徐起賀

（河南機電高等?？茖W校機械工程系，河南 新鄉(xiāng) 453000）

1 引言

當今世界，科學技術日新月異，以信息技術和生物技術為代表的高新技術產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，科技與經(jīng)濟的結(jié)合日益緊密，知識對人類社會經(jīng)濟和生活的影響日趨明顯，人類社會已經(jīng)步入了以知識的生產(chǎn)、分配和使用為基礎的、以創(chuàng)造性的人力資源為依托的、以高科技產(chǎn)業(yè)為支柱的知識經(jīng)濟時代。知識經(jīng)濟的社會是創(chuàng)新的社會，創(chuàng)新是知識經(jīng)濟的靈魂，更是一個國家國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的基石。沒有創(chuàng)新就沒有新興技術，經(jīng)濟的發(fā)展也就成了無源之水，無本之木。為了適應21世紀人才培養(yǎng)的要求，必須更新教育觀念，探索教育改革之路，而教育改革的重點是加強學生素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。胡錦濤同志在中共十七大上指出:“提高自主創(chuàng)新能力，建設創(chuàng)新型國家是國家發(fā)展戰(zhàn)略的核心，是提高綜合國力的關鍵?！薄耙獔猿肿咧袊厣灾鲃?chuàng)新道路，把增強自主創(chuàng)新能力貫徹到現(xiàn)代化建設的各個方面?！必瀼乜茖W發(fā)展觀，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，走新型工業(yè)化和生態(tài)文明之路，提高整個國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展能力，構(gòu)建和諧社會和全面建設小康社會，所有這些艱巨的任務都離不開創(chuàng)新。因此，創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是科技和經(jīng)濟發(fā)展的原動力。當今世界各國之間在政治、經(jīng)濟、軍事和科學技術方面的激烈競爭，歸根到底是綜合國力的競爭，實質(zhì)上就是科技創(chuàng)新能力和人才的競爭，而人才競爭的本質(zhì)是人才創(chuàng)造力的競爭。在培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的跨世紀的高素質(zhì)人才方面，高等教育具有義不容辭的重要責任。因此在深化教育體制改革，全面推進素質(zhì)教育的今天，極有必要在高等院校中開設創(chuàng)新設計課程，建立先進的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，掌握創(chuàng)新設計的基本理論和方法，為提升我國的自主創(chuàng)新能力，加速推進創(chuàng)新型國家的建設提供強有力的人才支撐。

高職高專教育是培養(yǎng)生產(chǎn)一線所需要的新技術應用型、適應型人才為目標，注重培養(yǎng)學生應用、適應、技術創(chuàng)新等方面的能力，更應關注企業(yè)的技術創(chuàng)新活動，這對正確定位高職高專教育的功能，規(guī)劃高職高專教育的人才培養(yǎng)模式，更好地增強企業(yè)的自主創(chuàng)新能力，建設以企業(yè)為主體的技術創(chuàng)新體系是十分必要的。因此，通過對創(chuàng)新設計課程的學習，讓學生充分了解專業(yè)技術的發(fā)展現(xiàn)狀，尤其對技術創(chuàng)新應用的典型案例及創(chuàng)新思路、方法有較全面的了解和較為深入的理解，以便啟發(fā)學生的創(chuàng)新意識、激發(fā)學生的創(chuàng)新欲望。同時應注重培養(yǎng)學生的獨立思維能力、創(chuàng)新能力、合作能力、科技成果轉(zhuǎn)化能力及分析解決問題的能力。

2 TRIZ創(chuàng)新理論概述

TRIZ(系俄文字母對應的拉丁字母縮寫)意為解決發(fā)明創(chuàng)造問題的理論，起源于蘇聯(lián)，英譯為Theory of Inventive Problem Solving，英文縮寫為 TIPS。1946年，以蘇聯(lián)海軍專利部阿奇舒勒為首的專家開始對數(shù)以百萬計的專利文獻加以研究，經(jīng)過50多年的收集整理、歸納提煉，發(fā)現(xiàn)技術系統(tǒng)的開發(fā)創(chuàng)新是有規(guī)律可循的，并在此基礎上建立了一整套系統(tǒng)化的、實用的解決創(chuàng)造發(fā)明問題的方法。TRIZ理論認為發(fā)明問題的核心是解決沖突，在設計過程中，不斷地發(fā)現(xiàn)沖突，利用發(fā)明原理解決沖突，才能獲得理想的產(chǎn)品。TRIZ是基于知識的、面向人的解決發(fā)明問題的系統(tǒng)化方法學，其核心是技術系統(tǒng)進化原理，該理論的主要來源及構(gòu)成如圖1所示。

圖1 TRIZ理論的主要來源及構(gòu)成

利用TRIZ理論，設計者能夠系統(tǒng)地分析問題，快速找到問題的本質(zhì)或者沖突，打破思維定勢、拓寬思路，借助于科學的問題分析方法，正確地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設計中需要解決的問題，以新的視角分析問題。根據(jù)技術進化規(guī)律預測未來發(fā)展趨勢，找到具有創(chuàng)新性的解決方案，從而縮短發(fā)明的周期、提高發(fā)明的成功率，也使發(fā)明問題具有可預見性。因此TRIZ理論可以加快人們發(fā)明創(chuàng)造的進程，而且能得到高質(zhì)量的創(chuàng)新產(chǎn)品，是實現(xiàn)創(chuàng)新設計和概念設計的最有效方法。由于TRIZ將產(chǎn)品創(chuàng)新的核心——產(chǎn)生新的工作原理的過程具體化了，并提出了一系列規(guī)則、算法與發(fā)明創(chuàng)造原理供研究人員使用，因而使它成為一種較為完善的創(chuàng)新設計理論和方法體系。

目前TRIZ被認為是可以幫助人們挖掘和開發(fā)自己的創(chuàng)造潛能、最全面系統(tǒng)地論述發(fā)明創(chuàng)造和實現(xiàn)技術創(chuàng)新的理論，該理論非常適合企業(yè)解決技術沖突，是實現(xiàn)技術創(chuàng)新的有力工具。TRIZ曾經(jīng)被稱為蘇聯(lián)的“點金術”，被歐美等國家的專家認為是“超級發(fā)明術”，在軍事、工業(yè)、航空航天等領域發(fā)揮了巨大的作用。一些創(chuàng)造學專家甚至認為:阿奇舒勒所創(chuàng)建的TRIZ理論，是發(fā)明了發(fā)明與創(chuàng)新的方法，是20世紀最偉大的發(fā)明。由此可見，引進、推廣這一方法有利于我國發(fā)明創(chuàng)新工作的開展，有利于具有中國特色的創(chuàng)新方法的發(fā)展，有利于提高廣大科技工作者的發(fā)明潛力，從而大大加快發(fā)明創(chuàng)造的進程，提升產(chǎn)品的創(chuàng)新水平，加速推進我國創(chuàng)新型國家的建設。

3 TRIZ解決發(fā)明創(chuàng)造問題的一般方法

最早的發(fā)明問題是靠試錯法，即不斷選擇各種方案來解決問題。在此過程中，人們積累了大量的發(fā)明創(chuàng)造經(jīng)驗與有關物質(zhì)特性的知識。利用這些經(jīng)驗與知識提高了探求的方向性，使解決發(fā)明問題的過程有序化。同時發(fā)明問題本身也發(fā)生了變化，隨著時間的推移越來越復雜，直至今天，要想找到一個需要的解決方案，也得做大量的無效嘗試?，F(xiàn)在需要新的方法來控制和組織創(chuàng)造過程，從根本上減少無效嘗試的次數(shù)，以便有效地利用新方法。因此，必須有一套具有科學依據(jù)并行之有效的解決發(fā)明問題的理論。

TRIZ解決發(fā)明創(chuàng)造問題的一般方法是:設計者首先應將需要解決的特殊問題加以定義和明確;其次利用物質(zhì)－場分析等方法，將需要解決的特殊問題轉(zhuǎn)化為類似的標準問題;然后利用TRIZ中解決發(fā)明問題的原理和工具，求出該標準問題的標準解決方法;最后，根據(jù)類似的標準解決方法的提示并應用各種已有的技術知識和經(jīng)驗，就可以構(gòu)思解決特殊問題的創(chuàng)新方法了。當然，某些特殊問題也可以利用頭腦風暴法直接解決，但難度很大。TRIZ解決發(fā)明創(chuàng)造問題的一般方法可用圖2表示。

圖2 TRIZ解決發(fā)明創(chuàng)造問題的一般方法

現(xiàn)用一個初等數(shù)學的例子來說明TRIZ方法的操作過程。如圖3所示，一元二次方程求根有兩種途徑，用頭腦風暴法求解看起來很直接，但解題者必須經(jīng)過嚴格的數(shù)學訓練，并且試湊若干次后才能得出正確的解。而程式化的求解過程步驟雖然較多(見圖中箭頭所指方向)，但可以保證一次性地成功得到結(jié)果，從而為一元二次方程求根提供了解題的規(guī)律。該求根方法與TRIZ方法的操作過程有完全相似之處，由此可見，利用TRIZ方法進行程式化的求解，可以少走很多彎路，從而直達理想化的目標。

圖3 解一元二次方程的基本方法

4 TRIZ理論的基本應用

經(jīng)過多年的發(fā)展和實踐的檢驗，TRIZ理論已經(jīng)形成了一套解決新產(chǎn)品開發(fā)問題的成熟理論和方法體系，不僅在蘇聯(lián)得到了廣泛的應用，而且在美國的很多企業(yè)，如波音、通用、克萊斯勒和摩托羅拉等公司的新產(chǎn)品開發(fā)中得到了全面的應用，取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。TRIZ理論普遍應用的結(jié)果，不僅提高了發(fā)明的成功率，縮短了發(fā)明的周期，還使發(fā)明問題具有可預見性。TRIZ理論廣泛應用于工程技術領域，并且應用范圍越來越廣。目前已逐步向其他領域滲透和擴展，由原來擅長的工程技術領域分別向自然科學、社會科學、管理科學、教育科學、生物科學等領域發(fā)展，用于指導各領域沖突問題的解決。Rockwell Automotive公司針對某型號汽車的剎車系統(tǒng)應用TRIZ理論進行了創(chuàng)新設計，通過TRIZ理論的應用，剎車系統(tǒng)發(fā)生了重要的變化，系統(tǒng)由原來的12個零件縮減為4個，成本減少50%，但剎車系統(tǒng)的功能卻沒有變化。福特汽車(Ford Motor)公司遇到了推力軸承在大負荷時出現(xiàn)偏移的問題，通過應用TRIZ理論，產(chǎn)生了28個問題的解決方案，其中一個非常吸引人的方案是:利用小熱膨脹系數(shù)的材料制造這種軸承，最后很好地解決了推力軸承在大負荷時出現(xiàn)偏移的問題。2003年，當“非典型肺炎”肆虐中國及全球許多國家時，新加坡的研究人員利用TRIZ的發(fā)明原理，提出了預防、檢測和治療該種疾病的一系列創(chuàng)新方法和措施，其中不少措施被新加坡政府所采用，收到了非常好的防治效果。德國進入世界500強的企業(yè)如西門子、奔馳、大眾和博世都設有專門的TRIZ機構(gòu)，對員工進行培訓并推廣應用，取得了良好的效果。在俄羅斯，TRIZ理論的培訓已擴展到小學生、中學生和大學生，其結(jié)果是學生們正在改變他們思考問題的方法，能用相對容易的方法處理比較困難的問題，使其創(chuàng)新能力迅速提高。因此，TRIZ理論在培養(yǎng)青少年創(chuàng)造性人才的發(fā)展過程中，具有巨大的社會意義。

5 TRIZ理論在中國的進展

在我國學術界，少數(shù)研究專利的科技工作者和學者在20世紀80年代中期就已經(jīng)初步接觸到了TRIZ，并對其做了一定的資料翻譯和技術跟蹤。在20世紀90年代中后期，國內(nèi)部分高校開始研究和跟蹤TRIZ，并在本科生、研究生課程中講授TRIZ，或者招收研究TRIZ的研究生和博士生，在一定范圍內(nèi)開展了持續(xù)的研究和應用工作，為中國培養(yǎng)了第一批掌握TRIZ的人才。進入21世紀，TRIZ開始從學術界走向企業(yè)界，自2001年億維訊公司將TRIZ理論培訓引入中國后，TRIZ理論在中國的應用和推廣開始步入快車道。2002年，億維訊建立中國公司和研發(fā)基地，成為首家在中國專業(yè)從事TRIZ研究和計算機輔助創(chuàng)新軟件開發(fā)的企業(yè);2003年億維訊在國內(nèi)推出了TRIZ理論培訓軟件CBT/NOVA以及成套的培訓體系，同時推出了基于TRIZ理論、用于輔助企業(yè)技術創(chuàng)新的Pro/Innovator軟件，并開始在近百所高校開展TRIZ講座;2004年，億維訊與國際TRIZ協(xié)會合作，將TRIZ國際認證引入中國，開始推廣TRIZ認證體系;2006年，億維訊建立了專業(yè)的培訓中心和符合國際標準的培訓體系;2007年，億維訊進一步推出了適合中國國情的TRIZ培訓教材和軟件。

現(xiàn)在，TRIZ作為一個比較實用的創(chuàng)新方法學，在我國已經(jīng)逐步得到企業(yè)界和科技界的青睞，乃至得到國家領導人的高度重視。中國政府從建設創(chuàng)新型國家這一宏偉戰(zhàn)略目標出發(fā)，十分重視TRIZ理論的研究、推廣和應用工作。從2007年開始，科技部啟動了創(chuàng)新方法的研究推廣計劃，于8月13日正式批準黑龍江省和四川省為“科技部技術創(chuàng)新方法試點省”。2008年科技部、發(fā)改委、教育部和中國科協(xié)聯(lián)合發(fā)布國科發(fā)財(2008)197號文，文中提出:“針對建設以企業(yè)為主體的技術創(chuàng)新體系的重大需求，推進TRIZ等國際先進技術創(chuàng)新方法與中國本土需求融合;推廣技術成熟度預測，技術進化模式與路線，沖突解決原理，效應及標準解等TRIZ中成熟方法在企業(yè)中的應用;加強技術創(chuàng)新方法和知識庫建設，研究開發(fā)出適合中國企業(yè)技術創(chuàng)新發(fā)展的理論體系、軟件工具和平臺。”2009年科技部正式開展了國家層面上的TRIZ理論培訓，由此展開了對TRIZ理論大范圍的推廣與普及工作，這標志著中國人將為TRIZ的新發(fā)展做出重要的、具有里程碑意義的貢獻。

目前，許多企業(yè)及大學開始重視和應用TRIZ理論，走在前列的有中國航天、中國兵器、中國船舶等大型軍工集團，以及清華大學、浙江大學、河北工業(yè)大學等高校。由此可見，在我國的企業(yè)中推廣和應用TRIZ理論，對提高企業(yè)的自主創(chuàng)新能力與市場競爭力有著重要的現(xiàn)實意義。

6 我校開展TRIZ理論培訓的規(guī)劃與實施

為了培養(yǎng)更多的創(chuàng)新人才，為建設創(chuàng)新型國家服務，全面開展TRIZ創(chuàng)新理論培訓已經(jīng)成為當務之急。在校長任中普教授的帶領下，我校已經(jīng)申請并成為河南省創(chuàng)新方法培訓基地。目前我們正在深入研究國內(nèi)外技術創(chuàng)新領域的研究成果與進展情況，并系統(tǒng)地開展了TRIZ創(chuàng)新理論及其應用研究，主要研究內(nèi)容包括:TRIZ發(fā)明問題解決理論概況、技術系統(tǒng)進化及其應用、發(fā)明創(chuàng)造的理想解與可用資源、40個發(fā)明創(chuàng)新原理及其應用、設計中的沖突及其解決原理、物場模型分析與標準解法、發(fā)明問題解決算法、科學效應和現(xiàn)象及詳解、應用TRIZ解決創(chuàng)新問題的實例、解決發(fā)明問題的多種創(chuàng)新方法等。通過對這些方面的研究，我們將開展基于TRIZ創(chuàng)新理論的培訓教材編寫。在教材編寫過程中將密切聯(lián)系工程實際，引入大量創(chuàng)新實例，循序漸進，深入淺出，突出體現(xiàn)創(chuàng)新思維特征，注重培養(yǎng)創(chuàng)新意識和能力。TRIZ既是一種全新的思考方式，也是一種開發(fā)技能的工具，因此TRIZ的力量在于應用，只有通過實踐才能掌握該理論。希望通過開展培訓工作，能夠使廣大企業(yè)員工和高校學生比較全面地了解關于TRIZ的基本知識，并能利用TRIZ理論來解決科研、生產(chǎn)與生活中遇到的一些問題，有所創(chuàng)新、發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，從而享受從事創(chuàng)新活動所帶來的快樂，為建設創(chuàng)新型國家貢獻自己的一份力量。

［1］趙新軍.技術創(chuàng)新理論(TRIZ)及應用［M］.北京:化學工業(yè)出版社，2004.

［2］趙敏.TRIZ入門及實踐［M］.北京:科學出版社，2009.

［3］王亮申.TRIZ創(chuàng)新理論與應用原理［M］.北京:科學出版社，2010.

［4］徐起賀.機械創(chuàng)新設計.北京:機械工業(yè)出版社，2009.

［5］徐起賀.現(xiàn)代機械產(chǎn)品創(chuàng)新設計集成化方法研究［J］.農(nóng)業(yè)機械學報，2005(3):102－105.