111思维模型：TRIZ创新模型一技术创新的催化剂

安徽院长：李翔

2020年初，知名数据新闻公司Sqoop报告显示，三星以9413件、8668件和605件的数量，在专利批准、专利申请和外观设计领域，摘得2019年在美专利三冠王。也正是由于重视创新，三星才具有了蓬勃的生命力。三星的创新源泉在哪里呢？其实三星很早就引入了六西格玛设计和TRIZ，并且拥有外籍的TRIZ专家和内部TRIZ团队。

三星总裁李正龙曾说：“是什么救活了三星？用的就是TRIZ”。据统计，应用TRIZ理论可以增加80%-100%的专利数量，并提高专利的质量，提升60%-70%的新产品开发效率，缩短50%的新产品上市时间。几乎三分之一的诺贝尔奖获得者都是运用TRIZ实现了研究的突破性进展。TRIZ在各行各业中应用非常广泛，不仅局限于化工、医药、机械、电子等工程技术领域，还包括生物科学、社会科学、政府管理等非工程技术领域。美国的福特、波音、通用汽车、3M，德国的博世、西门子都是TRIZ理论的受益者。

一、认识TRIZ理论

TRIZ的俄文拼写为теории решения изобрет-ательских задач ，俄语缩写“ТРИЗ”，翻译为“发明问题解决理论”，译成拉丁文为Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch，缩写就是TRIZ，中文译作“萃智”。其英文全称是Theory of the Solution of Inventive Problems，缩写为TSIP，其释义为发明问题的解决理论。

TRIZ理论是阿奇舒勒在1946年创立的，阿奇舒勒也被尊称为TRIZ之父。1946年，阿奇舒勒开始了发明问题解决理论的研究工作。当时阿奇舒勒在前苏联里海海军的专利局工作，在处理世界各国著名的发明专利过程中，他总是考虑这样一个问题：当人们进行发明创造、解决技术难题时，是否有可遵循的科学方法和法则，从而能迅速地实现新的发明创造或解决技术难题呢？答案是肯定的！

阿奇舒勒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，其技术发展总是遵循着一定的客观规律，所以，将已有的知识进行提炼重组，就可以指导后来的发明创造、创新和开发，就可以能动地进行产品设计并预测产品的未来发展趋势。通过研究发现，产品和技术的发展遵循以下规律。

（1）同一原理的多用性。在不同领域的发明中所用到的原理并不多，在不同时代和不同领域的发明中，这一原理被反复利用着。

（2）领域原理的交错性。每条发明原理并不是只适用于某一特定的领域，其所用的原理知识也并不仅仅局限于某个特定领域。这些原理由于融合了工程技术领域的原理，同样可以适用不同领域的发明和创造。

（3）发明问题的类似性。大量的发明所面临的基本问题和冲突以及解决这些问题和冲突的原理在不同的工程科学领域交错出现。

（4）系统进化的规律性。工程技术系统进化的模式在不同的工业及科学领域交替出现。

（5）原理移植的有效性。那些创新设计中所采用的原理也经常属于其他的工程和科学领域。

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趋势。以后数十年中，阿奇舒勒穷其毕生的精力致力于TRIZ理论的研究和完善。在他的领导下，前苏联的研究机构、大学、企业组成了TRIZ的研究团体，分析了世界近250万份高水平的发明专利，总结出各种技术发展进化遵循的规律模式，以及解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则，建立一个由解决技术，实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系，并综合多学科领域的原理和法则，建立起TRIZ理论体系。

二、TRIZ的核心思想

1、TRIZ的基础假设是：

• 发明是被设计用作解决技术矛盾或冲突的。

• 技术系统中个别部件发展的不协调导致了矛盾的发现与排除。

2、TRIZ的核心观点是：

• 解决问题的关键在矛盾的发现与排除。

• 解决问题的策略可以通过分析最重要的专利而得到。

• 解决问题的策略必须得到技术系统发展规律的支持。

3、TRIZ的问题解决思路

当我们遇到的问题，最先想到的是试错法，但是试错法是随机的无序的，在运气好的情况下可能很快找到答案，运气不好可能需要付出极大的时间成本。就像爱迪生发明灯泡，需要做上千次的实验，这种随机和无序的试错方法，会消耗大量的人力和时间成本。这种伟大的发明可以采用试错法，因为没有可以参考的依据。而在知识爆炸的信息时代，工业和自然科学中的问题和解决方案是重复的，技术进化模式也是重复的，只有1%的解决方案是真正的发明，而其余部分只是以一种新的方式来应用以前已存在的知识或概念。因此，对于一个新的技术问题，绝大多数情况下都能从已经存在的原理和方法中找到该问题的解决方案。所以TRIZ的问题解决思路如下：

第1步：将一个待解决的具体问题转化成典型的标准问题的模型。因为你遇到的问题，别人在其他领域也可能遇到了，通过使用TRIZ工具把问题抽象出标准问题。

第2步：根据问题的属性,有针对性地应用不同的TRIZ工具,并采用相应的流程，得到典型解决方案模型。因为TRIZ的方案库中可能有你想要的答案。

第3步：最后结合实际情况得到具体解决方案。

就像麦肯锡有句经典的话语：“我们没有必要重新发明轮子”。TRIZ就是站在更高的维度，从发明专利的大数据中借鉴经验，以便于我们找到更快更好的解决方案。

三、TRIZ理论的核心概念

1、发明等级

阿奇舒勒在大量的专利分析研究中提出，克服技术系统中存在的矛盾，是创新最主要的特征之一。基于这个思想，阿奇舒勒提出了发明专利的五个等级。阿奇舒勒认为，TRIZ理论对于解决第二级到第四级的发明问题非常有效，可以帮助人们完成至少80%的创新课题。

2、技术系统

技术系统是指能够执行一定功能的系统，是人们为了实现某种目的而设计、制造出来的人造系统。一个技术系统往往有很多组件按照一定的关系组合而成。每一个系统都包含一个或多个子系统，每个子系统都执行自身的功能，同时也与其他系统相互作用。超系统是指包含被分析技术系统的系统，是技术系统的外部因素。比如手机就是一个技术系统，该系统包含了“触摸屏”“信号收发器”“CPU”等子系统，而“运营商基站”涉及的信号传输问题，则可以视为超系统。

技术系统中包含三大系统和衍生关系图

3、理想度

如何评价解决方案的实际可行性，考察技术系统的优劣。TRIZ理论提出了理想度的概念，即理想度等于系统实现的有用功能之和除以有害功能之和加成本之和，公式如下：

理想度=∑有用功能/∑有害功能+∑成本

技术系统在实现一个或多个有用功能的同时也会附带着一定的有害功能，而实现技术系统需要付出时间、空间、材料、能量等成本。提升理想度则需要增加有用功能、减少有害功能、降低成本。

四、TRIZ解决问题步骤

TIRZ理论在应用中，主要由以下三个步骤：

TRIZ理论应用解决问题三个步骤

（1）问题识别

在这个过程中，重点工作是对技术系统进行全面的分析并识别正确且重要的问题来解决。在实际过程中，需要解决的问题往往是潜在的、深层次的，并不一定是初始的问题，也是不容易发现的。正如冰山理论一样，我们看见的只是冰山的一角，并未看见更大的全貌；支撑冰山的，并不是显现的那一角，而是深层次隐藏着的更大的山座。

（2）问题解决

经过问题识别的过程，确定一系列需要解决的关键问题后，将问题转化为TRIZ理论中的问题模型，运用相应的TRIZ工具找到相应的解决方案模型，最后生成具体的解决方案。在这一过程中，将产生大量的解决方案。

（3）概念验证

在生成解决方案后，进入概念验证阶段。在本阶段，进一步细化、优化和生成更多和更具体的方案。同时，对解决方案进行实际可行性的评估。评估的标准通常包括技术实现的难度、制造生产成本、制造生产周期、以及投资回报率等。在这一过程中，常常选用综合得分最高的解决方案进行进一步的实际验证和评估。概念验证帮助我们优化时间成本和投入产生比。

现代TRIZ理论进化出非常专业而有效的工具，贯彻于整个问题解决过程，在实际的问题解决过程中，不一定会全部使用，可以根据问题的实际情况进行针对性的选择，下图为完整的TRIZ理论解决问题的三大步骤和相应工具，由于篇幅有限，不予展开。