TRIZ真的是創(chuàng)新“點(diǎn)金術(shù)”嗎
——對浙江省TRIZ應(yīng)用效果的分析

姚 威，儲昭衛(wèi)，胡順順

(1.浙江大學(xué) 公共管理學(xué)院；2.浙江大學(xué) 中國科教戰(zhàn)略研究院，浙江 杭州 310058)

0 引言

TRIZ是俄文中關(guān)于“發(fā)明問題解決理論”的羅馬字母縮寫，由原蘇聯(lián)發(fā)明家根里奇·阿奇舒勒開發(fā)，隨后被廣泛運(yùn)用于各種技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)中。TRIZ因能夠提高個(gè)人創(chuàng)新能力和增強(qiáng)企業(yè)創(chuàng)新實(shí)力，在一些科技宣傳和媒體報(bào)道中被譽(yù)為創(chuàng)新“點(diǎn)金術(shù)”[1-2]。然而，正如“點(diǎn)金術(shù)”擁躉者和質(zhì)疑者并存一樣，TRIZ在實(shí)踐中也是毀譽(yù)參半，有學(xué)者質(zhì)疑TRIZ到底能否產(chǎn)生如宣傳中那樣的巨大效果。

導(dǎo)致爭議的原因有很多方面：第一，TRIZ開發(fā)過程未經(jīng)同行評議，不符合科學(xué)理論誕生的一般程序，存在天然的“合法性危機(jī)”[3]。第二，運(yùn)用TRIZ解決技術(shù)問題的過程難以重復(fù)，解題結(jié)果往往因人而異[4-5]。第三，在實(shí)際應(yīng)用過程中存在學(xué)習(xí)TRIZ理論困難[6]、推廣人員夸大TRIZ使用效果、使用者誤用TRIZ工具[7]、導(dǎo)入和應(yīng)用TRIZ工具體系效率低下[8]以及使用TRIZ理論存在產(chǎn)業(yè)情景差異等問題[9-11]。回應(yīng)這些爭議能夠擴(kuò)大TRIZ理論傳播范圍，有助于工程師認(rèn)識TRIZ使用規(guī)律，從而提升技術(shù)創(chuàng)新成果等級，創(chuàng)造更大的社會經(jīng)濟(jì)效益。基于此，本文通過對TRIZ應(yīng)用過程進(jìn)行調(diào)研和分析，厘清TRIZ應(yīng)用特點(diǎn)和效果，對企業(yè)運(yùn)用TRIZ理論開展技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐具有一定借鑒意義。

1 文獻(xiàn)綜述

1.1 TRIZ適用性研究

當(dāng)前，對TRIZ適用性的研究主要體現(xiàn)在行業(yè)和應(yīng)用目的兩個(gè)方面。其中，行業(yè)適用性研究以Moehrle等為代表，主要結(jié)論如表1所示。從中可見，TRIZ具有廣泛的行業(yè)適用性，幾乎覆蓋了全部制造業(yè)領(lǐng)域以及生物、管理等非制造業(yè)領(lǐng)域。以Ilevbare等為代表的學(xué)者研究TRIZ目的適用性，結(jié)果如表2所示。研究表明，TRIZ能夠幫助工程師解決技術(shù)、產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)、技術(shù)預(yù)測、計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新等各種問題，并不局限于解決特定類型技術(shù)難題或其它單一用途。

表1 TRIZ行業(yè)適用性

表2 TRIZ目的適用性

1.2 TRIZ應(yīng)用效果與效益

當(dāng)前，學(xué)者對TRIZ效果的研究主要集中在TRIZ工具使用方面，如使用頻次和工具有效性等。TRIZ工具使用頻次研究結(jié)果如表3所示，可見不同TRIZ工具之間的使用頻次差異較大，學(xué)者基本認(rèn)可矛盾是最常用的TRIZ工具，但未就工具使用頻次及導(dǎo)致使用頻次差異的原因達(dá)成共識。

表3 不同TRIZ工具使用頻次

相關(guān)學(xué)者對TRIZ效益的研究主要關(guān)注解決方案產(chǎn)出和TRIZ應(yīng)用效果，如表4所示。從中可見，這些研究大多從經(jīng)驗(yàn)出發(fā)對TRIZ效果與效益進(jìn)行評價(jià)，研究結(jié)論呈現(xiàn)出明顯的“兩極分化”態(tài)勢。

表4 TRIZ使用有效性評價(jià)

1.3 研究述評

總體來看，現(xiàn)有研究對TRIZ適用性及其效果效益進(jìn)行了廣泛研究，提高了人們對TRIZ的認(rèn)識，但由于研究樣本和設(shè)計(jì)存在一定局限，還不足以回答“點(diǎn)金術(shù)”之問。當(dāng)前研究總體上存在3點(diǎn)不足：第一，不同研究結(jié)論差異較大。以應(yīng)用行業(yè)為例，Moehrle[13]認(rèn)為TRIZ不存在行業(yè)適用性問題，但Chechurin[12]強(qiáng)調(diào)TRIZ在信息處理和仿生學(xué)/生物工程學(xué)中發(fā)揮著重要作用；Cavallucci[15]認(rèn)為TRIZ常用于汽車行業(yè)，Spreafico[4]認(rèn)為是能源行業(yè)，Zlotin等[14]則認(rèn)為其適用于任何行業(yè)領(lǐng)域。除矛盾工具外，針對TRIZ工具使用頻次、使用目的和有效性分歧的研究也較多。第二，對TRIZ工具效果的研究有待深入。現(xiàn)有研究主要是描述性統(tǒng)計(jì)分析，無法說明TRIZ工具特點(diǎn)及其對創(chuàng)新方案的貢獻(xiàn)度，也未給出定量對比與評價(jià)。第三，忽視了TRIZ應(yīng)用效益評價(jià)，且評價(jià)維度和視角較為單一。

綜上所述，針對TRIZ在理論和實(shí)踐中存在的問題，本文從以下3個(gè)方面展開研究：第一，通過分析TRIZ應(yīng)用行業(yè)和應(yīng)用目的考察其適用性。第二，通過分析不同TRIZ工具使用頻次、方案新穎性、概念方案采納情況，探究TRIZ工具使用效果。第三，基于綜合效益視角考察TRIZ應(yīng)用方法產(chǎn)生的效益，并探討其對最終效益的貢獻(xiàn)情況。

根據(jù)研究目的，本文從兩個(gè)方面保障研究質(zhì)量：第一，選取高質(zhì)量樣本。一是提高研究樣本數(shù)量，以往學(xué)者如Moehrle & Ilevbare的研究樣本數(shù)量只有40左右，不足以獲得規(guī)律性結(jié)論。二是克服抽樣誤差。現(xiàn)有研究取樣存在兩種“幸存者偏差”：研究樣本來源于公開發(fā)表的期刊論文或網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)，都是經(jīng)過同行評議的成功案例；網(wǎng)絡(luò)公開案例大都來源于咨詢和推廣企業(yè)，帶有一定的宣傳目的[12]。第二，采用定量統(tǒng)計(jì)分析法對TRIZ工具使用效果進(jìn)行分解，除采用描述性統(tǒng)計(jì)分析外，還采用多元線性回歸分析和logit回歸構(gòu)建工具與效果效益之間的模型，對TRIZ應(yīng)用貢獻(xiàn)進(jìn)行分析。

2 樣本設(shè)計(jì)

2.1 研究樣本

真實(shí)有效的數(shù)據(jù)是確保研究信度的關(guān)鍵，因此需要規(guī)范抽樣過程，對TRIZ應(yīng)用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。由于TRIZ應(yīng)用體系無法完全標(biāo)準(zhǔn)化，正式的研發(fā)活動(dòng)也難以完全記錄在冊，所以最理想的樣本來源是由研究者進(jìn)入產(chǎn)業(yè)實(shí)踐獨(dú)立獲取[12]。本研究樣本來源于科技部創(chuàng)新方法工作專項(xiàng)試點(diǎn)企業(yè)或個(gè)人在創(chuàng)新方法學(xué)習(xí)過程中解決的真實(shí)工程技術(shù)問題，樣本由浙江省科技廳以結(jié)題報(bào)告形式收集整理，所有樣本難題均通過中國創(chuàng)新方法研究會的認(rèn)證考核，能夠保證樣本來源的真實(shí)性、收集過程的權(quán)威性、樣本質(zhì)量的可靠性。最終共收集216個(gè)案例，其中包括148個(gè)有效案例。

2.2 調(diào)查內(nèi)容

調(diào)查內(nèi)容主要包括3類數(shù)據(jù)：第一，TRIZ適用性數(shù)據(jù)，如行業(yè)領(lǐng)域適用性、應(yīng)用目的等。第二，TRIZ工具應(yīng)用數(shù)據(jù)和概念方案，包括12項(xiàng)TRIZ工具使用次數(shù)、概念方案總數(shù)(含重復(fù)和去重復(fù))，具體見表5。第三，TRIZ應(yīng)用綜合效益數(shù)據(jù)，主要包括經(jīng)濟(jì)效益、知識產(chǎn)權(quán)效益和社會效益。

本文通過如下方法獲取上述調(diào)查內(nèi)容：第一，客觀統(tǒng)計(jì)。由兩位有TRIZ使用經(jīng)驗(yàn)的研究者對樣本報(bào)告進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并對統(tǒng)計(jì)結(jié)果逐一核對。在統(tǒng)計(jì)過程中，每應(yīng)用某TRIZ工具產(chǎn)生一個(gè)概念解便記使用次數(shù)為1，以后逐次增加，將使用次數(shù)小于3的工具歸類為“其它”。第二，專家打分。經(jīng)濟(jì)效益、知識產(chǎn)權(quán)、社會效益具有行業(yè)差異和保密要求，由主管部門浙江省科技廳組織專家打分，無需專門處理。

2.3 描述性統(tǒng)計(jì)分析

本研究中關(guān)于工具使用和概念方案產(chǎn)生情況的描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表5所示。從中可見，平均每項(xiàng)課題產(chǎn)生概念方案17.18個(gè)(含重復(fù))，剔除重復(fù)概念方案后包括15.68個(gè)概念方案，每項(xiàng)課題最終采納3.02個(gè)概念方案，并獲得2.1項(xiàng)授權(quán)專利，同時(shí)申請專利或形成技術(shù)秘訣1.24個(gè)。在具體工具使用上，使用次數(shù)平均值介于0.03～4.55之間，使用次數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差介于0.245～2.117之間，最少使用0次，最多使用19次。

表5 調(diào)查數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3 結(jié)果分析

3.1 TRIZ適用性分析

(1)TRIZ行業(yè)適用性。研究TRIZ行業(yè)適用性可以回應(yīng)對TRIZ行業(yè)情景差異的質(zhì)疑。本研究樣本大多受專項(xiàng)資金支持，多為普惠性而非盈利性樣本，且面向省內(nèi)所有具有研發(fā)活動(dòng)的企業(yè)，不分行業(yè)領(lǐng)域。同時(shí)，浙江省經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、產(chǎn)業(yè)鏈完整、產(chǎn)業(yè)覆蓋面廣，能夠保證樣本選擇滿足隨機(jī)抽樣需求。本研究行業(yè)分類主要依據(jù)聯(lián)合國頒布的《所有經(jīng)濟(jì)活動(dòng)國際標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)分類》[17]，首先確定所屬門類(大類)，再確定二級類(子類)，具體統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表6所示。從中可見，TRIZ應(yīng)用較多的4個(gè)行業(yè)分別為：①機(jī)械行業(yè)，主要用于機(jī)械設(shè)計(jì)、制造技術(shù)改進(jìn)，占比17%，在Cavallucci[15]、Spreafico等[4]的研究中，TRIZ適用于通用機(jī)械的比例分別排名第三和第四；②冶金工藝改善、冶金設(shè)備設(shè)計(jì)與改進(jìn)行業(yè)占比15%，Cavallucci[15]將其統(tǒng)計(jì)為鋼鐵制造，占比5%；③儀器儀表行業(yè)占比11%；④紡織業(yè)占比10%，在Cavallucci[15]的研究中，約有3%的TRIZ工具應(yīng)用于紡織業(yè)。

表6 TRIZ應(yīng)用行業(yè)分布

即便忽略統(tǒng)計(jì)分類差異，本文調(diào)研結(jié)果與Spreafico等[4]和Cavallucci[15]的研究結(jié)論仍存在一定差異。本文調(diào)研發(fā)現(xiàn)，TRIZ被廣泛應(yīng)用于解決機(jī)械、冶金、儀器儀表等15個(gè)行業(yè)領(lǐng)域技術(shù)問題。相較于之前的調(diào)研結(jié)果，本研究發(fā)現(xiàn)TRIZ還可用于計(jì)算機(jī)與通信工程、光學(xué)設(shè)備和儀器、醫(yī)療器械、建筑、農(nóng)業(yè)和水利工程等非制造業(yè)領(lǐng)域，而不僅僅只適用于傳統(tǒng)制造業(yè)領(lǐng)域。

(2)TRIZ目的適用性。調(diào)查TRIZ使用用途可以明確TRIZ適用問題類型，能夠更好地幫助企業(yè)制定使用策略，做到“有的放矢”。統(tǒng)計(jì)過程主要根據(jù)Ilevbare等[8]、Spreafico等[4]和Chechurin[11]的分類結(jié)果，把相似用途合并，記錄每個(gè)用途數(shù)量，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表7所示。從中可見，提高生產(chǎn)率這一目的占比最高，達(dá)到31.08%。Spreafico等[4]研究發(fā)現(xiàn)，TRIZ用于提高生產(chǎn)率的占比為13.82%，低于環(huán)境污染改善與質(zhì)量提升占比。排名第二的是提高質(zhì)量，占比21.62%。而在Spreafico等[4]的研究中，提高質(zhì)量的占比高達(dá)33.55%，遠(yuǎn)多于其它用途。在改善安全性和降低成本方面，本文研究結(jié)論與Spreafico等[4]的研究結(jié)論基本一致。另外，環(huán)境污染改善占比為6.08%，而在Spreafico等[4]的研究中這一比例高達(dá)16.45%，僅次于提高質(zhì)量占比。Chechurin[11]指出，環(huán)境污染和可持續(xù)設(shè)計(jì)已逐漸成為TRIZ的重要應(yīng)用目的。

表7 TRIZ使用目的

3.2 TRIZ工具使用效果

(1)TRIZ工具使用頻次。TRIZ工具特點(diǎn)差異較大，通過比較使用頻次可以分析不同工具使用的便捷性及產(chǎn)生的創(chuàng)意效果。TRIZ工具使用頻次如表8所示，可見使用最多的3個(gè)工具分別為：第一，技術(shù)矛盾。運(yùn)用矛盾矩陣構(gòu)建問題解決模型并利用40條發(fā)明原理尋找技術(shù)問題解答方案，共使用673次，平均每個(gè)課題使用4.55次，使用次數(shù)在所有工具中占26.31%。本文調(diào)研結(jié)果與Moehrle[12]、Cavallucci[15]、Spreafico等[4]及Ilevbare等[8]的研究結(jié)論高度一致，即都認(rèn)為技術(shù)矛盾和發(fā)明原理是最常用的工具。這是因?yàn)椋夹g(shù)矛盾和發(fā)明原理是TRIZ中最早被推廣的工具，因而在實(shí)踐中常被使用[12]。第二，系統(tǒng)裁減。通過構(gòu)建系統(tǒng)功能模型對系統(tǒng)進(jìn)行裁剪，以達(dá)到改善系統(tǒng)性能的目的，共使用TRIZ303次，平均每個(gè)技術(shù)難題使用2.05次，使用次數(shù)在所有工具中占11.85%。在Ilevbare等[8]、Spreafico等[4]的研究中，功能分析和系統(tǒng)裁剪被合并統(tǒng)計(jì)；Ilevbare等[8]研究發(fā)現(xiàn)，功能分析與系統(tǒng)裁剪在11項(xiàng)工具中使用頻次排名第三；但Spreafico等[4]研究發(fā)現(xiàn)，功能分析和系統(tǒng)裁剪僅被使用16次，遠(yuǎn)低于矛盾(79次)、發(fā)明原理(57次)。第三，進(jìn)化法則。利用進(jìn)化法則對技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測，以優(yōu)化系統(tǒng)或開發(fā)新產(chǎn)品、實(shí)施專利布局等，共使用TRIZ294次，平均每個(gè)技術(shù)難題使用1.97次，使用次數(shù)占11.49%。

表8 不同TRIZ工具總使用頻次及其所占比例

(2)TRIZ工具對方案的貢獻(xiàn)度。在本研究中，不同TRIZ工具產(chǎn)生的方案數(shù)量和最終不重復(fù)的方案數(shù)量呈現(xiàn)多元線性回歸關(guān)系。因此，通過多元線性回歸法可以獲得不同TRIZ工具產(chǎn)生方案數(shù)量對最終方案的貢獻(xiàn)度。多元線性回歸模型以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中12項(xiàng)TRIZ工具的使用頻次為自變量，對應(yīng)關(guān)系為因果分析(X1)、資源分析(X2)、九屏幕法(X3)、IFR(X4)、技術(shù)矛盾(X5)、物理矛盾(X6)、系統(tǒng)裁剪(X7)、物-場模型(X8)、知識庫(X9)、進(jìn)化法則(X10)、創(chuàng)新思維(小人法、金魚法、STC，X11)、其它(ARIZ、頭腦風(fēng)暴等，X12)，最終不重復(fù)概念解的總數(shù)為因變量Y2，因變量與自變量之間滿足多元線性回歸方程：

Y2=c1X1+c2X2+…+c12X12(其中，c1…c14為常數(shù))

(1)

在運(yùn)行該模型之前需要首先對變量進(jìn)行多重共線性檢驗(yàn)，根據(jù)上文表3統(tǒng)計(jì)結(jié)果，平均每項(xiàng)技術(shù)難題共產(chǎn)生17.18個(gè)概念解方案，其中有15.68個(gè)不重復(fù)概念解方案，重復(fù)率為8.7%，即全部概念方案中有8.7%是由兩項(xiàng)(含)以上TRIZ工具分別得出的實(shí)質(zhì)性等同方案。通過消除多重共線性問題衡量不同工具對獨(dú)特方案的貢獻(xiàn)度，處理后的結(jié)果如表9所示，剔除進(jìn)化法則(X4)、九屏幕法(X11)和其它工具(X14)3個(gè)變量后，回歸系數(shù)達(dá)到顯著性水平，且容差和VIF(膨脹因子)均符合要求，表明多重共線性問題不明顯[18]。

表9 逐步回歸系數(shù)結(jié)果

綜合上述分析結(jié)果，本文得出如下結(jié)論：第一，進(jìn)化法則、九屏幕法和其它工具對最終概念方案的貢獻(xiàn)度較弱，很容易被其它工具取代。第二，技術(shù)矛盾、創(chuàng)新思維、物理矛盾和資源分析4項(xiàng)工具的貢獻(xiàn)度較高(標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)均大于0.3)，表明這幾項(xiàng)工具產(chǎn)生的概念方案不容易與其它工具方案雷同。第三，進(jìn)化法則、九屏幕法和其它3項(xiàng)工具出解總數(shù)僅占總方案數(shù)的14.82%，比例較小，說明大部分TRIZ工具能夠較好地激發(fā)創(chuàng)意的產(chǎn)生。

(3)TRIZ工具備選方案比。在問題分析和創(chuàng)意產(chǎn)生階段，工程師會想出大量解決相關(guān)技術(shù)問題的潛在方案，本文將其稱之為“概念方案”。在問題解決階段，工程師需要從概念方案中挑選出若干有價(jià)值的概念方案并將其作為最終問題解決方案，本文將其稱之為“采納措施”。通過分析全部概念方案最終被采納的情況可以大致判斷該工具的解題效率。假設(shè)某一課題使用某TRIZ工具產(chǎn)生的概念方案總數(shù)為M，該工具 “采納措施”總數(shù)記為N，M/N即為該項(xiàng)工具的備選方案比，其含義為“平均每產(chǎn)生一個(gè)被最終采納的措施，某工具需要產(chǎn)生M/N個(gè)備選概念方案”。因此，備選方案比越小(越接近1)，說明該工具解決問題的效率越高；反之則反。如表10所示，最終實(shí)際概念方案采用情況即總體“備選方案比”為平均每5.68個(gè)概念方案中有一個(gè)方案被采納。從具體數(shù)據(jù)看，TRIZ工具備選方案比差異較大，技術(shù)矛盾和發(fā)明原理等出解數(shù)量較多的工具備選方案比較高。具體而言：第一，技術(shù)矛盾是備選方案比最低的工具，平均每3.98個(gè)概念方案中有一個(gè)方案被采納。第二，創(chuàng)新思維、九屏幕法和IFR等工具備選方案比較高，分別需要產(chǎn)生56.6、40和24.33個(gè)概念方案才有一個(gè)方案被采納。第三，因果分析、物理矛盾、資源分析、系統(tǒng)裁剪、進(jìn)化法則、物場和知識庫備選方案比均在4～7之間，對最終采納措施的貢獻(xiàn)度在平均水平上下波動(dòng)。第四，其它工具(頭腦風(fēng)暴和無法歸類工具)產(chǎn)生的概念方案數(shù)量較少且均未被采納。

表10 TRIZ工具備選方案比

3.3 不同TRIZ工具綜合效益

通過分析TRIZ的適用性和使用效果，已經(jīng)初步了解不同工具在解決問題時(shí)產(chǎn)生的效率差異。然而，解決方案并不意味著能產(chǎn)生顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益，單獨(dú)對TRIZ效果進(jìn)行分析缺乏必要的評判標(biāo)準(zhǔn)，因此本文引入綜合效益評價(jià)指標(biāo)，全面考察TRIZ方法的綜合效益。

(1)評價(jià)方法與指標(biāo)體系。當(dāng)前，許多學(xué)者對技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目價(jià)值進(jìn)行了研究，根據(jù)陳勁等[19]、姚威等[20]的研究成果，本文篩選經(jīng)濟(jì)效益、知識效益和社會效益3個(gè)維度共9個(gè)指標(biāo)反映TRIZ的綜合效益[22]，指標(biāo)解釋如表11所示。由于不同項(xiàng)目之間存在行業(yè)和技術(shù)領(lǐng)域差異，無法直接進(jìn)行比較，因此引入等級評價(jià)方法。根據(jù)技術(shù)發(fā)明和創(chuàng)新等級標(biāo)準(zhǔn)，并基于采用TRIZ工具后項(xiàng)目的實(shí)際營收和影響力，將TRIZ對某項(xiàng)指標(biāo)的價(jià)值分為1～5個(gè)等級。在項(xiàng)目驗(yàn)收期，由至少3位答辯專家對每個(gè)項(xiàng)目的9個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評級，最終確定一個(gè)唯一的等級分。等級評定標(biāo)準(zhǔn)如下：①1=幫助很小，僅為合理化建議，效能很低；②2=幫助較小，能夠進(jìn)行適度革新但效果較差；③3=幫助一般，但可以獲得發(fā)明專利且能夠提升效能；④4=幫助很大，獲得綜合型重要專利并極大程度上提升了效能；⑤5=幫助非常大，獲得新發(fā)現(xiàn)并實(shí)現(xiàn)重大突破。以生產(chǎn)率提升指標(biāo)為例，等級1～5分別表示：運(yùn)用TRIZ后產(chǎn)生一些合理化建議，但生產(chǎn)率提升不明顯；對系統(tǒng)進(jìn)行部分革新，生產(chǎn)率得到小幅提升；生產(chǎn)率得到一定程度提升，并獲得此方面的專利授權(quán)或技術(shù)秘訣；生產(chǎn)率得以明顯提升，并獲得多個(gè)重要專利授權(quán)或技術(shù)秘訣；顛覆了原有技術(shù)，生產(chǎn)率成倍提升，效果極為明顯。

表11 TRIZ綜合效益評價(jià)指標(biāo)

(2)構(gòu)建有序的Logit 回歸方程。基于上述評價(jià)指標(biāo)可以獲得對每個(gè)項(xiàng)目的綜合效益評價(jià)，再通過解釋變量TRIZ工具和被解釋變量綜合效益評價(jià)構(gòu)建方程，挖掘TRIZ工具產(chǎn)生的綜合效益特征。由于被解釋變量綜合效益評價(jià)是離散有序數(shù)值，適合采用多元Logit模型進(jìn)行計(jì)量分析。第i個(gè)項(xiàng)目最終評級基本函數(shù)表達(dá)式為：

Yi=α*Xi+ε

(2)

(3)

其中，r0

(3)計(jì)算結(jié)果。根據(jù)Logit模型，運(yùn)用Stata15.0進(jìn)行運(yùn)算，結(jié)果如表12所示。從中可見，不同工具對相應(yīng)效益指標(biāo)的影響存在顯著差異：第一，資源分析、IFR、物理矛盾、系統(tǒng)裁剪、進(jìn)化法則對生產(chǎn)率提升效果顯著，但資源分析和進(jìn)化法系數(shù)則顯著為負(fù)；資源分析和九屏幕法對改善成本影響顯著，兩者系數(shù)均顯著為負(fù)；資源分析、IFR、技術(shù)矛盾和其它工具對改善產(chǎn)品性能影響顯著，其中技術(shù)矛盾和其它工具系數(shù)顯著為負(fù)。第二，在知識效益方面，知識庫、創(chuàng)新思維對專利產(chǎn)出影響顯著，知識庫、資源分析、物-場分析對技術(shù)秘訣影響顯著，其中資源分析系數(shù)顯著為負(fù)。第三，在社會效益方面，系統(tǒng)裁剪對資源利用率提升效果顯著，因果分析對環(huán)境污染改善影響顯著，且兩者系數(shù)均顯著為負(fù)；IFR、技術(shù)矛盾對社會發(fā)展影響顯著，其中技術(shù)矛盾系數(shù)顯著為負(fù)；資源分析、物理矛盾對生活質(zhì)量改善影響顯著。

表12 多元有序Logit回歸模型分析結(jié)果

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)果與討論

(1)TRIZ的適用性。本文研究發(fā)現(xiàn)，TRIZ工具有廣泛的行業(yè)適用性，如有很多用于解決冶金、儀器儀表和化工行業(yè)等技術(shù)問題，并不局限于特定行業(yè)，這可能與中國完善的產(chǎn)業(yè)體系和豐富的樣本有關(guān)，調(diào)查結(jié)果差異驗(yàn)證了Moehrle[13]所指出的理想的調(diào)查數(shù)據(jù)需要從實(shí)踐中獲得的觀點(diǎn)。另外，TRIZ同樣具有廣泛的目的適用性，并不局限于特定用途。Spreafico等[4]、Ilevbare等[8]的研究表明，TRIZ主要用于提高生產(chǎn)率、改善質(zhì)量、降低污染、開發(fā)新產(chǎn)品，但本研究發(fā)現(xiàn)TRIZ還具備延長壽命、優(yōu)化可靠性等新用途。

(2)TRIZ工具使用效果。第一，TRIZ工具使用頻次差異較大。技術(shù)矛盾和40條發(fā)明原理、系統(tǒng)裁剪、進(jìn)化法則、物理矛盾、物-場模型工具使用頻次較高，每個(gè)技術(shù)難題平均使用2次以上。技術(shù)矛盾和40條發(fā)明原理平均每項(xiàng)課題使用4.54次，遠(yuǎn)高于排名第二的系統(tǒng)裁剪(2.04次)，成為使用頻次最高的工具。第二，除進(jìn)化法則、九屏幕法和其它工具外，大部分常用TRIZ工具都可以產(chǎn)生不易被替代的方案。第三，從概念方案被采納情況看，技術(shù)矛盾、因果分析、資源分析、物理矛盾工具備選方案比均小于5.68，即至多產(chǎn)生5.68個(gè)概念方案就會形成一個(gè)最終解決方案。技術(shù)矛盾和40條發(fā)明原理備選方案比(3.98)最小，因此技術(shù)矛盾是經(jīng)典TRIZ工具中使用最多且最常用的工具[12]。

(3)TRIZ方法的綜合效益。Logit回歸分析結(jié)果表明，TRIZ工具綜合效益呈現(xiàn)顯著差異。第一，在經(jīng)濟(jì)效益方面，IFR、物理矛盾和系統(tǒng)裁剪有助于提高生產(chǎn)率，說明消除系統(tǒng)矛盾和精簡系統(tǒng)有助于企業(yè)朝理想化方向發(fā)展。運(yùn)用資源分析和九屏幕法不利于降低成本，說明引入新資源和增加新功能會提高產(chǎn)品成本。資源分析和IFR能夠改善產(chǎn)品性能，技術(shù)矛盾和其它工具作用不明顯，這是因?yàn)楫?dāng)技術(shù)系統(tǒng)中出現(xiàn)矛盾和技術(shù)問題時(shí)，使用者并非總能選擇優(yōu)先方案。第二，在知識效益方面，知識庫對專利和技術(shù)訣竅產(chǎn)出具有促進(jìn)作用，STC有助于產(chǎn)生新專利，而物-場分析則有助于產(chǎn)生技術(shù)秘訣，說明TRIZ工具有助于產(chǎn)生創(chuàng)造性、新穎性和實(shí)用性技術(shù)方案。但資源分析應(yīng)用作用不明顯，可能是因?yàn)榛谫Y源分析獲得的技術(shù)方案最終被轉(zhuǎn)化成專利所致。 第三，在社會效益方面，IFR有助于提高社會發(fā)展效益，說明產(chǎn)品朝理想化方向進(jìn)化符合社會發(fā)展需求。資源分析、物理矛盾能夠改善生活質(zhì)量。系統(tǒng)裁剪無法提高資源利用率，因果分析未能降低負(fù)面影響，技術(shù)矛盾未能改善社會效益，有研究者認(rèn)為這是由于TRIZ工具如39個(gè)工程參數(shù)和40條發(fā)明原理主要關(guān)注技術(shù)維度而忽視社會效益所致[23]。

4.2 研究結(jié)論

根據(jù)上述分析，本文得出以下研究結(jié)論：

(1)應(yīng)對TRIZ工具的適用性持開放態(tài)度，不宜將其局限在特定領(lǐng)域或某些研究目的上。以往研究如Cavallucci[15]、Spreafico等[4]、Ilevbare等[8]主要從美國、日本和歐洲等發(fā)達(dá)國家或地區(qū)選取樣本，較少關(guān)注處于產(chǎn)業(yè)升級期、技術(shù)創(chuàng)新需求旺盛的發(fā)展中國家或地區(qū)；另外一些學(xué)者則更多從科學(xué)論文中取樣，導(dǎo)致研究結(jié)論存在明顯差異。就TRIZ目的適用性而言，當(dāng)前我國TRIZ推廣更關(guān)注二次創(chuàng)新，以提高生產(chǎn)率、性能和可靠性為目標(biāo)。隨著工程創(chuàng)新和制造需求的增加，工程師會更加關(guān)注TRIZ在降低成本、改善環(huán)境污染和開發(fā)新產(chǎn)品等方面的作用，也會逐漸向環(huán)境保護(hù)、電子信息和通信等新產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域拓展。

(2)TRIZ工具使用效果差異較大，技術(shù)矛盾和40條發(fā)明原理在所有工具中使用最普遍且效果最好。從研究結(jié)論看，裁剪和進(jìn)化法則使用頻次較高，這與之前來自發(fā)達(dá)國家的樣本表現(xiàn)不同。這種差異可能與我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級有關(guān)，由于工業(yè)技術(shù)系統(tǒng)大多處于S曲線成長期，因此需要精簡系統(tǒng)以提高性能指標(biāo)和穩(wěn)定成本。

(3)TRIZ能夠顯著提高經(jīng)濟(jì)效益和知識效益，但對社會效益的影響作用不顯著，未來對TRIZ的應(yīng)用和改進(jìn)應(yīng)突出社會效益。第一，應(yīng)用TRIZ的直接目的是創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。因此，在應(yīng)用過程中應(yīng)綜合考慮成本和生產(chǎn)率，引入新資源，在成本、性能和生產(chǎn)率之間尋求高理想度方案，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。第二，TRIZ要能幫助工程師創(chuàng)造性地解決技術(shù)問題，并產(chǎn)生顯著的知識效益。根據(jù)研究結(jié)果，知識庫能夠有效促進(jìn)專利授權(quán)和技術(shù)秘訣的產(chǎn)生，這符合TRIZ發(fā)明等級理論。即第三級和第四級發(fā)明通常運(yùn)用集成法和知識庫，通過轉(zhuǎn)換系統(tǒng)作用原理、形成全新的功能和結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)[24]。第三，在應(yīng)用TRIZ過程中還應(yīng)關(guān)注社會效益，考慮其對人生存與發(fā)展所產(chǎn)生的影響[19]。以因果分析和系統(tǒng)裁剪為例，因果分析中往往存在“已知因果”和“用相關(guān)替代因果”的路徑偏差，導(dǎo)致無法發(fā)現(xiàn)真正的因果關(guān)系(姚威等，2019)。一些工程師在使用系統(tǒng)裁剪時(shí)常引入新組件而非減少組件數(shù)重新配置系統(tǒng)功能，這就導(dǎo)致分析不徹底，無法有效提高資源利用率。

4.3 TRIZ體系改善與工具應(yīng)用建議

針對TRIZ體系應(yīng)用中存在的問題，本文提出如下對策建議：

(1)按照技術(shù)問題類型靈活匹配TRIZ工具，提高解決問題的針對性。經(jīng)典TRIZ理論作為一個(gè)松散的集成系統(tǒng)，使用過程雖然遵循特定流程和規(guī)范，但因未能給出工具選擇和運(yùn)用指導(dǎo)而導(dǎo)致應(yīng)用效率不高[25]。在實(shí)際應(yīng)用中，有效實(shí)現(xiàn)“任務(wù)-工具”匹配是提高創(chuàng)新效率的關(guān)鍵[16]，因此不能利用龐雜的工具體系解決所有技術(shù)難題。若某項(xiàng)課題對專利保護(hù)要求較高，則應(yīng)加強(qiáng)知識庫等工具的開發(fā)和應(yīng)用；若某項(xiàng)課題對經(jīng)濟(jì)效益要求較高，則應(yīng)關(guān)注新資源引入和產(chǎn)品理想化程度。

(2)加強(qiáng)TRIZ工具應(yīng)用分析研究，優(yōu)化效率較低的TRIZ工具。TRIZ工具應(yīng)用頻次、備選方案比和應(yīng)用效益差異較大，要根據(jù)工具特點(diǎn)提高應(yīng)用效率。針對部分效率較低的工具，如九屏幕法和創(chuàng)新思維不僅使用頻次低(平均每項(xiàng)課題使用不足一次)、備選方案比高(分別為40和56.5)，而且效益不顯著，因此需要根據(jù)應(yīng)用結(jié)果完善使用規(guī)則或加以改進(jìn)，如明確九屏幕法中關(guān)于過去-現(xiàn)在-未來的定義。對于存在部分缺陷的工具，則需要根據(jù)工具本身的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，如針對知識庫中知識效益突出但使用頻率不高的技術(shù)難題，應(yīng)加強(qiáng)科學(xué)效應(yīng)和知識庫建設(shè)，通過增加數(shù)據(jù)庫推薦算法、納入實(shí)戰(zhàn)案例、增加科學(xué)效應(yīng)解釋等，降低學(xué)習(xí)成本和使用難度[27]。

(3)對TRIZ工具的改善和應(yīng)用需要突出社會效益。本文研究發(fā)現(xiàn)，僅IFR、資源分析和物理矛盾對社會效益具有顯著正向影響，系統(tǒng)裁剪、因果分析和技術(shù)矛盾3項(xiàng)工具則呈負(fù)向影響，此外還有大量TRIZ工具的社會效益不高。為改善經(jīng)典TRIZ工具的社會效益，Darrell Mann等[22]將經(jīng)典TRIZ中技術(shù)矛盾的通用工程參數(shù)從39個(gè)增加到48個(gè)，新增的9個(gè)參數(shù)中有8個(gè)與社會效益直接相關(guān)，如參數(shù)23(運(yùn)行效率)、參數(shù)38(易損壞性)、參數(shù)47(檢測復(fù)雜性)與改善資源利用率相關(guān)，參數(shù)30(對象產(chǎn)生的外部有害因素)與降低負(fù)面影響相關(guān)，參數(shù)37(安全性)與促進(jìn)社會發(fā)展相關(guān)，參數(shù)29(噪聲)、參數(shù)39(美觀性)與提高生活質(zhì)量相關(guān)。因此，為加強(qiáng)對TRIZ工具的應(yīng)用，需要更加關(guān)注其社會效益并積極向非技術(shù)領(lǐng)域方向拓展。

4.4 不足與展望

本文存在兩點(diǎn)不足：一方面，雖然現(xiàn)有研究分析了不同工具的效果效益差別，但未能揭示導(dǎo)致差異產(chǎn)生的根本原因，不足以支撐對TRIZ的系統(tǒng)性改進(jìn)和新工具開發(fā)；另一方面，由于樣本搜集難度較大，現(xiàn)有樣本僅局限于浙江省，以機(jī)械制造和紡織輕工業(yè)為主，電子信息、軟件、醫(yī)療器械、環(huán)保等新興產(chǎn)業(yè)樣本不足，且缺乏重化工和裝備制造等領(lǐng)域樣本。據(jù)此，未來研究將重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面著手：第一，聯(lián)合全國或各省份創(chuàng)新方法研究機(jī)構(gòu)或科技主管部門，構(gòu)建開放式創(chuàng)新方法應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，吸納更多行業(yè)尤其是新興產(chǎn)業(yè)TRIZ應(yīng)用案例，深入研究TRIZ規(guī)律和開發(fā)新工具；第二，從工程學(xué)、心理學(xué)、腦科學(xué)、人工智能等交叉學(xué)科視角出發(fā)，尋找造成TRIZ工具效果效益差異的原因，制定更加個(gè)性化的應(yīng)用策略，開發(fā)具有一定學(xué)習(xí)能力的智能化計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新系統(tǒng)；第三，積極探索創(chuàng)新方法在通信與計(jì)算機(jī)、智能制造、生物醫(yī)藥等新興產(chǎn)業(yè)和尖端領(lǐng)域的應(yīng)用，拓展創(chuàng)新方法應(yīng)用領(lǐng)域。