———TRIZ过程、工具及发展趋势
摘要:介绍TRIZ解决发明问题的过程及物质-场分析、标准解、冲突及其描述、冲突解决原理、ARIZ算法等主要工具。提出建立物质-场分析的新型符号系统、完善冲突及解决理论、更新ARIZ算法及TRIZ与QFD、稳健设计等集成是其发展趋势。
关键词:TRIZ;过程;工具;趋势
7 发展趋势
1999年,MIT公理性设计组的Tate在其博士论文中,通过对世界著名流派的设计理论进行分析提出[9]:尽管设计理论的研究已有100多年的历史,很多的研究成果已在工业界得到应用,但设计理论并未成熟,目前仍处于准理论阶段(a pre-theory stage);该理论在设计过程、设计目标、设计者、可用资源及领域知识等5个方面还有大量的问题有待解决。TRIZ也是Tate所分析的理论之一,也处于发展阶段。
本文作者通过对TRIZ Journal(http://www.triz-journal.com)上已发表200多篇文章的详细分析,认为TRIZ目前及今后的发展趋势为:TRIZ本身的完善及与其它设计理论、方法的集成两个方面。
7.1 TRIZ本身的发展
目前TRIZ的发展包括3个方面:物质-场模型的新型符号系统,冲突及解决技术的进一步发展及ARIZ算法的改进。
图2是Altshuller本人提出的物质-场模型。该模型对于描述产品的一个功能是方便的,但一个产品往往有多个功能,该模型描述多功能时,并不十分方便。因此,按照Altshuller物质-场原理提出新的适应性更强的符号系统是TRIZ本身的一个方向。如Zi-novy[10]、Terninko[11]等人提出了如下的符号系统:

未评估的效应(Effect not evaluated)
需要的效应(Desired effect)
不足效应(Insufficient effect)
有害效应(Harmful effect)
导致的结果(Results in)
改变了的模型(Changed model)
按照这样的符号系统,一个有效完整功能,即设计者所希望的功能,可用如图5符号表示:

一些作者认为冲突及解决技术中的39个标准参数及40条解决原理还不完善。近年来TRIZ应用实例表明,有些设计中的明显冲突用39个参数不能描述,因此,也就不能选择冲突解决原理。如果增加冲突的标准参数个数,冲突矩阵如何改变? 40条解决原理是否已覆盖了所有的设计问题,如果增加条数,冲突矩阵如何改变?学者们对这些问题还都没有找到答案。
在实用中,ARIZ-85C存在一些缺陷,如不易确定“小问题”。对ARIZ的改进有两种方案:一是因ARIZ-85C及以前的版本都由Altshuller本人提出及改进,后续的版本还由其本人进行;二是由其他人来完成。由于Altshuller本人的研究重点转入TRTL(The-ory of Development of a Strong Creative Personality),1989年,Altshuller正式允许他的学生们进行ARIZ的改进[12]。
对ARIZ-85C的改进从4个方面进行:
(1)引入问题程式过程的内容。其一能对初始问题进行描述,这种描述有助于解决问题;能对问题所处的环境进行描述,以便能选择更有希望的问题陈述。
(2)应尽可能多地采用产生解的工具(solution-generating tools)。
(3)提供多种问题典型描述的菜单。
(4)使ARIZ应用更加方便,即采用结构化的方法,使微观算法、例题、定义等分开。ARIZ-85C后出现了若干个版本,如ARIZ-KE-89/90、ARIZ-SMVA 91 (E)、ARIZ———An Ameri-canized Learning Framework[5]。ARIZ-KE-89/90与ARIZ-85C相似,只是增加了对问题所处环境的分析。ARIZ-SMVA 91(E)之前的版本都是基于手工设计的算法,该算法是一种基于计算机辅助设计的平台。ARIZ———An Americanized Learning Framework[13]之前的算法都是由前苏联TRIZ专家制定的,该算法的制定有美国人参加,因此,算法中包含了美国人的思维方式。
7.2 TRIZ与QFD等的集成
TRIZ主要是解决设计中如何做的问题(How),对设计中做什么的问题(What)未能给出合适的工具。大量的工程实例表明,TRIZ的出发点是借助于经验发现设计中的冲突,冲突发现的过程也是通过对问题的定性描述来完成的。其它的设计理论,特别是QFD即质量功能布置恰恰能解决做什么的问题。所以,将两者有机的结合,发挥各自的优势,将更有助于产品创新[14]。TRIZ与QFD都未给出具体的参数设计方法,稳健设计却特别适合于详细设计阶段的参数设计。将QFD、TRIZ、稳健设计集成,有可能形成从产品定义、概念设计到详细设计的强有力支持工具。因此,已成为设计领域的重要研究方向[14]。
8 结论
经过50多年的研究,TRIZ已形成了一系列设计方法与工具,特别是提出了设计冲突理论、标准解、ARIZ算法等。虽然,TRIZ还处于发展之中,但其成熟部分已成功地解决了设计中的很多难题,成为国际设计理论界公认的著名学派之一。我国学术界应加强TRIZ理论的研究,不仅要跟踪其研究前沿,也要结合国内的实际有所创新。同时,学术界还应尽快将该理论介绍给工业界,因TRIZ是在对专利进行研究的基础上总结出来的,微观算法很容易操作,形成了容易被掌握的发明问题解决理论,如能在我国工矿企业推广应用,必将加强我国企业是技术创新的主体地位,推动技术创新,提高企业在世界市场上的竞争力。
参考文献
[1] 檀润华,王庆禹.产品设计过程模型、策略与方法综述[J].机械设
计,2000,17(11):1-3.
[2] Denis Cavallucci,Philippe Lutz.Intuitive design method, a new ap-
proach on design[J]. TRIZ Journal, Oct, 2000, http://www.triz
-journal.com.
[3] Lee N,Aguayo I H.A new model of the conceptual design process us-
ing QFD/FA/TRIZ[J].TRIZ Journal, July,1998, http://www.
triz-journal.com.
[4] G S Altshuller.And suddenly the inventor appeared[M], Technical
Innovation Center, INC., Worcester, 1996.
[5] G S Altshuller.The innovation algorithm, TRIZ, systematic innova-
tion and technical creativity [M], Technical Innovation Center,
INC., Worcester, 1999.
[6] 牛占文,徐燕申,等.实现产品创新的关键技术———计算机辅助创
新设计[J].机械工程学报,2000,36(1):11-14.
[7] 黄旗明,潘云鹤.产品设计中技术创新的思维过程模型研究[J],工
程设计,2000,2:1-4.
[8] Tan Runhua.The conceptual design of a fast clasping mechanism
based on function means tree and TRIZ[J].TRIZ Journal, Oct.,
2000, http://www.triz-journal.com.
[9] Tate D.A roadmap for decomposition: activities, theories, and tools
for system design[D], Ph.D Thesis, Department of mechanical Engi-
neering, MIT, 1999.
[10] Zinovy R.Tool, object, product(TOP) function analysis[J], TRIZ
Journal, Sept., 1999, http://www.triz-journal.com.
[11] Terninko J, Su-Field Analysis[J], TRIZ Journal, Feb., 2000,
http://www.triz-journal.com.
[12] Zlotin B,Zusman A.Problem of ARIZ enhancement[R], 2000,
http://www.ideationtriz.com.
[13] Marconi J., ARIZ: The Algorithem for Inventive Problem Solving,
An Americanized Learning Framework[J], TRIZ Journal, April,
1998, http://www.triz-journal.com.
[14] Terninko J, The QFD, TRIZ and Taguchi connection: customer-
driven robust innovation [J]. TRIZ Journal, January, 1998,
http://www.triz-journal.com.