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点金术 | TRIZ理论及对研发创新的意义

付钦伟 吹IP 2022-05-10


TRIZ (Theory of Inventive Problem Solving)是由前苏联海军专利专家Genrich S. Altshuller为解决创造性问题而提出的,它到底是什么,有传说中点石成金的神奇吗?
其实针对这个问题,TRIZ之父Altshuller 已经做了最好的回答:TRIZ is a tool for thinking,but not instead of thinking,即TRIZ是辅助思考的工具,而非取代思考。可见,锤子(TRIZ)虽好,可不是什么问题都能锤的碎的。因此与其说TRIZ 一种“哲学”,倒不如随了它的名字——锤子,称之为工具。一组解决创造性问题的工具、方法和程序。
那么,TRIZ到底是怎样的工具呢?

No.1

发明问题创造性等级


Altshuller 通过分析20万的专利,认为不同发明问题及其对应的解决方案的创造性是不同的,从显而易见到重大改进和对未知的全新发现,可以将解决方案的创造性分为五级:
  • 一级,通过专业内众所周知的方法可以解决的常规设计问题,没有太多的创造性,大约32%的解决方案属于这一水平。

  • 二级,通过业内已知的方法对现有系统的简单改进,通常是基于妥协、折中的非最优方案,大约45%的解决方案属于这一级别。

  • 三级,通过行业外已知的方法对现有系统进行基本改进,内在矛盾得到解决,约有18%的解决方案属于这一类。

  • 四级,系统的变革或新原理,解决方案的提出是因为科学的进步而非技术改进,大约4%的解决方案属于这一类。

  • 五级,科学发现或开创性发明,大约1%的解决方案属于这一类。

也就是说,创新等级越高的解决方案所需要的知识面就越广,此时,我们针对一个具体的问题找到理想解决方案所需要考虑、筛选的方案就越多。有些针对简单问题,我们提出3个讨论方案后就能找到一个可行的方案,而个别复杂问题,在找到理想方案之前可能已经排除了1000个不可行方案。下图是不同等级解决方案需要的知识来源以及可行解范围。
级别
创新性
比例
知识来源
近似解数量级
1
明显的方案
32%
个人专业知识
10
2
简单的改进
45%
组织内部的知识

102

3
重大的改进
18%
行业内的知识

103

4
变革或新概念
4%
跨行业的知识

105

5
未知的新发现
1%
所有已知的知识

106

 
从上表可见,我们工作和生活中接近80%的问题都属于常规问题,是可以依靠自身或组织的专业知识,加上一定的努力解决的。
同样,每年千万级的专利申请中,绝大部分的专利都属于微创新,是属于第一和第二级发明创造。这个比例也告诉咱们企业的研发同学,申请几件专利是多么容易的事情,研发同学每天的工作、思考解决的问题都是创造性成果,即便是简单的改进和微创新也是可以申请专利的。

No.2

TRIZ 理论能做什么?


发明创造或者说创造性的解决问题那么难,有没有可行的方法简化解决方案发现过程,把潜在可行解的范围从1000缩小到100个,对,TRIZ可以。
针对第2~第5等级的问题,TRIZ 理论分别提供了有针对性的工具来帮助我们更好、更快的找到解决方案。


从上表可以看出,TRIZ 理论提供了相应的工具能够帮助我们解决大部分问题,需要说明的是,TRIZ理论提供的工具不止表中所列这些,这里仅列了一些常用且易用的工具。

No.3

TRIZ理论是万能的吗?


Altshuller提出的经典 TRIZ 理论,主要用于工程领域,很少涉及到非工程领域中的问题。且不说TRIZ理论压根没有针对第五级发明问题的解决方案,即便有特定工具的第二、三、四级发明问题也不可能完全可以通过TRIZ找到答案。因此,笔者认为TRIZ实践中还是要强调TRIZ 的工具属性,避免夸大其作用和能力。
另外,TRIZ是工具,工具是不可能直接告诉我们答案的,而是帮助我们更快的找到更好的答案。比如,喷气式飞机在接近音速时,由于空气阻力骤然增大,机翼上会出现“激波”从而造成气流不稳定。为了消除不稳定,德国设计师将机翼设计成后掠式减小空气阻力。但带来的新问题是比平直机翼升力小,燃料消耗升高。如果用TRIZ的矛盾理论,提取出一对矛盾的工程参数,即:改善的工程参数是“40外来有害因素”,恶化的工程参数是“16 移动物体消耗的能量”。通过矛盾矩阵,我们可以获得推荐的解决矛盾的发明原理有:
  • 6 使之普遍性、多用性

  • 24 借助中介物

  • 1 分割

  • 26 用复制(品)(虚拟物体)

  • 15 动态化(或各部分可改变相对位置)

  • 14 曲面化

  • 17 转变到新空间维度

  • 3 局部质量

TRIZ 理论提供给我们的是最可能适用的发明原理,而不是解决问题的答案。后续,我们还是需要利用专业知识和能力在以上8个原理的指导下去发现可行的解决方案。从另一方面说,假如真有一种理论可以直接给出解决问题的答案,那么就再也不需要技术人员了,所以这种想法也是不切实际的。
TRIZ的价值就在于,让寻找解决问题的途径更科学,避免盲目的摸索;给你指明了几条最可能的方向,可能是你不会想到的方向,而不是直接把你送到目的地。
在上面的例子中,根据“14 曲面化”原理改进的例子,将机翼设计成椭圆形以减小翼尖因空气绕流产生的阻力。

英国“喷火式”战斗机——图片来自网络

另外,根据“17 转变到新空间维度”原理改进的例子,将机翼设计成三维立体形,解决二维机翼所产生的矛盾,从而减小翼尖扰流。

图片来自网络

甚至更夸张一些:

图片来自网络

可见,TRIZ理论给了我们帮助后,还需要专业的技术人员发挥想象力、充分运用知识储备来思考、寻找答案,最终答案显示出来的“样子”取决于人,而不是TRIZ。
 

No.4

TRIZ理论国内现状


TRIZ 理论起源于前苏联,后活跃于欧美日韩,说明其对发明创造活动切实有指导意义。在国内不温不火与TRIZ理论夸张的推广方式,以及与实践脱节不无关系。TRIZ理论没有和企业完美的结合,虽然包括政府、学术界也曾积极推广,但真正的实践者“企业”并不感兴趣。当然,凡事皆有例外,造诣深的企业将其作为企业战略能力秘而不宣也未尝不可能。

图片来自国际TRIZ学会官网

总之,TRIZ理论只有运用于企业的研发实践,才能真正显示出其价值和意义。TRIZ源于专利,服务于研发创新与问题解决,落点当然是帮助企业更好布局专利,打造核心竞争力。作为咨询企业,在辅助企业研发、进行专利挖掘时,TRIZ理论可以发挥巨大威力。

TRIZ理论针对具体问题探索解决方案的过程中,不是指向一种方案,而是囊括了跨领域多种潜在解决方案。通过这种方式,不仅拓宽了思维广度,也能够获取多个潜在可行方案。所有这些创新成果,能够帮助打造完整专利网。从这个意义上说,TRIZ源于专利,更善于专利,长于布局。

作者简介:付钦伟,专利代理人、专利咨询师,研究生选专业“误入歧途”,进入高大上的知识产权领域,目前从事专利咨询分析工作,励志为中国知识产权事业抛头颅、洒热血。

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