基于TRIZ理论全面开展创新能力培训的研究*

徐起贺

（河南机电高等专科学校机械工程系，河南 新乡 453000）

1 引言

当今世界，科学技术日新月异，以信息技术和生物技术为代表的高新技术产业迅猛发展，科技与经济的结合日益紧密，知识对人类社会经济和生活的影响日趋明显，人类社会已经步入了以知识的生产、分配和使用为基础的、以创造性的人力资源为依托的、以高科技产业为支柱的知识经济时代。知识经济的社会是创新的社会，创新是知识经济的灵魂，更是一个国家国民经济可持续发展的基石。没有创新就没有新兴技术，经济的发展也就成了无源之水，无本之木。为了适应21世纪人才培养的要求，必须更新教育观念，探索教育改革之路，而教育改革的重点是加强学生素质教育和创新能力的培养。胡锦涛同志在中共十七大上指出:“提高自主创新能力，建设创新型国家是国家发展战略的核心，是提高综合国力的关键。”“要坚持走中国特色自主创新道路，把增强自主创新能力贯彻到现代化建设的各个方面。”贯彻科学发展观，发展循环经济，走新型工业化和生态文明之路，提高整个国民经济的可持续发展能力，构建和谐社会和全面建设小康社会，所有这些艰巨的任务都离不开创新。因此，创新是一个民族进步的灵魂，是科技和经济发展的原动力。当今世界各国之间在政治、经济、军事和科学技术方面的激烈竞争，归根到底是综合国力的竞争，实质上就是科技创新能力和人才的竞争，而人才竞争的本质是人才创造力的竞争。在培养具有创新能力的跨世纪的高素质人才方面，高等教育具有义不容辞的重要责任。因此在深化教育体制改革，全面推进素质教育的今天，极有必要在高等院校中开设创新设计课程，建立先进的创新人才培养体系，以培养学生的创新意识，掌握创新设计的基本理论和方法，为提升我国的自主创新能力，加速推进创新型国家的建设提供强有力的人才支撑。

高职高专教育是培养生产一线所需要的新技术应用型、适应型人才为目标，注重培养学生应用、适应、技术创新等方面的能力，更应关注企业的技术创新活动，这对正确定位高职高专教育的功能，规划高职高专教育的人才培养模式，更好地增强企业的自主创新能力，建设以企业为主体的技术创新体系是十分必要的。因此，通过对创新设计课程的学习，让学生充分了解专业技术的发展现状，尤其对技术创新应用的典型案例及创新思路、方法有较全面的了解和较为深入的理解，以便启发学生的创新意识、激发学生的创新欲望。同时应注重培养学生的独立思维能力、创新能力、合作能力、科技成果转化能力及分析解决问题的能力。

2 TRIZ创新理论概述

TRIZ(系俄文字母对应的拉丁字母缩写)意为解决发明创造问题的理论，起源于苏联，英译为Theory of Inventive Problem Solving，英文缩写为 TIPS。1946年，以苏联海军专利部阿奇舒勒为首的专家开始对数以百万计的专利文献加以研究，经过50多年的收集整理、归纳提炼，发现技术系统的开发创新是有规律可循的，并在此基础上建立了一整套系统化的、实用的解决创造发明问题的方法。TRIZ理论认为发明问题的核心是解决冲突，在设计过程中，不断地发现冲突，利用发明原理解决冲突，才能获得理想的产品。TRIZ是基于知识的、面向人的解决发明问题的系统化方法学，其核心是技术系统进化原理，该理论的主要来源及构成如图1所示。

图1 TRIZ理论的主要来源及构成

利用TRIZ理论，设计者能够系统地分析问题，快速找到问题的本质或者冲突，打破思维定势、拓宽思路，借助于科学的问题分析方法，正确地发现产品设计中需要解决的问题，以新的视角分析问题。根据技术进化规律预测未来发展趋势，找到具有创新性的解决方案，从而缩短发明的周期、提高发明的成功率，也使发明问题具有可预见性。因此TRIZ理论可以加快人们发明创造的进程，而且能得到高质量的创新产品，是实现创新设计和概念设计的最有效方法。由于TRIZ将产品创新的核心——产生新的工作原理的过程具体化了，并提出了一系列规则、算法与发明创造原理供研究人员使用，因而使它成为一种较为完善的创新设计理论和方法体系。

目前TRIZ被认为是可以帮助人们挖掘和开发自己的创造潜能、最全面系统地论述发明创造和实现技术创新的理论，该理论非常适合企业解决技术冲突，是实现技术创新的有力工具。TRIZ曾经被称为苏联的“点金术”，被欧美等国家的专家认为是“超级发明术”，在军事、工业、航空航天等领域发挥了巨大的作用。一些创造学专家甚至认为:阿奇舒勒所创建的TRIZ理论，是发明了发明与创新的方法，是20世纪最伟大的发明。由此可见，引进、推广这一方法有利于我国发明创新工作的开展，有利于具有中国特色的创新方法的发展，有利于提高广大科技工作者的发明潜力，从而大大加快发明创造的进程，提升产品的创新水平，加速推进我国创新型国家的建设。

3 TRIZ解决发明创造问题的一般方法

最早的发明问题是靠试错法，即不断选择各种方案来解决问题。在此过程中，人们积累了大量的发明创造经验与有关物质特性的知识。利用这些经验与知识提高了探求的方向性，使解决发明问题的过程有序化。同时发明问题本身也发生了变化，随着时间的推移越来越复杂，直至今天，要想找到一个需要的解决方案，也得做大量的无效尝试。现在需要新的方法来控制和组织创造过程，从根本上减少无效尝试的次数，以便有效地利用新方法。因此，必须有一套具有科学依据并行之有效的解决发明问题的理论。

TRIZ解决发明创造问题的一般方法是:设计者首先应将需要解决的特殊问题加以定义和明确;其次利用物质－场分析等方法，将需要解决的特殊问题转化为类似的标准问题;然后利用TRIZ中解决发明问题的原理和工具，求出该标准问题的标准解决方法;最后，根据类似的标准解决方法的提示并应用各种已有的技术知识和经验，就可以构思解决特殊问题的创新方法了。当然，某些特殊问题也可以利用头脑风暴法直接解决，但难度很大。TRIZ解决发明创造问题的一般方法可用图2表示。

图2 TRIZ解决发明创造问题的一般方法

现用一个初等数学的例子来说明TRIZ方法的操作过程。如图3所示，一元二次方程求根有两种途径，用头脑风暴法求解看起来很直接，但解题者必须经过严格的数学训练，并且试凑若干次后才能得出正确的解。而程式化的求解过程步骤虽然较多(见图中箭头所指方向)，但可以保证一次性地成功得到结果，从而为一元二次方程求根提供了解题的规律。该求根方法与TRIZ方法的操作过程有完全相似之处，由此可见，利用TRIZ方法进行程式化的求解，可以少走很多弯路，从而直达理想化的目标。

图3 解一元二次方程的基本方法

4 TRIZ理论的基本应用

经过多年的发展和实践的检验，TRIZ理论已经形成了一套解决新产品开发问题的成熟理论和方法体系，不仅在苏联得到了广泛的应用，而且在美国的很多企业，如波音、通用、克莱斯勒和摩托罗拉等公司的新产品开发中得到了全面的应用，取得了巨大的经济效益和社会效益。TRIZ理论普遍应用的结果，不仅提高了发明的成功率，缩短了发明的周期，还使发明问题具有可预见性。TRIZ理论广泛应用于工程技术领域，并且应用范围越来越广。目前已逐步向其他领域渗透和扩展，由原来擅长的工程技术领域分别向自然科学、社会科学、管理科学、教育科学、生物科学等领域发展，用于指导各领域冲突问题的解决。Rockwell Automotive公司针对某型号汽车的刹车系统应用TRIZ理论进行了创新设计，通过TRIZ理论的应用，刹车系统发生了重要的变化，系统由原来的12个零件缩减为4个，成本减少50%，但刹车系统的功能却没有变化。福特汽车(Ford Motor)公司遇到了推力轴承在大负荷时出现偏移的问题，通过应用TRIZ理论，产生了28个问题的解决方案，其中一个非常吸引人的方案是:利用小热膨胀系数的材料制造这种轴承，最后很好地解决了推力轴承在大负荷时出现偏移的问题。2003年，当“非典型肺炎”肆虐中国及全球许多国家时，新加坡的研究人员利用TRIZ的发明原理，提出了预防、检测和治疗该种疾病的一系列创新方法和措施，其中不少措施被新加坡政府所采用，收到了非常好的防治效果。德国进入世界500强的企业如西门子、奔驰、大众和博世都设有专门的TRIZ机构，对员工进行培训并推广应用，取得了良好的效果。在俄罗斯，TRIZ理论的培训已扩展到小学生、中学生和大学生，其结果是学生们正在改变他们思考问题的方法，能用相对容易的方法处理比较困难的问题，使其创新能力迅速提高。因此，TRIZ理论在培养青少年创造性人才的发展过程中，具有巨大的社会意义。

5 TRIZ理论在中国的进展

在我国学术界，少数研究专利的科技工作者和学者在20世纪80年代中期就已经初步接触到了TRIZ，并对其做了一定的资料翻译和技术跟踪。在20世纪90年代中后期，国内部分高校开始研究和跟踪TRIZ，并在本科生、研究生课程中讲授TRIZ，或者招收研究TRIZ的研究生和博士生，在一定范围内开展了持续的研究和应用工作，为中国培养了第一批掌握TRIZ的人才。进入21世纪，TRIZ开始从学术界走向企业界，自2001年亿维讯公司将TRIZ理论培训引入中国后，TRIZ理论在中国的应用和推广开始步入快车道。2002年，亿维讯建立中国公司和研发基地，成为首家在中国专业从事TRIZ研究和计算机辅助创新软件开发的企业;2003年亿维讯在国内推出了TRIZ理论培训软件CBT/NOVA以及成套的培训体系，同时推出了基于TRIZ理论、用于辅助企业技术创新的Pro/Innovator软件，并开始在近百所高校开展TRIZ讲座;2004年，亿维讯与国际TRIZ协会合作，将TRIZ国际认证引入中国，开始推广TRIZ认证体系;2006年，亿维讯建立了专业的培训中心和符合国际标准的培训体系;2007年，亿维讯进一步推出了适合中国国情的TRIZ培训教材和软件。

现在，TRIZ作为一个比较实用的创新方法学，在我国已经逐步得到企业界和科技界的青睐，乃至得到国家领导人的高度重视。中国政府从建设创新型国家这一宏伟战略目标出发，十分重视TRIZ理论的研究、推广和应用工作。从2007年开始，科技部启动了创新方法的研究推广计划，于8月13日正式批准黑龙江省和四川省为“科技部技术创新方法试点省”。2008年科技部、发改委、教育部和中国科协联合发布国科发财(2008)197号文，文中提出:“针对建设以企业为主体的技术创新体系的重大需求，推进TRIZ等国际先进技术创新方法与中国本土需求融合;推广技术成熟度预测，技术进化模式与路线，冲突解决原理，效应及标准解等TRIZ中成熟方法在企业中的应用;加强技术创新方法和知识库建设，研究开发出适合中国企业技术创新发展的理论体系、软件工具和平台。”2009年科技部正式开展了国家层面上的TRIZ理论培训，由此展开了对TRIZ理论大范围的推广与普及工作，这标志着中国人将为TRIZ的新发展做出重要的、具有里程碑意义的贡献。

目前，许多企业及大学开始重视和应用TRIZ理论，走在前列的有中国航天、中国兵器、中国船舶等大型军工集团，以及清华大学、浙江大学、河北工业大学等高校。由此可见，在我国的企业中推广和应用TRIZ理论，对提高企业的自主创新能力与市场竞争力有着重要的现实意义。

6 我校开展TRIZ理论培训的规划与实施

为了培养更多的创新人才，为建设创新型国家服务，全面开展TRIZ创新理论培训已经成为当务之急。在校长任中普教授的带领下，我校已经申请并成为河南省创新方法培训基地。目前我们正在深入研究国内外技术创新领域的研究成果与进展情况，并系统地开展了TRIZ创新理论及其应用研究，主要研究内容包括:TRIZ发明问题解决理论概况、技术系统进化及其应用、发明创造的理想解与可用资源、40个发明创新原理及其应用、设计中的冲突及其解决原理、物场模型分析与标准解法、发明问题解决算法、科学效应和现象及详解、应用TRIZ解决创新问题的实例、解决发明问题的多种创新方法等。通过对这些方面的研究，我们将开展基于TRIZ创新理论的培训教材编写。在教材编写过程中将密切联系工程实际，引入大量创新实例，循序渐进，深入浅出，突出体现创新思维特征，注重培养创新意识和能力。TRIZ既是一种全新的思考方式，也是一种开发技能的工具，因此TRIZ的力量在于应用，只有通过实践才能掌握该理论。希望通过开展培训工作，能够使广大企业员工和高校学生比较全面地了解关于TRIZ的基本知识，并能利用TRIZ理论来解决科研、生产与生活中遇到的一些问题，有所创新、发现和发明，从而享受从事创新活动所带来的快乐，为建设创新型国家贡献自己的一份力量。

［1］赵新军.技术创新理论(TRIZ)及应用［M］.北京:化学工业出版社，2004.

［2］赵敏.TRIZ入门及实践［M］.北京:科学出版社，2009.

［3］王亮申.TRIZ创新理论与应用原理［M］.北京:科学出版社，2010.

［4］徐起贺.机械创新设计.北京:机械工业出版社，2009.

［5］徐起贺.现代机械产品创新设计集成化方法研究［J］.农业机械学报，2005(3):102－105.