于百庫 吳永志 孫國強

摘 要：【目的】針對目前國內出版的眾多TRIZ教材、專著和論文中有關九屏幕法的講述內容過于簡單、使用基本規(guī)則不明確等問題，進行分析研究，旨在為高校學生和企業(yè)TRIZ創(chuàng)新方法應用者提供借鑒?！痉椒ā吭诮榻B九屏幕法的作用及相關概念基礎上，通過對九屏幕法使用的具體描述、對使用中常見問題的歸納分析等，系統(tǒng)性闡述了九屏幕法使用的基本規(guī)則。【結果】明確了九屏幕圖的主要形式、繪制方法和使用要點，歸納總結出不符合使用要點、形式錯誤、缺少對應性和表達與本質不一致等4種錯誤形式。【結論】九屏幕法對拓寬解題思路具有重要作用，初學者比較容易上手，但是在使用中經常出現各種問題，需要使用者在實踐中不斷深入理解，深化應用，以更好地發(fā)揮九屏幕法的作用。

關鍵詞：TRIZ理論；九屏幕法；使用；問題分析

中圖分類號：F124.3? ? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1003-5168（2024）07-0153-06

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.07.031

The Use of the Nine-Screen Method in TRIZ Theory and the Analysis of Common Problems

YU Baiku1 WU Yongzhi2 SUN Guoqiang3

（1.CRRC Qiqihar Rolling Stock Co.， Ltd.， Qiqihar 161002， China; 2. Institute of Scientific and Technical Information of Heilongjiang Province， Harbin 150028， China; 3. Harbin Telizhi Technical Consulting Co.，Ltd.，

Harbin 150046， China）

Abstract： [Purposes] This paper presents the analysis and research of the problems that the content of the nine-screen method is too simple and the basic rules of using it are not clear in many TRIZ teaching materials， monographs and papers published in China， aiming to provide reference for students in colleges and universities and applicants of corporate TRIZ innovation methods. [Methods] Based on a brief introduction of the role of the nine-screen method and related concepts， this paper systematically elaborates the basic rules of the nine-screen method through the specific description of the use of the nine-screen method and the generalization and analysis of the common problems in the use of the nine-screen method. [Findings] The main forms， drawing methods and points of use of the nine-screen diagram are clarified， and four kinds of errors are summarized， such as fail to meet the use of the main points， form error， lack of correspondence， and inconsistency of expression with essence. [Conclusions] The nine-screen method plays an important role in broadening the idea of problem solving， and it is relatively easy for beginners to get started， but various problems often occur in the use of the method， which requires users to deepen their understanding and strengthen their application in practice in order to better utilize the role of the nine-screen method.

Keywords： TRIZ theory; nine-screen method; use; problem analysis

0 引言

TRIZ理論即發(fā)明問題解決理論（簡稱TRIZ），是蘇聯(lián)發(fā)明家根里奇·阿奇舒勒（Genrich S. Altshuller）帶領一批學者從1946年開始，經過50多年，對世界上250多萬件專利文獻加以搜集、研究、整理、歸納、提煉，建立的一整套系統(tǒng)化、實用性的解決發(fā)明問題的理論、方法和體系。它是基于本體論、認識論和自然辯證法產生的，被譽為解決發(fā)明創(chuàng)造問題的“金鑰匙”。在波音、福特、西門子、三星電子、三菱、華為、中國中車等世界知名企業(yè)得到了廣泛應用。

九屏幕法（也稱九宮格、九屏法）是TRIZ理論中的創(chuàng)新思維工具之一，是為了解決系統(tǒng)矛盾、克服思維慣性而采用的一種創(chuàng)新思維方法。然而，目前國內出版的眾多TRIZ教材和專著中有關九屏幕法的內容通常都過于簡單，相較于技術矛盾、物場模型、ARIZ等TRIZ工具，九屏幕法的基本規(guī)則不明確，導致使用過程中經常出現各種問題［1］。

1 九屏幕法的作用及相關概念

1.1 九屏幕法的作用

九屏幕法的基本思想是把問題當成一個系統(tǒng)來研究，按照時間和系統(tǒng)層次兩個維度來進行思考。研究系統(tǒng)時，關注系統(tǒng)的整體性、層級性和目的性，即不但要看到系統(tǒng)本身，還要看到宏觀的超系統(tǒng)和微觀的子系統(tǒng)；關注系統(tǒng)的動態(tài)性和關聯(lián)性，即不但要看到系統(tǒng)的現在，還要看到它的過去和將來，以及其超系統(tǒng)和子系統(tǒng)的過去、現在和將來，從而打破思維的局限，實現對問題的全面認識［2］。因此，九屏幕法的主要作用是確定技術系統(tǒng)，并通過時間和系統(tǒng)層次兩個維度來拓寬思路，尋找和利用更多可利用的資源，為解決工程問題創(chuàng)造條件。

1.2 相關概念

1.2.1 創(chuàng)新思維。根據《創(chuàng)新方法應用能力等級規(guī)范》（GB/T 31769），創(chuàng)新思維（innovation thinking）是指以新穎獨特的方式對已有信息進行加工、改造、重組和遷移，從而獲得有效創(chuàng)意的思維活動和方法。創(chuàng)新思維模式（mode of innovation thinking）是指按一定程序表現在思維創(chuàng)新方面的方法和技巧。

1.2.2 系統(tǒng)。錢學森認為，系統(tǒng)是由相互作用相互依賴的若干組成部分結合而成的，具有特定功能的有機整體，而且這個有機整體又是它從屬的更大系統(tǒng)的組成部分。

1.2.3 技術系統(tǒng)。技術系統(tǒng)是指具有系統(tǒng)特征的部件及聯(lián)系的總和，它是構成系統(tǒng)的各個要素和要素間關系的總和，也就是完成某個特定功能或職能的各個事物的集合。任何系統(tǒng)都不是獨立存在的。系統(tǒng)之外的高層次系統(tǒng)為超系統(tǒng)，每個系統(tǒng)都要被納入超系統(tǒng)中，成為其中的一部分，并與其他部分相互作用。系統(tǒng)之內的低層次系統(tǒng)稱為子系統(tǒng)，系統(tǒng)本身由若干個相互作用的子系統(tǒng)組成。

技術系統(tǒng)、超系統(tǒng)和子系統(tǒng)間的關系如圖1所示。

如果把汽車看作是一個系統(tǒng)，那么輪胎、發(fā)動機、車身、變速箱等是汽車的子系統(tǒng)，交通系統(tǒng)就是汽車的超系統(tǒng)，因為每輛汽車都是整個交通系統(tǒng)的組成部分。當然，制造企業(yè)、4S店、車庫等也是汽車的超系統(tǒng)。

1.2.4 資源。資源是指系統(tǒng)及其環(huán)境中的各種要素，能夠反映諸如系統(tǒng)作用、功能、組分、組分間聯(lián)系結構、信息能量流、物質、形態(tài)、空間分布、功能的時間參數、效能以及其他有關功能質量的個別參數。從技術創(chuàng)新角度講，資源是可獲得的，但是又是閑置的及（通常是）不可見的物質、能量、性能等在系統(tǒng)中能夠用來解決問題的東西［3］。

尋找和利用資源是九屏幕法的主要作用，因此本文將資源的概念列入其中。

2 九屏幕圖的繪制及使用要點

所謂九屏幕法，是指在分析、解決問題時，不僅要考慮當前系統(tǒng)，還要考慮它的過去和未來、子系統(tǒng)和超系統(tǒng)，以及當前系統(tǒng)過去和未來的子系統(tǒng)、超系統(tǒng)。上述要素根據時間和系統(tǒng)層級構成了九屏幕圖。

2.1 九屏幕圖的常用形式

九屏幕圖有兩種常見形式（如圖2所示），無論哪種形式，中間深色背景的5個屏都是一致的。居中的是當前系統(tǒng)，表達技術系統(tǒng)的當前狀態(tài)，是整個九屏幕圖的核心。橫向看，左側是當前系統(tǒng)的過去，右側是當前系統(tǒng)的未來；縱向看，上面是當前系統(tǒng)的超系統(tǒng)，下面是當前系統(tǒng)的子系統(tǒng)。

主要差異在4個角上白色背景的4個屏。形式一為縱向（川字形）九屏幕圖，左側兩個屏分別是過去的超系統(tǒng)和子系統(tǒng)，右側兩個屏分別是未來的超系統(tǒng)和子系統(tǒng)。而形式二為橫向（三字形）九屏幕圖，上面兩個屏分別是超系統(tǒng)的過去和未來，下面兩個屏分別是子系統(tǒng)的過去和未來。在解題過程中兩者都可以采用。一般來講，形式一適用于工藝過程或者系統(tǒng)整體進化情形，形式二適用于子系統(tǒng)不均衡進化，可根據工程實際作出選擇。

具體繪制九屏幕圖時，首先確定要研究的當前系統(tǒng)，然后考慮當前系統(tǒng)的子系統(tǒng)和超系統(tǒng)，以及當前系統(tǒng)的過去和未來，即中間5個屏；然后考慮根據技術系統(tǒng)的特點，確定采用的九屏幕圖形式，并把相關內容填入剩下的4個屏中。

2.2 九屏幕法使用要點

2.2.1 當前系統(tǒng)的定義至關重要，要保持解題過程中的一致性。這里所講的解題過程是指利用各種TRIZ工具完整解決技術問題的過程，包括從具體問題到問題模型，直至方案模型的完整過程，而不僅限于九屏幕法的使用過程。九屏幕法的重要作用在于，定義了一個統(tǒng)一的技術系統(tǒng)，同時又提供尋找可利用資源的手段。九屏幕法非常重要，因此被TRIZ理論的創(chuàng)始人阿奇舒勒稱為“天才思維九屏幕法”。對于初學者，繪制九屏幕圖有一定的難度，在學習和實踐過程中，可能要反復調整當前系統(tǒng)，以期滿足技術系統(tǒng)解決問題的需要。

2.2.2 時間的選擇可長可短，但要有意義。對于過去和未來的選擇，首先需要確定技術的發(fā)展順序與規(guī)律，然后確定過去與未來，選擇相近的技術節(jié)點。過去的選擇，可以是任一過去的時間點，可以是上一代產品，也可以是上一個過程，總之是有可能產生可利用資源的時間點。未來的選擇也同樣如此。此外要盡量避免“智能”“自動”等詞語，且盡量具體，可描述為進行的改進或增加的功能。

以電風扇為例，在分析電風扇的九屏幕圖時發(fā)現，系統(tǒng)的過去是扇子，未來是空調，初看沒有問題，但是時間的選擇對解決問題沒有幫助。一是當前系統(tǒng)是電風扇，并沒有明確其具體技術特征，犯了當前系統(tǒng)定義不準確的錯誤。二是在當前系統(tǒng)的過去分析中，很多人認為當前系統(tǒng)的過去是扇子，其實從扇子到電風扇的進化過程，經歷了很多，在分析系統(tǒng)的過去時跳過了很多技術發(fā)展的節(jié)點，而且時間跨度很長。按照這種邏輯關系進行分析的九屏幕圖沒有太大意義。對于系統(tǒng)未來的分析也是如此，當系統(tǒng)的未來認定為空調時，解決問題的思路已經不在電風扇本身了［4］。

2.2.3? 子系統(tǒng)和超系統(tǒng)要全面，數量不能過少，也不能太多。子系統(tǒng)和超系統(tǒng)數量過少，不利于尋找可利用資源；過多的話會導致解題復雜化。如果子系統(tǒng)過于復雜，可以針對每一個子系統(tǒng)再繪制九屏幕圖。

2.2.4 九屏幕法是一種思維方法，并不是解決問題的手段。九屏幕法體現了理解問題的一種思維方法，確定了解決問題的某個新途徑。另外，各個屏幕顯示的信息并不一定都能引出解決問題的新方法。所以在實際使用中，一般不要求提出解決方案，個別案例可以提出概念性方案。

3 使用九屏幕法解題案例

3.1 單杠的九屏幕圖

社區(qū)或者中小學常見的金屬單杠，其主要材質是碳素鋼，具有較高的強度和耐用性，同時具有不易變形、使用壽命長、價格經濟實惠等特點，適合大眾使用。其主要問題是缺少防護，以及立柱高度不適應各種人群使用等。把當前的全碳素鋼金屬單杠作為當前系統(tǒng)：子系統(tǒng)包括碳素鋼金屬橫桿、金屬立柱，以及鋼索、地釘等固定裝置；超系統(tǒng)包括操場、土地、使用者等。按照形式一繪制九屏幕圖，如圖3所示。當前系統(tǒng)過去為木質、金屬混合單杠，其子系統(tǒng)包括金屬橫桿、木質立柱，以及防風繩、地釘等固定裝置。當前系統(tǒng)的未來我們定義為有保護、高度可調節(jié)的單杠，由此預測其子系統(tǒng)包括彈簧鋼、合金或碳纖維橫桿、可升降立柱、固定裝置、保護地墊。超系統(tǒng)的部分有所不同，如圖3所示。

3.2 超細粉裝袋系統(tǒng)粉塵泄漏問題的九屏幕圖分析

問題描述：在生產線的末端，超輕細粉料在干燥粉倉內經過干燥后由出料管進入裝袋系統(tǒng)，在這個過程中有密封膠圈對料袋進行密封。但裝袋結束后，關閉放料閥，去除密封膠圈將裝粉的料袋取下來時，細粉從料袋口往外泄露，造成物料嚴重損失。超細粉裝料系統(tǒng)圖如圖4所示。

九屏幕圖分析：當前系統(tǒng)可以選為帶有密封的裝料系統(tǒng)，應用九屏幕圖橫向（三字形）結構繪出九屏幕圖，如圖5所示。

通過對九屏幕圖各個屏內所有資源逐一進行分析，來尋找解決問題的方向或解決方案。例如，可以利用子系統(tǒng)的放料管資源，延長放料管的長度，降低細粉的下落高度，從而減少粉塵的泄漏量。也可以考慮利用未來系統(tǒng)子系統(tǒng)中低壓氣體或真空環(huán)境的資源，解決粉塵泄漏問題。

4 九屏幕法使用中常見問題

九屏幕法是一種使用相對簡單的TRIZ工具，但是使用九屏幕法解題屢屢出現問題，主要包括以下幾種情形。

4.1 不符合使用要點的要求

本文2.2對九屏幕法的使用要點進行的詳細闡述，是在使用過程中必須遵守的規(guī)則。主要存在的問題是：當前系統(tǒng)的定義不合理、前后不一致；時間選擇過于隨意，對解決問題沒有幫助；子系統(tǒng)和超系統(tǒng)的數量過少。最嚴重的問題是，利用九屏幕法得出了解決方案，而且是最終方案。

4.2 形式上的錯誤

正確的九屏幕圖如本文2.1所述，其有兩種表達形式，但是在應用中出現多種形式（如圖6所示）。本文分別命名為“田字形”“混合型”“統(tǒng)一朝向”“轉體90°”。限于版權問題，將錯誤實例轉化為圖形來表達。

田字形的九屏幕圖是一種常見的錯誤形式，其本質是沒有清楚表達4個角位置4個屏的意義。九屏幕圖還有一種錯誤的形式，那就是用3×3的表格代替九屏幕圖，因其沒有箭頭，我們可以稱之為“表格型”九屏幕圖。這種錯誤形式在早期的學術論文或者教學實例中也時有出現?！氨砀裥汀迸c“混合型”“田字形”的錯誤本質類似，都無法準確表達4個角位置4個屏的意義。“統(tǒng)一朝向”和“轉體90°”的形式理論上并沒有本質錯誤，主要是與習慣不符。

4.3 缺乏對應性

采用形式二時，要求子系統(tǒng)的過去與未來要與當前子系統(tǒng)完全對應，即每個子系統(tǒng)都要有對應的過去和未來，且數量必須一致。常見的問題是某些子系統(tǒng)在過去或者未來消失不見了。超系統(tǒng)也存在上述問題。

4.4 表達與本質不一致

這是一種常見的錯誤形式，簡單地說就是將形式一與形式二用錯。例如，分析的過程和實際內容符合形式一的九屏幕圖，左下角所填內容是“過去的子系統(tǒng)”，但是所用九屏幕圖為形式二。具體可參見下述案例中問題⑤。

4.5 錯誤案例分析

某次教學中的實例如圖7所示，其存在較多的典型問題，多處不符合要點要求，幾乎每個屏都存在不足之處。

①當前系統(tǒng)定義為“自動化機器人除塵”，這是一個過程，但是系統(tǒng)的過去和未來并非是與之相關聯(lián)的過程，建議當前系統(tǒng)修改為“自動化機器人除塵系統(tǒng)”。當前系統(tǒng)的過去和未來也要同步添加“系統(tǒng)”。

②當前系統(tǒng)的過去為“人工除塵系統(tǒng)”，時間軸選取是否合適，單憑此圖尚不足以判定，需要結合工程問題以及實際情況。從一般經驗來看，該系統(tǒng)時間跨度較大，跳過了很多技術發(fā)展的節(jié)點。

③當前系統(tǒng)的未來用“智能化”來表述，不符合使用要點2.2.2的要求。

④子系統(tǒng)組件和超系統(tǒng)數量過少，不利于尋找可利用資源。

⑤子系統(tǒng)STM32核心板的過去不可能是“人”，而“人”可以理解為人工除塵的子系統(tǒng)，結合以下錯誤⑦，有理由認為該案例將縱向形式誤用為橫向形式。

⑥子系統(tǒng)STM32核心板的未來是128位芯片，指向性過于明顯，存在已經有解決方案但卻套用創(chuàng)新方法的可能。

⑦超系統(tǒng)的過去也存在與子系統(tǒng)的過去類似的問題，全向輪的過去不可能是高壓水槍、高壓氣槍。

⑧超系統(tǒng)的未來同樣用“智能”來描述，不符合使用要點2.2.2的要求。

5 結語

九屏幕法是一種重要的創(chuàng)新思維工具，本文對其使用要點和常見錯誤進行了具體闡述，并提供了使用案例以及錯誤案例分析，旨在為高校學生和企業(yè)TRIZ創(chuàng)新方法應用者提供借鑒。

參考文獻：

［1］李弘，顏惠庚，肖玉.TRIZ理論中九屏幕法的幾個問題［J］.產業(yè)與科技論壇，2012，11（17）：93-94.

［2］許俊強，趙清華，鄒姝姝，等.TRIZ理論“九屏幕法”應用于大學生科研立項的改革探析［J］.廣東化工，2011，38（5）：256-257.

［3］王春生. 創(chuàng)新方法基礎教程與應用案例［M］. 哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，2018：2-6，26-29.

［4］韓博. 九屏幕圖在TRIZ理論教學中若干問題的探討［J］. 創(chuàng)新科技，2014（4）：6-7.

收稿日期：2023-11-20

作者簡介：于百庫（1970—），男，本科，教授級高級工程師，研究方向：中長期科技發(fā)展規(guī)劃與創(chuàng)新方法；吳永志（1979—），男，本科，研究員，研究方向：科技情報與創(chuàng)新方法；孫國強（1969—），男，本科，副教授，研究方向：教育培訓與創(chuàng)新方法。