TRIZ基础和技术系统

TRIZ理论体系TRIZ理论包含着许多系统、科学而又富有可操作性的创造性思维方法和发明问题的分析方法。

经过半个多世纪的发展，TRIZ 理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的九大经典理论体系。

1.TRIZ的技术系统八大进化法则阿奇舒勒的技术系统进化论可以与自然科学中的达尔文生物进化论和斯宾塞的社会达尔文主义齐肩，被称为“三大进化论”。

TRIZ 的技术系统八大进化法则分别是提高理想度法则、完备性法则、能量传递法则、协调性法则、子系统的不均衡进化法则、向超系统进化法则、向微观级进化法则、动态性和可控性进化法则。

技术系统的这八大进化法则可以应用于产生市场需求，定性技术预测，产生新技术，专利布局和选择企业战略制定的时机等。

它们可以用来解决难题，预测技术系统，产生并加强创造性问题的解决工具。

2.最终理想解TRIZ理论在解决问题之初.首先抛开各种客观限制条件.通过理想化来定义问题的最终理想解(Ideal Final Result，IFR)，以明确理想解所在的方向和位里，保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解，从而避免了传统创新设计方法中缺乏目标的弊端，提升了创新设计的效率。

如果将创造性解决问题的方法比作通向胜利的桥梁，那么最终理想解就是这座桥梁的桥墩。

最终理想解有4个特点:①保持了原系统的优点;②消除了原系统的不足;③没有使系统变得更复杂;④没有引入新的缺陷。

3.40个发明原理阿奇舒勒对大量的专利进行了研究、分析和总结，提炼出了TRIZ 中最重要的、具有普遍用途的40个发明原理，分别是分割、抽取、局部质量、非对称、组合、多用性、嵌套、质量补偿、预先反作用、预先作用、预先防范、等势、反向作用、曲面化、动态化、部分超越、维数变化、机械振动、周期性作用、有效作用的连续性、快速、变害为利、反馈、中介物、自服务、复制、廉价替代品、机械系统的替代、气压与液压结构、柔性壳体或薄膜、多孔材料、改变颜色、同质性、抛弃与再生、物理/化学参数变化、相变、热膨胀、加速氧化、惰性环境、复合材料。

TRIZ术语TRIZ（萃智）的理论基础和基本思想是：产品或技术系统的进化有规律可循生产实践中遇到的工程矛盾往复出现彻底解决工程矛盾的创新原理容易掌握其他领域的科学原理可解决本领域技术问题TRIZ的核心是消除矛盾及技术系统进化的原理并建立了基于知识消除矛盾的逻辑化方法，用系统化的解题流程来解决特殊问题或矛盾。

下图为TRIZ的理论体系。

TRIZ（萃智）的基本概念STC算子：尺寸（S）-时间(T)-成本（C）算子，一种克服思维惯性的方法，它将物体的尺寸、完成功能的时间和成本因素进行一系列变化的思维试验。

S曲线：一个S形状的曲线，表达时间与主要功能参数的关系。

标准解：按照物场模型描述的问题的典型解决方案模型。

裁剪法：一种分析方法，通过裁剪系统的某个组件，然后把该功能重新分配到其他剩余的组件及超系统组件上，来改善技术系统。

参数：表明任何现象、设备或其工作过程中某一种重要性质的量。

如，汽轮机中蒸气的压力、温度等，是该汽轮机蒸汽的参数；电阻、电感和电容，就是电路的参数。

操作空间：矛盾需求必须得到满足的物理空间。

操作时间：矛盾需求必须得到满足的时间段。

产品：执行功能的目标组件。

场：两个物质之间的相互作用。

如：磁场、电场、热场等。

超系统：包含技术系统和与它有关的其它系统的更大的系统。

创新：即在已有的基础上，提出独特的、新颖的且富于成效的见解与思维创新原理：解决工程问题的一些常用的方法。

多屏幕法：一种克服思维惯性的方法，由技术系统、子系统、超系统以及这三个系统的过去和未来组成九个屏幕，也称为“九屏幕法”。

发明级别：不同的发明可能会对系统、社会、人类等产生不同的影响，按照影响的程度可以把发明分为不同的等级，即发明的级别。

发明问题解决理论：是发明问题解决理论的俄语首字母转换为拉丁字母的缩写。

发明问题解决算法：问题解决工具，把复杂的问题模型转换成标准问题模型，用TRIZ工具能够高效解决。

ARIZ是“发明问题解决算法”的俄语首字母的缩写。

TRIZ理论（发明问题解决理论）简介冷战时期，以美国为首西方国家的特工与前苏联的克格勃曾经进行过无数次惊心动魄的间谍战，其中一次就是围绕被称为神奇的“点金术”展开的。

因为美国、德国等西方国家惊异于前苏联在军事、工业等方面的创造能力，他们把创造这种奇迹的神秘武器称为“点金术”，可结果强大的克格勃使欧美国家只能望“术”兴叹。

那么这种神奇的“点金术”到底是什么呢？它为什么有这么大的威力？这个“点金术”就是当前世界上著名的发明问题解决理论，被简称为TRIZ理论，TRIZ就是“发明问题解决理论”的俄语缩写，是由前苏联发明家阿奇舒勒在1946年创立的，因而阿奇舒勒也被尊称为TRIZ理论之父。

TRIZ理论被公认为是使人聪明的理论。

1946年，阿奇舒勒开始了发明问题解决理论的研究工作。

当时阿奇舒勒在前苏联里海海军专利局工作，在处理世界各国著名的发明专利过程中，他总是考虑这样一个问题：当人们进行发明创造、解决技术难题时，是否有可遵循的科学方法和法则，从而能迅速地实现新的发明创造或解决技术难题呢？答案是肯定的！阿奇舒勒发现任何领域的产品改进、技术的变革、创新和生物系统一样，都存在产生、生长、成熟、衰老、灭亡的过程，是有规律可循的。

人们如果掌握了这些规律，就会能动地进行产品设计并能预测产品未来发展趋势。

以后数十年中，阿奇舒勒穷其毕生的精力致力于TRIZ理论的研究和完善。

在他的领导下，前苏联的数十家研究机构、大学、企业组成了TRIZ的研究团体，分析了世界近250万份高水平的发明专利，总结出各种技术发展进化遵循的规律模式，以及解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则，建立一个由解决技术问题，实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系，并综合多学科领域的原理和法则，建立起TRIZ理论体系。

TRIZ的核心是技术进化原理。

按这一原理，技术系统一直处于进化之中，解决矛盾是其进化的推动力。

它们大致可以分为3类：TRIZ的理论基础、分析工具和知识数据库。

TRIZ的九大经典理论体系TRIZ理论包含着许多系统、科学而又富有可操作性的创造性思维方法和发明问题的分析方法。

经过半个多世纪的发展，TRIZ理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的九大经典理论体系。

TRIZ解决问题过程中，将问题的通解具体化是一个难点，这需要有深厚的领域背景知识。

TRIZ理论认为，一个成功的设计可由如下公式描述：S=Pc×Pkn×(1+M)×(1+T)其中：S——成功的设计；Pc——个人解决问题的能力；Pkn——领域知识的水平与经验；M——TRIZ方法论与哲学思想的运用；T——TRIZ工具的运用。

在公式中，Pc和Pkn 都与领域知识有关。

因此，尽管TRIZ理论的创始人阿奇舒勒否认了经验知识在TRIZ 理论中的重要性，但从上述公式可以看出经验知识依然对TRIZ理论的应用构成了重要的支持。

所以，在TRIZ 理论中融入经验思维模式，应是TRIZ理论在应用中的一个发展方向。

(一)TRIZ的技术系统八大进化法则。

阿奇舒勒的技术系统进化论可与达尔文生物进化论和斯宾塞的社会达尔文主义齐肩，称为三大进化论。

TRIZ的技术系统八大进化法则分别是：1、技术系统的S曲线进化法则；2、提高理想度法则；3、子系统的不均衡进化法则；4、动态性和可控性进化法则；5、增加集成度再进行简化法则；6、子系统协调性进化法则；7、向微观级和场的应用进化法则；8、减少人工进入的进化法则。

技术系统的这八大进化法则可应用于产生市场需求、定性技术预测、产生新技术、专利布局和选择企业战略制定的时机等。

它可用来解决难题，预测技术系统，产生并加强创造性问题的解决工具。

(二)最终理想解(IFR)。

TRIZ理论在解决问题之初，首先抛开各种客观限制条件，通过理想化来定义问题的最终理想解(ideal final result，IFR)，以明确理想解所在的方向和位置，保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解，从而避免了传统创新涉及方法中缺乏目标的弊端，提升了创新设计的效率。

发明问题解决理论TRIZ法解读讲义目录前言 (5)第1章TRIZ法基本思想和体系 (3)1.1TRlZ法理论的由来及其基本思想 (3)1.2TRlZ法的定义 (4)1.3TRlZ法体系结构 (5)1.3.1理论基础 (5)1.3.2TRlZ法问题分析工具 (6)1.3.3基于知识的问题解决工具 (7)1.4TRlZ法问题解决流程 (8)1.5TRlZ法中的科学思想和思维 (9)第2章专利分级与系统进化S曲线 (13)2.1专利的等级划分 (13)2.2技术系统进化S曲线 (16)2.2.1技术系统介绍 (16)2.2.2系统进化S曲线 (17)2.2.3技术进化S曲线的运用 (20)2.2.4系统进化多维S曲线 (21)2.2.5系统进化多维S曲线的运用 (25)第3章技术系统进化及其模式分析 (28)3.1技术系统和产品进化简介 (28)3.2技术系统进化模式 (29)3.2.1模式一技术系统的生命周期 (29)3.2.2模式二增加理想化水平 (29)3.2.3模式三系统不均衡发展导致矛盾出现 (36)3.2.4模式四增加动态性和可控性 (36)3.2.5模式五技术集成以增加系统功能 (37)3.2.6模式六系统元件的匹配与不匹配 (37)3.2.7模式七系统由宏观向微观进化 (38)3.2.8模式八提高自动化程度和智能化程度 (38)3.3技术系统进化综合运用 (38)第4章物理矛盾与技术矛盾解决原理 (40)4.1矛盾的概念及分类 (40)4.2物理矛盾及其解决原理 (41)4.3技术矛盾及其解决原理 (46)4.4矛盾矩阵及其应用 (55)4.4.1矛盾矩阵的构造 (55)4.4.2矛盾矩阵的应用 (56)4.4.3技术矛盾解决方法实际应用举例 (57)4.5TRlZ法技术矛盾和物理矛盾解的基本思路 (83)4.640个发明创新原理的使用窍门 (85)第5章物质-场模型分析 (88)5.1物质-场模型 (88)5.2物质一场模型分析模式 (89)5.3物质一场模型的描述 (89)5.4物质-场模型工作流程 (91)5.5物质-场模型组建的规则 (92)5.6物质-场模型功能分析法的应用 (96)5.7物质-场模型理论运用实例 (97)第6章ARlZ算法简介 (104)6.1ARlZ算法背景介绍 (104)6.2ARlZ算法主导思想和观点 (104)6.3ARIZ算法的流程 (106)6.4ARlZ算法的特色和不足 (108)6.4.1ARlZ算法的特色 (108)6.4.2ARlZ算法的不足 (109)6.5ARlZ算法的运用 (109)第7章TRIZ法的产生和发展 (112)7.1TRlZ法的诞生 (112)7.2TRIZ法的传播 (114)7.3RTlZ法的应用和发展 (116)7.4对TRlZ法的简要评价 (118)附录 (120)附录A TRIZ矛盾矩阵 (120)附录B解决问题的76个标准解 (121)附录C效应知识库 (126)附录D 参考书目 (136)第1章TRIZ 法基本思想和体系1.1 TRIZ 法理论的由来及其基本思想“TRIZ” 一词是俄文“发明问题解决理论”的首字母缩写，英文名称为TheoD of Inventive Problem Solving 0 自从 1946 年以来， 以 G. S. Altschuller 先生 为首的专家，经过对250万份专利文献的研究发现，一切技术问题在解决过程中 都有一定的模式可循，可对大量好的专利进行分析并将其解决问题的模式抽取出 来，为人们进行学习并获得创新发明的能力提供参考。

2.TRIZ理论基础为了解决实际中出现的矛盾，TRIZ建立了一系列用以解决矛盾为目的的工具和原则，它们大致可以分为3类：TRIZ的理论基础、分析工具和知识数据库。

TRIZ的理论基础TRIZ的理论是建立在技术进化论的系统之上的，阿奇舒勒通过研究给出了技术系统演变的8个模式，它们对于产品的创新具有重要的指导作用。

（1）技术系统演变遵循产生、成长、成熟和衰退的生命周期。

（2）技术系统演变的趋势是提升理想状态。

（3）矛盾的导致是由于系统中子系统开发的不均匀性。

（4）首先是部件匹配，然后失配。

（5）技术系统首先向复杂化演进，然后通过集成向简单化发展。

（6）从宏观系统向微观系统转变，即向小型化和增加使用能量场演进。

（7）技术向增加动态性和可控性发展。

（8）向增加自动化减少人工介入演变。

分析工具分析工具是TRIZ用来解决矛盾的具体方法或模式，阿奇舒勒通过总结和演绎得出了许多实用的分析工具。

这些分析工具使TRIZ理论能够在实际中广泛应用。

矛盾矩阵前面已经讲过，两个通用工程参数导致了系统的技术矛盾，那么将这两个参数相结合就能够找出解决矛盾的办法，于是TRIZ用了数学上比较常见的矩阵的方式来简单地表述出找到解决办法的途径。

在阿奇舒勒的矛盾矩阵中，将39个通用工程参数横向、纵向顺次排列，横向代表恶化的参数，纵向代表改善的参数，在工程参数纵横交叉的方格内的数字代表建议使用的40个发明原理的序号。

矩阵共组成了1 521个方格，其中有 1 263个方格内有数字。

在没有数字的方格中，“＋”方格处于相同参数的交叉点，系统矛盾由一个因素导致，这是物理矛盾，不在技术矛盾应用范围之内。

“－”方格表示没有找到合适的发明原理来解决问题，当然只是表示研究的局限，并不代表不能够应用发明原理（矩阵图见附录）。

应用矛盾矩阵的步骤应用矛盾矩阵解决工程矛盾时，建议使用以下16个步骤来进行。

当然这也只是建议，具体应用时可以增加或者跳跃。

（1）确定技术系统的名称。