自2007年起，我国开始推动创新方法的推广应用，并取得了较为显著的成效，越来越多的工程师开始应用TRIZ理论来解决生产、研发和设计过程中具体的技术问题。根据笔者长期的实践经验，技术矛盾在工程师应用TRIZ理论解决问题的初期发挥重要作用，本文就技术矛盾的相关问题进行研究。
一、技术矛盾概述
任何产品或技术作为一个系统，都包含一个或多个功能，产品由具有相互关系的多个组件组成。为了提高产品的市场竞争力，需要不断对产品进行改进，以提升产品的MPV。当改变某个零件、部件的设计，提高产品某些方面的性能，可能会影响到与这些被改进设计零部件相关联的部件，结果可能造成产品或系统另一些方面的性能受到影响。如果影响是负面的，那么设计或改进就出现了矛盾。
TRIZ理论认为，技术系统的矛盾是推动整个技术系统不断向前进化的动力，发明创新问题的核心是解决矛盾，没有克服矛盾的设计不是创新设计。在经典TRIZ理论体系中，技术矛盾是解决问题的重要工具，但随着时间的推移，TRIZ理论也在不断的完善和进化，相继出现了更高层次、更为有效的工具，如功能分析、因果分析、标杆分析、特性传递等。在现代TRIZ理论体系中，技术矛盾的应用频率和使用效率相比有所下降，但技术矛盾仍是初学者必须掌握的内容。技术矛盾的学习和应用为全面理解TRIZ理论以及学习更高层次的工具奠定良好的基础。
1．技术矛盾的定义
技术矛盾是由系统中两个因素导致的，这两个因素相互促进、相互制约。所有的人工系统、机器、设备、组织或工艺流程，它们都是相互联系、相互作用的参数的综合体。TRIZ理论将这些因素总结成通用参数来描述系统性能，如速度、强度、温度、长度等。如果改进系统中一个元素的参数，而引起系统中另一个参数的恶化，就是同一系统中不同参数之间产生了矛盾，称之为技术矛盾[1]。
2．技术矛盾的作用
应用技术矛盾解决问题的作用主要表现在：一是通过技术矛盾的解题流程，可以更为透彻地分析出问题产生的根本原因，以及矛盾的区域和时间。二是通过技术矛盾可以彻底解决两个参数之间的问题，达到消除矛盾的目的。三是虽然技术矛盾在现代TRIZ理论中的使用频率和地位逐步降低，但是应用技术矛盾解决问题的功能逐步转移到ARIZ算法中。在ARIZ算法中技术矛盾是其中重要的工具和组成部分，因此技术矛盾的学习和掌握的目的不仅是解决问题，也为今后学习和使用ARIZ算法奠定良好的基础。
3．技术矛盾的表现形式
技术矛盾通常表现为以下三种形式。一是在系统中引入一个有用功能，导致系统产生有害功能，或使有害功能加强。二是消除一个有害功能，导致另外一个有用功能的变坏。三是有用功能的加强或有害功能的减小导致系统变得更为复杂[1] [2]。
4．技术矛盾、管理矛盾和物理矛盾之间的关系
管理矛盾是为了避免某些现象或希望取得某些结果，需要有具体的行动去实现，但不知如何开展具体的行动。例如：希望提高产品质量、提升产品的生产效率、降低原材料成本，但不知如何实现；希望通过提高计算机性能以提高企业的工作效率、增加收入、拓宽业务面等等。这些矛盾就称之为管理矛盾。所有的人工系统、机器、设备、组织或工艺流程，它们都是相互联系、相互作用的参数的综合体，管理矛盾就是子系统间产生的矛盾。TRIZ理论认为管理矛盾是非标准矛盾，不能直接消除，一般将管理矛盾转化为技术矛盾或者物理矛盾进行解决。
技术矛盾是如果改进系统一个元素的参数，而不允许系统的另—个参数恶化，是同一系统不同参数之间的矛盾。
物理矛盾是当对系统中某—个参数提出互为相反的要求时，就产生了物理矛盾，这是同一系统同一参数内的矛盾。
从上述定义可以看出，管理矛盾是系统与系统之间的矛盾，技术矛盾是一个系统内两个不同参数间的矛盾，物理矛盾是同一参数之间相反的需求。从管理矛盾到物理矛盾，矛盾的聚焦点越来越小，矛盾的原因也就越来越清晰，有利于解决实际技术问题。
二、解决技术矛盾的战略选择
通常工程师面对矛盾时，采取不关注、接受矛盾的某一个方面、彻底消除矛盾、采取折衷的方法、绕过矛盾五种战略。工程师可根据矛盾产生的原因、后果等选择采取某种战略，在TRIZ理论思想中必须彻底消除矛盾，其他战略选择不是TRIZ理论解决的范畴。而彻底消除矛盾是解决矛盾最理想化的形式。以下应用具体实例描述不同战略选择间的区别。
金属工件淬火是将工件加热到临界温度以上，保温一段时间后以大于临界冷却速度冷却。通常将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火，以达到金属强化和提高韧性目的，是金属获得高综合机械性能的传统方法。在金属工件淬火中，首先需要将工件加热到临界值（不同金属的温度不同，一般高于500℃），然后放入油槽中进行淬火。由于温度很高，所以需要用桥式吊车夹来控制零件。这就要求吊车司机必须时刻注意零件的运动过程，零件放入油槽中会有大量的烟雾产生，烟雾中存在有害气体，导致整个工作环境恶化，产生不利影响。通常采取提高零件放入油锅中的速度解决，但对于较大的金属工件，下降速度太快，容易造成工件直接掉入油槽，油槽可能被砸穿，油从油槽中溅出，又带来了需要加高油槽的高度，装钩和脱钩工件复杂化等问题。
1．不关注技术矛盾
不关注矛盾战略也就是忽略、不理会矛盾。从本例中可以看出，我们可以选择不理会吊车司机关于工作环境恶劣的诉求，继续让其工作，或者是直接开除吊车司机，重新招聘可以忍受当前工作环境的司机。这样做可以解决上述问题，但是并未从根本上解决矛盾。
2．接受技术矛盾的某一方面
接受矛盾的某一方面，也就是只解决迫切需要的某一个方面，而忽视为解决这一方面所产生的其他不良结果。在本例中，可以选择安装一个大功率的通风装置或者是生产吊车司机专用的防毒面具，或者密封驾驶舱等，忽视了需要增加成本、增加操作的复杂性等。
3．彻底消除技术矛盾
彻底消除矛盾，也就是完全满足矛盾双方的需求，从根本上解决矛盾，这是TRIZ理论解决问题的主要思想。本例在原始问题中，即需要对零件淬火，但同时不能产生烟雾，对工作环境产生危害。
4．采取折衷的办法
采取折衷的方法通常是在一定程度上部分满足矛盾双方的需求，但会产生双方都不能完全满足的其他后果，如生产效率低下等。在本例中，可以选择在加强通风装置的同时加快下放零件的速度。
5．绕过技术矛盾[3][4]
绕过矛盾通常采取的是将现有的矛盾转化为其他的问题，在本例中，由于淬火产生了一系列的问题，可否考虑，不淬火，同样实现现有的功能，从而绕过初始问题产生的矛盾。
三、应用技术矛盾的解题流程和注意事项
根据实际解决技术问题的经验和TRIZ理论中原有解决技术矛盾的流程，本文研究了解决技术矛盾的具体步骤，有利于更为准确、有效地分析和解决技术问题。
1．技术矛盾的解题流程
（1）技术系统名称
描述技术系统的名称，主要是指出现矛盾的技术系统，通常是较小的技术系统。如在汽车研究中，研究如何提升刹车的效率，缩短制动距离，那么技术系统就是指汽车刹车系统，而不是汽车整个的大系统。
（2）技术系统主要功能
描述技术系统的发挥的主要功能，即完成什么作用，描述时需要将特有功能转化为通用功能。如通常人们所讲到铅笔的功能是什么，所有的答案都是写字，写字对于铅笔这个技术系统是属于特有功能，在描述上需要转化为通用功能，即在物体表面留下痕迹。
（3）技术系统要素
描述当前技术系统中有那些相互关联的要素，可以是子系统和超系统中的某些元素。如在铅笔这个技术系统中有笔体、笔芯、纸张、手等元素。
（4）技术系统参数
确定技术系统中的相关参数，如上例中的笔芯石墨的纯度、硬度，手的压力，空气的压强、温度等。
（5）技术系统工作原理或操作过程
描述技术系统的工作原理以及各组件的相互作用关系，阐述操作过程和工艺流程。
（6）根因分析
由于技术矛盾是TRIZ理论中的一个工具，通常在解决具体技术问题时的流程是首先进行因果分析，其次应用技术矛盾。在本步骤中，通常应用五个为什么即可，在前期的因果分析中已将问题梳理的较为清楚。
（7）冲突时间和空间
确定在技术系统中矛盾发生的时间和空间，在后续解决过程中，只聚焦在矛盾的空间和时间，其他的节点暂不做考虑。
（8）描述技术矛盾
利用“如果、那么、但是”的形式规范表述技术矛盾。
（9）确定改善与恶化的参数
从“那么”、“但是”中确定技术矛盾中改善和恶化的方面，并将其运用39个工程参数通用化表述。
（10）查询矩阵
利用确定的两个通用参数查询矛盾矩阵表。
（11）查询发明原理
查询矛盾矩阵表得出发明原理的序号，寻找发明原理的具体内容和使用技巧。
（12）根据发明原理提出方案
根据发明原理，将原理内容结合问题本身，演绎出通用解决方案，再根据通用解决方案转化为具体的解决方案。
（13）对解决方案进行评估和验证
对多个发明原理提出的解决方法进行评估，选择成本低、经济性高的解决方案进行实际试验验证，最终实现解决问题的目标。
2．应用技术矛盾解决问题注意的事项
从实际培训和应用技术矛盾解决问题来看，尤其是对于初学者需要注意以下事项。
（1）技术系统主要功能的描述
“功能”是贯穿TRIZ理论中任何工具的重要术语，功能描述的是否准确对解决问题有较大影响，因此在功能描述中一定将特定功能转化为通用功能，如椅子的功能通常描述为坐人，但通用表达为支撑物体或人，发挥的是支撑的功能。
（2）根因分析
根本原因的分析有助于更为清晰、准确地判定问题发生的原因，通常需要逐步、逐层分析，在实际使用过程中，工程师常犯的错误是分析1至3层原因，但此时一般尚未寻找到根本原因，应当进行更为深层次的分析。
（3）技术矛盾的表述
通常在寻找技术矛盾时，有可能存在一对或多对技术矛盾，需要对每一对矛盾分别进行分析和解决。在矛盾表述时，必须按照“如果+手段、那么+目的、但是+结果”的形式进行描述。一般将技术矛盾从正反两个方向各描述一次。在判断技术矛盾是否正确时，如果将“那么”和“但是”互换后矛盾仍然成立，那么表明技术矛盾是准确的。这一点对初学者尤为重要。
（4）根据发明原理提出解决方案
此部分是技术矛盾解决问题的关键点和难点，对于初学者容易犯只看发明原理名称，不注重发明原理的内容和使用技巧的错误。40个发明原理中每个原理都有对应的二级内容，针对每个原理都有具体的使用方法和应用技巧，需要工程师细心体会和理解。如原理四：非对称原理。此原理的内容是：将物体的对称形式转化为非对称形式，如果物体已是非对称形式，那么增加非对称程度。应用此原理时，如果技术系统是实物，那么可以应用该原理，如果技术系统是流程或者是其他，工程师通常提出，该原理对解决技术问题没有帮助而不再思考，其实该原理中的“物体”并非特指现实的具体物体，也可是时间、功能等，可以进行时间的非对称、功能的非对称等。因此在使用发明原理时不能轻易地否定原理对解决问题没有帮助，而是需要认真、仔细地分析原理的内容。
四、应用技术矛盾的解题案例
本文以扳手转动螺丝为例，进一步阐述应用技术矛盾的解题流程和步骤。问题：在日常装卸螺丝的过程中，由于生产厂家和工艺的问题，扳手和螺丝不能很好地耦合，造成扳手与螺丝间有一定的缝隙，导致扳手在转动螺丝的过程中容易造成螺丝滑丝。
（1）技术系统名称：扳手。
（2）技术系统主要功能：转动螺丝。
（3）技术系统要素：扳手、手、螺丝、空气等。
（4）技术系统参数：力、面积、压力、强度等。
（5）技术系统工作原理或操作过程：运用扳手与螺丝接触面传递力量，从而转动螺丝。
（6）原因分析：由于厂家和工艺不同，扳手的大小和螺丝的大小存在差异，扳手在转动螺丝时，扳手和螺丝间的空隙较大，造成扳手和螺丝的受力面积的小，受力点不均匀，导致螺丝的棱角磨损，形成螺丝的滑丝和磨损。
（7）冲突时间和空间：转动螺丝时；扳手内侧及螺丝的棱角处。
（8）描述技术矛盾：
TC1：如果扳手的内侧和螺丝的外侧受力面积大，那么螺丝不会滑丝，容易实现螺丝的装卸，但是要求扳手的制作精度要高。
TC2：如果扳手的内侧和螺丝的外侧受力面积小，那么扳手的制作精度要求低，但是造成螺丝容易滑丝，装卸困难。
（9）确定改善与恶化的参数：
改善参数：No.31物体产生的有害因素
恶化参数：No.29制造精度
（10）查询矩阵得出发明原理：
原理4：不对称原理；原理17：维数改变；原理34：抛弃与修复；原理26：复制。
（11）根据发明原理提出方案：
原理4：不对称
建议：如果一个物体是不对称的，增强其非对称性。
解决方向：扳手本身是一个不对称的形状，改变其形状，加强其形状的不对称程度。
原理17：维数改变
建议：将一维直线形状的物体变换成为二维平面结构或者是三维空间结构的物体。
解决方向：改变传统扳手上、下钳夹的两个平行平面作用，使其变成曲面、在多个非平行平面作用。
原理34：抛弃与修复
建议：废弃或改造机能已完成或没有作用的零部件。
解决方向：去除在扳手工作过程中对螺母有损害的部位，使其六角形外表面的尖角无法破坏螺母的六角形外表面。
原理26：复制
没有得到解决问题的方向。
通过四个发明原理，寻找出解决问题的方向，解决方案是将扳手的内表面曲面凹凸化，使扳手在转动螺丝时不接触棱角，从而解决螺丝磨损的问题。
（12）对解决方案进行评估和验证：
对上述方案进行实际验证，效果较好。
五、结论与展望
本文较为系统地阐述了应用TRIZ理论的技术矛盾过程中应当注意的事项和操作流程，并运用案例详细介绍了技术矛盾，对于学习TRIZ理论的工程师具有一定的指导意义。但是我们可以看到随着TRIZ理论的不断发展，技术矛盾的应用频率逐步在降低，但是技术矛盾是ARIZ算法的重要组成部分，技术矛盾理解是否准确，直接影响工程师学习ARIZ的算法。因此有必要对技术矛盾进行分析。在实际应用TRIZ理论过程中，技术矛盾不是单独存在的，而是与TRIZ理论中其他工具结合使用，如因果分析、资源分析、物理矛盾、物场分析等，综合运用上述工具才能更为透彻、清晰、准确地解决问题。
参考文献：
[1]曹福全.创新思维与方法概论[M].哈尔滨：黑龙江高等教育出版社.2009.
[2]创新方法研究会.创新方法教程（中级）[M].北京：高等教育出版社.2012.
[3]MATRIZ.Advanced TRIZ training（level2 of MATRIZ certification）[R].2013.
[4]MATRIZ.Advanced TRIZ training（level3 of MATRIZ certification）[R].2013.
责编/王蒙