这是许多年前翻译的资料,最近看到吴雁南老师在群里分享了阿奇舒勒的几本经典作品。我今天给大家分享TRIZ简介的资料。
作者:G. S. 阿奇舒勒(笔名:Г. 阿尔托夫)
出版地:巴库,1988年4月
翻译:刘彦辰
目录
一、发明的科学
1. 试错法——一种极其低效的创造技术
2. 激活方案枚举的方法——一条死胡同
3. 什么是TRIZ?
二、TRIZ成功运作
1. 有效性
2. 思考信息(I)
3. TRIZ与功能成本分析(FSA)
三、创造性思维的文化
1. TRIZ与创造性人格发展理论(TRTL)
2. TRIZ是辩证法的实用工具
四、TRIZ的认可
1. 科学家眼中的TRIZ
2. TRIZ的国际认可
3. 思考信息(II)
4. 思考信息(III)
五、TRIZ教学体系
1. 如何教授TRIZ?
2. 哪里可以获得咨询?
3. 参考文献
4. TRIZ资料库
六、结语:应该教所有人吗?当然!
一、发明的科学
1.试错法——一种极其低效的创造技术
发明是人类最古老的活动之一。从最早劳动工具的出现开始,人类历史便已开启。尽管数千年来一切都在变化,但唯独创造新发明的产生方式始终未变——那就是 “试错法”:“如果这样做呢?不行?那试试那样……”这种创造技术在现代科技革命条件下极端低效。
在苏联,每年约有15万项研发项目启动。其中大约三分之二在实验或新产品测试阶段就被终止。巨额资金被白白浪费。在最终进入实施阶段的5万项中,仅有约一千项实现了较广泛的推广应用(《社会主义工业报》,1982年6月26日)。因此,在15万项研究中,真正成功的仅占1,000项,即不足7%!
设想一个机场,每天起飞150架飞机,但只有1架能成功升空,其余全部在跑道上或起飞时坠毁。或者想象一家建筑公司,每建150栋楼,就有100栋在施工中倒塌,49栋只有一部分房间可用,仅1栋可以完全入住。这就是试错法的效率——它是最浪费资源的技术。在现代工业社会中使用这种方法,不可避免地会导致社会资源的浪费、发展速度的下降以及经济和生产陷入僵局。
1987年6月25日,M.S.戈尔巴乔夫在苏共中央全会上发表报告时说:“不能用试错法前进,这对社会代价高昂。政治领导的艺术在于善于发现并有效解决矛盾……”
当然,他谈论的是政治,但政治建立在经济之上,而经济则依赖于创造性问题的解决。
人们早已习惯试错法,“创造”和“方案枚举”几乎成了同义词。坚持不懈地尝试各种方案被视为一种美德。以下是关于发明家的一段典型报道:
“他们几乎是摸索着解决问题,尝试了无数理论,每条路的尽头都写着:‘需实际验证’。进行了上千次实验,只为确认走错了方向。试验了数十种仪器结构,焊接了数百米导线,消耗了无法统计数量的胶片。”
(E.马尔戈林,《苹果如何落下》,列斯马出版社,里加,1976年,第8页)
未能及时解决发明问题,不仅意味着利润损失,还可能导致人员伤亡。因试错法不完善而导致的时间、精力与生命损失,远超瘟疫、地震和洪水造成的破坏。
2. 激活方案枚举的方法——一条死胡同
有时人们试图改进或强化试错法。例如日本的做法:所有员工在任何时候都必须不断思考各种解决方案——走路时、吃饭时、在家时,甚至在厕所里!中田藤三郎就曾训练自己在厕所里构思方案(以免浪费时间),两年后他发明了圆珠笔,成为民族英雄……
试错法的主要缺点是:
(1)新想法生成缓慢;
(2)缺乏对心理惯性(即提出平凡、普通、缺乏原创性的想法)的防护机制。
自上世纪二十年代起,各国陆续出现了激活方案枚举的方法。其中最流行的是头脑风暴法。该方法分为两个阶段:
第一阶段(发散思维)禁止任何批评,鼓励提出“疯狂的”、“明显不可行的”甚至“幻想式的”建议(以尽量消除心理惯性);
第二阶段由专家批判性评估结果,筛选出合理想法。
另一种方法是形态分析法。其核心是构建表格,涵盖所有可能的组合。例如,设计新包装时,若一侧列出20种材料(金属、木材、纸板等),另一侧列出20种形状(刚性整体、柔性整体、条状、网状等),即可得到400种组合,每种代表一个方案。可继续添加其他维度,无限扩展方案数量。然后在这些大量(多数为空白)的方案中寻找少数合理构想。
还有其他方法,如综摄法、焦点对象法、检核表法等。这些方法都具有共同的、原则上无法克服的缺点:
(1)没有机制能列出所有可能方案(因此无法保证找到最优、最经济的解决方案);
(2)没有客观筛选标准:方案由专家评估,自然会倾向“常识”判断(即心理惯性),导致非平凡想法被平凡筛选所压制。
这类方法无效的原因在于:它们并未改变旧的“枚举”本质。我们需要的是全新的创造工具,而不是对旧工具的“化妆式”修补。
这些激活方法适用于简单问题,但在复杂问题上效率低下——而现代发明实践中绝大多数问题是复杂的。正是对复杂问题的解决决定了科技进步的速度。
自诞生以来,这些激活方法几乎没有实质性改进,说明选择了错误路径,走向了死胡同。我们需要一种更高效的解决发明问题新技术。
3. 什么是TRIZ?
1946年,苏联开始研究建立科学化的创造技术。这项新技术被称为 TRIZ(Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadach,即“发明问题解决理论”)。TRIZ 的首次公开发表是在 1956 年(参见文献7)。后续发展体现在多部著作中(8–12, 14–16),以及1979–1983年间《技术与科学》杂志定期刊登的系列文章(13)。
本国的发明问题解决理论与试错法及其所有变体有本质区别。TRIZ 的核心思想是:技术系统并非随机发展,而是遵循特定规律。这些规律可以被认识并用于有意识地、无需大量“无用”尝试地解决发明问题。TRIZ 将产生新技术构想的过程转变为一门精确科学。发明问题的解决不再盲目探索,而是基于一系列逻辑操作。
TRIZ的理论基础是技术系统发展的规律,首先是唯物主义辩证法。此外,也借鉴了一些生物学规律的类比,通过分析技术发展的历史趋势发现了若干规律,并广泛应用了系统的普遍发展规律。
这些规律经过验证、细化、具体化,有时甚至通过分析大量强解决方案的专利信息(数万至数十万份精选专利与发明证书)得以揭示。TRIZ 的全部工具,包括物理、化学、几何效应知识库,也都是在分析海量专利信息的基础上形成和发展的。事实上,每一项TRIZ的新进展都经过严格的专利与历史技术资料检验。从这个意义上说,TRIZ 可视为对几代发明家创造性经验精华的总结:精选强解决方案,批判性分析弱或错误方案。
技术系统发展的主要规律是:向理想度最大化方向发展。理想的技术系统是“系统不存在,但其功能依然实现”。
当人们试图通过传统(已知)途径提高技术系统的理想度时,往往改善了一个指标(如减轻运输工具重量),却恶化了另一个(如降低强度)。工程师寻求折衷方案,使其在特定情境下最优。而发明者必须打破这种折衷:在不损害其他指标的前提下提升某一指标。因此,在最常见的情况下,发明问题的解决过程可看作是识别、分析并解决技术矛盾的过程。
TRIZ 中用于完善技术系统(TS)和合成新 TS 的主要工作工具是发明问题解决算法(ARIZ)和发明标准系统。
根据ARIZ解决问题时,无需经历大量“无用”的尝试,而是按照清晰规则逐步推进:修正初始问题表述、构建问题模型、确定物质-场资源(VPR)、构思理想最终结果(IFR)、识别并分析物理矛盾、应用非常规、大胆、激进的变换操作、采用特殊手段克服心理惯性、激发想象力。
相似的矛盾用类似手段解决,最强手段是复合手段(多个手段的组合,常结合物理-化学-几何效应)。最强的复合手段构成了标准系统——TRIZ解决典型发明问题的工具箱。
需要强调的是:标准问题在TRIZ视角下才是标准的;对不熟悉TRIZ 的发明者而言,这些问题显得非典型且复杂。标准可用于解决即使是TRIZ视角下仍属复杂的问题——这类问题可通过组合多个标准来解决。
TRIZ还特别重视有序且持续更新的知识库:物理、化学、几何效应的应用索引,典型解决技术与物理矛盾的手段库。这个知识库是所有TRIZ工具的操作基础。
TRIZ的一个独立分支是创造性想象力发展课程(RTV)。该课程主要通过非技术实例练习TRIZ操作符的运用,打破人们对物体的固有认知,瓦解僵化的思维定势。
掌握技术系统发展规律,不仅能解决现有发明问题,还能预测新问题的出现。此类预测结果远比主观方法(如专家评估)更准确。TRIZ力求实现技术系统的计划性进化。因此,现代TRIZ 正在演变为TRTS——技术系统发展理论。
TRIZ最初诞生于技术领域,因为那里拥有强大的专利基础,成为理论的基石。但除了技术系统,还存在科学、艺术、社会等其他系统。所有系统的发展都遵循相似规律,因此TRIZ的许多理念和机制也可用于构建解决非技术创造性问题的理论。相关工作正在进行中(23)。例如,利用TRIZ机制发现了植物风能学(24),并解释了与“拉塞尔效应”相关的悖论(25)。
TRIZ的理论工具在实践中不断检验、校正和完善。每年在数百所TRIZ学校和课程中,学员们解决大量教学和非教学(新生产)问题。书面作业的分析使我们能够客观判断错误原因:是教师责任、学员责任,还是某个TRIZ工具失效。积累的信息被仔细研究,从而快速改进TRIZ教学方法和理论本身。