TRIZ理論的優勢特點及其局限性

武青艷，陳瑞三，羅玲玲

1.沈陽建筑大學，遼寧 沈陽 110004；2.東北大學，遼寧 沈陽 110004

TRIZ理論曾被前蘇聯列為國家機密，禁止在國外傳播和應用。它為二戰后前蘇聯的科學技術的突飛猛進立下了赫赫戰功，極大地提高了前蘇聯的自主創新能力，使其自主創新成果令當時的西方發達國家望塵莫及。20世紀80年代中期，伴隨著前蘇聯當時的一些外籍科學家陸續遷徙海外，TRIZ理論才逐漸浮出水面，被介紹、引進到其他國家。此后，立即引起了以西方發達國家為首的國家科技界、經濟界、教育界，特別是軍事國防部門的高度重視，迅速出現了一個大規模、多領域人士參與的研究和推廣應用TRIZ理論的高潮，并且出現了成千上萬項重大的技術發明，為眾多企業帶來了巨大的經濟效益和社會效益。因此，TRIZ理論在創新領域的“發動機”“點金術”作用為世人所強烈認可，并正在進一步推廣。然而，任何一種創造理論或創造方法都有其自身的優勢特點和局限性，TRIZ理論也不例外。而我們在推廣應用TRIZ理論的過程中，應發揚其優勢特點，盡可能地克服其局限性，從而順利地推動科技創新。這就需要對TRIZ理論的優勢特點和局限性進行深入研究，得到清晰的認識。

一、TRIZ理論的核心思想和現代進展

TRIZ是俄文詞頭縮寫，含義即發明問題解決理論，其英文縮寫為TIPS（theory of inventive problem solving）。它是由前蘇聯發明家、發明家協會主席根里奇·阿奇舒勒（Genrich S.Altshuller）領導的數十家大學、研究所和企業組成的研究團體，于1946年開始，花費1500人/年，在研究了世界各國250萬份高水平專利的基礎上，提出的一套具有完整體系的發明問題解決理論和方法。20世紀80年代中期以后，隨著TRIZ理論在國際上的不斷傳播推廣，發源于前蘇聯的TRIZ理論又在世界眾多學者、專家和實踐者的努力下繼續發展完善著。關于TRIZ理論的發展階段，仁者見仁，智者見智，不同的學者提出了各自的觀點。有的學者提出了三階段說，有的學者認為是四個階段，還有學者強調其發展經歷了七個重要階段。本文認為基本上可劃分為早期理論奠基階段和現代發展階段。在早期理論奠基階段，其基本理論和核心思想已經確立。

（一）TRIZ理論的基本理論和核心思想

1.TRIZ的基本理論。在前蘇聯時期，通過對大量發明專利的分析和比較研究，提出了一系列理論觀點，主要如下。

第一，阿奇舒勒總結出了TRIZ的四大理論基礎，即創新問題定義、創新模式、創新等級劃分和技術系統演化模式。其中，技術系統演化模式是TRIZ理論的總綱。

第二，著名的TRIZ專家Savransky博士認為，矛盾、演化、資源和理想度概念是TRIZ理論的基石。

第三，阿奇舒勒提出了TRIZ的主要方法和工具。它們分別是：矛盾矩陣和創新原理；物質場分析模型和76個標準解；創新問題解決算法（ARIZ）；科學和技術知識效應庫。

從以上主要內容來看，在這個時期，建立了TRIZ概念基礎，開發了許多工具和方法，也為其使用者帶來了巨大的經濟和社會效益，表現出了它的強大生命力。

2.TRIZ的核心思想。TRIZ理論的核心思想主要體現在三個方面：（1）無論是一個簡單產品還是復雜的技術系統，其核心技術的發展都是遵循著客觀規律發展演變的，即具有客觀的進化規律和模式；（2）各種技術難題、沖突和矛盾的不斷解決，是推動這種進化過程的動力；（3）技術系統發展的理想狀態，是用最少的資源實現最大數目的功能。

（二）現代TRIZ理論的發展和完善

從TRIZ的早期理論自身邏輯性和理論實踐者的反映來看，這一時期的TRIZ理論結構松散、復雜，各種方法和工具之間存在著大量重疊交叉現象。這種狀況給推廣者和學習實踐者帶來了諸多不便。因此，必須對其進行發展、簡化和完善。發展、簡化和完善TRIZ的工作從TRIZ走出國門開始，一直到現在不斷地在進行著，并且還將繼續下去。

目前，從TRIZ的現代化成果看，阿奇舒勒提出的TRIZ基本原理并未發生根本性變化，主要是針對TRIZ理論存在的一些缺陷進行了改進和完善。其現代化的主要內容，可以總結如下。

1.近年來，實務界與學術界對TRIZ技術系統進化理論的關注日益增多，學者們先后發展出技術進化理論（ET，Evolution of Technique）、技術進化引導理論（GTE，Guided Technology Evolution）、定向進化理 論 （DE，Directed Evolution）、 技術進化定律（TheLaws of Evolution）等新興TRIZ技術進化理論。一些TRIZ專家則對TRIZ技術進化理論的應用方法展開了詳細的研究與論述。

2.發展集成工具使得所有創新問題可以采用相同的處理路徑；研究開發新的TRIZ工具，使TRIZ支持創新問題解決的各個階段，例如，問題分析和格式化，功能分析和裁剪效果測試、執行等；進一步結構化和擴展TRIZ知識效應庫，增加信息技術和生物技術成果；推出結構嚴謹、包容廣泛的ARIZ新版本。

3.Creax公司和II公司的科學家更新了面向工程領域的沖突矩陣，使通用技術參數增加到48個，補充了37個組合創新原理，與特定問題的聯系更緊密，應用起來更加方便。而且，面向軟件領域和商業領域的矩陣也在發展之中。

4.RLI公司的Leonardo da Vinci分部對物質場分析模型的不完備性，提出了新物質場三元分析法——Triads。另外，該公司還開發了八個問題解決算法，用于簡化古典ARIZ問題的解決步驟。

5.Ideation International公司開發了預期失效判定新工具，用于分析、預測和消除系統、產品和工藝中可能的失效機理，以及直接進化模式來描述技術系統演化模式。

另外，我國學者也為TRIZ的發展完善作出了貢獻：黃洪鐘使用MatlabANN工具箱，將沖突矩陣變換為一個三層BP人工神經網絡模型；洪浩研究了在缺矛盾信息下的解決方法；億維訊公司針對國內需求，推出多層次創新解決方案；戴慶輝實例概括了概念設計中物場分析的把握重點；檀潤華提出了未來需求預測原理，定義了困難功能元的概念及效應綜合方法；張建輝提出如何搜索產品技術進化潛力及構建進化潛力雷達圖的方法，開發了產品技術進化潛力預測系統，可幫助企業快速把握產品的技術走向。

我國的一些研究者還在統一結構發明思想、問題特殊解的概念搜索、對系統故障的定性和定量分析、綠色優化設計等方面，對TRIZ理論進行大膽改進，并收到一定的效果。

直到今天，TRIZ理論還沒有發展成熟，對其進行的發展和完善仍在進行當中。

二、TRIZ理論的優勢特點

TRIZ理論自誕生以來，一直備受關注，并被大力推廣應用，這得益于它自身的優勢特點。TRIZ理論的優勢特點很明顯，可以概括為以下幾點。

（一）幫助實踐者快速、準確地分析和發現核心問題，提高發明效率

物——場模型是用來描述、分析和實現產品功能的重要工具，是由兩個物質和一個場三個元素所構成的完全的、最小的技術系統，是一種用圖形表達問題的符號語言來解釋系統的功能。著名的物——場分析方法通過構建問題的物場模型，可以描述任何技術系統中不同元素之間發生的不足的、有害的、過度的和不需要的各種相互作用，能夠清晰地表達出產品構成，就會幫助實踐者快速、準確地分析和發現核心問題或根本矛盾，不僅為有效地解決問題奠定了基礎，而且還節省了大量的時間、人力和物力。

（二）擴展思維角度，提供知識庫

TRIZ理論提供了如何系統分析問題且具有可操作性的科學方法，如多屏幕法、小人法、金魚法等，可以使我們擴展思維，突破思維定勢，想象各種可能，搜索的范圍可以充滿全部解空間，將所有的可能解包羅無遺。

TRIZ理論體系中有按照物理、化學、幾何學、功效等特征構建的專利知識數據庫，還有矛盾矩陣表、76個標準解決方法、77個發明原理（在原來40個原理基礎上又增加了37個）、解決物理矛盾的分離原則、發明問題解決程序（ARIZ）等。這就為發明者進行創造活動提供了直接的或可資參考和借鑒的豐富、便利的方案來源，彌補了發明者知識、信息有限性的缺憾，提高了工作效率。而且，它還促進了技術系統程序化地有初始問題逐漸向“理想解”的方向進化。

（三）通過形式化手段，使發明過程科學化，具有較強的邏輯性和形式化特點

總體上看，TRIZ理論要求對問題進行系統分析，并在此基礎上確定出影響問題解決的核心問題或根本矛盾，然后選擇運用原理、方法和原則等按照程序有步驟地進行解決。這樣，就將一個復雜的、不確定因素叢生的解題過程，轉化成為一門精確的科學運用過程，使發明創造有法可依、有章可循，具有較強的規律性，縮短了問題解決的時間。整個問題解決過程需要的不是發明者的直覺、想象和靈感等，而是依靠發明者認真、細致、嚴密的工作和精通與發明課題有關的專門知識，因而具有較強的邏輯性和形式化特點。這一點充分顯示出科學主義對技術發明的影響。

（四）預測技術的未來發展趨勢，使發明者具有戰略眼界

經典的TRIZ理論提出了技術系統進化的八大法則，即完備性法則、能量傳遞法則、動態性進化法則、提高理想度法則、子系統不均衡進化法則、向超系統進化法則、微觀進化法則和協調性法則。現在，也有人將其擴展為11種進化法則。這些進化法則是技術進化的真實描述，已被不同歷史時期的大量專利及技術信息所證實。另外，產品進化S曲線描述了技術系統的完整生命周期和技術系統一般發展規律。利用這些進化法則和產品進化S曲線，可以分析確認技術系統的發展階段，預測未來發展趨勢，從而指導創新者進行技術決策，制定新產品開發戰略，提升技術、經濟和社會的綜合競爭力。

三、TRIZ理論的局限性及其克服辦法

TRIZ理論方法是一種在前人創新成果與創新方法基礎上的提升和集成，科學地揭示了創造發明的內在規律和原則。它著力揭示系統中存在的矛盾，而不是逃避矛盾，其目標是不折中地完全解決矛盾，獲得理想化的最終結果。而且它是基于技術的發展進化法則研究整個設計與開發過程，有強大的效應知識庫、創新方案庫及專利知識的支持，在已有的技術發明創造方法中極具優勢地位。但盡管如此，TRIZ理論還是有其自身的局限性的。筆者認為，這方面可以考慮從以下幾個方面進行分析。

（一）TRIZ理論自身的邏輯性、形式化和規范性特點容易使發明過程一般化，忽略主體及其個性化特點

TRIZ理論在解決發明問題的整個過程中，運用相應的原理、方法和原則按照程序有步驟地進行，具有較強的邏輯性、形式化和規范性特點。這是它的優點，但同時也為此法的運用帶來局限性，即容易使發明過程一般化，排斥主體個性化。TRIZ方法脫離創造主體自身狀況，完全從技術問題本身去討論創造發明方法。這樣，在運用TRIZ理論方法解決問題時，就容易使人產生誤解，以為掌握了TRIZ理論方法就可以進行發明創造了，其實不然。

首先，TRIZ忽視了創造主體的作用。創造離不開創造主體，創造方法的普及和運用也要充分考慮主體的認知風格與創造方法的契合度。如果置主體的心理品質于不顧，單純強調創新方法的客觀邏輯性，容易陷入用傳授知識和解數學題的方式教發明，很難達到理想的效果。科學創造方法論對方法問題的思考，是以對創造主體的關注為其基本前提的，并不只是就方法而論方法問題。科學創造方法論的研究重心在于認識或創造的主體，這是它的一大根本特點之所在。創造主體的思想認識、思維方式、領域技能、個性品質、認知風格、動手能力等在發明創造中起到重要作用。比如，都使用組合原理解決問題：有的人專業背景知識比較豐富，思維靈活，可能把相隔很遠的東西結合起來，從而做出發明創造；相反，有的人思路狹窄，就很難用組合法提出有創意的方案。TRIZ理論不能忽略或排斥主體，對技術問題進行客觀分析的方法必須與主體創造人格的培養相結合。這就是北京大學傅世俠教授所強調的創造方法的主體性原則。

其次，TRIZ壓抑解題的個性化進路。創造有規律，創造也無規律，“有”和“無”都在于把握那個“度”。TRIZ過分強調創新的一般邏輯和解題的規范性進路，必然壓抑那種無拘無束的心靈。因此，在學習、使用TRIZ理論方法時，不能嚴格地遵守解題的邏輯步驟，要允許個性化的解題過程，弱化TRIZ理論方法的一般化特點。

（二）TRIZ理論方法排斥想象、靈感、頓悟等非邏輯思維因素

TRIZ理論在解決發明問題的整個過程中，需要的不是發明者的直覺、想象和靈感等。TRIZ理論的創立者阿奇舒勒曾說，在發明創造活動中，“你可以等待100年獲得頓悟，也可以利用這些原理15分鐘解決問題”。也有人認為，應從漫無邊際的發散思維和排列組合的“試錯法”發明方式，轉向按程序步步逼近的邏輯方式找到準確的答案。就如同代數的解題思路一樣，實現解決發明問題的有序、快速和高效。80%的發明問題屬TRIZ標準問題，一旦熟練掌握TRIZ理論方法后，一兩步就能快速解題，而不再需要去一味等待令人難以駕馭的靈感和頓悟的降臨。這樣的觀點都是排斥想象、靈感、頓悟等非邏輯思維因素。隨著TRIZ理論的不斷運用，久而久之，就容易忽略或抑制想象、靈感、頓悟等非邏輯思維的鍛煉和養成，而這并不利于創造性思維的健康發展，還可能損害創造力水平的提升。因為創造性思維既重視邏輯思維，又重視非邏輯思維，強調二者相輔相成、協調作用，這樣，才能更好地進行創造性思維。另外，尤為重要的是，大量的科學技術實踐恰恰佐證了想象、靈感、頓悟等非邏輯思維在科學技術發展創造中的關鍵作用。想象、靈感、頓悟等往往給人們帶來意外驚喜，所以受到科學技術創造者的偏愛。因此，即便學習掌握了TRIZ理論方法，也不應排斥想象、靈感、頓悟等非邏輯思維因素。

為了克服排斥想象、靈感、頓悟等非邏輯思維因素的局限性，筆者認為，應從以下幾個方面著手。首先，要對現有的所有創造發明方法有個正確、全面的認識。各種方法都有其自身的優勢和不足，TRIZ理論方法也不能涵蓋所有方法，并取而代之。其次，應將TRIZ方法與其他創造發明方法結合起來靈活運用，盡可能地發揮各種方法的優勢。這方面的嘗試已有一些，如Yoshiki Nakamura提出將TRIZ的設計步驟細分，在每個步驟中采用頭腦風暴法決定下一步等。再次，應該認識到創造含義的豐富性，即創造除了包括技術創造外，也包括科學創造、文學藝術創造和經濟領域的創造，等等。而且在這些創造中，都強調想象、靈感、頓悟等非邏輯思維的重要性，因而不能抹殺想象、靈感、頓悟等能力的養成。最后，應主動地通過多種方式進行想象、靈感、頓悟等非邏輯思維能力的訓練，以提高綜合創新能力。

（三）TRIZ理論體系尚不完善

很多TRIZ工具沒有集成為一個整體系統，也沒有就如何選擇特定工具解決特定問題給出清晰的建議；面對“能量場應用越來越多，而機械特征相對減弱，設計中的風險和安全受到更多關注”的新變化，TRIZ本身對如何確定沖突未給出操作性較強的方法；缺乏描述信息技術和生物技術的效應；ARIZ使用步驟冗長，產生的解決方案可選擇性不強；物場分析模型不完備，有時不能得到理想的解決方案等。

這一局限性的解決，主要是依靠世界各國TRIZ研究的專家學者們對各種發明創造成果（既包括以前的成果，也包括最新的成果）和TRIZ理論方法繼續進行廣泛深入的研究，從而不斷推動該理論體系進一步充實和發展。這一實踐隨著TRIZ理論走向世界后就不斷地在進行著，正如前文所述，TRIZ理論的現代化從很多方面充實完善了原來理論中的不足之處。雖然這些做法可以在很大程度上克服理論體系不完善的局限性，但依然存在問題，需要各領域的研究者進一步思考，如TRIZ理論的現代化目前是否已經完善，這些現代化成果是否已經完美，還有哪些內容需要進一步改進，等等。

另外，還有一些局限性也應引發我們深思，如TRIZ理論強調主體對工具的使用，往往忽視主體的存在，那么主體的創造性是否還起作用，在多大程度上起作用，長此以往，主體的創造性是否會被泯滅？等等。

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