TRIZ理论的意义与存在问题.docx

1、TRIZ理论的意义与存在问题 TRIZ创新理论的意义与存在问题 许常凯用TRIZ进行创造性思考实用指南一书的作者迈克尔A•奥尔洛夫说：在20世纪就有人指出整个文明社会都 不会思考。这意味着由于没有对思考进行良好的组织，人们浪费了他们的潜在智慧，不仅没有学习思考，甚至都没有怀疑他们无效的思考方式！有人认为：在今天，仍像数千年前一样，试错法是基本的思考方法。这种方法是对某类解决方法的非结构化猜测，这些猜测中只有极少产生正确思想，绝大多数都在后来被舍弃了。人类如果能从成功中学习不是更符合逻辑吗？！从众多最佳解决方法中抽取经验并转化成明确的规则，进而发展成具有完整模型的方法学甚至作为实践

2、理论岂不更好？这个人就是阿奇舒勒（GenrichS.Altshuiler）。在20世纪中叶，是他提出了发明问题解决理论_TRIZ。 阿奇舒勒（1926_1988）是前苏联人，曾是前苏联的一名海军专利调查员。20世纪的中叶，他在研究了大量专利后，发现专利的发明中存在一些解决问题的通用摸式，认为一旦我们对大量好的专利进行分析，提取它们的问题解决模式，人们就能够学习这些模式，从而获得创造性解决问题的能力了。于是他开始了对专利的专注研究与分析。 TRIZ理论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，而不是逃避矛盾，其目 标是完全解决矛盾，获得最终的理想解，而不是采

3、取折中或者妥协的做法，而且它是基于技术的发展演化规律研究整体设计与开发过程，而不是随机的行为。实践证明，运用TRIZ理论，可大大加快人们创造发展的过程，并能得到高质量的创新产品，它能够帮助我们系统地分析问题情境，快速地发现问题的本质或者矛盾，它能够准确探索方向，不会错过各种可能，而且它能够帮助我们突破思维障碍，打破思维定势，以新的视角分析问题，进行逻辑性和非逻辑性的系统思维，还能根据技术进化规律预测未来发展趋势，帮助我们开发富有竞争力的市场和富有竞争力的新产品。 由于TRIZ理论诞生于上世纪中叶，受当时人类科技发展阶段的局限，在那时无论是计算机技术、还是新能源、新材料、生物科技都处于初始发展时

4、期，TRIZ理论的创始者与研究者，受到时代的局限与束缚，都无法对这些新领域的新素材的相关的专利文献进行足够充分的归纳与总结。从TRIZ理论中所介绍的40个基本原理、39个通用工程参数和由这些参数构成的技术矛盾中，我们也能看出这些发明原理、工程参数与技术矛盾，很少也很难涉及到微电子电路，生物科技、化工、医学等新领域的技术问题。显然，仍固守于原来的39个通用工程参数和40个基本原理，是不能满足现代科技创新需要的。另外，原来的39个通用工程参数和40个基本发明原理，是否都具有方法论层级的意义也存在质疑。 为此，笔者在TRIZ理论研读过程中产生的一些质疑与思考概括如下，供大家思考与讨论，以促进仍处于婴

5、儿期的TRIZ理论更趋成熟和更加完善！ 一、对39个通用工程参数的分析 1、TRIZ理论是对矛盾概念认识的深化 TRIZ对技术矛盾的理解，是对矛盾认识的一次深化，它打破了人们对矛盾的简单而僵化的理解，通常人们只认为上与下、左与右、长与短、高与低、远与近或男与女、老与幼和冷与热、软与硬、黑与白和好与坏、是与非、善与恶等等才构成非此即彼的矛盾的简单理解。TRIZ理论则认为的技术矛盾反映的是一种工程参数的改善造成另一种工程参数的恶化此类的冲突或矛盾。例如，一方面我们想要提高飞行速度，而又造成了另一方面能耗的增加，速度与能耗在一个技术系统内就产生了冲突，存在了矛盾，而并非只表现在飞行速度的快或慢或能耗

6、的大或小的矛盾关系上了。 2、矛盾产生于事物之间的特定关系之中 不同事物之间的矛盾，既是由不同事物之间的差异产生的，也产生于事物之间的特定的关系之中。例如，人与人之间之所以产生矛盾，是由于不同的人在物质或精神上存在不同需求的差异，才产生了各种各样的矛盾。而如果不同的人对某一个目标的利益是同一的，那么在这个目标的关系上就不存在矛盾了。工程参数正是反映了技术的这种需求的不同，也就是一种是欲改善工程参数的需求，引起了另一个工程参数的恶化，由此而构成了工程技术的多种多样的矛盾。因此，一切工程技术的矛盾都是由工程参数的不同组配产生的。 3、39个工程参数试图全面地表达技术的结构构成和物质或系统的多种特性

7、和特征 通过对39个工程参数的分析与归纳可知，39个通用工程参数，都是从技术结构构成的各个方面，试图全面反映工程技术系统的各种特性和特征。例如，运动或静止物体的质量和物体的尺寸、面积、体积与形状等特征；构成物体或系统功能的正与反各个方面的，以及能量、物质、信息和系统的结构和运动的时间特性等等。但是，39个通用工程参数是否全面覆盖了工程技术的所有特性或特征，仍有待探讨。特别是随着现代技术的发展，微电子技术、生物工程等新的工程技术的产生，原有的工程参数不能覆盖这些领域，必将会产生新的有代表性的工程参数。TRIZ的工程参数，从原来的39个演变成47个，增加了信息数量、运行效率、噪音、有害的散发、兼容

8、性可连通性、易受伤性、美观和测量难度等，这本身就说明了它尚在不断完善之中，以适应新时代、新科技的内涵特征。4、工程参数的完备性质疑 TRIZ的39个工程参数是决定技术问题类型的质量和数量的主要因素，可以设想如果工程参数只有5个，那么 产生的技术问题类型数量（矛盾矩阵数）不会超过25个，很显然这个数量是不能够全面反应复杂多变的工程技术问题的。而如果工程参数数量增加至100个或更多个，那么就会产生10000个以上的技术矛盾类型。然而，10000个以上的技术问题类型是否会有类同或重复呢？这里面存在着严谨的科学完备性问题。正如我们对三角形的分类一样，三角形可以是千变万化的，只有找到了能决定不同三角形类

9、型的关键要素，如用边来划分的等边、不等边和等腰三角形的类型（或用角度划分），就能将千变万化的三角形都归纳包含其中，这才是全面又科学的归纳。因此，工程参数不仅在其数量的多或少，更在其内涵覆盖的全面性，概括出少而全的工程参数是完备性的关键所在。TRIZ的工程参数经历了几次修订，1970年与1985年版的工程参数，都是39个，但序号作了变更；2013年在原39个工程参数基础上增加了8个，变成了47个工程参数了。但是是否完备仍有待探讨。 5、39个工程参数的结构构成内容分析 决定或影响技术性能的结构构成要素包括有：物质、能量、信息和时间、空间等。改变工程技术的上述 构成要素，就会影响工程技术的性能，从

10、而也能实现技术问题的解决。通过对39个工程参数的结构构成分析，证实了这种判断。然而，它们的分布是十分不均称的（见下表），相关于信息要素、时间要素的参数比重很少，而这些要素对现代技术的影响又十分重大。例如，现代电子商务的发展正在利用了大数据和信息工程，节省了大量的物质、能量和时间的消耗，利用信息参数将是解决现代和未来产业的重要手段。然而信息要素如何提练、概括成工程参数是个大学问。39个工程参数的结构构成分类表 _ 属系统功能类的有：01生产率、02适应性通用性、03自动化程度、04可靠性、05制造精度、06测量精度、 07装置的复杂性、08检测测量复杂性、09可制造性、10可操作性、11易维修性

11、、 13外部有害因素的敏感性、14物体产生的有害副作用、23运动物体的耐久性、 24静止物体的耐久性 属构成成分类的有：15运动物体的尺寸、16静止物体的尺寸、17运动物体的面积、18静止物体的面积、 19运动物体的体积、20静止物体的体积、21形状、22速度、27物质的损失、28强度、 32运动物体的质量、33静止物体的质量、34温度、35物体的明亮度； 属 能量类的有：30力、31应力压力、34温度、36功率、37运动物体的能量消耗、 38静止物体的能量消耗； 属 结构类的有：07装置的复杂性、26物质的数量、29结构的稳定性； 属 时间类的有：01生产率、23 运动物体的耐久性、24静止

12、物体的耐久性、25 时间的损失； 属 信息类的有：12信息损失； _ 6、 TRIZ语言的障碍 将技术问题抽象成由39个工程参数构成的技术矛盾或物理矛盾问题，是正确运用TRIZ原理的关键， 一般需要经过专门的训练才能达到，否则TRIZ的这种方法就无法进行，这也是目前影响TRIZ推广的主要障碍。 二、对40个发明原理的分析 1、同对TRIZ工程参数的归纳分析一样，TIRZ的40个发明原理（TRIZ新的发明原理增加到77个），都是针对影响系统的性能的构成成分、结构、能量、信息、时间与空间、环节和系统功能自身的各个方面，采用的多种方法。一些原理具有普遍的适用性，如物理或化学参数改变原理

13、，由于技术系统是物质构成的，物质的性能、数量、形态等等都会产生对技术系统功能的影响，因此，这一个原理具有普遍的适用性，在矛盾矩阵表中出现的频率也最高。然而有些原理有明确的针对性，如改变颜色原理、利用多孔材料原理、利用复合材料原理、利用气压和液压结构的原理、利用软壳和薄膜原理、廉价替代品原理等等，只是一种具体的材料、结构形式或一种物质的形态。一种特定的材料或结构 ，只能适用一定范畴，不具有普遍性。因此这些原理在矛盾矩阵表中出限的频率也就很低（不到10%）。 2、40个发明原理都是针对解决技术问题的，也都是解决技术问题的不同方法。任何方法都同一切事物一样，是有层次结构的。例如，图书的分类就有清晰的

14、层次，社会科学与自然科学是两个大类；而工程技术是自然科学的之下的一个层次内的一个组成部分；其中建筑技术又是工程技术的再下一个层次分类。在自然科学类内可以检索到建筑技术，而在社会科学类里检索不到建筑技术的有关内容。同样在下位类中也捡索不到上位类与同位类中的内容。这样就组成了一个有严谨层次的体系。TRIZ的40个发明原理正是缺少了类似的层次体系。例如，抽取原理、组合原理等，属上位类的发明原理，适用技术系统的构成、结构、功能等各个方面，是第一层次中的方法原理；而分割原理、嵌套原理等只适应于解决技术系统的结构问题，是第二层次中的发明原理；而利用软

15、壳和薄膜原理、利用多孔材料原理、改变颜色原理等等，更是一种具体的结构形式或具体的一种物质形态，属更下位的方法原理（如果它们能称得原理的话）。下位类的方法原理不完全适用于上位类中的所有技术问题，只是上位类的方法原理才适用于下位类的技术问题，但又较为原则，缺乏针对性。另外，下位类的构成必须完整，例如，三角形的分类组成如果以边来划分，必须是等边、不等边和等腰三角形，不可缺少其中一项，更不可混杂以角来划分的任何一个三角形种类。目前的TRIZ40个发明原理中混杂了各个层次的方法原理，大到抽取与组合等适合于一切技术问题的方法原理，小到改变颜色和多孔物质等具体的材料，而且分类不明确，各类构成不完整，尚形不成

16、完整性方法体系。 3、40个发明原理是解决技术矛盾的方法，科学的方法应该具有完备性，而完备性一个重要体现是方法或原理的对立统一性，也即互补性。例如，物件之间有连接也必有分离；有刚性连接也有相对立的柔性连接，有时也有既刚又柔的连接方法。因此，既有分离的方法也必定有组合的另一种方法，这样的方法组成才具完备性。40个发明原理中，约有二分之一的发明原理是互补的，例如，相对于在常规的作用，还有反向作用原理；在作用的时间序列和方式上有预先作用原理和预先反作用原理；作用程度上有不足或过度作用原理；在介质材料上，有惰性介质和强氧气剂的另一对；在系统的构成方式上，有抽取，也有组合、有

17、分割还是嵌套等等。然而，也有些发明原理的互补是不完备的，如连续有效作用与周期性作用，还是急速作用之间的互补就不完备。 4、在40个发明原理中，有许多原理只是一种特指的具体材料，这些材料具有特殊的科学效应， 正是这些效应的运用影响着系统的功能。材料是构成的重要内容，在某一个时期里，多项技术采用某一种材料或结构，也具有趋向性，例如，复合材料由于强度高重量轻，被广泛采用。但是，用一种具体的材料或结构，作为一种原理是否具有普遍性？是否过于特指性？有待商确。 5、40个发明原理在矛盾矩阵中的使用频率是不同的，而且差别很大。如，01改变形状与参数原理，使 用次数达400多次，使用频率达到33%。而40连续

18、有效作用原理，只有15次，使用频率仅为1•21%，相差27倍之多！改变形状与参数原理至所以使用频率最大，正是由于这条原理具有泛指性，而有些原理由于特指性很强，如柔性壳体或薄膜结构原理、同质性原理、连续有效作用原理等等，使用频率均不到10%，甚至只有1%。作为发明原理，过宽的泛指性或过强的特指性，都是不适当的。 6、通过对1985年版的阿舒奇勒的矛盾矩阵表和A•Studiu的发明导航仪表的对照发现（至少有27项建议采用 的发明原理和导航内容存在明显的不同（具体内容见附表一）。TIRZ的通用工程参数、发明原理的不断变更和矛盾矩阵答案存在的差异，至少表明了即使是TRIZ的

19、权威作者，对技术矛盾和发明原理的理解，有时也会存在差异，这对普通使用者来说更有难度了。另一方面同一类技术矛盾问题，用阿舒奇勒创建的矛盾矩阵表和A•Studiu的发明导航仪表得出的结果会存在上述的不同，也表明了尽管它们的答案有数以万计专利实例的支持，由于选择的主管性，不免会受认识的局限而影响它的必然性。 7、矛盾矩阵表中的空白项 不论是阿舒奇勒的矛盾矩阵表还是A-Studio的导航仪表都有273项是空白的，占总量的2731521=17•95%。 在空白项中相同工程参数之间形成的项共为39项，属物理矛盾，可用分离原则加以解决。然而，其他的组项为什么不能组成

20、矛盾体呢？是TRIZ在专利中没有找到实例是概括不出相应的发明原理？还是也同样不能组成矛盾体？按照矛盾法则，任何事物之间都可以组成体的！那么这些参数之间也应该组成矛盾体！例如，想要减少装置的能量损失，该装置的通用性就会被降低，那么采取专门化不也应该是一个出路！8、案例分析存在的差异性 在运用阿舒奇勒的矛盾矩阵表时，由于对问题分析存在的差异，会有完全不同的结果。下面仅以两本译文 书中所举的案例进行分析，并予以证明： （1）、提高船舶运行效率案例 _来自于用TRIZ进行创造性思考实用指南一书的例47船舶是利用水的浮力效应实现可载物漂浮在水面上。由于船舶在水下，水的阻力又影响它运行的速度，为 了克&#

21、x670D;水的阻力必须使用能量，船舶的发动机功率的增加使速度提高，而水的阻力又使它慢下来，如何才能使发动机功率略微增加就能提高速度？这里存在以下的矛盾： 管理矛盾_船的速度只有在发动机功率提高到一定程度后才能提高。 技术矛盾_发动机功率的增加提高了船的速度，但水的阻力上升得更快，使发发动机功率无法再提高。 物理矛盾_为确保稳定性，船身需要宽。但为了减小行驶中水的阻力，船身又要窄。 运用A_导航仪：欲改善参数为提高_22速度，负面（恶化）参数为性能（动力）下降_36功率； 查得的推荐导航仪为： 01改变状态与参数、 05抽出、 08周期性作用、 30强氧化作用。 进过选择最后选取：05抽出_抽

22、出破坏性部件，或反过来抽出必要部件。 20世纪50年代初，由前苏联RostislavAlexeyev开发的高速水翼船，就是这个思路：在船的水下装上翅膀 以产生更大的浮力和水动力，并将船往上推。船的行驶速度越快，船抬升也越高，船身留在水下的部分也就越小了。这样，水对船的的阻力减少，对船的加速也变得更容易，船会行驶得越来越快直到整个船身都浮在水面上，只有翅膀和推进器留在水下。 案例选择的技术矛盾的负面（恶化）参数是36功率。然而，如果选择37运动物体的能量消耗，从理论上说也不无道理，因为船舶的功率大了，正是行驶船舶（运动物体）能量消耗的增加。而选用了_37运动物体的能量

23、消耗作用负面（恶化）参数，查得的导航仪结果则是： 01改变状态与参数、 07动态化、 30强氧化作用、 32重量补偿。 其结果中并没有05抽出，这个结果也就无法检索到水翼船的发明实例了。这好比，2+2=4，但反过来4并不只是由2+2构成，也应该可以是1+3或5-1等多种构成，而A_导航仪的结果却不是如此！可见，A_导航仪在逻辑推理上是不严谨的！ （2）、菲利普荧光灯泡的改进案例 _来自于技术创新方法入门_TRIZ基础一书的案例3_2第一步问题的提出； 荧光灯的发光原理是，荧光灯管里充满了水银蒸汽，灯管内壁涂有荧光剂，水银蒸汽受高压电激发使电 子跳脱出来，部分电子撞击荧光剂后发出白光。长期使用的

24、情况下，荧光灯往往亮度变弱，这是由于真空玻璃管吸收水银蒸汽，造成管中的水银蒸汽不断减少。这不仅削弱了荧光灯的亮度，而且缩短了荧光灯的寿命。由此可见，如果管内水银蒸汽量过少，会降低荧光灯工作的可靠性，传统的荧光灯往往填充过量的水银蒸汽，造成了物质上的浪费。如果荧光灯管破损，大量的水银蒸汽释放出来，对环境和人体的损害是非常大的。但是，降低管内的水银蒸汽量会增加电能的耗费。因为为了保证亮度，需要增加能量以激发出更多的电子。 第二步系统存在的技术问题是： 系统存在的技术矛盾是：为了保证荧光灯亮度的稳定性，就不得不增加水银蒸汽的量；减少水银蒸汽 的量，有利于环境保护，但降低了荧光灯工作的可

25、靠性；减少水银蒸汽的量，有利于环境保证，但增加了能量消耗。 系统存在的物理矛盾有：对水银蒸汽的量同时具有多和少的要求。 第三步使用TRIZ矛盾矩阵和原理来分析、解决问题： A、使系统性感提高的技术特性是： （a）、物质的量（通用工程参数26） （b）、作用于物体的坏的因素（通用工程参数30） B、使系统性能降低的技术特性是： （a）、可靠性（通用工程参数27） （b）、能量的浪费（通用工程参数22） （c）、静止物体使用的能量（通用工程参数20） C、这样，得到三组技术矛盾： （a）、减少水银蒸汽的量（物质的量26），但荧光灯工作的可靠性降低（可靠性27）。 （b）、减少水银蒸汽的量（物质的量

26、26），但需要耗费更多的电能量的浪费22）。 （c）、有利于环境保护（作用于物体的坏的因素30），但荧光灯使用的能量增加了（静止物体使用的 能量20）。 第四步这三组技术矛盾分别运用技术矛盾解决矩阵的方法，得到3个发明原理提示以开拓思路： （a）、减少水银蒸汽的量（物质的量26），但荧光灯工作的可靠性降低（可靠性27）。由技术矛盾矩阵 物质的量可靠性得到发明原理28机械系统的替代、18机械振动、3局部质量和40复合材料。 （b）、减少水银蒸汽的量（物质的量26），但需要耗费更多的电能（能量的浪费22）。由技术矛盾矩阵 物质的量能力的浪费得到发明原理7嵌套、18机械振动和25自服务

27、。 （c）、有利用环境保护（作用于物体的坏的因素30），但荧光灯使用的能量增加了（静止物体使用的能 量20）。由技术矛盾矩阵作用于物体的坏的因素静止物体使用的能量得到37热膨胀、10预先作 用、2抽取和22变害为利。 第五步最终结果：经过分析筛选得出结果为： （a）、应用发明原理7_嵌套 解决方案：在真空管的里面内嵌一个玻璃寰。 （b）、应用发明原理28_机械系统替代 解决方案：用高频电磁场来打破这个玻璃囊。 （c）、应用发明原理37_热膨胀 解决方案：利用金属线和玻璃囊的热膨胀系数的不同释放水银蒸汽。 第六步得出结论： 经过计算满足性能要求的最小剂量的水银蒸汽被密封在玻璃囊中。在玻璃囊的内壁

28、上嵌着金属线圈。 该玻璃囊被内嵌在真空管的一端。荧光灯被制造出来后，通过一个高频的电磁场来加热玻璃囊。由于玻璃囊和金属线圈的热膨胀系数不一样，使得金属线圈能够切断玻璃囊，释放出水银蒸汽。同一般荧光管相比，用这种新的制造技术，至少可以减少75%的水银含量，减少了对环境的污染。 通过上述分析，菲利普荧光灯泡的改进案例存在以下特点： （a）、将具体问题转换成系统存在的技术问题十分关键，例如，荧光灯亮度如何转换为稳定性， 再由稳定性转换成可靠性就是一例。这里需要使用者对39个通用工程参数的内含有较深的理解。如果套用了工程参数18明亮度，其结果将完全不同了。 （b）、找到了改善参数和相对应的恶化参数之后

29、，在矛盾矩阵表中得到的发明原理，并不是最终结果，而 仅仅是解决矛盾的一种参考思路。要从多项的发明原理中，运用专业知识，在没有任何关联的几项发明原理中行筛选中，选中率不到30%。例如： 第一组技术矛盾：减少水银蒸汽的量（物质的量26），但荧光灯工作的可靠性降低（可靠性27）。由 技术矛盾矩阵得到发明原理有： 18_机械振动、 3_局部质量、 28_机械系统的替代、 40_复合材料。 经过分析筛后选用的是第三项的28_机械系统的替代。选中率为25%。 第二组技术矛盾：减少水银蒸汽的量（物质的量26），但需要耗费更多的电能（能量的浪费22）。由 技术矛盾矩阵得到发明原理有： 7_嵌套、

30、 18_机械振动、 25_自服务。 经过分析筛选后选用的是第一项7_嵌套。选中率为33%。 第三组技术矛盾：有利于环境保护（作用于物体的坏的因素30），但荧光灯使用的能量增加了（静止 物体使用的能量20）。由技术矛盾得到的发明原理有： 10_预先作用、 2_抽出、 22_变害为利、 37_热膨胀。 经过分析筛选后选用的是第四项37_热膨胀。选中率为25%。 （c）、由相同工程参数产生的技术矛盾，得到的几项发明原理在内容上没有任何的关联性，有的甚至是 相反或相对立的发明原理。例如，第一组技术矛盾的发明原理选项中的机械振动和机械系统的替代，很显然是相矛盾的。由于问题和答案之间缺乏关联的必然性，虽然答案是从数以万计的专利实例中获取的，而对这种由