1、TRIZ介紹
TRIZ(theory ofinventive problem solvining)是發明問題解決理論的俄文首字母,是蘇聯的G.S.Altshlller教授及其領導的一批研究人自1946年開始在研究世界各國250萬件專利的基礎上提出的。Altshlller認為發明問題的基本原理是客觀存在的,這些原理不僅能被確認也能被整理而形成一種理論,該理論不僅能提高發明的成功率、縮短發明的周期,也使發明問題具有可預見性.經過60年的發展,TRIZ已成為解決發明問題的強有力的方法學,該方法學已在蘇聯、美國、日本和歐洲許多國家的企業應用,解決了成千上萬個新產品開發中的難題。自1993年以來,美國數以百計的公司如通用汽車、克萊斯勒、洛克威爾以及摩托羅拉等已經開始研究和應用TRIZ方法,其中最成功的是福特汽車公司,由TRIZ創新的產品為其每年帶來超過10億美金的銷售利潤。
1.1 TRIZ的組成
TRIZ建立了一系列的工具和原則,它們大致以分為三類:TRIZ的理論基礎、分析工具和知識庫。
技術系統的演變規律是TRIZ的理論基礎。過對大量的專利加以研究,從Altshlller總結出了技術系統演變的8個重要模式:
1)技術系統演變遵循產生、成長、成熟和衰退的生命周期;
2)技術系統演變的趨勢是提升理想狀態;
3)矛盾的導致是由于系統中子系統開發的不均勻性;
4)首先是部件匹配,然后失配;
5)技系統首先向復雜化演進,然后通過集成向簡單化發展;
6)從宏觀系統向微觀系統轉變,即向小型化和增加使用能量場演進;
7)技術向增加動態性和可控性發展;
8)向增加自動化減少人工介入演變。
在這8個模式中,增加理想度是TRIZ理論中重要的規律。
分析工具主要是有解決技術矛盾的矛盾矩陣、物質場分析、ARIZ和需求功能分析。為了在效果知識庫中尋求相應的問題解決方法,需要對系統功能進行分析并確定系統目標.需求功能分析是應用知識庫并尋求實現目標方法的首要步驟。
知識庫主要包括40個創新原則、解決物理矛盾的分隔原則、76個標準解決方法及科學和技術效果數據庫。TRIZ理論體系結構如圖1所示:
圖1 TRIZ理論體系結構圖
1.2 TRIZ工具、技術及方法
1.2.1 理想解
理想解是采用與技術及實現無關的語言對需要創新的原因進行描述,創新的重要進展往往在該階段通過對問題的深入理解所取得。確認哪些使系統不能處于理想化的元件是使創新成功的關鍵。設計過程中從一起點向理想解過渡的過程稱為理想化過程。該過程由如下方程描述:
Ideality=∑Benefits/(∑Costs+∑Harm)
式中:Ideality-理想化水平:Benefits-利益;Costs-成本;Harm-危害。公式可解釋為:技術系統進化的理想化水平與利益成正比.與成本及危害之和成反比,即利益大,成本及危害之和小,理想化水平高。可用資源分析是要確定可用物品、能源、信息及功能等。這些可用資源與系統中的某些元件組合將改善系統的性能。
1.2.2 功能分析(物質場分析)和76個標準解
物質場分析是TRIZ對與現有技術系統相關問題建立模型的工具,技術系統中最小的單元由兩個元素以及兩個元素間傳遞的能量組成,執行一個功能,我們同樣可以用三種等價的方法來描述問題的功能分析,即兩種語言表達方式和典型的Sub.staIlce.Field模型。其中Altshlller功能定義為兩個物質(元素)與作用于它們中的場(能量)之間的交互作用,也即是物質。s:通過能量F作用于物質So,產生的輸出(功能)。物質So,S:可以是任何復雜程度的對象。即它是不局限于工程類,非工程類也適用。76個標準解決方法為了快速構造物質場模型并解決基于技術系統演化模式的標準問題,TRIZ供了76個標準建模和解決方法,并將這些方法分為5類:1)建立或破壞物質場;2)開發物質場;3)從基礎系統向高級系統或微觀等級轉變;4)度量或檢測技術系統內一切事物;5)描述如何在技術系統引入物質或場。
1.2.3 矛盾
TRIZ認為,創新性問題是指包含至少一個矛盾的問題。當技術系統某個特性或參數得到改善時,常常會引起另外的特性或參數劣化,該矛盾稱為“技術矛盾”。解決技術矛盾問題的傳統方法是在多個要求間尋求“折衷”,也即是“優化設計”,但每個參數都不能達到最佳值,如響應面設計。而TRIZ則是努力尋求突破性方法消除沖突,即“無折衷設計”。TRIZ的另一類矛盾是“物理矛盾”,系統同時具有矛盾或相反要求的狀態。
物理矛盾(或內在矛盾)和分割
對于物理矛盾TRIZ也提供了4個主要原則:1)時間分隔;2)空間分隔;3)部分與整體間的分隔;4)按條件分隔。
技術矛盾(或折衷矛盾)和40個發明原理
對于這類技術矛盾TRIZ是用40個發明原理解決的。
2、軟件項目管理中的應用
軟件項目管理的TRIZ應用目前看到的文章和介紹很少,機械領域之外的TRIZ應用需要把相關原理進一步抽象.根據具體行業特點進行原理解釋.并結合行業實踐摸索對TRIZ原理進行有益的補充。通過改良發展,結合具體應用,我們認為TRIZ原理和方法是可以應用于軟件行業的。
2.1 應用TRIZ的ARIZ方法解決軟件裝配階段問題的實例
2.1.1 問題定義
這個問題發生在軟件項目的集成配置階段。項目采用功能點開發方式,整個軟件系統被劃分為幾十個子系統和模塊,子系統和模塊內部又劃分為幾十到幾百個功能點:代碼提交目錄是按照系統層次劃分,每個功能點又進行劃分。由于整個軟件系統龐大,因此導致源代碼目錄過深。自動裝配工具需要按照這種層次工具進行系統的自動裝配,不能改變這樣的目錄結構,但后果就是開發人員每次提交版本的工作量巨大,每次的版本提交都要點擊很多次鼠標,定位到需要提交的子目錄提交源代碼,工作繁瑣,容易出錯。怎樣解決這個版本提交復雜度和版本自動裝配的矛盾就成為我們急于解決的一個難題。
2.1.2 基于物場分析法的問題模型分析
這個工程系統是人通過(本項目使用的版本配置工具)提交版本進行基線化,再通過裝配工具進行版本的裝配。系統主要包括:人、版本(代碼)、(縮寫)、裝配工具。
2.1.3 最終理想解和物理矛盾
通過分析找出最終理想解IFR:消除目錄過深過多的有害因素,保證版本可以提交并方便裝配,并且不改變原有裝配方式,不引入新的有害后果。物理矛盾:代碼的目錄組織既要簡化以便版本提交,又要保持原來的結構保證版本原有的功能點裝配方式。
2.1.4 物理矛盾解決
需要改進的矛盾域為:靜止對象的長度,不希望的矛盾域是:信息丟失,在矛盾矩陣中查表可以得到以下幾個適用原則:中間手段、代用原則。
根據這兩個通用原則引申到現有矛盾的研究,消除目錄過深過多人員提交困難的有害因素,可以引入中間手段引入代用手段替代手工提交的方式。再分析人和代碼中間的場,發現該工具除了圖形界面操作方式外.還具有各種基本功能的二次開發功能,提供了一系列調用接口,可以靈活開發自動化提交工具。這樣我們完全可以開發一個工具,把本地文件和對應目錄的對應關系做成配置表,自動提交工具掃描配置表和待提交的本地源代碼目錄,自動完成代碼的提交,不需要人的手工鼠標操作。該工具不僅可以把本地目錄有效的管理起來,而且可以把web目錄有效的管理起來,這樣大大的減輕了配置和開發的難度。
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