为解决我国企业、高等院校、科研院所等创新主体缺少创新方法、工具支撑,原始创新能力不强等问题,提升国家自主创新能力,2008 年,国家科技部会同中华人民共和国国家发展和改革委员会、中华人民共和国教育部、中国科学技术协会等部委发布《关于加强创新方法工作的若干意见》,在全国范围内推广应用TRIZ 理论等先进创新方法。《面向TRIZ的协同创新体系》系统地阐述了TRIZ的发展现状及协同创新体系构建需求、TRIZ 系统与协同创新体系的耦合,搭建面向TRIZ 不同模块的协同创新体系,剖析面向TRIZ 的协同创新体系运行机理,深度挖掘典型行业面向TRIZ 的协同创新体系构建及运行,提出了面向TRIZ 的协同创新体系构建政策与建议。
第一章导论
第一节TRIZ发展现状及协同创新体系构建需求
一、国内外TRIZ发展现状及规律
TRIZ(TeoriyaResheniyaIzobreatatelskikhZadatch)称为发明问题解决理论,由原苏联著名发明家、教育家、被誉为“TRIZ理论之父”的GenrichSaulovichAltshuller在1946年提出。TRIZ被喻为解决发明问题,并由解决发明问题最终实现技术和管理创新的重要理论、方法与工具。相对于查尔斯固特异(CharlesGoodyear)倾其一生发明硫化橡胶,爱迪生通过使用1600多种金属材料和6000多种非金属材料实验发明灯泡、50000多次失败实验发明碱性电池等传统的试错法、头脑风暴法等创新方法而言,TRIZ提供了一种不需要筛选各种方案就能解决发明问题的方法。TRIZ的诞生及演化发展为不同行业解决各自的技术难题提供了相同的解决办法(包括39个通用工程参数、40条发明原理、76个标准解等),同时也认为技术和产品本身遵循一定的进化规律并可预测。
(一)TRIZ在全世界各国得到广泛运用与推广
1.原苏联
在冷战时期,原苏联之所以能够与美国保持军事力量的对等与抗衡,主要原因就在于TRIZ的广泛运用。20世纪80年代,原苏联在大约80个城市设立有约100所TRIZ学校,后增加至500所。TRIZ学校毕业的学生必须以发明的等级水平作为其毕业成绩的评价依据。TRIZ在原苏联是所有大学的必修科目。原苏联几乎在所有的设计部门设置有TRIZ工程师岗位,并且设计工程师与TRIZ工程师的比例将近7∶1,通过专业的TRIZ指导和帮助设计工程师解决各类技术难题。在原苏联普及和推广TRIZ过程中,整个国家和行业均要求从事经济、科技的相关工作者必须具有发明教育类文凭(杨红燕等,2010)。
2.美国
在原苏联解体后,大批从事TRIZ研究及实践的人员移居至美国等西方国家,TRIZ迅速传播至其他国家,在以美国为代表的发达国家中得到广泛运用。福特汽车应用TRIZ解决了汽车推力轴承在大负荷下出现偏移的问题;1999年,克莱斯勒应用TRIZ的经济效益为1.5亿美元;2001年,波音公司邀请25名原苏联TRIZ工程师为450名技术人员开展了为期两周的培训及研讨,其后应用TRIZ将波音767改装成空中加油机,并获得了高达15亿美元的订单;UT斯达康公司利用TRIZ的相关原理和方法解决了机顶盒天线连接和电磁兼容问题,从而大幅度缩短了产品开发周期,降低了产品研发成本。美国供应商协会向美国企业推荐TRIZ、QFD、田口法。以上做法对于美国缩短发明周期、提高发明质量起到了积极的推动作用(陈一斌和陈和平,2008)。
3.韩国
在亚洲金融危机的严峻形势下,韩国政府在科技创新领域做出了重大变革,包括依靠技术进步来推动产业升级,专门成立了科学技术委员会,颁布实施了《科学技术创新特别法》和《产业结构高级化促进法》,增加了对于科技投入的国家财政拨款,支持企业开展技术开发活动,大力发展知识密集型的产业。在此背景下,韩国开始重视创新方法的普及和推广。以国际知名企业——三星为代表,TRIZ在韩国得到了有效的应用和推广。1997年三星才刚刚引入TRIZ,十多名原苏联资深的TRIZ专家受邀为三星技术人员进行TRIZ培训;三星公司的技术运营部、数字媒体部、电网络部、数字应用部、半导体部、LCD部在学习TRIZ理论后开始广泛应用,取得了良好的经营效益。1998年,TRIZ在三星公司开始产生成效,调查数据表明,仅三星公司的先进技术研究院因推广TRIZ就节省研发费用将近0.912亿美元;2002年,三星公司举行首次TRIZ节,并跃居为在中国境内申请发明专利数最多的外资企业;2003年,三星公司运用TRIZ理论指导研发项目管理,节约成本约15亿美元,在67项研发项目中获得52项专利成果;2005年,三星公司因在美国获得1641项授权专利而位居全球第五;2006年,三星公司因在美国获得2453项发明专利而位居全球第二,实现了从技术跟随者到行业领跑者的转变。
4.中国
2007年5月中华人民共和国科学技术部(简称为科技部)宣布开始启动技术创新方法(TRIZ理论)系列工作,致力于推动国家自主创新战略。2008年4月,科技部、中华人民共和国国家发展和改革委员会、中华人民共和国教育部、中国科学技术协会联合颁布《关于加强创新方法工作的若干意见》,将创新方法工作纳入科技工作的重要组成部分。TRIZ开始以政府牵头和主导的方式,在诸多企业进行普及和推广。根据科技部科研条件与财务司、中国21世纪议程管理中心、创新方法研究会2012年的统计表明,我国已开展创新方法推广应用工作的27个省(自治区、直辖市),共有各类创新方法试点示范企业310家。企业引入创新方法之后共申请专利376项,其中发明专利1066项,已获专利授权1947项,其中发明专利授权376项;共解决企业技术难题2800个。仅2012年,利用创新方法为企业解决技术难题所获得的经济效益就达62094万元。在TRIZ运用及推广方面,最具成就的代表性企业是亿维讯公司,其长期从事创新理论、方法及工具的研究、咨询与培训工作。该公司拥有数以百计的专业从事创新技术及方法的专家及研发队伍,与国际TRIZ协会联系紧密,并形成了包括国际创新领域专家在内的智力网络,并且获得了国际TRIZ协会在中国的TRIZ专家认证资格。该公司已为中兴、南车、美的、华为等200多家企业提供了TRIZ相关的培训和软件支撑,累计完成核心技术难题421项。当前,亿维讯公司正在配合科技部技术创新方法课题组在全国范围内从事TRIZ相关的培训和咨询工作(陈光,2009)。
(二)TRIZ的几种发展模式
TRIZ发展至今,已经向更高阶段的TRIZ演化,包括发明问题解决运算方法(ARIZ)、.Su—Field分析、意外失败的终止(AFD)、产品定向演变(DPE)等。
具体而言,关于TRIZ的几种发展模式包括如下4种。
1.III(IdeationInternationalInc.)模式
传统的、经典的TRIZ在运用过程中过于复杂,需要考虑诸多节点和入口,来自于原苏联的诸多TRIZ专家建议很有必要设计统一的入口。在此背景条件下,国际构思公司(IdeationInternationalInc.)的科学家和工程局从本土化的角度出发,将GenrichSaulovichAltshuller提出的诸多原理、思路和方法,通过Improver、Ideator、EliminatororAppetizer、InnovationWorkbenchTM(IWB)等系列软件包将TRIZ运用到实际生产中。此外,III模式还可提供“创新环境调查问卷”,以及预期失效判定和演变指导。但必须指出国际构思公司提出的III模式也存在不足之处,表现为其提供的设计思路通常是问题节点的3~4倍,在处理复杂问题时显然会使得设计过程更为复杂。
2.IMC模式
IMC模式由原苏联TRIZ专家Tsourilov博士在原苏联解体后移民到美国后创建的IMC公司所提出。该模式与经典的TRIZ存在诸多关联性。例如,它将TRIZ的诸多原理和工具重新解读为22个演化趋势和200多个分模式,并依据经典TRIZ中技术和物理的矛盾和冲突问题对应的知识库开发出IMC模式特有的TechOptimizer集成软件。该软件包括原则模块、预测模块、效果模块、特征转换模块等五大模块,分别从类似案例、专利数据库、演化趋势数据库等角度提出发明问题的解决办法和思路。
3.SIT/USIT模式
SIT(SystematicInventiveThinking)模式由原苏联TRIZ专家Filkosky移民到以色列之后提出,其主要出发点和目的在于能够将经典的TRIZ进行简化和具体,使得TRIZ更便于操作。在SIT于1980年提出后,经过15年的发展,福特公司Sickafus博士对于SIT模式进行优化和改进,提出了对SIT结构化之后的USIT模式。USIT模式将TRIZ的运用提炼为3阶段和4技术。其中,3阶段分别为问题定义阶段、问题分析阶段和概念产生阶段;4技术分别为属性维度化技术、对象复数化技术、功能分布法技术及功能变换法技术。USIT模式能够让工程师在不超过3天的培训时间内迅速理解和掌握TRIZ的相关操作。
4.RLI模式
RLI(RenaissanceLeadershipInstitute)模式由RLI公司的分支机构LeonadndaVinci的相关设计师、工程师和专家团队所提出。相对于经典和传统的TRIZ而言,RLI模式既有继承也有创新。其所继承的是原来的TRIZ解决问题的方法,以及物质场分析工具;所创新的是提出了相对于TRIZ更为简单的8种解题算法,以及为弥补物质场分析工具的缺陷而提出的三元代替物质场的三元分析法。
(三)TRIZ应用存在的不足
尽管TRIZ在解决发明问题和技术难题中具有重要的工具性,但从现实应用来看,其仍然存在如下不足之处。
1.TRIZ工具尚不能有效解决客户需求
虽然运用TRIZ工具能够解决技术层面的诸多问题,但TRIZ并不能提供工具以缩短技术与市场或消费者之间的距离,因此也不能提供工具来准确帮助操作人员学习和理解消费者。事实上,消费者需求相对于技术难题而言更为宽泛和复杂,经典的TRIZ工具并不能有效解决这一问题,需要将TRIZ方法与HCD(人本设计方法)相结合才能有效解决技术与市场对接的问题。
2.TRIZ工具所涉及的知识仍有待进一步整合
虽然查询TRIZ的知识库能够获得问题求解的思路,但当技术系统趋于成熟时,其必然面临进一步演化的问题,然而已获取的知识是否也会趋于稳定和成熟值得考虑,同时S曲线也会发生相应的调整。TRIZ工具的知识库面临的问题是成熟的技术系统会衍生出新的技术变化趋势,而已有的知识应该如何有效查询以及如何根据新的技术系统整合既有知识而衍生出新的知识值得考虑。
3.TRIZ工具的应用领域仍有待进一步拓展
虽然TRIZ工具对于解决技术难题具有较强的实用性,但在应用于服务领域的系统设计时,存在方法选择仅取决于研究人员的主观意图、创新原理,不能提供可应用于所有服务领域的解决办法、缺乏定制的冲突矩阵等。因此,TRIZ工具在应用于服务系统领域时,需要充分考虑热力资源和团队、机会识别、创新型的互补性技术等诸多因素。
4.TRIZ工具有待于嵌入更为综合的系统中
TRIZ试图解决的矛盾和冲突不仅仅局限于技术难题领域,因为技术问题很多时候与生态、绿色、节能、可持续等环境因素是相关的。从这一角度出发,TRIZ工具的诸多参数选择也必须从生态有效性的角度加以考虑,同时TRIZ工具也可以与诸多生态设计工具相结合。因此,在运用TRIZ进行产品的概念设计阶段,就必须充分考虑产品的功能改进、消费者习惯、新技术的出现等诸多因素。
二、TRIZ运用与推广的协同创新体系构建需求
TRIZ的运用与推广与协同创新体系的构建不可分割,主要体现在以下3个方面。
1.TRIZ的创意产生与协同创新体系构建
技术部门相对于市场、生产、采购、服务等部门的技术开发能力更强、对于技术前瞻性的把握更为准确、对于本单位的技术需求更为了解、对于解决技术难题的贡献程度更大。尽管如此,技术部门在运用TRIZ发明创造、解决技术难题时,创意的诞生或者技术难题答案的获取都离不开其他部门的配合和支持。市场营销人员长期接触客户,比技术部门更了解市场现状、消费者需求以及竞争者情报,其同样可以参与企业TRIZ小组的工作,一样可以为TRIZ的具体运用提供求解思路。生产部门、产品部门比技术部门更能了解TRIZ所提出的解题方案
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