1.2　基本概念

1.2.1　冲突

人们在日常的生活或工作中，常常会碰到这样的情况，要解决A问题，却引起了B问题，而要解决B问题，又引起了C问题，比如：为了能够按时或提前完成生产任务，工厂需要提高产品的产量，但产品的产量提高后，却引起了产品质量的下降！又比如：为了让汽车有强劲的动力，人们需要大排量的发动机，而发动机排量大了，又带来了油耗过大的恶果！这说明，冲突是普遍存在的，那么，冲突是什么呢？

按照“百度百科”的词语解析，冲突是指对立的、互不相容的力量或性质（如观念、利益、意志）的互相干扰。

而在TRIZ理论中，冲突按照种类被分成了两类：一类叫技术冲突；另一类叫物理冲突。

所谓技术冲突指的是：为了达到目的A，需要改进参数X，然而改进参数X却引起了参数Y的恶化，这种发生在一个系统内的两个参数（这里是参数X和参数Y）之间的冲突，称之为技术冲突；而所谓物理冲突指的是：为了达到目的A，需要参数X取正值（或高值）；而为了达到目的B，却需要参数X取负值（或低值），反之亦然。这种发生在一个系统内的一个参数（这里是参数X）之间的冲突，就称之为物理冲突。

过去，在碰到带有冲突的问题时，人们常常使用折中法或回避法解题。表面上看，这些方法似乎解决了问题，而实际上，仔细考察后，人们发现，这些方法并没有从根本上解决问题，只是将问题产生的结果做了危害程度上的调节而已。这种做法会带来两个结果：一是，随着问题条件的变化，原来解决过的问题会再次出现；二是，给竞争对手留下了超越自己的可能！例如，以前面列举的产品产量的案例来说，如果采用折中法，人们会降低产量以保证质量下降的程度在可接受的范围之内，然而，由于折中解决问题的方法只是调节冲突，减弱后果带来的危害，并没有消解掉冲突，因此，最后的结果只能是：①当调高产量后，原来系统中的问题（冲突）仍会出现；②当竞争对手改变了生产模式，实现了增加产量却不增加废品率的目标，就会形成对折中解的超越！

鉴于此，TRIZ理论十分重视冲突，甚至按阿奇舒勒的本意来说，TRIZ理论就是一种专门用来解决冲突的系统化方法。而如何发现并化解系统中的冲突，就成为了使用TRIZ方法解决问题的重要一环！

值得指出的是，技术冲突和物理冲突是可以互相转换的。就前述的产量和质量之间的技术冲突而言，表面上，我们看到的是两个参数之间发生了冲突，即所谓的技术冲突。而实际上，但就产量而言，我们可以找到一个参数的冲突，即在生产方式和生产过程不变的前提下，为了控制质量，我们希望产量要低；而为了完成任务，我们又希望产量要高，即对一个参数（产量）构成了矛盾的要求，这就将原来的技术冲突转换成了物理冲突。同理，对质量参数而言，我们也可以转换出另一个物理冲突。技术冲突、物理冲突及其转换如图1-1所示。

1.2.2　解的级别

在介绍解的级别之前，让我们先来看一个例子：为了缩短老式电炉（见图1-2）的加热时间，有人提出了采用高阻抗的合金炉丝的新式电炉解决方案（方案1见图1-3），将加热时间从30~60s缩短为4~7s；还有人提出了采用电磁感应加热原理的电磁炉方案（方案2见图1-4），后一个方案不仅缩短了加热时间，而且大大提高了电炉的安全性。可是问题来了：上述方案1和方案2相比，哪一个更加高级一些？一个解决问题的方案到底有多少个级别呢？为了回答这类问题，阿奇舒勒在TRIZ理论中，给问题的解定义了5个级别，如表1-1所示。

值得指出的是，在实际应用中，人们特别是企业并不一定会按照解的级别的高低来选择解。因为解的级别高低和解的好坏是两码事，解的级别可以从定义上判断，而解的好坏则涉及成本、实施条件等诸多非技术因素。换句话说，就是高级别的解，并非一定会带来高的效益！

为了便于记忆，可以将上述TRIZ理论定义的解的5个级别，结合国家专利法和科技成果评审规则，用一种比较通俗的方法加以描述，如表1-2所示。

①技术革新：现有产品的新版本。

②技术改进：消除现有产品中的缺陷，降低成本或提高质量。

③技术创新：应用已有技术，在给定的成本限制内创造性地解决工程问题。

④创造：发现新的自然规律、新的科学定理，找到新的材料等。

1.2.3　物-场模型

在机械领域，人们常常使用机械图、液压系统图或控制原理图，来表达系统的组成、装配关系和工作原理；在电气领域，人们会使用电气原理图或电路图来达到上述目的。然而，当我们仔细审视上述系统表达方式时，我们发现，这些手段在表达系统功能时，往往是隐性的，也是绝对专业化的。而为了可以显性的、通用化的表达系统功能，TRIZ理论给出了物-场模型这一手段。

所谓的物-场模型是指：系统的任一功能须由2个物质和1个场组成，三者缺少任意一个时，将会导致功能缺失。

这里，“物质（Substance）”可以由任何材料构成，如原子、分子、零件、部件、汽车、车轮或电线杆等；而“场（Field）”则代表了能量的来源，通常可由使用的能量类型来确定，如电场、力场、化学场、热场、磁场、核辐射场、声场等，需要指出的是，物-场模型中的场，甚至还可以包括嗅觉场！

物-场模型在TRIZ中又被称之为Su-F模型，可以用图来表示，如图1-5所示。

图中，S₂是一个用以产生、控制、测量或改变任何参数的物质，称之为工具；S₁是一个被产生、被控制、被测量或被改变的物质，称之为产品。在TRIZ理论中，物-场模型按照其所表达的功能类型可以分为3类：①有用功能模型；②有害功能模型；③功能不足模型。其中，功能不足模型也可用于表示功能过剩的情形。3类模型如图1-6所示。

物-场模型作为TRIZ理论的一种基本符号，一方面，便于人们用来直观地表达系统功能；另一方面，可以将系统进行通用化甚至量化描述，便于人们更加快速而深刻地理解系统功能。

1.2.4　资源

在介绍资源之前，先来思考一个问题：设想一对“暴走族”正在穿越一片大沙漠，不幸的是：他们所带的饮用水已全部用完！这时，有人告诉他们，在距离他们300km之外，有一个很大的甜水湖！

请问：这个甜水湖，算是这支队伍的资源吗？

显然，那个甜水湖远水不解近渴，不能算作是这支队伍能够用于解决缺水问题的资源。

那么，什么是资源呢？

在百度名词解释中，可以查到资源的定义是：①一国或一定地区内拥有的物力、财力、人力等各种物质要素的总称；②计算机系统中的硬件和软件的总称。

TRIZ理论中，资源的定义是：不太昂贵、可以用以解决某一问题的任何东西。它具有两大特征：①容易获取；②免费或成本不高。

根据资源的这两个特征，我们可以按照下列顺序去寻找TRIZ资源：①技术系统内部、外部；②构成冲突的部件本身（物-场模型中的产品或工具）；③当前系统的超系统内；④当前系统的环境或副产品里；⑤时间、空间内；⑥临近系统内。

特别值得一提的是，TRIZ理论认为，使用资源解题，本身就是创新！

1.2.5　系统理想度、理想机器及最终理想解

去过四川“5·12”大地震灾区访问的人，相信会对诸如汶川（图1-7）、北川（图1-8）等地的灾后状况感到触目惊心。然而，不知道大家是否注意到，在这些受灾严重的地区，有哪些东西仍基本保持完好无损呢？

对了，树！在灾区，除非是被建筑物直接砸到的，否则，多数的树是依然完好无损的！

自然界的树木，在经过了几万年的进化之后，显然要比房屋、公路、桥梁等人造的产品，在抵抗灾害方面表现得理想。

那么，我们怎样判断一台机器、一套装置、一个厂房或是一个系统的理想程度呢？

TRIZ理论中。给出系统理想度的定义，如式（1-1）所示。

按照式（1-1）的定义，可以看出，系统的理想度是个比值或是百分数。所以，单从公式的角度来看，要想提高一个给定系统的理想度，不外乎采用下列若干种手段：

1）功能不变，降低成本或有害功能，即；

2）成本或有害功能不变，提高有用功能，即；

3）成本或有害功能略有增加，有用功能有更大提高，即；

4）大幅提高有用功能，大幅降低有害功能或成本，即；

5）上述方法的综合。

对实际系统而言，人们通常采用增加系统理想度的方法是：①解决矛盾；②利用资源；③减少零件数量；④在不增加有害功能的前提下，利用新的科学原理。

现在按照式（1-1）的定义，系统理想度的极大值又是多少呢？

显然，系统理想度的极大值应该等于无穷大，而此时，式（1-1）的分母趋近于零。换句话说，在式（1-1）中，当分母无限趋近于零时，系统理想度才会趋于无穷大。当系统理想度趋于无穷大时，就会得到这样一个系统：在保留有用作用的前提下，系统既没有有害作用，又没有成本，这种仅保留有用作用，又没有有害作用、更没有成本的系统就是阿奇舒勒所说的理想机器。

显然，现实世界中，人造的理想机器是不存在的，但是，理想机器却代表着系统未来的发展方向。因此，理想机器的概念在具体的问题求解过程中，就像是一个指南针，它指明了系统的前进方向。由于避免了盲目性，就解题效率而言，TRIZ理论和方法大大优于传统的试错法或头脑风暴法。

在实际应用中，人们往往用系统的最终理想解（Ideal Final Result，IFR）来描述具体系统的理想机器。所谓系统最终理想解，是指系统在既不增加有害作用，又不增加系统复杂性的前提下，自己实现其所需要的功能。