תיאורית TRIZ

תאוריית TRIZ או תאוריית החשיבה ההמצאתית (בראשי תיבות ברוסית: תיאוריה של פתרון בעיות יצירתי), שיטה אשר הומצאה על ידי הממציא וסופר המדע הבדיוני הסובייטי גנריך אלטשולר, יהודי שחי בברית המועצות (1926–1998).

בעיה המצאתית היא בעיה המציגה סתירה שלא ניתן ליישב אותה ללא כלים של חשיבה המצאתית. כאשר מיישמים את שיטת טריז מתקיים תהליך של יישוב הסתירה. התוצר של התהליך הזה מכונה המצאה. התאוריה של טריז טוענת שאפשר להקנות יכולות המצאה לכל אדם, משום שכל אדם ממוצע ניחן בפוטנציאל יצירתיות שניתן לפתח אותו, ולהביאו לידי מימוש כאשר משתמשים בכלים המתאימים. TRIZ כוללת מתודולוגיה מעשית, כלים, בסיס ידע וטכנולוגיה מבוססת מודלים לייצור פתרונות חדשניים לפתרון בעיות. הדבר שימושי לניסוח בעיות, ניתוח מערכות,  ודפוסי התפתחות של מערכות. חלק חשוב מהתאוריה הוקדש לחשיפת דפוסי אבולוציה של מערכות טכנולוגיות, ואחת המטרות בהן עסקו המובילים ב-TRIZ הייתה פיתוח גישה אלגוריתמית להמצאת מערכות חדשות, ושכלול של מערכות קיימות.

בעקבות התובנה של אלטשולר, התפתחה התאוריה לשיטות מתקדמות יותר, על בסיס מחקר נרחב המכסה מאות אלפי המצאות על פני תחומים רבים ושונים, כל זאת כדי לייצר תאוריה המגדירה דפוסים כללים הנגזרים מאופי הפתרונות ההמצאתיים ומה הם המאפיינים המובחנים של הבעיות עליהן התגברו ההמצאות.

המחקר הניב שלושה ממצאים עיקריים:
 בעיות ופתרונות חוזרים על עצמם בין תעשיות ומדעים.
 דפוסי התפתחות טכנית חוזרים על עצמם גם על פני תעשיות ומדעים.
 החידושים השתמשו באפקטים מדעיים מחוץ לתחום בו הם פותחו.

משתמשי TRIZ מיישמים את כל הממצאים הללו על מנת ליצור ולשפר מוצרים, שירותים ומערכות. עם השנים התפתחה השיטה לחשיבה המצאתית שיטתית.

היסטוריה 
ה-TRIZ במתכונתו הקלאסית פותח על ידי הממציא וסופר המדע הבדיוני גנריך אלטשולר ומקורביו. גנריך החל לפתח את TRIZ בשנת 1946 בעת שעבד במחלקת "פיקוח המצאות" בשייטת הים הכספי של חיל הים הסובייטי. תפקידו היה לעזור בהכנת הצעות, תיקון, תיעוד והכנת בקשות למשרד הפטנטים. במהלך תקופה זו הוא הבין כי בעיה אשר דורשת פתרון המצאתי טומנת בחובה סתירה בלתי פתורה במובן זה ששיפור פרמטר אחד משפיע לרעה על אחרת. לימים הוא כינה זאת "סתירות טכניות" ("technical contradictions").

עבודתו בנושא TRIZ הופרעה בשנת 1950 על ידי מעצרו וגזר הדין למשך 25 שנה במחנה העבודה בוורקוטה. מעצרו נעשה בין היתר בעקבות מכתבים ששלחו גנריך ורפאל שפירו לסטלין, לשרים ועיתונים על החלטות מסוימות שהתקבלו על ידי הממשלה הסובייטית, שלדעתם היו שגויות. גנריך ושפירו שוחררו לאחר מותו של סטלין בשנת 1953 וחזרו לבאקו.

המאמר הראשון בנושא TRIZ שכותרתו "על פסיכולוגיה של יצירה המצאתית" פורסם בשנת 1956 בכתב העת "סוגיות בפסיכולוגיה" (Voprosi Psichologii). 

בשנת 1969 סקר גנריך כ־40,000 תקצירי פטנטים על מנת לגלות באיזו דרך התקיים החידוש ופיתח את מושג הניגודים הטכניים, מושג האידיאליות של מערכת, מטריצת סתירה ו -40 עקרונות ההמצאה. בשנים שלאחר מכן הוא פיתח את המושגים של סתירות פיזיות, ניתוח SuField, פתרונות סטנדרטיים, מספר חוקים של התפתחות מערכות טכניות, ועוד מספר גישות תאורטיות ומעשיות אחרות.

כחלק ממחקריו גנריך צפה באנשים מוכשרים ויצירתיים בעבודה: הוא חשף דפוסים בחשיבה שלהם, ופיתח כלים וטכניקות של חשיבה, מודל של "חשיבה מוכשרת".

בשנת 1971 שכנע גנריך את חברת הממציאים להקים בבאקו את מתקן ההוראה הראשון של TRIZ, המכונה המכון הציבורי לאזרבייג'ן ליצירת המצאות, ואת מעבדת המחקר הראשונה של TRIZ בשם, המעבדה הציבורית ליצירה המצאתית. גנריך מונה לראש המעבדה על ידי החברה. בשנים שלאחר מכן הוקמו מכוני הוראה אחרים ב-TRIZ בערים גדולות בברית המועצות.

משנת 1986 החל גנריך לחקור את התפתחות היצירתיות האישית. הוא גם פיתח גרסה של TRIZ לילדים שנבדקה בבתי ספר שונים. בשנת 1989 הוקמה אגודת TRIZ, כאשר גנריך נבחר לנשיא.

לאחר סיום המלחמה הקרה, גלי המהגרים מברית המועצות לשעבר הביאו את ה-TRIZ למדינות אחרות בכלל זה ישראל והסבו את תשומת לבה מעבר לים. בשנת 1995 הוקם בבוסטון שבארצות הברית מכון גנריך ללימודי TRIZ.

עקרונות בסיסיים 
TRIZ מציגה גישה שיטתית להבנת והגדרת בעיות מאתגרות: בעיות קשות דורשות פתרון המצאתי, ו- TRIZ מספקת מגוון אסטרטגיות וכלים למציאת פתרונות המצאתיים אלה. אחד הממצאים המוקדמים ביותר של המחקר עליו מתבססת התאוריה הוא שהרוב המכריע של הבעיות הדורשות פתרונות המצאתיים משקפים בדרך כלל צורך להתגבר על דילמה שבפשרה בין שני אלמנטים סותרים. המטרה המרכזית של ניתוח מבוסס TRIZ היא ליישם באופן שיטתי את האסטרטגיות והכלים למציאת פתרונות מעולים שמתגברים על הצורך בפשרה בין שני המרכיבים.

בתחילת שנות השבעים שני עשורים של מחקר שכלל מאות אלפי פטנטים אישרו את התובנה הראשונית של גנריך לגבי דפוסי הפתרונות ההמצאתיים ואחד מכלי הניתוח הראשונים פורסם בצורה של 40 עקרונות, עקרונות אלו יכולים להסביר כמעט את כל פטנטים שהציגו פתרונות המצאתיים. על פי גישה זו ניתן למצוא את "הפתרון הקונספטואלי" המוצג בתרשים על ידי הגדרת הסתירה שצריכה להיפתר ושקול באופן שיטתי אילו מבין 40 העקרונות עשויים להיות מיושמים על מנת לספק פתרון ספציפי אשר יתגבר על "הסתירה" בבעיה. בהישג יד, מה שמאפשר פתרון שקרוב יותר ל"תוצאה האידיאלית האולטימטיבית ".

השילוב בין כל המושגים הללו יחד - ניתוח הסתירה, רדיפה אחר פתרון אידיאלי וחיפוש אחר אחד או יותר מהעקרונות אשר יתגברו על הסתירה, הם מרכיבי המפתח בתהליך שנועד לעזור לממציא לעסוק בתהליך בתכליתיות ובמיקוד.

אחד הכלים שהתפתחו כהרחבה של 40 העקרונות היה מטריצה של סתירה בה סווגו האלמנטים הסותרים של בעיה על פי רשימה של 39 גורמים שיכולים להשפיע זה על זה. השילוב של כל זיווג של 39 אלמנטים אלה מוגדר במטריצה (לדוגמה, משקל של אובייקט נייח, שימוש באנרגיה על ידי אובייקט נע, קלות התיקון וכו ') כל 39 האלמנטים מיוצגים למטה השורות ורוחב העמודות (כאלמנט שהושפע לרעה) והתבסס על מחקר וניתוח של פטנטים: בכל מקום בו נמצאו פתרונות תקדימיים הפותרים קונפליקט בין שניים מהיסודות, התאים הרלוונטיים במטריקס מכילים בדרך כלל תת- קבוצה של שלושה או ארבעה עקרונות אשר יושמו בתדירות הגבוהה ביותר בפתרונות המצאתיים אשר פותרים סתירות בין שני המרכיבים הללו.

המטרה העיקרית של מטריצת הסתירה הייתה לפשט את תהליך בחירת העיקרון המתאים ביותר כדי לפתור סתירה ספציפית. זה היה ליבת כל השינויים של ARIZ עד 1973. אבל בשנת 1973, לאחר שהציג את מושג הניגודים הפיזיים ויצר ניתוח SuField, אלטשולר הבין שמטריצת הסתירה היא יחסית לא יעילה והפסיקה לעבוד עליה. תחילת מטריצת הסתירה של ה- ARIZ-71c חדלה להיות גרעין ה- ARIZ ולכן לא היוותה כלי לפתרון בעיות המצאות שלדעת גנריך יש להמשיך בהן.

סתירות גופניות ועקרונות הפרדה וכן ניתוח SuField וכו 'הפכו לליבה. למרות זאת, 40 עקרונות ההמצאה נותרו ככלי הפופולרי ביותר הנלמד בסמינרי מבוא ומשך באופן עקבי את תשומת הלב הרבה ביותר בקרב עשרות אלפי האנשים המבקרים באתרי אינטרנט ממוקדי TRIZ בחודש טיפוסי. לפיכך, רבים מאלה שלומדים TRIZ או השתתפו בסמינרים נלמדים בצורה לא נכונה כי TRIZ מורכב בעיקר מארבעים העקרונות ומטריצת הסתירה, האמת היא ש- ARIZ היא מתודולוגיית הליבה של TRIZ.

ARIZ היא גישה אלגוריתמית למציאת פתרונות המצאתיים על ידי זיהוי ופתרון סתירות. זה כולל את "מערכת פתרונות הסטנדרטים ההמצאתיים" בהם השתמש גנריך כדי להחליף את 40 העקרונות ומטריצת הסתירה, היא מורכבת מדגמי SuField ו -76 התקנים המצאתיים. פותחו מספר תוכנות מחשב מבוססות TRIZ שמטרתן לספק סיוע למהנדסים וממציאים במציאת פתרונות המצאתיים לבעיות טכנולוגיות. חלק מתוכניות אלה מיועדות גם ליישום מתודולוגיית TRIZ אחרת שמטרתה לחשוף ולחזות מצבי חירום ולצפות מראש נסיבות העלולות לגרום לתוצאות לא רצויות.

אחד הענפים החשובים של TRIZ מתמקד בניתוח וחיזוי מגמות התפתחות במאפיינים שפתרונות קיימים עשויים להתפתח בדורות רצופים של מערכת.

יסודות 
תנאים בסיסיים
 תוצאה סופית אידיאלית (IFR) - הפתרון האידיאליסטי האולטימטיבי לבעיה כאשר התוצאה הרצויה מושגת מעצמה. שימו לב שהתוצאה הסופית האידיאלית היא גם מונח ARIZ לניסוח הבעיה ההמצאה בצורה של סתירה טכנית (IFR-1) וסתירה פיזית (IFR-2);
 סתירה מנהלית - סתירה בין הצרכים והיכולות;
 סתירה טכנית - תלות הפוכה בין פרמטרים / מאפיינים של מכונה או טכנולוגיה;
 סתירה גופנית - דרישות פיזיות הפוכות / סותרות לאובייקט;
 עקרון ההפרדה - שיטה לפתרון סתירות פיזיות על ידי הפרדת דרישות סותרות;
 Vepol או Su-field - מערכת טכנית מינימלית המורכבת משני עצמים חומריים (חומרים) ו"שדה ". "שדה" הוא מקור האנרגיה ואילו אחד החומרים הוא "העברת" והשני הוא "הכלי";
 Fepol או Ferfiel - מעין Vepol (שדה Su) בו "חומרים" הם חפצים פרומגנטיים;
 רמת ההמצאה;
 פתרון סטנדרטי - פתרון המצאה סטנדרטי ברמה גבוהה יותר;
 חוקים להתפתחות מערכות טכניות;
 אלגוריתם של פתרון בעיות המצאה (ARIZ), המשלב שיטות מיוחדות שונות של TRIZ לכלי אוניברסלי אחד;
 חשיבה או חשיבה מוכשרים בזמן ובקנה מידה;
 השפעה: ידע מדעי לפתרון הבעיה הרשומה לא לפי סדר אלפביתי אלא לפי סדר תפקודי.

זיהוי בעיה: סתירות 
גנריך הוכיח כי בלב כמה בעיות המצאות טמונות סתירות (אחד ממושגי ה- TRIZ הבסיסיים) בין שני אלמנטים או יותר, כמו: "אם אנו רוצים תאוצה רבה יותר, אנו זקוקים למנוע גדול יותר, אך זה יעלה את העלות של המכונית, "כלומר, יותר ממשהו רצוי מביא גם יותר ממשהו פחות רצוי, או פחות משהו אחר רצוי.

אלה נקראים סתירות טכניות של גנריך. הוא גם הגדיר סתירות פיזיות או טבעיות כביכול: יותר מדבר אחד ופחות מאותו הדבר עשויים להיות מבוקשים באותה מערכת. לדוגמה, ייתכן שיהיה צורך בטמפרטורה גבוהה יותר כדי להמס תרכובת במהירות רבה יותר, אך ייתכן שיהיה צורך בטמפרטורה נמוכה יותר כדי להשיג תערובת הומוגנית.

סיטואציה המצאתית המאתגרת אותנו להיות המצאתית עשויה להיות כרוכה במספר סתירות כאלה. פתרונות קונבנציונליים בדרך כלל "סוחרים" פרמטר סותר אחד אחר; אין צורך בהמצאות מיוחדות לשם כך. במקום זאת, הממציא יפתח גישה יצירתית לפתרון הסתירה, כמו המצאת מנוע שמייצר יותר תאוצה מבלי להגדיל את עלות המנוע.

עקרונות המצאה ומטריצת הסתירות 
גנריך סקר פטנטים על מנת לגלות איזה סוג של סתירות נפתרו או הוחלשו על ידי ההמצאה והדרך בה הושגה. מכאן פיתח מערכת של 40 עקרונות המצאה ובהמשך מטריצה ​​של סתירות. שורות המטריצה ​​מציינות את 39 מאפייני המערכת שאחד מהם בדרך כלל רוצה לשפר, כגון מהירות, משקל, דיוק המדידה וכן הלאה. עמודות מתייחסות לתוצאות לא רצויות. כל תא מטריצה ​​מצביע על עקרונות ששימשו בתדירות הגבוהה ביותר בפטנטים כדי לפתור את הסתירה.

קישורים חיצוניים

הערות שוליים

ברית המועצות: המצאות
פתרון בעיות