九屏幕图在TRIZ理论教学中若干问题的探讨

韩博

（宁夏科技发展战略和信息研究所，宁夏 银川750001）

九屏幕图在TRIZ理论教学中若干问题的探讨

韩博

（宁夏科技发展战略和信息研究所，宁夏 银川750001）

TR IZ理论是发明问题解决理论，九屏幕图作为TR IZ理论培训中拓展思维，打破思维惯性，寻找创新资源的重要工具，在工程师培训中具有重要作用，本文系统分析了九屏幕图的构成，找出了在培训中应当注意的问题，并阐述了九屏幕图发展的趋势。

九屏幕图；TRIZ；教学；培训；问题

近年来，随着创新需求趋势不断发展，创新方法逐步成为推动技术和管理创新的利器，作为技术创新方法中系统性和完整性最强的TRIZ理论受到了工程师的好评，逐步成为工程师解决技术难题和利用专利战略的重要手段。九屏幕图法是TRIZ理论初中级培训的重要内容，也是拓展工程师视野和突破思维惯性的重要工具，在工程师培训中必不可少，但是，由于TRIZ理论进入我国时间较短、研究人员不多等因素造成在培训中没有对九屏幕图很好地讲解和使用。

1 九屏幕图的构成

九屏幕图法是TRIZ中典型的系统思维方法，能对情境进行整体考虑，帮助工程师从结构、时间以及因果关系等角度对问题进行全面、系统的分析，该方法不仅研究问题的现状，而且考虑与之相关的过去、未来和子系统、超系统等方面的动态。

九屏幕法以空间为纵轴，来考察“当前系统”及其“组成（子系统）”和“系统的环境与归属（超系统）”，以时间为横轴，来考察上述三种状态的“过去”、“现在”和“未来”，技术或者工艺前一项和后一项状态是什么。同时，超系统、当前系统、子系统是一个相对的概念，比如，如果当前系统研究的是汽车，那么子系统包括车轮、车体、车灯、座椅、悬挂等，超系统为交通系统、路面等。如果当前系统是车轮，那么超系统为汽车的其他部件和路面等，子系统为轮胎、轮毂等。从中可以看出，当前系统的选择，影响着超系统和子系统的选择，三种系统之间为相对的概念。

图1 九屏幕图

九屏幕图的目的是寻找资源，分析清楚系统的构成与环境。第一，从技术系统本身出发，考虑可用资源。第二，考虑技术系统的子系统、超系统中的资源。第三，考虑系统的过去和未来，从中寻找可利用的资源。第四，考虑超系统和子系统的过去和未来。

2 九屏幕图的类型

2.1 基于技术系统进化的九屏幕图

TRIZ理论的核心思想之一是任何技术系统都是按照一定的客观规律进化的，这在九屏幕图中也得到了体现。基于技术系统进化的九屏幕图是以当前系统及过去与未来的一种进化关系而形成的。根据实际解决技术难题的经验和培训心得，通常基于技术系统进化的九屏幕多为图1所示箭头的逻辑关系。此类九屏幕图主要用于在系统宏观层面，寻找资源解决问题和开展产品技术预测。

2.2 基于工艺和操作流程的九屏幕图

基于工艺和操作流程的九屏幕是以产品的工艺或操作流程为逻辑关系组成，因此系统的过去并不是指完成当前系统功能的过去的替代品，而是指前道工序或产品。当前系统存在问题的解决办法是，除考虑子系统和超系统中的可用资源外，还要考虑前道工序或操作是否可以提前采取措施进行预防，后道工序或操作是否可以采取措施补救，或者是在现有前道工序和后道工序间再增加一个工艺或一个操作流程，来保证当前系统的稳定运行，而不是直接考虑采用措施替换当前系统。此类九屏幕图主要用于在系统微观层面的分析，更适合分析产品的生产和现场的管理以及相关操作。其超系统、当前系统和子系统的逻辑关系图为图2所示。

图2 九屏幕图

2.3 基于技术系统状态的九屏幕图

基于技术系统状态的九屏幕图是以系统的状态为逻辑关系所组成，因此系统的过去和未来，也就是系统过去的状态或者是上一个状态。通过利用状态间的差异来寻找解决问题的可用资源，同时可以分析清楚系统在状态临界点以及左右间的关系。比如在制药中通常涉及干燥问题，药品或半成品在干燥过程中，对干燥的程度、时间等要求较高，需要分析空气的状态，即空气是冷气、热气、温度等，通过此类分析，可以更好地确定整个技术系统的状态，为解决问题奠定良好的基础。此类九屏幕图主要用于分析系统微观层面，多用于制药、发酵、化工等领域，其逻辑关系图多以图2为表达形式。

3 九屏幕图画法存在的问题

在实际培训和教学过程中，很多专家学者对于九屏幕图的分析一笔带过，没有详细、系统地分析其内部的逻辑关系，造成在后续运用资源分析、技术矛盾、物理矛盾、物场分析和功能分析等TRIZ工具时不能很好地开展。根据实际解决技术问题的需求，主要需要确定好超系统、当前系统和子系统的过去与未来及相关逻辑关系，即可为后续的分析奠定良好的基础。

3.1 超系统、当前系统和子系统及过去与未来的确定

在实际应用九屏幕图寻找资源和解决问题时，通常当前系统、超系统和子系统比较容易确定，只要能够确定当前的问题系统或者是需要研究的系统，便可确定超系统、当前系统和子系统，但对于超系统、当前系统、子系统的过去与未来却不容易确定的，尤其对于初学者来说较困难。在现行的培训中，很多专家学者并未对上述的概念进行明确，TRIZ理论创始者阿奇·舒勒也未对九屏幕进行详细介绍，但是根据多年的培训与实践经验，在选择三个层级的过去和未来时，首先需要确定解决的技术问题是什么，其次确定技术的发展顺序与规律，最后确定三个层级过去与未来是选择相近的技术节点。

以电风扇为例，很多人在分析电风扇的九屏幕图时，系统的过去为扇子，系统的未来是空调，初看没有问题，但是按照逻辑关系，实际分析时会出现各种问题。一是当前系统是电风扇，但没有确定是什么样的电风扇，如能够调节风速的电风扇、能够360°旋转的电风扇、能够定时的电风扇等，犯了当前系统定义不准确的问题。在当前系统的选择上必须明确研究的系统是什么。二是在当前系统的过去分析中，很多人认为是扇子，其实不然。从电风扇的进化史来看，沿着“两叶扇片—三叶扇片—风速调节—旋转—定时—无叶”的路线进化。如果当前系统是可旋转电风扇，那么它的过去应当是具备风速调节的三叶电风扇。如果在分析系统的过去时跳过了很多技术发展的节点，如同TRIZ理论中的技术系统进化法则所述，本案中，从扇子进化到具备风速调节的三叶电风扇需要很多次进化，而且时间很长，因此按照这种逻辑关系分析的九屏幕图是没有太大的意义。对于系统未来的分析也是如此。

3.2 超系统、当前系统和子系统及过去与未来逻辑关系的确定

对于此类问题的分析，在实际分析技术难题时具有重要的指导意义。从九屏幕图的类型中可以看出，有三种类型和两种画法。在选择画法时，应当遵守以下几条原则：一是确定九屏幕图是基于技术系统进化、工艺和操作流程、技术系统状态中的哪一种，通常第一种类型多为图1所示画法，第二和第三种类型多为图2所示画法。二是紧扣所需解决技术问题本身。以电风扇为例，如果当前系统为可旋转的电风扇，那么其超系统为空气、人、插座、电流，按照图2所示的关系，需要分析超系统的过去，而非系统过去的超系统，显然分析空气、人、插座和电流的过去对于解决问题是没有任何意义的。三是抓住技术系统的重点组件。在利用九屏幕图解决问题时，通常系统的未来和系统未来的子系统（或是子系统的未来）是不确定，是需要解决的，那么在用九屏幕图分析时需要寻找和抓住技术系统的重点组件。

4 九屏幕图法解题存在的问题

4.1 利用九屏幕图寻找资源

培训中，通常将九屏幕图划分到TRIZ理论的创新思维中，只利用九屏幕图进行拓展工程师的思维，忽略了九屏幕图是一个承上启下的TRIZ工具。九屏幕图分析是否准确直接影响了后续的资源分析、功能分析、物场分析等，因此，此阶段的九屏幕图分析必须清晰、准确，清楚解决技术问题需要那种类型的画法。

4.2 利用九屏幕图直接解决问题

利用九屏幕图直接解决技术问题的概率和案例数量不是很多，但不能忽视九屏幕图可以直接解决问题，该工具在逐步向直接解决问题的方向发展。培训中，很多专家学者喜欢运用“太空笔”和“测量毒蛇”的经典案例。这些案例都存在前后逻辑不严谨，经不住推敲等问题。因此在培训中需要寻找或使用在实际结题过程中解决了问题的案例，增强说服力，如果使用不当，便会有负面效应，引起学员思维上的混乱。

5 九屏幕图法的发展趋势

5.1 九屏幕图逐步成为TRIZ解决技术难题的工具

在经典TRIZ理论中，九屏幕图的作用和地位是较高的，人们通常将九屏幕图法定位为拓展思维的方法，但是随着TRIZ理论的不断发展和解题工具的不断丰富，九屏幕图法逐渐发展成为单独的解决技术问题的工具。同时九屏幕图引入了系统与反系统这一对立概念，使得很多问题得到解决。扩充九屏幕图（n屏幕图）的引入与使用使得应用范围和分析方式有了很高的实用性，但是扩充九屏幕图在使用过程中需要使用者具有较强的TRIZ理论知识，造成使用频率较低，但效果较好。虽然在现代TRIZ中已经弱化了九屏幕图在TRIZ理论体系中的地位，但是作为初、中级培训的主要内容，仍然需要重视。

5.2 九屏幕图与技术进化法则结合解决问题

九屏幕图与技术系统进化法则相结合解决技术问题成为目前的主流方法，九屏幕图从某种程度上来看，是技术系统进化法则的一种表现形式，可利用技术系统进化法则对技术进行预测，运用九屏幕图对产品和技术的组成及超系统进行分析，最终得到解决方案。

5.3 九屏幕图的应用范围逐步扩大

随着TRIZ理论的不断发展，应用范围和领域逐步扩大，作为TRIZ理论的重要组成部分，九屏幕图的应用范围和领域也得到逐步的扩大。目前除已运用到机械、制药、化工、冶金、材料等领域外，逐步渗透到社会科学、管理科学等领域。相比较其他的如技术矛盾、物理矛盾、功能分析等TRIZ工具，九屏幕图的使用和分析过程没有较为严格的条件，使得九屏幕图的应用范围逐步扩大。

[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]李弘、颜惠庚、肖玉.TRIZ理论中九屏幕法的几个问题[J].产业与科技论坛，2012（11）：93-94.

G420

A

1671-0037（2014）02-6-2

2014年1月13日。

国家创新方法工作专项项目（宁夏创新方法应用推广与平台建设，编号：2011IM020700）和宁夏创新方法应用推广与示范，编号：2013IM021600。

韩博，硕士，助理研究员，国际TRIZ协会三级认证，研究方向：科技政策与管理、技术经济和创新方法。