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创新实践呼唤创新理论

--发明问题解决理论(TRIZ)综述

发表时间:2007-7-29 薛晓滨 来源:万方数据
技术创新实践是一项实实在在的科学活动,既需要政策和制度保证,又需要正确运用科学理论作指导。采用科学的方法,才能达到“事半功倍”的效果。本文研究的目的是,借鉴发达国家在技术创新过程中采用的新理论和方法,实现指导工程领域的技术创新活动。
2.2.2.5问题解决算法 ARIZ (Algorithm for lnventive Problem Solving)。
   
    TRIZ认为,一个创新问题解决的困难程度取决于对该问题的描述和问题的标准化程度,描述得越清楚,问题的标准化程度越高,问题就越容易解决。在AR1Z算法中,创新问题求解的过程是对问题不断地描述、不断地标准化的过程。在这一过程中,初始问题最根本的矛盾被清晰地显现出来。如果方案库里己有的数据能够用于该问题,则有标准解;如果己有的数据不能解决该问题,则无标准解,有待科学技术的进一步发展。ARIZ就是处理该过程的算法。该算法主要包含6个模块:
   
    (1)情境分析,构建问题模型;
   
    (2)基于物场分析法的问题模型分析;
   
    (3)定义最终理想解与物理矛盾;
   
    (4)物理矛盾解决;
   
    (5)如果矛盾不能解决,调整或者重新构建初始问题模型;
   
    (6)解决方案分析与评价。
   
    ARIZ算法流程如图4所示。应用ARIZ取得成功的关键是,在理解问题的木质前,要不断地对问题进行细化,直至确定了问题所包含的物理矛盾。

    从上而描述的TRIZ体系的5个方而来看,其核心思想主要体现3点:第一,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着客观的规律发展演变的,即具有客观的进化规律和模式。第二,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。第三,技术系统发展的理想状态是用最少的资源实现最大数目的功能。

3 国外应用TRIZ进行技术创新简介
   
    欧洲以瑞典皇家工科大学(KTH)为中心,集中十几家企业开始实施利用TRIZ进行创造性设计的研究计划;日木从1996年开始不断有杂志介绍TRIZ的理论方法及应用实例;在美国,有关TRIZ的研究咨询机构相继成立,TRIZ和方法在多个跨国公司迅速得以推广并为之带来巨大收益。如福特汽车公司遇到了推力轴承在大负荷时出现偏移的问题。通过运用TRIZ,产生了28个新概念(问题的解决方案),其中一个非常吸引人的概念是:利用小热膨胀系数的材料制造轴承,从而很好地解决了推力轴承在大负荷时出现偏移的问题。波音公司邀请25名TRIZ前苏联专家,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,从而战胜空中客车公司,赢得15亿美元空中加油机订单。2003年,“非典型肺炎”肆虐中国及全球的许多国家,新加坡的TRIZ研究人员就利用40条发明创新原理,提出了防止“非典型肺炎”的一系列方法,其中许多措施被新加坡政府采用,收到了非常好的效果。
   
    一个有典型代表意义运用TRIZ给企业带来实际效益的例子是韩国二星电子。1997年,二星电子引入TRIZ ,在研发部门实施技术创新理论培训;1998年至2002年,二星电子共获得了美国工业设计协会颁发的17项工业设计奖,连续5年成为获奖最多的公司。2003年,二星电子在67个司十究开发项目中使用了TRIZ,为二星电子节约了1. 5亿美元,并产生了52项专利技术。2004年以1604项发明专利超过lntel名列第六,领先于日本竞争对手日立、索尼、东芝和富士通。三星电子CEO尹钟龙表示,要在2005年和2006年分别注册2000多件专利技术(以申请美国专利为准)进入世界前5大专利企业排行榜,并于2007年进入前3位。三星电子从技术引进到技术创新的成功之路给渴望在经济全球化竞争中占有一席之地的中国企业提供了很多有益的和可借鉴的启示。

4 TRIZ与信息技术结合的产物——计算机辅助创新技术CAI (Computer Aided Innovation)
   
    TRIZ仍在不断地发展中,随着信急技术的不断发展,一门以发明创造问题解决理论(TRIZ)为基础,结合现代设计方法学、语义处理技术、专利分析技术、多领域科学知识以及计算机软件技术等综合而成的新兴技术——计算机辅助创新技术CAl (Computer Aided lnnovatiou)已经出现,并迅速在国内外开始推广应用。
   
    TRIZ揭示了创新实践的规律,总结了求解创新问题的分析方法和解决方法,是指导人们进行创新实践的理论基础和方法论。但是,如何运用好TRIZ,仍然需要大量的已有知识的支持:包括技术知识,科学原理,专利知识、各种社会知识、经验知识、成功案例、失败案例等等。尤其是专利知识已经成为实现创新最主要的知识来源之一。据统计,每年世界上发明创造的90%~95%都是以专利的形式出现;而充分利用专利知识进行技术创新,能节省我们60%的研发时间和40%的研发资金投入。作为前人创新成果的结晶,专利知识技术含量高,可靠性强。但是,专利涉及的领域和数量层出不穷,如何在有限的时间内征服如此巨大的信急量?如何在浩瀚的知识海洋中寻找有用的知识?全靠人力为之,真可谓大海捞针,而且面对越来越加快的知识更新速度,人脑已经无法有效地担当海量知识的记忆载体和处理中枢;其次,个体的知识已无法支持复杂的产品和工程研发创新。因此,必须把个体的知识转换成公有的、有组织的、可共享的知识。CAI它能帮助人们学习和应用TRIZ,综合、积累相关知识,分析、求解创新问题,快速地帮助人们运用TRIZ得出问题的领域解,并提出问题的建议方案。关于CAI技术,将另文作详细阐述。

5 结束语
   
    综上所述,相对于传统的创新方法,TRIZ具有鲜明的特点和优势。它将发明创造问题归纳为5个层次,39项技术特性、40个创新原理;由创新思维方法与问题分析方法、技术系统进化法则、技术矛盾矩阵、物质-场分析标准解法和问题解决算法(ARIZ) 5个分析和解决问题的方法论构成的一整套系统化的、实用的解决发明问题的理论方法体系。它成功地揭示了创造发明的内在规律和原理,并基于技术发展的进化规律来研究整个技术发展过程。可快速确认和解决系统中存在的矛盾,大大加快发明创造进程,提升创新的能力。具体来说运用TRIZ可以给我们以下启示:
    (1)创新将像从事日常技术工作一样成为可能;
   
    (2)创新不再是专家的“灵光一现”,创新可以持续不断地进行下去;
   
    (3)对问题进行系统分析,高效发现问题本质,使准确定义问题和矛盾成为可能;
   
    (4)能对创新性问题或者矛盾解决提供更合理的方案和更好的创意;
   
    (5)能打破思维定势,激发创新思维,从更广的视角看待问题;
   
    (6)基于技术系统进化规律,准确确定探索方向,预测未来发展趋势,开发新产品;
   
    (7)打破知识领域界限,实现技术突破。

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