基于TRIZ理論的刷卡式ATM機的創新研究

王晶晶 雷文靜

摘 要：本文以TRIZ理論為研究方法，結合實際研究采用刷卡式的ATM機。利用TRIZ理論的物質-場分析、物理矛盾與技術矛盾等分析方法針對現有ATM機吞卡問題，以及不法分子利用密碼輸入功能進行詐騙的行為，設計出刷卡式ATM機，增加指紋輸入驗證身份的功能，以提高其安全性與方便性。

關鍵詞：TRIZ理論；刷卡式ATM機；指紋輸入

0 前言

目前通過對ATM自動取款機的調查研究表明，現有的ATM機雖然給人們的生活帶來很大的便利，但由于人們對其依賴越來越大，使得人們對其安全性與方便性的要求也越來越高，因而必須重視在現有的ATM機基礎上進行創新。在人們實際使用ATM機的過程中發現了現有ATM機存在的安全性問題。最常見的問題就是許多的不法分子利用ATM機的密碼功能進行詐騙，除此之外，還存在忘記將ATM機中的銀行卡取走、銀行卡插進ATM機之后，錢出來了卡卻出不來等問題。上述一系列問題均可能導致用戶遭受或多或少的經濟損失。本論文研究目的旨在提高ATM機的安全性與方便性?；赥RIZ理論對傳統的ATM機進行創新研究，提出解決上述安全隱患的思路和改善方法。

1 TRIZ理論

TRIZ是俄文首字母縮寫，字母意思就是"解決創意問題的理論"，英語為Theory of Inventive Problem Solving，意思是"發明問題的解決理論"，在歐美國家也可縮寫為TIPS。TRIZ理論是由前蘇聯發明家赫舒列爾在1946年創立的，他也被尊稱為TRIZ之父。他總是考慮這樣一個問題：當人們進行發明創造、解決技術難題時，是否有可遵循的科學方法和法則，從而能迅速地實現新的發明創造或解決技術難題呢？答案是肯定的！他發現任何領域的產品改進、技術的變革、創新和生物系統一樣，都存在產生、生長、成熟、衰老、滅亡，是有規律可循的。人們如果掌握了這些規律，就能能動地進行產品設計并能預測產品的未來趨勢。在以后數十年中，他窮其畢生的精力致力于TRIZ理論的研究和完善。在他的領導下，前蘇聯的研究機構、大學、企業組成了TRIZ的研究團體，分析了世界近250萬份高水平的發明專利，總結出各種技術發展進化遵循的規律模式，以及解決各種技術矛盾和物理矛盾的創新原理和法則，建立一個由解決技術，實現創新開發的各種方法、算法組成的綜合理論體系，并綜合多學科領域的原理和法則，建立起TRIZ理論體系。

當遇到創新問題時，設計人員可以利用物場模型或其他模型來解決問題，將沖突參數化，參照矛盾矩陣，尋找發明原理，在一般解的思想下不斷地發現產品的實質性沖突，進而連續地解決矛盾沖突，不斷地向理想化狀態前進，最終找到適合需要的理想解。在具體操作實施時，技術系統演變的8個法則，39個通用工程參數，40條發明原理，76個標準解，發明問題解決算法，只要適當合理的運用這些方法即可最大效用的解決實際問題。

2 基于TRIZ理論的刷卡式ATM機的創新研究

為在一定程度上解決現有ATM機插卡裝置的安全性問題，刷卡式ATM機利用阿奇舒勒提出TRIZ理論創新設計方法，將現有ATM機辦理業務的插卡方式改進為刷卡形式，將現有銀行系統辦理業務時輸入密碼的身份驗證方式改為指紋識別身份的驗證方式，而且為避免使用指紋識別帶來的他人不能代取款功能，保留現有的密碼輸入驗證身份的功能。

2.1 現有ATM機的局限性

現有的ATM機存在很多局限性，例如在ATM機上辦理業務時銀行卡有進無出，工作人員無法及時趕到現場對ATM機進行故障搶修，導致浪費客戶時間，嚴重者讓客戶遭到財產損失的問題。另外一些不法分子更是用非法手段獲取用戶的銀行卡號和用戶信息，將他人財產非法占為己有。ATM自動柜員機淪落成詐騙和盜竊的溫床。

2.2 刷卡式ATM機的設計要求

1）現有ATM機辦理業務的插卡方式改進為刷卡形式，在一定程度上解決了現有系統吞卡的缺點。刷卡以讀取卡片的信息，避免了插卡方式為人們帶來的忘記取卡的損失。刷卡在當今社會也是一個非常時髦的話題，許多方面都能刷卡進行消費，這也在一定程度上解決某些人不會使用ATM機插卡功能為其帶來損失的問題。

2）將現有銀行系統辦理業務時輸入密碼的身份驗證方式改為指紋識別身份驗證方式，并在國家進行對身份證錄入指紋信息的改革之時進行，能在一定程度反應出國家宏觀政策改革所帶來的社會利益，使辦卡人的身份驗證變得更加簡便與真實，因每人的指紋都不一樣，能在一定程度上避免非法分子利用非法手段牟取利益，提高ATM機的安全性。

3）為避免使用指紋識別帶來的不能他人代取款功能，保留現有的密碼輸入驗證身份的功能，然而為從根本上解決ATM機的安全性問題，在使用密碼驗證身份的同時錄入取款人的指紋信息，將該指紋信息輸入銀行的網絡系統進行備查，就算非法分子非法竊取別人的財產也能通過其指紋信息與二代身份證匹配，快速找出犯罪分子，將其繩之以法。

2.3 根據TRIZ理論的創新方法進行設計

目前，ATM的構成可以分兩部分：硬件系統和軟件系統。硬件系統：硬件系統由下半部分的保險柜和上半部分的電子柜構成主體框架；保險柜中包含現金處理模塊——機芯，電子柜中包含PC、讀卡器、流水打印機、憑條打印機、通信控制板或者輸入輸出（IO）控制板；機器外部為面板部分；面板部分都是按照人體工程學原理設計，考慮了讀卡口位置、鍵盤位置、閘門位置、顯示器位置及其用戶使用的高度和角度等。 軟件系統：軟件系統一般分3級；第一級為介質程序級，是各個模塊的底層驅動；第二級為動態庫級，負責封裝介質程序并向上給ATMC（ATM控制軟件）提供接口；第三就是ATMC，它向下負責調度各個模塊，向上負責和銀行系統通信，完成整個服務控制過程。

為從根本上解決ATM的安全性與方便性，本文主要介紹在保存ATM機現有的部分功能的同時利用TRIZ理論進行創新。

（一）利用TRIZ理論，將ATM機的插卡裝置改為刷卡裝置，避免ATM機吞卡。主要利用TRIZ的物質-場分析、物理矛盾與技術矛盾等分析方法研究此創新作品存在的問題。

（1）技術矛盾：TRIZ理論用阿奇舒勒矩陣解決技術矛盾，將導致技術矛盾的因素總結成TRIZ的通用技術矛盾參數把技術矛盾參數，利用矛盾矩陣找出可能解決問題的發明原理。

研究從利用TRIZ理論分析所得到的問題中找到解決問題的方案。主要研究進行TRIZ理論分析得到的技術矛盾即刷卡裝置使用的銀行卡片的安全性與信息的存儲與輸出功能。

為解決銀行卡的存儲與輸出功能，本文介紹利用TRIZ創新理論技術創新40法的分割法、組合與合并法、嵌套法與反饋法對這一問題進行深入、細致的研究。

嵌套法是指將具有不同功能的若干物體嵌套至同一個物體內，還可使這個物體產生多種獨特的功能。將ATM機插卡裝置改為刷卡裝置，將刷卡設備嵌套在ATM機上，提高其方便性，解決了ATM機的吞卡問題。

組合與合并法是指把相同的物體或完成類似操作的物體聯合起來，刷卡式ATM機是將刷卡設備與ATM機組合，解決銀行卡的存儲與輸出功能。

為解決銀行卡的安全性問題，利用TRIZ理論的分割法、借助中介物法、機械系統替代法、改變顏色法、復合材料法等研究方法，對該問題的進行理論性研究，使其問題得到解決。

（二）利用TRIZ理論，將ATM機的密碼身份驗證改為指紋識別身份驗證，與國家對身份證的改革相結合，提高ATM機的安全性與卡主信息的真實性。

主要利用TRIZ創新設計理論的生命曲線、九屏圖分析與卡諾圖等分析方法對該問題進行研究，并利用TRIZ體系與相關物質場分析找到解決問題的方法。主要研究利用TRIZ理論的卡諾圖分析方法得到的一系列問題。

在利用上圖對ATM機的改進進行分析時，發現這樣改進所存在的問題：客戶喜歡ATM機的安全性能非常的高，可是卻不喜歡只能本人才可以去ATM機取錢，客戶可能喜歡ATM機的安全性既能非常高又可以在自己工作或其他使自己不能親自取錢時請自己信賴的人代其取款。雖然該改進的系統能夠實現銀行卡信息的高度安全性，可是卻不能實現他人為其代取的情況。針對這一問題，我們將利用TRIZ創新理論的分割法、中介物法、組合與合并法、多元性法、預先作用法，復制法等方法針對上述問題進行研究。對保留現有密碼輸入功能，增加代取款人的指紋信息錄入與存儲等技術理論進行研究。提出利用TRIZ理論建立TRIZ方法分析模型的研究與利用。

3 結論

TRIZ理論曾經被稱作前蘇聯的"國術"、"神奇的點金術"，它是目前國際上360余種創新方法中比較系統、應用效果好的方法體系之一。TRIZ理論與傳統的創新方法相比，具有鮮明的特點和優勢。它能成功地揭示創造發明的內在規律和原理，快速地確認并解決系統中存在的矛盾。由于它是基于技術的發展進化規律來研究整個產品的發展過程，不再是一種隨機的創新行為，因而可以大大地加快發明創造的進程，提升產品的創新水平。對問題情境進行系統的分析，快速發現問題本質，準確定義創新性問題和矛盾。對創新性問題或者矛盾提供更合理的解決方案和更好的創意。

本論文的創新在于使用TRIZ理論，將該理論運用到刷卡式ATM機的研究上，2009年9月，蘭州大學經濟學院學生馬雪彬、林升平在其論文《商業銀行ATM 發展策略研究》中提出： 商業銀行ATM安全性不僅事關銀行用戶的切身利益，而且還影響到ATM機將來的進一步推廣應用。在其調查中發現：只有47.66%的受調查用戶認為使用ATM交易是安全的，38.45%的受調查用戶認為ATM的安全性能一般，有13.89%受調查用戶認為ATM是不安全的。且人們對ATM機安全性的信賴度不高。我們在對現有的ATM機進行研究時發現，現在國內都采用插卡及輸入密碼驗證持卡者身份的方式實現ATM機現有的所有功能。并且在近幾年國內外對ATM機的研究中，大都著重于對ATM機業務拓展的研究，而在ATM機的安全性與方便性上的研究甚少。近年來，由于各種非法分子利用ATM機竊取客戶財產的行為日益猖獗，我國便采用在ATM機上增加攝像頭，利用錄像與作案時間推測犯罪分子，將犯罪分子繩之以法、提高客戶的密碼難度，拒絕客戶使用與其身份相關的密碼等措施。然而這一系列措施并不能從根本上杜絕犯罪分子的犯罪行為，要從根本上消除犯罪分子的僥幸心理，讓其無計可施才能使ATM機的安全性從根本上得到解決。對于ATM機的吞卡現象，目前國內外對這一現象似乎沒有很深的認識，對于這一問題重視程度也不夠。然而，為了提高銀行系統的服務質量，任何一個小的問題都不容小覷。由此可見，刷卡式ATM機有著很廣的應用前景。

參考文獻：

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基金項目：哈爾濱商業大學大學生創新創業訓練計劃校級項目。項目編號：201310240101。