编者按：TRIZ理论是“使人变得更加聪明的理论”，也是有效增强自主创新能力的理论。就我国“建设创新型国家，增强自主创新能力”而言，应尽快深入研究与广泛推广TRIZ理论，并探索、建立和普及符合我国国情的技术创新理论及方法。
胡锦涛总书记在党的十七大所作的报告中，把“自主创新能力显著提高，科技进步对经济增长的贡献率大幅上升，进入创新型国家行列”和“提高自主创新能力，建设创新型国家”，摆在“促进国民经济又好又快发展”部分的首要位置。党中央、国务院关于建设创新型国家的战略部署，是事关社会主义现代化建设全局的重大战略决策。建设创新型国家，增强自主创新能力，关键要有科学的方法和创新的思想。 俄罗斯拥有前苏联60%至70%的科技资源，向来有“科教兴国”和“专家治国”的历史传统。经济转轨10多年来，尽管其科技人才大量流失，科技实力有所减弱，但俄罗斯仍不失为世界重要的科技强国之一，其总体科技潜力仍居世界一流水平。一是科研研发队伍质量居世界前列。近来年，随着经济的复苏，俄科研机构和研发队伍已停止萎缩并逐渐发展。2000年，全俄有各类科研组织4099个；在册人员共有88.77万人，其中研究人员42.6万人、技术人员7.52万人，博士学位科技人员有2.19万人、副博士学位科技人员有8.4万人。俄罗斯科技人员的总数虽然只及美国的2/3，但在技术科学、计算科学等领域具有学位的专家绝对人数却超过美国30%到40%。二是基础科学研究居世界领先地位。俄罗斯基础科学水平总体上仍居于世界先进国家的行列。2000年5月，俄罗斯对本国科技实力进行了新的评估表明，在当今世界上102项尖端科学技术中，俄在其中的52项保持世界领先地位，27项具有世界一流水平。近年来，俄罗斯在微电子和毫微电子、高温超导、核物理、超级计算机等基础研究领域取得了很多具有世界先进水平的科研成果。三是在宏观技术领域保持着国际领先地位。在当今世界决定发达国家实力的50项重大技术中，俄罗斯在其中有17项技术与美国水平相当。在当今世界决定发达国家实力的100项突破性技术中，俄罗斯约有20项技术居于世界领先地位，包括生物工程、原子能、航空航天技术、新材料技术等领域。目前，俄罗斯是世界上唯一能够全面掌握空间站制造、发射和回收技术的国家。美国防部认为，俄在信息交换、处理和信息安全技术方面，在定位、导航和定时技术，在能源储存、整流技术以及生物传感器技术等方面，与美国一样具有全面研制与开发能力，甚至在能源转换及发电技术方面领先于美国。四是在军工及航天技术领域与美国旗鼓相当。无论在宇宙的研究和开发方面，还是在各类尖端武器研制方面，俄罗斯与美国都各有所长，同处于世界领先地位。前苏联时期到现在所发射的运载火箭和航天器占世界发射总量的2/3；第四代战机苏－34和苏－37战机的关键技术是推力矢量喷管技术，目前美国尚未达到应用阶段。在导弹和战机等武器的研制方面，俄罗斯也创造了许多新成果；俄罗斯等离子体武器技术领先美国5至7年；在舰船制造方面，俄罗斯潜艇的隐身性和壳体防护性也优于美国同类产品。 俄罗斯在国家国防及科技投入严重不足的情况下，其产出的很多技术与装备仍走在世界前列，究其原因，是因为很多前苏联科研工作者掌握一种独特的科学方法，这种科学方法融入科研工作者的科学思维之中，使其能够有效地将已有技术成果进行充分利用并再创新，避免了很多低水平重复研发，这就是由前苏联发明家根里奇•阿奇舒勒 （Genrich S.Altshuller)在1946年提出并创立的发明问题解决理论，即TRIZ理论（Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch），在中国称之为“萃智”理论。阿奇舒勒在工作中发现任何领域的产品改进，技术的变革、创新都和生物系统一样，都存在产生、生长、成熟、衰老、灭亡，是有规律可循的，人们如果掌握了这些规律，就可以能动地开展产品设计并预测产品的未来发展趋势。在他的领导下，前苏联组成了TRIZ的研究团体并分析了世界近250万份高水平的发明专利，总结出各种技术发展进化的规律模式，以及解决技术矛盾和物理矛盾的创新原理与法则，建立了综合多学科领域的解决问题及创新开发的原理与法则，这就是我们现在讲到的TRIZ理论。 在1990年之前，这一理论是前苏联国家机密，被称为“国术”和“神奇的点金术”，在军事、工业、航空航天等领域广泛应用并发挥了巨大作用。随着1991年苏联解体，一批掌握TRIZ理论的科学家移居国外并带到了西方，世界各国才了解并逐渐推广应用TRIZ理论。经过半个多世纪的发展，阿奇舒勒及他的TRIZ研究机构提出了一系列解决问题工具，如冲突矩阵、76标准解答、ARIZ、AFD、物场分析、ISQ、 DE、8种演化类型、科学效应、40个创新原理、39个工程技术特性，以及物理学、化学、几何学等工程学原理知识库等，为创新理论软件化提供了坚实基础，为TRIZ理论的实际应用提供了有力条件。 如今，TRIZ理论及方法已发展成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的理论和方法体系，在欧美及日本、韩国等发达国家得到了极大关注，并在航空航天、信息产业、汽车制造、生物医药、石油化工、食品等诸多领域，以及波音、宝马、克莱斯勒、通用、三星公司、摩托罗拉、强生等很多世界500强企业得到了广泛应用。三星公司自1997年引入TRIZ理论以来，取得了显著创新成果。据统计，应用TRIZ理论与方法，可提高80%上的专利数量及质量、60%以上的新产品开发率，可缩短产品上市时间近50%。2003年，三星电子产品生产因采用 TRIZ 理论指导项目研发而节约成本15亿美元，同时通过应用TRIZ理论研制开发的67项研发项目中有52项成果成功申请了专利。三星也因此在2003年成为全球品牌价值增幅之首。2004年，三星公司创造了全球市场份额第一的成绩；2005年，三星公司品牌价值达149亿美元；2006年，三星公司获得美国发明专利2453项，公司市值突破了1000亿美元，超过索尼公司410亿美元，从“技术跟随者”成为了“行业领跑者”。 黑龙江省原副省长马淑洁曾经提到，“TRIZ理论是使人变得更聪明的理论。”实践也证明，运用TRIZ理论，可使人类创造发明的进程得到快速提升。阿奇舒勒创立这一理论之初的确有一个重要想法，就是要使人们在发明创造或解决技术难题时，像作算术题一样有规律可循。所以不但给出了40条发明原理，而且还给出了39个技术矛盾冲突参数。在遇到实际问题时，人们就会将问题归类于某一个矛盾的参数上，进而对应找到指导性很强的解决原理。因此，TRIZ理论不但能够帮助我们突破思维障碍，打破思维定势，快速发现问题并系统分析问题，而且还能够帮助我们根据技术进化规律找到解决问题的出路，预测未来发展的趋势。例如，在作战飞机机翼设计方面。早期的飞机机翼都是平直的，虽然制作简易，但由于翼端较宽、阻力较大，从而严重影响了飞行速度。为此，德国、英国、美国先后研制了喷气式飞机，提高飞行速度，甚至接近音速。但由于飞机阻力剧增，机翼表面空气压力过大，使机翼出现了“激波”现象。而后，很多国家又纷纷开始研制新型的机翼。德国率先把机翼做成像燕子翅膀一样后掠的形式，以缓解飞机接近音速时出现的“激波”现象。但这种形式的机翼与平直机翼相比，在同等条件下产生升力较小，这对飞机的起飞、着陆、巡航等带来很多不利影响，不但不够灵活，而且十分耗能。因此，平直固定机翼不适合高速飞行，在突破音速障碍时会产生很大阻力，容易使飞机在空中解体；后掠固定机翼不适合低速飞行，而且在起飞、降落、巡航中，在相同推力条件作用下，产生的升力较小。这两种机翼有两个共性问题，就是不够灵活、比较耗能。所以灵活、速度、节能成为研制新型战斗机所需解决的重点问题。按照TRIZ理论中技术矛盾解决矩阵原则，有四条创新原理可以尝试，即平衡重、动态性、物理与化学状态变化、使用强力氧化剂。平衡重，会使机身加重，影响速度；强力氧化剂，目的是使燃料充分燃烧，进而获得较大推力，但战斗机使用的特制高热量航空煤油，在涡轮喷气发动机中燃烧已经比较充分了。因此，可以考虑应用物理与化学状态的变化改变机翼的动态性。改造机翼，使其成为活动部件，通过改变“后掠角”，使机体同时保持平直翼与后掠翼的的特性，而且还可有效控制飞机飞行时不同速度机翼的不同形态。因此，受动态性、物理与化学状态变化原理的启示，将飞机机翼做成活动部件，突破了传统的固定机翼的设计理念。这样，战斗机起飞阶段，机翼呈平直状，获得较大升力，避免了长距离滑行时的能耗问题，有效解决了飞机在低速状态下速度与能量间的矛盾；同时，在飞机高速飞行时，两翼后掠减小阻力，从而减小了能耗，延迟了“激波”现象，缓和了飞机“音障”问题，使飞机能够实现高速飞行；通过采取不同的后掠角，使机体适应不同速度的巡航。设计者按照这一理论成功设计了世界第一架应用变后掠翼设计思想的F111变后掠翼战斗机和轰炸机，开创了超音速战斗机的新纪元。此后，如英国、德国、意大利三国联合成立的帕那维亚飞机公司采用了这种设计思想，设计生产了狂风超音速战斗机。在波音飞机整流罩设计方面。波音公司在研发737改进型飞机时，设计人员遇到了一个技术难题：改进的引擎需要增大整流罩面积，拓宽整流罩直径，但这样会缩小整流罩下边缘与地面的距离，进而提高飞机在跑道上滑行时的危险系数。因此，在“提高发动机功率”与“整流罩和地面间距离”产生了技术上的矛盾。根据TRIZ原理，设计人员很快找到了相应的工程参数，按照工程参数很快得到了冲突矩阵元素及发明原理，其中一条原理就是“不对称原理”。波音公司按照这一原理，一方面将整流罩形状由对称调整为不对称；另一方面则改变截面形状，以改善其密封性能。最终设计为：增加发动机罩的直径，以便增加空气的吸入量；但为了与地面保持一定距离，将发动机罩底部由圆弧曲线设计为直线形，有效解决了“提高发动机功率”与“整流罩和地面间距离”的技术矛盾问题。这也就是我们为什么在乘坐波音737时，看到发动机整流罩是扁圆形而不是正圆形的缘故。 从上述实例中，我们得到一个启示：TRIZ理论是“使人变得更加聪明的理论”，也是有效增强自主创新能力的理论。就我国“建设创新型国家，增强自主创新能力”而言，应尽快深入研究与广泛推广TRIZ理论，并探索、建立和普及符合我国国情的技术创新理论及方法。半个多世纪以来，世界上很多国家都在各自不同的起点上，寻求实现工业化和现代化的道路。一些国家依靠自身丰富的自然资源增加国民财富；一些国家依附发达国家的资本、市场和技术；还有一些国家把科技创新作为基本战略，通过增强自主创新能力，提高综合竞争力，国际学术界把这一类国家称之为创新型国家。目前世界上公认的创新型国家约有20多个，包括美国、日本、芬兰、韩国等。这些国家创新综合指数明显高于其他国家，研发投入占GDP比例2%以上，对外技术依存度指标一般在30%以下，经济发展很大程度上依靠科技进步，更重要的是这些国家所获得的三方专利数量占世界的绝大多数。目前，我国尚未完全进入创新型国家行列，急需通过TRIZ理论增强技术人员的自主创新意识与能力。2007年，科技部从增强我国自主创新能力，建设创新型国家的战略高度出发，决定在全国范围内开展技术创新方法学习、应用、推广工作。黑龙江省结合对俄罗斯、白俄罗斯、乌克兰、哈萨克斯坦等独联体国家科技合作的基础与优势，采取“培训先行、试点引路”的做法，在全国率先开展了技术创新方法的推广工作。2007年8月，被科技部批准为国家首批技术创新方法试点省之一。目前，已确定哈尔滨和黑河两个TRIZ理论应用试点城市，以及78家试点科研院所、高校和企业，其中企业60家；成立了国内首家省级技术创新方法研究会；建立了黑河市人民政府、哈尔滨工业大学中俄中心、东北林业大学、黑龙江省生产力促进中心等4个TRIZ理论培训基地。全省共举办TRIZ理论专业培训班22期，培训人员2014人；举办TRIZ理论专题讲座100余场，培训科技人员和管理人员1.2万余人。截至2008年底，通过学习应用TRIZ理论，全省共申请专利15项，获得专利6项。例如，哈尔滨新中新电子股份有限公司应用TRIZ理论设计了“易访通”智能来访登记系统并申报了美国专利。 关于推广和普及TRIZ理论，应注重加强几方面工作：一要加强引进工作。要积极引进先进国家TRIZ理论应用的成功经验，引进国外发达国家TRIZ理论的书籍与资料，引进俄罗斯、白俄罗斯等独联体国家TRIZ理论专家，学习经验，掌握要领。二要优化完善，要结合应用实际，有针对性地总结理论，不断拓展与延伸现有TRIZ理论的技术参数与发明原理，可与人工智能理论、自动推理机技术等进行有机结合。同时，要充分利用互联网，搜阅并研究网络科技文献数据库及现有成果，避免重复研究，提高发明效率。三要循序渐进，切莫急功近利，今天学了TRIZ理论，明天就想取得成果。TRIZ理论是一门系统理论与学科，无论是推广与普及，还是学习与实践，都必须坚持不懈，持之以恒。最好能在中小学生中开始普及，并作为一门课程，使学生们从小就有创新意识，从小就培养创新能力。不但如此，还要通过各种媒体开展宣传与教育工作，逐渐将这种创新的思想与方法传播到全国，融入到人们的思维中。水滴石穿，只要我们坚定不疑地持续开展这项工作，就一定能够使我们一个省乃至全国许多地方的科技实力和研发能力实现质的飞跃。 责 编/宋 晖 |
《科技创新与品牌》杂志社创新方法