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基于知识的创新——《知识工程》之理论基础

2010/8/29    来源:e-works    专家:赵敏      
关键字:知识工程  知识进行创新  TRIZ  CAI  
“知识工程”这一系列是e-works专家赵敏先生于07年所发表的文章,一共包含“知识工程”的前世与今生、理论基础、企业知识管理以及知识创新与企业信息化的关系。

    知识是创新的源泉。基于知识进行创新,需要大量的已有知识和经验的支持。这些知识和经验包括科学原理、技术知识、社会知识、实践经验、成功甚至失败案例等等。面对当今海量的知识,如何才能快速获取创新最需要、最有价值的知识?作为前人创新成果的结晶——专利知识,技术含量高,可靠性强,绝大多数来源于创新实践,体现了创新的规律。基于专利知识进行创新,可以使创新从一开始就处于一个较高的起步阶段,从而可以大大提高创新设计的效率和创新方案的质量。

发现+规律+实践=知识

    发现者的故事总是吸引人们的目光——麦哲伦首次环球航行,证明了沿着一个方向一直走下去就会回到起点,可是地球本来就是圆的;一只偶然落下的苹果,让牛顿成为了不朽,但是此前万有引力定律早就存在;门捷列夫发明了元素周期表,但是化学元素的有序结构在亿万年前就是一个既定事实。发现者之所以受人尊重,源于他们对客观规律的坚定信仰和执着实践。

    由此不难看出,“发现”、“规律”、“实践”是人类历史发展的最关键的几个主题词。发现,让人类认识了规律;实践,让人类证实了规律。“发现”、“规律”、“实践”导致了新生事物的产生;对“发现”、“规律”、“实践”和新生事物归纳总结的结果是产生了大量的知识。

    基于知识的创新,与另一个发现者的名字联系在了一起,他就是前苏联的G.. S. Altshuller——一个伟大的科学家和发明家。与他的名字紧密联系在一起的,是一个著名的技术词汇——TRIZ——一个对客观存在的创新规律进行描述和总结,并经过无数次实践检验的理论。

基于知识创新的理论——TRIZ

    1946年,当时在前苏联里海海军专利局工作的发明家Genrich S. Altshuller,在研究和整理世界各国著名的发明专利过程中,他发现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。当人们进行发明创新、解决技术难题时,是有特定的科学方法和规律的。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。

    在Altshuller看来,解决发明问题过程中所寻求的科学原理和法则是客观存在的,大量发明面临的基本问题和矛盾(技术矛盾和物理矛盾)也是相同的,同样的技术创新原理和相应的解决问题方案,会在后来的一次次发明中被反复应用,只是被使用的技术领域不同而已。

    因此,将那些已有的知识进行提炼和重组,形成一套系统化的理论,就可以用来指导后来的发明创造、创新和开发。正是基于这一思想,在Altshuller的带领下,与前苏联的专家们一起,经过50多年对数以百万计的专利文献加以搜集、研究、整理、归纳、提炼,建立起一整套体系化的、实用的解决发明问题的理论方法体系——TRIZ(发明问题解决理论)——一个来源于知识提炼和重组的理论。

    TRIZ的理论前提和基本认识是:

    ·产品或技术系统的进化有规律可循;
    ·生产实践中遇到的工程矛盾往复出现;
    ·彻底解决工程矛盾的创新原理容易掌握;
    ·其它领域的科学原理可解决本领域技术问题。

    TRIZ的核心是消除矛盾及技术系统进化原理,并建立了基于知识消除矛盾的逻辑方法,用通用解的方法解决特殊问题或矛盾。图1列出了TRIZ的理论体系。

图2 TRIZ的理论体系
图1 TRIZ的理论体系


    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,其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,而且它是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。

    基于TRIZ理论,可以有效地解决产品开发过程中的多种技术问题。比如:如果技术人员遇到了产品的某个工程参数既要大,又要小(同理:既要厚,又要薄;既要重,又要轻;既要转,又要不转;既要强度高,又要强度低等)这种“A”和“非A”的问题,传统上解决起来是十分头痛的。在TRIZ理论的矛盾矩阵中,表示为可以采用分离原理来妥善解决问题,其它的原理和方法并不奏效。如此,在TRIZ的指导下,人们已经知道了沿着分离原理的思路去考虑问题肯定是正确的。具体还有四种分离原理(时间分离、空间分离、条件分离、整体和部分分离)可以为技术人员选用。当然,具体采用哪些技术手段(如机、电、光、液、气等)和哪个分离原理去实现分离,是工程师自己选择的问题。

    又比如,如何预测下一代产品的技术发展趋势的问题,是一个带有战略决策意味的问题,用试错法根本无法解决。而TRIZ理论中,对技术系统的进化法则有着明确的分析和示意,让决策者清晰地了解到在什么阶段该采用什么样的技术来发展自己的产品,有效地取得产品的竞争优势。

    由以上两例不难看出,TRIZ理论对研发或解决问题的思路有明确的指导性。这种指导性避免了耗费大量人力、物力、财力的盲目试错,让解决产品问题变得有律可循、有术可依,给技术创新留下了巨大的、易操作的空间。让创新不再是一个概念或一句口号。简而言之,TRIZ给出了关于“方法”的知识。

    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地分析问题,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,以新的视角分析问题;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。经过50多年的发展,这一方法学体系在实践中不断丰富完善,取得了良好的应用成果和巨大的社会经济效益。

责任编辑:殷爽
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