TRIZ创新技术的基础

admin

1技术系统
每个起作用的系统都可称之为技术系统，技术系统的例子有小汽车、钢笔、书、刀子等等。任一技术系统可以包含一个或多个子系统。+汽车的子系统有引擎、转向器、刹车等等。每一个子系统本身^是一个技术系统（并包含自己的子系统），同时发挥自己的作用。技术系统的级别从最简单的只有两部分的系统，到最复杂的具有多个相互作用的部分。
下表描述了“运输”系统的技术级别。左边一列是技术系统的名称。它们逐级向下排列。横格表中排列着和左边技术系统对应的子系统。


举例来说，“刹车”技术系统是“汽车”技术系统的子系统，它同时也是“刹车片”这个技术系统的上级系统。
当一个技术系统产生有害作用或作用不完善时，该系统就需要改良。这需要将该系统通过想象还原至最简单的状态。在TRIZ理论中，最简单的系统只包含两个部分，能量由一部分传向另一部分。
粉笔和黑板一起并不构成一个技术系统，除非有能量（机械力）通过粉笔和黑板起相互作用。技术系统“粉笔、黑板、作用力”则具有功能性，“粉笔黑板”、“粉笔”和“黑板”，作为分开的成分自己又是独立的系统。“粉笔”有其分子结构，该结构内相互作用的成分产生一个合成物称之为“粉笔”。如果想改善该合成物的性质，则必须分析该合成物的分子系统所构成的技术系统。同时，“粉笔”又是“粉笔黑板”上级系统的子系统。
任一子系统都在上级系统的约束下起作用。在任一子系统中发生的改变都会引起高级系统的改变。解决技术问题时应随时考虑其上级或下级现存系统的相互作用。
另外，技术系统和生物系统很相似，他们不是永恒的，他们会产生、发展、成熟、衰败、灭亡，直至由一新系统所取代。
2创新级别
通过分析大量的专利，揭示出并不是每一个发明都具有相同的发明价值。阿奇舒勒提出有五个级别的细新。
一级创新：对于一个技术系统的简单改善。要求具备该系统相关行业的知识。
二级创新：一个包含解决技术矛盾的发明。要求从该系统相关行业中不同领域获取知识。
三级创新：一个包含解决技术矛盾的发明。要求从其他行业中不同领域获取知识。
一级创新其实谈不上创新，它提出了对现存系统的改善，但并未解决任何矛盾；二级和三级创新解决了矛盾，因此由定义可看出属于创新。
四级创新：一个具有突破意义的新技术的产生。要求从不同的科学领域获取知识。
第四级创新同时也改善一个技术系统，但并不解决现存技术
系统的问题；相反，该创新依靠用一个新兴技术代替原有技术来解决问题。
五级创新：发现新现象。
由发现新现象推动现存技术系统达到一个更髙的水平。
阿奇舒勒从他对专利项目的研究中得出结论：77%的专利属于一级和二级创新，对TRIZ方法的实践运用可以帮助发明家将其发明创造提离到三级和四级水平。
3理想化法则
任何技术系统的目的都是要产生某种功能。传统的工程思想是：“需要产生某种功能，因此，我们必需制造某种机械装置。”TRIZ的思路是：“怎样能不向系统引入新的机械装置而起到某种作用”。
理想化法则表明，任一技术系统在其生命进程中倾向于越变越可靠、越简单、越有效一亦即更理想化。我们对一个技术系统每进行一次改善.该系统就越接近于理想化。它的成本更低，需要空间更小，浪费的能童更少等等。
理想化总是反映出最大限度地利用现存资源，包括系统的内部和外部资源，对这些资源利用越自如、越有意识，系统则发展得越理想化。我们可以从其接近理想化的程度来判断一个发明的程度一发明离理想化程度越远，系统的复杂性就越高一反之亦然。
那么当系统达到理想化时又怎样呢？机械装置消失了，'但功能持续发挥。
例南美洲某肉类加工厂向美国运送产品，运输过程中霈要将肉类制品冷冻保鲜。飞往美国的货物运输机需要安装冷冻系统。当商业竞争激烈时，该肉类加工厂老板寻找方法降低成本。很明显他需要增加每班飞机的运输量。对该情况的分析表明，如杲能
够将飞机上冷冻系统的重量变为所运产品的重量，成本就会大大降低。他就是这样做的：在5000~25000米高空，空气的温度是0°C，因此根本不铕要冷冻系统。结论：不花任何成本地利用现有资源使系统接近理想化。
创造发明的艺术是消除阻碍、僵化的成分的能力，以便从质量上改善一个技术系统（本书中我们只涉及技术系统。实际上，以上说法适用于任何系统>。
有下列几种方法可以使系统更接近理想化：
A.增加系统功能
例：娱乐中心拥有收音机、录音机、CD播放机和功放。
B.将尽可能多的功能转换到系统中起最终作用的那一部分例钳子既能钳，又能剪切电线、剥电线包皮，还能将电线拧至需要的位置。
C.将系统的功能转移至上级系统或外部系统
例通常暖房中心的窗子是手动开关的，当外面气温低时就将窗子关上，当气温高时将窗子打开通风。一个新型的更理想化的系统设计出来能够自动开关窗子，这是通过安装对温度敏感的双金属弹簧来实现的。
D.利用巳经存在并可以利用的内部及外部的资源
例弗吉尼亚的康特拉德公司设计了一种光谱天线，该天线利用房子现存的电线系统做附加接收器。
4矛盾
如前所述，最有效的解决问题的方案是发明家解决了包含矛盾的技术难题，矛盾在何时何地发生？当我们想要改善技术系统中某一特性、某一变量时，会引起系统中另一特性或变量的恶化，此时矛盾发生了。通常在这种情况下需要考虑妥协方茱。一个饺术系统有多种特性（变量）一重量、大小、颜色、速度、硬度等等，这些特性描述了技术系统的物质状态。在解决技术问题时，这些特性有助于确定问题中包含的技术矛盾。
例提髙引擎的马力（正向改善）会引起引擎体积的增加（负面效果）。因此发明家考虑部分增加马力以减少负面影响（妥协解决)。
提高飞机的速度，安装一个新的、更强大的引擎，将会增加飞机的重量，而其机翼不能支持其起飞；如果增大机翼又会增加阻力，影响飞行速度。
有一些例子表明，改善会引起矛盾，由于基本技术矛盾没有解决而不能充分达到改善的目标。这些矛盾称作技术矛盾是因为它们是在技术系统中产生的。TRIZ40法便用来解决这些技术矛盾。
还有另一类矛盾一物理矛盾。当对技术系统本身或技术系统中的某一部分产生互为相反的要求时，就会产生物理矛盾。有很多解决物理矛盾的不同方法（将矛盾要求在时间、空间上分开，改善物质状态等等)。
例飞机在升降时必须用到升降轮，但飞行时又不需要升降轮，以免引起不必要的空气摩擦，这组物理矛盾是升降轮既需要出现又不需要出现。最终矛盾通过分离时间来解决：将升降轮做成可伸缩的。
对于跳水运动员来说，游泳池的水必须是“硬”的，以支撑跳水点；又应是“软”的，以避免伤及跳水运动员，物理矛盾是水必须同时又硬又软。这个矛盾通过分离空间来解决：水中充人一层气泡一游泳池中包含水和空气。
5技术系统的进化
阿奇舒勒提出了八种技术进化模式:
1.生命周期
2.动态化
3.增长周期（从双系统转向多系统）
4.从宏观层次转向微观层次
5.共时性
6.上升性或下降性
7.部件不平衡发展
8.代替人力（自动化）
以下解释其中一些模式：
动态化模式表明任一技术系统在其进化过程中从僵化状态转变为灵活状态。这种转化可以概括为：一个固定系统获得一个节点、多个节点，以至整体系统变为完全灵活的系统。动态化也意味着将一.僵化系统分成不同的成分，使其可以相对运动。
例汽车的方向盘支柱有一节点使其能够升降；天线可以伸缩；飞机的升降轮可以伸缩。
完全自动化的例子是将两个方向相反的弹簧一个套在另一个里面并将其装入蜒丝刀的杆内，使它完全灵活（旋转)。
增多模式表明技术系统先进化为单一系统，然后自动增多。
当相似成分相加时称为同质系统，这种同质成分的合成形成新的性质。
例两个船并排做成联体船比两个分离的船平稳，不同成分相加而形成异质系统，这样的系统可以起更多的作用，占据较少的空间。
例折叠刀的生命周期是从一片刀片开始的，后来加上不同的部分一剪刀、起子、开瓶器等等。
另一个异质系统的情形是增加相反的作用而产生更高一级的创新。
例铅笔和橡皮擦加在一起；录音机能既录音又消音。增多模式通常结束于异质系统中所有其他成分的不相容——
转至微观层次模式表明技术系统在自己的生命中有减小的趋势，最后缩至微型状态（分子或原子状态）。
例
留声机从最开始的机械针（和唱片有机械接触），转变到光学系统由激光阅读器读取数码盘上的信息。
计算机鼠标原有一个球将手上的动作转换成电子信号，第二代鼠标是一个触摸扳，手指的动作通过触摸板转变成电子信息。