TRIZ理论的优势特点及其局限性

武青艳，陈瑞三，罗玲玲

1.沈阳建筑大学，辽宁 沈阳 110004；2.东北大学，辽宁 沈阳 110004

TRIZ理论曾被前苏联列为国家机密，禁止在国外传播和应用。它为二战后前苏联的科学技术的突飞猛进立下了赫赫战功，极大地提高了前苏联的自主创新能力，使其自主创新成果令当时的西方发达国家望尘莫及。20世纪80年代中期，伴随着前苏联当时的一些外籍科学家陆续迁徙海外，TRIZ理论才逐渐浮出水面，被介绍、引进到其他国家。此后，立即引起了以西方发达国家为首的国家科技界、经济界、教育界，特别是军事国防部门的高度重视，迅速出现了一个大规模、多领域人士参与的研究和推广应用TRIZ理论的高潮，并且出现了成千上万项重大的技术发明，为众多企业带来了巨大的经济效益和社会效益。因此，TRIZ理论在创新领域的“发动机”“点金术”作用为世人所强烈认可，并正在进一步推广。然而，任何一种创造理论或创造方法都有其自身的优势特点和局限性，TRIZ理论也不例外。而我们在推广应用TRIZ理论的过程中，应发扬其优势特点，尽可能地克服其局限性，从而顺利地推动科技创新。这就需要对TRIZ理论的优势特点和局限性进行深入研究，得到清晰的认识。

一、TRIZ理论的核心思想和现代进展

TRIZ是俄文词头缩写，含义即发明问题解决理论，其英文缩写为TIPS（theory of inventive problem solving）。它是由前苏联发明家、发明家协会主席根里奇·阿奇舒勒（Genrich S.Altshuller）领导的数十家大学、研究所和企业组成的研究团体，于1946年开始，花费1500人/年，在研究了世界各国250万份高水平专利的基础上，提出的一套具有完整体系的发明问题解决理论和方法。20世纪80年代中期以后，随着TRIZ理论在国际上的不断传播推广，发源于前苏联的TRIZ理论又在世界众多学者、专家和实践者的努力下继续发展完善着。关于TRIZ理论的发展阶段，仁者见仁，智者见智，不同的学者提出了各自的观点。有的学者提出了三阶段说，有的学者认为是四个阶段，还有学者强调其发展经历了七个重要阶段。本文认为基本上可划分为早期理论奠基阶段和现代发展阶段。在早期理论奠基阶段，其基本理论和核心思想已经确立。

（一）TRIZ理论的基本理论和核心思想

1.TRIZ的基本理论。在前苏联时期，通过对大量发明专利的分析和比较研究，提出了一系列理论观点，主要如下。

第一，阿奇舒勒总结出了TRIZ的四大理论基础，即创新问题定义、创新模式、创新等级划分和技术系统演化模式。其中，技术系统演化模式是TRIZ理论的总纲。

第二，著名的TRIZ专家Savransky博士认为，矛盾、演化、资源和理想度概念是TRIZ理论的基石。

第三，阿奇舒勒提出了TRIZ的主要方法和工具。它们分别是：矛盾矩阵和创新原理；物质场分析模型和76个标准解；创新问题解决算法（ARIZ）；科学和技术知识效应库。

从以上主要内容来看，在这个时期，建立了TRIZ概念基础，开发了许多工具和方法，也为其使用者带来了巨大的经济和社会效益，表现出了它的强大生命力。

2.TRIZ的核心思想。TRIZ理论的核心思想主要体现在三个方面：（1）无论是一个简单产品还是复杂的技术系统，其核心技术的发展都是遵循着客观规律发展演变的，即具有客观的进化规律和模式；（2）各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决，是推动这种进化过程的动力；（3）技术系统发展的理想状态，是用最少的资源实现最大数目的功能。

（二）现代TRIZ理论的发展和完善

从TRIZ的早期理论自身逻辑性和理论实践者的反映来看，这一时期的TRIZ理论结构松散、复杂，各种方法和工具之间存在着大量重叠交叉现象。这种状况给推广者和学习实践者带来了诸多不便。因此，必须对其进行发展、简化和完善。发展、简化和完善TRIZ的工作从TRIZ走出国门开始，一直到现在不断地在进行着，并且还将继续下去。

目前，从TRIZ的现代化成果看，阿奇舒勒提出的TRIZ基本原理并未发生根本性变化，主要是针对TRIZ理论存在的一些缺陷进行了改进和完善。其现代化的主要内容，可以总结如下。

1.近年来，实务界与学术界对TRIZ技术系统进化理论的关注日益增多，学者们先后发展出技术进化理论（ET，Evolution of Technique）、技术进化引导理论（GTE，Guided Technology Evolution）、定向进化理 论 （DE，Directed Evolution）、 技术进化定律（TheLaws of Evolution）等新兴TRIZ技术进化理论。一些TRIZ专家则对TRIZ技术进化理论的应用方法展开了详细的研究与论述。

2.发展集成工具使得所有创新问题可以采用相同的处理路径；研究开发新的TRIZ工具，使TRIZ支持创新问题解决的各个阶段，例如，问题分析和格式化，功能分析和裁剪效果测试、执行等；进一步结构化和扩展TRIZ知识效应库，增加信息技术和生物技术成果；推出结构严谨、包容广泛的ARIZ新版本。

3.Creax公司和II公司的科学家更新了面向工程领域的冲突矩阵，使通用技术参数增加到48个，补充了37个组合创新原理，与特定问题的联系更紧密，应用起来更加方便。而且，面向软件领域和商业领域的矩阵也在发展之中。

4.RLI公司的Leonardo da Vinci分部对物质场分析模型的不完备性，提出了新物质场三元分析法——Triads。另外，该公司还开发了八个问题解决算法，用于简化古典ARIZ问题的解决步骤。

5.Ideation International公司开发了预期失效判定新工具，用于分析、预测和消除系统、产品和工艺中可能的失效机理，以及直接进化模式来描述技术系统演化模式。

另外，我国学者也为TRIZ的发展完善作出了贡献：黄洪钟使用MatlabANN工具箱，将冲突矩阵变换为一个三层BP人工神经网络模型；洪浩研究了在缺矛盾信息下的解决方法；亿维讯公司针对国内需求，推出多层次创新解决方案；戴庆辉实例概括了概念设计中物场分析的把握重点；檀润华提出了未来需求预测原理，定义了困难功能元的概念及效应综合方法；张建辉提出如何搜索产品技术进化潜力及构建进化潜力雷达图的方法，开发了产品技术进化潜力预测系统，可帮助企业快速把握产品的技术走向。

我国的一些研究者还在统一结构发明思想、问题特殊解的概念搜索、对系统故障的定性和定量分析、绿色优化设计等方面，对TRIZ理论进行大胆改进，并收到一定的效果。

直到今天，TRIZ理论还没有发展成熟，对其进行的发展和完善仍在进行当中。

二、TRIZ理论的优势特点

TRIZ理论自诞生以来，一直备受关注，并被大力推广应用，这得益于它自身的优势特点。TRIZ理论的优势特点很明显，可以概括为以下几点。

（一）帮助实践者快速、准确地分析和发现核心问题，提高发明效率

物——场模型是用来描述、分析和实现产品功能的重要工具，是由两个物质和一个场三个元素所构成的完全的、最小的技术系统，是一种用图形表达问题的符号语言来解释系统的功能。著名的物——场分析方法通过构建问题的物场模型，可以描述任何技术系统中不同元素之间发生的不足的、有害的、过度的和不需要的各种相互作用，能够清晰地表达出产品构成，就会帮助实践者快速、准确地分析和发现核心问题或根本矛盾，不仅为有效地解决问题奠定了基础，而且还节省了大量的时间、人力和物力。

（二）扩展思维角度，提供知识库

TRIZ理论提供了如何系统分析问题且具有可操作性的科学方法，如多屏幕法、小人法、金鱼法等，可以使我们扩展思维，突破思维定势，想象各种可能，搜索的范围可以充满全部解空间，将所有的可能解包罗无遗。

TRIZ理论体系中有按照物理、化学、几何学、功效等特征构建的专利知识数据库，还有矛盾矩阵表、76个标准解决方法、77个发明原理（在原来40个原理基础上又增加了37个）、解决物理矛盾的分离原则、发明问题解决程序（ARIZ）等。这就为发明者进行创造活动提供了直接的或可资参考和借鉴的丰富、便利的方案来源，弥补了发明者知识、信息有限性的缺憾，提高了工作效率。而且，它还促进了技术系统程序化地有初始问题逐渐向“理想解”的方向进化。

（三）通过形式化手段，使发明过程科学化，具有较强的逻辑性和形式化特点

总体上看，TRIZ理论要求对问题进行系统分析，并在此基础上确定出影响问题解决的核心问题或根本矛盾，然后选择运用原理、方法和原则等按照程序有步骤地进行解决。这样，就将一个复杂的、不确定因素丛生的解题过程，转化成为一门精确的科学运用过程，使发明创造有法可依、有章可循，具有较强的规律性，缩短了问题解决的时间。整个问题解决过程需要的不是发明者的直觉、想象和灵感等，而是依靠发明者认真、细致、严密的工作和精通与发明课题有关的专门知识，因而具有较强的逻辑性和形式化特点。这一点充分显示出科学主义对技术发明的影响。

（四）预测技术的未来发展趋势，使发明者具有战略眼界

经典的TRIZ理论提出了技术系统进化的八大法则，即完备性法则、能量传递法则、动态性进化法则、提高理想度法则、子系统不均衡进化法则、向超系统进化法则、微观进化法则和协调性法则。现在，也有人将其扩展为11种进化法则。这些进化法则是技术进化的真实描述，已被不同历史时期的大量专利及技术信息所证实。另外，产品进化S曲线描述了技术系统的完整生命周期和技术系统一般发展规律。利用这些进化法则和产品进化S曲线，可以分析确认技术系统的发展阶段，预测未来发展趋势，从而指导创新者进行技术决策，制定新产品开发战略，提升技术、经济和社会的综合竞争力。

三、TRIZ理论的局限性及其克服办法

TRIZ理论方法是一种在前人创新成果与创新方法基础上的提升和集成，科学地揭示了创造发明的内在规律和原则。它着力揭示系统中存在的矛盾，而不是逃避矛盾，其目标是不折中地完全解决矛盾，获得理想化的最终结果。而且它是基于技术的发展进化法则研究整个设计与开发过程，有强大的效应知识库、创新方案库及专利知识的支持，在已有的技术发明创造方法中极具优势地位。但尽管如此，TRIZ理论还是有其自身的局限性的。笔者认为，这方面可以考虑从以下几个方面进行分析。

（一）TRIZ理论自身的逻辑性、形式化和规范性特点容易使发明过程一般化，忽略主体及其个性化特点

TRIZ理论在解决发明问题的整个过程中，运用相应的原理、方法和原则按照程序有步骤地进行，具有较强的逻辑性、形式化和规范性特点。这是它的优点，但同时也为此法的运用带来局限性，即容易使发明过程一般化，排斥主体个性化。TRIZ方法脱离创造主体自身状况，完全从技术问题本身去讨论创造发明方法。这样，在运用TRIZ理论方法解决问题时，就容易使人产生误解，以为掌握了TRIZ理论方法就可以进行发明创造了，其实不然。

首先，TRIZ忽视了创造主体的作用。创造离不开创造主体，创造方法的普及和运用也要充分考虑主体的认知风格与创造方法的契合度。如果置主体的心理品质于不顾，单纯强调创新方法的客观逻辑性，容易陷入用传授知识和解数学题的方式教发明，很难达到理想的效果。科学创造方法论对方法问题的思考，是以对创造主体的关注为其基本前提的，并不只是就方法而论方法问题。科学创造方法论的研究重心在于认识或创造的主体，这是它的一大根本特点之所在。创造主体的思想认识、思维方式、领域技能、个性品质、认知风格、动手能力等在发明创造中起到重要作用。比如，都使用组合原理解决问题：有的人专业背景知识比较丰富，思维灵活，可能把相隔很远的东西结合起来，从而做出发明创造；相反，有的人思路狭窄，就很难用组合法提出有创意的方案。TRIZ理论不能忽略或排斥主体，对技术问题进行客观分析的方法必须与主体创造人格的培养相结合。这就是北京大学傅世侠教授所强调的创造方法的主体性原则。

其次，TRIZ压抑解题的个性化进路。创造有规律，创造也无规律，“有”和“无”都在于把握那个“度”。TRIZ过分强调创新的一般逻辑和解题的规范性进路，必然压抑那种无拘无束的心灵。因此，在学习、使用TRIZ理论方法时，不能严格地遵守解题的逻辑步骤，要允许个性化的解题过程，弱化TRIZ理论方法的一般化特点。

（二）TRIZ理论方法排斥想象、灵感、顿悟等非逻辑思维因素

TRIZ理论在解决发明问题的整个过程中，需要的不是发明者的直觉、想象和灵感等。TRIZ理论的创立者阿奇舒勒曾说，在发明创造活动中，“你可以等待100年获得顿悟，也可以利用这些原理15分钟解决问题”。也有人认为，应从漫无边际的发散思维和排列组合的“试错法”发明方式，转向按程序步步逼近的逻辑方式找到准确的答案。就如同代数的解题思路一样，实现解决发明问题的有序、快速和高效。80%的发明问题属TRIZ标准问题，一旦熟练掌握TRIZ理论方法后，一两步就能快速解题，而不再需要去一味等待令人难以驾驭的灵感和顿悟的降临。这样的观点都是排斥想象、灵感、顿悟等非逻辑思维因素。随着TRIZ理论的不断运用，久而久之，就容易忽略或抑制想象、灵感、顿悟等非逻辑思维的锻炼和养成，而这并不利于创造性思维的健康发展，还可能损害创造力水平的提升。因为创造性思维既重视逻辑思维，又重视非逻辑思维，强调二者相辅相成、协调作用，这样，才能更好地进行创造性思维。另外，尤为重要的是，大量的科学技术实践恰恰佐证了想象、灵感、顿悟等非逻辑思维在科学技术发展创造中的关键作用。想象、灵感、顿悟等往往给人们带来意外惊喜，所以受到科学技术创造者的偏爱。因此，即便学习掌握了TRIZ理论方法，也不应排斥想象、灵感、顿悟等非逻辑思维因素。

为了克服排斥想象、灵感、顿悟等非逻辑思维因素的局限性，笔者认为，应从以下几个方面着手。首先，要对现有的所有创造发明方法有个正确、全面的认识。各种方法都有其自身的优势和不足，TRIZ理论方法也不能涵盖所有方法，并取而代之。其次，应将TRIZ方法与其他创造发明方法结合起来灵活运用，尽可能地发挥各种方法的优势。这方面的尝试已有一些，如Yoshiki Nakamura提出将TRIZ的设计步骤细分，在每个步骤中采用头脑风暴法决定下一步等。再次，应该认识到创造含义的丰富性，即创造除了包括技术创造外，也包括科学创造、文学艺术创造和经济领域的创造，等等。而且在这些创造中，都强调想象、灵感、顿悟等非逻辑思维的重要性，因而不能抹杀想象、灵感、顿悟等能力的养成。最后，应主动地通过多种方式进行想象、灵感、顿悟等非逻辑思维能力的训练，以提高综合创新能力。

（三）TRIZ理论体系尚不完善

很多TRIZ工具没有集成为一个整体系统，也没有就如何选择特定工具解决特定问题给出清晰的建议；面对“能量场应用越来越多，而机械特征相对减弱，设计中的风险和安全受到更多关注”的新变化，TRIZ本身对如何确定冲突未给出操作性较强的方法；缺乏描述信息技术和生物技术的效应；ARIZ使用步骤冗长，产生的解决方案可选择性不强；物场分析模型不完备，有时不能得到理想的解决方案等。

这一局限性的解决，主要是依靠世界各国TRIZ研究的专家学者们对各种发明创造成果（既包括以前的成果，也包括最新的成果）和TRIZ理论方法继续进行广泛深入的研究，从而不断推动该理论体系进一步充实和发展。这一实践随着TRIZ理论走向世界后就不断地在进行着，正如前文所述，TRIZ理论的现代化从很多方面充实完善了原来理论中的不足之处。虽然这些做法可以在很大程度上克服理论体系不完善的局限性，但依然存在问题，需要各领域的研究者进一步思考，如TRIZ理论的现代化目前是否已经完善，这些现代化成果是否已经完美，还有哪些内容需要进一步改进，等等。

另外，还有一些局限性也应引发我们深思，如TRIZ理论强调主体对工具的使用，往往忽视主体的存在，那么主体的创造性是否还起作用，在多大程度上起作用，长此以往，主体的创造性是否会被泯灭？等等。

[1]根里奇·阿奇舒勒著.谭培波，茹海燕，WenlingBabbitt译.创新算法——TRIZ、系统创新和技术创造力[M].武汉：华中科技大学出版社，2008.

[2]张志远等.TRIZ理论研究综述[J].重庆工商大学学报（自然科学版），2004（1）.

[3]丁俊武，韩玉启，郑称德.创新问题解决理论——TRIZ研究综述[J].科学学与科学技术管理，2004（11）.

[4]徐克庄.TRIZ理论的研究应用状况 [J].杭州化工，2008（3）.

[5]黑龙江省科学技术厅.TRIZ理论入门导读[M].哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，2007.

[6]黄庆等.TRIZ技术进化理论及其应用研究述评与展望[J].科学学与科学技术管理，2009（4）.

[7]黄洪钟等.基于BP神经网络的TRIZ理论冲突矩阵[J].四川大学学报（工程科学版），2005（3）.

[8]洪浩等.缺矛盾讯息的TRIZ创新设计方法研究与应用[J].精密制造与自动化，2006（4）.

[9]戴庆辉等.TRIZ理论中物质——场的不同应用[J].重型机械科技，2006（3）.

[10]檀润华等.基于TRIZ的产品创新模糊前端设想产生模式研究[J].中国机械工程，2008（16）.

[11]张建辉等.产品技术进化潜力预测研究[J].工程设计学报，2008（3）.

[12]郭彩玲等.统一结构的发明思想USIT[J].科技进步与对策，2003（10）.

[13]高常青等.由TRIZ理论的通用解求问题的特殊解[J].中国机械工程，2006（1）.

[14]施洪生等.基于FTA与TRIZ的机电产品故障分析[J].机械与电子，2007（5）.

[15]刘彦宾等.基于QFDE和TRIZ的绿色优化设计[J].电子质量，2009（3）.

[16]傅世侠，罗玲玲.科学创造方法论[M].北京：中国经济出版社，2000.

[17]杨清亮.发明是这样诞生的：TRIZ理论全接触[M].北京：机械工业出版社，2006.

[18]张武城.技术创新方法概论[M].北京：科学出版社，2009.

[19]熊开封，张华，崔鹏.我国TRIZ理论研究综述[J].包装工程，2009（11）.