创新方法“RIZ萃智”在德国的理论和应用

创新方法“TRIZ（萃智）”在德国的理论研究和应用作者:张卫平转载1.TRIZ（萃智）体系简介（1）TRIZ（萃智）的理论基础①对创新规律的基本认识TRIZ（萃智）翻译成德文是TheoriedeserfinderischenProbleml?觟sens，意为“发明问题解决理论”。前苏联科学家阿苏尔在对20万个发明专利进行了研究，特别在对其中4万个他认为发明程度很高的专利进行深入研究的基础上，得出了3个基本认识：·发明专利虽数目庞大，但有一个共同点，就是应用了数目不多的一般性原理；·像社会系统一样，技术系统可以通过解决矛盾（Wderspruch）而得到发展。因此，真正的创新是解决矛盾，妥协的解决方案最多只能算优化；·技术系统的进化遵循一定的模式和规律。这就是说，技术系统的发展（在一定限度内）是可预测的。阿苏尔以这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求解发明问题的技术、方法和工具体系，创立了TRIZ（萃智）。②TRIZ（萃智）的核心概念TRIZ（萃智）的核心概念有两个：技术矛盾和物理矛盾。所谓技术矛盾，是指在一个技术系统中，当一个参数被改动时，另一个参数就变差，例如：发动机功率增大，但耗油量升高。物理矛盾则是指同一个参数的两个互相对立的特性，如温度的冷与热；几何尺寸的长与短；硬度的软与硬等。阿苏尔将问题分为常规问题与发明问题。所谓问题，就是技术系统的初始状态与理想状态之间存在距离。解决问题的过程就是使技术系统的初始状态通过一个步骤或多个步骤的变换实现或接近理想状态的过程。如果实现变换的所有步骤都已知，则要解决的问题属常规问题；若至少有一个步骤未知，则该问题属发明问题。阿苏尔将他研究过的20万个发明专利所涉及的发明问题分成五类：第一类（32%）：利用已知方法继续发展现有技术系统（例如：增加壁的厚度以提高强度）。第二类（45％）：现有技术系统的小幅度改进，但这种改进往往是妥协的折衷解决方案（例如：使用结合剂将两种不同材料焊接在一起）。崇第三类（1叶8％）：运弊用现有技术没实现现有技仰术系统的重规大改进（例白如：以半导隙体取代电化查学继电器，柔或在摩托车糟上以万向轴帖传动取代链秩条传动）。榨第四类（4呢％）：运用撞新的技术产进生新的一代娃技术系统（统例如：显微以镜，蒸汽机援车，复印机精等）。监第五类（1祸％）：基础蔽性的新发现宵（例如：发商现X光射线掩、激光、青鹊霉素、DN摧A、超导材旬料等）。批阿苏尔认为乐，TRIZ序（萃智）作孔为可普遍运暑用的原理和话可定义的思盾维模式，适酷合于解决第踪二至第四类播发明问题。殿第一类不算芬真正的发明醒，第五类则肿属于发现新赶的自然现象仆。卷运用TRI线Z解决发明司（创新）问联题的关键就袭是找出矛盾帅是技术矛盾字还是物理矛梳盾，然后利酱用不同的T姐RIZ（萃晨智）工具，鲁通过类比思讽考的方式，烈找到解决矛旺盾的思考方悉向。萌③TRIZ泪的基本思路语TRIZ（箭萃智）解决垃发明问题的勉基本思路是罪：胶·定义和描召述具体问题老，根据所选谱定的TRI拴Z（萃智）忧工具或工具致组合，将具笑体问题标准丢化；丸·将标准化皆的具体问题绳抽象化；绝·寻找抽象拍化问题的解努决方案；男·将抽象化痛的解决方案手根据具体问冻题转换为具种体解决方案尘，即具体的松技术创新方搂案。咱其实，这样学的思路在数物学中是很熟幸悉的。用数食学语言可将掠TRIZ（曾萃智）解决垂发明问题的穿基本思路概榨括成一句话属：使用适当申的工具，先圾将特定问题处抽象成为标纯准或一般性漆问题，然后按采用标准方卡法解决，最捐后得到特定槽的解。从基缴本思路可以怜得知，运用芳TRIZ（热萃智）解决持一个发明问毯题的困难程绵度取决于对躲该问题的描核述和问题的闹标准化程度乖，描述得越胀清楚，问题卫的标准化程石度越高，问锋题就越容易决解决。鹿（2）TR锻IZ（萃智委）工具体系常根据上述基宪本认识和思伍路，TRI蜻Z（萃智）语的创立者设藏计了一套工锦具来解决发贷明问题，因员而很有操作耽性。经典的色TRIZ（劳萃智）工具混是：睬·40个创纲新原理和技所术矛盾解决稼矩阵；精·解决物理鞋矛盾的分离唱原理；勤·发明问题茧解决算法A宪RIZ；进·发明问题奶标准解法（际76个标准业解法）和物尺——场分析孝法；积·S曲线和豪技术系统进策化法则；惰·最终理想五解；抓·侏儒模型茂建模；候·物理效应使和现象、几墓何和化学效防应数据库。拿现在扩展为缎因特网查询猪和专利数据绳库查询。趣由阿苏尔的扁学生们开发激的新的TR沉IZ（萃智远）工具有：宪·创新问卷巴；音·功能建模踩，又称问题供描述，形式良是一种因果设图，但不是赢日本人石川肃馨发明的那裁种因果图；劣·SAO（说Subje仰ct－Ac脏tion－赖Objec奖t）功能模袄型，是一种燥基于美国工馅程师麦尔斯葬（创立的价揭值工程的扩寻展的功能模杂型）；拆·过程分析蓄；堆·资源时间商成本算子；辰·预期故障且测定；超·特征转移个；随·资源分析用问卷；帆·矛盾分析行。屡2.创新方牛法“TRI羞Z（萃智）见”在德国的许理论研究和延推广应用情龟况形（1）理论铸研究添TRIZ（拢萃智）理论套在德国被一投些研究者做思了进一步的尚发展，形成尊了若干种基栏于TRIZ爱（萃智）理唤论的创新方珍法论，即W占OIS理论宿、PI理论撞、MIS理页论。其中W址O狭IS理论被别认为是对T冬RIZ（萃截智）理论作放了最大程度独扩充的一种椅德国的创新蔽理论。本文纠将对WOI搁S理论与T请RIZ（萃胸智）理论的凉不同之处作电较详细介绍始，对其他几织种理论做简桑略介绍。闯①WOIS端理论墓WOIS是除一种原本为税解决技术问晒题而构建的勿创造力和技贡术创新战略烈，利用它来耍激发产生新罢的产品和新单的生产过程皇。WOIS梯融合了一些我局部系统化关的老方法（凶如形态表M劫orpho窝logis矮cheT迹abell沿e），补充龄了大趋势分榨析）以及技亲术系统连贯甲性历史分析辆（“代际表冈”“Gen短erati秀onsta同belle哈”）和确定痰技术系统在桂进化中的位品置等工具。简WOIS的贿基本思想是博置之死地而叼后生：将矛梦盾推向极端伶，形成似乎档没有出路的哥绝境，通过辫引进“悖论坟性发展要求烈”来破解这鸟种绝境，完蛋善了矛盾思蚊维。例如：迷像“明亮的散黑暗”或“缠不渗透的渗凳透性”这样远一些表述，猜就是所谓悖砌论性要求。趋把这些看似牵矛盾对立的顶东西作为创慈新目标，需良要创新者有驳这样的能力跑，不仅能进充行专业和客故观的思维，猴而且要能把壤这类极端的鸭要求，既富胡想象力，又摊同时具有高崖度水平地在腊技术上实现匠。采用这种棉战略，不仅斥使创新过程男有序并有效睡，而且也会疼激发积极进采取的创造力裤。WOIS衡寻找创新主瓣意的过程分态成三个主要钻阶段：即定型向阶段；决晌策阶段和提驱出创新方案愈的阶段。域归纳起来，遣WOIS的怎3个主要阶叮段可描述如棵下：WOI胶S使用战略隶定向工具寻盘找最富潜力蓝的发展方向搏，并从中有质针对性地激未发出克服现交有能力局限母的创新主意际。采取提出左悖论性要求刃的做法，是户有可能做到蚕这点的。这做些悖论性要疤求是有意识绳地突破现有要的逻辑局限责，需要使用团激发创新主壁意的新方法锤才能奏效。赢WOIS的丑核心仍是T潮RIZ（萃妥智），只是兰在几个方面霜对TRIZ逐（萃智）做宰了扩展。震总而言之，获ARIZ更地多地像是给摊自由发明者甲的提供理论桂思路，而W鲁OIS则是未为日常技术防开发提供的吧基于实践经珍验的工具。羡因此可以说震，WOIS淘是ARIZ剧和设计方法刚大全的交集怜模型。但是转这个交集的改效能有一定若损失。一方响面它在工程唐技术上没有掘设计方法大残全那么详备类，另一方面砍在辅助解决所矛盾的功能匪上，并不比供ARIZ更孤强。订另一个与T纯RIZ（萃咽智）的差别留在于，WO垒IS需要一角个专业的开禁发小组，而柳TRIZ（家萃智）个人抛发明家也可心使用。所以花WOIS一凑般用于企业控的技术开发礼。WOIS刺缺少战略循谅环修正步骤受也表明，W景OIS更多添地是为被动劲用户开发的芽，而不是为族对战略主动倦施加影响的划用户。最后青还要指出一畅点，WOI环S是一种模赴糊的方法，吵从模糊逻辑茄借用的一些换概念起着重任要作用。为晒了使WOI光S在团队工嫩作中充分发影挥功效，W孙OIS之中享还融合了心眨理学的知识毯。所有这一菊切ARIZ窑都不需要，朴因为ARI园Z的创新过汁程是分析式惧的。朗②德国的其耍他理论·PI理论央PI理论的茶德文原文是壁Konep哥tder召Prob疮lemze腐ntrie碎rten柄Inven滑tion（秘PI－Ko前nzept及），意思是娘以问题为中扑心的发明方贫案。该理论前由不来梅大兔学创新与能息力转移教研躺室主任默尔奏勒教授和潘致能贝克硕士返于1997堆年在他们任铅教的科特布婆斯工业大学口创立的。涨该理论与T璃RIZ（萃胡智）和WO灶IS最大的叫不同是没有谊规定的起点载和终点，不钓必事先规定警步骤的顺序踢，对频度和殃强度没有限侨制。这一理辞论建立在米穗勒·梅尔巴窃赫的五场分国析法框架模稼型基础上。哈这个模型把栋一个问题区球别为五个部狠分：现状、筒资源、规定袭状态、目标王和相互关联饿互动的转换钢（由现状跃猛迁为规定状党态）。对于党这些场中的哑每个场，都碍有对应的“它工具”可供误使用。这样监系统分析和最矛盾思维就石成了确定现百状的关键工善具，而以“驻理想机器”位为基础的参诉数主要是确仙定目标用的窜。技术矛盾悄解决矩阵，允时间、空间席、结构和状雅态的基本转归化形式，物窗—场分析以肌及技术系统始进化法则，至这些都适合逃用作转换的敢工具。远·MIS理骨论限MIS是德例文Mark荷torie离ntier尿teln椒novat小ionss进trate户gie的缩览写，意思是五面向市场的乓创新战略。雄MIS理论蚕是现已退休轮的原亚琛工卷业大学矿业允研究所所长历施皮斯教授材提出的。在虽60和70璃年代，施皮疼斯教授在工杂业界的研发甜部门工作，锅在实践中逐烂步摸索出了葬一套发明的碰系统方法。横在他198锁0年担任亚倚琛工业大学耻教授之后，厅才开始对他蝴的这套系统长方法进行科土学研究。在陆德国统一之转后，他又同助耶拿大学的埋认知心理学暴家合作，逐岛步完善了他闹的理论。哄MIS理论海的基本思想溜是：把那些沃在凭直觉进走行发明过程画中于潜意识星中发生的过败程化为有意骑识的过程，午由此将“发裁明的飞跃”编分解为一系彼列小的、一预目了然的和诚可把握的步页骤，然后开楼发工程师和飘设计师可以硬按照这些步毅骤进行发明嚷创新。清根据他的理悼论，可技术因上将发明过除程分为三个雾基本组成部合分：舟·将已知的劳东西移植到攀其他用途（蒙移植）；截·对移植的扰东西进行改跑造（改造）有；坐·在改造过阵程中与其他卡元素进行组拾合（组合）怨。泳（2）推广愈应用情况简裹介田德国最早介狂绍TRIZ远（萃智）是学在原民主德号国。197体3年，民主叶德国首次翻故译出版了阿策苏尔著作。早民主德国当昼时推广TR取IZ（萃智满）的一批人标，如Pav笨elLi层votov络（创办了C蛋AI软件公档司，出版过得介绍TRI饿Z（萃智）仙的专著），夹Dietm粮arZo箭bel（他荒本人曾在1既985年拜励访过阿苏尔疲，1982堆年发表介绍岁TRIZ（掉萃智）的文贺章，198备5年起，出皮版了一系列黑介绍TRI束Z（萃智）犯的专著），羡Micha霉elA．偿Orlof球f（创办了贤TRIZ（叫萃智）培训括学校，出版洪过专著）等谢，现在都是启德国知名的织TRIZ（帐萃智）专家劲。王在统一后的荣德国，20见世纪90年姐代初，在一谋些大学的与告机械工程有龙关的系讲授因设计课程时命，对TRI弦Z（萃智）闯就有所介绍删。根据文献嗓从1996凡年开始最早傻产品研发过史程中采用T沿RIZ（萃费智）的是西阳门子公司。土1997年绩美国宇航局胆把计算机辅崖助创新（C姿AI）软件培包Tech漆Optim修izer评的为当年最具顷创新产品而隐授予金奖，千TRIZ（碍萃智）在欧接洲，包括在诱德国，才引和起公众注意宋。自那以后休，理工科大州学在设计课雹程或创新管上理的课程中厌都讲授TR花IZ（萃智种）。企业应悟用TRIZ丘（萃智）的旗越来越多。洋据有关资料可，德国所有季名列世界5耀00强的大父企业都采用住了TRIZ撑（萃智），诱像西门子、捕奔驰、宝马狐、大众、博混世等著名公那司都有专门秧机构及专人徒负责TRI作Z（萃智）寿培训和应用凭，涉及的行暗业很广泛。申应用TRI蒙Z（萃智）开的行业：烧成套设备制汽造、采掘技我术；捐动力技术、警家用电器；匪仪器仪表、听航空航天工紧业；霜自动、机械播制造；过化学工业、残医疗技术；担电气技术、短食品工业；龙电子技术、惹制药工业；忠汽车工业、炒包装技术；精密机械。社但是目前，台在德国对技贞术创新方法率影响最大的骨是德国工程私师协会制定哪的设计方法估标准VDI羊2221县和2222忌。而这套标奸准当时制定的时（199档3年）并没掉有吸纳TR性IZ（萃