附录1　漫谈TRIZ创新方法的综合应用

遇到一个具体问题，面对众多的创新方法，该用哪一种方法解决问题呢?对于初学者，这应该是一个要学习、要理解的问题。当然，最重要的还是要熟悉、甚至要背下3+4的基本内容。要选择什么创新方法解决问题，主要取决于遇到问题的初始状态。

问题的状态千姿百态。一个已知系统，要它实现一个有用的功能，它必然会伴生一个有害的功能。解决这一类的问题，就是解决一个事物内的矛盾。譬如，用锤子砸核桃这个技术系统，要实现的有用功能是获得完整核桃仁，伴生的有害功能是把核桃仁砸碎了。这就是一个一方改善并引起另一方恶化的技术矛盾，用解决技术矛盾的方法解决问题。解决问题就是要消除恶化，不要把核桃仁砸碎。这里是把砸核桃整个系统看成是一个事物——一个事物之内的矛盾。这里有一个问题，核桃仁是怎么碎的?核桃仁是被锤子砸碎的。于是，锤子和核桃又构成一个物场矛盾。说明在一个事物之内包含有物场矛盾，这使得研究更深入、更宽广了。可见，解决技术矛盾的问题也可以扩展到物场矛盾去解决。显然，还可以更进一步研究砸核桃这个系统整体性的矛盾——用技术系统进化法则和技术系统功能分析解决问题。譬如，核桃砸了以后，核桃仁和核桃壳是混合在一起的。这是砸核桃系统整体性的矛盾。根据进化法则，要建立双系统，除了去壳之外，还要把核桃壳分离出去，最后得到核桃仁。可见，一个具体问题，可以纳入3类矛盾之中，进行全方位的创新考量，以获取完善的创新成果，这就是创新方法的综合应用。

解决3类矛盾都是以完善实现功能为目的，虽然使用的工具各不相同，结果也可能不同。3类矛盾是相通的，融会贯通，相辅相成。对于一个事物内的矛盾，可以选定矛盾因素，进而确定改善一方与恶化一方形成一个技术矛盾，再解决技术矛盾。对于一个事物内的矛盾，也可以先分析事物内的物场矛盾，确定有用功能及与有用功能伴生的有害功能，也就是一个技术矛盾的改善一方与恶化一方，再解决技术矛盾。这也是创新方法的综合应用。有时候用这种方法或许更顺利一些，物场展现更多的信息。

下面再说说遇到具体问题另外的几种状态。

这也许是一种常见的情况:发现已有系统的恶化一方，或系统暴露出恶化一方，要消除恶化一方。其实这就是系统出现故障，如断裂、严重磨损等等，系统不能运行，不能完善实现功能，需要消除恶化。显然这里可以用解决技术矛盾的方法解决。譬如出现下面的具体情况:呆扳手使用一定时间之后，扳口的两平面上磨出两道很深的槽，扳手不能用，报废了。怎么办?没有创新意识的人认为，扳手磨损报废这很正常，扳手是有一定使用寿命的，换一把就是了。这是用更换消除恶化，其实没有消除恶化，出现恶性循环。有创新意识的人就会认为这是一个问题。为什么会磨损?能不能不磨损或少磨损?终于应用解决技术矛盾的方法解决了这个矛盾，创新了几种多点接触的新型呆扳手，大大延长了扳手的使用寿命。接着还要问，是什么把扳手磨出了槽?是螺母或螺栓的六方。于是六方与扳手构成一个物场矛盾。再用解决物场矛盾的方法，可以获得不同的创新成果。

有一个与此类似的例子。发现人走路这个技术系统中鞋底磨损了，这是一方恶化。鞋底为什么会磨损?改善的一方是什么?这是一个技术矛盾，可以用技术矛盾解决方法，消除恶化，使鞋底不磨损或少磨损。鞋子是被什么东西磨损的?是被地面磨损的。于是，鞋子与地面构成一个物场矛盾。解决物场矛盾，可能获得与技术矛盾解决的创新方案相同，也可能不相同。有时候容易找到与技术矛盾对应的物场矛盾，可以综合应用这两种创新方法，开阔思路，有可能获取更多的创新方案。

物场矛盾涉及两个物和一个场，特别是其中灵活的物场变换，为创新提供更开阔的思路并能获取具有开创性的创新成果。一个复杂而庞大的系统，是由很多物场联系在一起构成的。全面、深入研究这个系统，就是深入研究许许多多的物场。一个复杂而庞大的系统，在形成之前，它就是一个物体，在这一个物体的基础上，建成一个能实现一个功能的物场。由于一个复杂而庞大的系统，它不会只实现一个功能，而是相互联系实现多个功能，于是就会有多个物场相互联系在一起形成系统，系统因而拥有多个物场。而系统在形成之前，只是一个物体。所以，在物场矛盾这方面一个常见的状况，是如何对一个物体，进行加工、检测、传送、加热、冷却等处理。这里是只有一个物——一个工件的物场问题。要完成所需要的功能，就要补物补场，构成一个完整的物场，也就是构成一个最小的系统。补充的物是一个工具，补充的场是一种能量，它通过工具作用于工件。这是一个极具创造力的物场变换。下面举一例说明。

美国马里兰州克朗斯维尔市15岁男孩杰克·安德拉卡痛感一名家庭朋友患胰腺癌去世，想到要从一滴血中检测出胰腺癌的存在，以便尽早防治胰腺癌。杰克自发地建立了一个能实现从一滴血中检测出胰腺癌细胞的物场。胰腺癌有一种生物标志物——间皮索，这是能代表胰腺癌的一物，检测出间皮索，就是检测出了胰腺癌。于是，就需要对间皮索补充一物，补充一场，构成一个完整的物场，实现检测间皮索的功能。这里的一物是间皮索，是检测对象——工件，补充的物当然是要能和间皮索发生作用的物——工具。杰克选择了能和间皮索发生作用的“间皮索抗体”作为这个物。间皮索抗体是很细微的物质，还要有一个载体承载“间皮索抗体”，于是选择碳纳米管作为载体，并把间皮索抗体和碳纳米管组合制成一种特殊材料，也就是一种涂料，然后把这种涂料覆盖在普通滤纸上，做成一种“测癌试纸”，也就是用试纸测癌。被测试者只需提供一滴血进行测试，把试纸放入血液中，构成两物一场，让间皮索抗体与间皮索发生反应，这就是一个化学场的作用;结果是，通过试纸上的一些色调变化，就能精确测出血液中的“间皮索”含量程度，以判断胰腺癌的可能性。

杰克发明的早期测癌法比当前的医学检测法敏感有效400倍，然而花费只需3美分!5分钟知道结果。杰克的测癌方法能让“癌症之王”——胰腺癌癌细胞尚处于萌芽状态时就发出“警报”，从而使术后生存率几乎达到100%!杰克的测癌方法同样适用于卵巢癌、肺癌等其他众多癌症!

可见构建完整物场这种创新方法，就是建立了一个新的技术系统，是最具有创造性的，往往会产生突破性的创新成果。

物场矛盾涉及面宽，是TRIZ中的一个难点，也是一个重点。除了对完整物场进行物场变换的创新方法之外，就是对非完整物场补物补场，构建成完整物场，建立一个新的技术系统，完成一个新的功能。这种创新方法，更具有创新的前瞻性、超越性。非完整物场有3种情况。第1种情况是只有一个物，需要对它进行各种处理，于是就需要补物补场，以实现期望的功能;第2种情况是只有两个物，这两个物是相关联的，需要补充一个场，实现一个功能;第3种情况是有一物一场，其实这就是一种技术，如激光、超声波、红外线、X光、微波、磁铁等等。要补充一物，就是技术应用扩大的领域，补充的物就是作用的对象。也是构建了一个新的技术系统，开创了一个新领域。

下面还是再讲讲对一个物体进行处理的物场问题。

问题:如何把尺度为10毫米的石头碎成3毫米以下的沙子?这是一个只有一物的非完整物场。要补充一物(工具)一场(能量)，构成一个完整物场，实现碎石功能。其实，现在碎石机械已经有了，再提出这个碎石问题，是希望通过物场变换，开发新的碎石技术系统。对于其他技术系统，这种方法同样是适用的。这也是突破专利壁垒的重要方法。

首先补物补场画出碎石物场模型，如图1所示。然后对物场进行变换，这里就是选择工具，选择能量形式。一般采用的破碎方法就是挤压、锤打、辗磨。根据不同的机械原理，可以选择不同的工具。现有破碎机械采用的破碎工具，都可以在网上查到。研究这些现有的破碎方法及其特点。有4点:进出料都采用了自由落体;对石头尺度的适应;生产效率;磨损是一个突出的问题，更换磨损件也是麻烦的事情。下面就要用第11章创新思维中的求异思维、发散思维。还会有其他的技术方案吗?由于机械可以千变万化，肯定会有其他方案，先不考虑方案的优劣，针对上述几个方面，尽力发散，构思更多的方案。此间还可以应用第4章直接应用创新原理实现创新，看能否从40条创新原理中受到启发。譬如，为了减少磨损，要尽量减少作用时间，这就是一条有用的原理。都是机械系统，用的都是机械场，都是用电机电机带动，把电能变成机械能。于是又可用上一条创新原理:逆向思维。能不能用非机械系统代替机械系统碎石?创新原理也有这一条:非机械系统替代。这当然是一个应该考虑的方向。譬如让水结冰体积膨胀，把石头挤开，就是一个非机械系统碎石。至于如何满足实际需要，则需要更深入的探研。总之，通过物场变换，可能找到新的碎石方案。

对于已有系统或正研发的系统，用技术系统进化法则和技术系统功能分析，探索、研究、解决系统整体性的矛盾，要求技术人员要有积极主动的进取精神。这其中几乎要用到TRIZ所有的创新方法。对于初学者更应该找一些已有系统进行练习，解决系统性矛盾，必有收获。事实上3类矛盾是相通的，任何一个问题都可能纳入3类矛盾中进行考量。

在解决3类中任何一类矛盾，特别是在遇到困难的时候，都要刻意、尽量将4项公共资源应用其中，明确创新方向，克服困难，追求理想化，以求创新尽善尽美。但是，4项公共资源并不从属于3类矛盾，它们也是独立的创新方法!可以单独应用于解决难以纳入3类矛盾或不必纳入3类矛盾的创新问题。

有时候，面对一个具体问题已经明确它的要求之后，需要的并不是纳入某一类矛盾按程序解决矛盾，偏偏需要4项公共资源帮助解决问题。如面临解决问题重要的是需要资源;紧迫的是要知道最终理想解是什么;思路闭锁了，受到思维定势的困扰，要打开思路，需要创新思维的指引;直觉感到问题的复杂性，要用非机械系统替代等等。其实就是一开始就感到要用4项公共资源解决面临的问题。

例如，高压输电线路导线结冰，就会压断导线，使铁塔倾倒，造成重大停电事故。这里要解决的问题很明确，要消除导线上的冰雪。要消除冰雪是要消耗能源的，是要消耗资源的。所以首要的是要确定用什么资源消除冰雪，而不是要解决什么矛盾。TRIZ应用资源有一个重要原则，就是要尽可能应用系统内外资源解决问题，不要外加资源形成累赘。有人设计了一种机器人，放到导线上除冰，这就没有利用系统内外资源，而且是结了冰再去除冰，很不理想。系统内外有没有消除导线上冰雪的资源呢?导线里流过的电流就是可以融化冰雪的可用的能源。导线外的气温要在0℃以下才需要融化冰雪，所以环境温度也是一个可以应用的资源。我们知道，为了减少损耗，不让导线发热，导线中的电流是很小的。导线不发热就不能融化冰雪。很容易想到将电流放大。曾经采用过给导线通大电流的方法融化冰雪，但要停电造成损失，这个方法不可取。是否可以想象一下，找一个导线的替身包裹在导线上，让它通大电流发热，再加热导线融化冰雪?学过电学的人一看就知道这是一个电磁感应问题。在导线外面缠绕一个线圈，并把线圈短路起来，线圈中的导线通过交变电流，线圈中就会产生感应电流，电流大小取决于线圈电阻。线圈中有大电流流过，线圈就会发热，并把热量传给导线融化冰雪。当然会有一个要求，雪花在0℃以下才会飘落，所以短路线圈只在0℃以下才会产生感应电流融化冰雪。否则，线圈始终通电就是浪费。这就要求线圈在0℃以上不通电，电阻很大;在0℃以下电阻变小通电。这种线圈材料称为居里材料，居里点在0℃。受到环境温度的控制，0℃以上不导电，0℃以下，线圈才会通电发热。这就比较理想地解决了线路融化冰雪的问题。

高压输电线路导线结冰会有选择性，某些路段容易结冰。就在导线上隔5米缠绕一个线圈，就解决了冬天导线结冰的问题。这里没有走矛盾程序，而是独立用4项公共资源解决问题。

上面导线除冰雪的问题是直接从资源应用的角度出发，一开始就涉及应用4项公共资源。也许很多问题都是采用这种模式。事实上，导线除冰雪的问题按照物场矛盾的解法，却是另外一条思路。演绎如下。

雪花飘落在导线上。从物场矛盾的角度研究消融雪花，以免在导线上结冰。雪花与导线是两个物，是个不完整物场。在它们之间如果有一个能量场把它们联系起来，那就成为一个两物一场的完整物场了。这个能量场显然就是导线发热形成的温度场。那么导线会不会发热呢?导线会发热的，因为导线中有电流流过，导线有一定电阻，所以会发热的。既然导线会发热，那么雪花为什么没有融化并结成了冰呢?事实上，雪花飘落在导线上，就构成一个两物一场的完整物场，如图2所示。电流使导线发热形成一个温度场，作用于雪花，使雪花融化。但由于电流很小，所以导线的发热量很小，这很自然，也很正常。否则导线发热就会造成大量的电能损失。为了避免电能损失就采用高电压小电流。再加上环境温度很低，微小的导线发热量不足以使雪花融化，所以这是一个能量场能力不足的完整物场。

显然这里要实现融化雪花的功能，就要增强能量场，具体地说，就是要把电流放大。根据电学知识，放大电流要采用电磁感应，感应导线中的电流将其放大。有些创新经验的读者马上会联想到，这里要解决问题必须要有一个中介物，正是40条创新原理中的“24借助中介物”。这个中介物将导线中的电流放大、发热，并将热量传给导线，以融化雪花，避免结冰。根据电学知识，这个中介物应该是缠绕在导线外面的短路线圈。线圈中的导线有交变电流流过，短路线圈中就会产生感应电流。电流大小取决于线圈的电阻，当然可以获得大的电流而发热，并把热量传给导线融雪。为了在0℃以下才通电发热，线圈材料要用居里点在0℃的居里材料。变换后的串联物场如图3。

我们将TRIZ的内容分成两个独立的部分。前一部分是3类矛盾及其解决方法，后一部分是4项公共资源。都是独立的创新方法，但是相互联系的。在解决3类矛盾之中，要综合应用4项公共资源，但4项公共资源可独立应用在任何情况下解决问题，并不从属于3类矛盾。而且，对一个具体问题，一开始就可能就要应用4项公共资源解决问题。如上面这个导线结冰问题，首先碰上的是如何合理应用资源，应用了系统内导线中的电流，而没有按解决矛盾的程序解决矛盾。这里也体现了直觉在创新过程中的重要作用。首先要用直觉判断解决这个问题，是要靠前一部分，还是要靠后一部分。再来看看下面这个例子。

在200～300米的直线距离内用车辆单向搬运小件货物，是常见的事情。一天忽然想到要对这个短途运输问题创新一下，看看能解决什么问题。这的确是一个值得效仿的思维方法。凭直觉这里突出的问题是要靠人力和能源使车辆来回倒腾。所以，这里要解决的问题就是如何降低人力和能源的消耗。这首先又是碰上一个资源选择的问题。在TRIZ的资源应用中有一个原则，要尽量应用不花钱的资源。那么，在这个运输系统内外有不花钱的资源降低人力和能源的消耗吗?不花钱的资源有哪些?有空气、阳光、雨水、气温、地磁、重力等等。比较选择，应用重力使车辆下滑，是用不花钱的资源降低人力和能源消耗的最好选择。车辆从斜坡的上端滑行到下端卸货。与车轮轴平行的轴上安装一个平面弹簧，下滑时车轮轴驱动弹簧扭紧蓄能，从下端返回上端时，弹簧释放能量。正是利用了重力这个不用花钱的资源，节省了这个短途运输的人力和能源。

资源选择合理，往往形成一个问题的理想解。有时面对一个问题，它就直接提出或迫使人们想到这个问题的理想解是什么?理想解成为首要解决的问题。资源合理选择会成为一个理想解，物理效应的巧妙应用，往往也会成为一个理想解。譬如，温室有大量窗户要按气温高低自动开关。如何解决这个问题?传统的方法就是给每个窗户安装一套机械传动装置，由传感器控制，电机驱动。显然费用很高，而且系统复杂，维修困难。这个方案不可取。要简化这个系统，就要应用非机械系统，要靠物理效应，寻找由温度变化引起位移的器件。最后找到这个器件就是双金属片。由于窗户开关位移大，采用了平面螺旋双金属套管，还可以采用杠杆扩大位移。这样一来，每个窗户只用了一个简单的盘状双金属套管，就解决了窗户开关问题，结构大大简化。这正是TRIZ用简单方法解决复杂难题的特点。

TRIZ内容之丰富就在于它有众多的创新方法。这些方法可以单独应用，也可以综合应用。一般根据问题的初始状态，选择创新方法。为了比较顺利解决问题，希望获得更多更好的方案，往往会试图综合应用多种创新方法，特别是遇到困难的时候，各种创新方法都可以一试。

TRIZ原创还有一个组成部分ARIZ(发明问题解决算法)。当问题情景复杂，不能清晰明确表达，难以纳入3类矛盾予以解决，就称之为非标准问题。据统计这种非标准问题占1%。ARIZ就用于解决难以归入3类矛盾的非标准问题。它是一套程序，通过9个步骤，把非标准问题转换成标准问题再解决。但是非常抽象，很难理解，难以掌握，是少数TRIZ专家的专利。为了节省读者的时间，本书没有列入这部分内容。ARIZ的特点是在9个步骤中综合应用了众多的创新方法，特别是突出了4项公共资源。我们在这里强调，综合应用TRIZ众多的创新方法，是和ARIZ的理念一致的，而且强调了普遍采用。不同的是撇开了那些难以理解的步骤。

世界上没有孤立的事物，总能建立自然的或人为的联系，世界上也没有不可改变的事物，总有改变事物的方法，这两条就是创新的基础。一般说来，综合应用TRIZ的创新方法，可能解决各种创新问题。如果使出浑身解数，综合应用了TRIZ众多的创新方法，问题还是得不到解决，怎么办?那就说明TRIZ不是万能的，不能解决所有的问题。这时要相信自己能够解决自己的问题，另辟蹊径。只要坚持不懈，发挥自己的聪明才智，终究是可以解决问题的。路是人走出来的。

希望读者在综合应用TRIZ创新方法之中，总结更多更好的经验。