TRIZ在小问题提取与资源分析中的应用研究

传统TRIZ理论针对小问题提供发明原理、分离原理、标准解等解题工具，但没有给出确定小问题的方法。国内对TRIZ的研究和应用主要集中在概念设计和创新设计方面，侧重于这种方法在解决实际问题中的应用，而对TRIZ在确定工程小问题和资源分析方面的应用研究较少。

1、问题场景描述

产品与外部环境(可分为用户和环境)之间的物质、能量和信息的输入输出的转化关系决定了产品的功能。因此，在改进产品的设计时，必须考虑产品的对象和环境。产品、用户和环境之间的交互过程就是产品场景。

不可避免的是，当产品实现其功能时，会凸显出一些不尽如人意的特性，体现为问题场景。主要展示背景知识及其限制条件，是对设计问题初始状态的描述。问题场景的描述可以作为设计者思考的起点，引导他们的想法从概括性走向具体性。场景描述只描述了原系统的背景知识和约束条件，并没有指出对原系统有什么改动。所以场景描述不能直接给出解决方案，问题场景需要转化成小问题来解决。

2.小问题描述

①问题形式

这种情况可以转化为两种形式:“减少问题”和“扩大问题”。“减少问题”就是将问题最小化，最大限度地限制原系统的变更，尽可能保持系统不变，达到消除系统缺陷，完成改进的目的。“放大问题”就是把问题最大化，不限制原有的制度，允许制度大改。一般来说，解决问题虽然可以取得积极的效果，但不需要对系统本身进行实质性的改变，这样就容易实现并获得经济效益。这里的小问题只考虑“收缩问题”的形式。

②小问题抽取

从问题场景到小问题，场景中给出的冗余元素必须删除，才能准确反映问题的本质:系统中的冲突。在次要问题中只保留冲突所必需的要素。

TRIZ理论提供STC(Size、Time、Cost)算子的思维方法，即按照三个方向、六个维度，改变大小(s)、作用时间(t)、成本(c)三个因子，即分别逐渐增减三个因子，以增加到最大，减少到最小，直到系统有用的特征出现。由于“收窄问题”通过引入约束来寻找隐藏的冲突从而激化矛盾，因此这种思维方法可以推广应用到“收窄问题”中，即分别增加和减少场景描述的约束(constraints)来寻找最具影响力的特征。特征的变化产生不同的结果，从而发现冲突。

3.小问题提取步骤

①描述问题场景。

问题场景描述应该简明扼要，包含全面的信息。一般可以描述产品系统的主要组成部分、系统用途、用户和环境、工具、工作过程、系统的主要优缺点。

②将约束从问题场景中分离出来。

问题描述中有一些元素，当它们保持不变或变得稍微复杂时，系统所需的功能或特性就会出现。将这些元素列为约束。

③分别对约束条件进行STC分析，缩小问题，突出冲突。

优先选择对系统变化最小的约束条件，在最大范围内变化，直到问题失去物理意义，这是约束条件变化的临界值。

④小问题描述

根据要素描述步骤③中的冲突:冲突要素；由此产生的冲突；通过引入元素消除冲突。

4.TRIZ资源概况

TRIZ有两种资源:显性资源和隐性资源。显式资源很容易找到，而隐式资源很难使用。分析资源时，尽量找出所有的资源。

5.产品设计资源表

产品设计能够充分体现产品的综合质量(即结构性能、技术性能和制造性能)，因此产品设计是产品质量的灵魂。产品的先进与落后很大程度上取决于设计质量。

为了帮助产品设计人员在产品设计时更好地发现产品系统中的可用资源，可以采用TRIZ理论中九屏的方法进行资源搜索。九屏法应该用来分析当前系统、子系统和超系统上的各种资源，以及相应的现在、过去和未来的时间尺度。这种方法可以有效地发现隐藏的资源。然而，由于设计师不容易打破思维定势，为了充分找到可用的资源，结合TRIZ的产品设计特点和40项发明原理，得出了产品设计资源表。