根據(jù)TRIZ,任何和解和妥協(xié)都是不可取的。一旦發(fā)現(xiàn)技術(shù)沖突,就必須消除,否則不能稱之為創(chuàng)新。也就是說(shuō),在解決問(wèn)題時(shí),不僅要提高沖突一方的績(jī)效,還要保證沖突另一方的績(jī)效不能降低。所謂的“合適”治療不是TRIZ建議的嗎?這顯然是一項(xiàng)艱巨的任務(wù),也許有人認(rèn)為這是一項(xiàng)不可能完成的任務(wù)。但是要成為成功的創(chuàng)造者,有一句話是永遠(yuǎn)不能說(shuō)的,那就是“這種事情永遠(yuǎn)做不到”。
矛盾矩陣專為解決技術(shù)沖突而設(shè)計(jì)。借助上述39個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)和40個(gè)發(fā)明原理,根據(jù)矛盾矩陣給出的原理提示,可以解決許多實(shí)際問(wèn)題。矛盾矩陣解決工程問(wèn)題的具體過(guò)程將在下面詳細(xì)說(shuō)明。
I. 矛盾矩陣
在確定了39個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)后,阿奇·舒勒研究了用標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)對(duì)表示的技術(shù)沖突與40個(gè)發(fā)明原理之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,建立了所謂的矛盾矩陣(沖突矩陣),即沖突矩陣。詳見(jiàn)附錄二。通常,只要技術(shù)沖突由標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)定義,就可以從矩陣中找到可用的發(fā)明原理。
以下是矛盾矩陣(圖6-2)組成特性的簡(jiǎn)要說(shuō)明。
1 )/ kloc-1/的第一行和第一列由39個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)組成,水平表示在矛盾對(duì)準(zhǔn)中性能惡化的參數(shù),垂直表示在矛盾對(duì)準(zhǔn)中性能改善的參數(shù)。應(yīng)當(dāng)注意,上述正/負(fù)參數(shù)不同于這里的改善和惡化參數(shù)的概念。提出前者的主要目的是為了更好地分析參數(shù)變化方向的影響,而在確定改善/惡化時(shí),要根據(jù)是否與你想要的相同或相反來(lái)確定。
2) 矛盾矩陣中間單元上的數(shù)字給出了TRIZ為解決相應(yīng)的技術(shù)沖突所建議的發(fā)明原理的數(shù)量,對(duì)應(yīng)40個(gè)發(fā)明原理的數(shù)量(表5-1)。
3)因?yàn)槊芫仃囀菍iT(mén)為解決技術(shù)沖突(兩個(gè)不同參數(shù)之間的沖突)而設(shè)計(jì)的,而對(duì)角元素中沖突的雙方都是同一個(gè)參數(shù),根據(jù)定義,當(dāng)沖突發(fā)生在同一個(gè)參數(shù)的兩個(gè)方向時(shí),就不再是技術(shù)沖突而是物理沖突,當(dāng)然不可能用矛盾矩陣來(lái)解決。因此,矛盾矩陣的對(duì)角線元素都是空元素。
4)除了對(duì)角元素外,在TRIZ/的矛盾矩陣中還存在一些空白元素,這表明TRIZ/的研究人員還沒(méi)有找到對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)元素組成的矛盾對(duì)的相應(yīng)的原始理解。
如前所述,TRIZ是基于現(xiàn)有知識(shí)的創(chuàng)新技術(shù),因此矛盾矩陣本身也在發(fā)展。原理解的矩陣元素中,原理解可能進(jìn)一步增加或調(diào)整;但是,對(duì)于沒(méi)有原始理解的矩陣元素,可能會(huì)添加新的原始理解。如果矩陣元素中原來(lái)的理解總是空的,只能說(shuō)明元素對(duì)應(yīng)的技術(shù)矛盾在現(xiàn)實(shí)中不存在;或者TRIZ的40個(gè)發(fā)明原理需要進(jìn)一步擴(kuò)展。
二.應(yīng)用矛盾矩陣的基本步驟
矛盾矩陣TRIZ由TRIZ提供的工具,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的矛盾性得到定義的最初理解。應(yīng)用矛盾矩陣時(shí)注意以下幾點(diǎn):
1)與問(wèn)題相關(guān)的制度和問(wèn)題的定義要明確。
2)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的選取與問(wèn)題相適應(yīng),其最佳狀態(tài)應(yīng)該是準(zhǔn)確描述待解決的問(wèn)題。
3)原來(lái)的理解可以轉(zhuǎn)化為可以具體實(shí)現(xiàn)的領(lǐng)域解決方案。
為了獲得滿意的結(jié)果,使用矛盾矩陣時(shí)應(yīng)遵循一定的規(guī)則,相關(guān)步驟介紹如下。
1.系統(tǒng)分析
系統(tǒng)分析的主要目的是使系統(tǒng)的組成更加清晰,從而更好地描述和定義問(wèn)題。分析主要包括以下步驟。
1)確定技術(shù)系統(tǒng)的名稱。TRIZ是基于知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的創(chuàng)新方法,成功的創(chuàng)新案例不僅是經(jīng)驗(yàn)的積累,更是知識(shí)的積累。準(zhǔn)確地定義系統(tǒng)的名稱將使當(dāng)前問(wèn)題的解決方案在未來(lái)得到更好的使用。
2)確定技術(shù)系統(tǒng)的主要功能。技術(shù)的主要功能是系統(tǒng)設(shè)計(jì)和改進(jìn)過(guò)程中必須保證的要求,是系統(tǒng)應(yīng)該存在的前提。在確定技術(shù)系統(tǒng)主要功能的過(guò)程中,應(yīng)注意尋求最基本和最實(shí)質(zhì)性的功能要求。例如,自行車(chē)的主要功能是運(yùn)輸貨物和載人。如果有人設(shè)計(jì)的自行車(chē)沒(méi)有這個(gè)功能,那么所有的設(shè)計(jì)都將毫無(wú)意義。
3)確定技術(shù)系統(tǒng)的輔助功能。該技術(shù)的輔助功能是保證主要功能的一定功能。輔助功能可能有助于增強(qiáng)主要功能,如自行車(chē)的剎車(chē)裝置;也可能和主要功能無(wú)關(guān),比如自行車(chē)?yán)锏囊恍┭b飾。與主功能不同,輔助功能沒(méi)有“如果沒(méi)有X,就不再是Y”那么重要,所以在某些條件下,輔助功能甚至可以脫離系統(tǒng)。
4)詳細(xì)的分解技術(shù)體系。分解一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)時(shí),要注意分解的層次。不太厚,但也不太薄。如果分解太粗,問(wèn)題就找不到,而如果分解太細(xì),問(wèn)題的焦點(diǎn)可能會(huì)在細(xì)節(jié)中丟失。一般先粗略劃分,再逐步細(xì)化,細(xì)化的重點(diǎn)是關(guān)鍵問(wèn)題的部分。
5)分析技術(shù)系統(tǒng)、關(guān)鍵子系統(tǒng)和一般子系統(tǒng)(包括組件)之間的關(guān)系和功能。在一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)中,所有的部分都是相互關(guān)聯(lián)的。由于這種聯(lián)系,一個(gè)子系統(tǒng)的有益或有害影響將影響其他子系統(tǒng)的功能。
6)定位有問(wèn)題的系統(tǒng)或子系統(tǒng)。確定存在問(wèn)題的系統(tǒng)或子系統(tǒng)。
7)詳細(xì)描述問(wèn)題。定義問(wèn)題時(shí)要重點(diǎn)關(guān)注兩點(diǎn):①注意定義的問(wèn)題是最根本、最本質(zhì)的,不要流于表面。②描述問(wèn)題時(shí)盡量少用專業(yè)詞匯。比如我們要對(duì)船舶的錨泊裝置進(jìn)行改進(jìn),把問(wèn)題描述為“錨泊功能不足”可能會(huì)限制人們對(duì)錨的改進(jìn),而把問(wèn)題描述為“船舶在海面上的穩(wěn)定性不足”,解決問(wèn)題的思路大概會(huì)擴(kuò)大,因?yàn)闆](méi)有必要使用現(xiàn)有的錨泊裝置來(lái)穩(wěn)定船舶在海面上。
2.定義沖突(矛盾)
使用矛盾矩陣解決問(wèn)題時(shí),定義矛盾的參數(shù)和沖突是最關(guān)鍵的一步,原因如下:
1) 矛盾矩陣僅在定義了相互矛盾的參數(shù)時(shí)才能使用。
2)只有明確、準(zhǔn)確地定義沖突,才能得到最有可能成功解決問(wèn)題(而不是沖突)的原始理解,因?yàn)?①不同的沖突定義會(huì)在沖突矩陣中得到完全不同的原始理解;②如果定義的沖突不能反映根本問(wèn)題,即使獲得了可以物化的原始理解,也不是最需要解決的問(wèn)題沖突。
沖突的定義過(guò)程簡(jiǎn)述如下。
1)確定系統(tǒng)應(yīng)改進(jìn)的特性。應(yīng)該改進(jìn)的系統(tǒng)特性通常與提出的問(wèn)題直接相關(guān),因此更容易確定。此時(shí)要做的工作主要是如何讓描述更加正確準(zhǔn)確。
2)確定并篩選系統(tǒng)的劣化特性。確定系統(tǒng)的哪些特性可能會(huì)因某些變化而惡化,必須基于對(duì)系統(tǒng)的詳細(xì)分析,難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上一步。在系統(tǒng)分析理解清晰細(xì)致的前提下,可能會(huì)出現(xiàn)以下幾種情況:①不知道如何解決問(wèn)題,完全不知道可能會(huì)出現(xiàn)哪些惡化因素;②可能惡化的參數(shù)很多,但不確定哪一個(gè)是沖突對(duì)的另一方;③有一定的表現(xiàn)有所改善,但似乎沒(méi)有惡化的因素。在第三種情況下,問(wèn)題和沖突已經(jīng)解決(至少在目前的理解水平上),沖突將不再成立。因此,下面只討論第一種和第二種情況。
①對(duì)于第一種情況,有兩種處理方式:消極和積極:
消極的治療方法。把問(wèn)題歸類為管理矛盾,因?yàn)門(mén)RIZ基本不處理管理矛盾,所以不解決問(wèn)題可以放心。因?yàn)閹缀跛械膯?wèn)題都可以人為地歸于“想做卻不知道怎么做”的范疇。因此,消極的治療方法不應(yīng)該被所有創(chuàng)作者接受和使用。
主動(dòng)治療法。應(yīng)該鼓勵(lì)和提倡對(duì)問(wèn)題的積極態(tài)度。我們可以用發(fā)散思維去嘗試構(gòu)思一個(gè)解決方案,哪怕是最不相關(guān)的解決方案或者看似荒謬的想法。比如嘗試“頭腦風(fēng)暴”。只要有解,就有可能構(gòu)造矛盾對(duì),也有可能解決這個(gè)矛盾對(duì)。當(dāng)然,最好的處理方法是仔細(xì)重新分析問(wèn)題,找到合理的解決方案。
(2)對(duì)于第二種情況,我們可以列出可能惡化的各種表現(xiàn),并為每種惡化構(gòu)造一個(gè)沖突,逐一分析。
3)將確定的改進(jìn)和劣化特性與39個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換。在確認(rèn)一個(gè)技術(shù)沖突后,即確定沖突雙方的領(lǐng)域定義后,需要將問(wèn)題所表達(dá)的、特定技術(shù)領(lǐng)域術(shù)語(yǔ)所描述的沖突雙方轉(zhuǎn)化為一般描述,即將這些特定術(shù)語(yǔ)轉(zhuǎn)化為一般術(shù)語(yǔ)(39個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工程參數(shù))。
4)確定是技術(shù)沖突還是物理沖突。在確定沖突雙方并將其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)后,問(wèn)題相對(duì)容易解決。只要不是同一個(gè)參數(shù),就是技術(shù)沖突,否則就是物理沖突。如前所述,矛盾矩陣不能用于解決身體沖突。解決身體沖突的方法是分離原則。
5)矛盾的逆向描述。矛盾以相反的順序描述,以便更好地理解它們。正向描述中,首先定義需要改進(jìn)的參數(shù),然后得出改進(jìn)過(guò)程中的矛盾,即另一個(gè)參數(shù)越來(lái)越差;反向描述的過(guò)程是這樣的。如果前向描述中惡化的參數(shù)得到改善,什么樣的參數(shù)會(huì)變得更糟?有兩種結(jié)果:①前向描述中的改進(jìn)參數(shù)變差,②變差的參數(shù)不是前向描述中的改進(jìn)參數(shù)。當(dāng)出現(xiàn)第二種情況時(shí),意味著正向描述中矛盾對(duì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系不是唯一的,問(wèn)題要分析得更細(xì)致。
6)識(shí)別沖突。經(jīng)過(guò)前面的多步工作,最終可以確定矛盾,也可以確定標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。
沖突的定義包括沖突雙方的確定,以及域參數(shù)到標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的轉(zhuǎn)換。沖突定義是TRIZ應(yīng)用中最重要的環(huán)節(jié),也是TRIZ理論有效性的關(guān)鍵。為了更好的定義沖突,不僅需要技巧和練習(xí),更需要一個(gè)整體把握和預(yù)測(cè)目標(biāo)能力的體現(xiàn)。
3.原始理解的獲得和利用
(1)根據(jù)確定的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù),可以在矛盾矩陣 TRIZ中找到檢查發(fā)明號(hào)的原則,在待改進(jìn)和劣化的參數(shù)確定后,提出解決問(wèn)題的原則解決方案。注:①水平參數(shù)數(shù)是指在矛盾對(duì)準(zhǔn)中性能變差的參數(shù),垂直參數(shù)數(shù)是指在矛盾對(duì)準(zhǔn)中性能提高的參數(shù);②縱橫參數(shù)號(hào)交點(diǎn)處單位內(nèi)的數(shù)字為原理解數(shù)。
(2)仔細(xì)分析每個(gè)原理的可用性,確定要使用的原理。應(yīng)該說(shuō),矛盾對(duì)確定后,在矛盾矩陣,得到對(duì)應(yīng)的發(fā)明原理號(hào)就簡(jiǎn)單了。難點(diǎn)在于如何應(yīng)用這些原則,這關(guān)系到對(duì)原則的分析。因此,每個(gè)原理的可用性分析是矛盾矩陣應(yīng)用中不可或缺的一步,這通常是最困難的一步。這個(gè)困難在于以下兩個(gè)方面。
1)一般來(lái)說(shuō),TRIZ 矛盾矩陣往往給出不止一個(gè)原則。這些最初的理解是根據(jù)它們?cè)趯@谐霈F(xiàn)的頻率來(lái)確定和排序的。然而,對(duì)于具體的問(wèn)題,順序只是一個(gè)參考,并且不能排除在單元中沒(méi)有出現(xiàn)并且具有較少頻率的發(fā)明原理的可用性。
2)為了幫助創(chuàng)作者更好地使用矛盾矩陣在一些基于TRIZ的CAI(計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新)軟件中,通常會(huì)給出一些發(fā)明原理(通用解決方案)的成功例子。如果給定的例子只包含要解決的問(wèn)題,那么問(wèn)題就可以成功解決,但這種情況很少發(fā)生。大多數(shù)情況下,原則的可用性必須由創(chuàng)作者自己來(lái)判斷,這需要充分發(fā)揮想象力:①找到TRIZ中給出的解決方案示例與您遇到的問(wèn)題之間的關(guān)系,試圖從它們那里獲得可能的提示,是一項(xiàng)需要經(jīng)驗(yàn)和細(xì)心的工作。以往解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn),足夠的敏感度和細(xì)心可以幫助你發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的關(guān)聯(lián)性。雖然這些相關(guān)性可能很小,但它們總能給你提示。②根據(jù)發(fā)明原理直接開(kāi)發(fā)自己的想象力。
(3)將原來(lái)的理解轉(zhuǎn)化為實(shí)際方案或重新尋求原來(lái)的理解。通過(guò)分析,如果在矛盾矩陣提供的提案原始理解中找到可用的原則,下一步就是將原始理解轉(zhuǎn)化為領(lǐng)域解決方案,問(wèn)題就迎刃而解了。這里有兩點(diǎn)需要注意。
1)在分析原理解的過(guò)程中,也涉及到域解的問(wèn)題。通常的處理方法是分析原理解的暗示后給出初步判斷。如果初步分析認(rèn)為這種方法不能解決實(shí)際問(wèn)題,先擱置,開(kāi)始其他原創(chuàng)理解的可用性分析。
2)初步分析后認(rèn)為可以用一個(gè)或幾個(gè)原理解進(jìn)行解題時(shí),可以進(jìn)行從原理解到域解的完全轉(zhuǎn)化。在將原來(lái)的理解轉(zhuǎn)化為詳細(xì)的領(lǐng)域解決方案的過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)發(fā)生解決方案不合適的情況,可能是技術(shù)問(wèn)題、成本問(wèn)題,甚至是供應(yīng)問(wèn)題造成的。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí),新的問(wèn)題分析、沖突定義和相應(yīng)的后續(xù)工作將是必不可少的。機(jī)械創(chuàng)新是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù),一般來(lái)說(shuō)重復(fù)是不可避免的。