TRIZ理论中资源分析的应用研究

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triz理论在分析和解决问题过程中，始终围绕着三个关键概念，即矛盾、理想解和资源。阿奇舒勒认为任何技术的发展不是随机的，而是遵循一定客观规律向前进化的。理想解是技术进化的方向，不断解决矛盾是技术向前进化的动力，而有效利用资源是解决矛盾的重要途径。此文将系统阐述何为资源、资源如何分类、如何寻找与利用资源等。

一、资源分析概述

“资源”通常被认为是区域内拥有的物力、财力、人力等各种物质要素的总称，分为自然资源和社会资源两大类。自然资源如阳光、空气、水、土地、森林、草原、动物、矿藏等，社会资源如人力资源、信息资源以及经过劳动创造的各种物质财富等。也可以说资源就是一切可被人类开发和利用的物质、能量和信息的总称。但TRIZ理论中资源观有别于人们已经形成的资源观。

TRIZ理论中的资源是指系统及其环境中的各种要素，能反映诸多系统作用、功能、组分、组成间的联系结构、信息、能量流、物质、形态、空间分布、功能的时间参数、效能及其他有关功能质量的个别参数[1]。可以说解决技术问题的实质是对资源的合理应用，使用技术系统资源是提高理想度最重要的手段之一，只有具备合理使用资源才能解决所有的技术问题。资源分析的实质就是从系统的高度研究分析资源，挖掘系统的派生资源，关注系统资源间的有机联系，合理地组合、配置、优化资源结构，提升系统资源的应用价值或理想度。

一般情况下，解决问题所需要的资源是系统本身就有的，在系统中以方便使用的方式存在，称之为现成资源。但很多时候系统中没有直接可以利用的资源，而是需要某种转化、加工等得到资源，这种资源称之为派生资源。如要解决技术问题需要“冰”，但是在现有的技术系统中没有冰，但是有水，那么可以通过制冷的方式得到冰，以实现在系统内解决问题。

二、资源的类型

TRIZ理论中按照资源的不同属性将资源分为两个纬度，六种类别。两个纬度是指现成资源和派生资源。六种类别是将资源分为物质资源、能量资源、信息资源、空间资源、时间资源和功能资源。如果将资源进一步细化，可以分为现成物质资源、派生物质资源、现成能量资源、派生能量资源等。

1.物质资源

物质资源是指可以构成系统及其周围环境的任何材料或系统产品。物质资源不仅包括有形的物质，还包括无形的物质，如空气等。工厂化菌菇培养过程中，需要将菌种接种到菌包中，在适宜的温度、湿度、光照等环境下逐渐成长，最终成为人们可食用的产品。但在菌包接种的过程中，由于接种室无法达到彻底无菌的状态，菌种被感染，导致菌包中其他杂菌生长，接种率下降，菌包浪费严重。在此例中，物质资源包括接种设备、菌包、菌种、自然空气、消毒空气、杂菌等。需要注意的是：一是可以对接种设备进一步的细化，如接种喷枪、传送带、输送菌种管等，细分后更有利于寻找资源。二是在系统中对主要功能产生有害作用的是杂菌，杂菌也是物质资源，在寻找物质资源时不以产生作用的好坏来评判。

图1 菌种接种过程

2.能量资源

能量资源是指系统及其周围中存在或能产生的场或能量流。通常的能量资源有电能、风能、磁能、动能等。在菌菇接种过程中，能量资源有菌种在运输管道中的动能、设备运转的电能、空气的流动动能等等。

3.信息资源

信息资源是指系统中存在或能产生的信息，也就是系统和脱离系统的物质而获取的系统信息。可以通过信息判断系统的状态，通常系统内的各项参数的变化，如浓度、速度、压力、面积、长度、高度等都是信息资源。在菌菇接种的案例中信息资源有菌种的压力、菌种的流动速度、空气中杂菌的含量、空气的流动速度、空气净化器的速度、菌种在菌包中的生长速度等。

4.空间资源

空间资源是指系统及其超系统存在的未被占用的空间位置、次序等。空间资源通常表现在系统及超系统中存在的某些“孔”状空间、物体的表面、物体的空腔、系统中没有被利用的空间等。在菌菇接种的案例中，空间资源有运输菌种的管道、菌包内上方未盛放物质的空间、喷枪与菌包上方的空间、传送带上方的空间、接种室的空间、空气净化器的内部空间等。

5.时间资源

时间资源是指在系统工作之前、工作之后、两个循环之间的时间间隔以及之前未被使用的时间。在菌菇接种的案例中，时间资源包括菌种从喷枪喷出后到接触菌包的时间、传送带运输菌包的时间间隔、菌种在菌包中生长的时间、空气净化器工作的时间等等。

6.功能资源

功能资源是指利用系统内各子系统已执行的功能，对功能进一步挖掘，使现有子系统执行主要功能的同时，能够执行更多的功能。如某些产品的组成由壳体、芯体等组成，为了减少成本，可以进一步挖掘资源，使芯体在执行原有功能的同时执行壳体的功能，或者使壳体在执行原有功能的公式执行芯体的功能，使子系统的功能资源达到最大化、最有效的利用。

三、资源的寻找与利用

1.资源的寻找

TRIZ理论中寻找资源的工具主要有九屏幕图、技术矛盾、功能分析、物场分析等。九屏幕图是系统思维的一种方法，是寻找资源的一种非常好的工具，它按照时间和系统层次两个维度进行分析，可以考虑系统内的资源、超系统的资源、系统的过去及系统未来的资源等。通过九屏幕图的分析，能够将之前忽略的很多资源得以发现和找到。

技术矛盾也是寻找资源的工具，通常在定义技术矛盾时，会确定矛盾的时间和区域，通过矛盾区域的确定，可以首先考虑在操作区域内寻找各类资源，这样更为有效、方便地得到解决问题的资源。

功能分析可以使工程师进一步分清系统层级，梳理清楚组件之间的关系、分析清楚组件执行何种功能、归类执行相同功能的组件，尤其是出现有害作用的功能和有用功能不足的组件。通过功能分析，能够清晰地认识系统的运行状态与执行的功能，确定需要执行何种功能的资源来解决问题，并在已有的系统内或超系统中寻找。

物场分析可以使工程师系统内存在问题的物质―场关系，为寻找物理资源和能量资源找到了突破口。

2.资源的整合与组合

发现和寻找到资源后，一些资源可能达不到解决问题的要求，或者是解决问题的效果不好，可以尝试对各类资源进行组合。资源的组合就是对不同来源、不同层次、不同结构、不同内容的资源进行识别与选择、汲取与配置、激活并有机融合，使其具有较强的系统性、适应性、条理性和应用性，并创造出新资源的一个复杂的动态过程。

在资源的组合过程中，坚持以下两个原则：一是根据因果逻辑关系链找出主要问题及解决问题所需资源，目的就是把资源同问题联系起来。二是从多维问题中，找出成对的因素，确定关键点，通过多因素综合思考，探索解决问题的资源，目的是把同解决问题相关的资源组合起来[2]。以物质资源与其他类别资源的组合为例，介绍如何进行资源组合。

物质资源与空间资源的组合

注重物质相态的组合（固、液、气、真空、等离子，如对冰、水、蒸汽之间的转化组合）。

多孔材料（固体泡沫材料）、泡沫（气泡）、粉末、混合物、胶质等。

物质资源与时间资源的组合。

频率的增加、减少、恒定、梯度。

间隔的利用。

同时进行（拆分工作同时做）。

提前进行、事后进行。

利用超系统、子系统的时间与物质等。

物质资源与能量资源的组合

废弃物质与能量的组合。

废弃能量或浪费能量与物质的组合。

3.资源的利用与原则

寻找到资源并根据解决问题的需要将资源组合后，需要对资源进行利用。如何利用各类资源，TRIZ理论也给予了提示和要求，下面将从几个方面说明利用资源的原则，具体流程见图2[1]。

资源种类利用原则

物质资源：尽可能利用系统中已有的物质资源解决系统中的问题。

空间资源：最大限度利用闲置空间;利用物体的反面;利用多孔材料（固、液、气）;利用微观空间结构;利用同时间的组合（同一空间，不同时间）。

信息资源：尽可能地提高系统感知信息的能力，并将这些信息通过某种手段表达和反馈出来。

能量资源：减少能量损失、缩短能量的流动路径、提高能量的流动速度、减少能量的滞留时间、将有害能量流变为有益能量流、替换更高层级的能量，如M-T-Ch-E-M（-B-L）。

时间资源：尽可能地使工作过程连续，并逐步消除停顿和空闲行程。

功能资源：尽可能地使子系统的功能资源执行更多的相同或不同的功能，提升子系统的多用性。

资源的准备程度

从资源的准备程度来说，首先选择使用现成资源，如果现成资源不能够满足解决问题的要求，考虑使用派生资源。派生资源在使用时需要注意转化成本是否过高、转化后是否引起其他不良后果的发生等。

资源的位置

从资源在系统以及超系统所处的区域来说，在寻找和利用资源时，按照以下路径来操作，即操作区域系统超系统超超系统。通常系统内资源的利用成本、可得性等与超系统相比存在诸多优势，同时，超系统资源的利用很多时候需要对资源进行转化，转化的成本和时间是否为工程师所接受是需要考虑的问题。因此在利用资源时，尽可能地使用系统内资源。首先，在操作区域内寻找和利用，利用技术矛盾可在矛盾区域找相关的资源。其次，如果在操作区域没有找到相关资源，那么在系统内、操作区域之外寻找和利用资源。再次，如果在系统内没有找到相关资源，那么可以在超系统、超超系统中寻找和利用。

资源的属性

从资源的数量上来说，选择的优先顺序是无限的>足够的>不够的。无限的资源能够为解决问题提供数量上的保证，如空气、光线等。从资源的质量上来说，选择的优先顺序是有害的>中性的>有益的。TRIZ理论解决问题的思路是利用最小的改变、最低的成本、最便捷的方式、最少的利用资源来解决问题。因此在选择资源时，优先选择有害的资源，也就是说如果将系统内有害的资源变为有益的资源的同时能够解决问题是最好的选择。从资源的价值上来说，选择的优先顺序是免费的>廉价的>昂贵的。只有低成本的资源才能够在各项指标中满足解决问题的需要。

四、结论与展望

资源分析是TRIZ理论中解决问题的重要工具，资源分析是否全面、准确、系统，在很大程度上决定问题是否能够解决。随着技术的不断进步，现成资源将逐渐不能满足解决问题的需要，挖掘派生资源将是获得解决问题的关键。

责编/刘红伟

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（初级）[M].北京：高等教育出版社.2012.

基金项目：国家创新方法工作专项（2013IM021600）

作者简介：韩博，男，宁夏同心人，硕士，助理研究员，国际TRIZ协会三级，主要研究方向：科技政策与管理、技术经济和创新方法。