开启创新之门的钥匙

TRIZ

作者简介

颜惠庚，教授、工学博士，原常州工程职业技术学院院长，现任常州市科协常委、常州市技术创新方法研究会会长。国际TRIZ学会五级大师、法思诺TRIZ高级顾问师、六西格玛黑带。

“创新”是当前各类媒体中出现频率最高的词之一，这是因为在现代社会中它已经与任何一个经济体的生存、发展密不可分。大到一个国家，小到一个企业，如果没有自主创新能力，其经济发展速度以及在全球产业链中的地位必然处处受制于人。

创新包括：组织与制度创新、产品与服务创新、技术创新、知识创新、管理创新、营销创新、文化创新等等。这里所要介绍的萃智理论（TRIZ）只涉及技术创新的范畴。

PART01

什么是萃智

图1GenrichS.Altshuller（－）

“萃智”是“TRIZ”这个专有名词的中文谐音。它的创始人是前苏联伟大的发明家、教育家根里奇·阿奇舒勒（GenrichS.Altshuller）。

阿奇舒勒创造了一种前所未有的专门用于技术创新的发明理论——TRIZ，它是一种不依赖个人灵感且适用于技术创新领域的发明创造的方法论，它使得创新变得有章可循，不再依赖灵感，一旦我们掌握其中规律，普通人都可以进行发明创造。

其俄文名称是：теориирешенияизобрет-ательскихзадач，拉丁文发音为：TeoriyaResheniyaIzobreatatelskikhZadatch，把这几个发音的第一个字母连起来，就是TRIZ。译成英文是：TheoryofInventiveProblemSolving，译成中文是：发明问题解决理论，又称“萃智”。

PART02

萃智的起源

一直以来，人们总是认为发明创造具有极大的偶然性，它的成功全靠灵感，没有任何规律可循。由于灵感没有办法复制，所以只有像牛顿、爱迪生、莱特兄弟那样学富五车、天赋异禀的天才或具有冒险精神的人才能从事发明创造，普通人难以进行发明创造。因此，创新被蒙上了一层只能意会、无法言传的神秘色彩。

年，一位年轻的前苏联海军专利审查员阿奇舒勒，在研究了各个国家的大量专利后开始注意到，在这些独立的专利背后似乎存在着一些解决问题的通用模式，进而认为：“一旦我们对大量好的专利进行分析，提取它们的问题解决模式，人们就能够学习这些模式从而获得创造性解决问题的能力”。自此，他开始对专利中所隐含的发明原理及方法进行研究。

年，阿奇舒勒在前苏联巴库（Baku）开设了一所TRIZ学校并招收了几十名学生传授和研究TRIZ。在TRIZ研究的全盛时期，曾超过名的研究人员在阿奇舒勒的带领下，对世界各国的余万份专利进行了革命性的搜集、研究、整理、归纳、抽取和提炼，为TRIZ理论体系的形成奠定了扎实的基础。

经过近40年的不断研究和完善，到上世纪90年代中叶，TRIZ已经发展成为一种理论体系完备、创新工具众多、科学基础扎实、全新的技术创新理论体系。TRIZ理论在前苏联创建后，逐渐显示出其强大的生命力，由于当时处在冷战时期，TRIZ理论被“深埋于”苏联，不为西方国家所知，直至苏联解体，大批的TRIZ专家移居到欧美等国家，TRIZ理论才公之于众。

TRIZ的发展经历了7个重要的阶段：

（1）-年（诞生期），这一阶段开始研究隐藏在发明背后的规律，直至第一篇TRIZ论文发表。

（2）-年（发展期），这一阶段解决发明问题规则系统的新版本发布，标志着TRIZ理论体系的建立与完善，并从苏联国内专家级研究应用走向教育普及。

（3）-年（成熟期），这一阶段苏联成立了TRIZ协会，开发出第一个TRIZ软件，并开始研究TRIZ理论与其他理论方法的结合。

（4）年，随着苏联的解体，TRIZ理论开始走向世界。

（5）年，TRIZ理论正式进入美国；年，美国阿奇舒勒TRIZ研究院成立；0年，欧洲TRIZ协会成立。伴随着TRIZ理论在欧美和亚洲大规模研究和应用的兴起，TRIZ理论的发展进入新的阶段。

（6）-4年，欧、美、日、韩的TRIZ理论从专家级研究应用发展到大规模行业应用，并走向教育普及，广泛吸收产品研发与创新的最新成果，试图建立基于TRIZ理论的技术创新理论体系。

（7）4年，TRIZ国际认证正式进入中国，教育研究与行业应用的探索开始起步。

本世纪初，我国少数大学和企业的一些专家学者开始注意到TRIZ理论，并开展了相关的研究和应用工作，逐步发表了一些论文以及介绍TRIZ理论的专著。这方面工作走在前列的大学有河北工业大学、清华大学、复旦大学、上海交通大学等，企业有亿维讯科技有限公司、中兴通讯公司、UT斯达康通讯有限公司、华为技术有限公司等，以及制造业领域的大型国企，如宝钢、中国船舶、中国兵器、中国航天等。

7年5月起，科技部根据温家宝总理关于“自主创新，方法先行”的指示，相继组织开展了一系列创新方法普及推广的工作。7年8-11月，科技部陆续批准黑龙江省、四川省和江苏省作为技术创新方法试点省，正式将以TRIZ理论为核心的技术创新方法的推广应用工作纳入到科技部落实国家自主创新战略的计划部署之中。8年4月，国家发改委、科技部、教育部、中国科协四部门联合下发《关于加强创新方法工作的若干意见》，由此开始，我国的TRIZ理论宣传推广和应用研究进入加速期。

PART03

技术创新的三大障碍

任何一个问题，如果没有得到解决，那就必然存在障碍。事实上，每个企业在生产过程中都会存在各种各样的问题，目前困扰企业发展的最大瓶颈就是技术创新和研发突破。许多企业并不缺乏高学历、高职称的人才，也在研发方面投入了大量的资金，但同样会在激烈的市场竞争中落败，那么真正的障碍到底在哪里呢？

阿奇舒勒认为，技术创新主要存在三大障碍：思维惯性、人的知识领域的限制、创新方法和理论的局限，其中思维惯性是最大的障碍。

（1）思维惯性

思维惯性又叫心理惯性。人们因为局限于既有的知识、信息和对客观现象的认识与工作经历，形成了一种固定的思维模式，这就是思维惯性。思维惯性存在于每一个人的大脑中，而且呈现出年龄越大、专业知识越多、工作经验越丰富的人思维惯性越顽固的特点，使我们难以跳出由自己的经验和专业知识领域所形成的框框，从而难以产生出创新的灵感和成果。

TRIZ有很多创新思维的方法和工具，例如：金鱼法、九屏幕法、小人法、STC算子等，可以引导人们跳出常规思维惯性，有效地帮助研发人员克服思维惯性的障碍，产生各种解决当前问题的创新点子。

（2）人的知识领域的限制

任何一个人所能掌握的知识总是有限的，但TRIZ是从全世界大量先进专利中经过归纳、总结出来的关于解决创新问题的规律，所得出的各种创新工具是各个行业中借鉴、吸收、套用既有的成功经验，TRIZ是人类利用各种知识解决工程技术问题的结晶。

图2知识的分布

这是因为阿奇舒勒发现，从数百万份专利中能够提取得到的发明原理仅仅只有40个。同时还发现，这些专利大多数是采用个常见的科学原理或者科学现象来实现30个功能。这就意味着绝大多数的发明都是在重复别人已经获得成功的研究和劳动。

（3）创新方法和理论的局限

工欲善其事，必先利其器。目前，人们最常用的解决问题的方法是试错法。这就好比我们拿着一串钥匙去开一扇门的锁，但不知用哪把钥匙开，所以就会一把一把地去试，直到打开为止。显然，在创新实践中，每一次的试错失败都需要付出代价，试错数量的增加意味着研发成本的上升和时间的浪费，而且能否成功完全靠运气。有学者做过不完全的统计，目前叫得出名称的创新方法和理论不下多种。

表1常见的传统创新方法

这些传统创新方法在人类发明创造过程中曾发挥过巨大的作用，因此一直传承至今。但相对TRIZ而言，这些方法都偏重于抽象思维，缺乏系统性和综合性，而且结果发散，无法针对具体问题导出解决方案。

而TRIZ是以人类现有的大量的专利和有史以来所积累的知识为基础，可以有效地摆脱思维惯性，大大减少试错的次数，提高创新的效率，能够针对具体的技术瓶颈快速找到解决的方案。

PART04

萃智的九大经典理论

如前所述，TRIZ归根到底是一种方法论，它无法也不可能取代专业知识的作用。TRIZ的作用可以类比为我国历史上的《孙子兵法》。兵法是根据战场实际情况从战略层面考虑采用什么方法（计谋或思路）来设计整体的战略部署，但还需要从战术（技术）层面上采取具体的措施（资源和技术条件的支撑）以保证战略意图得以实现。

TRIZ九大经典理论包括以下内容：

（1）技术系统进化法则

在长期的研究过程中，如何预测未来技术的发展以及如何快速开发新一代产品，已经成为市场竞争强有力的武器。理论界提出了多种技术预测方法，而TRIZ的技术进化理论恰恰是众多产品技术预测理论中最具优势和生命力的方法。

在TRIZ理论中，阿奇舒勒提出了关于产品生命周期的“S-曲线进化法则”，此外还有关于技术系统发展演化的“八大进化法则”（即“八种进化途径”），其中包括：完备性法则、能量传递法则、协调性法则、提高理想度法则、子系统不均衡进化法则、动态性进化法则、向微观级进化法则、向超系统进化法则。根据这些法则，企业可以对当前的技术发展进行预测，避免盲目的投资和研发。

（2）最终理想解(IFR)

最终理想解，既是创新思维方法，又是解题工具。它与传统思维方式的不同之处是“倒着思考”，即先确定最终目标，然后找到达到最终目标的障碍和困难，分析和发现造成这些障碍的根本原因，再利用各种TRIZ工具来消除和解决这些根本原因或为消除这些根本原因创造条件。显然这种方法是收敛的，按照IFR，人们的每一步努力，都在向着最理想的方向趋近。这种向着最理想状态趋近的思考方法，可以有效地克服思维惯性。用现在比较时髦的话来说，IFR的每一步，都是“不忘初心，牢记使命”，这个初心和使命就是：技术系统发展必须向着最理想的方向发展，即IFR。

最终理想解的确定步骤共有7个，其思考和解决问题的步骤，无论是对于技术类问题还是管理类问题，都可以借鉴。

（3）40个发明原理

阿奇舒勒把两个不同的工程参数之间的矛盾定义为技术矛盾，这种矛盾体现为一个工程参数的改善会导致另一个工程参数的恶化。阿奇舒勒从几百万份专利中，提取出具有代表性的几万份专利进行分析研究，最终发现：虽然这些专利涉及的领域很宽，但是解决问题所用到的原理有限，大部分专利都是用40个发明原理解决了39个工程参数之间的矛盾。只要相互矛盾的工程参数相同，用来解决这对技术矛盾的发明原理也就相同。这就告诉我们，不同工程领域的专利，实际上是在反复采用这些发明原理来解决相应的工程参数之间的矛盾。

表个发明原理

表个通用工程参数

（4）39个工程参数和阿奇舒勒矛盾矩阵

由于技术领域参数千变万化，不同领域和不同的技术就有不同的技术参数。为了便于工程人员的应用，阿奇舒勒就把成千上万个不同技术领域的技术参数抽象为39个通用工程参数，然后把这39个参数按序进行编号，把行号所代表的工程参数作为需要改善的参数，把列号代表的工程参数作为恶化的参数，把某行和某列的交叉点填入解决这对矛盾所经常采用的发明原理，形成一个39x39表格，这就是著名的阿奇舒勒矛盾矩阵。

表4阿奇舒勒矛盾矩阵

在实际应用中，当我们想要解决某个具体问题时，只要分析出相互矛盾的两个不同的工程参数，找到需要改善性能的参数代号和导致性能恶化的参数代号，查找矛盾矩阵，就可以在这个表中找到几个常用的发明原理，根据这些发明原理进行思考，产生创新的思路。这样，解决发明问题就变得与我们查数学用表一样简单。

由此可见，采用TRIZ，发明不再需要灵感，只要掌握合适的工具和方法，普通人也可以创新。而且，所需思考的创新原理也是有限的，有效地克服了思维惯性，防止了漫无边际地试错。

（5）物理矛盾和四大分离原理

阿奇舒勒把技术系统中，同一个工程参数有时候相互矛盾的需求定义为物理矛盾。比如牛奶挤出后，需要对其进行消毒处理，常规的方法就是提高温度，温度越高，灭菌效果越好。但是，从营养的角度看，温度高了会破坏鲜奶中的营养，对于处理温度的需求就相互矛盾。再如，我们假日外出钓鱼，在垂钓时，希望鱼竿长一点，但是在不垂钓时，又希望鱼竿短一些，对于鱼竿长度的需求就相互矛盾。这种温度要高又不能高，鱼竿的长度既要长又要短的矛盾，就是物理矛盾。

物理矛盾的解决方法是“四大分离原理”，即空间分离、时间分离、条件分离和系统分离。物理矛盾是比较尖锐的基本性的矛盾，也可以转化为技术矛盾，通过查找矛盾矩阵表找到相应的发明原理加以解决。

（6）物-场模型分析

前面所提的用矛盾矩阵解决问题时有一个缺点，就是当一个技术系统的参数属性不太明显，而结构属性较为明显时，矛盾矩阵就无法有效地发挥出作用。因为有些情况下，矛盾是不可见的，但问题依然存在，并且可以得到解决。这时，系统的结构属性比较明显，可以用物-场分析方法来解决这类问题。

每一个系统的出现都是为了实现某个确定的功能，产品是功能实现。阿奇舒勒通过对功能的研究，发现并总结出了“三条定律”。为了方便表示，功能用一个三角形来进行模型化，交互作用的对象被称为“物质”，用S1和S2表示；交互作用的能量被称为“场”，用F表示。

图3物质-场的基本模型

物场模型可以用来描述系统中出现的结构化问题。这些问题主要概括为“四种模型”：有效完整模型、不完整模型、效应不足的完整模型、有害效应的完整模型。

（7）发明问题的标准解法

根据研究，阿奇舒勒提出了物场模型的一般解法和76个标准解法。

在TRIZ的物场模型中，重点

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