1、TRIZ介紹
TRIZ(theory ofinventive problem solvining)是發(fā)明問題解決理論的俄文首字母,是蘇聯(lián)的G.S.Altshlller教授及其領(lǐng)導(dǎo)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(chǔ)上提出的。Altshlller認(rèn)為發(fā)明問題的基本原理是客觀存在的,這些原理不僅能被確認(rèn)也能被整理而形成一種理論,該理論不僅能提高發(fā)明的成功率、縮短發(fā)明的周期,也使發(fā)明問題具有可預(yù)見性.經(jīng)過60年的發(fā)展,TRIZ已成為解決發(fā)明問題的強(qiáng)有力的方法學(xué),該方法學(xué)已在蘇聯(lián)、美國、日本和歐洲許多國家的企業(yè)應(yīng)用,解決了成千上萬個(gè)新產(chǎn)品開發(fā)中的難題。自1993年以來,美國數(shù)以百計(jì)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(jīng)開始研究和應(yīng)用TRIZ方法,其中最成功的是福特汽車公司,由TRIZ創(chuàng)新的產(chǎn)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(chǔ)、分析工具和知識庫。
技術(shù)系統(tǒng)的演變規(guī)律是TRIZ的理論基礎(chǔ)。過對大量的專利加以研究,從Altshlller總結(jié)出了技術(shù)系統(tǒng)演變的8個(gè)重要模式:
1)技術(shù)系統(tǒng)演變遵循產(chǎn)生、成長、成熟和衰退的生命周期;
2)技術(shù)系統(tǒng)演變的趨勢是提升理想狀態(tài);
3)矛盾的導(dǎo)致是由于系統(tǒng)中子系統(tǒng)開發(fā)的不均勻性;
4)首先是部件匹配,然后失配;
5)技系統(tǒng)首先向復(fù)雜化演進(jìn),然后通過集成向簡單化發(fā)展;
6)從宏觀系統(tǒng)向微觀系統(tǒng)轉(zhuǎn)變,即向小型化和增加使用能量場演進(jìn);
7)技術(shù)向增加動態(tài)性和可控性發(fā)展;
8)向增加自動化減少人工介入演變。
在這8個(gè)模式中,增加理想度是TRIZ理論中重要的規(guī)律。
分析工具主要是有解決技術(shù)矛盾的矛盾矩陣、物質(zhì)場分析、ARIZ和需求功能分析。為了在效果知識庫中尋求相應(yīng)的問題解決方法,需要對系統(tǒng)功能進(jìn)行分析并確定系統(tǒng)目標(biāo).需求功能分析是應(yīng)用知識庫并尋求實(shí)現(xiàn)目標(biāo)方法的首要步驟。
知識庫主要包括40個(gè)創(chuàng)新原則、解決物理矛盾的分隔原則、76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解決方法及科學(xué)和技術(shù)效果數(shù)據(jù)庫。TRIZ理論體系結(jié)構(gòu)如圖1所示:
圖1 TRIZ理論體系結(jié)構(gòu)圖
1.2 TRIZ工具、技術(shù)及方法
1.2.1 理想解
理想解是采用與技術(shù)及實(shí)現(xiàn)無關(guān)的語言對需要創(chuàng)新的原因進(jìn)行描述,創(chuàng)新的重要進(jìn)展往往在該階段通過對問題的深入理解所取得。確認(rèn)哪些使系統(tǒng)不能處于理想化的元件是使創(chuàng)新成功的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)過程中從一起點(diǎn)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(shù)系統(tǒng)進(jìn)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?捎觅Y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(tǒng)中的某些元件組合將改善系統(tǒng)的性能。
1.2.2 功能分析(物質(zhì)場分析)和76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解
物質(zhì)場分析是TRIZ對與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相關(guān)問題建立模型的工具,技術(shù)系統(tǒng)中最小的單元由兩個(gè)元素以及兩個(gè)元素間傳遞的能量組成,執(zhí)行一個(gè)功能,我們同樣可以用三種等價(jià)的方法來描述問題的功能分析,即兩種語言表達(dá)方式和典型的Sub.staIlce.Field模型。其中Altshlller功能定義為兩個(gè)物質(zhì)(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(zhì)。s:通過能量F作用于物質(zhì)So,產(chǎn)生的輸出(功能)。物質(zhì)So,S:可以是任何復(fù)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)解決方法為了快速構(gòu)造物質(zhì)場模型并解決基于技術(shù)系統(tǒng)演化模式的標(biāo)準(zhǔn)問題,TRIZ供了76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)場;2)開發(fā)物質(zhì)場;3)從基礎(chǔ)系統(tǒng)向高級系統(tǒng)或微觀等級轉(zhuǎn)變;4)度量或檢測技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)一切事物;5)描述如何在技術(shù)系統(tǒng)引入物質(zhì)或場。
1.2.3 矛盾
TRIZ認(rèn)為,創(chuàng)新性問題是指包含至少一個(gè)矛盾的問題。當(dāng)技術(shù)系統(tǒng)某個(gè)特性或參數(shù)得到改善時(shí),常常會引起另外的特性或參數(shù)劣化,該矛盾稱為“技術(shù)矛盾”。解決技術(shù)矛盾問題的傳統(tǒng)方法是在多個(gè)要求間尋求“折衷”,也即是“優(yōu)化設(shè)計(jì)”,但每個(gè)參數(shù)都不能達(dá)到最佳值,如響應(yīng)面設(shè)計(jì)。而TRIZ則是努力尋求突破性方法消除沖突,即“無折衷設(shè)計(jì)”。TRIZ的另一類矛盾是“物理矛盾”,系統(tǒng)同時(shí)具有矛盾或相反要求的狀態(tài)。
物理矛盾(或內(nèi)在矛盾)和分割
對于物理矛盾TRIZ也提供了4個(gè)主要原則:1)時(shí)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(shù)矛盾(或折衷矛盾)和40個(gè)發(fā)明原理
對于這類技術(shù)矛盾TRIZ是用40個(gè)發(fā)明原理解決的。
2、軟件項(xiàng)目管理中的應(yīng)用
軟件項(xiàng)目管理的TRIZ應(yīng)用目前看到的文章和介紹很少,機(jī)械領(lǐng)域之外的TRIZ應(yīng)用需要把相關(guān)原理進(jìn)一步抽象.根據(jù)具體行業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行原理解釋.并結(jié)合行業(yè)實(shí)踐摸索對TRIZ原理進(jìn)行有益的補(bǔ)充。通過改良發(fā)展,結(jié)合具體應(yīng)用,我們認(rèn)為TRIZ原理和方法是可以應(yīng)用于軟件行業(yè)的。
2.1 應(yīng)用TRIZ的ARIZ方法解決軟件裝配階段問題的實(shí)例
2.1.1 問題定義
這個(gè)問題發(fā)生在軟件項(xiàng)目的集成配置階段。項(xiàng)目采用功能點(diǎn)開發(fā)方式,整個(gè)軟件系統(tǒng)被劃分為幾十個(gè)子系統(tǒng)和模塊,子系統(tǒng)和模塊內(nèi)部又劃分為幾十到幾百個(gè)功能點(diǎn):代碼提交目錄是按照系統(tǒng)層次劃分,每個(gè)功能點(diǎn)又進(jìn)行劃分。由于整個(gè)軟件系統(tǒng)龐大,因此導(dǎo)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(jìn)行系統(tǒng)的自動裝配,不能改變這樣的目錄結(jié)構(gòu),但后果就是開發(fā)人員每次提交版本的工作量巨大,每次的版本提交都要點(diǎn)擊很多次鼠標(biāo),定位到需要提交的子目錄提交源代碼,工作繁瑣,容易出錯(cuò)。怎樣解決這個(gè)版本提交復(fù)雜度和版本自動裝配的矛盾就成為我們急于解決的一個(gè)難題。
2.1.2 基于物場分析法的問題模型分析
這個(gè)工程系統(tǒng)是人通過(本項(xiàng)目使用的版本配置工具)提交版本進(jìn)行基線化,再通過裝配工具進(jìn)行版本的裝配。系統(tǒng)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(jié)構(gòu)保證版本原有的功能點(diǎn)裝配方式。
2.1.4 物理矛盾解決
需要改進(jìn)的矛盾域?yàn)椋红o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(gè)適用原則:中間手段、代用原則。
根據(jù)這兩個(gè)通用原則引申到現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(fā)功能,提供了一系列調(diào)用接口,可以靈活開發(fā)自動化提交工具。這樣我們完全可以開發(fā)一個(gè)工具,把本地文件和對應(yīng)目錄的對應(yīng)關(guān)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(biāo)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(fā)的難度。
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