创新方法在科技成果转移转化中的应用（3）

5.TRIZ的发展阶段

第一阶段是TRIZ理论体系的建设和完善阶段，1956年阿奇舒勒和沙佩罗合写的文章“发明创造心理学”在《心理学问题》杂志发表，阿奇舒勒、沙皮罗提出ARIZ，也就是发明问题解决算法。第二阶段是TRIZ理论在前苏联的推广、普及和完善，1961年，阿奇舒勒出版第一本关于TRIZ理论的著作《怎样学会发明创造》。1986-1999年，是TRIZ理论发展的第三阶段，TRIZ理论开始在全世界范围内传播，1989年成立俄罗斯TRIZ协会，也就是后来的国际TRIZ协会，阿奇舒勒任国际TRIZ协会的第一任主席，1993年TRIZ进入美国，1999年成立美国阿奇舒勒研究院。2000年至今是第四个阶段，TRIZ理论在全球推广，应用领域拓展至非技术领域，在2000年成立了欧洲TRIZ协会，2004年TRIZ国际认证进入中国。

6.随着TRIZ理论的推广应用，TRIZ理论与实际应用的融合程度不断加深

现代TRIZ理论在经典理论基础上，与企业需求深度融合，是各行业工程师设计开发与企业创新过程融合的新的创新过程。现代的TRIZ理论，不仅仅包括了经典的TRIZ理论，还有设计方法学，技术创新管理的相关理论和方法。

在应用中TRIZ创新方法也在不断的演变，从最开始的“是否正确解决了问题”到“是否对正确的问题正确解决”再到“是否对正确的问题提供切实可行解决方案” 再到现在的“是否显著性的提升了产品发展演变路线中的主要价值参数”，不同阶段都有新的工具和方法吸纳进来。

上面我们了解了TRIZ理论的起源与发展，能够解决现实中的问题，那么接下来进入第二部分内容，TRIZ理论的核心体系，都有哪些工具和方法。

（二）TRIZ理论的核心体系

1.TRIZ核心思想的三个方面

一是无论是一个简单产品还是复杂的技术系统，其核心技术的发展都是遵循客观的规律发展演变的，即具有客观的进化规律和模式；二是各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力；三是技术系统发展的理想状态是用尽量少的资源实现尽量多的功能。

2.TRIZ理论的体系结构

从哲学思维角度来看，TRIZ 理论是以辩证法、系统论和认识论为基础的。TRIZ理论的基础是技术系统进化法则。问题分析工具主要包括功能分析、物场模型、矛盾矩阵分析、资源分析等。针对具体的问题分析工具，TRIZ 理论又提出了相应的问题解决工具，包括发明问题标准解法、科学原理知识库、技术矛盾发明原理、物理矛盾分离法等。TRIZ 理论来源于专利，理论基础是自然科学、系统科学、思维科学。

3.TRIZ的工具集

从理论框架里看到，TRIZ理论是一套系统、相对完整、科学的理论体系。在框架理论体系下，形成了一系列内容丰富、成体系化的工具集，有技术系统、理想度、矛盾等的专门术语，有小人法、九屏幕法、STC算子等思维方法，也有解决矛盾问题的矛盾矩阵、四大分离原理等，还有S曲线、八大进化法则等技术进化规律，以及ARIZ算法等。

下面我们来看一下TRIZ理论中用于描述矛盾的39个技术参数表，这是解决技术矛盾的前提，39个技术参数中，又可以分为通用物理及几何参数、通用负向技术参数、通用正向技术参数，每类下面有具体的参数。这里解释下正向参数、负向参数的意思，通用正向技术参数指参数数值变大时，系统或子系统的性能变好，通用负向技术参数指参数数值变大时，系统或子系统性能会变差。

针对技术矛盾的解决，阿奇舒勒归纳总结提出了40个发明原理，在实践中人们根据发明原理的使用情况，对原理的适用率进行了排序，表格中标红的就是使用率排在前五的发明原理，依次是物理或化学参数改变、预先作用、分割、机械系统替代、抽取。具体的使用将在后面的案例中解释。

4.TRIZ的思维模式及解题过程

TRIZ理论的思维模式，先是把特殊问题表达成为TRIZ问题，然后利用TRIZ中的工具，如发明原理﹑标准解等，求出该TRIZ问题的普适解或称模拟解，再对普适解进行概念验证，把该解转化为领域的解或特解。

基于TRIZ思维模式的解决问题模式一般过程是这样的：首先定义问题，对问题进行功能分析，设定理想解，进行资源分析，找出矛盾，如果是技术矛盾，则归纳为39个技术参数，用矛盾矩阵，找出适用的发明原理；如果是物理矛盾，用4个分离原理，然后用11个解决物理矛盾的原理或者40个发明原理进行求解；如果既不是技术矛盾也不是物理矛盾，可以用物场分析进行分析，如果有标准解的，用76个标准解进行解题，如果没有标准解，再重新回到问题阶段，对问题进行重新定义。

5.TRIZ的应用

随着TRIZ理论的发展，应用范围也不断拓展，应用领域不仅仅局限于工程领域、技术开发、产品设计，还应用于自然科学、社会科学、管理科学等领域，TRIZ的原理、算法也不局限于任何特定的应用领域。

TRIZ在实际应用中也取得了良好的效果。三星自1997年引入TRIZ理论，取得显著的创新成果。2003年，三星电子采用 TRIZ 指导项目研发而节约相关成本15亿美元。在67个研发项目中运用TRIZ 技术成功申请了52项专利。波音公司邀请TRIZ专家，对450名工程师进行了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，从而在竞争中取得优势，赢得15亿美元空中加油机订单。中兴通讯公司对来自研发一线的25名技术骨干进行5期的TRIZ理论与方法培训，21个技术项目在培训期间取得了突破性进展。

（三）TRIZ的应用案例

1.40个发明原理解决问题案例

前面我们提到了39个技术参数、40个发明原理，我们来详细看一下具体是实际案例中的应用。

矛盾是TRIZ的基石，面对矛盾问题，TRIZ理论的出发点是从根本上解决问题；TRIZ把技术问题定义为技术矛盾和物理矛盾，技术矛盾描述的事一个系统中两个参数之间的矛盾，改善对象中的某个参数（A）时，导致另一个参数（B）的恶化，参数A和参数B就构成了一对技术矛盾。而借助于39个通用参数，可以讲技术矛盾转化为TRIZ问题，进而用40个发明原理找到解决方案，所以说39个通用工程参数就是矛盾与解决方案之间的桥梁。

这就是阿奇舒勒矛盾矩阵中的一部分，39个参数，形成了39*39的矛盾矩阵，横向的是恶化的参数，纵向是改善的参数。在矛盾矩阵中45度对角线表示是物理矛盾而非技术矛盾。“—”表示没有找到合适的发明原理来解决问题，但不代表不能够用发明原理。单元格中的数字是对应发明原理的序号，而且顺序也有讲究，排在第一个的序号是对应发明原理在解决该技术矛盾时用的次数最多的，以此类推。

下面我们来看一个具体的案例，大口径空间望远镜发射太空的问题，我们知道对于空间望远镜来说，它的镜面越大观测能力越强，但是火箭发射舱的空间是有限的，那么怎么把大口径的空间望远镜发射到太空呢。我们先来定义遇到的问题，解决大口径空间望远镜的空间运输可行性。

定义了问题，我们就要找改善的特性和恶化的特性。改善的特性就是空间望远镜能够放入火箭发射舱，常规的解决措施就是要么减小镜面尺寸，要么增大发射舱，增大发射舱的尺寸就带来了恶化的特性，也就是会使得我们火箭发射系统更加复杂，对照39个技术参数，我们找到了改善参数6——静止物体的面积，也就是空间望远镜的镜面面积，恶化参数36——装置的复杂性，也就是火箭发射系统的复杂性。那么这就构成了一对技术矛盾，我们查找矛盾矩阵，找到推荐的原理是三个：1、18、36，分别是分割原理、机械振动原理、相变原理。

那么我们按照使用率最高的分割原理来想解决方案，分割原理，那就是把镜片进行分割，在太空中镜片还必须是展开的，由此我们就可以想到采用可折叠镜片，空间望远镜在发射时所有的镜片都折叠收放起来，抵达轨道之后，再行展开，并通过太空机械臂一块一块将镜片拼接起来，形成巨大的镜面。这就是TRIZ理论中技术矛盾解决的过程。

2.基于技术系统进化法则的案例

前面关于TRIZ理论的理论框架部分，我们提到技术系统进化法则是TRIZ理论的核心，阿奇舒勒认为，技术系统一直处于进化之中，都会随着时间的推移向更高级的方向发展，技术系统进化规律可以用S曲线表示，技术系统进化一般要经历四个阶段：婴儿期、成长期、成熟期和衰退期，每个阶段都有不同的特点。而当一个技术系统的进化完成4个阶段后，必然会一个新的技术系统替代它，如此不断进化。掌握了技术的进化规律，我们就可以对技术系统进行分析和预测，进而指导创新。

阿奇舒勒在研究了已有技术系统的发展轨迹后，提出了8大进化法则，后来的研究者又在8大进化法则的基础上进行了进一步的研究，形成了现代TRIZ的进化法则体系，这张图就展示了进化法则的体系构成。

今天我们就其中一个进化法则来进行案例介绍，减少人工介入法则。减少人工进化法则的基本内容是，随着技术系统的发展，减少系统中由人力执行的功能梳理，由此提高整个系统的自动化、智能化水平。具体的进化路线是“人工作用的系统—用执行机构替代人工—在控制水平上替代人工—在决策水平上替代人工”。

具体的我们来看减少人工介入法则用于手机解锁功能进化路线分析。

出于手机安全的考虑，手机出现了解锁的功能，最早时候是按键解锁、滑动解锁、密码解锁，这是完全人工的系统，后来出现了指纹解锁，这个可以算在执行机构上替代人工，只用把手放上去即可执行解锁，相比上一代的解锁，更加安全，但也有一定的弊端，比如出现过用橘子皮来成功解锁的例子。现在很多手机会用虹膜识别、人脸识别、声纹识别等生物特征的非接触解锁技术。

那么我们可以看到手机解锁的进化基本是经历了这样一个过程：按键解锁→滑动解锁、密码解锁→指纹解锁→虹膜识别、声纹识别和人脸识别等生物特征非接触解锁，按照减少人工介入法则，手机解锁潜在的进化路线就是在决策上替代人工，那么人机交互式解锁就可能是接下来的方向，比如在人脸识别声纹识别上提高技术的情感化决策水平，或者在非接触传感器上进一步探索，识别用户心跳、表情，甚至意识等，识别用户意图，来判断用户是真的想用手机还是无意识的挪了下手机的位置。

新时期，创新的作用已越来越凸显，而TRIZ理论就是一整套来促进创新、加快创新的工具和方法，今天我们只是简单分析了TRIZ理论的基础内容，TRIZ理论博大精深，对创新具有很强的指导意义，希望越来越多的人能够借助工具、方法在创新大潮中找到自己的方向。