TRIZ理论
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2023年3月20日发(作者：抗酸染色法)创新从最通俗的意义上讲就是创造性地发现问题和创造性地解决问题的过
程，TRIZ理论的强大作用正在于它为人们创造性地发现问题和解决问题提
供了系统的理论和方法工具。
现代TRIZ理论体系主要包括以下几个方面的内容：
1.创新思维方法与问题分析方法
TRIZ理论中提供了如何系统分析问题的科学方法，如多屏幕法等；而
对于复杂问题的分析，则包含了科学的问题分析建模方法——物-场分析
法，它可以帮助快速确认核心问题，发现根本矛盾所在。
2.技术系统进化法则
针对技术系统进化演变规律，在大量专利分析的基础上TRIZ理论总结
提炼出八个基本进化法则。利用这些进化法则，可以分析确认当前产品的
技术状态，并预测未来发展趋势，开发富有竞争力的新产品。
3.技术矛盾解决原理
不同的发明创造往往遵循共同的规律。TRIZ理论将这些共同的规律归
纳成40个创新原理，针对具体的技术矛盾，可以基于这些创新原理、结合
工程实际寻求具体的解决方案。
4.创新问题标准解法
针对具体问题的物-场模型的不同特征，分别对应有标准的模型处理方
法，包括模型的修整、转换、物质与场的添加等等。
5.发明问题解决算法ARIZ
主要针对问题情境复杂，矛盾及其相关部件不明确的技术系统。它是
一个对初始问题进行一系列变形及再定义等非计算性的逻辑过程，实现对
问题的逐步深入分析，问题转化，直至问题的解决。
6.基于物理、化学、几何学等工程学原理而构建的知识库
基于物理、化学、几何学等领域的数百万项发明专利的分析结果而构
建的知识库可以为技术创新提供丰富的方案来源。
TRIZ理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的九大经典理论体系。
（一）TRIZ的技术系统八大进化法则。阿奇舒勒的技术系统进化论可以与自
然科学中的达尔文生物进化论和斯宾塞的社会达尔文主义齐肩，被称为“三大进
化论”。TRIZ的技术系统八大进化法则分别是：1、技术系统的S曲线进化法
则；2、提高理想度法则；3、子系统的不均衡进化法则；4、动态性和可控性进
化法则；5、增加集成度再进行简化法则；6、子系统协调性进化法则；7、向微
观级和场的应用进化法则；8、减少人工进入的进化法则。技术系统的这八大进
化法则可以应用于产生市场需求、定性技术预测、产生新技术、专利布局和选择
企业战略制定的时机等。它可以用来解决难题，预测技术系统，产生并加强创造
性问题的解决工具。
（二）最终理想解(IFR)。TRIZ理论在解决问题之初，首先抛开各种客观限制
条件，通过理想化来定义问题的最终理想解（idealfinalresult，IFR），以
明确理想解所在的方向和位置，保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最
终理想解，从而避免了传统创新涉及方法中缺乏目标的弊端，提升了创新设计的
效率。如果将创造性解决问题的方法比作通向胜利的桥梁，那么最终理想解(IFR)
就是这座桥梁的桥墩。最终理想解(IFR)有四个特点：1、保持了原系统的优点；
2、消除了原系统的不足；3、没有使系统变得更复杂；4、没有引入新的缺陷等。
（三）40个发明原理。阿奇舒勒对大量的专利进行了研究、分析和总结，提
炼出了TRIZ中最重要的、具有普遍用途的这40个发明原理，分别是：1、分割；
2、抽取；3、局部质量；4、非对称；5、合并；6、普遍性；7、嵌套；8、配重；
9、预先反作用；10、预先作用；11、预先应急措施；12、等势原则；13、逆向
思维；14、曲面化；15、动态化；16、不足或超额行动；17、一维变多维；18、
机械振动；19、周期性动作；20、有效作用的连续性；21、紧急行动；22、变害
为利；23、反馈；24、中介物；25、自服务；26、复制；27、一次性用品；28、
机械系统的替代；29、气体与液压结构；30、柔性外壳和薄膜；31、多孔材料；
32、改变颜色；33、同质性；34、抛弃与再生；35、物理/化学状态变化；36、
相变；37、热膨胀；38、加速氧化；39、惰性环境；40、复合材料等。
（四）39个工程参数及阿奇舒勒矛盾矩阵。在对专利研究中，阿奇舒勒发现，
仅有39项工程参数在彼此相对改善和恶化，而这些专利都是在不同的领域上解
决这些工程参数的冲突与矛盾。这些矛盾不断地出现，又不断地被解决。由此他
总结出了解决冲突和矛盾的40个创新原理。之后，将这些冲突与冲突解决原理
组成一个山39个改善参数与39个恶化参数构成的矩阵，矩阵的横轴表示希望得
到改善的参数，纵轴表示某技术特性改善引起恶化的参数，横纵轴各参数交叉处
的数字表示用来解决系统矛盾时所使用创新原理的编号。这就是，著名的技术矛
盾矩阵。阿奇舒勒矛盾矩阵为问题解决者提供了一个可以根据系统中产生矛盾的
两个工程参数，从矩阵表中直接查找化解该矛盾的发明原理来解决问题。
（五）物理矛盾和四大分离原理。当一个技术系统的工程参数具有相反的需
求，就出现了物理矛盾。比如说，要求系统的某个参数既要出现又不存在，或既
要高又要低，或既要大又要小等等。相对于技术矛盾，物理矛盾是一种更尖锐的
矛盾，创新中需要加以解决。物理矛盾所存在的子系统就是系统的关键子系统，
系统或关键子系统应该具有为满足某个需求的参数特性，但另一个需求要求系统
或关键子系统又不能具有这样的参数特性。分离原理是阿奇舒勒针对物理矛盾
的解决而提出的，分离方法共有11种，归纳概括为四大分离原理，分别是空间
分离、时间分离、居于条件的分离和系统级别分离等。
（六）物一场模型分析。阿奇舒勒认为，每一个技术系统都可由许多功能不
同的子系统所组成，因此，每一个系统都有它的子系统，而每个子系统都可以再
进一步地细分，直到分子、原子、质子与电子等微观层次。无论大系统、子系统、
还是微观层次，都具有功能，所有的功能都可分解为2种物质和1种场(即二元
素组成)。在物质-场模型的定义中，物质是指某种物体或过程，可以是整个系统，
也可以是系统内的子系统或单个的物体，甚至可以是环境，取决于实际情况。场
是指完成某种功能所需的手法或手段，通常是一些能量形式，如:磁场、重力场、
电能、热能、化学能、机械能、声能、光能等等。物一场分析是TRIZ理论中的
一种分析工具，用于建立与已存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模型。
（七）发明问题的标准解法。标准解法阿奇舒勒于1985年创立的，共有76
个，分成5级，各级中解法的先后顺序也反映了技术系统必然的进化过程和进化
方向，标准解法可以将标准问题在一两步中快速进行解决，标准解法是阿奇舒勒
后期进行TRIZ理论研究的最重要的课题，同时也是TRIZ高级理论的精华。标准
解法也是解决非标准问题的基础，非标准问题主要应用ARIZ来进行解决，而ARIZ
的主要思路是将非标准问题通过各种方法进行变化，转化为标准问题，然后应用
标准解法来获得解决方案。
（八）发明问题解决算法(ARIZ)。ARIZ是发明问题解决过程中应遵循的理论
方法和步骤，ARIZ是基于技术系统进化法则的一套完整问题解决的程序，是针
对非标准问题而提出的一套解决算法。ARIZ的理论基础由以下3条原则构成：1、
ARIZ是通过确定和解决引起问题的技术矛盾；2、问题解决者一旦采用了ARIZ
来解决问题，其惯性思维因素必须被加以控制；3、ARIZ也不断地获得广泛的、
最新的知识基础的支持。ARIZ最初由阿奇舒勒于1977年提出，随后经过多次完
善才形成比较完善的理论体系,ARIZ－85包括九大步骤：1、分析问题；2、分
析问题模型；3、陈述IFR和物理矛盾；4、动用物－场资源；5、应用知识库；6、
转化或替代问题；7、分析解决物理矛盾的方法；8、利用解法概念；9、分析问
题解决的过程等等。
（九）科学效应和现象知识库。科学原理，尤其是科学效应效应和现象的应
用，对发明问题的解决具有超乎想象的、强有力的帮助。应用科学效应和现象应
遵循5个步骤，解决发明问题时会经常遇到需要实现的30种功能，这些功能的
实现经常要用到100个科学有和现象。
（一）冲突解决理论
1、技术冲突解决原理
TRIZ提出描述技术冲突的39个通用工程参数：运动物体质量、静止物体质
量、运动物体长度、静止物体长度等。为了解决技术冲突，TRIZ理论提出了40项
发明原理，如分割、分离、局部质量、不对称等。通过研究，Altshuller提出
了冲突矩阵，该矩阵将描述技术冲突的39个工程参数与40条发明原理建立了对
应关系，解决了设计过程中选择发明原理的难题。
2、物理冲突解决原理
Terninko于1998年提出的物理冲突描述方法为：(1)为实现关键功能，子
系统要具有一有用功能，但为了避免出现一有害功能,子系统又不能具有上述有
用功能。(2)关键子系统的特性必须是一大值以能取得有用功能，但又必须是一
小值以避免出现有害功能。(3)关键子系统必须出现以取得一有用功能，但又不
能出现以避免出现有害功能。TRIZ提出采用分离原理解决物理冲突的方法，包
括空间分离和时间分离、基于条件的分离、整体与部分的分离。英国Bath大学
的Mann提出，解决物理冲突的分离原理与解决技术冲突的发明原理之间存在关
系，一条分离原理可以与多条发明原理存在对应关系。
（二）物—场模型分析方法
物—场分析是用符号表达技术系统变换的建模技术。物—场模型分析方法
产生于1947—1977年，每一次的改进都增加了新的可用的知识，现在已经有了
76种标准解。这些标准解是最初解决问题方案的精华，因此，物—场分析为我
们提供了一种方便快捷的方法，利用这种方法，可以在汲取基本知识的基础上产
生不同想法。
TRIZ理论认为，技术系统构成要素S1、作用体S2、场F三者缺一就会造成
系统不完整。而当系统中某一物质的特定机能没有实现时，系统就会产生问题。
为了控制这一物质产生的问题，有必要引入另外的物质。由此产生这些物质之间
的相互作用并伴随能量（场）的产生、变换、吸收等，物—场模型也从一种形式
变换为另一种形式。因此各种技术系统及其变换都可用物质和场的相互作用形式
表述。
利用物—场分析方法分析系统存在的问题，建立系统的物—场模型，并提出
问题解决对策的步骤如下：（1）指定物体S1；（2）指定场；（3）建立物—场
初期模型；（4）指定作用体S2；（5）生成所希望的物—场模型；（6）提出解
决问题的对策。
（三）发明问题解决算法
TRIZ认为，一个问题解决的困难程度取决于对该问题的描述或程式化方法，
描述得越清楚，问题的解就越容易找到。TRIZ中，发明问题求解的过程是对问
题不断地描述、不断地程式化的过程。经过这一过程，初始问题最根本的冲突被
清楚地暴露出来，能否求解已很清楚，如果已有的知识能用于该问题则有解，如
果已有的知识不能解决该问题则无解，需等待自然科学或技术的进一步发展。该
过程是靠ARIZ算法实现的。
ARIZ(AlgorithmforInventiveProblemSolving)称为发明问题解决算法，
是TRIZ的一种主要工具，是解决发明问题的完整算法，该算法采用一套逻辑过
程逐步将初始问题程式化。该算法特别强调冲突与理想解的程式化，一方面技术
系统向理想解的方向进化，另一方面如果一个技术问题存在冲突需要克服，该问
题就变成一个创新问题。
ARIZ中冲突的消除有强大的效应知识库的支持。效应知识库包括物理的、
化学的、几何的等效应。作为一种规则，经过分析与效应的应用后问题仍无解，
则认为初始问题定义有误，需对问题进行更一般化的定义。
应用ARIZ取得成功的关键在于没有理解问题的本质前，要不断地对问题进
行细化，一直到确定了物理冲突，该过程及物理冲突的求解已有软件支持。
综上所述，由于TRIZ将产品创新的核心—--产生新的工作原理过程具体化，
并提出了规则、算法与发明创造原理供设计人员使用，它已经成为一种较完善的
创新设计理论。
（四）应用TRIZ的一般过程
TRIZ解决问题的一般过程被划分为四个步骤，如图所示：
（1）分析
分析是TRIZ的工具之一，是解决问题的一个重要阶段。功能分析的目的是
从完成功能的角度而不是从技术的角度分析系统、子系统、部件。理想解是采用
与技术及实现无关的语言对需要创新的原因进行描述，创新的重要进展往往在该
阶段对问题深入的理解所取得。确认哪些使系统不能处于理想化的元件是使创新
成功的关键。设计过程中从一起点向理想解过渡的过程称为理想化过程。可用资
源分析是要确定可用物品、能源、信息、功能等。这些可用资源与系统中的某些
元件组合将改善系统的性能。冲突区域的确定是要理解出现冲突的原因。区域既
可指时间，又可指空间。假如在分析阶段问题的解已经找到，可以移到实现阶段。
假如问题的解还没有找到，而该问题的解需要最大限度的创新，则基于知识的三
种工具：原理、预测、效应等都可采用。
（2）原理
原理是获得冲突解的方法。有技术与物理两种冲突解决原理。TRIZ引导设
计者挑选能解决特定冲突的原理，其前提是要按标准参数确定冲突。有40条原
理。
（3）预测
预测又称为技术预报。TRIZ确定了8种技术系统进化的模式。当模式确定后，
系统、子系统及部件的设计应向高一级的方向发展。
（4）效应
效应指应用本领域，特别是其他领域的有关定律解决设计中的问题。如采用
数学、化学、生物等领域中的原理，解决设计中的创新问题。
（5）评价
该阶段将所求出的解与理想解进行比较,确信所作的改进不仅满足了技术需
求而且推进了技术创新。TRIZ中的特性传递(featuretransfer)法可用于将多
个解进行组合以改进系统的品质。