萃智理论

前苏联GenriehAlt-shuller创立的理论

萃智理论（TRIZ）是由前苏联海军部专利专家GenriehAlt-shuller创立的，他被誉为 TRIZ之父。从1946年开始，他通过对数以百万计的专利文献进行研究，提炼出一套解决复杂技术问题的系统方法。90年代初”UZ传播到美国，迅速引起了学术界和企业界的极大关注。TRIZ的研究和培训机构纷纷成立，TRIZ已成为国外技术创新和质量工程领域的研究热点。本文试图对TRIZ的理论和方法体系作一介绍，以引起我国学术界和企业界对这一方法的关注，进而推动TRIZ的研究、培训和实践。

理论和方法体系

技术系统的演变规律是TRIZ的理论基础。通过对大量的专利加以研究，GenriehAlt-shuller认为技术系统的演变遵循一些重要规律。这些规律对于产品和工艺的开发与创新具有重要的指导作用。他总结出了技术系统演变的八个重要模式:

1.技术系统的演变遵循产生、成长、成熟和衰退的生命周期。

2.增加理想度。

3.系统中各子系统的不均衡演变，从而导致冲突。

4.增加动态性和可控制性。

5.增加复杂性，进而通过集成加以简化。

6.零部件匹配和失配

7.从宏观系统向微观系统演变，运用能量场实现更好的性能或控制

8.增加自动化，降低人类的参与。

在这八个模式中，增加理想度是TRIZ理论中非常重要的规律。它表明技术系统是朝着增加理想度的方向演变的。理想度(Ideality)是TRIZ理论的一个核心概念，其定义如下:

其中Uj是指系统的有用结果，包括系统发挥作用的所有有价值的结果;Hj是指系统的有害结果，包括不希望的费用、能量消耗、污染和危险等等。系统的理想状态是指只有有用的结果而没有有害的结果。从机械表向电子表的演变就是一个很好的例子。 TRIZ认为理想的技术系统在物理上是不存在的，但是必须致力于实现理想的最终结果。增加理想度为创造性解决问题指明了努力的方向。

第三个模式指出，由于系统中各子系统不均衡的演变导致了系统冲突。系统冲突是TRIZ的另一个核心概念，表示隐藏在问题背后的固有矛盾。如果要改进系统的某一部分属性，必然引起其它的某些属性恶化，就好像天平一样，一端翘起，另一端必然下沉。在产品的结构设计中，结构的重量与强度构成了一对冲突。减轻结构的重量就必然削弱结构的强度;反之，增加结构的强度则必须增加结构的重量。对于冲突问题，通常的解决方案是采用折衷的方法，而TRIZ则强调运用创造性的思维把冲突彻底消除。Altshuller对大量的发明专利研究发现，尽管它们所属技术领域不同，处理的问题千差万别，但是隐含的系统冲突数量是有限的。他整理归纳出引起系统冲突和矛盾的39个重要参数，见表1，

通常，人们面临两类问题，一类问题是有已知的解决方案。对这类问题，人们经常用类推的思想解决问题。通过与所熟悉的标准问题进行类比，如果能够进行正确的类推，就可以找到所解决问题的正确解决方案。问题解决的一般模型见图l。另一类问题是没有已知的解决方案，GenriehAlt-shuller把这类问题称为是发明性问题。发明性问题至少包含一对冲突或

矛盾，即如果问题的一个参数被改进，那么另一个参数可能会恶化。Altshuller从上万个专利中筛选出20万个，来寻找发明性问题以及它们是如何解决的，结果发现只有4万个专利的解决方案多少有点发明性，其余专利的解决方案都是直接的改进。在印年代和70年代，他把这些专利按发明创造程度分为五级:

第一级不需要发明，用专业内非常熟悉的方法都能解决的日常设计问题。大约60%的解决方案属于这一水平。

第二级采用行业内已知的方法对现有系统的微小改进，通常需要一些折衷。大约45%的解决方案属于这一水平。

第三级采用行业外已知方法对现有系统的重大改进，需要解决冲突和矛盾。大约18%的解决方案属于这一水平。

第四级采用了新的原理，是现有系统的新一代构想，解决方案更多地依赖科学而不是技术。大约4%的解决方案属于这一水平

第五级罕见的科学发现，或一个新系统的首创。大约1%的解决方案属于这一水平。由此，Altshuller认为工程师所面临问题中超过90%的问题已经在以前某个地方得到解决。他从具有发明性的专利中提炼出了解决冲突或矛盾的40条发明原理，见表2

每一条发明原理都有全面的解释。例如:

分割的原理

(a)把一个物体分成独立的部分;

(b)使一个物体是可分的;

(C)增加物体分割的程度。例子:

.组合的家具、标准的计算机组件和折叠的木制尺子:

.花园浇水的软管可以接在一起成为所需要任何长度的长软管。

嵌套的原理

(a)把一个物体放入另一个物体中，进而再把这两个物体放人第三个物体中;

(b)使一个物体穿过另一个物体的洞;

例子

.伸缩天线

.把椅子堆放

.铅笔(把铅置于笔心)

对于需要解决的发明性问题，如何运用发明原理呢?Altshuller构造了一个39x39 冲突矩阵(由于这个冲突矩阵太大，本文从略)。在冲突矩阵中，其中的行是欲改进的39个技术参数，其中的列是相应的39个技术参数不希望的结果。除了冲突矩阵主对角线之外，行与列的交又点构成了一对冲突，共计1482个冲突，Altsllolle:给出了解决1288个冲突的发明原理推荐的解决冲突的发明原理列在行与列的交又位置。只有194个冲突没有给出推荐的发明原理，这是因为还没有专利解决这些冲突。

Altshuller还归纳出了78个发明性问题的标准解决方案这些标准解决方案建立在物体 —场分析和对不同技术领域问题通用解决方法观察从础仁，是特定问题经常使用的解决方案。物体—场在TRIZ中占据重要位置，是一种通用的问题建模分析工具。其基本原理是通过建立系统的物体一场一工具结构，分析这一三角形的完整性以及各部分之间的相互作用，研究这一结构的的不足之处，进而有针对性地加以改变，从而使问题得以解决。物体—场分析有助于解释问题深层次的根本原因，理清事物内部复杂的相互联系，把握问题的本质，为创造性解决问题开拓思路。通常，在进行物体—场分析后，就可采用标准解决方案解决问题.

由于现实问题通常不直接表现为冲突和矛盾，使人们无法正确地使用TRIZ工具。发明性问题解决的算法(俄语缩写为ARIZ)提供了解决问题的逻辑流程。一般而言，遵循ARIZ的逻辑流程，可以达到问题的最终解决以下仅给出ARIZ基本步骤，具体不子展开。

1系统地提出J司题2.把问题转化成一个模型3.分析模型4.解决物理冲突5.系统提出理想的解决方案。

技术系统演变的8个模式、40条发明原理、39个技术参数、冲突矩阵、76个发明性问题的标准解决方案以及AHIZ构成了TRIZ的重要组成部分。此外TRIZ还包括有关物理、化学和几何作用的工程应用知识库。知识库列出r各种工程L可能应用的功能和对应于这些功能的物理、化学和几何作用。在解决实际问题时，确定f欲实现的功能后，可以在知识库中查找可能用到的各种作用，因而极大地开阔了工程人员的思路。知识库为创造性地解决问题所发挥的更大作用体现在TRIZ应用软件中

自九十年代初TRIZ传播到美国以来，TRIZ的理论方法获得了很大发展，出现新的工具和方法，例如三元分析法、预期故障判定等，而且出现了英文版的TRlz专家系统系列软件.

结束语

简要介绍TRIZ的基本理论体系。这一理论体系所探讨的技术系统的演变规律，大大地开阔了工程人员的思路，为创新方案的选择提供了广泛的可能性，使创新过程按照科学的规律进行TRIZ强调概念在设计与开发中的重要性，鼓励工程师跳出原来的思考空间，进入一个创造比思考的世界、按照问题解决的一般模式，运用TRIZ方法可以解决90%以上的困难问题。国外的应用实践表明，TRIZ不仅可以用于解决制造领域的工程技术问题，而且还可以解决社会、商业、营销以及管理问题，具有很广阔的应用前景

全国各地天气预报查询

上海市

云南省

云南省

云南省

云南省

云南省