文/ 程功 彭英 黃潔 李登科

引言

TRIZ是前蘇聯(lián)偉大發(fā)明家Genrich S. Altshuler（根里奇·阿奇舒勒）及團(tuán)隊(duì)從數(shù)百萬(wàn)份專(zhuān)利中總結(jié)提煉，用來(lái)解決發(fā)明級(jí)別問(wèn)題的一套理論體系。TRIZ理論體系包含創(chuàng)新思維、創(chuàng)新工具、S曲線與進(jìn)化法則、ARIZ算法等。1958年阿奇舒勒提出了IFR最終理想解的概念，ARIZ-61等早期版本就將IFR作為算法重要的步驟，后面所有ARIZ版本都是圍繞著定義矛盾、定義IFR和實(shí)現(xiàn)IFR進(jìn)行的。IFR是TRIZ的核心思想，如果沒(méi)有理解IFR的理念，就沒(méi)有真正掌握TRIZ的精髓。

一、TRIZ解題流程

為了更好分析和理解IFR，有必要將TRIZ解題流程進(jìn)行梳理。

（一）ARIZ流程

ARIZ發(fā)明問(wèn)題解決算法是將TRIZ的諸多創(chuàng)新工具、創(chuàng)新思維等按照一定的邏輯步驟組合在一起，形成了非標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題的高效解題流程。當(dāng)然，ARIZ用來(lái)解決標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題肯定也是可以的，只是必要性不高。ARIZ算法經(jīng)過(guò)不斷發(fā)展，目前最被認(rèn)可的版本是ARIZ-85C，它解題流程分為九大步驟、數(shù)十個(gè)子步驟。

ARIZ流程將在本文第四部分（四）中做進(jìn)一步剖析。

（二）現(xiàn)代TRIZ的一般解題流程

因ARIZ流程較為復(fù)雜，它的應(yīng)用需要極強(qiáng)的TRIZ理論基礎(chǔ)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，相關(guān)的介紹文獻(xiàn)和工程案例偏少，所以ARIZ并沒(méi)有得到很好的推廣。為了解決這個(gè)實(shí)際問(wèn)題，一些TRIZ專(zhuān)家總結(jié)出了現(xiàn)代TRIZ的一般解題流程，該流程相對(duì)簡(jiǎn)單易學(xué)，能夠提高TRIZ推廣應(yīng)用的效率。它的流程主要分為以下步驟：?jiǎn)栴}描述、問(wèn)題分析、創(chuàng)新求解、方案評(píng)價(jià)等。其中問(wèn)題描述又包含以下步驟：技術(shù)系統(tǒng)名稱(chēng)及功能、技術(shù)系統(tǒng)工作原理、主要存在的問(wèn)題、問(wèn)題伴隨的現(xiàn)象、現(xiàn)有解決措施及缺陷、明確要解決的問(wèn)題、新技術(shù)系統(tǒng)的要求、技術(shù)系統(tǒng)IFR的定義等。

二、相關(guān)概念

（一）IFR中文含義

IFR（Ideal Final Result）的中文含義為最終理想解，也有翻譯為最終的理想結(jié)果、理想的最終解等。IFR是TRIZ理論的核心思想，所有創(chuàng)新的過(guò)程應(yīng)都圍繞著IFR，它是創(chuàng)新活動(dòng)的方向標(biāo)和導(dǎo)航儀。

（二）IFR四個(gè)特征

在部分TRIZ書(shū)籍和教學(xué)中會(huì)涉及到IFR四個(gè)特征，即：保持了原系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)、消除了原系統(tǒng)不足、沒(méi)有帶來(lái)新的缺陷、沒(méi)有使系統(tǒng)變得更復(fù)雜。

（三）IFR六步法

在部分TRIZ書(shū)籍和教學(xué)中會(huì)涉及到IFR六步法，即IFR分析的六個(gè)步驟：step1最終目的、step2 IFR定義、step3實(shí)現(xiàn)IFR的障礙、step4障礙的結(jié)果（原因）、step5突破障礙的條件、step6可利用的資源。

三、幾點(diǎn)困惑

（一）IFR定義的困惑

IFR的中文翻譯是最終理想解，那什么才是最終理想解呢？應(yīng)該怎么定義才是正確的？

（二）定義IFR意義的困惑

IFR的定義對(duì)于創(chuàng)新課題的真正意義是什么？從現(xiàn)代TRIZ的一般流程中很難發(fā)現(xiàn)IFR定義對(duì)于整個(gè)課題的價(jià)值和意義。

（三）IFR唯一性的困惑

同一個(gè)課題，IFR的定義是唯一的還是可以有很多種？

（四）IFR四個(gè)特征的困惑

IFR四個(gè)特征與其定義的關(guān)系到底是什么？是否滿足了這四個(gè)特征就實(shí)現(xiàn)了IFR？

（五）IFR六步法的困惑

現(xiàn)代TRIZ一般流程中，在問(wèn)題描述中定義了IFR后，要不要再做六步法分析呢?如果不分析，IFR定義的意義何在呢？如果分析了，是否需要在此尋求創(chuàng)新解呢？

四、IFR深度分析

（一）IFR的科學(xué)定義

為更好理解IFR，可以先了解阿奇舒勒關(guān)于“理想機(jī)器”的概念：常規(guī)創(chuàng)新的過(guò)程其實(shí)是在尋找或改進(jìn)某一“機(jī)器”（即一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)），它可以實(shí)現(xiàn)所需的功能。機(jī)器通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)功能和能量傳遞，最理想的做功是機(jī)器把能量全部輸出給作用對(duì)象，但實(shí)際過(guò)程機(jī)器本身也會(huì)消耗一部分能量。要想機(jī)器自身不消耗做功能量，只有機(jī)器體積、重量變?yōu)?，這是最極限的狀態(tài)，此時(shí)的機(jī)器被稱(chēng)作“理想機(jī)器”，即“沒(méi)有機(jī)器的機(jī)器”，此狀態(tài)下的功能其實(shí)是由作用對(duì)象自我實(shí)現(xiàn)了，“理想機(jī)器”實(shí)現(xiàn)了IFR。

IFR科學(xué)定義的前提是要明確技術(shù)系統(tǒng)、功能需求以及作用對(duì)象。IFR可以定義為：“作用對(duì)象自我實(shí)現(xiàn)功能”“問(wèn)題發(fā)生的區(qū)域自我解決問(wèn)題”等，“不消耗任何資源實(shí)現(xiàn)功能”等的表述本質(zhì)意思和前兩者是一樣的，但從文字表述上，IFR定義要突出“自我”的理念。例1，汽車(chē)的功能是把人從A地運(yùn)送到B地，汽車(chē)的IFR是“人自我移動(dòng)”，這種IFR定義就是“作用對(duì)象自我實(shí)現(xiàn)功能”；例2，要解決地面磨損汽車(chē)輪胎的問(wèn)題，我們常規(guī)的思路是尋找某一“機(jī)器”或者“工具”來(lái)降低輪胎的磨損，那么該“機(jī)器”的IFR是“輪胎磨損區(qū)域自我降低磨損”，這種IFR定義就是“問(wèn)題發(fā)生的區(qū)域自我解決問(wèn)題”。這兩種IFR定義并沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，所需的“機(jī)器”都實(shí)現(xiàn)了理想化：實(shí)體全無(wú)、功能俱在。

（二）IFR定義的意義

創(chuàng)新方案即是一個(gè)新的技術(shù)系統(tǒng)，創(chuàng)新方案的好壞可以用理想度公式進(jìn)行評(píng)價(jià)：理想度=∑有用功能/（∑有害功能+∑成本），最佳的理想度是有用功能無(wú)窮大、有害功能和成本都無(wú)窮小，這種狀態(tài)其實(shí)無(wú)限接近了IFR。IFR是創(chuàng)新的導(dǎo)航儀、方向標(biāo)，在解題之初就正確地定義出IFR，逼迫自己拋棄所有的資源幫助，僅靠作用對(duì)象自身去實(shí)現(xiàn)所需的功能。這是一種極限思考問(wèn)題的方式，幫助我們無(wú)限逼近IFR，這樣創(chuàng)新的價(jià)值度才最高；如果不定義IFR或者定義IFR魄力不夠，不計(jì)成本、不計(jì)后果地去解決問(wèn)題，其創(chuàng)新的價(jià)值度非常低。

（三）IFR層級(jí)和魄力

阿奇舒勒在《創(chuàng)新算法》等著作中提到，IFR的定義需要英雄氣概：第一，不要事前猜測(cè)IFR能否實(shí)現(xiàn)；第二，不要考慮如何實(shí)現(xiàn)IFR。

大家不太容易接受目前已經(jīng)存在的技術(shù)系統(tǒng)IFR的定義。例3，筆者在為某家軌道交通企業(yè)做輔導(dǎo)時(shí)，工程師們挑選了一個(gè)鐵路軌道修復(fù)的課題，其主要問(wèn)題是：鐵路軌道隨著車(chē)輛車(chē)輪的碾壓和環(huán)境的侵蝕后會(huì)出現(xiàn)一些凹坑的故障點(diǎn)，這些故障點(diǎn)威脅著車(chē)輛的安全行駛。他們?cè)O(shè)計(jì)出了一款軌道修復(fù)工裝，但該工裝存在修復(fù)效率低、修復(fù)質(zhì)量不高等問(wèn)題。他們已經(jīng)確定技術(shù)系統(tǒng)為修復(fù)工裝、作用對(duì)象是軌道、功能是修復(fù)軌道，但他們不愿意接受“軌道自我修復(fù)”的IFR定義，原因有：第一，這種工裝已經(jīng)設(shè)計(jì)出來(lái)，如果軌道自我修復(fù)，那他們的設(shè)計(jì)和研究將變得毫無(wú)意義，甚至有丟失工作的風(fēng)險(xiǎn)；第二，他們不相信軌道可以自我修復(fù)。但如果他們目前還沒(méi)有設(shè)計(jì)出該工裝，那么他們是非常愿意接受“軌道自我修復(fù)”的IFR定義。

這里就涉及到IFR層級(jí)和創(chuàng)新魄力的問(wèn)題。同一個(gè)創(chuàng)新課題，不同身份的人關(guān)注的技術(shù)系統(tǒng)層級(jí)不一樣，而不同層級(jí)技術(shù)系統(tǒng)IFR的定義是不同的。

例3中，如果視野層級(jí)很窄，關(guān)注的技術(shù)系統(tǒng)為提高工裝效率的設(shè)備，IFR就是“修復(fù)工具自我提升效率”（以V+O+P的方式描述功能更為科學(xué)），解決當(dāng)前具體問(wèn)題，符合大眾常規(guī)思維，但創(chuàng)新顛覆性可能較弱；如果視野層級(jí)上移，關(guān)注的技術(shù)系統(tǒng)為修復(fù)工裝，IFR就是“軌道自我修復(fù)”，可以讓“工裝效率問(wèn)題”變得不是一個(gè)問(wèn)題，創(chuàng)新顛覆性強(qiáng)，但確實(shí)需要工程師具有極強(qiáng)的創(chuàng)新魄力。對(duì)汽車(chē)進(jìn)行創(chuàng)新的探索，汽車(chē)生產(chǎn)廠家不太愿意接受“人自我移動(dòng)”理念，他們更愿意去定義汽車(chē)子系統(tǒng)的IFR，比如“擋風(fēng)玻璃自我清潔”“車(chē)內(nèi)空氣自我升溫”等；而汽車(chē)用戶(hù)不是這么思考的，他們需要的并不是汽車(chē)本身，而是汽車(chē)所帶來(lái)的“移動(dòng)”功能。

汽車(chē)和其他產(chǎn)品一樣，不會(huì)是“常青樹(shù)”，從技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化規(guī)律的角度分析，任何技術(shù)系統(tǒng)都存在衰退期而被其他技術(shù)系統(tǒng)所替代。就汽車(chē)廠家而言，應(yīng)具備“沒(méi)有汽車(chē)的汽車(chē)”的憂患意識(shí)，應(yīng)具備定義IFR的創(chuàng)新魄力和無(wú)限逼近IFR的創(chuàng)新能力。創(chuàng)新工程師既要著眼于當(dāng)前具體問(wèn)題的子系統(tǒng)IFR，也更要有遠(yuǎn)見(jiàn)和魄力放眼于大系統(tǒng)的IFR。

（四）IFR六步法

為了更加清晰了解IFR六步法的來(lái)源，此部分再次梳理ARIZ部分版本的解題流程。

早期版本ARIZ-61的解題流程：第一階段——分析階段、第二階段——實(shí)施階段、第三階段——綜合階段，其中第一階段包含：陳述問(wèn)題、設(shè)想最終理想解、確定實(shí)現(xiàn)最終理想解的障礙、確定障礙的原因、確定不出現(xiàn)障礙的條件。ARIZ-61第一階段子步驟與現(xiàn)代TRIZ所涉及的IFR六步法是基本一致的。IFR六步法中其實(shí)包含了技術(shù)矛盾的概念，努力解決技術(shù)矛盾，從而實(shí)現(xiàn)IFR。

ARIZ-71中,重點(diǎn)引入了較為完整的40個(gè)發(fā)明原理來(lái)解決技術(shù)矛盾，從而實(shí)現(xiàn)IFR。

ARIZ-85C流程：分析現(xiàn)有問(wèn)題、分析問(wèn)題模型、定義IFR和物理矛盾、調(diào)用物場(chǎng)資源、運(yùn)用知識(shí)庫(kù)、變換或替換問(wèn)題、分析消除物理矛盾的解決方案、運(yùn)用已得到的方案、分析解決問(wèn)題的整個(gè)流程。該版本中的第三步中，將IFR的定義按遞進(jìn)的方式分為了三個(gè)層級(jí)：不限制條件地應(yīng)用資源、僅用現(xiàn)有資源、僅在操作時(shí)間和操作區(qū)域應(yīng)用資源。ARIZ-85C創(chuàng)新工具包含了標(biāo)準(zhǔn)解、物理矛盾、小人法、資源分析法、效應(yīng)庫(kù)等，該流程步驟起到了較好的心理引導(dǎo)，逐漸打開(kāi)人的思維，從而更加高效地解決創(chuàng)新問(wèn)題。

從ARIZ的發(fā)展歷程可以看出，所謂的IFR分析六步法就是早期ARIZ流程中的一個(gè)環(huán)節(jié)，那個(gè)階段IFR的實(shí)現(xiàn)過(guò)程并沒(méi)有很好的創(chuàng)新工具進(jìn)行支撐。所以在現(xiàn)代TRIZ中如果僅僅把IFR六步法作為與技術(shù)矛盾、物場(chǎng)模型等并列的解題工具之一，顯然是不科學(xué)的。

（五）IFR四個(gè)特征

IFR四個(gè)特征在ARIZ-85C等版本中有所涉及，該四個(gè)特征是實(shí)現(xiàn)IFR的必要條件而非充分條件，所以IFR的定義與其四個(gè)特征不是同一概念。

五、總結(jié)

IFR的理念大于形式和流程，不論是經(jīng)典TRIZ還是現(xiàn)代TRIZ，IFR思想都應(yīng)該貫穿于整個(gè)解題始終，問(wèn)題描述、問(wèn)題分析、創(chuàng)新求解、方案評(píng)價(jià)等各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)該融入IFR理念。創(chuàng)新的思維心理要更加具有英雄氣概，在創(chuàng)新的語(yǔ)言習(xí)慣上，把“用少量的資源解決問(wèn)題”“用最少的資源解決問(wèn)題”等改為“作用對(duì)象自我實(shí)現(xiàn)功能”“問(wèn)題發(fā)生的區(qū)域自我解決問(wèn)題”“不消耗任何資源實(shí)現(xiàn)功能”等。

實(shí)際工程問(wèn)題較為復(fù)雜和多樣化，現(xiàn)代TRIZ一般解題流程中融入了大量的分析工具，分析后會(huì)得到多個(gè)要解決的問(wèn)題方向，有些是并聯(lián)的、有些是串聯(lián)的，所以這個(gè)過(guò)程中不應(yīng)盲目追求形式而錯(cuò)誤地定義一個(gè)IFR，而應(yīng)該在問(wèn)題描述后有整個(gè)課題的IFR，問(wèn)題分析后有每個(gè)問(wèn)題分支的IFR，創(chuàng)新求解過(guò)程針對(duì)每個(gè)分支的IFR進(jìn)行思考和求解；資源分析、物場(chǎng)分析等工具求解過(guò)程也應(yīng)該有IFR理念：最好物質(zhì)資源就是沒(méi)有重量、沒(méi)有體積，如真空的、多孔的等；而方案評(píng)價(jià)也可以參照理想度公式加上專(zhuān)業(yè)參數(shù)進(jìn)行綜合打分篩選。