TRIZ在科研创新管理中的应用
李永平，汪旭东，辛优美，王 磊，龙 军，范旭丰
（北京控制工程研究所，北京100190）
摘 要 ：TRIZ含义即发明问题解决理论，其英文缩写为TIPS（theory of inventive problem solving）。文章首先介绍了TRIZ的基本概念、诞生、发展、TRIZ的作用及现有的理论体系，然后进行了TRIZ理论在科研创新管理中的作用分析，同时用实例探讨了TRIZ在管理产品创新或者解决技术难题中的应用，论文在最后总结了国内一些研究所、企业进行TRIZ管理实践的经验，同时也给出了运用TRIZ对科研进行管理的一些思考建议。
关键词 ：科研创新；管理；TRIZ
1 概述
TRIZ是俄文单词的词头缩写，含义即发明问题解决理论，其英文缩写为TIPS（theory of inventive problem solving）。国内也形象的翻译为“萃智”或“萃思”，取其“萃取智慧”或“萃取思考”之义。它是由苏联发明家、发明家协会主席根里奇·阿奇舒勒于1946年开始，在研究了世界各国200万份高水平专利的基础上提出的一套具有完整体系的发明问题解决理论和方法。TRIZ理论在世界范围内得到越来越广泛的应用。尤其是美国相继开发出基于TRIZ理论的计算机辅助创新设计软件，有力的推动了TRIZ在全世界范围内的广泛传播。阿奇舒勒通过对大量的专利研究发现，只有20%左右的专利称得上是真正的创新。表1是其对创新技术等级的分类。TRIZ理论适用于第2级到第4级的创新。
这种方法适用于目标区无资料，但与典型区相似的情况。相似条件包括降水条件、地质条件（地质构造、地形、植被情况等）、气象条件（地理位置、气候特征、年均雨量等）、水文条件（流域面积、年均流量、河道长度、河道比降等）。如果目标区与典型区有少量差异，应根据实际情况适当调整。
在工作中也经常遇到发明层次不高的问题，如某年对一成熟产品进行改进时，某专利的主要创新点是将圆孔改为方孔，一个大孔改为对称的几个小孔节来进行截流。这种专利应该属于“显然的解”或“少量的改进”的级别。此类专利在每年的专利的评判中不在少数，这些专利不属于高等意义上的创新，给整个部门和企业带来的效益有限。但是同样消耗了工程师们大量的时间，因为编写、评审过程消耗的时间和高水平的创新所需的是一致的。随着时间的积累，原有的优势逐渐消逝，存在被竞争对手轻易赶超的风险。TRIZ可以有效的提高工程师的设计水平，指明技术发展的方向，避免将资源消耗在低层次重复上。
TRIZ从提出之日起就在不断的完善，到当代主要形成了九大理论体系，包括：八大技术系统进化路径；最终理想解IFR（Ideal Final Result）；40个发明原理；39个通过工程参数和矛盾矩阵；物理矛盾和分离原则；物-场模型分析；标准解法；发明问题标准算法（ARIZ）；物理效应和现象。本文不对这些方法进行详细叙述。目前将TRIZ分为经典TRIZ和现代TRIZ两个阶段（表2）。
表1 创新的级别
表2 经典TRIZ及现代TRIZ时代划分
TRIZ理论的应用较为复杂，并没有一种通用的流程可应用于所有企业。因此，TRIZ诞生之后，另一个重要的课题就是如何实现TRIZ的本地化？如何将TRIZ理论转化为生产力？如何将TRIZ融入到现在的管理中？本文对如何将TRIZ理论融入产品创新管理系统进行初步探讨。本文首先分析了TRIZ用于产品创新管理阶段的可行性，然后通过实例分析了TRIZ理论在方案确定方面上应用方法，接着总结了国内一些研究所、企业在进行TRIZ管理方面的经验，最后给出了对科研进行管理的一些建议。
2 TRIZ应用探讨
2.1 TRIZ理论在科研创新管理中的作用分析
在过去的一段时间里，出于各种各样的原因，一些人将TRIZ理论过于夸大，甚至鼓吹接受培训一周之内就可以成为发明家。这种说法是没有依据的。企业领导者应当对TRIZ有一个正确的认识。它不是一蹴而就的，那些接受了几天培训就想解决一个大问题的想法也是不可取的。正确的认识应该是，TRIZ的培训仅仅是一个开端，要想成为高手还要经过有实战经验的老师的指导，以及工程师自身持续不断的努力，不断积累解决难题的经验才能够达到。
图1 TRIZ理论体系简图
表3 缩短问题解决进程
很多跨国企业已经取得了良好的效果。诺基亚公司曾将低端手机的生产管理、成本控制做到了极致，但是在手机新产品的冲击下，诺基亚很快退出了自己曾经领先的舞台。可见，做对的事情比把事情做对要更加重要。TRIZ对技术发展趋势的预测显得尤为重要。TRIZ更加注重的是方案阶段的创新，它能有效的帮助工程师们突破自己思想的局限，创新出符合发展规律的产品。在不影响现有运行体系的基础上，给整个企业带来生产力。
2.2 TRIZ产品创新管理实例
TRIZ提供的是基本原理，怎么在自己的工作岗位上应用TRIZ是另外一个重大课题？TRIZ看起来似乎太过复杂。经过TRIZ专家的研究，出现了有很多TRIZ应用的简化版本。在一些不涉及高等创新的问题上，也能够产生满足要求的优秀创意在使用TRIZ工具的初期，如工装改进、QC活动、产品未来规划报告等。《TRIZ简明工程师手册》中介绍了一种简单的方法来帮助工程师逐步将TRIZ应用到日常的创新活动中，形成了可实际操作的表格化文件（表3）。
在国外，许多知名企业应用创新方法和工具，取得了巨大的收益。如20世纪70年代后期，日本丰田公司因使用QFD，使得新产品开发启动成本累计下降61%，开发周期缩短1/3；韩国的三星公司于1997年引入TRIZ，七年时间里，采用TRIZ指导项目研发而节约相关成本15亿美元……。纵观国外通过推广应用创新方法取得较大收益的企业，其成功的原因不外乎：企业高层的支持，系统的培训，灵活的应用以及环境的搭建和制度的支持。
在认识到TRIZ重要性的同时，也需要认识到方法再好，没有办法用就是没用的方法。TRIZ体系让人感觉这么复杂。同时，现有质量管理等体制也较为成熟，能提供较为质量稳定的产品。TRIZ看起来不是那么有必要。相信除了TRIZ还有别的方法，也发挥过极其高效的作用。但是一个企业肯定需要这么一个人群，能够高效、准确思考现有产品的生命周期、下阶段的发展趋势；帮助技术工程人员摆脱低层次的技术重复、避免将精力放在低层次的技术改进上，避免停步不前。国外一些成功应用TRIZ的企业也是一个专业的TRIZ工程师会和几个传统的专业工程技术人员配合起来工作，从而使得创新产品工程化效率加倍。TRIZ工程师需要做的工作是判断现阶段是否是上述产品的成熟期？企业是否需要进行人力、物力投入进行研发，进行专利布局，以获得技术领先，保持竞争力。
另外一个例子是利用TRIZ原理解决电磁阀的一个固有矛盾，如何在不影响开启速度的前提下，加快关闭速度。传统的解决办法主要在线圈上、控制电路上进行改进。但是这些改进都提高了系统的复杂度、更改了机械接口或者电接口，影响较大。而2016年我所提出的一份专利较好的解决了这个问题，没有改变任何的电接口和机械接口的情况下，极小的利用系统资源解决了这个问题。虽然该专利的提出者并没有利用TRIZ原理进行分析，但这个问题如果用TRIZ原理在项目初期去分析则发现其实是一个典型的可用TRIZ原理解决的问题。对矛盾分析后可以得到，如果弹簧力在开启的时候较小，在关闭的时候自己就会变很大就能很好的解决这个问题，利用TRIZ原理中空间分离、时间分离的原则就可以得到如果在阀体内增加一个机械装置（这里是副弹簧），在开启后一段时间内和阀芯接触，这样就完美的实现了弹簧力可以较小又可以很大的矛盾。而利用常规的试错法创新是在电磁阀设计成熟后近10年才提出了这个较为理想的解决方案。
表4
在山洪沟两岸有居民或重要建筑物时，为防止山洪冲刷破坏，宜沿岸修筑护岸工程。对受山洪严重威胁的村镇或重要设施宜结合护岸工程适当修建堤防保护。护岸工程原则上应采取平顺护岸形式，并与周围环境相协调，安全实用，便于维护，生态亲水。山洪冲击力大、破坏性强，对崩岸、塌岸、迎溜顶冲、淘刷严重的沟道岸坡，应采用坚固耐用的刚性护岸工程。受地形条件或两岸建筑物限制时可采用墙式护岸；沟道相对开阔、地形条件较好的山洪沟护岸宜优先选用坡式护岸。
可见将TRIZ分析引入到产品创新管理中将对整个创新方向产生较大影响，极大的加速创新进程。
2）葡萄在5片叶之前受冻很严重，尽早打掉受损新梢，刺激其次生芽萌发，当年产量也可能会受到影响，但形成的枝条质量较好，冬季修剪时会有较多木栓化水平较高的枝条。
3 国外引入创新工具的一些经验
完成后则需对方案进行评价。对TRIZ提出的方案进行评价，包括所有有害特征是否消失？所有有用特征保留同时是否出现新的益处；有没有出现任何新的有害特征；系统是否不再变得复杂；是否消除主要技术矛盾和物理矛盾；空闲的、以前能获得的却被忽略的资源是否得到应用；是否实现其他与开发系统相关的要求？
3.1 在企业高层的支持下系统地推进创新方法的应用
在企业内部系统地推进创新方法离不开企业高层的有力支持。企业应用创新方法的成败往往取决于企业高层推动的决心和力度，特别是对于一些需要对企业原有流程进行变革的方法。贝克特尔公司的总裁曾经表示，他在10多年主持工作期间做出的最主要的决定便是推行六西格玛管理，并且永远不会改变。福特公司在推行六西格玛方法时，高层领导被要求和黑带大师进行合作。三星公司在推行TRIZ的过程中，从公司总裁到各级管理人员均给予了持续的支持，并亲自参与到TRIZ的学习和培训中。
在130例患者中，有18例在确诊代谢型后换用替格瑞洛，其余112例均口服常规剂量氯吡格雷75 mgqd。慢代谢组患者氯吡格雷的使用率显著低于快代谢组和中代谢组；而替格瑞洛的使用率显著高于快代谢组和中代谢组。见表3。
3.2 创新方法的成功应用离不开系统的培训
国外许多企业在应用创新方法的过程中，不仅注重对引入方法的学习、培训和应用，还会根据自身应用的经验进一步对一些创新方法进行改进和完善，从而形成了自身独特的创新方法体系，在客观上推动了创新理论、方法和工具研究的发展。如美国霍尼韦尔（Honeywell）公司的Larry Ball通过自学掌握了TRIZ的各种创新方法，将其重新归纳整理，在企业内进行TRIZ教育与实践，形成了独树一帜的TRIZ体系“层次TRIZ算法”。韩国三星的先进技术研究院（SAIT）TRIZ小组开发出一套简单且牢固的逻辑来定义技术矛盾，称之为诱导式技术矛盾。利用这套逻辑方法，即使是在项目初期极度不明确的阶段，也可以帮助研发人员去分析各种有价值的问题模型组合。
3.3 根据企业实际情况灵活运用创新方法
创新方法能够在企业中成功应用，除了方法本身的适用性之外，其关键还在于能够拥有有效应用创新方法和工具的人员。因此，国外企业在推行创新方法和工具的应用时，均十分注重系统的培训。如陶氏化学公司自2000年全面实施六西格玛以来，开展了多达四轮的培训高潮，仅第一轮培训就约有200名黑带参加。
3.4 良好的激励机制是持久应用的保障
良好的激励机制有助于保障应用的持久性。以三星为例：三星为TRIZ的推广应用提供了各种形式的个人激励。在三星，一位经认证的TRIZ专家每月可以获得额外的奖金。这些认证专家还拥有其它非货币激励：职业发展和额外的假期等。在每年10月的TRIZ大会上，完成所有培训课程（120小时）的创新导师们会提出其TRIZ项目并在特别展览会上展示他们的新机器和设备，由来自不同部门的CEO和副总裁组成的评判员进行评判。他们会选出3-4个最佳项目，这些项目的领导会得到奖金。
采用SPSS 17.0对数据进行统计学分析。荷瘤鼠体质量、抑瘤率、AI以及HE染色结果等计量数据采用 表示，多组数据组间分析应用单因素方差分析，每两组间数据分析应用SNK-q法，组内数据正态性检验采用W检验。检验水准α=0.05(双侧)。
3.5 切莫急于求成
TRIZ原理可用在产品整个寿命周期的方方面面，但对于产品创新管理而言，其最主要作用之一是在方案选择的初期，帮助管理人员及工程技术人员确定研发方向，突破固定思维、利用跨行业领域的知识，从较高的层次解决工程技术上遇到的问题。避免低层次的技术重复，尽快达到产品设计的理想解。因此，TRIZ完全可以和现有的设计体制、质量控制体制，无缝的结合起来。TRIZ可以在初期帮助工程师确定理想解决方案的方向，避免创新方向上的初级迭代，直接面向最优解方向，也是对生产力的一种巨大解放。传统的方案阶段调研的步骤通常是：调研→一个或数个设计师在已有方案的基础上改进，得出改良方案→评审→进入后续研制阶段。而采用TRIZ管理则科研创新的步骤变为：调研→TRIZ工程师和设计配合选取主要矛盾利用TRIZ原理进行理想解分析→得到符合技术发展规律的方案→评审→进入后续研制阶段。从而使得科研方向更加的科学。
3.6 TRIZ创新方法在中国企业的推广应用模式
在中国，创新方法的推广应用还刚刚起步，有部分企业负责人虽然意识到了创新的重要性，但在创新的落地上还存在着一些误区。通过对国外知名企业成功应用经验的分析，我国企业开展技术创新活动，可以分为四个阶段：创新意识的培养、创新方法论以及工具的导入、创新实践与人才培养、企业创新体系的建设。
4 思考及建议
4.1 认识TRIZ——不是灵丹妙药
如星上某产品在做旋转运动时需要增加润滑系统，但又不希望润滑系统太复杂。在研发阶段，加入基于TRIZ方法的方案定型设计管理，由一个具备TRIZ知识的工程师和数个工程师一起完成方案确定，由TRIZ工程师进行基于TRIZ原理的描述，然后由数个工程师给出相应方案。项目组对该项目进行分析时最开始得到的方法是通过落压模式和流体控制阀结合的方式进行供油。或者通过冷气生产系统增压的方式进行供油。而引入TRIZ分析环节进行讨论，则可以得到如下更加理想的解决方案（见表4）。
同时，TRIZ是面向人的方法，即TRIZ中的启发式方法是面向设计者的，不是面向机器的。具有创新意识，能够提高创新效率的人才是企业永远保持活力的灵丹妙药。
7.2.12根腐病①加强管理，保持树体生长健壮。多施有机肥，病树可施入赛众28微肥2～3公斤，使土壤透气性良好，根系在生长良好的条件下抗病力强。尽量不用山洪等污水灌溉。②加强早期落叶病、腐烂病的防治，避免引起树体衰弱，诱发根腐病。③对发病树及周围可被侵染的植株，用甲基硫菌灵800倍，硫酸铜300～400倍液灌根。连片发病时有必要挖深60厘米、宽20～30厘米的隔离沟，防止传播蔓延。
4.2 深化TRIZ——团队合作、共同进步
企业内部应该有一个团队共同推进TRIZ工作。据统计，一个企业内部有大约不足10%的人愿意尝试新鲜事物，当然也有10%左右的人非常抵触新事物。因此，要将企业内部愿意尝试的那10%左右的人找出来，让他们提供更多的机会，接受更高层次的培训，以及给他们以带领团队或者项目的机会，则会带动更多的人接受TRIZ理念。如果对受众人群不加以区分，胡子眉毛胡子一把抓，则往往是花了很多的精力，但收效甚微。只有企业的员工应用创新方法对自己承担的科研项目有了帮助和启示后，在企业内部进行创新方法推广才会成为自发和自觉的活动。
急性冠脉综合征是临床上较为常见的一种疾病,主要是指冠状动脉内斑块出现破裂,继而促使血小板呈趋化、聚集现象,且形成不完全及完全性血栓,若不实施有效方法进行治疗,能够危及患者的生命安全[1];我院为了探究替格瑞洛在急性冠脉综合征治疗中的应用价值,研究对象为120例急性冠脉综合征患者,见正文描述:
4.3 推广TRIZ——和企业现有流程结合、与单位现行的管理方法结合
当今的中国，正处于高速发展期，创新正在被越来越多的企业所意识和重视，很多企业并不缺乏优秀的人才，但能设计出在世界上具有竞争力产品的人却如凤毛麟角。究其根源，企业真正缺乏一套完整的、具体的创新理论和方法。真正使得TRIZ对企业产生巨大效益，还是需要将TRIZ工具在实践中本地化、与部门研发、设计活动有机的结合起来。
由于TRIZ取得的成果正是一个企业宝贵的资产，所以TRIZ取得成就后不会大肆宣传，取得的成就大多数都会被保密起来，成为一个企业有力的手段。等到市场运作成功多年后才会见诸报导。因此，本地化的过程将需要一段时间。需要通过先期研究，将TRIZ应用过程的积累经验与现有流程结合。
5 结束语
TRIZ真正能在工作中起到作用的时候，才是对单位有生命力的工具，才是值得推广的工具。因此，TRIZ应该与企业现行的管理方法相结合。事实证明，无论多么完美的理论，如果想让企业管理者完全抛弃企业已有的管理方法是难以接受的，如果这种理论不能与企业的实际发展状况相结合，所遇到的抵触将非常大，成功的可能性也会大打折扣，而且多半会失败。
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Abstract :The meaning of TRIZ is the theory of inventing problem solving，which is abbreviated as TIPS （theory of inventive problem solving）.This paper first introduces the basic concept，birth and development of TRIZ，the function of TRIZ and the existing theoretical system，and then analyzes the role of TRIZ theory in scientific research and innovation management.At the same time，the application of TRIZ in managing product innovation or solving technical problems is discussed with examples.Finally，the paper summarizes the experience of TRIZ management practice in some domestic research institutes and enterprises.At the same time，some suggestions on how to use TRIZ to manage scientific research are also given.
Keywords :scientific research and innovation;management;TRIZ
中图分类号 ：G311
文献标志码： A
文章编号： 2095-2945（2019）14-0030-05
作者简介 ：李永平（1985，02-），男，汉族，内蒙古集宁人，硕士研究生，工程师，研究方向：科研项目管理。
标签：科研创新论文; 管理论文; triz论文; 北京控制工程研究所论文;