创新实践呼唤创新理论

2.2.2.3技术矛盾矩阵
   
    不同的发明创造往往遵循某一相似规律。在对专利研究中，阿奇舒勒发现，仅有39项工程参数在彼此相对改善和恶化，而这些专利都是在不同的领域上解决这些工程参数的冲突与矛盾。这些矛盾不断地出现，又不断地被解决。由此，他总结出了解决冲突和矛盾的40个创新原理。之后，将这些冲突与冲突解决原理组成一个山39个改善参数与39个恶化参数构成的矩阵，矩阵的横轴表示希望得到改善的参数，纵轴表示某技术特性改善引起恶化的参数，横纵轴各参数交叉处的数字表示用来解决系统矛盾时所使用创新原理的编号。这就是，著名的技术矛盾矩阵(见表1)。由于篇幅所限39个工程参数和40个创新原理不能一一例举。这里，用一个例子来说明矛盾矩阵的应用方法。例如，将卫星送入太空时希望卫星的重量越轻越好，因为这将更加容易运载，同时成本也会降低。但若要减小重量，势必要缩小尺寸，卫星的性能就会受到影响。这样在使卫星更易于运载时，卫星的重量和尺寸之间就产生了矛盾。由于这一矛盾产生在卫星运动时，卫星的重量和尺寸分别对应矛盾知阵中“运动物体的重量”(要改善的)和“运动物体的尺寸”(恶化的)两个技术特性。上述两特性在矛盾知阵的交叉点向我们提供了4个创新原理供参考，分别为第8,15,29和34号创新原理。8号创新原理是，配重;15号原理是，动态性改变;29号原理是气压或液压构造;34号原理是，去除且重新产生零件。矩阵所提供的创新原理既可单独采用，也可组合应用。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。

    2.2.2.4物质-场分析标准解法
   
    阿奇舒勒对TRIZ的贡献之一是，提出了物质-场描述方法与模型。阿奇舒勒认为，每一个技术系统都可由许多功能不同的子系统所组成，因此，每一个系统都有它的子系统，而每个子系统都可以再进一步地细分，直到分子、原子、质子与电子等微观层次。无论大系统、子系统、还是微观层次，都具有功能，所有的功能都可分解为2种物质和1种场(即二元素组成)。在物质-场模型的定义中，物质是指某种物体或过程，可以是整个系统，也可以是系统内的子系统或单个的物体，甚至可以是环境，取决于实际情况。场是指完成某种功能所需的手法或手段，通常是一些能量形式，如:磁场、重力场、电能、热能、化学能、机械能、声能、光能等等。图3是TRIZ的物质-场模型图。

    图中，S1及S2是物质，F为场。物质S1可以是被控粒子、材料、物体或过程，物质S2是控制S1的工具或物体，场F是用于S1与S2之间相互作用的能量，如机械能、液压能、电磁能等等。在物质-场分析法中，理想的功能是场F通过物质S2作用于物质S1并改变物质S1。当技术系统不以专业名词表达，而采用简化的物质-场模型来表示时，就可以通过有关“同类问题的模型”来分析目前系统所存在的问题。阿奇舒勒认为，这些同类问题已被早期的研究发明人员以不同的专利提出了解决方案。随着TRIZ的不断完善和发展，这一方法已被分为5种类别，共76个标准解:
   
    类别一: 物质-场的建立与破坏(13种标准);
   
    类别二: 物质-场的发展(23种标准);
   
    类别三: 从基本系统转换到大系统或子系统，以至于微观层次(6种标准);
   
    类别四: 系统内部的测量与检查(17种标准);
   
    类别五: 简化与改善策略(17种标准)。
   
    运用这76种标准解，就是朝着改善技术系统理想化方向的努力。任何技术系统都可以不断地朝向理想化的境界迈进，也就是说系统可以不断地变得更可靠、更简单、更有效。发明的艺术就在于如何推开迈向理想化途径中的障碍物，从根本上改善技术系统。