④39項工程參數及阿奇舒勒矛盾矩陣
阿奇舒勒發現,創造發明隻不過是對我們常用到的物理、數學、技術等工程參數進行的靈活運用。這些工程參數有39項,分別是:運動物體的重量、靜止物體的重量、運動物體的長度、靜止物體的長度、運動物體的區域、靜止物體的區域、運動物體的體積、靜止物體的體積、加速、力量、壓力、形狀、物體的穩定性、強度、運動物體的耐久性、靜止物體的耐久性、溫度、光亮度、運動物體耗費的能源、靜止物體耗費的能源、功率、能源的浪費、物質的浪費、信息的丟失、時間的浪費、物質的數量、可靠性、測量精度、製造精度、作用於物體的有害因素、物體產生的有害因素、可製造性、使用的方便、可維修性、適應性和多樣性、裝置複雜層次、控製的複雜層次、自動化程度、生產力。其中,每一項參數又被分為準備改善的參數和準備惡化的參數兩個類別,準備改善的參數是通過創新得到提升或加強的特性所對應的工程參數,準備惡化的參數是在某個特性獲得提升之時會變差的工程參數。
阿奇舒勒將準備改善的參數作為橫軸,準備惡化的參數作為縱軸,繪製成了著名的阿奇舒勒矛盾矩陣。在矩陣中,橫縱軸各參數交叉處的數字表示我們在解決問題時需要使用的發明創造原理的編號。阿奇舒勒矛盾矩陣為創新者提供了一個直觀明了的“尋寶圖”,讓我們可以將複雜的難題通過工程參數進行“TRIZ化”,輕鬆從矩陣表中查找到破解難題的金鑰匙。
⑤物理矛盾和分離原理
TRIZ將世界萬物看作一個個技術係統構成的集合,這些係統在實際運行中,有時候會出現“牙咬著舌頭”的現象,同一個係統內的關鍵子係統為了滿足某個需求的參數特性,會出現相反需求的物理矛盾。為了解決物理矛盾,TRIZ提出了空間分離、時間分離、居於條件分離和係統級別分離等4種分離原理。這4種分離原理又可以細化為11種分離方法,包括:矛盾特性的空間分離、矛盾特性的時間分離、將同類或異類係統與超係統結合、將係統轉換為反係統或將係統與反係統相結合、係統具有一種特性且子係統有其相反的特性、將係統轉換到微觀級係統、係統中的狀態交替變化、係統由一種狀態轉換為另一種狀態、利用係統狀態變化所伴隨的現象、以具有兩種狀態的物質代替具有一種狀態的物質、通過物理和化學的轉換使物質狀態轉換。這些看似艱澀的物理名詞其實隻是告訴我們:困難不是創新的瓶頸,而是創新的契機,比如:山地運動愛好者要求自行車既要功能齊全、結實耐用,又要輕便靈巧能放置在汽車後備廂內。對這種物理矛盾的分離解決辦法就是設計可折疊拆裝式的山地自行車。
⑥物-場模型分析
TRIZ認為:係統不論大小,都具有相應的功能,所有功能都可以來源於兩種物質和一種場的相互作用。其中,物質是實現功能的基礎,包括原材料、工具、器件、人、環境或過程。場是實現功能所需的手段,包括機械能、熱能、化學能、電能、聲能、光能、磁能。在TRIZ的理論表述中,任何係統的功能都可以用物-場組合進行模型化。物-場模型被劃分為有效完整模型、不完整模型、效應不足的完整模型、有害效應的完整模型4種。在創新的過程中,我們可以將麵臨的問題歸類為物-場模型中的相關元素,分析相關元素之間的關係,建立起問題所在的物-場模型,查找此類物-場模型的解法,形成最優的創新解決方案。
⑦標準解法
TRIZ將創新所麵臨的問題分為標準問題和非標準問題兩類。標準問題可以用技術係統的進化路徑法則迅速確定創新方向和方法,這些針對標準問題的解決方法則被稱為標準解法。非標準問題則需要轉化為標準問題後,再使用標準解法來獲得解決方案。標準解法將物-場模型分為建立或拆解物-場模型、強化物-場模型、向超係統或圍觀級轉化、檢測和測量的標準解法、簡化與改善策略5個層級,細化為18個子級和76種標準解。在實際應用中,我們可以根據物-場模型的類型,圍繞問題的最終理想解,綜合實際條件來選擇相應的解法。
⑧發明問題解決算法
如果遇到了令人頭暈目眩的非標準問題或複雜的係統,我們往往會覺得無從下手。TRIZ提供的解決辦法是,對非標準問題進行變形及再定義等邏輯轉化,通過分析問題、分析問題模型、陳述最終理想解和物理矛盾、動用物-場資源、應用知識庫、轉化或替代問題、分析解決物理矛盾的方法、利用解法概念、分析問題解決等9個步驟來找到合適的路徑。其間,創新的難度取決於我們對所麵臨的問題是否能清晰地進行細節描述,對采用的方法能否明確地程式化。描述得越清楚,程式化越明晰,創新的方法就越容易找到。