基于TRIZ的复杂管理问题求解模式研究

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欢迎访问e展厅 展厅 2 工业设计/产品设计展厅 产品设计, 工业设计, 样件打样, 手板制作, 模型制作, ... 摘 要：TRIZ是解决创新性问题的理论和方法，目前已经逐渐成为国内外创新性问题解决方法的研究热点。由于复杂管理问题的创新性特征，可以运用TRIZ思想解决复杂的管理问题，并构建一种基于TRIZ思想的复杂管理问题求解模式。 关键词：TRIZ；创新性原理；冲突矩阵；复杂管理问题 TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving）是俄文中创新性问题解决理论（Teorija rezhenija inzhenernyh zadach）的词头。该理论是前苏联G. S. Altshuller及其领导的一批研究人员自1946年开始，花费1500人/年的时间，在分析研究世界各国250万件专利的基础上提出的创新性问题解决理论。其主要目的是研究人类进行发明创新、解决技术问题过程中所遵循的原理和法则。20世纪80年代中期前，该理论对其他国家保密；20世纪80年代中期，随着一批科学家移居美国等西方国家，逐渐把该理论介绍给世界各国，并产生了重要影响[1]。 Savransky（2000）认为,如果产品的初始状态与理想状态之间存在距离，则称之为问题。设计过程就是解决问题的过程，也是使产品由初始状态通过单步或多步变换实现或接近理想状态的过程。如果实现变换的所有步骤都已知，则称为常规问题(Routine problem)；如果至少有一步未知，则称为创新性问题(Inventive problem)[2]。TRIZ最初的产生就是用来解决创新性问题的理论，它的发展为创新性的复杂问题解决提供了一种有效的模式。随着TRIZ理论的发展，该理论逐渐扩展到机械制造与设计、产品设计与创新等领域[3][4][5]，形成了一种解决创新性问题的强有力方法学。在商业和组织管理领域，由于管理问题的情景依赖性和复杂性，本身并没有一个固定的解决模式，从某种程度上讲，也是一种创新性问题，TRIZ同样适用于复杂管理问题的求解过程[6][7][8][9][10]。鉴于此，本文在考察TRIZ基本内容的基础上，探索复杂管理问题的TRIZ求解思路和模式。 一、TRIZ理论简介 1．TRIZ基本概念介绍 在TRIZ理论体中有一些基本的概念，它们分别是： （1）系统[11]。TRIZ把所有运行某个功能的事物对象均称为系统，任何系统都包括一个或多个子系统，每个子系统执行自身功能，它又可分为更小的子系统。当解决系统问题时，常常要考虑子系统和上层系统之间的相互作用，所有子系统均在更高层系统中相互连接，改变某个子系统必然影响到整个系统。 （2）冲突[11][12]。TRIZ认为，创新性问题是指包含至少一个冲突的问题。一个系统之所以会存在各种难以有效解决的问题，就是因为其内部存在着某（几）种冲突。TRIZ把系统冲突分为两种：一是在改善系统的某个特性或参数时，会产生参数或特性之间的不兼容性，即“技术冲突”。解决技术冲突问题的传统方法是在多个标准之间寻求“折衷”，每个参数都不能达到最佳值。而TRIZ则是努力寻求突破性方法消除冲突（帕累托改进），即“无折衷设计”；二是“物理冲突”，是指系统同时具有冲突或相反要求的状态。 （3）系统演化[11]。Altshuller把系统演化过程分为四个阶段：婴儿期、成长期、成熟期和衰退期，并确定每一阶段的演化特征和规律，为设计者解决创新性问题提供指导。 （4）理想状态[13]。TRIZ认为“系统是朝着不断增加的理想状态演化的”。系统理想状态包括三个方面的内容： 1）系统的主要目的是提供一定功能。传统思想认为，为了实现系统的某种功能，必须建立相应的装置或设备；而TRIZ则认为，为了实现系统的某种功能不必引入新的装置和设备，而只需对实现该功能的方法和手段进行调整和优化。 2）任何系统都是朝着理想化方向发展的，也就是向着更可靠、简单有效的方向发展。系统的理想状态一般是不存在的，但当系统越接近理想状态，结构就越简单、成本越低、效率越高。 3）理想化意味着系统或子系统中现有资源的最优利用。 2．TRIZ主要工具和方法 （1）40个创新原理。原理是获得冲突解所应遵循的一般规律，Altshuller通过对250万件发明专利的分析研究，抽出了40个发明创新所遵循的原理，它成为TRIZ解决技术矛盾的关键，这些原理反映了TRIZ对创新性问题的认识和冲突处理过程（具体内容见[3][7][11][14]）。 （2）39个技术特性及冲突矩阵[11][12]。除了40个创新原理之外，Altshuller还抽出了产生系统冲突的典型技术特性39项。在解决系统问题的过程中，当改善系统的某个技术特性时，往往会使系统的其它技术特性恶化，这便产生了技术冲突。冲突矩阵就是为了解决系统冲突而创造的、以矩阵形式表示的冲突关系。 （3）物质场分析[11]。物质场分析是用符号表达技术系统变换的建模技术。“物质”在TRIZ中表达的意思非常广泛，可以表达从简单的物体到具有各种复杂程度的系统。“场”则用于表达两个物体之间的相互作用、控制所必须的能量。物质场模型包括三个要素：物体S1、物体S2和场F，三者缺一不可。 （4）发明问题解决算法（Algorithm for Inventive-Problem Solving, ARIZ）[11][15]。ARIZ是为复杂问题提供简单化解决方法的逻辑结构化过程，是TRIZ主要的分析问题、解决问题的工具。TRIZ认为，一个问题解决的困难程度取决于对该问题的描述或程序化方法，描述得越清楚，问题的解就越容易找到。问题求解的过程就是对问题不断描述、不断程序化的过程。经过这一过程，初始问题最根本的冲突被暴露出来，能否求解已很清楚，如果已有的知识能用于该问题则有解，如果不能则无解，需等待科学技术的进一步发展解决，该过程就是靠ARIZ实现的。ARIZ中，冲突的消除有强大的知识库支持。效应知识库包含物理的、化学的、几何的等效应。作为一种规则，经过分析与效应的应用后问题仍无解，则认为初始问题定义有误，需对问题进行更一般化的定义。(end)

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