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技術革新のための創造的問題解決技法!!

第21 回

TRIZ

TRIZ の基本概念(7)
問題解決の基本方式
大阪学院大学

この連載の第 15 回から、TRIZ の基してきました。

本概念というテーマで書いてきて、今そして、TRIZ の創始者アルトシュ

回はそのひとまとまりの中の最後に、ラーはこれらのモデル（すなわち技法）

TRIZ での「問題解決の基本方式」とを組み合わせて使うプロセスを、「発いう考え方を説明します。

明問題解決のアルゴリズム（ARIZ、

中川徹

類比思考と等価変換理論
1.1

ヒントを得てひらめくアリーズ）」と呼んで、改良を重ねた問題が解けなくて四苦八苦しているのです。その基本は、多数の技法のうときに、ちょっとしたことがヒントに歴史上の偉大な発見や発明が、長いち比較的やさしいものをまず試みて、なって、それからの類推（類比思考）苦闘の末にちょっとしたものをヒント駄目だったらさらに別の（より高度ででぱっとアイデアがひらめいたというにして、「ひらめき」を得て生まれた強力だと思われる）技法を試みるとい話はよく聞く。というのが、一般に信じられています。

う構造をしています。

これは実は非常に大きなテーマです。

アルキメデスが浴槽に入ったときにこの延長線上では、いかにしてヒント

このような多数の技法をもち、それ湯が溢れるの見て、金の王冠の真偽をとなるものを得るか、ヒントからの類らを使い分けて、順次試していくとい判定する方法を思いついた。化学者ケ推（類比思考）をどのようにして強化うやり方は、Salamatov の TRIZ 教科書

クレが C6H6 というベンゼン分子の分子するかというのが、ここでいう問題解でも、最近の Darrell Mann の TRIZ 教科

構造が分からなくて悩んでいたとき、決の基本方式のテーマです。市川亀久

書でも同じです。

6 匹の猿が環になっているのを見て、彌の等価変換理論はその高度なもの

このような構造が TRIZ を複雑にしで、機能の共通性を鍵にしようとする過ぎているのだと考え、もっとすっきものです。

りしたやり方をしようとしたのが、一方、数学や物理学などの分野で確

Sickafus の USIT です。

環状構造を思いついたなどの逸話がある。
NHK の名番組「プロジェクト X」を見ていても、自動改札機内で切符の向立されてきたものに、問題を抽象化し私は USIT を研究し、それがどんなきを揃える方法に悩んでいたとき、渓て考えるという方法があります。学校情報を扱っているのかを「データフロ流で笹の葉が岩にぶつかって向きを変教育の数学で、応用問題を解くというー図」で表現したときに、「6 箱方式」

えるのを見て、ヒントにした。レーザのがその典型です。という基本的な概念を見つけました。

メスのアームの動きを滑らかにする方

この抽象化した世界で、問題を定式

この方式では、さまざまな問題に対し法に悩んでいたとき、店の天体望遠鏡化し、その解決策を示すというやり方ても、標準的な方法を使って問題を抽の伸び縮みを見てヒントにし、伸縮とは、一般に「問題解決の 4 箱方式」と象化し、解決策のアイデアを得て、そ関節を併用したスムーズなアームを創呼ばれるもので、科学や技術のさまざの具体化を図っていきます。

った。などの例が出てくる。

私は、この「6 箱方式」が創造的なこのように、ヒントから新しいアイ

TRIZ も、この点では科学技術の正問題解決の新しい基本方式、「新しいデアを得るというのは、人間にとって統的なやり方に従い、沢山のモデルパラダイム」であると考えています。

自然でかつ強力な方法である。

（問題の定式化とその解決法）を作り、今回はこのような流れで、説明してまな分野での基本的な方法です。

そのモデルに沿った知識ベースを蓄積いきたいと思っています。

この方法は「類比思考」と呼ばれる。
ただその思考法は非常に直感的、無意Inter Lab 2007. 925

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技術革新のための創造的問題解決技法!!

TRIZ

識的で、論理的な説明が困難である。

術者たちの例でも、ヒントになったも知り、これらをモデルに入れて、数学「ヒントになるものは何か?」といのが、「機能の共通性」を持つもので的な計算によって、適切な砲身の向きう質問には答えようがない。ヒントにあったというのは非常に説得力があを得る。これを実地の大砲に適用するなったものと解決策との間に、なんらる。のが具体化である。

かの共通点があることが認識されるのは、すべて後からの話である。

抽象化レベルで解く「4 箱方式」

それでも、ヒントになりそうなもの

2.2 問題解決の「4 箱方式」の意義
上記の大砲の例で、この理論モデルを多数集めた図録は役に立つかもしれを使う意義は、問題を解決する論理がない。あるいは、何でもよいからキー明確だから、個別状況での試行錯誤がワードや図などを見せて、自分の問題2.1問題解決の「4 箱方式」

必要なく、広い範囲の同様の問題に適と関係することをどんどん連想させる問題解決の「4 箱方式」というのは、用でき、少しの状況変化に対しても適（強制連想）というやり方をすると有科学的な考察の基本として確立されて切に適応できる。具体的状況で途中に効なことがある。

きたものであり、一般的に図 1 のよう障害や困難がある場合（たとえば、大に理解される。

砲の例で途中の小山を越して陰から発また、特許事例（のデータベース）や、物理化学的効果（のデータベース）など、生の形に近い知識ベースを利用するのは、このような類比思考を強化射する場合）にも、確信を持って解決抽象化したモデルの世界における問題解決策を見つけ出せる。

一般化した

一般化した

要するに、図 1 の「4 箱方式」が薦問題解決策めているのは、具体的な問題を具体的しようとする試みの一つである。

なレベルのままで解決策を探そうとす
1.2

市川亀久彌の等価変換理論

このヒントをベースとして発想する方法を、もっと深化させ、一つの理論として創り上げたのが、日本独自の抽象化具体化

ユーザのユーザの具体的な問題具体的な解決策

図1「等価変換理論」である。市川亀久彌

問題解決の「4 箱方式」

（1915-2000）が 1944 年以後継続して研るよりも、一旦もっと抽象化して、本質的なことを考えよということである。砲の操作の問題を、力学の問題として捉えることを薦めている。それによって、ずっと明確で正しい解決策が得られると薦めているのである。

究し樹立したものである。その問題解

例えば、大砲で丘の上にある敵の城決のプロセスは以下のようである。

を狙う。このとき、砲身をどの角度に2.3 TRIZ の諸方法における 4 箱方式

いま、解決したい問題の系（システ設定すればよいのか。いままでよりもTRIZ の諸技法も、科学技術の基本ム）τがあるとき、その問題の観点 Vi

100m 奥を狙うにはどの角度に設定しであるこの 4 箱方式に対応させて解釈を明確にし、それを絞り込んで目的と直せばよいのか?これが左下の具体的することができる。以下 3 例を示す。

する機能εで表現する。これと同じ機な問題である。もちろん、5 発、10 発（a）矛盾マトリックスの方法能を果たしているさまざまなものを探試してみれば、見当がつくかもしれな索し、ヒントになる具体例 A を見つけい。
科学・技術の発達は、これが数学のる。
この具体例 A の背景になっている系問題として解けることを教えた。弾のοを考察し、その系での特殊な事項を初速度と、砲身の向き（水平の方角、捨象して抽象化し、本質的な実現条件仰角／俯角）が分かれば、弾道を（空C と実現機能εを見出す。

気抵抗を無視できるとして）放物線でついで、この条件 C と機能εを、自分の問題の系τで実現するにはどのよある］。
そこで、具体的な問題では、弾の初を明確にし、結論としての具体的な解速度を大砲の性能実験で（事前に）知決策 B を構築する。

り、目標物の位置関係（水平の方角、例えば、上記のプロジェクト X の技

Inter Lab 2007. 9

改良したいパラメータ
対悪化する
パラメータ

矛盾マトリックス
推奨する
発明原理計算できる［これが理論（モデル）でうな特殊条件を導入する必要があるか26

この方法は模式的に図 2 のように解釈できる。（連載第 12 回参照）

水平距離、高度差）を現地で測量して抽象化

具体化

ユーザのユーザの具体的な問題

具体的な解決策

図2

矛盾マトリックスの 4 箱方式

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既に作り上げられている矛盾マトリ

一つの側面にックスの要請に合わせて、自分の問題対するを抽象化し、改良したいパラメータと正・逆の要求悪化するパラメータの対立として、理解する。すると、マトリックスが、一の問題に具体化して実際の解決策を考推奨する
発明原理

具体化
ユーザの具体的な問題

具体的な解決策

図4

物理的矛盾に対する 4 箱方式（b）物質-場モデルと発明標準解
アルトシュラーが創った「物質-場各技法の抽象化の目標（すなわち、抽象化の方法が違う。

ユーザのえる。に従っているが、一つの問題に対して、「一般化した問題」の中身）が違い、抽象化（ARIZなど）

般化した解決策として（4 つまでの）発明原理を提示するので、それを自分分離原理の方法

そこで実際には、一つの問題について、まずある技法（モデル）を選択し、その上で、そのモデルの指示に従って自分の問題をモデルの問題に当てはめる。そして、モデルが示す解決策を具体化することを試みる。あまりよい解

2.4「4 箱方式」の限界と変質決策が得られなかったら、また別の技分析（Su-Field Analysis）」は、機能分

このようにして科学技術の多様な分析の一つの表現形式として物質-場モ野で、また TRIZ の多様な技法で、そこのやり方の問題点は、（1）問題をデルで、問題を捉える（本連載第 17

れぞれに「4 箱方式」を基本として、分析する前に技法を選んでいること、回参照）。そのモデルに対応して、解問題を定式化して一般的な解決策を示（2）一つの技法による問題の分析（抽決策の指針が「76 の発明標準解」を参す「（理論）モデル」が作られ、膨大象化）が、問題の極めて限定された側考にして得られる。これらの指針は、な情報を整理した「知識ベース」が作面しか見ていないこと、（3）少数の技順次試していくとよい複数段階の解決られてきた。

法を試みて、ある程度良い解決策なら策の指針になっている。

物質-場

76の発明
標準解の体系モデル

推奨する
発明標準解法（モデル）を試みる。

それらが、蓄積されてみると、一つそれで良しとする全体構造になっていの限界が見えてきた。それは、各（理ること、（4）総合的な分析と総合的な論）モデルが分野ごとに、技法ごとに解決策というアプローチになっていな並立したことである。この状況は図 5

いこと、（5）全体が輻輳した構成になに示すようである。

ること、などである。
アルトシュラー自身が、多数の技法知識ベースに蓄えたモデル群抽象化具体化を探求して、歴史的に変遷していった。

選択した一つのモデル
ユーザのユーザの具体的な問題

具体的な解決策モデルの一般化した問題を開発して、より強力な全体プロセスモデルの一般化した解決策

このため、アルトシュラー後の TRIZ
は、個別の技法は明確なのに、全体構成に関しては専門家たちの間にさまざ図 3 物質-場分析の 4 箱方式（c）物理的矛盾の分離原理による解決
物理的矛盾として問題を定式化する

抽象化
ユーザの具体的な問題

具体化
ユーザの具体的な解決策

まに違う考えがある。その根本原因は、この複数モデルの「4 箱方式」の並立状態にあると、私は考える。

図 5 多数のモデル群が構築されたには、問題を（例えばアルトシュラーの ARIZ を用いて）煮詰めて、一つのそのこと自体は、従来の（現在の正パラメータに対する正逆の対立する要統的な）科学技術では、「分野が違う求として理解する。その上で、分離原のだから、（理論）モデルが違って当理の過程（1）（2）で二つの対立するたり前」、「各分野ごとに違うモデルを解決策を作り、過程（3）でこれらの使えばよい」と考えられている。

USIT による「創造的問題解決の 6 箱方式」
3.1

USIT の全体構造を記述する

USIT は、TRIZ の影響を受けて、米解決策を組み合わせる指針として複数しかし、さまざまな分野を横断的に国の Ed Sickafus が問題解決の全体プロの発明原理が示される。（連載第 20 回

捉え、「分野を越えた創造的な問題解セスをやさしく構成しなおしたもので参照）決」を目指す TRIZ にとっては、大きある（1995 年）。彼は、システムを分な問題になる。TRIZ が創った一つ一析する基本概念として「オブジェク

つの技法は前節のように「4 箱方式」

ト−属性−機能」を統一的に使い、分Inter Lab 2007. 927

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析や解決策生成の方法を一貫したものが、得たい「新システムのに作ろうとした。

ためのアイデア」というのは、核となるべきアイデア決策生成法を USIT の枠組みで再編成の断片でよい。大発明でもすることを行った。

そのエッセンスは実に小さこの研究の中で、従来フローチャーなものなのだから。これはトで表現していた USIT の全体構造を、分析の段階ですでに発想さ「データフロー図」で表現し直すことれている場合も多いし、を試みた。

USIT オペレータを使ってフローチャートはよく知られている

現在システムの理解 アイデアの＋生成
理想のシステムの理解（抽象化）

私はこの USIT を研究し、TRIZ の解

TRIZ新システムのためのアイデア

問題の分析

解決策の構築適切に定義された
具体的問題

解決策のコンセプト

問題の定義

実現

ユーザの具体的問題

図6（具体化）技術革新のための創造的問題解決技法!!

ユーザの具体的解決策

USIT による創造的問題解決の「6 箱方式」出すこともできる。

ように、各処理方法を箱の中に書き、ついでこのアイデアを中核にして、左から右へのジャンプは、要するにそれらの順序や処理論理を矢印その他それがうまく働くように、ひとまとま「アイデアの断片」を思いつくことでの記号で表現した図である。一方、りの解決策のコンセプトを構成する。

ある。それは、分析の過程や、あるい「データフロー図」というのは、各段これには、関連技術の素養が必要なこは他の解決策を考察している過程で、階（入力／中間／出力）で扱う情報をとも多く、特許や事例の知識ベースが自然に思いつくことが多い。技法とし箱の中に書き、それらを矢印でつない有用であることも多い。ては、TRIZ の（40 の発明原理など）で変換過程を表現し、その矢印に処理

実はこの第 5 箱の段階までが、「創すべての解決策生成法を再編成して得造的な問題解決の技法」（TRIZ や USIT）た「USIT オペレータ（5 種 32 サブ解「結局同じことでないか?」と思うの守備範囲である。その後、実地の製法）」を使うこともできる。

読者も多いであろう。しかし、使う情品や生産プロセスに組み込むための実報を明記する／しないの差はものすご現のプロセスが必要である。

名を添えたものである。

く大きい。フローチャートよりも「データフロー図」の方がずっと頑健であ紙数がないので、これ以上の説明は今後に譲るが、この「6 箱方式」は非常に豊富な示唆を与えてくれている。

3.3「6 箱方式」の特徴と意義ることは、情報科学ではよく知られてこの「6 箱方式」は、創造的な問題いる。実は、「4 箱方式」自身も、「デ解決のための方式として、問題自身のータフロー図」の表現形式である。

分野を問わない一般的なものである。

詳しくは、私の『TRIZ ホームページ』を参照されたい。
追記：日本 TRIZ 協議会主催「第 3左側の 3 箱は、問題を理解（抽象化、回 TRIZ シンポジウム」が、2007 年 83.2 USIT による問題解決の「6 箱方式」分析）する過程を示す。それは USIT

月 30 日（木）〜 9 月 1 日（土）に東芝

USIT の全体プロセスは「一つのデでの標準的な方法を用いて実行するこ研修センタ（新横浜）で開催されます。

ータフロー図」で表すことができ、そとができ、問題自身の理解を多面的にどうぞご参加下さい。案内は『TRIZれは図 6 のようである。

深めていく。理解するためには空間・ホームページ』（http://www.osakagu.ac. jp/php/nakagawa/TRIZ/）を参照。

最初の具体的問題というのは、生の時間と「オブジェクト−属性−機能」豊富だが輻輳した情報の段階である。という基本概念を用いており、これら取り上げるべき問題の焦点をしぽり、により問題のメカニズムを理解するの目標課題や問題の根本原因を述べたのだといってもよい。また、理想のシスが第 2 段階である。

テムの理解を同時に作ることも特徴でそして、問題の分析では USIT の標ある。

準的な方法を使い、現在のシステムを右側の 3 箱は、小さなアイデアとし空間、時間、オブジェクト、属性、機て得たものを、解決策のコンセプト能の概念で記述（理解）し、さらに、（概念レベルの解決策）に組み上げ、Particles 法を使って理想のシステムのさらに実地に実現するまでの、具体化望ましい振る舞いと望ましい性質を明の過程である。この過程で、分析結果らかにする。の理解が有用であり、関連（技術）分つぎがアイデア生成の段階である

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Inter Lab 2007. 9

野の素養が必要なことは当然である。

中川徹（なかがわ・とおる）

大阪学院大学 情報学部 教授
1963 年東京大学理学部化学科卒，理学博士。
東京大学助手，富士通国際情報社会科学研究所，富士通研究所などを経て，1998 年より現職。同年 11 月に Web サイト「TRIZ ホームページ」を創設し，和文・英文で多数の TRIZ /USIT 関連の論文・記事を発信している。Yuri
Salamatov 著および Darrell Mann 著の TRIZ 教科書を監訳。