一、创新理念的变革

  20世纪40年代以前，由于在创新方面没有系统的原理和理论，人们往往把实现创新看作是发明家或专家的任务。然而，我们都希望创新可以像求解数学问题一样有规律可循。例如求解一个一元二次方程，只要把它归结为一个标准的一元二次方程，套用求根公式就能得到方程的根。

  在实现创新的过程中，是否也有类似的方法可以给我们以指导呢？答案是肯定的。

  TRIZ理论（发明问题解决理论）为我们提供了解决创新问题时的“一元二次方程的标准形”以及相应的“求根公式”。TRIZ理论的创始人——前苏联发明家Altshuller先生提出了全新的创新理念：创新是有规律可循的，人们只要经过学习和训练就能够掌握创新的规律，可以像解数学问题一样，按照一定的步骤和思路来进行创新。

   二、TRIZ理论中的创新原理

  以往的创新方法只是将人们在生活中的一些零散的创新经验加以归纳，而TRIZ理论中的创新原理形成了系统的原理体系，能有效地指导人们按步骤、有规律地进行创新活动。

  1. 广泛的适用性

  Altshuller先生在对世界上约900万份专利分析研究的基础上建立了由解决技术问题和实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系——TRIZ理论，其中的40条创新原理对人们的创新活动具有很强的指导作用。进一步研究表明,不同领域的问题解决起来往往遵循着共同的规律，因此，TRIZ创新原理包含的具有普遍性的创新方法和规律，可以广泛应用到多个技术领域。例如抽取原理，该原理建议从物体中抽出带有负影响的部分或属性。空调就是这一原理的应用实例，它将产生噪音和热气的压缩机分离放置到室外。

  2. 通用、统一的求解参数

  创新原理可用来解决创新问题中所包含的矛盾，即：当我们用已有的方法改进系统某部分(或参数)时，不可避免的出现系统其他部分（或参数）恶化的情况。例如在建筑上，要想提高承重梁的强度，就会增加其截面积，从而导致承重梁的重量增加。不同领域中，人们所面临的创新问题不同，其中包含的矛盾也千差万别。若想解决这些矛盾，我们首先要对它们进行统一的描述。TRIZ理论中，不同领域中相互矛盾的特性经过高度概括，被抽象为39个技术特性，它们可对不同问题中所包含的各种矛盾进行统一、明确的描述。以矩阵的形式表示它们之间不同的矛盾组合，这就是TRIZ理论中著名的矛盾矩阵。我们可以在矩阵的每一个节点上找到与该对矛盾相对应的创新原理，从而得到启发。

  3. 规范、科学的创新步骤

  TRIZ创新原理为我们提供了统一的创新步骤和思路，即将特殊问题归结为TRIZ的一般性问题，然后应用TRIZ带有普遍性的创新理论和算法寻求标准解法，并在此基础上演绎形成初始问题的具体解法。

  三、应用实例

  在生活中我们常用的扳手经常会出现螺栓棱角被磨损的问题。为了方便地拧紧或者松动螺栓，又不损坏螺栓，我们采取的方法一般是通过减小扳手卡口和螺栓的配合间隙，增加螺栓的受力面，来减少对棱角的磨损。但这样做却提升了制造精度，增加了制造成本。为解决这一矛盾，我们可以用39个技术特性中的两个特性来描述该矛盾，并通过矛盾矩阵找到对应的创新原理，如增加不对称性、空间维数变化等。应用其中的空间维数变化原理，我们能得到这样一个解决方案：在扳手卡口内壁开几个小弧。扳手之所以会磨损螺栓，就是因为作用力都集中在棱角上，是作用在一条线上。现在经过增加几个小弧，作用力加到了螺栓的棱面上，有效地解决了棱角磨损问题。从上面的例子可以看出，经过深入分析，可首先将扳手磨损螺栓的问题定义为TRIZ理论中的典型矛盾，然后应用创新原理有效地解决。

  运用TRIZ理论中的创新原理，我们还可以解决其他很多创新过程中的具体问题。但更重要的是，这些创新原理可以使我们的创新过程有章可循，使更多的人通过学习掌握科学的创新方法。这对于普及创新知识和提高企业的整体创新能力都有及其重要的价值。

  TRIZ中的发明问题解决算法——ARIZ
 
  用于系统化创新的发明问题解决理论TRIZ包含许多发明问题解决工具，包括矛盾矩阵、与创新原理，技术系统进化法则、，发明问题标准解法，、以及发明问题解决标准算法ARIZ等。按照TRIZ对发明问题的五5级分类，一般较为简单的一到三级发明问题应用运用创新原理或者发明问题标准解法就可以解决，而那些复杂的非标准发明问题，如四、五级的问题，往往需要应用发明问题解决算法ARIZ做系统的分析和求解。

  创新问题解决的思考过程中主要存在三个思维障碍：思维惯性（Psychological Inertia）、有限的知识领域、试错法（Trial and Error Method）。思维惯性使我们习惯沿用旧有的思考模式和思路尝试解决问题，因此，我们在解决创新问题时，必须设法有效摆脱思维惯性；另外一个障碍是知识面的局限——大多数我们所面临的问题甚至其中的九成已经在我们所不知的领域中解决了，但由于我们有限的知识领域，使我们无法方便自如地利用其他科学技术领域的解决方法和知识等资源，所以有必要建立以解决创新问题为目的的创新方案库；在创新真正系统化之前，试错法是大家不约而同地首先想到的用来解决创新问题的方法，但其效率之低下也是众所周知的。

  TRIZ认为，一个创新问题解决的困难程度取决于对该问题的描述和问题的标准化程度，描述得越清楚，问题的标准化程度越高，问题就越容易解决。TRIZ中，创新问题求解的过程是对问题不断地描述，不断地标准化的过程。在这一过程中，初始问题最根本的矛盾被清晰地显现出来。如果方案库里已有的数据能够用于该问题有标准解；如果已有发数据不能解决该问题则无标准解，需等待科学技术的进一步发展。该过程是通过ARIZ算法实现的。

  ARIZ（Algorithm for Inventive-Problem Solving）——发明问题解决算法，是TRIZ理论中的一个主要分析问题、解决问题的方法，其目标是为了解决问题的物理矛盾。该算法主要针对问题情境复杂、矛盾及其相关部件不明确的技术系统。它是一个对初始问题进行一系列变形及再定义等非计算性的逻辑过程，实现对问题的逐步深入分析和转化，最终解决问题。该算法尤其强调问题矛盾与理想解的标准化，一方面技术系统向理想解的方向进化，另一方面如果一个技术问题存在矛盾需要克服，该问题就变成一个创新问题。

  ARIZ算法包含至少要包括六个部分：

  第一部分：设计将问题公式化情境分析，构建问题模型；

  第二部分：基于物场分析法的问题模型分析设计完成从问题到模型的转换；

  第三部分：对模型进行分析定义最终理想解与物理矛盾；

  第四部分：设计用来准确地消除矛盾物理矛盾解决；

  第五部分：对答案进行仔细的、逐一的分析以便将答案应用于新的问题如果矛盾不能解决，调整或者重新构建初始问题模型；

  第六部分：解决方案分析与评价进一步发展所求出的答案并应用于解决其它领域的问题；

  首先是将系统中存在的问题最小化，原则是在系统能够实现其必要机能的前提下，尽可能不改变或少改变系统；其次是定义系统的技术矛盾，并为矛盾对立建立“问题模型”；然后分析该问题模型，定义问题所包含的时间和空间，利用物-场分析法分析系统中所包含的资源；接下来，定义系统的最终理想解。通常为了获取系统的理想解，需要从宏观和微观级上分别定义系统中所包含的物理矛盾，即系统本身可能产生对立的两个物理特性，。例如：冷——热、导电——绝缘、透明——不透明等。

  因此，下一步需要定义系统内的物理矛盾并消除矛盾。矛盾的消除需要最大限度地利用系统内的资源并借助物理学、化学、几何学等工程学原理。作为一种规则，经过分析原理的应用后如问题仍无解，则认为初始问题标准化定义有误，需调整初始问题模型，或者对问题重新进行重新更标准化的定义。

  应用ARIZ取得成功的关键在于在理解问题的本质前，要不断地对问题进行细化，直至确定了问题所包含的物理矛盾。

  如图所示为用ARIZ算法解决创新问题的流程。

  下面是用ARIZ该算法解决一个有关摩擦焊接问题的实例。

  问题：摩擦焊接是连接两块金属的最简单的方法。将一块金属固定并将另一块对着它旋转。只要两块金属之间还有空隙就什么也不会发生。但当两块金属接触时接触部分就会产生很高的热量，金属开始熔化，再加以一定的压力两块金属就能够焊在了一起。一家工厂要用每节10米的铸铁管建成一条通道，这些铸铁管要通过摩擦焊接的方法连接起来。但要想使这么大的铁管旋转起来需要建造非常大的机器，并要经过几个车间。

  解决该问题的过程如下：

  最小问题：对已有设备不做大的改变而实现铸铁管的摩擦焊接；

  系统矛盾：管子要旋转以便焊接，管子又不应该旋转以免使用大型设备；

  问题模型：改变现有系统中的某个构成要素，在保证不旋转待焊接管子的前提下实现摩擦焊接；

  对立领域和资源分析：对立领域为管子的旋转，而容易改变的要素是两根管子的接触部分；

  理想解：只旋转管子的接触部分；

  物理矛盾：管子的整体性限制了只旋转管子的接触部分；

  物理矛盾的去除暨及问题的解决对策：用一个短的管子插在两个长管之间，旋转短的管子，同时将管子压在一起直到焊好为止。

  ARIZ算法以其优秀的易操作性、系统性、实用性以及易流程化等特性，ARIZ算法具有优秀的易操作性、系统性、实用性以及易流程化等特性成为，发明问题解决理论TRIZ的重要支撑尤其对于那些问题情境复杂，矛盾不明显的非标准发明问题，它显得更加有效和可行。与TRIZ理论一起，在全球创新科学研究与应用领域占据着首屈一指的地位。在经历了不断完善和发展的过程后，目前ARIZ已成为发明问题解决理论TRIZ的重要支撑和高级工具。(e-works)