编者按
在“大众创业,万众创新”的时代,企业尤其关注创新。找到有效好使的创新方法和创新组织过程来改善创新,越来越成为一项生死攸关的任务。TRIZ创新算法把零散的创新方法逻辑有机地结合起来,形成了系统化的创新方法论。本刊将深入解读TRIZ创新法。
文/董清月 於军 霍文慧
关键词:TRIZ 创新方法论 管理创新
一、TRIZ的由来
试错法尝试总是沿着熟悉的、阻力最小的方向行进,发明家下意识地遵循同样的路径,因此鲜有机会来发现新东西。人们发现试错法随机、耗时久的特征并不适用于更加高级的创新,于是开始寻找创新过程中的共性元素,就产生了启发法。但到目前为止,尚未有以结合研究领域的客观规律为基础开发出的启发式程序,对发明家而言没有实质性的帮助。
美国天文学家兹韦科奇(F. Zvikki)于1942年创立了“形体分析法”,旨在为每个问题找到所有可能的变量列表,但实际上这种方法只在解决一般设计问题时最有效。
1953年,美国心理学家奥斯本(A. Osborn)试着改进试错法。在用试错法解决问题时,发明家首先想到:如果这样做会怎么样,而对可能出现的结果不进行事前分析。于是就有了“提出想法”和“分析想法”两个阶段的“头脑风暴法”。该方法最大特征是想法的互动和扩展,最大缺陷是不控制思维过程,经常会错过该停下来的点。
1960年美国研究人员戈登(William Gordon)开发了“综摄法”,利用细化问题,转化问题结构,提供直接类比、拟人类比、象征类比、虚拟类比等方法,来缓解“形态分析法”的海量排列组合压力。但也没能从根本上解决这一问题。
从1946年开始,苏联创新大师根里奇·斯拉维奇·阿奇舒勒研究了20万份专利,总结出大约1500个技术矛盾,并于1969年出版了一本新书《创新算法》。他在这本书中向读者提出了40个发明原理,以及能解决复杂的技术矛盾的第一个算法。
从试错法、启发法、形态法、头脑风暴法、综摄法,再到TRIZ算法,人类对创新方法的理解不断加深,解决创新问题的等级不断提升。在下页表中,试错法用来解决难度等级为1和2的创新问题最有效,而启发法、头脑风暴法、形态法、综摄法等用来解决难度等级为2和3的创新问题最有效,难度等级为4和5的创新问题,用TRIZ方法最有效。
TRIZ方法在今天之所以重要,是因为在1965〜1969年,77%(1级和2级)的注册专利仅代表一种新的设计,而今天的创造发明一般都在3级到5级的中间子级的范围之内。发明过程的悲剧就在于,人们在解决高级创新的问题时,一直在应用仅与解决低级创新有关的方法。
随着TRIZ方法的普及,TRIZ被认为是提升创造力最强有力的工具。除了技术领域,TRIZ也进入了管理、市场、艺术、教育、心理学以及其他不同的领域。
二、TRIZ创新算法
创新方法论,它的目标是科学地组织创新过程,因此它是一个像算法一样有一系列有序的结构化活动组成的体系。TRIZ算法由下面结构化活动组成(以ARIZ-71为例):
第一阶段:选择问题
步骤1-1 确定答案的最终目标;
步骤1-2 尝试“变通”方法;
步骤1-3初始问题或变通问题,哪一个解决起来更有意义?
步骤1-4 确定量化特征;
步骤1-5 定义让发明起作用的特殊条件要求。
第二阶段:精确定义问题
步骤2-1 用专利信息更精确地定义问题;
步骤2-2 使用STC算子;
步骤2-3 用两句话来描述问题的条件(不用专业术语,包括能改变的部件和不能改变的部件)
步骤2-4 选择最容易的部件,改变、重新设计或调整。
第三阶段:分析阶段
步骤3-1 归纳最终理想解;
步骤3-2 画两张图:初始图和理想图;
步骤3-3 在理想图中,找到步骤2-4中指出的部件,并把那些在规定的条件下不能实施规定功能的部分,重点标出来;
步骤3-4 为什么这个部件(它自己)不能完成规定的活动?
步骤3-5 在什么条件下,这个部件能够完成规定的活动?
步骤3-6 为了让这个部件得到步骤3-5中描述的特征,需要做什么?
步骤3-7 归纳一个或几个能够实现的概念,并按可能性大小排序命名;
步骤3-8 画出原理图。
第四阶段:概念的初步分析
步骤4-1 在应用新概念的时候,记录变好、变坏、得和失分别是什么;
步骤4-2 改变提出的设备或方法,能否防止其恶化?
步骤4-3 现在改变了设备,什么恶化了(更复杂、更昂贵)?
步骤4-4 比较得失;
步骤4-5 如果得大于失,那么跳到第六阶段。如果第二次分析没有产生新的结果,返回步骤2-4并检查表格。从步骤2-4中选择系统的其他部件,重新进行分析。记录第二次分析及其结果。
如果在步骤4-5之后没有得到满意的答案,那么进入下一阶段。
第五阶段:实施阶段
步骤5-1 从矛盾矩阵的列中,选择一定要改善的特征;
步骤5-2 使用已知手段(不考虑其他方面的损失)来改善这个特征(来自步骤5-1);如果采用了已知手段,什么特征将变得不可接受?
步骤5-3 从矛盾矩阵的行中,选择与步骤5-2中相应的不可接受的那个特征;
步骤5-4 在矩阵中,找到用来消除技术矛盾的原理(就在步骤5-1的列与步骤5-3的行相交的单元格中);
步骤5-5 使用这些原理;
步骤5-6 试用物理现象和效应;
步骤5-7 尝试改变活动的时刻或持续时间;
步骤5-8 在自然界里,类似的问题是如何解决的?
步骤5-9 尝试改变那些与我们研究的物体协同工作的物体。
第六阶段:综合阶段
步骤6-1 确定如何改变我们修改的系统所属的超系统;
步骤6-2 探索如何用不同的方式应用已经修改的系统;
步骤6-3 应用新发现的技术想法(或者与之相反的想法),来解决其他技术问题。
三、TRIZ对管理的影响
创新算法给管理带来的最大影响就是:坚定的、有方向的、始终导向最终理想解的思考。在传统思维中,管理寻找的是满意解,而非最优解。但是,TRIZ方法重新燃起了锲而不舍地寻找理想解的希望。在TRIZ创新算法中,不存在无序的跳跃,或者不停地辗转反复,而是通过一系列系统化步骤和方法建造起通向所有问题答案的阶梯,并希望用最少的资源得到最好的结果。它具有两个特殊的性质:第一,在逻辑上这个阶梯没有中断;第二,这个阶梯的任一环节都可能发生某种峰回路转。这两个特殊性质体现在TRIZ算法的系统化步骤设计思维中。
1. 问题表述
在TRIZ方法中,目标与问题表述成了创新的起点。正如爱因斯坦所说:“讲清楚了问题,也就解决了一半的问题”。按照TRIZ算法的要求,用通用词汇代替行业黑话,把原问题与变通问题互换,准确表达技术矛盾以找到解决方案。准确、恰当地表述问题,对管理创新也同样重要。
2. 部件分拆
不管是技术问题,还是管理问题,总会存在某些不能改变的因素,在创造性解决问题之前,必须把问题分拆成两部分:能改变的部件和不能改变的部件。能改变的部件是企业能够利用各种资源对其进行调整的部分,而不能改变的部件通常是外部环境等。在此基础上,选中最容易改变的部件,利用极端放大或缩小尺寸、时间和成本的方法加以调整、设计和改变。
3. 理想自动
技术矛盾的存在逼迫企业家们不断突破自己的认知极限,而解决这种技术矛盾最好的思维设定就是:让部件自己自动解决这个技术矛盾,从而达到理想状态。这种理想自动思维既是对智力的挑战,也是一种创新创造的思维习惯。这样既能提高效率、效果,又不增加成本。
4. 图文双构
TRIZ创新算法中包含了人类创造所需调动的八大智能(语言、逻辑、空间、音乐、运动、自我认知、自然观察和社会交往)。尤其突出的是图文双向构建的能力。专利方案、技术趋势、方案原型等,只有通过图表的方式表达出来,并在画面中跨界组合,最后以文字方式表达出来,创新才不容易被忽略,同时会变得更加容易。这也就是为什么达·芬奇所有的创新想法都会配以一张图的原因。
5. 原理分层
TRIZ算法中的40个原理总结了解决物理和化学科学中技术矛盾的大部分创新思路。这些带有辩证逻辑的思维方式,不仅在技术创新中有效,而且在管理创新中同样有用。只要把这些带有一般性规律的原理按照特定的层次进行整理,就能获得系统性的创新思维工具包。
6. 自然仿生
在TRIZ算法中,很自然地包含了跨行业专利技术搜寻,跨学科领域问题解决思路模仿。其中,对自然界生物仿生,成了技术创新重要的灵感来源。不管是表面相似,还是结构性相似,仿生思维在管理学上同样重要。
7. 系统应用
TRIZ方法中的九屏幕系统法把技术演变的过去、现在和未来,按照发展趋势完整地呈现出来,同时又把子系统、系统与超系统做了全局演示,让领先行业与落后行业有了新的对接,把新发现新应用扩展到其他领域。这些方法与思维都值得在管理创新中使用。
8. 惯性破解
TRIZ算法中,重点讲到了如何克服五种心理惯性,如何培养疯狂的幻想力来破解惯性思维。幻想的影响在于它对真正的“工作思路”起反作用,而持续练习才能破解创新过程的心理障碍。创新不仅是理论与方法的问题,更是实践、反复练习这些系列结构性方法的结果。■
主要参考文献
(苏)根里奇·阿奇舒勒 著,谭培波 茹海燕 译,创新算法——TRIZ、系统创新和技术创造力.华中科技大学出版社,2008.
作者单位 上海海事大学
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