文档介绍：发明问题解决理论(TRIZ)

介绍
二战以后,美国品质优良、技术先进的产品充实了全世界,但是二十世纪七十
年代的石油危机,使得美国在许多与石油相关的廉价产品上,输给了欧洲和亚洲的
竞争对手。美国的创新技术不再具有优势。
二十世纪九十年代以后美国的工业开始复苏,尤其在汽车工业,这主要得益于
这些工业受到了许多日本质量控制方法的影响,这些质量控制方法使帮助美国的工
业产品提高了质量、降低了成本,并重新赢得了客户,随着美国产品质量的差距和
日本产品越来越小,美国就开始寻找新的方法来增加客户满意度、提高产品质量、
降低成本、加快产品面市时间,在美国被称为“更快、更好、更便宜”。
但是有太多的设计开发手段去实现这种新创新思想,例如质量功能展开(QFD)
是告诉我们要解决什么问题而不是怎么去解决问题。树状图法,要求是有经验的设
计师,也许是要某一领域的专家,如果一个材料工程师要找一种防潮材料时,他只
会去寻找橡胶材料。于是这样一种超越工程师经验的方法,应该如何去解决呢?利
用TRIZ,这样工程师就可以在非自己专长的领域去探索设计方法。
Rockwell汽车分部面临一个大问题,他们在设计高尔夫手推车的刹车时要输给
日本的竞争对手了,由于Rockwell和日本的对手都是汽车行业,他们都在重新设计
一种运用更小的零件来组装的刹车系统。在TRIZ,这种解决方案是在一种被称为“心
理惯性”的物场内,这很自然就会让人们用他们的经验去解决,而不会超越这种局
限。利用TRIZ方法,这个问题的解决方法是重新设计两轮车的刹车系统,用更大的
零件,但整个产品的零件数量由十二个降为四个,成本降低50%。

TRIZ历史
人们通常面临两类问题:一类是知道一般的解决方法,一类是不知道解决方法。
有解决方法的通常可以通过查找书籍、技术文献或相关专家提供信息来解决。假定
我要设计一种车床,但只要低速100rpm的电机就够了,但大多数的交流电机都是高
速3600rpm的,那么问题就是如何降低电机的速度,解决方案是用齿轮箱或变流器,
于是就设计特定尺寸、重量、转速、扭矩的齿轮箱等等,来解决问题。

发明问题
另一类问题是没有解决方法的,这被称为发明问题,也许有矛盾对立体的要求。
早在四世纪时,一个埃及的科学家提出要建立一种启发式科学来解决发明问
题,在现代,发明问题的解决被归入与洞察力和创新能力相关的心理学,通常用到
的方法就是头脑风暴、尝试法。由于问题非常复杂,那么尝试的次数就要很多,如
果解决方法是某一领域的经验的话,则尝试的次数就会少一些,但是如果在某一领
域找不到解决方法的话,发明者就要到其他领域支找了,那么这种尝试的数量就很
大了,并且要求发明者掌握心理学知识象头脑风暴、直觉知识和创造力。紧接着问
题就来了,直觉和经验是很难在一个组织中传授给别人的。
这就导致了被称为心理惯性的现象,发明被局限在某种经验,在新概念设计时
不会有多种解决方法。
如果我们要克服心理惯性,就必须博览科学和技术知识,但经过研究我们发现
好的发明方法往往超出了发明家的经验。

TRIZ之父—— Genrich S. Altshuller,
一种更好的不是在心理学而是在技术层面的发明方法由前苏联发明家Genrich
, 生于1926。他在14岁时就创造了他的第一个发明,潜水呼吸器,二十
纪四十年代,他凭借其爱好作为一个专利专家供职于苏联海军,他的工作就是帮助
发明家应用他们的专利,然而他常被要求一起去解决问题,于是好奇心驱使他去研
究标准的解决问题的方法。他发现心理学方法已经不适应二十世纪的发明了,
Altshuller 认为发明理论必须满足以下条件:

1. 自成体系统并程序化
2. 指导人们在很多方法中直接到理想的发明方法
3. 可重复和可靠的非心理学的方法
4. 能直接访问发明知识库
5. 能添加发明知识到知识库中
6. 熟悉足够多的发明家的发明方法的思路

此后几年中,Altshuller研究了 200,000 份发明专利,专门研究发明家解决发明
问题的方法,这其中只有40,000 份是有发明方法的,其他都是改进。Altshuller更清
晰地定义了一个发明问题的解决方法并由此引起的另外的一个问题。例如要增加金
属板的强度就要以牺牲重量为代价,一般发明家是在几个特征之间进行折衷,但这
不能得到合理的解决方案。在专利的研究中,Altshuller 发现许多发明是消除或解决
矛盾而不是去找折衷方法。
Altshuller 以新颖的方式对专利进行分类,而不是传统的