TRIZ发明问题解决理论简介

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TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving） 是俄文中发明问题解决理论的词头。该理论是前苏联G.S.Altshuler及其领导的一批研究人员，自1946年开始，花费1500年/人的时间，在分析研究世界各国250万件专利的基础上所提出的发明问题解决理论。

在利用TRIZ解决问题的过程中，设计者首先将待设计的产品表达成为TRIZ问题，然后利用TRIZ中的工具，如发明原理、技术进化理论、效应等，求出该TRIZ问题的普适解；最后设计者再把该解转化为特定解。
下面分别对冲突、技术进化理论和效应作简单的介绍。


一、 冲突
   冲突普遍存在于各种产品的设计之中。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子系统或系统变坏。技术冲突常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突。通过对250万件专利的详细研究，TRIZ理论提出用39个通用工程参数描述冲突。实际应用中，首先要把组成冲突的双方内部性能用该39个工程参数中的2个来表示，然后在冲突矩阵中找出解决冲突的发明原理。
TRIZ中的发明原理是由专门研究人员对不同领域的已有创新成果进行分析、总结，得到的具有普遍意义的经验，这些经验对指导不同领域的产品创新都有重要参考价值。在对全世界专利进行分析研究的基础上，Altshuller等提出了40条发明原理。实践证明这些原理对于指导设计人员的发明创造具有重要的作用。
TRIZ简介之一冲突理论
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子系统或系统变坏。技术冲突常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突。
   通过对250万件专利的详细研究，TRIZ理论提出用39个通用工程参数描述冲突。实际应用中，首先要把组成冲突的双方内部性能用该39个工程参数中的2个来表示，然后在冲突矩阵中找出解决冲突的发明原理。
   TRIZ中的发明原理是由专门研究人员对不同领域的已有创新成果进行分析、总结，得到的具有普遍意义的经验，这些经验对指导不同领域的产品创新都有重要参考价值。在对全世界专利进行分析研究的基础上，Altshuller等提出了40条发明原理。实践证明这些原理对于指导设计人员的发明创造具有重要的作用。
   Altshuller的冲突理论似乎是产品创新的灵丹妙药，实际在应用该理论之前的前处理与应用之后的后处理仍然是关键的问题。可把上述技术冲突解决原理具体化为12步：
1． 定义待设计系统的名称；
2． 确定待设计系统的主要功能；
3． 列出待设计系统的关键子系统、各种辅助功能；
4． 对待设计系统的操作进行描述；
5． 确定待设计系统应改善的特性、应该消除的特性；
6． 将涉及到的参数要按标准的39个工程参数重新描述；
7． 对技术冲突进行描述：如果某一工程参数要得到改善，将导致那些参数恶化；
8． 对技术冲突进行另一种描述：假如降低参数恶化的程度，要改善参数将被虚弱，
    或另一恶化参数被加强；
9． 在冲突矩阵中由冲突双方确定相应的矩阵元素；
10． 由上述元素确定可用发明原理；
11． 将所确定的原理应用于设计者的问题；
12． 找到、评价并完善概念设计及后续的设计。
   通常所选定的发明原理多于1个，这说明前人已用这几个原理解决了一些特定的技术冲突。这些原理仅仅表明解的可能方向，即应用这些原理过滤掉了很多不太可能的解的方向。尽可能将所选定的每条原理都用到待设计过程中去，不要拒绝采用推荐的任何原理。假如所有可能的解都不满足要求，对冲突重新定义并求解。


二、 技术进化理论
   从历史观点看，事物不断地向前发展，而技术创新正是推动事物向前发展的直接动力。技术处于进化之中，预测未来技术进化的过程，快速开发新一代产品，迎接未来变化的挑战，对任何制造企业竞争力的提高都起着重要作用。
技术进化理论通过对世界专利库的分析，发现并确认了技术在结构上进化的趋势，即技术进化模式，每种进化模式都由多条进化路线，每条进化路线是从结构进化的特点描述产品核心技术所处的状态序列，其实质是产品如何从一种核心技术移动到另一新的核心技术，在新技术里可能是性能极限提高，也可能是成本降低，或者是功能增加。即产品沿进化路线进化的过程是新旧核心技术更替的过程。基于当前的产品核心技术所处的状态，按照进化路线，通过设计，可使其移动到新的状态；有助于完成产品的创新设计和改进设计。并且，在一个工程领域中总结出的进化模式或定律及进化路线可在另一工程领域实现，即技术进化模式与进化路线具有可传递性。
TRIZ简介之二  技术进化模块
从历史观点看，事物不断地向前发展，而技术创新正是推动事物向前发展的直接动力。技术处于进化之中，预测未来技术进化的过程，快速开发新一代产品，迎接未来变化的挑战，对任何制造企业竞争力的提高都起着重要作用。
   发明问题解决理论(TRIZ，Theory of inventive problem solving)的一个分支专门研究技术预测，并称为技术进化理论。该理论通过对世界专利库的分析，发现并确认了技术在结构上进化的趋势，即技术进化模式，每种进化模式都由多条进化路线，每条进化路线是从结构进化的特点描述产品核心技术所处的状态序列，其实质是产品如何从一种核心技术移动到另一新的核心技术，在新技术里可能是性能极限提高，也可能是成本降低，或者是功能增加。即产品沿进化路线进化的过程是新旧核心技术更替的过程。基于当前的产品核心技术所处的状态，按照进化路线，通过设计，可使其移动到新的状态；有助于完成产品的创新设计和改进设计。并且，在一个工程领域中总结出的进化模式或定律及进化路线可在另一工程领域实现，即技术进化模式与进化路线具有可传递性。
   TRIZ中的技术进化理论是由Altshuller等在前苏联通过多年的研究所提出的，该理论目前有几种表现形式：技术进化理论（ET，Evolution of Technique）、技术进化引导理论（GTE，Guided Technology Evolution）、直接进化理论（DE，Directed Evolution）、技术进化定律（The laws of system evolution）。它们都是Altshuller的进化理论的发展，但每个版本都有各自的特色。
   随政治、科技、经济、工业等发展，人类的需求不断变化，为满足新的需求要求产品具有新的功能，而新功能的实现又要求开发新系统或改进已有系统。所以，根据Petrov的技术进化定律系统及技术进化路线分析，描述所有技术进化理论的系统分成三大类定律：需求进化定律、功能进化定律及系统进化定律。需求进化定律可以用于预测未来的需求。由此可以定义新的功能及系统来满足这些未来的需求。需求进化所提供的知识还可帮助发现系统新的进化趋势。功能要满足需求，功能随需求的进化而进化。而产品又是功能的实现，所以产品设计最终是改进已有系统或组成新系统，即将系统进化定律与设计过程中的其他活动紧密结合，使创新设计更容易实现。本软件中所涉及的主要是系统进化定律，对其进行进化模式分类，每种进化模式下又包含着多条进化路线。产品设计时，首先选定一个产品，或产品的某个子系统，对其进行进化模式及进化路线分析，找出可能的下一代产品结构及工作原理特点，或可能的改进方向，使设计人员有可能今天能设计明天的产品。


三、效应
  效应是输入、输出之间的关系，是指应用本领域特别是其它领域的有关定律解决设计中的问题，如采用物理、数学、化学、生物、电子等领域中的原理解决工程设计中的创新问题。系统用以实现一定的功能，效应是实现系统功能的原理。工程问题的解都是以物理和化学现象为基础的，而所有各种解在进一步实现的过程中，总是要以某种形式利用物理和化学事件的。物理和化学事件依靠物理和化学效应的存在，并通过确定的几何和物质特征标志而发生于作用关系之中，这一作用关系促使需求功能得以实现。到目前为止，人类已总结出大量的物理、化学和几何效应，每一个效应都可能是一大批问题的解决方案。
TRIZ简介之三效应和效应知识库
通过对世界各国250万件专利的研究，Altshuler指出在工业和自然科学中的问题和解决方案是重复的、技术进化模式是重复的,只有百分之一的解决方案是真正的发明，而其余部分只是以一种新的方式来应用以前存在的知识或概念。因此，对于一个新的技术问题，从已经存在的原理和方法中可以找到该问题的解决方案。
   效应是输入、输出之间的关系，是指应用本领域特别是其它领域的有关定律解决设计中的问题，如采用物理、数学、化学、生物、电子等领域中的原理解决工程设计中的创新问题。系统用以实现一定的功能，效应是实现系统功能的原理。

发明问题解决理论(TRIZ，Theory of inventive problem solving)的一个分支专门研究技术预测，并称为技术进化理论。该理论通过对世界专利库的分析，发现并确认了技术在结构上进化的趋势，即技术进化模式，每种进化模式都由多条进化路线，每条进化路线是从结构进化的特点描述产品核心技术所处的状态序列，其实质是产品如何从一种核心技术移动到另一新的核心技术，在新技术里可能是性能极限提高，也可能是成本降低，或者是功能增加。即产品沿进化路线进化的过程是新旧核心技术更替的过程。基于当前的产品核心技术所处的状态，按照进化路线，通过设计，可使其移动到新的状态；有助于完成产品的创新设计和改进设计。并且，在一个工程领域中总结出的进化模式或定律及进化路线可在另一工程领域实现，即技术进化模式与进化路线具有可传递性。
   TRIZ中的技术进化理论是由Altshuller等在前苏联通过多年的研究所提出的，该理论目前有几种表现形式：技术进化理论（ET，Evolution of Technique）、技术进化引导理论（GTE，Guided Technology Evolution）、直接进化理论（DE，Directed Evolution）、技术进化定律（The laws of system evolution）。它们都是Altshuller的进化理论的发展，但每个版本都有各自的特色。
   随政治、科技、经济、工业等发展，人类的需求不断变化，为满足新的需求要求产品具有新的功能，而新功能的实现又要求开发新系统或改进已有系统。所以，根据Petrov的技术进化定律系统及技术进化路线分析，描述所有技术进化理论的系统分成三大类定律：需求进化定律、功能进化定律及系统进化定律。需求进化定律可以用于预测未来的需求。由此可以定义新的功能及系统来满足这些未来的需求。需求进化所提供的知识还可帮助发现系统新的进化趋势。功能要满足需求，功能随需求的进化而进化。而产品又是功能的实现，所以产品设计最终是改进已有系统或组成新系统，即将系统进化定律与设计过程中的其他活动紧密结合，使创新设计更容易实现。本软件中所涉及的主要是系统进化定律，对其进行进化模式分类，每种进化模式下又包含着多条进化路线。产品设计时，首先选定一个产品，或产品的某个子系统，对其进行进化模式及进化路线分析，找出可能的下一代产品结构及工作原理特点，或可能的改进方向，使设计人员有可能今天能设计明天的产品。

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