模型、强化物—场模型、向超系统和微观级转化,以及建立检测或测量物—场模型等。
5.发明问题解决算法(ARIZ)
ARIZ是TRIZ提出的发明问题解决过程中应遵循的理论方法和步骤,它是基于技术系统进化法则的一套完整问题解决的程序,是TRIZ针对非标准发明问题而提出的一套解决算法。ARIZ的主要思路是将非标准问题通过各种方法进行变化,转化为标准问题,然后应用标准解法来获得解决方案。ARIZ为人们提供了创新思维和问题分析方法——遇到发明问题首先要把问题吃透,逐层分解,不断深化,分解得越充分、越深入,化解的矛盾冲突就越准确。
6.科学和技术效应知识库
科学原理,尤其是科学效应和现象是人类知识的宝库,阿奇舒勒发现,自然界广泛存在的物理、化学、几何、生物效应的应用,对发明问题的解决具有超乎想象的、强有力的帮助。如太阳能电池是光生伏打效应的应用,世界上利用莫比乌斯圈效应发明的专利多达200多项等等。TRIZ对解决发明问题时会经常遇到需要实现的30种功能,为实现这些功能经常要用的100个科学和技术效应及现象分别编码,并建立相互关联的数据库。具体应用科学效应和现象时可遵循产品功能分析——依据功能检索相应效应——对效应进行关联综合(单一效应或效应的串联、并联或控制联接等)——提出发明问题解决方案的步骤。
借助效应知识库的解决方案是TRIZ理论的最高层次解,它可以实现发明问题等级表中的第3、4级发明。这类创新发明不胜枚举:如千家万户厨房中的电饭煲,起控温作用的核心部件就是热磁效应(居里点效应)与虎克效应串联的产物。
科学和技术效应知识库是技术系统(或部件)功能突破的创新源,隐藏在其背后的是科学原理;TRIZ理论及其CAI软件借助于强大的效应知识库的支持,成为其最大亮点。
对推广、应用TRIZ理论的
几点建议
1.走出对创新技法的认识误区
在与科技人员的交流中,在谈及TRIZ理论时,为数不少的研发人员对TRIZ理论“不知道,不了解,不相信(像介绍的那么好) ”。而且有些人坚持“发明创造=1%灵感+99%汗水”的陈旧观念。可见传统创新技法导致的观念误区已成为学习、推广与应用TRIZ的最大阻碍。各级政府不能发完红头文件就万事大吉,要加大对“自主创新,方法先行”的宣传力度;加大创新方法推广的投入,组织免费的宣讲、培训,让“三不”的科技人员走进培训现场,展示更多的TRIZ成功案例。TRIZ是基于知识的创新方法学,第一,对技术创新来说,它可以促进高效解决产品研发问题,不再无限制地试错,不再无奈地折中,不再没有研发与改进方向,不再仅仅靠主观因素来做出重大研发决策。第二,它通过分析当前产品的核心技术在技术进化过程中的状态,可以评估产品的技术水平。第三,它通过分析和预测产品今后可能的进化方向和可能进化的新状态,形成产品创新设想,推动下一代产品的开发。第四,它通过分析已有专利,把握前人的创新思路,发现其不足,提出自己再创新的方向。因此,TRIZ尤其适合于泛制造业的技术创新,成为知识竞争力和创新竞争力的重要支撑。
2.区分不同重点群体,针对性地推进创新方法工作
国家科技部在部署创新方法工作时强调了布局的三个层面:创新思维、创新方法、创新工具;以及面向三个重点:科研机构、企业、教育系统。根据前阶段推广工作的实践,创新方法工作还应面向三类重点群体:政府与企业决策者、科研机构和企业研发人员,以及理工类高校和职业学校学生。对于第一类群体的TRIZ培训内容在精而不在多,重点在于提高认识。对于后二类群体,则应以培育创新思维,掌握创新方法,运用创新工具,增强创新能力为目标,进行系统、全面的培训。根据俄罗斯TRIZ培训专家的经验,TRIZ的学习很难一蹴而就,要循序而进,分阶段进行,从理论、方法的学习到带着技术难题的攻关,不断深化。其次,理解、掌握九大经典理论容易,学会对具体创新问题求解过程的分析方法(即通过不断的准确分析描述,使非标准的创新问题不断趋向标准化的系统分析方法)难,而这种系统分析能力的培养更需要专门学习或接受专门培训。
3.走产学研结合之路,构建创新方法推广应用平台
TRIZ理论是基于知识的方法,也是面向人的方法。TRIZ中的启发式方法是面向研发人员的,其理论是基于技术系统的分解与分析,区分有益及有害功能的实践。TRIZ应用中的系统分析过程取决于问题及环境,具有明显的随机性,TRIZ方法、工具与CAI软件仅起到支持作用,而不是替代研发人员。为了使TRIZ理论和方法尽快转化为真正的创新能力,应加强专家资源的组织和共享,充分发挥专业领域专家、TRIZ研究专家、培训专家各自的优势,面向产业和行业的发明创造问题,组成分产业、分行业、分领域的专家组,针对不同行业和领域的创新问题制定解决方案。将专业科研机构的高水平科技成果向生产一线转化,增加科技人才对企业技术需求和产品创新的深刻了解,实现科技人才与自主创新的无缝连接。
TRIZ理论之父根里奇·阿奇舒勒有句名言:“你可以等待100年获得灵感,也可以利用TRIZ原理用15分钟解决问题。”让我们以只争朝夕的精神,以科技部确定的创新方法培训试点省为契机,以推广和应用TRIZ理论为切入点,加快培育创新人才和提升创新能力,打造中国持续发展、创新发展的坚实基础。