TRIZ理论中最终理想解的应用研究

TRIZ理论体系中有五种克服思维惯性的方法，最终理想解作为其中一种，在解决技术问题的过程中发挥重要作用，其思维过程是TRIZ理论中一种非常重要的思想。本文旨在阐述最终理想解的定义、层次和应用注意事项等，为应用最终理想解理清思路，抓住重点，使工程师能够应用该方法快速有效的解决技术问题。

一、最终理想解概述

产品或技术按照市场需求、行业发展、超系统变化等，随着时间的变化无时无刻都处于进化之中，进化的过程就是产品由低级向高级演化的过程。如果将所有产品或技术作为一个整体，从历史曲线和进化方向来说，任何产品或技术的低成本、高功能、高可靠性、无污染等是研发者的追求的理想状态，产品或技术处于理想状态的解决方案可称之为最终理想解。创新过程从本质上说是一种追求理想化的过程。TRIZ理论中引入了“理想化”、“理想度”和“最终理想解”等概念，目的是进一步克服思维惯性，开拓研发人员的思维，拓展解决问题可用的资源。应用TRIZ理论解决问题之始，要求使用者先抛开各种客观限制条件，针对问题情境，设立各种理想模型，可以是理想系统、理想过程、理想资源、理想方法、理想机器、理想物质。通过定义问题的最终理想解，以明确理想解所在的方向和位置，保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解，从而避免了传统创新设计和解决问题时缺乏目标的弊端，提升解决问题的效率。TRIZ理论创始人阿奇舒勒对最终理想解做出了这样的比喻：“可以把最终理想解比做绳子，登山运动员只有抓住它才能沿着陡峭的山坡向上爬，绳子自身不会向上拉他，但是可以为其提供支撑，不让他滑下去，只要松开，肯定会掉下去。”可以说最终理想解是TRIZ理论解决问题的“导航仪”，是众多TRIZ工具的“灯塔”。在TRIZ理论中，最终理想解是指系统在最小程度改变的情况下能够实现最大程度的自服务（自我实现、自我传递、自我控制等）。

二、最终理想解的特点和作用

1.最终理想解的特点

根据阿奇舒勒的描述，最终理想解应当具备以下四个特点，在确定最终理想解之后，可用四个特点检查其有无不符合之处，并进行系统优化，以确认达到或接近最终理想解为止[1]。一是最终理想解保持了原有系统的优点。在解决问题的过程中不能因为解决现有问题而使原系统的优点得到抹杀，原系统的优点通常是指低成本、能够完成主要功能、低消耗、高度兼容等。二是消除了原系统的不足。在解决问题的过程中能够有效避免原系统存在的问题、不足和缺点，没有消除系统不足的不能称之为最终理想解。三是没有使系统变得更复杂。面对技术问题时，可能有成千上百的方案可以解决技术问题，如果使得原有的系统更加复杂可能带来更多的次生问题，如成本的上升、子系统之间协调难度的增加、系统可靠性的降低等，那么不能称之为最终理想解。而TRIZ理论的重要思想是应用最少的资源、最低的成本解决问题。四是没有引入新的缺陷。解决问题的方法如果引入了新的缺陷，需要再进一步解决新的缺陷，得不偿失。因此如果解决方案能够满足上述特点，可称之为最终理想解。

2.最终理想解的作用

在具体的应用过程中最终理想解能够发挥以下作用。一是明确解决问题的方向。最终理想解的提出为解决问题确定了系统应当达到的目标，然后通过TRIZ中的其他工具来实现最终理想解。二是能够克服思维惯性，帮助使用者跳出已有的技术系统，在更高的系统层级上思考解决问题的方案。三是能够提高解决问题的效率，最终理想解形成的解决方案可能距离所需结果更近一些。四是在解题伊始就激化矛盾，打破框架、突破边界、解放思想，寻求更睿智的解。

三、最终理想解与相关概念的区别

在TRIZ理论中，同时引入了“理想化”、“理想度”、“最终理想解”等概念，工程师在使用过程中容易混淆。理想化是描述系统处于理想中的一种状态，可以是理想系统、理想过程、理想资源、理想方法、理想机器、理想物质。理想系统就是没有实体、没有物质，也不消耗能源，但能实现所有需要的功能。理想过程就是只有过程的结果，而无过程本身，突然就获得了结果。理想资源就是存在无穷无尽的资源，供随意使用，而且不必付费。理想方法就是不消耗能量及时间，但通过自身调节，能够获得所需的功能。理想机器就是没有质量、体积，但能完成所需要的工作。理想物质就是没有物质，功能得以实现[1]。

而理想度是衡量理想化水平的标尺。一个技术系统在实现功能的同时，必然有两个方面的作用，即有用功能与有害功能，理想度通常是指有用功能与有害功能和成本之和的比值。理想度=（总功能）/（总成本），V=（∑?F）/（∑?C）。分子为有用功能之和，分母为有害功能之和[2]。在实际使用中，有害功能之和分解为成本之和与危害之和。通常在使用过程中不直接计算理想度水平，而是比较当前系统和未来系统或其他系统。技术系统改进的一般方向提升理想度的比值，努力提升其理想度水平[3]。

最终理想解是一种解决技术系统问题的具体方法或者是技术系统最理想化的运行状态。因此，最理想化的技术系统应该是：没有实体和能源消耗，但能够完成技术系统的功能，也就是不存在物理实体，也不消耗任何的资源，但是却能够实现所有必要的功能，即物理实体趋于零，功能无穷大，简单说，就是“功能俱全，结构消失”[1]。最终理想解是理想化水平最高、理想度无穷大的一种技术状态。

因此理想化是技术系统所处的一种状态，理想度是衡量理想化的一个标志和比值，最终理想解是在理想化状态下解决问题的方案。

四、最终理想解的确定

定义最终理想解通常有六步法和引入X元素两种方式来确定。

1.应用六步法定义最终理想解

（1）设计的最终目的是什么？

（2）最终理想解是什么？

（3）达到理想解的障碍是什么？

（4）出现这种障碍的结果是什么？

（5）不出现这种障碍的条件是什么？

（6）创造这些条件存在的可用资源是什么？

2.引入X元素定义最终理想解

假设存在X-元素，它能够很好地帮助解决问题，也就是X-元素能够彻底消除矛盾，同时不影响有用功能的实现，也不会产生有害因素或使系统变的更加复杂。X-元素不一定代表系统或超系统的某个实质性组成部分，但可以是一些改变、修改，或系统的变异，或是完全未知的东西，如系统元素或环境的温度变化或相变。引入X-元素确定最终理想解通常在ARIZ算法中得以应用，本文对此不做讨论。

五、最终理想解的应用及注意事项

在实验室里，实验者在研究热酸对多种金属的腐蚀作用，他们将大约20个各种金属的实验块摆放在容器底部，然后泼上酸液，关上容器的门并开始加热。实验持续约2周后，打开容器，取出实验块在显微镜下观察表面的腐蚀程度[1]。由于试验时间较长，强酸对容器的腐蚀较大，容器损坏率非常高，需要经常更换，为了使容器不易被腐蚀就必须采取惰性较强的材料，如铂金、黄金等贵金属，但这造成试验成本的上升。应用最终理想解解决该问题步骤如下：

（1）设计的最终目的是什么？

在准确测试合金抗腐蚀能力的同时，不用经常更换盛放酸液的容器。

（2）最终理想解是什么？

合金能够自己测试抗酸腐蚀性能。

（3）达到最终理想解的障碍是什么？

合金对容器腐蚀，同时不能自己测试抗酸腐蚀性能。

（4）出现这种障碍的结果是什么？

需要经常更换测试容器，或者选择贵金属作为测试容器。

（5）不出现这种障碍的条件是什么？

有一种廉价的耐腐蚀物体代替现有容器起到盛放酸液的功能。

（6）创造这些条件时可用的已有资源是什么？

合金本身就是可用资源，可以把合金做成容器，测试酸液对容器的腐蚀。

最终解决方法是将合金做成盛放强酸的容器，在实现测试抗腐蚀能力的同时，减少了成本。

图1 应用最终理想解的思维过程图

在应用最终理想解的过程中需要注意几个问题。一是对最终理想解的描述。阿奇舒勒在多本著作中提出，最终理想解的描述必须加入“自己”、“自身”等词语，也就是说需要达到的目的、目标、功能等在不需要外力、不借助超系统资源的情况下完成，是一种最大程度的自服务（自我实现、自我传递、自我控制等）。此种描述方法有利于工程师打破思维惯性，准确定义最终理想解，使解决问题沿着正确的方向进行。二是最终理想解并非是“最终的”，根据实际问题和资源的限制，最终理想解有最理想、理想、次理想等多个层次，当面对不同的问题时，根据实际需要进行选择。如在本例中，对于合金抗腐蚀能力的测试问题，最理想的状态是没有测量的过程，就能够知道抗腐蚀能力；理想状态是在不采用贵金属、不经常更换容器的前提下准确测量出合金的抗腐蚀能力；次理想是不经常更换容器的条件下准确测试出合金抗腐蚀能力。在不同的理想状态下所采取的策略有所不同。三是在应用最终理想解的过程中是一个双向思维的过程（如图1），从问题到最终理想解，从最终理想解到问题，对于最理想的最终理想解可能达不到，但是这是目标，通过达到次理想的最终理想解、理想的最终理想解的方式最终达到最理想的最终理想解。

责编/刘红伟

参考文献：

[1]曹福全. 创新思维与方法概论[M]. 哈尔滨：黑龙江高等教育出版社.2009.

[2]韩博.TRIZ理论中技术系统完备性法则应用研究[J]. 技术与市场.2014（4）.34-35

[3]韩博.TRIZ理论中若干概念的辨析[J].科技创新与品牌.2014（9）.90-92

基金项目：国家创新方法工作专项（2013IM021600）

作者简介：韩博，男，宁夏同心人，硕士，助理研究员，国际TRIZ协会三级，主要研究方向：科技政策与管理、技术经济和创新方法。