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什么是TRIZ ?

本帖最后由 小编D 于 2011-5-24 13:57 编辑

引进创新方法提高创新效率
TRIZ 理论助力中国自主创新

今天的中国,创新恐怕是一个最热门的话题。但提起创新,人们一般想到的是创新的结果,如新产品、新工艺或新的管理方法等,而且,创新往往意味着成本很高、过程漫长以及失败的可能性非常大等。
也就是说,创新效率低一直是无法突破的瓶颈。

创新方法决定创新效率。传统的创新技法是造成创新效率低下的主要原因,“少慢差费”则是创新
效率低下的最主要表现。其实,创新也可以变得“多快好省”,只要我们掌握了新的创新方法。起源于
前苏联发展于欧美并被喻为“神奇点金术”的发明问题理论———TRIZ 理论就是这样一种创新方法学。
它利用创新的规律,使创新走出了盲目的、高成本的试错和灵光一现式的偶然。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。

探寻创新方法提高创新效率

在我国,很多人是读着爱迪生的发明故事长大的。其中,他勇于试验、不畏失败的事例更是给人们
留下了深刻的印象。据记载,他试验电灯用过1600 多种金属材料和6000 多种非金属材料,而采集的材
料更多达14000 多种;试验新型蓄电池用过9000 多种材料,失败50000 多次。

过去,这样的数据往往是用来反映爱迪生的勤奋和执着的。但现在看来,这种古老的试错方法不但效率低下,而且浪费严重。以致有人言:“人类在试错法中损失的时间和精力远比在自然灾害中遭受的损失要惨重得多。”

据统计,现有的创新技法有360 多种。绝大多数方法都面临创新效率低的致命问题。究其原因,这些方法过于依赖人的悟性、灵机一动或个体的心智经验,具有极大的随机性和偶然性,可重复性、可操作性不强,常人不易获得成功。其中最为常用和典型的是方法就是试错法。为解决问题常常要付出上百万次尝试的代价,这样的代价也让科研单位都感到力不从心。当达到这个企业(产业/国家)科研投入的“上限”的时候,尝试就不得不终止!这就造成了创新的“少慢差费”。

传统的创新技法所造成的“少慢差费”

“在上个世纪,在发达资本主义国家中,50% 的研究刚刚开展就因为没有发展前途而迅速终止了;在前苏联,有2/3 的研究根本无法进入生产领域。”

除了试错法以外,另一种曾一度受到广泛推崇的创新方法是头脑风暴法。它建立在意识解放基础上,
但也没有真正改变创新的低效率,因为头脑风暴法仅仅适用于某些非技术问题(如:创立广告新形式,
寻找产品新用途等),对复杂产品问题和现代性的发明难题它往往束手无策。在头脑风暴法的发源地—
——美国,现在已经有不少的专家在公开批评头脑风暴法。

其实,“少慢差费”的低效率的创新现象是可以改变的,如果找对了方法,创新就会变得“多快好
省”。这个方法就是发明创新理论———TRIZ 理论。这个理论已在欧美及亚洲发达国家和地区得到广泛
使用,它解决了传统创新方法效率低下的问题,使创新变得“多快好省”。

基于TRIZ 实现“多快好省”的高效率创新


TRIZ 创新理论现在已经在欧美和亚洲发达的国家和地区的企业得到广泛的应用,大大提高了创新
的效率。据统计,应用TRIZ 理论与方法,可以增加80%—100% 的专利数量并提高专利质量;可以提
高60%—70%的新产品开发效率;可以缩短产品上市时间50% 。

韩国的三星企业是亚洲地区利用TRIZ 创新理论取得成功的最为典型的企业。2003 年,三星电子在
67 个研究开发项目中使用了TRIZ,为三星电子节约了1.5 亿美元,并产生了52 项专利技术。到2005
年,三星电子的美国发明专利授权数量在全球排名第5,领先于日本竞争对手索尼、日立等公司。目前,
三星电子是在中国申请发明专利最多的国外企业。

引进TRIZ 理论循着规律创新

什么是TRIZ 理论?它又如何有着如此大的神奇威力?说起来还真有几分传奇呢!

冷战时期,美国为首的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。

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,它是由前苏联发明家阿奇舒勒(G.S.Altshuller )在1946 年创立的,后来阿奇舒勒也被尊称为TRIZ 之父。1946 年,阿奇舒勒开始了发明问题解决理论的研究工作。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,先
后分析了全球近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。

相对于传统的创新方法,比如试错法、头脑风暴法等,TRIZ 理论具有鲜明的特点和优势。它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,而不是逃避矛盾;它的最终目标是完全解决矛盾,获得最终的理想解,而不是采取折衷或者妥协的做法;它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。

具体而言,TRIZ 理论主要包含以下创新设计问题解决工具:技术系统进化法则,物—场分析法,发明问题标准解法,发明问题解决算法ARIZ,技术矛盾解决矩阵,40 个创新原理,39 个工程技术特性,物理学、化学、几何学等工程学原理知识库等。这些工具为创新理论软件化提供了基础,从而为TRIZ 的实际应用提供了条件。

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。它能够帮助我们系统的分析问题情境,快速发现问题本质或者矛盾,它能够准确确定问题探索方向,不会错过各种可能,而且它能够帮助我们突破思维障碍,打破思维定势,以新的视觉分析问题,进行逻辑性和非逻辑性的系统思维,还能根据技术进化规律预测未来发展趋势,帮助我们开发富有竞争力的新产品。

中航一集团沈阳飞机设计研究所的一项创新就是一个例子。2002 年,所里新进了一位大学生,当时领导让他独立改进设计一个仪表板,使之既不能挡飞行员的视线,又要有足够大的空间安装仪表。他苦思冥想,不知从何着手。正在这时,所里安排他参加了TRIZ 创新方法培训。通过TRIZ 培训课程,


该员工学会了创新的思维方法。通过查询TRIZ 的阿奇舒勒矛盾矩阵和巧妙应用TRIZ 中解决物理矛盾
的时间分离原理和基于条件的分离原理,比较好地解决了既要“体积增大”又要“体积减小”的尖锐矛盾,对仪表板进行了设计改进。

国外成功实践凸显理论威力

自TRIZ 理论诞生以来,国外就一直比较注重TRIZ 理论的研究、教育和实践工作。

前苏联把注重国民创新能力的开发载入到苏联宪法中,并在大学中开设“科学研究原理”、“技术创
造原理”等相关创新课程,以提高学生的创新思维能力。

从20 世纪60 年代末开始,前苏联建立了各种形式的发明创造学校,成立了全国性和地方性的发明
家组织,在这些组织和学校里,可以试验解决发明课题的新技巧,并使它更加有效。现在,在80 座城
市里,大约有100 所这样的学院及学校在工作着。每年都有几千名科学工作者、工程师和大学生们,在
学习TRIZ 理论。

其中,最著名的就是1971 年在阿塞拜疆创办了世界上第一所发明创造大学。该大学的任务是训练学生具备解决各种发明创造性课题的能力,培养具有各种发明创造才能的人才。事实上,前苏联及东欧国家科学家大都采用TRIZ 做发明创造的工作,不仅在大学理工教导,甚至在中、小学阶段也采用TRIZ 的理论设计各科的教材教法。

在创新的实践方面,前苏联在设计部门要求所配备的设计工程师和创新发明工程师的比例为7∶1, 即7 名工程师就需配备1 名创新发明工程师,并规定,凡担任经济、科技领导职务者必须先获得发明教育文凭,从而使前苏联在20 世纪70 年代中期专利申请量和批准量跃居世界第二,在冷战时期保持了对美国的军事力量平衡。

苏联解体后,TRIZ 理论系统地传入西方,在美、欧、日、韩等世界各地得到了广泛的研究与应用。
目前,TRIZ 已成为最有效的创新问题求解方法和计算机辅助创新技术的核心理论。在俄罗斯,TRIZ 理论方法已广泛应用于众多高科技工程(特别是军工)领域中;欧洲以瑞典皇家工科大学(KTH)为中心,集中十几家企业开始了实施利用TRIZ 进行创造性设计的研究计划;日本从1996 年开始不断有杂志介绍TRIZ 的理论方法及应用实例;在以色列也成立了相应的研发机构;在美国也有诸多大学相继进行了TRIZ 技术研究,有关TRIZ 的研究咨询机构相继成立,TRIZ 理论和方法在众多跨国公司迅速得以推广。

如今TRIZ 已在全世界广泛应用,创造出成千上万项重大发明。经过半个多世纪的发展,TRIZ 理论和方法已经发展成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的理论和方法体系,并经过实践的检验,为众多知名企业和研发机构取得了重大的经济效益和社会效益。

这样的例子举不胜举。2001 年,波音公司邀请25 名前苏联TRIZ 专家,对波音450 名工程师进行了两星期培训加讨论,取得了767 空中加油机研发的关键技术突破,最终波音战胜空客公司,赢得了15 亿美元空中加油机订单。

2003 年,“非典”肆虐时,新加坡的研究人员利用TRIZ 的40 条创新原理,提出了防止非典的一系列方法,许多措施为新加坡政府采用,收到了很好的效果。


2004 年,UT 斯达康通讯有限公司利用Pro/Innovator 解决机顶盒天线连接问题和电磁兼容问题,缩短了新产品研发周期,节省大量研发经费。

..

目前TRIZ 被认为是可以帮助人们挖掘和开发自己的创造潜能、最全面系统地论述发明创造和实现技术创新的新理论,被欧美等国的专家认为是“超级发明术”。一些创造学专家甚至认为:阿奇舒勒所创建的TRIZ 理论,是发明了发明与创新的方法,是20 世纪最伟大的发明。

国内牛刀小试初露TRIZ 锋芒

TRIZ 理论引入中国也只是近几年的事,但它已经逐渐得到国内诸多科研结构、公司和专家的重视。

上个世纪80 年代中期,我国的个别科研人员在研究专利时已经了解到了TRIZ 理论;在1997 年前后,我国少数学者在参加国际会议的时候再次接触了TRIZ,并自发予以研究,在某些专业开设了小范围的TRIZ 选修课。自2001 年开始,TRIZ 理论在中国的应用和推广开始步入快行道。

2005 年,中兴通讯公司对来自研发一线的25 名技术骨干进行了为期5 周的TRIZ 理论与方法培训,结果在21 个技术项目取得了突破性进展,6 个项目已申请相关专利。中兴总裁质量顾问、知名质管专家何国伟评价到:“我认为:一次培训25 位学员,有21 个创新方案,其中能实现改进的我估计在60%% —70%%以上,是很成功的。”

TRIZ 理论除了在国内的企业得到成功实践外,在大学和研究所的运用也取得了不斐的成绩。

2005—2006 年,中船重工某几个研究所利用TRIZ,和Pro/Innovator 软件为声学释放器、信号检测、鱼雷设计、高温超导等问题的解决提供了很好的思路。

天津大学机械工程学院在开设创新课程后,经过计算机辅助创新软件和理论培训的3 名工业设计专业的大学生在2004 年举办的全国大学生第三届“创新杯”设计大赛中,运用CBT/NOVA 中提供的TRIZ 理论的创新原理和技术系统进化法则等工具,借助于Pro/Innovator 软件,解决实际设计过程中遇到的难题,设计出“城市乌篷”方案,以其造型新颖、结构富有创新性一举夺得设计大奖并获得了专家的高度评价。通过40 个学时的培训,有20 余名大学生在校期间就申请了专利。

北方工业大学在运用CBT/NOVATM 中提供的TRIZ 理论的创新原理和技术系统进化法则等工具,
借助Pro/Innovator 软件,对创新大赛中关于网球拾球器的概念设计难题提供了诸多解题思路,并获奖。

笛卡儿曾经说过:“人类历史上最有价值的知识是方法的知识。”

从我国改革开放二十年科技发展的经验教训来看,引进先进的创新理论、方法与工具,远比引进资金、设备和人才更为重要。只有遵循创新规律,研究创新方法,才能突破创新效率瓶颈;只有提高创新效率才真正符合中国的国情,让创新变得“多快好省”,确保企业、产业实现“跨越式”发展!而实践证明,以TRIZ 理论为核心,不断发展强大起来的计算机辅助创新技术必将成为工程技术领域的核心技术支撑,为国家和企业提升创新水平、获取竞争优势提供切实的手段和途径,为人类的创新提供强大的
动力。


相关链接

什么是TRIZ ? TRIZ 是发明问题的解决理论,其拼写是由发明问题的解决理论
(TheoryofInventiveProblemSolving )俄语含义的单词首字母组成,在欧美国家也可缩写为TIPS。其研究始于1946 年,原苏联的大学、研究所和企业所组成的数百人的研究组织分析研究了世界近250 万件发明专利,综合多个学科领域的原理、法则形成了TRIZ 理论体系。其主要目的是研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则。并将之归纳总结,形成能指导实际新产品开发的理论方法体系。运用这一理论,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。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,就能能动地进行产品设计并能预测产品的未来发展趋势。发明问题解决理论TRIZ 通过分析人类已有技术创新成果———高水平发明专利,总结出技术系统发展进化的客观规律,并形成指导人们进行发明创新、解决工程问题的系统化的方法学体系。TRIZ 理论主要内容1.创新思维方法与问题分析方法

TRIZ 理论中提供了如何系统分析问题的科学方法,如多屏幕法。而对于复杂问题的分析,它包含了科学的问题分析建模方法———物场分析法,它可以帮助快速确认核心问题,发现根本矛盾所在。2. 技术系统进化法则

针对技术系统进化演变规律,在大量专利分析的基础上TRIZ 理论总结提炼出八个基本进化法则。利用这些进化法则,可以分析确认当前产品的技术状态,并预测未来发展趋势,开发富有竞争力的新产品。3.工程矛盾解决原理

不同的发明创造往往遵循共同的规律。TRIZ 理论将这些共同的规律归纳成40 个发明原理与11 个分离原理,针对具体的矛盾,可以基于这些创新原理寻求具体解决方案。4.发明问题标准解法

针对具体问题物场模型的不同特征,分别对应有标准的模型处理方法,包括模型的修整、转换、物质与场的添加等等。5.发明问题解决算法ARIZ

主要针对问题情境复杂,矛盾及其相关部件不明确的技术系统。它是一个对初始问题进行一系列变形及再定义等非计算性的逻辑过程,实现对问题的逐步深入分析,问题转化,直到问题解决。计算机辅助创新技术计算机辅助创新技术:CAIComputerAidedInnovation),是近年来在欧美迅速发展起来的集发明问题解决理论(TRIZ)、现代设计方法学、本体论(Ontology)、语义处理技术为一体的对创新予以辅助的软件技术。CAI 在产品研发过程中———尤其在概念设计阶段向研发人员提供了先进的创新理论、创新技法以及不同学科领域中有效的创新技法知识的支持,协助研发人员构建出新的设想和方案,优化研发进程,减少研发工作的重复和资源的浪费。发明问题解决理论TRIZ 是CAI 技术的理论基础。
CAI 软件应用的行业和范围非常广,如:航空、航天、船舶、机械制造、汽车工业、国防军工、电子、
通讯等领域。

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