ARIZ的基本思想和原则
TRIZ提供了很多的分析方法与解题工具,如解决技术矛盾的矛盾矩阵和40个发明原理,解决物理矛盾的四种分离方法,以及物场分析法和76个标准解法,它们都适用于较简单的发明问题。简单的发明问题一般是指问题比较明确,使用者对其进行初步分解便可确定矛盾所在,将其转化为某种标准问题,并通过上述分析方法与解题工具之间存在的“匹配”关系,迅速找出标准解法,进一步将该标准解转化为具体解决方案,使原问题迎刃而解。
然而,在实践中工程技术人员经常面临一些较为复杂的发明问题,问题初始状况十分模糊,或者所涉及的技术系统内外关系异常繁杂,定义矛盾或建立物场模型较为困难,因而不能直接应用矛盾矩阵或物场分析求解,在这种情况下,可以考虑使用ARIZ来解决问题。
那么,ARIZ作为“发明问题解决算法”能做什么呢?首先,ARIZ帮助选择正确的TRIZ工具并按照最有效的步骤使用;其次,ARIZ集成多种TRIZ工具,包含了逐步分析问题根源的多个步骤过程;最后,ARIZ是结构化的流程,由不同的步骤、规则以及注释组成。可见,ARIZ是一种辅助解决问题的工具(算法),它遵循一种有效的方式逐步将初始问题转化为较清晰的待解决问题,并通过深入分析和综合运用各类TRIZ工具,最终得到问题的解决方案。
ARIZ的基本思想是将非标准问题通过TRIZ中提供的各种方法和工具进行变换,最终转化为标准问题,然后利用TRIZ中的标准解来获得相应的解决方案。其理论基础由以下三条原则构成。
(1)矛盾转化原则
发明问题的特征是存在矛盾,ARIZ强调发现并解决问题中的矛盾。ARIZ通过对问题不断地描述、标准化,逐步将一个模糊的初始问题转化为可以用矛盾清楚表达的问题模型。
(2)克服思维定势原则
思维惯性是创新的最大障碍。ARIZ强调在解决问题的过程中要开阔思路,激发想象力,有效抑制惯性思维。具体体现在以下两个方面:
第一,采用固定步骤解决问题。
首先,将初始问题转化为“缩小问题”(Mini-Problem)和“扩大问题”(Maxi-Problem)两种形式。“缩小问题”是为了达到消除系统缺陷与完成改进的目的,而尽量使系统保持不变,通过引入约束、激化矛盾,目的是发现隐含矛盾。“扩大问题”是对可选择的改变不加约束,目的是激发解决问题的新思路。
其次,强调应用系统内外及超系统等所有可用资源。系统不是孤立存在的,系统包含子系统,并隶属于超系统,在过程上也包括过去状态和将来状态,解决系统问题要充分考虑系统内外能够影响系统的资源。有时系统内难解决的问题在系统以外很容易解决。TRIZ中提供了八种潜在的资源类型:自然人、物质、能量/场效果、可用空间、可用时间、物体结构、系统功能和系统参数,并且可用资源的种类和形式是随着技术的进步不断扩展的。
再次,考虑系统中的长度参数、时间参数,以及成本参数等变化因素。思考系统内问题是否可以转移到所在超系统、前系统、后系统及系统的不同时间段,通过变化这些参数,加强矛盾或发现隐含问题。
第二,利用非专业术语提高设计的成功性。
ARIZ中尽量采用非专业术语表述问题,可以激发设计者突破专业领域的限制,增加解决问题的信心和能力,引导其思维向着有利于问题解决的方向发展。因为专业术语往往禁锢人的思维。例如,在“破冰船破冰”的惯性思维引导下,人们不会想到可以不用破冰而将冰移走。
(3)发展完善原则
ARIZ是一个不断地吸取新知识的体系。ARIZ要求TRIZ使用者必须可以熟练使用TRIZ理论中的各种工具,因此ARIZ中集成应用了TRIZ理论中绝大多数工具,包括理想解、技术矛盾、物理矛盾、物场分析、76标准解以及科学效应与知识库。另外,TRIZ使用者需要充分利用科学效应与知识库,并不断扩充实例库。