李老师讲TRIZ（八）

文/李建峰



李老师讲TRIZ（八）

文/李建峰

第十七问：请介绍一下TRIZ理论中关于发明创新的五个层级

答：提到发明创造，我们首先会想到那些著名的发明成果，如爱迪生发明的电报机、电灯、留声机等，可以说这些发明开创了一个新的时代。那么，在具体实现这些发明的过程中，基于它们各自的创新程度不同，对发明者在知识领域、经验、创新能力等方面的要求也会各不相同。比如要改进一个牙刷的手柄，只要了解产品设计、材料、加工技术就可以了；而要发明一个电动牙刷，则还需要掌握专业的电机、控制技术等。

为了更好地组织和实施创新活动，一些专门从事发明研究的专家对不同形式的发明进行了分类，并研究它们各自的特点，以及相应的创新方法和技巧，目的就是为了更有效地实施创新。其中最为科学有效的发明分类方法，要数著名的TRIZ理论（发明问题解决理论），它将发明按照新颖程度和创新难度分为五个等级，深入分析和研究不同等级发明的特点，并开发出面向不同等级的科学创新方法和工具。TRIZ理论定义的五个发明等级按照创新程度从低到高依次如下。

第1级是最小型发明。是指那种在产品的单独组件中进行少量的变更，但这些变更不会影响产品系统的整体结构。该类发明并不需要任何相邻领域的专门技术或知识。特定专业领域的任何专家，依靠个人专业知识基本都能做到该类创新。例如以厚度隔离减少热损失，以大卡车改善运输成本效率等。据统计，大约有32%的发明专利属于第一级发明。

第2级是小型发明。此时产品系统中的某个组件发生部分变化，改变的参数约数十个，即以定性方式改善产品。创新过程中利用本行业知识，通过与同类系统的类比即可找到创新方案，如中空的斧头柄可以储藏钉子等。约45%的发明专利属于此等级。

第3级是中型发明。产品系统中的几个组件可能会出现全面变化，其中大概要有上百个变量加以改善，它需要利用领域外的知识，但不需要借鉴其它学科的知识。此类的发明如原子笔、登山自行车、计算机鼠标等。约有18%的发明专利属于第三等级。

第4级是大型发明。是指创造新的事物，需要数千个甚至数万个变量加以改善的情境，它一般需引用新的科学知识而非利用科技信息，该类发明需要综合其它学科领域知识的启发后方可找到解决方案。大约有4%的发明专利属于第四级发明，如内燃机、集成电路、个人电脑等。

最高级是特大型发明，即第5级。主要指那些科学发现，一般是先有新的发现，建立新的知识，然后才有广泛的运用。大约有1%的发明专利属于第五级发明。如蒸汽发动机、飞机、激光等。

平时我们遇到的绝大多数发明都属于第一、二和三级。虽然高等级发明对于推动技术文明进步具有重大意义，但是这一级的发明数量相当稀少。而较低等级的发明则会起到不断完善技术的作用。

针对以上五类发明，TRIZ理论提供了相应的创新方法和工具支持。TRIZ理论主要包括40条创新原理、76种发明问题标准解法和发明问题解决算法等创新工具。

如果是解决第一和第二等级的简单发明问题，可采用解决技术矛盾的创新原理和解决发明问题的标准解法。

如果是解决第三和第四等级的发明问题，就要用解决发明问题的标准解法和发明问题解决算法。

如果是解决非常复杂的第五级的发明问题，则可采用发明问题解决算法，它提供了特定的算法步骤，能够帮助我们实现由复杂模糊的问题情境向明确的发明问题的转变。

通过以上对发明的分类可以看出，发明和创新看起来很困难，似乎是很遥远的事情，但其实大部分发明都是那些较低层次的创新，只要我们充分发挥自己内在的创新潜能，掌握科学的创新原理和方法，那么每个人都可以拥有自己的发明创造，为我们的五彩生活增添新的活力。

第十八问：技术与科学有什么不同？

答：科学主要是认识自然、获得自然知识，回答研究对象“是什么”和“为什么”的问题，讲求有所发现，要揭示客观过程的规律性和因果性；技术则主要是利用和改造自然，解决实践过程中应当“做什么”和“怎么做”的问题，寻求如何去“制”和“做”的规则，讲求有所发明，要实现满足主体需要的目的性。

第十九问:技术与科学的项目选题有什么不同？

答：科学主要是从实践到认识，从物质到精神，要扬弃经验跃升到理性，其研究过程探索性强，相对不确定，选题的自由度大一些；技术则主要是从认识到实践，从精神到物质，经验因素常常不可缺少。其研究过程计划性强，相对较确定，选题的约束性大一些，活动具有较明显的协作性。

第二十问:阿奇舒勒的五大发现分别是什么?

答:通过多年来对大量专利的潜心研究，阿奇舒勒在研究过程中有如下发现。

1.以往不同领域的发明创新浩如烟海、不胜枚举，但是可以归纳的类型却并不多，大量专利是使用同一个原理提出的。可以看到，不同时代的发明，不同领域的发明，应用的原理（方法）是被反复利用的。

2.每条发明原理（方法）并不限定应用于某一特定的领域，而是融合了物理、化学和各个工程领域的原理，并且这些原理可以适用于不同领域的发明创造和创新之中。

3.类似的矛盾或者问题与该问题的解决原理会在不同的工业及科学领域交替出现。

4.技术系统进化的规律（模式）会在不同的工程及科学领域交替出现。

5.在实际创新设计中所依据的科学原理往往属于其他领域。

第二十一问:TRIZ理论的核心思想是什么?

答: TRIZ理论的核心思想包括三个方面：

第一，无论是一个简单的产品还是复杂的技术系统，其核心技术都是遵循客观规律发展演变的，即具有客观的进化规律和模式；

第二，各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力；

第三，技术系统发展的理想状态是用最少的资源实现最大数目的功能。

责编/刘红伟