TRIZ的理論基礎(chǔ)
TRIZ的理論是建立在技術(shù)進(jìn)化論的系統(tǒng)之上的,阿奇舒勒通過研究給出了技術(shù)系統(tǒng)演變的8個(gè)模式,它們對于產(chǎn)品的創(chuàng)新具有重要的指導(dǎo)作用。
(1)技術(shù)系統(tǒng)演變遵循產(chǎn)生、成長、成熟和衰退的生命周期。
(2)技術(shù)系統(tǒng)演變的趨勢是提升理想狀態(tài)。
(3)矛盾的導(dǎo)致是由于系統(tǒng)中子系統(tǒng)開發(fā)的不均勻性。
(4)首先是部件匹配,然后失配。
(5)技術(shù)系統(tǒng)首先向復(fù)雜化演進(jìn),然后通過集成向簡單化發(fā)展。
(6)從宏觀系統(tǒng)向微觀系統(tǒng)轉(zhuǎn)變,即向小型化和增加使用能量場演進(jìn)。
(7)技術(shù)向增加動(dòng)態(tài)性和可控性發(fā)展。
(8)向增加自動(dòng)化減少人工介入演變。
分析工具
分析工具是TRIZ用來解決矛盾的具體方法或模式,阿奇舒勒通過總結(jié)和演繹得出了許多實(shí)用的分析工具。這些分析工具使TRIZ理論能夠在實(shí)際中廣泛應(yīng)用。
矛盾矩陣
前面已經(jīng)講過,兩個(gè)通用工程參數(shù)導(dǎo)致了系統(tǒng)的技術(shù)矛盾,那么將這兩個(gè)參數(shù)相結(jié)合就能夠找出解決矛盾的辦法,于是TRIZ用了數(shù)學(xué)上比較常見的矩陣的方式來簡單地表述出找到解決辦法的途徑。在阿奇舒勒的矛盾矩陣中,將39個(gè)通用工程參數(shù)橫向、縱向順次排列,橫向代表惡化的參數(shù),縱向代表改善的參數(shù),在工程參數(shù)縱橫交叉的方格內(nèi)的數(shù)字代表建議使用的40個(gè)發(fā)明原理的序號。矩陣共組成了1 521個(gè)方格,其中有 1 263個(gè)方格內(nèi)有數(shù)字。在沒有數(shù)字的方格中,“+”方格處于相同參數(shù)的交叉點(diǎn),系統(tǒng)矛盾由一個(gè)因素導(dǎo)致,這是物理矛盾,不在技術(shù)矛盾應(yīng)用范圍之內(nèi)。“-”方格表示沒有找到合適的發(fā)明原理來解決問題,當(dāng)然只是表示研究的局限,并不代表不能夠應(yīng)用發(fā)明原理(矩陣圖見附錄)。
應(yīng)用矛盾矩陣的步驟
應(yīng)用矛盾矩陣解決工程矛盾時(shí),建議使用以下16個(gè)步驟來進(jìn)行。當(dāng)然這也只是建議,具體應(yīng)用時(shí)可以增加或者跳躍。
(1)確定技術(shù)系統(tǒng)的名稱。
(2)確定技術(shù)系統(tǒng)的主要功能。
(3)對技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分解。劃分系統(tǒng)的級別,列出超系統(tǒng)、系統(tǒng)、子系統(tǒng)各基本的零部件,各種輔助功能。
(4)對技術(shù)系統(tǒng)、關(guān)鍵子系統(tǒng)、零部件之間的相互依賴關(guān)系和作用進(jìn)行描述。
(5)定位問題所在的系統(tǒng)和子系統(tǒng),對問題進(jìn)行準(zhǔn)確的描述。避免對整個(gè)產(chǎn)品或系統(tǒng)籠統(tǒng)的描述,以具體到零部件為佳,建議使用“主語+謂語+賓語”的工程描述方式,定語修飾詞盡可能少。
(6)確定技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)改善的特性。
(7)確定并篩選待設(shè)計(jì)系統(tǒng)被惡化的特性。
因?yàn)?,提升欲改善的特性的同時(shí),必然會帶來其他一個(gè)或者多個(gè)特性的惡化,對應(yīng)篩選并確定這些惡化的特性。因?yàn)閻夯瘏?shù)屬于尚未發(fā)生的,所以確定起來需要“大膽設(shè)想,小心求證”。
(8)將以上2步所確定的參數(shù),對應(yīng)附表所列的39個(gè)通用工程參數(shù)進(jìn)行重新描述。工程參數(shù)的定義描述是一項(xiàng)難度頗大的工作,不僅需要對39個(gè)工程參數(shù)的充分理解,更需要豐富的專業(yè)技術(shù)知識。
(9)對工程參數(shù)的矛盾進(jìn)行描述。欲改善的工程參數(shù)與隨之被惡化的工程參數(shù)之間存在的就是矛盾。
(10)對矛盾進(jìn)行反向描述。假如降低一個(gè)被惡化的參數(shù)的程度,欲改善的參數(shù)將被削弱,或另一個(gè)惡化的參數(shù)被改善。
(11)查找阿奇舒勒矛盾矩陣表,得到所推薦的發(fā)明原理的序號。
(12)按照序號查找發(fā)明原理匯總表,得到發(fā)明原理名稱。
(13)按照發(fā)明原理的名稱,查找發(fā)明原理的序號。
(14)將所推薦的發(fā)明原理逐個(gè)應(yīng)用到具體問題上,探討每個(gè)原理在具體問題上如何應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)。
(15)如果所查找到的發(fā)明原理都不適用于具體的問題,需要重新定義工程參數(shù)和矛盾,再次應(yīng)用和查找矛盾矩陣。
(16)篩選出最理想的解決方案,進(jìn)入產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)階段。
物-場分析
解決技術(shù)矛盾需要通過矛盾矩陣來找到相符合的發(fā)明原理,再根據(jù)原理進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造。然而能迅速地確定技術(shù)矛盾類型,才能在矩陣中找到相對應(yīng)的發(fā)明原理,這需要工作人員的經(jīng)驗(yàn)和判斷力,但是在許多未知領(lǐng)域卻無法確定技術(shù)矛盾的類型,所以我們需要另一種工具引領(lǐng)我們找到技術(shù)矛盾的類型,于是TRIZ理論又引入了物-場模型。物-場模型是TRIZ理論中重要的問題描述和分析工具,用以建立與已經(jīng)存在的系統(tǒng)或新技術(shù)系統(tǒng)問題相聯(lián)系的功能模型。在解決問題的過程中,可以根據(jù)物-場模型分析,來查找相對應(yīng)的問題的標(biāo)準(zhǔn)解法和一般解法。