1、TRIZ介绍
TRIZ(theory ofinventive problem solvining)是发明问题解决理论的俄文首字母,是苏联的G.S.Altshlller教授及其领导的一批研究人自1946年开始在研究世界各国250万件专利的基础上提出的。Altshlller认为发明问题的基本原理是客观存在的,这些原理不仅能被确认也能被整理而形成一种理论,该理论不仅能提高发明的成功率、缩短发明的周期,也使发明问题具有可预见性.经过60年的发展,TRIZ已成为解决发明问题的强有力的方法学,该方法学已在苏联、美国、日本和欧洲许多国家的企业应用,解决了成千上万个新产品开发中的难题。自1993年以来,美国数以百计的公司如通用汽车、克莱斯勒、洛克威尔以及摩托罗拉等已经开始研究和应用TRIZ方法,其中最成功的是福特汽车公司,由TRIZ创新的产品为其每年带来超过10亿美金的销售利润。
1.1 TRIZ的组成
TRIZ建立了一系列的工具和原则,它们大致以分为三类:TRIZ的理论基础、分析工具和知识库。
技术系统的演变规律是TRIZ的理论基础。过对大量的专利加以研究,从Altshlller总结出了技术系统演变的8个重要模式:
1)技术系统演变遵循产生、成长、成熟和衰退的生命周期;
2)技术系统演变的趋势是提升理想状态;
3)矛盾的导致是由于系统中子系统开发的不均匀性;
4)首先是部件匹配,然后失配;
5)技系统首先向复杂化演进,然后通过集成向简单化发展;
6)从宏观系统向微观系统转变,即向小型化和增加使用能量场演进;
7)技术向增加动态性和可控性发展;
8)向增加自动化减少人工介入演变。
在这8个模式中,增加理想度是TRIZ理论中重要的规律。
分析工具主要是有解决技术矛盾的矛盾矩阵、物质场分析、ARIZ和需求功能分析。为了在效果知识库中寻求相应的问题解决方法,需要对系统功能进行分析并确定系统目标.需求功能分析是应用知识库并寻求实现目标方法的首要步骤。
知识库主要包括40个创新原则、解决物理矛盾的分隔原则、76个标准解决方法及科学和技术效果数据库。TRIZ理论体系结构如图1所示:
图1 TRIZ理论体系结构图
1.2 TRIZ工具、技术及方法
1.2.1 理想解
理想解是采用与技术及实现无关的语言对需要创新的原因进行描述,创新的重要进展往往在该阶段通过对问题的深入理解所取得。确认哪些使系统不能处于理想化的元件是使创新成功的关键。设计过程中从一起点向理想解过渡的过程称为理想化过程。该过程由如下方程描述:
Ideality=∑Benefits/(∑Costs+∑Harm)
式中:Ideality-理想化水平:Benefits-利益;Costs-成本;Harm-危害。公式可解释为:技术系统进化的理想化水平与利益成正比.与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。可用资源分析是要确定可用物品、能源、信息及功能等。这些可用资源与系统中的某些元件组合将改善系统的性能。
1.2.2 功能分析(物质场分析)和76个标准解
物质场分析是TRIZ对与现有技术系统相关问题建立模型的工具,技术系统中最小的单元由两个元素以及两个元素间传递的能量组成,执行一个功能,我们同样可以用三种等价的方法来描述问题的功能分析,即两种语言表达方式和典型的Sub.staIlce.Field模型。其中Altshlller功能定义为两个物质(元素)与作用于它们中的场(能量)之间的交互作用,也即是物质。s:通过能量F作用于物质So,产生的输出(功能)。物质So,S:可以是任何复杂程度的对象。即它是不局限于工程类,非工程类也适用。76个标准解决方法为了快速构造物质场模型并解决基于技术系统演化模式的标准问题,TRIZ供了76个标准建模和解决方法,并将这些方法分为5类:1)建立或破坏物质场;2)开发物质场;3)从基础系统向高级系统或微观等级转变;4)度量或检测技术系统内一切事物;5)描述如何在技术系统引入物质或场。
1.2.3 矛盾
TRIZ认为,创新性问题是指包含至少一个矛盾的问题。当技术系统某个特性或参数得到改善时,常常会引起另外的特性或参数劣化,该矛盾称为“技术矛盾”。解决技术矛盾问题的传统方法是在多个要求间寻求“折衷”,也即是“优化设计”,但每个参数都不能达到最佳值,如响应面设计。而TRIZ则是努力寻求突破性方法消除冲突,即“无折衷设计”。TRIZ的另一类矛盾是“物理矛盾”,系统同时具有矛盾或相反要求的状态。
物理矛盾(或内在矛盾)和分割
对于物理矛盾TRIZ也提供了4个主要原则:1)时间分隔;2)空间分隔;3)部分与整体间的分隔;4)按条件分隔。
技术矛盾(或折衷矛盾)和40个发明原理
对于这类技术矛盾TRIZ是用40个发明原理解决的。
2、软件项目管理中的应用
软件项目管理的TRIZ应用目前看到的文章和介绍很少,机械领域之外的TRIZ应用需要把相关原理进一步抽象.根据具体行业特点进行原理解释.并结合行业实践摸索对TRIZ原理进行有益的补充。通过改良发展,结合具体应用,我们认为TRIZ原理和方法是可以应用于软件行业的。
2.1 应用TRIZ的ARIZ方法解决软件装配阶段问题的实例
2.1.1 问题定义
这个问题发生在软件项目的集成配置阶段。项目采用功能点开发方式,整个软件系统被划分为几十个子系统和模块,子系统和模块内部又划分为几十到几百个功能点:代码提交目录是按照系统层次划分,每个功能点又进行划分。由于整个软件系统庞大,因此导致源代码目录过深。自动装配工具需要按照这种层次工具进行系统的自动装配,不能改变这样的目录结构,但后果就是开发人员每次提交版本的工作量巨大,每次的版本提交都要点击很多次鼠标,定位到需要提交的子目录提交源代码,工作繁琐,容易出错。怎样解决这个版本提交复杂度和版本自动装配的矛盾就成为我们急于解决的一个难题。
2.1.2 基于物场分析法的问题模型分析
这个工程系统是人通过(本项目使用的版本配置工具)提交版本进行基线化,再通过装配工具进行版本的装配。系统主要包括:人、版本(代码)、(缩写)、装配工具。
2.1.3 最终理想解和物理矛盾
通过分析找出最终理想解IFR:消除目录过深过多的有害因素,保证版本可以提交并方便装配,并且不改变原有装配方式,不引入新的有害后果。物理矛盾:代码的目录组织既要简化以便版本提交,又要保持原来的结构保证版本原有的功能点装配方式。
2.1.4 物理矛盾解决
需要改进的矛盾域为:静止对象的长度,不希望的矛盾域是:信息丢失,在矛盾矩阵中查表可以得到以下几个适用原则:中间手段、代用原则。
根据这两个通用原则引申到现有矛盾的研究,消除目录过深过多人员提交困难的有害因素,可以引入中间手段引入代用手段替代手工提交的方式。再分析人和代码中间的场,发现该工具除了图形界面操作方式外.还具有各种基本功能的二次开发功能,提供了一系列调用接口,可以灵活开发自动化提交工具。这样我们完全可以开发一个工具,把本地文件和对应目录的对应关系做成配置表,自动提交工具扫描配置表和待提交的本地源代码目录,自动完成代码的提交,不需要人的手工鼠标操作。该工具不仅可以把本地目录有效的管理起来,而且可以把web目录有效的管理起来,这样大大的减轻了配置和开发的难度。
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