学习TRIZ理论的一些体会

闫国富
（七台河市科学技术与信息产业局，七台河市154601，yanguofu01@126.com ）

近日有幸参加了由黑龙江省科技厅主办、黑河市科信局承办的黑龙江省第一期技术创新方法（TRIZ理论）培训班，近距离地聆听了TRIZ理论发明人阿奇舒勒的学生鲍利斯和维克多两位教授传授TRIZ理论，感到受益非浅，下面介绍一下我的一点体会。

TRIZ理论是“发明问题解决理论”的俄文简称，英文简称“TIPS”。该理论是前苏联G.S.Altshuller等人从1946年开始在研究大量专利产品的基础上提出的。经过50多年的发展,TRIZ已经形成了一套较为完整的理论体系和工具。 

TRIZ理论认为创造性地解决的问题是指包含至少一个矛盾的问题。当技术系统某个特性或参数得到改善时，常常会引起另外的特性或参数劣化、该矛盾称为“技术矛盾”。

为了解决由参数变化引起的技术矛盾，Altshuller从他所研究的4万个专利解决方法中发现只有39个参数改进或劣化，每个问题可以描述为39个参数中任意2个参数间的冲突，过去的许多专利从不同领域多次重复地解决了这些矛盾，Altshuller根据这些解决方法总结了40条创新原理用于解决这些矛盾。他把39个参数作为改善参数和劣化参数并分别作为一张表的行和列，由此组成了一个39x39矛盾矩阵，并为行列交叉点形成的每个矛盾提供了最常用的创新原则。但值得注意的是并不是每个参数都构成矛盾。

这一方法体系是以辩证法、系统论和认识论为哲学指导，以自然科学、系统科学和思维科学的分析和研究成果为根基和支柱，以技术系统进化法则为理论基础，以技术系统（如产品）和技术过程（如工艺流程）、（技术系统进化过程中产生的）矛盾、（解决矛盾所用的）资源、（技术系统的进化方向——）理想化为四大基本概念，包括了解决工程矛盾问题和复杂发明问题所需的各种分析方法、解题工具和算法流程。

产品创新、技术创新是企业在市场竞争中取胜的关键。如果把产品设计分为产品定义、概念设计、技术设计及详细设计几个阶段，而概念设计则是与创新紧密相关的一个阶段，是产品开发过程中最重要的环节之一，是企业在市场竞争中的灵魂。产品的功能、造型、结构、质量、成本以及可制造性、可维修性、报废后的处理以及人-机(产品)-环境关系等等，原则上都是在产品的设计阶段确定的。据统计，产品生命周期成本的80%－90%是由设计阶段最早的10%－20%环节决定的。产品创新设计的能力已成为决定企业乃至国家在全球化竞争中地位的首要因素。

所谓创新是指新的可行解或概念，该解或概念与已有的解或概念相比应具有明显的竞争优势。为此，创新需要打破思维定势、跨领域综合运用各学科知识解决问题，需要为工程师从事产品创新提供可操作性的方法，给出解决问题的原理和方向。

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的分析问题情境，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，以新的视觉分析问题，进行逻辑性和非逻辑性的系统思维，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。

从TRIZ理论看解决火炬设计关键技术难题

奥运火炬除了外观设计，其内部燃烧系统是整个火炬的“心脏”。对于火炬燃烧系统来说，燃料选择和保证火炬稳定燃烧的问题是其最关键性的问题。

燃料是火炬内部系统设计首要解决的问题。此次，北京奥运会火炬选择了丙烷作为燃料。它燃烧后主要产生水蒸气和二氧化碳，不会对环境造成污染。而且丙烷可以适应比较宽的温度范围，在零下40摄氏度时仍能产生1个以上饱和蒸气压，高于外界大气压，形成燃烧；丙烷可在低温保持一定的压力，像丁烷在低温时压力就变得很低了，很难喷出来。以往很多火炬传递需要跟着保温车，在保温车里保温，点燃的时候再把燃气罐拿出来，而丙烷燃料适应的温度范围比较宽。加上它产生的火焰呈亮黄色，火炬手跑动时，动态飘动的火焰在不同背景下都比较醒目。因此，它非常符合作为火炬燃料的各项技术指标。

但是丙烷也存在问题：在低温时压力较小，喷出相对困难，而且在丙烷液体变成气体时需要吸收热量，导致燃气罐温度降低。对于这个技术难题来说，需要提高燃气罐的压力，一般来说，只有充入更多的丙烷气体，或者增加对燃气罐加热的装置，这样就额外的损失了能量。

这就产生了一个技术矛盾，那就是在增大火炬燃料压力的情况下，不增加火炬的能量损耗。TRIZ理论认为，这里实际存在着两个技术参数“应力，压强”与“能量消耗”。根据这一矛盾，在TRIZ理论的技术矛盾索引表中找到相应位置,得到TRIZ理论所推荐的创新原理是：

●第2种方法提取法：从物体中抽出产生负面影响的部分或属性，或者仅抽出物体中必要的部分或属性。

●第36种方法相变法：利用物质相变时产生的某种效应。如体积改变，吸热或放热。

●第25种方法自服务法：使物体通过执行辅助或维护功能为自身服务，或者利用废弃的能量与物质。

其中，根据TRIZ理论第25种自服务法，我们可以利用到火炬燃烧时本身会释放出热量，设计增加回热管，用火炬火焰的热量来加热燃气罐，这样就可以使得丙烷始终保持一定的温度，很好地解决了这一技术难题。

TRIZ理论是在分析了大量专利的基础上，形成的一门系统化创新的理论，是进行产品创新的有效工具。针对具体的技术难题，可以在TRIZ理论的指导下，设计者可以得出问题求解对的方向，再根据相关的领域知识和实践经验，创造性地解决问题。我国的大部分企业还存在着产品老化、技术创新能力不足等情况，关键是缺乏快速响应市场的新产品开发及制造技术创新的能力，迫切需要获得新产品开发技术的支持。而TRIZ理论和基于TRIZ理论的计算机辅助创新技术的研究和应用顺应了我国企业发展的技术需求，具有广阔的应用前景。也是推动企业自主创新、区域创新以及创新型国家建设的需要。大力宣传和推广技术创新方法（TRIZ理论），为创新型省份建设尽自己的微薄之力。