现代TRIZ

现代TRIZ（共10篇）

现代TRIZ 篇1

引言

激光粒度仪是专指通过颗粒的衍射或散射光的空间分布 (散射谱) 来分析颗粒大小的仪器。由激光器发出的一束激光。当通过某种特定的方式把颗粒均匀地放置到平行光束中时, 激光将发生散射现象, 一部分光向与光轴成一定的角度向外扩散[1]。理论与实践都证明:大颗粒引发的散射光的散射角小, 颗粒越小, 散射光的散射角越大, 如图1所示。这些不同角度的散射光通过富氏透镜后将在焦平面上将形成一系列的光环, 由这些光环组成的明暗交替的光斑称为Airy斑。Airy中包含着丰富的粒度信息, 简单地理解就是半径大的光环对应着较小的粒径的颗粒, 半径小的光环对应着较大粒径的颗粒;不同半径上光环的光能大小包含该粒径颗粒的含量信息, 对这些信号进行数学处理, 就可以得出粒度分布了。

传统的激光粒度测量仪, 把原料加入在合适的溶剂中, 杯子盛放溶剂, 机器带动搅拌棒搅拌杯中溶剂, 使原料悬浮于溶剂中, 机器带动循环泵抽取溶剂到检测皿, 动态激光照射检测皿, 测量原料粒径, 循环泵抽取溶剂回到杯子中, 如图2所示。激光散射的原理就要求保证颗粒间分散开来, 因此对溶剂提出如下要求:不能溶解此原料颗粒, 粘度低, 密度适中, 并通过搅拌使颗粒分散悬浮起来, 以增加系统的测量精度。在某企业的新品研发过程中, 产生了某种成分未知的颗粒, 其特性是部分可溶于水, 不溶于油, 但是其密度较大, 采用大豆油作为分散介质。因为大豆油粘度大, 颗粒难以分散;如果采用葵花籽油, 虽然粘度小, 易于分散, 但分散后由于颗粒的密度大很快就会沉降, 导致无法测量[2]。如何较为准确地测量此类颗粒, 显然已成为该企业新品研发和激光粒度测量仪厂商共同面对的难题。

本文运用T R I Z原理对该问题进行分析, 并提供解决思路, 同时为新一代的激光粒度仪的设计提供创新方案。

1 TRIZ理论概述

TRIZ (简称发明问题解决理论) [3]是前苏联发明家根里奇·阿奇舒勒带领团队在研究分析了2 5 0万份发明专利的基础上提出的具有可操作性、创造性思维方法的分析方法与解决工具。该理论被广泛应用于解决产品的创新问题。创新从最通俗的意义上讲就是创造性地发现问题和解决问题的过程, TRIZ理论的强大作用正在于它为人们创造性地发现问题和解决问题提供了系统的理论和方法工具。TRIZ解决问题的核心就在于从问题的常规描述中发掘核心的矛盾问题 (包含技术矛盾和物理矛盾) 。

现代TRIZ则是在经典TRIZ基础之上, 结合欧美其他创新与管理方法形成的。相比于经典T R I Z, 现代T R I Z侧重于企业/商业应用, 不仅在于解决技术问题而且更侧重于开发具有实际意义的创新产品和技术。现代TRIZ还有支持解决问题过程的所有步骤, 包括问题定义、描述 (重新描述) 、识别和解决问题、解决方案的评估和实施计划等。现代TRIZ解决问题的流程如图3所示。

2 激光粒度测量仪问题的TRIZ流程分析

2.1 问题识别——功能分析①

根据现代T R I Z流程, 首先对激光粒度测量仪进行功能分析, 见图4。通过功能分析可以看出影响测量精度的两个功能因素:a.溶剂的特性要求比较苛刻;b.搅拌程度控制难以实现, 容易出现气泡影响测量。

2.2 问题识别——因果分析

经过功能分析之后, 将溶剂的特性和搅拌控制问题进行更加深入的因果分析, 分析出更深层次的原因, 从深层次入手解决问题。因果分析见图5。通过因果分析, 可以找到如下的关键原因:

(1) 水对原料有一定的溶解作用;

(2) 为了避免气泡产生, 搅拌的速度不够;

(3) 搅拌棒的数量不足导致搅拌效果差。

2.3 问题识别——矛盾分析与关键问题

从关键原因切入可得到以下技术矛盾, 如表1所示。

技术矛盾的背后隐含着物理矛盾, 而这一物理矛盾对应的问题常常是解决问题的关键, 在ARIZ中也被称为“最小问题”。这“最小问题”就是物理矛盾:搅拌棒的速度要适中, 需要搅拌棒快速搅拌 (以分散颗粒) , 但又不需要搅拌棒快速搅拌 (会产生气泡) 。

要解决这一物理矛盾首先需要“强化矛盾”, 引入“X元素”, 定义理想“X元素”可以分散颗粒, 同时又无需搅拌, 那么就不会产生气泡影响测量精度。所选的“X元素”应该在操作空间和时间内具有相反的两种属性或状态, 以调和双方矛盾。

虽然可以通过分离原理与创新原理的对应关系去找到“X元素”, 但是任何原理的类比应用最终都离不开对系统资源的发掘和使用, 这也是提高解决方案“理想度”的重要途径, 采用经典TRIZ的九屏幕法可以发掘系统相关的各类资源, 如表2所示。

3 问题解决——提高激光粒度测量仪测量精度的创新设计方案

根据表1所示的技术矛盾, 矛盾矩阵表推荐的发明原理提出如下问题解决方法。

3.1 干湿分法互换

由于水对原料有一定的溶解作用, 导致测量精度不高, 可以利用预先作用原理将原料预先分散于溶剂 (水) 之中, 得到该原料的饱和溶液, 进而加入足量原料进行分散。但由于原料的饱和溶液是一个动态的溶解和析出的过程, 采用饱和溶液获得的测量结果反映的是该原料的溶解析出后的粒径, 无法获得原料的原始粒径, 针对这一缺陷根据发明原理机械体统替代, 提出改变原有的液体 (水或者油) 作为分散剂的方式, 采用气体作为分散介质, 即变湿分法测量为干分法测量, 而传统的激光粒度仪中湿分法测量仪和干分法测量仪为不同的系列产品, 无法满足需求, 利用已有的激光测量原件和传输管道设计干湿分法互换套件, 结构原理如图6所示。

3.2 多维阵列搅拌器

在使用大豆油作为分散剂时, 虽然大豆油不溶解颗粒, 但由于油的粘稠度高密度低容易导致颗粒无法分散, 所以需要进行充分搅拌, 但如果搅拌速度过高就会导致气泡产生影响测量精度。根据预先作用原理采用如图7所示多维阵列搅拌器, 则可以在较低的搅拌速度下获得良好的搅拌效果。

3.3 球形输送管道

在使用葵花籽油作为分散剂时, 虽然葵花籽油不溶解颗粒, 粘稠度较低易于分散颗粒, 但由于油的密度低容易导致已分散的颗粒在传输至检测皿的过程中发生沉降影响测量精度。根据发明原理增加不对称性把原先均匀变化的传输管道设计成为球形管道, 如图8所示, 利用流体的雷诺数的改变而是的传输过程中的颗粒自动分散降低沉降。

3.4 采用非均匀交流电场使颗粒分散

在悬混过程中如果对悬混物均匀度要求不高时, 激光粒度仪一般采用机械混合, 较大量的混合采用超声波进行。但对混合物均匀度有严格要求, 并且起始颗粒被限定在有限体积的容器内时, 超声波配合机械混合效率很低。可将颗粒密封在一个电介质容器中, 把非均匀的交流电场接通到电极装置上, 电场的幅度、空间方向和振荡时间都不断变化, 使得颗粒带电并沿着电场幅度和方向决定的轨道移动, 同时进行振荡, 可以得到良好的混合效果。

除了上述解决方案, 应用现代TRIZ的解题工具如40条创新原理, 4大分离原理, 76个标准解, 知识效应库等, 为提高激光粒度测量仪精度提出了若干创新设计解决方案如表4所示。这些创新设计概念方案可以单独采用也可联合使用, 为激光粒度测量仪的创新设计指引方向。

4 概念验证——方案评价

利用现代TRIZ理论, 可以得到大量创新设计方案, 需要进行比较和权衡, 以做出最优的选择。本文应用最常用的权衡分析工具PUGH矩阵对以上方案进行评价[4], 首先根据表4设置评价参数及权重。

进而根据专业知识和经验通过对不同方案预估其方案参数得到如下评价见图9, 为问题的解决和后续产品开发提供了有效的指导。

5 结束语

本文应用现代TRIZ流程去解决激光粒度测量仪测量精度问题, 在创新设计过程中提炼出多个技术矛盾和物理矛盾, 着重应用科学效应库、资源分析等解题工具, 提出了若干激光粒度测量仪的创新设计方案。但由于问题自身特性以及文章篇幅限制, 只阐述了重点问题, 这后续研发方向指明了方向。

参考文献

[1]http://baike.ofweek.com/1278.html.

[2]张明勤TRIZ入门100问——TRIZ创新工具导引北京:机械工业出版社, 2012.

[3]檀润华发明问题解决理论北京:科学出版社, 2004.

[4]林岳, 谭培波, 史晓凌, 茹海燕, 技术创新实施方法论 (DAOV) 北京:科学出版社, 2009.

[5]TRIZ在垂直旋转式立体车库驱动系统创新设计中的应用_李春艳《起重运输机械》2013 (4) .

李老师讲TRIZ（六） 篇2

答：根里奇·阿奇舒勒（Genrich S.Altshuller，也译为根里奇·阿利赫舒列尔），1926年10月15日出生于苏联的乌兹别克斯坦首府塔什干，后来他在阿塞拜疆的首府巴库居住了很多年。1990年以后他移居卡累利亚的彼得罗扎沃茨克。他研究建立了一门奇妙的创造科学—TRIZ。

阿奇舒勒在14岁时就获得了首个专利证书，专利作品是水下呼吸器（亦叫做潜水器）。15岁的时候，他制作了一条船，船上装有使用碳化物作燃料的喷气发动机。

从1946年开始，经过研究成千上万的专利，他发现了发明背后存在的模式并形成TRIZ理论的原始基础。为了验证这些理论，他相继做出了多项发明。比如：排雷装置获得苏联发明竞赛的一等奖、发明船上的火箭引擎、发明无法移动潜水艇的逃生方法等，其中多项发明被列为军事机密，阿奇舒勒也因此被安排到海军专利局工作。

海军专利局的局长非常喜欢奇思妙想，一次他让阿奇舒勒为他的一个念头想出答案：给困在敌区的士兵找出不用任何外界支援而逃脱的办法。为了解决这个问题，阿奇舒勒发明了一种新型武器—一种由普通药物制作的剧毒化学品，这是一项很好的发明，他有幸得到克格勃首领贝利亚的接见。

1948年12月，担忧因第二次世界大战胜利使得苏联缺乏创新气氛，阿奇舒勒写了一封引来自身危险的信，信封上写着“斯大林同志亲启”。他向国家领袖指出当时苏联对发明创造缺乏创新精神的混乱状态。在信的末尾他还表达了更激烈的想法：有一种理论可以帮助工程师进行发明。这种理论能够带来可贵的成果并可以引起技术世界的一场革命。是什么促使他给斯大林写那封毁掉他事业并从此改变了他一生的信呢？

“我要说的是”，阿奇舒勒说：“我不但自己发明，我还有责任帮助那些想发明创造的人。”

当时的科学家们声称发明是偶然的结果，或者跟一个人的情绪或血型有关。阿奇舒勒不能接受这种说法—如果还不曾有发明创造法的话，总要有人来做这件事。

阿奇舒勒将这个想法和他的同学拉菲尔·沙佩罗讲了。沙佩罗也想成为发明家。在当时，阿奇舒勒已经意识到发明只不过是利用一些原则将技术矛盾消除。如果发明者了解并运用这些原理，发明就会水到渠成。沙佩罗对这一想法非常感兴趣，并建议他应该给斯大林写信以求得支持。就这样给斯大林写了这封信。

阿奇舒勒和沙佩罗开始准备。他们在搜索新的方法，研究了所有现在的专利项目，参加发明竞赛。他们还在一次国家发明大赛中获奖。

在1950年，他们突然得到通知要到格鲁吉亚的第比利斯，他们到达后就被逮捕了。2天后，在贝利亚的一个监狱里审讯开始，他们被指控利用发明技术进行阴谋破坏，被判刑25年。

他被捕以后，由于各种恶劣情况的出现，为了保存生命，阿奇舒勒利用TRIZ来做自我保护。在莫斯科监狱，阿奇舒勒拒绝签署认罪书而被定为“连轴审讯”对象。他被整夜审讯，白天也不允许睡觉，阿奇舒勒明白如果这样下去他的生存将会无望。他将问题确定为：我怎么才能同时即睡又不睡呢？这项任务看起来很难完成。他被允许的最大的休息方式是在椅子上睁着眼坐着。这意味着：要想睡觉，他的眼睛必须同时又睁着又闭着。他从烟盒上撕下两片纸，用烧过的火柴头在每片纸上画一个黑眼珠。他的同囚室友将两片“纸眼珠”蘸上口水粘在他闭着的眼睛上。然后他就坐着，冲着牢房门的窥视孔，安然入睡。这样他天天都能睡觉。以至于他的审讯者很奇怪，为什么每天夜里审讯他时他还那么精神。

最后，阿奇舒勒被转到西伯利亚的古拉格集中营，他在那里每天工作12个小时。想到这样繁重的劳动难以支持下去，他向自己提问：“哪种情况更好些？是继续工作，还是拒绝工作而被监禁起来？”他选择监禁而被转到监狱和罪犯关在一起。这里，求生变得简单多了。他向囚犯们讲了很多他熟记于心的科幻故事，使得他们对他都很友好。

之后，他又被转到另一个集中营，这里关押着很多高级知识分子（科学家、律师、建筑设计师），他们都在郁郁等死。为了使这些人燃起求生希望，阿奇舒勒开创了他的“一个学生的大学”。每天有12-14个小时，他挨个到每个重新激起生活热情的教授那里去听课，这样他获得了他的“大学教育”。

在另一个古拉格集中营瓦库塔煤矿，他每天利用12-14小时开发TRIZ理论，并不断地为煤矿发生的紧急技术问题出谋献策。没有人相信这个年轻人第一次在煤矿工作，他们都认为他在骗人，矿长不相信是TRIZ理论和方法在帮助解决问题。

有一天晚上，阿奇舒勒听到斯大林去世的消息，一年半以后，阿奇舒勒被释放了。在他返回巴库时，才知道他的母亲因为看不到与儿子重逢的希望而自杀了。

1956年，阿奇舒勒和沙佩罗合写的文章“发明创造心理学”在《心理学问题》杂志上发表了。对研究创造性心理过程的科学家来说，这篇文章无疑像一枚重磅炸弹。直到那时，苏联和其他国家的心理学家还都在认为，发明是由偶然顿悟产生的—来源于突然产生的思想火花。

阿奇舒勒在研究了大量的世界范围的专利后，依赖人类发明活动的结果，提出了不同的发明路径，即发明是从对问题的分析以找出矛盾而产生的。

研究了20万项专利后，阿奇舒勒得出结论，有1500对技术矛盾可以通过运用基本原理而相对容易地解决。

他的一句至理名言是：“你可以等待100年获得顿悟，也可以利用这些原理用15分钟解决问题。”

如果阿奇舒勒的反对者们知道H.阿尔托夫（阿奇舒勒的笔名）所写的奇妙的科幻小说足够支持他的生活费用，而这些小说都是利用TRIZ原理写出来的，他们还能说什么呢？阿奇舒勒就是用他的创造性思想来写这些小说的。1961年，阿奇舒勒写出了他的第一本书《如何学会发明》，在这本书里他嘲笑人们普遍接受的看法，即只有天生的发明家。他批判了用错误尝试法去进行发明。

1959年，为了使他的理论得到认可，阿奇舒勒向苏联最高专利机构VOIR（苏联发明创造者联合会）写了一封信，他要求得到一个证明自己理论的机会。9年后，在写了上百封信后，他终于得到了回信，信中要求他在1968年12月之前到格鲁吉亚的津塔里举行一个关于发明方法的研讨会。

这是TRIZ的第一个研讨会，也是他第一次遇到了认为是他的学生的人。一些年轻的工程师（以后还有很多其他的人）在各自的城市开创了TRIZ学校，成百上千的经过阿奇舒勒学校进行过培训的人，邀请他去前苏联不同的城市举办研讨会和TRIZ培训班。

1969年，阿奇舒勒出版了他的新作《发明大全》。在这本书中，他给读者提供了40个创新原理—第一套解决复杂问题的完整法则。

安格林是列宁格勒一位杰出的发明家，曾经饱尝发明创新之艰辛，利用错误尝试法发明了40项专利。当安格林又一次参加了TRIZ研讨会的时候，整个会议期间他都沉默不语。当大家都离开后，他仍旧独坐在桌边，双手捂住头，“我浪费了多少时间啊！”他说，“多少时间……我要是早些知道TRIZ该有多好啊！”

苏联TRIZ协会于1989年成立，由阿奇舒勒出任主席。

阿奇舒勒1998年9月24日逝世于彼得罗扎沃茨克，享年72岁。

责编/刘红伟

使用TRIZ为创新加速 篇3

我们很难找到哪个工程师不借助复杂的数学建模工具设计产品。我们构思新技术、新产品的设计, 仍然依赖于千百年前的试验经验和误导方法, 如果这些想法是正确可行的, 并且可以迅速产生并实际应用那是最好不过了。但通常的结果呢?浪费时间、金钱和人力资源, 我们需要付出沉重的代价。当今社会, 竞争日益加速, 创新能力建设的成败正在成为企业生存的关键因素。我们是否可以找到一种方法, 能够使企业减少代价而进入高速创新的轨道呢, 答案是肯定的, 前沿的发明家越来越多地开始使用科学系统化的方法:TRIZ——科学的创新方法。从20世纪90年代前苏联到今天, TRIZ已经迅速在一些世界领先的企业和组织中应用:DSM, 日立, 三菱, 摩托罗拉, NASA, 宝洁, 飞利浦, 三星, 西门子、LG等等。本文简要概述TRIZ理论体系和TRIZ的核心技术应用, 以期为读者和创新工程师们提供关于创新问题的思路指引。

TRIZ起源

TRIZ (发明问题解决理论的俄文缩写) 理论最初由俄罗斯科学家和工程师根里奇·阿奇舒勒先生创立。1948年, 阿奇舒勒开始对收集的大量专利进行研究, 他的目标是找出创造性的解决方案究竟是无组织的混乱思考的结果?还是有一定规律和模式可以遵循?

阿奇舒勒先生在调查了约40万份专利说明书后, 发现只有0.3%的专利解决方案是开创性的, 也就是说他们使用了一些新发现的物理原理——例如收音机和摄像机的发明。而其余99.7%的发明使用了已知的物理或者技术原理, 而发明的产品只是这些原理在不同领域不同角度的实现 (例如, 汽车和传送带使用了相同的原理:空气垫)

另外, 似乎大量的发明遵循一些通用解决模式。最终, 阿奇舒勒得出一个结论, 绝大多数发明问题可以利用以往的经验解决, 这些经验可以归纳为一系列发明的原理和模式。这一发现在当时的学术界产生了巨大影响, 并最终导致了基本创新原理的发现。

经过30多年的研究, 阿奇舒勒先生揭示了创新过程的本质, 制定了发明问题解决原则, 同时创建了最初的TRIZ技术, 明确了技术的发展不是随机过程, 相反, 它是受一系列的趋势和规律支配的。

阿奇舒勒和他的工程师们的主要目标是开发一种方法, 将发明过程转为明确的技术:从问题到解决方案避免重复无效的试验和误导。后来全球许多研究人员和从业人员利用一些新方法、技术和工具在更大程度上扩展了阿奇舒勒的研究。今天, 全球一些组织和大学也开始涉足TRIZ, 并逐渐加强了这一理论的实际应用。

现代TRIZ

现代TRIZ提供了大量的实用技术, 来帮助人们去分析现有产品和解决方案, 提取主要问题, 并揭示其技术进化的潜在规律, 来找出新的解决方案。此外, 技术和工具的应用成为了有组织系统化的创新过程, 使创新工程师们可以按照预期成果以结构化的方式使用它们。

除了基于创新模式的问题解决方法和知识库外, TRIZ还提供了解决技术难题的新的思考方式, 不能仅仅依靠现有的技术, 还需要认识到当前问题所属的系统, 站在不同的系统层级上看问题, 能够认识到不同系统组成部分之间的联系。简而言之, TRIZ有三大基础:分析逻辑、知识库、系统思维。

现代系统创新是一个巨大的知识体。它包含形势分析和技术概念的产生, 像功能分析, 因果分析 (RCA+) , 进化法则分析, 创新原理, 标准解法, 物理、化学和几何效应库等, 技术进化模式以及发明问题解决算法 (ARIZ) 等等。高水平的TRIZ和系统创新并不容易掌握, 因为他们已经形成了庞大的知识体, 并在相当长的时间内自我完善, 但大多数组成技术是可以独立学习使用的, 因此, 学习使用TRIZ也是比较简单的。

创新模式

我们通过两个问题比较TRIZ是如何工作的。

第一个问题:如何保护水翼船在高速行驶时, 机翼表面不被水中的高压气泡破坏?

第二个问题:在橘子园的周围安装栅栏太过昂贵, 那么如何防止橘子园的橘子被大猩猩吃掉呢?

这两个问题初看风马牛不相及。

但从TRIZ的观点来看, 它们是相似的, 因为这两个问题拥有完全相同的模式。它们都包含两个相互作用的对象, 并且都是有害的作用效果。

第一种情况是气泡破坏金属外壳, 而第二种情况是猩猩吃掉橘子。两种情况都没有明显的方法去改善。为解决这类问题, TRIZ建议在这两个元素之间引入一个新的组件。在这种情况如何创新才是最好的呢?我们对当前问题进行分析, 最好的发明是在两个对象间引入一个新的对象, 而且这个对象将会改善已有的一个对象。

在TRIZ中, “改善 (modification) ”这个词具有深远意义。我们可以改变物体的形状或者颜色、结构等等。那么水能做什么改变呢?冰!在船翼内部安装冷冻机将水冻结成冰, 并形成冰层附在船翼的表面。这样, 气泡是在破坏不断形成的冰层, 而不是船翼。

那么橘子能做什么改变呢?柠檬!大猩猩不喜欢柠檬的味道, 因此可以在橘子树的外围种上柠檬树。

我们可以看到, TRIZ理论解决新问题时从不同的技术领域中提取相似问题的已有经验, 从而提出新的解决方案。众所周知的心理学激活思维方法 (例如头脑风暴法) 或者传统设计方法, 旨在找出特定问题的特定解决方法, 这通常是很困难的——太多的信息需要去浏览, 缺乏成熟的模式来保证我们研究方向的正确性。而TRIZ将这些特定的问题转变成抽象问题的模型, 使用与当前问题相关的一般原理或者模式来解决。很明显, 在问题模型上进行分析, 将显著地缩小探索空间从而使我们更加容易找到TRIZ提供的解题模式。

矛盾:创新之门

阿奇舒勒的另一个发现是:每一个发明创新都是试图消除矛盾的结果。当两个互相排斥的需求放在同一物体或者同一系统中时就会发生矛盾。例如, 航天飞机的外壳质地必须轻巧以降低航天飞机在轨道上运行时的质量。但是, 由于进入大气层时需要承受热冲击, 所以不能简单地降低航天飞机的外壳厚度。这是个难题, 因为在同一个参数上必须有两个截然相反的标准:按照现有情况, 航天飞机的外壳既要厚重又要轻巧。

当需要解决一个无法用已知途径解决的矛盾时, 就意味着工程师所面对的创新问题的解决方案通常在这个产品所属领域之外。解决这种矛盾的方法是在两种标准中找到一个折中的标准作为解决方案。但是如果最佳方案无法满足要求那我们该怎么办呢?TRIZ建议消除矛盾以解决问题。

TRIZ研究者通过对大量专利进行综合研究分析以及在工业上的实践证明, 如果问题是由矛盾造成的, 那么有一个很重要的TRIZ原则可以用来消除当前矛盾。这个原则指出了以前其他技术领域遇到同类型矛盾时是怎样清除的。TRIZ的创新法则是已知广泛的问题解决方法。每个原理都是一个指导方针, 它能在解决某类型的创新问题上给出明确的方向。TRIZ包含40个创新原理, 可以根据解决问题过程中遇到的不同类型的矛盾进行选择使用。

例如以下创新原理:

动态特性原理:调整物体或环境的性能, 使其在工作的各阶段达到最优状态;分割物体, 使其各部分可以改变相对位置;如果一个物体整体是静止的, 使之移动或可动。

分割原理:把一个物体分成相互独立的部分;将物体分成容易组装和拆卸的部分;提高物体的可分性。

我们通过一个39行39列的矛盾矩阵来查找创新原理。当我们需要改善某个参数时, 通常会导致另一参数的恶化, 矛盾矩阵中纵列列出了改善的参数, 横行列出了恶化的参数。找到改善恶化的参数以后, 行列交叉的单元格就是可以选择参考的创新原理。

举个例子, 我们需要抓住某个具有复杂形状且易碎的物体时, 如果使用传统的钳子, 将会产生以下矛盾:保证完全抓紧它 (积极的影响) 时, 需要使用足够大的力, 但是这些力在物体上的分布是不平衡的, 导致我们有可能会损害这个物体 (消极影响) 。

正如上面所述, 对于此类矛盾产生的问题, TRIZ建议采用“分割原理”, 可以分割钳子。使用充满可压缩的橡皮圈的小盒子来代替老虎钳子。结果是, 矛盾被消除了:我们可以使用这个工具来锁定几乎任何形状的这类物体, 并且可以使力量平衡分布在物体上。

阿奇舒勒的矛盾矩阵是一种有效解决矛盾的技术, 现代TRIZ提供了大量的结构化和系统化的方法分析、提取、解决问题。有因果分析 (RCA+) , 功能分析, 发明问题解决算法 (ARIZ) 等。

科学发明

有时候仅仅看到事物的不同之处是不够的。有创意的产品往往来自对科技发展过程中新问题新知识不同视角的配合。TRIZ建议先定义功能需求然后再去寻找哪个物理原理可以实现这个功能的创新模式。

对大量专利的研究表明, 很多创新方案通常包含了以往在特定的技术领域没有使用过的物理原理。自然现象的知识往往可以避免复杂的或不可靠的设计。例如, 我们完全可以利用热膨胀效应来替代精密机械设计中需要进行的短距离精确移动。

在设计初期, 找到适合新设计所需的物理原理是很重要的。当然, 直接使用物理化学手册去为新产品找出适合的原理几乎是不可能的。以自然科学的观点, 手册上具有特殊影响的原理是可以利用的, 但我们并不特别清楚这些特殊性质会造成什么影响。

TRIZ的科学效应库填补了这些科学技术的空白。在TRIZ手册中, 列出了每个自然现象会产生哪些影响。这个研究成果主要是尽可能描述某个技术功能出现的问题。每个技术功能指明了可以应用于物体的操作。这些技术可能是:“散体移动”或者“改变密度”、“产生热量”和“积累能量”。

首次在前苏联之外应用TRIZ获得专利的是柯达公司。工程师们使用TRIZ效应手册实现了解决照相机闪光问题的发明。这个闪光灯可以精确移动以改变闪光的角度。传统的设计由马达和机械传输装置组成, 这种方式不但设计复杂而且难于精确控制移动距离。新的发明使用了压电效应驱动线性电机, 使之更可靠且更易控制。

下面这个例子阐述了如何使用TRIZ的效应库。在一个特殊的数字磁带记录仪上如何控制磁头与磁带之间的距离?这个距离在不同记录模式下是不同的, 而且需要快速切换。

在TRIZ的效应库中, 多个效应可以实现“移动固态物体”功能。例如, 磁致伸缩效应:通过改变磁场的强度来改变物体 (使用特殊合金制作) 的形状和大小。这个效应有点类似于热膨胀效应, 但这是由磁场引起的, 而不是热膨胀。磁头被安装在磁致伸缩棒上, 用电线环绕伸缩棒。通过线圈改变磁场大小以改变磁致伸缩棒的长度, 从而精确控制磁头与磁带间的距离。

技术系统进化的趋势

阿奇舒勒通过研究发现, 技术的发展并不是随机的过程。多年的研究表明不论这个技术属于哪个行业, 总有普遍的规律在支配着其发展。通过进化的规律来实现这种发展趋势是可行的。在新旧系统结构发展中, 每个模式都表明了一个特殊的发展主线。

预测技术发展趋势的意义在于能够判断当前技术系统发展处于什么阶段, 这样就可以预测出系统将会发生什么样的改变。

TRIZ系统化地归纳了技术进化的趋势, 技术系统进化法则叙述和展示了特定系统中, 不同的趋势的相互作用将会产生什么影响以及为什么产生这些影响。进化方法可以作为独立的工具来研究下一代产品的技术和工艺。

阿奇舒勒的发现之一:技术系统进化遵循理想度法则。这就是说, 每个成功的技术革新, 所对应的系统都更趋于“理想化”:产品功能变得更加丰富, 更优秀的质量、性能以及健壮性, 另外, 所需的材料、能源、资金及其制造生命周期中所需的各种资源却在不断下降。

这个趋势充当了一个重要角色:为什么和如何去定义产品发展的长远战略。

下图表示随着理想度的提高, 系统的综合性能也在不断提高 (如功能、质量等) , 系统的不利因素不断下降, 如构建和维持系统生命周期所需要的资源等在不断下降。事实上, 卓越的创新活动将积极影响所有这三方面。

越来越多的技术系统理想度并非总是为了降低系统的复杂度。我们来比较一下30年前的大型计算机和现代的桌面PC就能发现这一点。现代桌面PC的价格远远比不上30年前的大型计算机, 但现在的桌面PC性能和功能 (积极影响) 却是它的数倍。而且桌面PC更可靠, 更少的热量和噪音, 更易循环使用, 生产制造及维护成本也更低。

创新的五个级别:

并不是所有的创新都是等同的。举例来说, 我们很难比较激光的发明与增加咖啡壶保温层的发明。在TRIZ中, 一般将发明级别分为五个等级:

第一级, 简单发明, 多数为参数优化类的发明。

第二级, 较小的系统改进, 在解决方案中对已有产品系统进行改造。

第三级, 是“真正的”发明级别:较大的系统改进, 彻底解决了系统问题, 将特定的系统、产品或者法则应用到新的领域。

第四级, 基于一种新原理的改进, 可以称之为“创举”的创新, 创建了全新的组合“功能/原理” (通常取自第五级的科学研究) 。

第五级是科学发现或新现象, 形成新的系统、产品和技术, 进而诞生一门新工业、新学科。

可以看出, 创新等级越高, 产生的创新方案越少。第二级的创新比第四级要多得多。就像本文开头所说的, 第四级的创新只占所有技术创新方案的0.3%。

进化模型

通常, 系统在经历革命性创新之前 (等级3-5的创新) 有四个阶段:诞生期、成长期、成熟期、衰落期。S进化曲线描述了这四种状态。S曲线描述了技术系统的完整生命周期, 如图横轴代表时间;纵轴代表技术系统的某个重要性能参数。

我们来举个例子, 数字摄影技术的一个主要参数是成像质量。第一台数字摄影机, 它的成像质量很差, 尽管如此, 一个新的技术系统诞生了:数字化捕捉图像, 这是突破性的发明。接下来, 所有的努力都转向如何提高数字成像的图像质量, 随着各种各样的创新, 图像的质量得到了提高。经过十来年的技术系统进化, 小型的廉价口袋照相机也达到了以往专业相机的成像质量。当前数字成像技术已经进入成熟期:无需再提高成像质量, 因此s曲线变得平缓并且我们开始将精力放到数码相机的其他方面或者减少功能的花费上。

这种工作原理在当前技术系统应用的过程进化到末端以后发生了什么呢?电影摄像机被数字摄像机替代。这种转换意味着通过替换落后的、无法再进一步发展的系统来大幅提高系统的功能和性能。每个技术系统的革新都可以被描绘成基于特定的工作原理的S进化曲线。

分析技术

众所周知, 解决创新问题是很困难的, 在大多数情况下, 问题本身并不能被完全正确地表达出来。并且在很多情况下, 我们并没有搞清楚要解决什么问题。TRIZ提供了很多工具来帮助我们描述这种模糊不清的情况。

其中一个工具是功能分析, 我们将当前系统划分为若干功能组件, 并划分中各个组件之间的作用关系, 区分当前系统组件的超系统与子系统, 明确技术系统环境, 将技术系统存在的问题清晰展现。举例来说, 一个人端着一杯咖啡, 这杯咖啡足够热并且能够烫伤这个人的手。在这种情况下, 人手具备了一种功能模式, 并且属于“一杯咖啡”这个系统的超系统。

TRIZ功能分析能够帮助我们快速明确系统中存在的功能问题, 并按照他们的重要性排列起来。它不仅仅能用于找出已有的问题, 还能用于识别出提高系统或产品理想度的资源。

功能分析图片段

另一个比较有用的分析方法叫“因果分析法 (Root Conflict Analysis) ” (RCA+) 。起源于古典的根本原因分析法, 结合TRIZ理论, RCA+能帮助我们分析技术系统存在负面影响的原因及存在的矛盾, 随后我们可以通过其他TRIZ技术解决这些矛盾。

惯性思维与创造力

许多出版物指出TRIZ替代或否认了创造力。这是不正确的。创造力对于一项成功的发明创造来说是最基本的要素。TRIZ的操作处于抽象层次, 创造性对于将TRIZ的建议转化为实际问题、系统、产品是非常重要的。最好的说法是TRIZ指导了创造力的有效运用和创新研究。

现代的发明创造越来越需要考虑和利用领域外的知识, 特别是许多困难的和需要大量试验和误导的挑战。工业研究所 (华盛顿州特区) 指出, 平均来说, 一个成功项目背后是近5 000个未被采用的创新。美国管理协会报告说今天有94%的创新项目是失败的。

如果我们在解决方案集合中寻找方案, 需要探索很多方向。换句话说就是“我们必须亲吻许许多多的青蛙来找到一个公主”。我们需要尝试很多方案以找到最好的方案。

阿奇舒勒最初创立TRIZ时, 他的主要目标在于克服混沌思维和随机理念的产生。TRIZ提供了在解决方案集合中寻找优秀方案的路线。

创造力是克服惯性思维的重要手段, 惯性思维使的目光锁定在现有解决方案和想法上, 我们很难看到其他事物, 这些障碍通常很难跨越。在TRIZ中, 阿奇舒勒和他的同事们提出了“创新思维”, 并且整理了一系列的方法来帮助人们突破惯性思维。阿奇舒勒坚信创新思维将在TRIZ应用中产生巨大效果。

举例来说, ARIZ——发明问题解决算法, 介绍了通过一系列步骤逐步改良初始问题的算法, 以减少我们的心理惯性并帮助我们重新发现“隐藏的”资源去解决问题。

TRIZ理论的实践价值

TRIZ和TRIZ软件工具已经被全球超过5 000家企业和政府组织采用。创新理论和创新实践都证明, 创新能力是人的一种潜能, 是人人都具有的一种能力, 而且这种能力可以经过一定的学习和训练得到激发和提升。现实生活中人们将发明创造更多地归结为发明家的任务, 其实这是对创新活动存在的一个认识上的误区。事实证明创新和其他活动一样, 也具有自身一套内在的规律和方法。熟知和掌握这些创新规律与原理知识对于提升我们的创新水平和效率都具有重要的价值。创新知识一旦被人们所掌握, 就会为其带来极大的创新能力, 获得运用创新思维和创新方法打开通往其他知识大门的钥匙。学习、研究、应用、推广TRIZ理论可以大大缩短发明创造的进程, 提升产品的创新水平。经过半个多世纪的发展, 尤其是进入21世纪, TRIZ理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的理论和方法体系。

TRIZ是一种强有力的和很好的创新实践效果的方法论。然而, TRIZ并不能代替人类的创造性, 相反, 它可以放大创造性并帮助我们走向正确的途径。通过长期的研究发现, 每个人都能通过TRIZ解决发明问题。

TRIZ的发展状况

2001年, 波音公司邀请25名前苏联TRIZ专家, 对波音450名工程师进行了两星期培训加讨论, 取得了767空中加油机研发的关键技术突破, 最终波音战胜空客公司, 赢得了15亿美元空中加油机订单。

2003年, “非典”肆虐时, 新加坡的研究人员利用TRIZ的40条创新原理, 提出了防止非典的一系列方法, 许多措施为新加坡政府采用, 收到了很好的效果。

2004年, UT斯达康通讯有限公司利用CAI计算机辅助创新软件解决机顶盒天线连接问题和电磁兼容问题, 缩短了新产品研发周期, 节省大量研发经费。

李老师讲TRIZ（二） 篇4

答：“Idea”是指思想、概念、意见、念头、打算、计划、想象、模糊不定的想法、观念等。这是关于创意的最普遍、最具有代表性的英文词汇。创意的汉语原意是指写文章有新意，也就是说有好的想法和巧妙的构思，它一般是指有新意的想法、念头和打算；过去从没有过的计划和思路；创新性的意念等。概括起来创意具有以下几个特点：

一是突发性。创意常常得意于人们的某种灵感，而灵感诱发形成了想法和念头。

二是形象性。人们在产生创意的时候，一般情况下他的思维活动是形象思维并用表象来把握对象，这个时候的创意还是“具有或多或少明晰程度的表象”。

三是自由性。创意来自人们的自由想象，想象的时空无拘无束，天马行空，自由奔放，任意畅想。

四是不成熟性。由于创意诞生于整个创造或者创新活动的初始阶段，所以需要有一个去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的再思维或者再完善的过程。

可以看出，创意的延伸功能就是创造，创意是创造的前提基础和事先准备，没有创意就不会有创造或者创新，因为创意产生设想和思路，只有创造才能把设想物化为有形的产品。

第六问：什么是创造？

答：根据我国的《词源》解释，“创造”是由两个字组合而成的，“创”的意思主要是“破坏”和“开创”；“造”的主要含义是“建构”和“成为”。所以，“创”和“造”组合在一起就是要突破旧事物，创造新事物。英文的“创造”（Create）一词是拉丁词“Creare”一词派生而来的，其意是创造、创建、生产、造成。我们可以给创造的概念下一个比较完整的定义：创造是人类在继承以往的理论和实践经验的基础上，为了满足新需要，实现其愿望和理想而进行的价值追求和价值创造活动。创造表现为人们将已有的事物、理论、观念、技术和产品进行分解和组合，提出新观念，创造新事物的思维活动和实践活动。应当看到，创造的实质是创新。创造是人类改变自然和社会重要的实践活动，是推动人类社会发展和进步的直接和现实的动力。没有创造，人类社会就不会前进。

模仿是创造的基础，一般大多数的创造都是在模仿的基础上进行的，但是创造绝不能简单地归结为模仿。例如根据蝙蝠超声定位器的原理，人们仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装有一个超声波发射器，盲人带着它可以发现电线杆、台阶、行人等。

创造并不神秘，创造就存在于我们日常生活之中，可以说是时时处处都有创造，人们时时处处都在享受着创造的成果。例如科学上的发现、艺术上的创作、方法上的创新、技术上的发明等都是创造，据此，可以把创造分为“大创造”和“小创造”、“特殊领域的创造”和“日常生活中的创造”等。创造并不是发明家的专利，同样也不受个人资历的限制，不需要你有高学历，也不会受到年龄、人生阅历的约束。人们普遍认为年龄太小或太大都会难以创造。然而，牛顿在22岁发明了微积分，23岁发现万有引力定律；达尔文22岁进行环球航行，之后撰写成《物种起源》；伽利略18岁发现钟摆原理；爱因斯坦26岁提出相对论；爱迪生29岁发明留声机；黄道婆革新纺织技术的时候，已经年过半百；富兰克林40岁以后才开始致力于科学研究。这些都说明年龄不会成为创造的障碍。

现代TRIZ 篇5

针对单一的国外复合菌剂的专利壁垒的研究, 我们发现, 我们可以通过技术进化法则的系统退化破除专利壁垒, 在我国及国外获得专利授权, 达到我国在菌剂领域专利布局的初步目的。

目标专利

利用Google的专利检索工具, 在关键词及产品专利授权书的引导下, 我们在互联网上找到了目标专利的公开说明文件、授权说明书及主附图。

1. 目标专利技术系统结构分析

利用TRIZ技术系统进化法则, 通过百度专利数据库分析我国相近的专利信息。结合目标专利的研究, 我们发现, 国外这一目标专利的研究处于一个相对较为先进的技术阶段, 国外的农业菌剂专利技术已具有动态性及可控性进化, 专利中的子系统已有相当的理想化呈现, 人工介入向微观 (在该专利当中是向微生物种群自我协调) 应用方向发展。

(1) TRIZ技术进化法则分析。通过对目标专利的分析, 我们发现目标专利主要包括47种微生物, 不但包括细菌同时也包括真菌;这与国内的所有专利均有所不同, 由于真菌和细菌的不同生物学特性, 这两种菌剂的制作及相关专利一般是相互独立的。这47种微生物, 通过GenBank提供的16s RNA序列分析, 发现主要在该专利菌剂中的微生物提供五大功能: (1) 为菌剂在大田使用过程当中提供自紫外线防护微生物组群。这些微生物会分泌强烈抗紫外线物质, 综合相关的文献报道, 它们的抗紫外线是熊杲甘的3.2倍, 在大田使用, 已和无紫外线环境当中没有显著区别。 (2) 为菌剂提供抗菌成分微生物组群。这一类群的微生物主要是分泌真菌素, 从现有文献总结可发现, 这一类群的微生物提供了该专利菌剂在长期保存条件下能保持质量稳定的性状。一般国内相关的菌剂专利产品提供的有效期不会超过6个月, 大部分产品为3个月, 而该专利可提供1年有效期, 这与该成分所起的功能密切相关, 当然也与组分3提供的功能密切相关。 (3) 为菌剂提供培养基成分的微生物组群。这一类群的微生物为菌剂成品在一定时期内的目标菌株的活性及有效含菌量提供基本的养分, 在一定时期内菌剂有效菌株单位含量保持相对稳定, 而国内的专利产品, 出厂后产品有效菌株含量, 仅能维持相当短暂的时间, 然后就会下降, 而非像该专利产品, 在出厂后有段时间不但不会下降甚至会有小幅度上升。 (4) 为菌剂在不同的土壤中的定植提供保障功能的微生物菌群。这一类群的微生物, 为在不同施用条件下的菌剂在土壤当中的有效定植数量提供了微环境保障。土壤微生物是最为丰富的类群之一, 一个新的微生物菌群的加入, 一般会遇到原生菌群的抵抗, 这一类群的微生物为功能菌群的快速定植提供了一个相对稳定的微环境, 保障了功能菌群的功能实现。 (5) 目标专利菌剂的有效菌群微生物。这一类群微生物是这一专利菌剂的灵魂, 它为这一菌剂的功能提供了最基础的保障, 在授权说明书中, 针对专利提供的菌群依靠基因分析技术, 这一类群起的功能主要是固氮功能, 当然, 也是这一菌剂的唯一功能。

(2) 国内专利分析。利用百度专利搜索功能, 我们下载的相近专利有50个。经过总结发现以下特点:

(1) 国内菌剂专利一般为单一菌株专利。 (2) 国内专利产品的使用环境有严格要求。 (3) 国内专利产品, 没有相关的国际专利授权。 (4) 国内专利, 相比该研究的国外专利还处在技术进化的初级阶段。

2.TRIZ技术系统进化法则解决问题流程

应用TRIZ技术系统进化法则解决问题的第一步是对给定的专利进行分析;通过分析目标专利的技术系统, 以确立当前分析专利的技术先进性, 并利用理想解及系统进化法则提出解决方案。

2. 技术系统退化的应用

依据国内专利发展水平分析, 我们发现可以从以下几个方面突破专利壁垒。

1) 增加子系统的技术系统退化法则。人工添加抗紫外线物质、抗杂菌物质、培养基成分及有本地特色的适合目标菌剂利用的菌群。

2) 减少理想度技术退化法则。通过初步实验发现, 目标专利产品菌剂的应用范围十分广泛, 且效果稳定。我们可通过针对施用后不同的作物根系菌群的变动, 针对性研究出针对不同作物、不同地区和不同应用环境的技术退化专利。

3) 增加人工介入的技术系统退化法则。通过原来的简单的流水外施, 研究退化版的专利菌剂, 其功能仅能通过土施才能实现功能。

TRIZ技术进化系统的应用

通过分析特定专利的技术进化系统, 我们可以发明新的专利, 有利于打破专利壁垒, 同时通过更高水平的专利为这一领域的专利设置我国的相关领域的专利布局。

1.技术系统进化的应用

依据技术系统进化法则分析, 我们发现可从以下方面进行专利布局。

1) 理想化法则及子系统不均衡化应用。可通过基因技术, 为目标功能菌株提供更为强大的固氮功能。

2) 子系统协调进化法则应用。通过基因修饰技术, 把不同功能菌群的产生转移到一个单一菌株个体上。

3) 减少人工介入进化法则的应用。通过技术系统的发展, 最终为该类型的菌剂使用, 最终实现, 一次使用多年有效直至永久。

结论

现代TRIZ 篇6

现代养殖业大量使用颗粒饲料, 它是粉状饲料经过加工而成的, 在颗粒饲料生产过程中, 需要用蒸汽将物料进行预处理, 物料与蒸汽混合后, 进入制粒机制粒室进行压制颗粒。最终使粉状饲料 (图1) 加工成颗粒状饲料 (图2) 。随着饲料加工业的不断发展, 对饲料的营养要求越来越高, 有的饲料需要加入乳清粉等黏性较大的成分。

进入制粒室前, 要通过一段管道, 该管道叫做制粒机进料管。在经过进料管时, 部分蒸汽要从物料中析出, 遇到“冷”的管内壁, 会产生水滴凝结于其上, 这些水滴会黏结物料, 凝结管壁上。制粒机在生产过程中, 部分蒸汽要从物料中析出, 遇到“冷”的进料管内壁, 会产生水滴凝结在进料口壁上, 这些“水滴”会粘结物料, 且会越黏越厚, 导致其口径变窄, 从而造成堵机现象, 用黏性物料制粒时, 物料黏壁现象会更加严重。其现象模型如图3所示:

现有解决方案是将下料管用保温材料包好, 减少下料管壁与物料的温差, 使析出的蒸汽不易在壁上凝结成水珠, 防止物料黏壁。

运用TRIZ理论对问题进行分析

TRIZ是“发明问题解决理论”的俄文简称, 它是前苏联G.S.Ahshuller及其同事们在分析研究了世界上近250万件高水平发明专利, 综合多个学科领域原理、法则的基础上提出的创新方法理论体系。TRIZ理论解决问题的途径有:技术矛盾和发明原理、物场分析和76个标准解、ARIZ方法、物理效应和知识库、理想解等方法, 本例采用物场分析方法来解决问题。

根据TRIZ理论问题标准解法的应用流程进行分析, 颗粒饲料生产制粒机是一个技术系统, 需要改进, 进料管是该系统中的一个组成部分, 该部分的功能不足, 是需要改进的区域, 问题描述为进料管堵塞, 我们的需求是解决进料管黏料堵塞问题。按照图4的流程, 建立物场模型, 如图5, S1管内壁是水汽, S2是水汽, F是热力场。

水凝结于管壁, 对于进料管来说是产生有害作用, 按照物场分析的理论, S2水汽黏结于管壁是由于温度场的作用造成的, 按照图5, 产生有害作用, 应用1.2级标准解来解决问题。

根据TRIZ理论的76个标准解的第一级“消除有害作用”的方法第九至第十三个标准解 (见图6) , 解法9是引入S3消除有害作用, 解法10是引入改进的S1或 (和) S2消除有害作用, 解法11是排除有害作用, 解法12是用场F2来消除有害作用, 解法13是切断有害影响。

结合本案例, 解法9是引入S3消除有害作用, 运用本解, S1与S2将被S3分开, 不适合本例;解法10引入改进的S1或 (和) S2消除有害作用, 这一方法要求对蒸汽或者管壁进行改进, 蒸汽改进的可能性较小, 改进管壁的化学状态成本较高;解法11是切断有害影响, 要求引入S2, 本例中已经有S2, 也不适用。12

解法12是排除有害作用, 解释为:系统中存在着有害作用和有益作用, 且S1与S2必须接触, 通过引入F2来抵消F1的有害作用, 将有害作用转化为有益作用, 与本案例较贴切。本案中低温的温度场是促成蒸汽凝结的主要原因。通过再引入一个温度场抵消引入排除温度场对的水蒸气凝结的作用, 核心是消除F1低温热力场的有害作用。

技术方案确定

根据以上的分析, 需要引进一个场F2, 来消除低温场F1有害作用, 该场同样是温度场, 该场产生高温, 抵消低温场的影响, 如图7。

根据制粒机本身的技术特点, 将物场模型转化为技术方案, 较为可行的方案有:

(1) 将下料管用保温材料包好, 减少下料管壁与物料的温差。

(2) 利用一种可以给下料管壁加热控温的物质, 黏贴于下料管外壁, 使下料管温度保持恒温, 使析出的蒸汽无法在壁上结成水珠。

(3) 利用自身系统的能量, 用系统自身的蒸汽, 对下料管图7改进模型进行加热, 加热后的蒸汽用作对物料预处理用, 从而使物料无法结壁, 保持了内壁的清洁卫生, 保证了产品的质量, 也实现了连续化生产。

方案 (1) 只是减轻了结壁现象, 没有彻底消除物料黏结现象。方案 (2) 使用电加热, 使用起来不安全, 且引入了新的能耗, 并且使系统变得复杂。不是一种理想的方案。方案 (3) 运用热蒸汽, 由于热蒸汽是生产中已经有的资源, 本身最经济, 对系统改变较小。经过对比, 认为方案 (3) 最可行。

最终方案确定为利用自身系统的能量, 用系统自身的蒸汽对下料管进行加热, 具体方案是在进料管的外侧增加一个蒸汽套管 (图8) , 让蒸汽通过套管, 彻底隔断低温对管内蒸汽的作用, 加热后的蒸汽用作对物料预处理用。

结论

现代TRIZ 篇7

关键词：TRIZ理论,创新,科技成果,企业

落实科学发展观, 建设创新型企业, 需要清晰的思路和有效的方法。为贯彻党的十七大精神和温家宝总理对创新方法工作的重要批示, 国家科技部近期要在全国教育科研单位、企事业单位大力推广一种技术创新方法—TRIZ理论。TRIZ理论是一门关于发明创造的科学, 也是目前国际上公认的最行之有效的技术创新方法之一。

1 TRIZ理论推广的由来

我国之所以要推广技术创新方法TRIZ理论源于2007年初, 中科院的三位老科学家联名给温家宝总理写了一封信, 信的内容大致是这样:胡锦涛主席在2006年全国科技大会上的讲话中明确指出:我国要不断提高自主创新能力, 在2020年进入创新型国家行列。但是目前我国抓科技创新工作进入了一个误区, 普遍存在“三多三少”现象:a.科技成果多, 转化为生产力的少; b.先进设备多, 有自主知识产权的少; c.引进技术多, 消化理解的少。这样下去, 在2020年我国很难进入创新型国家的行列, 因为创新型国家有很多硬指标。我国要进入创新型国家行列, 就必须改变现状, 抓科技创新工作, 要从学生作起, 从源头抓起。那么, 什么是科技创新的源头呢?源头就是科技创新的思想和科技创新的方法。

三位老科学家建议:为做好我国科技创新工作, 当前应该大力推广和普及TRIZ理论。温总理看到信后, 把信转给了国家教委和国家科技部, 并要求科技部和教委拿出具体实施办法。

国家教委迅速反应, 提出了抓创新要从小学生作起, 有条件的中小学校要开设TRIZ理论科普课, 同时, 要求2008年以后, 工科院校大中专学生开设TRIZ理论选修课, 我省哈工大、哈理工、东北林大等高校去年都开设了TRIZ理论选修课。

国家科技部的做法是准备先拿出二、三个省份作试点, 积累一些经验和培养一批TRIZ理论工程师和培训师后, 再向全国推广。

温总理看到两个部委方案后, 非常高兴, 就在文件上写上“赞同”两个字, 于是TRIZ理论的推广普及工作就有序地在全国开展起来。

2 学校电力TRIZ研究中心的成立

黑龙江电力职工大学多年来一直致力于科技创新与技术进步, 在省科技厅、省科协和省公司的大力支持下, 于2008年3月份率先在国网公司系统内组建了第一家电力TRIZ研究中心, 并积极开展TRIZ理论研究与培训推广工作。

TRIZ研究中心成员全部来自专业课教师, 其中有一名是在读博士、三名硕士、均为副教授以上职称且都有丰富的生产实践经验, 他们以支持省公司创新型企业建设为己任, 历经一年的不懈努力, 在研究推广应用TRIZ理论和促进科技创新与科研成果转化方面, 开展了大量卓有成效的工作, 尤其是在申报专利工作方面取得了可喜成果。

3 电力TRIZ研究中心的初期工作

3.1 开展TRIZ理论培训, 助推电力企业创新

研究中心成立以来, 学校组织教师先后参加了国内、国外多次高水平的TRIZ理论培训班, 通过培训学习, 使老师们不但认识了TRIZ, 提高了应用TRIZ解决实际问题的能力;而且中心成员都获得了俄罗斯共青城工业大学二级TRIZ理论培训证书和德国柏林现代TRIZ黄带培训证。多次参加全国TRIZ理论研讨会, 电力TRIZ研究中心现已具有加入世界TRIZ协会的资质。

自TRIE研究中心成立后, 先后到了哈尔滨电业局、鸡西电业局、牡水厂和伊春电业局等单位, 开办TRIZ理论培训班。今年, 又走进了省电力科学研究院和省公司2009年生产工作会议会场, 举办创新理论培训讲座。培训教师的讲解深入浅出、理论联系实际, 都是以电力企业的真实案例进行讲解, 加之立体多元化的授课方式, 使培训效果有了明显提升。

3.2促进科研成果转化, 完成专利申报任务

在努力提高TRIZ理论水平的同时, 学校积极与省公司沟通, 及时抓住了省公司2008年要完成申报30个专利任务的契机, 主动协助各基层单位开展技术创新和申报专利工作。

研究中心的所有老师克服各种困难、刻苦钻研, 无私奉献, 到基层单位完成培训工作后, 主动与现场技术人员、生产一线的员工广泛深入探讨创新、发明问题, 利用所学的创新TRIZ理论指导基层企业一线技术人员立足本岗、挖掘潜能, 协助他们进行发明创新, 而且还抽出一名老师专门研究专利法及专利申报, 承担起系统内各单位专利资料的撰写和申报的各项工作。至今为止已协助省电科院, 哈局和佳局等单位将36项科研成果进行深度开发, 并申报了专利, 其中有9项专利已经获得了国家知识产权局的正式授权, 圆满完成了国网公司的专利指标任务。更为可喜的是:电力TRIZ研究中心利用所学TRIZ理论知识, 结合学校教学培训改革的实践申报了一项发明专利《基于资源分析的培训模式设计》, 2008年9月初接到国家知识产权局的回函, 这项发明专利已经通过国家知识产权局的初审, 现已进入实审阶段, 该项专利应该说是省公司系统内第一例教学培训发明专利, 也是TRIZ理论在国内首次应用在教学管理领域, 这些都标志着电力TRIZ研究工作进入了一个新的发展阶段。

3.3不断加强自身学习, 努力提高专利业务水平

电力TRIZ研究中心非常重视队伍建设和成员全方位的素质提升, 2008年研究中心成员参加了国家知识产权局在北京举办的《专利信息检索与分析》和《专利申请文件的撰写与申报程序》培训班。国家知识产权局的几位专家就专利检索、预警分析、文件撰写、申报等方面的一些具体问题进行了重点讲解和培训, 通过全封闭的学习, 研究中心成员业务水平大幅提高, 提升了省公司科技创新能力和知识产权保护方面的管理水平。

4 电力TRIZ研究中心工作的展望

国务院于2008年7月28日联合公布了国家首批“创新型企业”名单, 国家电网公司名列第三位。国家对创新型企业将实行逐年动态化管理, 因此, 摆在国家电网公司面前的任务就是如何坚持持久创新、始终进入国家创新型企业行列。

目前, 在国网公司系统内除了黑龙江电力职工大学TRIZ研究中心以外, 还没有进行技术创新方法 (TRIZ理论) 推广的生产单位, 也没有开展技术创新方法 (TRIZ理论) 的培训单位, 因此, 黑龙江省电力职大一定要抓住这一有利时机, 依托于电力TRIZ研究中心, 在省公司层面上, 大力推广普及TRIZ理论, 践行科学发展观、确保“自选动作有创新”。

4.1公开出版TRIZ理论培训教材, 实现省公司基金出书项目零的突破

加强和中国电力出版社联系, 做好《TRIZ理论与电力企业技术创新》教材的出版准备工作。近期, 准备请几名院士和电力专业方面的专家学者为

《TRIZ理论与电力企业技术创新》一书作序和写推荐信, 力争使该书列入国网公司基金出书项目, 不断扩大学校和省公司在国网公司系统内的影响力。

4.2尽快完成《电力企业TRIZ理论培训系统》的软件开发并投入使用

2009年初, 学校已和省科技厅计算中心草签了合作开发该系统软件的协议, 约束双方一定要密切配合, 并多提供一些TRIZ理论在电力企业中的应用案例, 以便争取早日将该软件应用到生产实践中。

4.3建立黑龙江省电力系统TRIZ网站

电力系统内局域网现已和因特网已经全部物理断开, 所以, 电力系统内职工大部分都上不了因特网, 为了更好地在系统内开展TRIZ理论培训, 搞好电力企业创新工作, 研究中心准备在电力系统局域网内建立TRIZ网站, 把国家建立的官方TRIZ网站主要内容转载到局域网内, 同时, 利用局域网TRIZ网站开展电力方面的创新培训和知识产权方面的咨询, 为省公司创新型企业建设服务。

4.4建议省公司成立《知识产权服务中心》

现代TRIZ 篇8

高职院校工科专业培养的是面向生产、建设第一线的高素质技能型、工艺实施型专门人才。部分学生也会从事现场调度、工艺管理等工作。产品的质量、生产成本在很大程度上取决于生产一线劳动者的素质。如果他们具备一定的创新精神,并且掌握一定的创新技巧,针对生产现场工作的问题开展创新与改革,在本职工作中建功立业,必将提升企业的技术创新能力,为我国成为“制造强国”做出卓越贡献。

基于此,笔者尝试在高职工科学生中开展了Triz创新教育。Triz——发明问题解决理论,是前苏联发明家协会主席根里奇·阿奇舒勒在研究全世界250万份高水平专利的基础上创造出的一门崭新的理论,它教授人们怎样成为一个发明家。在Triz诞生以前,创新是少数人类精英的“专利”,是他们的灵光一闪,普通人是可望而不及的。但Triz认为,创新就可以象求解数学题一样,有序可寻,它能够快速发现问题本质或者矛盾,准确确定问题的探索方向并且不错过各种可能,大大提高创新质量和创新效率。正如阿奇舒勒所说,“你可用100年等待灵感和顿悟的到来,也可用Triz法15分钟解决问题”。

Triz理论主要有39个通用工程参数、40条发明原理、技术矛盾矩阵表、物场分析、ARIZ等。由于Triz博大精深、工具众多,非一朝一夕可以掌握。笔者经过仔细分析和提炼,针对学生的知识结构与就业岗位特点,对Triz进行了“简化”,制订并实施了有针对性的Triz创新教育教学计划,通过A、B、C三个教学环节完成创新教育。高职工科学生Triz创新教育教学计划见表1。

一、Triz创新教育的实施

1. 学环节A——Triz入门

在对大量发明专利的研究中,阿奇舒勒发现,各种各样不同的专利发明无不是在解决技术矛盾,而这些不同的技术矛盾可以用39个工程参数来加以表达。在绝大多数情况下,技术矛盾总是表现为一项参数的改善往往同时引起另一项参数的恶化。由此他总结出了解决冲突和矛盾的40条发明原理。

Triz将39个通用工程参数、40条发明原理组成了一个由39个改善参数与39个恶化参数构成的矩阵。该矩阵的纵轴表示希望得到改善的参数,横轴表示某技术特性改善引起恶化的参数,横纵轴各参数交叉处的数字表示用来解决系统矛盾时所使用发明原理的编号,这就是著名的技术矛盾矩阵。用户可以根据系统中产生矛盾的两个工程参数,从技术矛盾矩阵表中直接查找化解该矛盾的发明原理来解决问题。

在本教学环节中,教师通过浅显的实例讲授Triz发明原理的含义与应用。这些例子都来自日常生活或实习现场,生动鲜活,匠心独运,极大地开阔了学生的眼界,开拓了学生的创新思维。通过组织课堂讨论,学生总结提炼了一些发明原理的应用实例。

通过本环节的学习,学生初步理解并掌握了Triz40条发明原理的含义与应用,破除了创新的神秘感或无助的思想,为下一步学习打下了基础。限于篇幅,本文没列出39个通用工程参数、40条发明原理、矛盾矩阵表等。

2. 教学环节B———Triz矛盾矩阵与发明原理在技术领域的应用

一个典型的利用Triz矛盾矩阵实现创新的过程可描述为:(1)分析待解决的问题,使用39个通用工程参数中和该问题相适应的参数来描述待解决的问题,将一个具体的问题转化为Triz问题。(2)确定该Triz问题是技术矛盾还是物理矛盾,如果是技术矛盾,就利用矛盾矩阵从40个发明原理当中找到相适应的原理。如果是物理矛盾,就利用分离原理来确定相适应的发明原理。(3)评估获得的发明原理,并结合专业知识决定采用或者摈弃。

如何将一个待解决的问题通过上述步骤完成创新活动,需要一定的专业知识和Triz应用技巧。为使高职学生能在较短时间内掌握Triz矛盾矩阵的应用技术与技巧,笔者在授课中选用了典型的、浅显易懂的Triz矛盾矩阵应用实例,通过举例法循序渐进地完成本部分内容的教学。教学环节B用到的部分创新项目实例见表2。

在教学中,采用举例法的教学方式,通过分析典型创新项目的过程,引导、启发学生总结出如何利用39个工程参数描述待解决的问题,进而利用Triz矛盾矩阵得到发明原理,并结合专业知识得到创新结果。

收集、整理了更多的Triz创新项目实例课后提供给学有余力的学生深入学习。

3. 教学环节C—Triz发明原理在非技术领域的应用探讨

Triz是基于对技术领域的专利分析而得到的创新工具,但研究者已经得到了结论:Triz体系大部分内容也适合非技术领域。

教学中,通过组织学生学习,研讨了Triz在非技术领域(生产型企业管理)的应用。

教学环节C中部分管理类应用实例见表3。

针对学生的知识结构和就业岗位,对Triz进行了“简化”,制订了面向高职工科学生的Triz创新教育教学计划并予以实施。避免繁杂的理论讲授,以讲授、讨论、举例法、研讨完成了教学计划。并提供学习资料,指导学有余力的同学深入学习Triz。

通过3个教学环节的学习,学生理解了Triz40条发明原理的含义与应用,初步掌握应用技术矛盾矩阵解决工程问题的步骤与方法,拓展了Triz在非技术领域的应用。

高职工科毕业生在生产现场担负着承上启下的重要作用。他们具备了创新意识,必将利用掌握的Triz创新方法解决现场出现的各种问题,为提升企业创新能力和建设中国“制造强国”做出卓越贡献。

参考文献

[1]谢东钢,王建国,杨拉道等.“TRIZ”理论是科技创新的现代化工具[J].重型机械,2010,(S1).

[2]曹福全,吴春娟.简化——TRIZ理论“本土化”的必由之路[J].黑河学院学报,2011,(3).

[3]丛秀娟.TRIZ理论在机电产品创新设计中的应用研究[J].现代制造技术与装备,2011,(3).

[4]冷崇杰,项辉宇,闫晓玲.基于TRIZ理论的产品结构创新设计[J].制造业自动化,2010,(8).

[5]韩立芳,张明勤,李海青等.TRIZ技术研究及在教学工具创新设计中的应用[J].山东建筑大学学报,2007,(1).

李老师讲TRIZ（八） 篇9

答：提到发明创造，我们首先会想到那些著名的发明成果，如爱迪生发明的电报机、电灯、留声机等，可以说这些发明开创了一个新的时代。那么，在具体实现这些发明的过程中，基于它们各自的创新程度不同，对发明者在知识领域、经验、创新能力等方面的要求也会各不相同。比如要改进一个牙刷的手柄，只要了解产品设计、材料、加工技术就可以了；而要发明一个电动牙刷，则还需要掌握专业的电机、控制技术等。

为了更好地组织和实施创新活动，一些专门从事发明研究的专家对不同形式的发明进行了分类，并研究它们各自的特点，以及相应的创新方法和技巧，目的就是为了更有效地实施创新。其中最为科学有效的发明分类方法，要数著名的TRIZ理论（发明问题解决理论），它将发明按照新颖程度和创新难度分为五个等级，深入分析和研究不同等级发明的特点，并开发出面向不同等级的科学创新方法和工具。TRIZ理论定义的五个发明等级按照创新程度从低到高依次如下。

第1级是最小型发明。是指那种在产品的单独组件中进行少量的变更，但这些变更不会影响产品系统的整体结构。该类发明并不需要任何相邻领域的专门技术或知识。特定专业领域的任何专家，依靠个人专业知识基本都能做到该类创新。例如以厚度隔离减少热损失，以大卡车改善运输成本效率等。据统计，大约有32%的发明专利属于第一级发明。

第2级是小型发明。此时产品系统中的某个组件發生部分变化，改变的参数约数十个，即以定性方式改善产品。创新过程中利用本行业知识，通过与同类系统的类比即可找到创新方案，如中空的斧头柄可以储藏钉子等。约45%的发明专利属于此等级。

第3级是中型发明。产品系统中的几个组件可能会出现全面变化，其中大概要有上百个变量加以改善，它需要利用领域外的知识，但不需要借鉴其它学科的知识。此类的发明如原子笔、登山自行车、计算机鼠标等。约有18%的发明专利属于第三等级。

第4级是大型发明。是指创造新的事物，需要数千个甚至数万个变量加以改善的情境，它一般需引用新的科学知识而非利用科技信息，该类发明需要综合其它学科领域知识的启发后方可找到解决方案。大约有4%的发明专利属于第四级发明，如内燃机、集成电路、个人电脑等。

最高级是特大型发明，即第5级。主要指那些科学发现，一般是先有新的发现，建立新的知识，然后才有广泛的运用。大约有1％的发明专利属于第五级发明。如蒸汽发动机、飞机、激光等。

平时我们遇到的绝大多数发明都属于第一、二和三级。虽然高等级发明对于推动技术文明进步具有重大意义，但是这一级的发明数量相当稀少。而较低等级的发明则会起到不断完善技术的作用。

针对以上五类发明，TRIZ理论提供了相应的创新方法和工具支持。TRIZ理论主要包括40条创新原理、76种发明问题标准解法和发明问题解决算法等创新工具。

如果是解决第一和第二等级的简单发明问题，可采用解决技术矛盾的创新原理和解决发明问题的标准解法。

如果是解决第三和第四等级的发明问题，就要用解决发明问题的标准解法和发明问题解决算法。

如果是解决非常复杂的第五级的发明问题，则可采用发明问题解决算法，它提供了特定的算法步骤，能够帮助我们实现由复杂模糊的问题情境向明确的发明问题的转变。

通过以上对发明的分类可以看出，发明和创新看起来很困难，似乎是很遥远的事情，但其实大部分发明都是那些较低层次的创新，只要我们充分发挥自己内在的创新潜能，掌握科学的创新原理和方法，那么每个人都可以拥有自己的发明创造，为我们的五彩生活增添新的活力。

第十八问：技术与科学有什么不同？

答：科学主要是认识自然、获得自然知识，回答研究对象“是什么”和“为什么”的问题，讲求有所发现，要揭示客观过程的规律性和因果性；技术则主要是利用和改造自然，解决实践过程中应当“做什么”和“怎么做”的问题，寻求如何去“制”和“做”的规则，讲求有所发明，要实现满足主体需要的目的性。

第十九问:技术与科学的项目选题有什么不同？

答：科学主要是从实践到认识，从物质到精神，要扬弃经验跃升到理性，其研究过程探索性强，相对不确定，选题的自由度大一些；技术则主要是从认识到实践，从精神到物质，经验因素常常不可缺少。其研究过程计划性强，相对较确定，选题的约束性大一些，活动具有较明显的协作性。

第二十问:阿奇舒勒的五大发现分别是什么?

答:通过多年来对大量专利的潜心研究，阿奇舒勒在研究过程中有如下发现。

1.以往不同领域的发明创新浩如烟海、不胜枚举，但是可以归纳的类型却并不多，大量专利是使用同一个原理提出的。可以看到，不同时代的发明，不同领域的发明，应用的原理（方法）是被反复利用的。

2.每条发明原理（方法）并不限定应用于某一特定的领域，而是融合了物理、化学和各个工程领域的原理，并且这些原理可以适用于不同领域的发明创造和创新之中。

3.类似的矛盾或者问题与该问题的解决原理会在不同的工业及科学领域交替出现。

4.技术系统进化的规律（模式）会在不同的工程及科学领域交替出现。

5.在实际创新设计中所依据的科学原理往往属于其他领域。

第二十一问:TRIZ理论的核心思想是什么?

答:?TRIZ理论的核心思想包括三个方面：

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。

责编/刘红伟

现代TRIZ 篇10

然而,鲜有学者专门针对TRIZ技术系统进化法则在管理领域的改善与应用展开研究。从TRIZ解决问题的模式可知,TRIZ是问题驱动的理论,应用TRIZ理论的首要条件就是发现现有问题,因此,TRIZ理论体系中提供了一系列的工具用于激发创新思维并发现问题,其中“技术系统进化法则”是最重要的工具,其作用在于预测未来发展趋势,发现现有技术的问题。特别的,相较于工程技术领域,管理领域的现有问题更难以察觉与发现,在这种情况下,难以在管理领域顺利地应用TRIZ理论。因此,技术系统进化法则对于TRIZ理论在管理领域的顺利应用有着首要的重要性。鉴于此,本文结合管理领域的特征,提出了问题驱动的TRIZ管理创新体系,并尝试对TRIZ技术系统进化法则进行改善,旨在提出基于TRIZ的组织系统进化法则,填补基于TRIZ理论的管理创新研究在该模块的空白,构筑TRIZ理论在管理领域应用的桥梁。

1 研究综述

从内容维度区分,TRIZ理论在管理领域的研究可以分为面向整体TRIZ理论的管理创新体系研究,以及针对部分TRIZ工具的管理创新工具研究。前者旨在以TRIZ理论为指导,建立系统的管理创新理论体系;后者通过对现有TRIZ工具进行改善,应用并解决实际的管理创新问题。特别的,TRIZ技术系统进化曲线在管理领域的相关研究还十分罕见。

在基于TRIZ理论的管理创新体系研究中,部分学者从系统的角度出发,指出了基于TRIZ理论的管理创新理论体系中各个组成部分,例如:易加斌等[3]构建了企业管理创新理论与方法体系;吕荣胜等[4]提出一种基于TRIZ的复杂管理问题求解模式;井辉等[5]构建了一种基于TRIZ理论思想的复杂管理问题求解模式。其他学者从流程的角度出发,阐述了基于TRIZ理论的管理创新的具体模式与步骤,例如:张东生等[6]提出了管理创新方法研究的基本思路和内容;赵文燕等[7]提出一种TRIZ在管理流程优化中的应用流程DTSIC;杨波[8]设计了基于TRIZ的有效求解企业管理冲突的流程优化模式。

在基于TRIZ的管理创新工具研究中,最热门的研究领域为管理参数与管理创新原理与分离原理、管理物场模型及管理问题标准解,其他研究包括管理理想化(IFR)和管理效应知识库等。DarrelllMann等[9,10]提出了适用于商业领域的40条发明原理,同时给出了管理标准技术参数以及相对应的冲突矩阵。任工昌[11]构建了管理系统冲突矩阵。纪建明等[12,13]给出了一般管理参数和管理冲突矩阵,以及判定管理创新解的理想化水平的过程和公式。程文亮等[14]提出了管理领域的“管理元素———场”分析模型。文竹等[15]建立了“管理物场模型”以及与模型对应的寻找管理创新问题解决思路的集合。张亚强[16,17]提出了分离原理在管理创新中运用的规范化工具框架和解决管理问题的创新算法过程(ARIZ)。胡建伟[18]为企业提供了一套基于物—场分析的管理系统创新方法和解决管理系统问题的标准解法。Pentti Soderlin[19]为了使标准解便于在管理领域使用,将76个标准解简化为16个。

2 问题驱动的TRIZ管理创新体系

在以往的研究中,由于受到传统TRIZ理论体系的影响,基于TRIZ理论的管理创新体系大都以“管理问题定义”为起点。组织系统时刻处于变化之中,其存在的问题是不直观的、难以察觉的,TRIZ理论是典型的问题驱动的理论,在难以发现现有问题的情况下更不可能在管理领域中应用TRIZ理论。本文提出了问题驱动的TRIZ管理创新体系如图1所示。与已有研究相比,问题驱动的TRIZ管理创新体系强调了问题发现对于组织实现管理创新的重要性。

(1)管理问题预测。问题驱动的TRIZ管理创新体系以“管理问题预测”为开端,作用在于引出组织系统存在的管理问题,是应用其他模块的前提。该子模块所使用的TRIZ管理创新工具包括“管理创新动机”和“组织系统进化法则”。其中,前者适用于组织能直观地发现现有管理问题的情况,能够意识到问题的存在,并具有明确的管理创新动机;反之,后者适用于组织未能直观地发现现有问题的情况,但能够通过借鉴组织系统进化法则间接地发现组织现状的不足,从而发现管理创新的机会。

(2)管理问题定义。该模块所涉及的过程称为“问题具体化”,其目标为明确地定义管理问题的范围、内容、所希望达到的目标等;该阶段所使用的工具包括管理最终理想解、管理功能分析、管理资源分析等。此外,也可以配合SWOT分析、六西格玛等传统的管理工具,通过综合运用这些工具,结合组织的运营情况,明确地阐述组织管理所存在的问题以及希望实现的目标。

(3)管理问题分析。在管理创新问题具体化后,下一个步骤就是“问题一般化”。该阶段所使用的工具包括管理矛盾矩阵、管理物场模型、管理ARIZ等,这些工具是TRIZ体系中最常用的分析工具,能够把特定情况下的管理问题转化为以管理TRIZ术语描述的一般管理问题,从而更清晰、客观地认识到现有管理问题的矛盾本质。

(4)管理问题解决。基于“问题一般化”的分析结果,就能决定使用哪种或哪几种具体的管理TRIZ创新工具来解决问题了。该阶段所使用的工具包括管理创新原理与分离原理、管理创新标准解以及管理效应知识库等,这些工具通过整合大量管理创新案例的成功经验与启示,并升华为具有普适性的管理创新规律,从而为管理创新实践提供解决方案,是目前最多学者研究的领域。

3 基于TRIZ的组织系统进化法则研究

已有不少学者研究了上述体系中的“管理问题定义”、“管理问题分析”与“管理问题解决”模块及其相关工具,并获取了一定的成果,本文将其筛选整理如表1所示。但“管理问题预测”模块至今还缺乏深入的研究,鉴于此,本文尝试基于TRIZ理论和组织管理的特征,对“组织系统进化法则”作首先的探讨。

3.1 组织系统与技术系统对比分析

要把技术系统进化法则应用于组织系统中,首先就要分析组织系统与技术系统的关系。系统较为常用的定义为:“系统是由一些相互联系、相互制约的若干组成部分结合而成的,具有特定结构与功能的一个有机整体。”其中的内涵包括:系统是由若干要素(部分)组成;系统要素间存在着联系;系统有一定的结构;系统有具体的功能。无论技术系统还是组织系统均包含上述特征,体现了其共性,能够从这4个层面来分析技术系统与组织系统的差异。

(1)系统要素差异。技术系统的系统要素是元件或零件,组织系统的系统要素是人,这是技术系统与组织系统的根本区别,导致了二者间的差异。例如,元件工作的动力来自于某种能量,而人工作的动力来自于某种动机;元件的物理性质(如体积)能够改变,而人的心理性质(如知识)能够改变等。

(2)要素联系差异。技术系统的要素间通过各自的功能实现逻辑联系,能够通过系统功能图反映;而组织系统的要素间通过各自的价值实现逻辑联系,能够通过价值网络图反映,无论技术系统还是组织系统,皆通过要素间的联系形成一个整体。

(3)系统结构差异。系统结构可分为逻辑结构与物理结构,前者反映了系统要素间的逻辑结合

方式,后者是系统元组间的实际物理结合方式。技术系统结构一般要同时考虑逻辑结构与物理结构,组织系统较多考虑其逻辑结构,用于描述组织间的层次以及各个成员间的合作关系。

(4)系统功能差异。系统功能是系统目标的具体表现,依赖系统的顺利运作实现。技术系统的功能往往比较具体、明确,系统期望功能与实际功能之间的差异容易发现,由产品说明给出;组织系统的功能相对而言较为模糊而且多层次,系统功能不易直接量化描述,由组织使命和愿景给出。

3.2 基于TRIZ的组织系统进化法则

技术系统进化法则在TRIZ体系中拥有重要的位置,在综合应用TRIZ理论方法工具的过程中需要以技术系统进化法则作为指导,并以理想化为目标[20]。技术系统进化法则认为,技术系统的进化过程并非完全是随机的,而是遵循一定的客观规律,因此能够推理抽象出技术系统进化的一般性规律,用于指引已有的技术系统发现其存在问题和可改进之处。与技术系统相一致,组织系统的进化过程也存在特定的进化趋势,能通过对大量的组织系统进行分析,抽象出其中的一般性规律。本文首次尝试以技术系统进化法则为基础,对应地列出了技术系统和组织系统的进化法则,如表2所示。

(1)完备性法则。一个组织必须包括管理人员与业务人员,前者负责指挥,而后者负责执行,二者相互协调维持组织系统的顺利运作,形成具体的组织结构。在组织系统中,每个成员都需要一定的动机,动机可以区分为内在动机与外在动机。根据成员动机,成员在组织运作过程中获得一定的激励维持其积极性。因此,在组织成立之时必须考虑上述要点,才能形成最基本的组织系统。

(2)动机传递法则。在“动力源”方面,与技术系统不同,组织系统的“动力源”一般来自于自身创造的利润或价值,而前者往往来自于外部源,因此,组织系统的整体目标必须与成员目标保持一致,为成员提供动力,满足成员的动机。当组织实现目标、创造利润和价值时,这些利润与价值能够反馈到各个成员当中,激励每个成员的积极性。因此,可以通过对比组织目标与成员动机之间的差异,从成员积极性方面发现组织的管理问题。

(3)柔性进化法则。组织柔性是指组织面对突发情况的应对能力,虚拟性是指组织利用互联网等现代信息技术等能力,而成员自主性是指成员掌握自主权力的程度。在全球化、信息化、大数据等背景下,组织面临着越发激烈的竞争以及不可预料的意外,组织必须提高自身在这3个方面的能力,例如:通过跨团队部门、临时团队等手段提高组织柔性;增强对信息资源的投入以提高信息技术水平;以业务专家参与到基层业务的方式提高成员的自主性。

(4)达成组织愿景法则。组织愿景是组织成立之初就确定的关于“组织成为什么”的问题,代表着组织的最终理想目标,组织应向着这个方向不断前进。组织理想度可以表达为:∑(有用价值)/∑(副作用+成本)。组织运作始终围绕着组织愿景,向提高组织理想度的方向前进。

(5)内部不均衡进化法则。组织价值链分为基本活动和支持活动两类,基本活动包含:生产、营销、运输和售后服务等,支持活动包含:物料供应、技术、人力资源或支持其他生产管理活动的基础功能等。组织系统作为一个整体,通过整合这些活动创造价值,但是在不同活动中有着不同的能力水平,组织的整体能力水平受限于其中的弱势环节。组织系统能够对上述的每个环节分析,发现并改善弱势环节的能力,从而提高整体能力水平。

(6)外部合作法则。当今的社会是一个合作型的社会,组织必须能够在竞争中合作以及在合作中竞争。从博弈论的角度看,当其他竞争对手都紧密合作时,组织紧靠自身的能力是不可行的,组织需要具有高度的开放性,从外部环境中获取优质资源并同时保护自身的核心价值,形成独特的竞争力,实现方式包括外包、合作等,资源包括客户、竞争者、供应商、合作方等,构建开放的合作竞争网络。

(7)知识密集法则。20世纪以来,在信息技术的支持下,人类知识总量急速增长,出现了“知识社会”和“知识经济”等概念。在知识社会环境中,知识资源是价值的主要来源,能够为组织创造核心竞争力,而组织成员是组织知识的重要载体。对于技术系统,微观化本质上意味着系统中元件密度的增加;对于组织系统而言,即意味着成员价值的增加。因此,成员拥有的知识资源将不断增加,组织将趋向于知识密集的方向进化。组织可以通过坚持成员培训、实现知识管理等手段,向着知识型组织进化,实现知识经营。

(8)协调性法则。类似于技术系统,组织系统中每个部门(子系统)在结构、效果、效率等方面必须保持协调,才能充分发挥其创造的价值,否则将造成部门间的资源浪费。组织从价值链或价值网络的角度分析组织内部子系统的能力差异,保持组织内部与外部各环节间的价值平衡,实现整体价值最大化。

4 结论

基于对管理领域与TRIZ理论的认识,本文提出了问题驱动的TRIZ管理创新体系。该体系与已有研究的区别在于,强调了“问题发现”的重要性,认为在管理领域应用TRIZ的首要条件是预测并发现组织现有的管理问题。该体系包括4个模块:问题预测模块、问题定义模块、问题分析模块与问题解决模块,并分别给出了相应的工具。