基于單項參數轉換的TRIZ最小算法

曲鳳成++崔盛文++孫磊++張秀平

摘 要：單向參數轉換算法是TRIZ“本土化”理論體系S-TRIZ中建立的“非矛盾分析”的最小算法。該文主要從算法的建立、算法的工作流程兩個方面進行闡述，并運用該算法對兩個應用實例進行分析并得到實際方案。

關鍵詞：TRIZ S-TRIZ 單項參數轉換 非矛盾分析

中圖分類號：G3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（c）-0069-02

建設“創新型國家”，科技創新是基本戰略。黨的十八大明確提出“科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐，必須擺在國家發展全局的核心位置。”強調要堅持走中國特色自主創新道路、實施創新驅動發展戰略。這是“關系全局和長遠的重大戰略”。“自主創新，方法先行”，如何大幅度提高科技創新能力，實現創新驅動發展，創新方法的引進、改造和應用是關鍵環節之一。

TRIZ是當今流行創新方法中最科學有效，最具生命力的創新方法之一，尤其是應用于具體的一種技術創新，其他方法不能望其項背。但TRIZ本身過于龐雜，需要較長的學習和實踐周期才能掌握。我國有學者認為TRIZ之所以難于駕馭，是因為其“疏于管理”，事實上TRIZ自身尚處在S-曲線的初期，還在不斷發展完善之中。

“本土化”是我國引入TRIZ的必由之路。TRIZ“本土化”的三個重要方向：進化——進一步發展完善及結構化（包括與其他創新方法的結合），用以解決創新等級中第3、4級的問題；簡化——集約和系統化（收縮），用以解決創新等級中第2、3級的問題；泛化——由技術領域向其他領域的應用延伸（展開）。[1]

我們認為，當前TRIZ“本土化”研究的主要方向是“簡化”研究，以推進TRIZ在我國的快速普及，尤其是促進TRIZ在中、小、微企業自主創新中的普及應用。“簡化”不是簡單化，而是通過對經典TRIZ的梳理和“本土化”重構，使TRIZ的結構更加合理，工具體系更加緊湊，更易于學習掌握和使用。

在深入研究經典TRIZ基礎上，我們提出了TRIZ“簡化”方向上的理論體系：S-TRIZ，意即“簡約的（Simplified）”、“小型的（Small）”的、“結構化的（Structured）”的TRIZ理論。單向參數轉換算法是S-TRIZ中建立的“非矛盾分析”的最小算法。

1 單向參數轉換算法的建立

TRIZ理論認為，發明問題的核心是解決矛盾，未克服矛盾的設計不是創新設計， 設計中不斷的發現并解決矛盾，是推動產品向理想化方向進化的動力[2]。但多數情況下，矛盾并不明顯，它隱藏在問題的深處，需要對問題進行深入的分析才能找到。

1.1 建立的依據

TRIZ解決問題的第一步是描述問題。“問題包含矛盾，但問題并不等同于矛盾”。當只是“就問題而論問題”的時候，問題的發現通常是直接而容易的，因為在這種情況下，討論的只是存在的不足，而不涉及其他[3]。對于那些低創新等級的問題，我們可以繞過矛盾分析，直接通過描述問題確定的單向參數求得原理解。為此，我們建立了單向參數轉換算法。

單向參數轉換算法基于“對立統一”的辯證法規律建立。這一規律最早起源于我國古代“陰陽”思想。古代樸素的唯物主義思想家把矛盾運動中的萬事萬物概括為“陰”、“陽”兩個對立的范疇，并以雙方變化的原理來說明物質世界的運動，變化[4]。古人認為陰中有陽，陽中有陰，陰陽變化，周而復始。這一思想集中而形象地體現在了太極“陰陽魚”中。

1.2 工作原理

單向參數轉換算法工作原理是：

通過問題的描述找到存在問題的參數（參數名稱來源于TRIZ的39個標準工程參數），這些參數需要向改善的方向轉換，即正向轉換，則查找參數在正向轉換原理表中對應的原理，再將對應的原理逐個分析，最終找到解決問題的方法。

如果發現問題的解決（可以是正向轉換的問題，也可以是其他問題）導致某些參數變差，即負向轉換，則查找參數在負向轉換原理表中對應的原理，再將對應的原理逐個分析，最終找到解決問題的方法。

參數轉換原理表來源于對矛盾矩陣中改善的參數和惡化的參數使用原理頻度的統計（見表1）。

2 單向參數轉換算法的工作流程

單向參數轉換算法工作流程如下：

（1）描述初始問題；

（2）列表有害的或功能不足的問題項；如發現解決問題時有些地方被惡化了，則列表被惡化的問題項；

（3）將以上列出的問題項分別歸結為通用工程參數（參照TRIZ的39個標準工程參數）；

（4）對有害的或功能不足的參數（需要正向轉換的），查找單向參數轉換原理表中的正向參數轉換原理，找到相應參數對應的原理；如定義的參數是被惡化的（需要負向轉換的）查找單向參數轉換原理表中的負向參數轉換原理，找到相應參數對應的原理；

（5）分析確定適用原理，獲得原理解；

（6）由原理轉向實際方案；

（7）評價獲得的方案。

3 應用實例

下面我們通過兩個案例來簡要闡述單向參數轉換算法的應用。為便于比較，我們延用了傳統TRIZ矛盾分析方法常用的案例。

3.1 賽車的流線型設計和定風翼設計（正向轉換實例）

（1）描述初始問題：賽車的速度遠高于普通汽車，加速和過彎都要求輪胎和地面有足夠的摩擦力，而在高速行駛時，賽車輪胎和地面之間的摩擦力已經不足以保證順利的加速和過彎。

（2）列表問題項：由于速度要求，一般賽車都做的比較輕，結果導致摩擦力變小（有害的問題項）。

（3）將問題項歸結為通用工程參數：參數1：運動物體的重量。

（4）查找正向參數轉換原理：運動物體的重量對應的正向參數轉換原理：35 28 18 26 27 29 31 34 2 3 10。endprint

（5）分析確定適用原理，獲得原理解：分析上述原理，28號機械系統替代原理、29號壓力原理適于該問題：

原理28的解釋3：用可變場替代恒定場，隨時間變化的可動場替代固定場，隨機場替代恒定場。

原理29的解釋：使用氣體或液體代替物體的固體部分。

（6）由原理轉向實際方案：分析系統及環境中的資源，空氣是可被利用的最佳資源——賽車高速行駛時空氣產生的“風場”可以控制，空所動力學裝置可以產生需要的“壓力”而無需增加固體的“配重”。具體的解決方案是：賽車安裝定風翼，通過變化的氣流增加汽車向下的壓力，增加高速和轉彎時的摩擦力。

（7）評價獲得的方案：該方案可以很好地解決問題，未增加過高的成本，未產生任何不可接受的負效應。

3.2 飛機進氣口設計（負向轉換實例）

（1）描述初始問題：增加噴氣式飛機引擎進氣口進氣量的最有效方法是增大進氣口的面積，但是隨著進氣口的增大，會導致引擎與地面距離變小，降低了飛機的安全性。

（2）列表問題項：在解決進氣口問題時，引擎直徑（可理解為長度）增大導致與地面太近（負向轉換的問題項）。

（3）將問題項歸結為通用工程參數：參數3：運動物體的長度。

（4）查找負向參數轉換原理：參數3對應的負向參數轉換原理：1 15 29 14 17 28 4 13 19 35 10 2。

（5）分析確定適用原理，獲得原理解：分析獲得的原理，4號非對稱原理適用于解決該問題。

原理解：4號原理解釋1：將物體的對稱形式轉為不對稱的形式。

（6）由原理轉向實際方案：將飛機引擎的進氣口做成橢圓形。

（7）評價獲得的方案：該方案有效提高了引擎進氣效率，同時很好地克服了負面影響。

4 結語

單向參數轉換算法是TRIZ技術矛盾分析方法的簡化改進，在解決創新等級中第2、3級中的簡單問題時可以大大的簡化解題步驟，節省解題時間。該算法也為TRIZ簡化研究提供了新思路。

參考文獻

[1] 曹福全，于鳳麗，王洪波.TRIZ“本土化”理論體系構建研究—— S-TRIZ概念的提出[J].黑河：黑河學院學報，2012（4）.

[2] 楊清亮.發明是這樣誕生的—— TRIZ理論全接觸[M].北京：機械工業出版社，2006.

[3] 沈萌紅.創新的方法—— TRIZ理論概述[M].北京：北京大學出版社，2011.endprint