工业创新方法与实践
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1.1 阿奇舒勒传奇及TRIZ发展历程Altshuler Genrich S.创新算法:TRIZ、系统创新和技术创造力[M].谭培波,茹海燕,等译.武汉:华中科技大学出版,2008.

我们知道,TRIZ是俄文的缩写,对应的英文缩写为TIPS(Theory of Inventive Problem Solving),意为创造性问题解决理论。谈到TRIZ,就必须先介绍一下TRIZ的奠基者——根里奇·斯拉维奇·阿奇舒勒(Genrich S.Altshuller,1926—1998),这位在人类科技进步史上可与发现化学元素周期表的德米特里·门捷列夫(Dmitri Ivanovich Mendeleev,1834—1907)媲美的人物。

根里奇·斯拉维奇·阿奇舒勒1926年10月15日出生在苏联的塔什罕干,早在他14岁时,他就获得了一个“作者证书”(苏联的专利证书),其专利作品是一种利用过氧化氢分解来获取氧气的水下呼吸装置。15岁的时候,他制作了一条船,船上就装有他发明的使用碳化物做燃料的喷气发动机。

阿奇舒勒的出众之处,不仅在于他年少时就已成为一个发明家,而且在于他对隐藏在发明家头脑深处的发明技法有着更为浓厚的兴趣。他坚定地认为:发明者的成果,除了灵感爆发,一定还隐藏着某种方法,这种方法一旦被找到或揭示出来并传授给大众,则人人都可以成为发明家或解决问题的高手。而促使他产生这一信念的起因,却是来自于他年少时的一段亲身经历。

我们知道,苏联位于高纬度地区,冬季十分寒冷,由于取暖的原因,冬季的电力负荷很高,这常常会造成变压器的损坏。一次,阿奇舒勒所居住小区的变压器就在寒冷的冬天损坏了,由于这时的供电局忙于处理大量的类似事故,因而维修装备根本忙不过来,这样,供电局就出台了一个临时性的政策:哪个小区能够自行将损坏的变压器卸下,就优先给哪个小区更换新的变压器。然而,在没有专用升降设备的情况下,如何才能卸下变压器呢?这时,居住在阿奇舒勒小区的一个会计,给出了一个很巧妙的解决方案:先用四块长长的木板将变压器围住,在切断线路之后,向围好的木板内泼水,由于天气寒冷,很快,围起的木板中间就冻成了冰块,去掉木板后,在冰块的下部点火,这时,奇迹出现了!在没有借助任何专用设备的条件下,冻在冰里的变压器缓缓地落在了地面上!

在类似这样的经历的激发之下,执着的阿奇舒勒终于在1946年,经过对近250万份高水平专利的研究之后,找到了发明背后存在的一些技法,并据此提出了TRIZ理论!

为了验证这些理论,阿奇舒勒随后用TRIZ理论中的方法做出了多项发明。如排雷装置(获得苏联发明竞赛一等奖)、船用火箭发动机、无法移动潜水艇的逃生方法等等,其中多项发明被列为苏联的最高军事机密,鉴于此,阿奇舒勒被安排到海军专利局担任专利评审官。

海军专利局局长是个喜欢奇思妙想的人,一次,他让阿奇舒勒为他的一个念头想出答案:给困在敌区的士兵找出不用任何外界支援而逃脱的办法。为解决这个问题,阿奇舒勒发明了一种新型装备——一种由普通药物制作的剧毒化学品,这是一项很好的发明,他因此得到了国家安全部(克格勃的前身)首脑贝利亚的亲自接见。

1948年12月,阿奇舒勒在其同学拉菲尔·沙佩罗的劝说下,给斯大林写了一封引来危险的信,他向这位当时苏联的最高领导人指出,苏联普遍缺乏创新精神,在信的末尾,他还表达了更强烈的想法:他有一种可以帮助工程师进行发明的理论,这种理论能够带来可观的效果,并可以引起技术世界的一场革命!

1950年,阿奇舒勒和他的同学突然得到通知,让他们到格鲁吉亚的第比利斯报到,然而,当他们到达后却被逮捕了。他们被指控为利用发明技术进行阴谋破坏,判刑25年。

在审讯室,由于阿奇舒勒拒绝签署认罪书,他被定为“连轴审讯”对象:白天不许睡觉,夜晚通宵审讯!阿奇舒勒明白,如果这样下去,他将生存无望。利用他的TRIZ理论,他将问题定义为:我怎么才能同时既睡觉又不睡觉呢?乍一看,这项任务似乎很难完成。他被允许的只能是在椅子上坐着,不能闭眼。这意味着:为了对付监管人员的检查,他的眼睛必须睁着;而为了睡觉,他的眼睛又必须闭着!同样,利用他的TRIZ理论,他找到的解决办法是:从烟盒上撕下两片纸,用烧过的火柴头在每片纸上画上黑眼珠。将两片“纸眼珠”蘸上口水后粘在他闭着的眼睛上,然后他就坐着,朝着牢房门的窥视孔,安然入睡!这样下来的结果是:阿奇舒勒天天精神抖擞,他的审讯者们却最终疲惫至极!

后来,阿奇舒勒被转到西伯利亚的古拉格,他在那里每天工作12h。想到这样繁重的劳动难以支持下去,他向自己提问:“哪种情况更好些?是继续工作,还是拒绝工作而被监禁起来?”他选择监禁而被转到监狱和罪犯关在一起。

后来,他又被转到另一个集中营,这里关押着很多高级知识分子(科学家、律师、建筑设计师),大部分人都在郁郁等死。为了使这些人燃起生之希望,阿奇舒勒开启了他的著名的“一个学生的大学”。每天用12~14h,他挨个到每个重新激起生活热情的教授那里去听课,就这样,他完成了他的“大学教育”。

在古拉格集中营的瓦库塔煤矿,他每天利用12~14h研究TRIZ理论,并不断地为煤矿发生的紧急技术问题出谋献策。没有人相信这个年轻人是第一次在煤矿工作,他们都认为他在骗人,矿长更不愿意相信:是TRIZ理论和方法在帮助阿奇舒勒解决问题。

斯大林去世一年半后,阿奇舒勒被释放了。在他返回巴库时才知道自己的母亲因为看不到与儿子重逢的希望而自杀了。

1956年,阿奇舒勒和沙佩罗合写的文章“发明创造心理学”在苏联的《心理学问题》杂志上发表了。对研究创造性心理过程的科学家来说,这篇文章无疑是一枚重磅炸弹。因为在此之前,苏联和其他国家的心理学家都一致认为:发明是由偶然顿悟产生的!而阿奇舒勒发明的TRIZ理论,彻底地颠覆了这一观点。

1961年,阿奇舒勒出版了他的第一本书《如何学会发明》。在这本书里,他嘲笑人们普遍接受的看法,即发明家是天生的。他也批评了试错法。

为了使他的理论得到认可,1959年,阿奇舒勒给苏联最高专利机构VOIR(苏联发明创造者联合会)写了一封信,他要求得到一个证明自己理论的机会。但直到9年后,在写了上百封信后,他才终于得到了回信,信中要求他在1968年12月之前到格鲁吉亚的津塔里举行一个关于发明方法的研讨会。

这是关于TRIZ理论的第一个研讨会,也是阿奇舒勒首次遇到了后来成为他的学生的人。随后,这些年轻的工程师(以后还有更多的人)在各自的城市开办了TRIZ学校,成千上万的在TRIZ学校受过培训的人,邀请阿奇舒勒去苏联不同的城市举办研讨会和TRIZ学习班。

1969年,阿奇舒勒出版了他的新作《发明大全》。在这本书中,他给读者提供了40个发明原理——第一套解决冲突问题的完整法则。

苏联TRIZ协会于1989年成立,苏联解体后,成立了国际TRIZ协会(俄文缩写为MATRIZ),MATRIZ是世界上最具影响力、最有权威性和会员人数最多的TRIZ组织,由阿奇舒勒亲自创立,阿奇舒勒生前一直担任该协会主席。很多世界上著名的大公司,如GE、三星、西门子、飞利浦、英特尔、宝洁、LG、浦项钢铁等均为其会员。它还有一种国家或地区性的会员,如意大利TRIZ协会、德国TRIZ协会等。国际TRIZ协会是一个公益性的社会组织,负责协调世界上的TRIZ活动以及发展TRIZ理论,每年举办一次国际TRIZ大会,还不定期地开展各种TRIZ学术交流活动。

阿奇舒勒1998年9月24日逝世于彼得罗扎沃茨克,享年72岁。

1991年,随着苏联的解体,大批苏联的TRIZ专家移居海外,TRIZ——这一曾被苏联列为国家机密、被西方国家认为是神奇的“点金术”的理论,很快扩散到了欧美,一些著名的公司,如Ford、Motorola、GM、GE、NASA、Northrop-Gruuman、Boeing、Honeywell、Lockheed Martin、Intel、HP等纷纷使用TRIZ解决了大量的工程技术问题,为这些企业带来了明显的效益。

在TRIZ软件化应用方面,早在1989年,阿奇舒勒的一个学生Valery Tsourikov就有了将TRIZ实现软件化的想法——“Invention Machine”项目(用PROLOG语言开发)诞生了。

1990年,阿奇舒勒的另一个学生开发了最早的两个TRIZ软件产品:Invention Machine Lab(包括TRIZ原理、进化趋势、效应)和Tech Optimizer(包括价值工程、功能分析)。

1992年,Invention Machine迁移到美国(密歇根),成为著名的创新平台供应商Invention Machine Inc.(美国发明机器公司)。

在我国,早在1984年就有学者直接从俄文翻译过来了几本介绍TRIZ的小册子。

国内学术界真正系统地研究和使用TRIZ方法和工具始于1998年。是年,天津大学和河北工业大学率先引进了美国发明机器公司的TRIZ软件(Tech Optimizer和Knowledgist)。而国内企业界接触TRIZ则始于2004年。是年,攀枝花钢铁有限责任公司的钢铁研究院,引进了美国发明机器公司的TRIZ软件并进行了大规模的TRIZ培训。

TRIZ理论,尽管已经过了近70年的发展,但是,按照TRIZ理论本身关于技术系统发展阶段的定义,TRIZ仍然处于“婴儿期”(Savranky——TRIZ专家),她仍然有待于不断地成熟和发展。近年来,一些新型的创新技法也被一些知名的TRIZ专家引入到TRIZ理论之中,如问题根源分析技术(RCA)、功能导向搜索(FOS)、特征传递(FT),等等,有些专家甚至引入了TRIZ Plus的概念用于表述现代版TRIZ。

本章将重点介绍经典TRIZ的有关内容。