技术创新方法之三TRIZ的最终理想解

TRIZ方法解决实际创新问题报告—煤矿污水处理设备的改进一．问题描述：众所周知，煤炭产业在实际生产过程中，由于技术落后，改进耗资巨大，人们环保意识淡薄等原因，使得煤炭行业成为环境污染的主要因素之一。

作为一个山西人，我从小就面对着这种污染现象，比一般的人有更深的了解。

煤炭行业的污水排放就是众多方面中比较严重的一个，包括洗煤厂污水的排放，地下水污染等。

这个问题急需改进，所以我选择这个问题用课上学的TRIZ方法提出自己的解决方法。

二．最终理想解：最终的理想状态是尽量使煤炭行业的污水排放量减少，实现污水的合理回收处理，循环利用，低能耗。

同时又不会因此而作出过大调整对传统的生产环境造成重大变革。

三．具体分析及解决：针对减少污水排放回收处理设备方面：要求相关污水回收处理设备的完善，技术的革新。

这就要求相关设备必须有较好的稳定性，能够长期较好较高效的运作；同时设备应该有较强的操作性，以便于一般工人使用；方便维修，避免在维修方面耗费过多时间和资金；用TRIZ理论解析：（一）物理矛盾：分离原理应用：1.空间分离：装置要求分为多层逐级过滤回收，有效利用空间。

2.系统级别分离:将处理的水分为可回收的部分和彻底进化后的部分，和彻底无用的部分，便于分级处理。

提取发明原理：1. 抽取：将污水中的有用部分提取出来。

2. 分割：装置多级分割，重重回收。

通过利用这两个发明原理，可以初步解决一些污水处理问题，装置可以通过多级利用提高效率，同时减少能耗。

（二）技术矛盾：需要改善的参数：08.静止物体的体积；13.结构的稳定性；14.强度；32.可制造性；33.可操作性；34.可维修性；恶化的参数：02静止物体的重量；21功率；22能量损失；23物质损失；36装置复杂性；37监控测试的困难程度查找阿奇舒勒矛盾矩阵表相关原理应用：（1）分割原理，抽取原理：将污水中的有用部分提取出来，装置多级分割，重重回收。

（2）预先作用：提前做好应急预案以防设备故障影响处理过程。

TRIZ（发明问题的解决理论）TRIZ（发明问题的解决理论）一、什么是TRIZ（发明问题的解决理论）？TRIZ意译为发明问题的解决理论。

TRIZ理论成功地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，其目标是完全解决矛盾，获得最终的理想解。

它不是采取折衷或者妥协的做法，而且它是基于技术的发展演化规律研究整个设计与开发过程，而不再是随机的行为。

实践证明，运用TRIZ理论，可大大加快人们创造发明的进程而且能得到高质量的创新产品。

二、TRIZ给企业带来了什么？提高开发效率；增加专利数量，提高专利质量；缩短产品上市时间，提高企业自主创新能力和市场竞争优势！到现在为止，TRIZ已经形成了一套较为完整的理论体系和工具，并且在学者们的不断研究中，拓展和开拓了TRIZ的应用领域。

TRIZ理论的应用已经在实践中取得显著的成果。

在国外，美国的福特和波音、德国的西门子等500多家知名企业中，TRIZ理论的应用不仅取得了明显的经济效益，而且极大地提高了企业的自主创新能力。

①福特汽车公司通过学习和应用TRIZ理论，公司技术人员发现利用小热膨胀系数的材料制造轴承，可以更好地解决推力轴承在大负荷时出现偏移的问题；②美国波音公司邀请原苏联的TRIZ专家，对其450名工程师进行了为期2周的培训，在767空中加油机研发的技术方面取得了关键性的突破，从而在竞争中取得成果，战胜空中客车公司，赢得15亿美元空中加油机订单；③某通讯有限公司应用TRIZ理论，在计算机辅助创新平台Pro/Innovator对机顶盒天线连接问题和电磁兼容问题进行了创新性的解决，不仅缩短了新产品研发周期，还节省了大量的研发经费；在国内，无线集团、美的电器、格力电器、TCL等四十余家试点企业，通过TRIZ理论的推广促进本土企业创新团队的培育。

据不完全统计，通过企业试点工作,试点企业应用创新方法解决了实际技术难题，为企业创造直接或间接经济效益，取得了有一定影响力的经济和社会效益，也涌现了一批有示范作用的优秀企业。

技术创新方法(TRIZ理论)培训教材一、TR1Z概述一.、TRIZ的技术系统八大进化法则+S曲线三、最终理想解(IFR)四、技术矛盾五、40个创新原理六、39个工程参数及矛盾矩阵七、物理矛盾和四大分离原理r TRIZ概述1・1何谓创新创新就是稀奇古怪的事在别人眼里，创新者就是那些脑瓜里装满奇思怪慰的“异类创造力并作兎空妄想.而是-种行为的综合1.1何谓创新发明足指通过思维或实強过程首先为•项科学或技术难趙找到或发现了解决方案.解决方法。

创适是指第一次捉出、适出的东西，是第一次产生崭新的物质成果或秸神成果的行为•它给人们芾來新奇或方便.创新是运用知识或相关信息创造和引进某种冇用的新專物的过程.创新就是把生产要素和生产条件的新组合引入生产体系，冃的足为获取淆在的利润. 亠创新思维就足总料Z外常理之屮.别人想不到的你想到了当阿奇舒勒对250/j个：利进行研究时，发现町以松抵创新程度的不同.将这些专利技术解决方法分为5个“创新等级” o第1级：技术系统的简单改进.所要求技术在系统相关的某行业范用内（32%）:第2级：包括技术矛硏解决方法的发明.要求系统相关的不同行业知识（45%）:第3级：包含物理才应解决方法的发明，耍求系统村关行业以外的知识（18%）:第4级：包含突破性解决力法的新技术，要求不同科学领域知识——第5级：新现象的发现＜1%）。

（括号中的为占总专利比贰畅言创新时时都是创造Z时处处都是创造之地人人都是创造Z人创新是人丿.都有的一种能力”、組碍创新最主要的因索是人们头脑中的传统的.im ‘川思傩斗（小戎的习惯号总坍，耍创新就必须勇于翼破思績的心）思维惯性是决宦创新能力的关健因索.习惯十贰向思维.线性思维、惯W '' 勺人脑只能是机械地朿复旧的行为.|是习惯于接受大家所说的.很1 戲产工创新的灵慢和成果" 思维惯性的止面作用：是人们能够轻车鶏踣需迅速的解决相似的问题：思维協性的负面作用：住发明创新活动中•它是影响创新思维的主要思维障臥•如闸H6根火柴组成4个等边三角形？•如何用4根火柴组成一个“HT 字？•任荒芜人迹的河边停若一个小船.这只小船只能容纳一个人.有 卜人同时来到河边.并BJMB 人都坐看这条船讨「河•请何： 他钉是怎样过河的？f Jlp ——（何谓创新人们因为局阳于既有的信息或认识的现象.形成的一种固定的思维模 式.也就是说人们习惯干从固定的角度来观察.思考问邂：丿•小明家和三个小孩.老大叫大乜老二叫二J 老三叫什么?TRIZ用论是由根奇•阿奇舒勒（G.S.AItxhuller伪（后来扩展到250万份）高水平发明七利的研究、分析、归纳总结.揭示岀隐純在专利Z中的奧秘.萃取发数以百万计发明家的智澄而创建的帀越成果•被嗡为“种命点金术” •TR1Z理论是一神创斯方法.它使创斯思维从发枚尼向收敛：它利用创新的规律•使创新走出了肓冃的、高成本的试错和灵光一现式的偶然拉「文：Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadalch=TRIZ :Thi*or\ <U ln\enti\r Problem Solving =TIPS=TRIZ 中文含义：发明刖題解决理论中文简称:萃智1926-1998）（前苏联的•位伟大发明家和创造学家）通过对4万13.常规问題与发明问題如果〃品的初始状态与珅想状态之间存任瓯离.则称之谓问题.产骷设汁过程主耍足解决何题的过程，是使产品山初始状态通过单步.或參步变换实现或接近理世状态的过程。

TRIZ理论中IFR最终理想解的深度分析作者：程功彭英黄洁李登科来源：《科技创新与品牌》2023年第06期摘要： TRIZ是高效解决发明级别问题的创新方法，IFR最终理想解是TRIZ的核心思想，它贯穿于整个TRIZ。

IFR理念并不容易被接受，国内在引进TRIZ和翻译外文资料的过程中也存在一定的信息偏差，导致IFR的实际应用没有发挥其应有的功效。

本文在研究多本阿奇舒勒著作和大量工程案例后，对IFR进行了深度分析，从多个维度梳理了IFR逻辑思路。

关键词：IFR；最终理想解；TRIZ；ARIZ基金项目：本文为2019年中华人民共和国科学技术部创新方法工作专项之《先进轨道交通装备领域创新方法研究与应用》（项目编号∶2019IM05100）、2022年中国国家铁路集团有限公司项目（项目编号∶N2022J020）研究成果。

引言TRIZ是前苏联伟大发明家Genrich S. Altshuler（根里奇·阿奇舒勒）及团队从数百万份专利中总结提炼，用来解决发明级别问题的一套理论体系。

TRIZ理论体系包含创新思维、创新工具、S曲线与进化法则、ARIZ算法等。

1958年阿奇舒勒提出了IFR最终理想解的概念，ARIZ-61等早期版本就将IFR作为算法重要的步骤，后面所有ARIZ版本都是围绕着定义矛盾、定义IFR和实现IFR进行的。

IFR是TRIZ的核心思想，如果没有理解IFR的理念，就没有真正掌握TRIZ的精髓。

一、TRIZ解题流程为了更好分析和理解IFR，有必要将TRIZ解题流程进行梳理。

（一）ARIZ流程ARIZ发明问题解决算法是将TRIZ的诸多创新工具、创新思维等按照一定的逻辑步骤组合在一起，形成了非标准问题的高效解题流程。

当然，ARIZ用来解决标准问题肯定也是可以的，只是必要性不高。

ARIZ算法经过不断发展，目前最被认可的版本是ARIZ-85C，它解题流程分为九大步骤、数十个子步骤。

ARIZ流程将在本文第四部分（四）中做进一步剖析。

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理论在社会中受到很多企业的青睐,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。

（一）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、具有普遍用途的这40个发明原理，分别是：1、分割；2、抽取；3、局部质量；4、非对称；5、合并;6、普遍性；7、嵌套；8、配重；9、预先反作用；10、预先作用；11、预先应急措施；12、等势原则；13、逆向思维；14、曲面化;15、动态化;16、不足或超额行动；17、一维变多维；18、机械振动；19、周期性动作；20、有效作用的连续性；21、紧急行动；22、变害为利；23、反馈；24、中介物；25、自服务；6、复制；27、一次性用品；28、机械系统的替代；29、气体与液压结构；30、柔性外壳和薄膜；31、多孔材料；32、改变颜色；33、同质性；34、抛弃与再生；35、物理/化学状态变化；36、相变；37、热膨胀；38、加速氧化；39、惰性环境；40、复合材料等。

（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.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（IFR)就是这座桥梁的桥墩。

最终理想解（IFR)有四个特点：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、没有引入新的缺陷等.（三）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”。

机械096尹树凯20090713231、简述最终理想解的解题过程并举例说明。

答：最终理想解确定的步骤:1 )设计的最终目的是什么?2)理想解是什么?3)达到理想解的障碍是什么?4)出现这种障碍的结果是什么?5)不出现这种障碍的条件是什么?创造这些条件存在的可用资源是什么?举例：农场主有一大片农场，放养大量的兔子。

兔子需要吃到新鲜的青草，农场主不希望兔子走得太远而照看不到。

现在的难题是，农场主不愿意也不可能花费大量的资源割草运回来喂兔子。

这难题如何解决?应用上面的5步骤，分析并提出最终理想解。

1)设计的最终目的是什么?兔子能够吃到新鲜的青草。

2)理想解是什么?兔子永远自己吃到青草。

3)达到理想解的障碍是什么?为防止兔子走的太远照看不到，农场主用笼子放养兔子，这样，放兔子的笼子不能移动。

4)出现这种障碍的结果是什么?由于笼子不能移动，可被兔子吃到的笼下草地面积有限，短时间内草被吃光了。

5)不出现这种障碍的条件是什么?创造这些条件存在的可用资源是什么?当兔子吃光笼子下的青草时，笼子移动到另一块有青草的草地上;可用资源是兔子。

解决方案:给笼子装上轮子，兔子自己推着笼子移动，去不断地获得青草2、简述STC算子法并举例说明。

答：S-尺寸T时间C成本STC算子法就是对一个系统自身不同特性单独考虑，来进行创新思维发法。

步骤：（1）明确现有系统的时间、尺寸和成本（2）想象现有系统的尺寸无穷大、无穷小（3）想象过程的时间或对象运动的速度无穷大、无穷小（4）想象成本无穷大、无穷小举例：水流的冲击可以冲到房屋造成损失，是因为它的速度很大。

我们可以想象水流速度无穷大，则水流的能量会更大，于是我们发明了水流切割机。

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。