2.4　U-TRIZ理论

在经典TRIZ理论的基础上，我国学者赵敏、张武城、王冠殊等建立了一种以功能为导向，以属性为核心的TRIZ理论体系，尽量实现工具和方法的统一，这个目标体系理论就是Unified TRIZ，简称U-TRIZ[5]。

以功能为导向、以属性为核心是U-TRIZ理论的特色。该理论首次提出了SAFC分析模型、40个发明原理与功能的联系、功能模型与物-场模型的相互转换、属性操作调节功能的机理、增加生物特性进化趋势、人机合一进化趋势、物-场模型与数字化/信息化/CPS的关系等，认为借由功能动作、作用对象的属性参数或属性都可以实现、调节和操作功能。U-TRIZ是TRIZ理论的新发展。

U-TRIZ理论认为，物质与功能是通过属性联系的，每个物质都有多个属性，创新就是掌握呈现在眼前的物质属性，并把它配置到相应的物质上。因此，对物质属性的认知和操作是U-TRIZ的要点。

U-TRIZ理论认为，经典TRIZ的39个通用工程参数仅仅是为了查询矛盾矩阵表，其对专用参数进行的高度一般化的处理结果影响了对物质属性的精确判断与应用，因此，矛盾矩阵表解题命中率不高是必然的。其实，在分析问题、解决问题的过程中，寻找的是参数，应用的是发明原理，但实际操作的是物质属性，与其费尽心机地寻找合适的属性参数，不如从一开始就同时关注物质的属性与参数，甚至直接对物质的属性加以操作，以便捕捉到更多的解题线索和更好的解题机会。因此，U-TRIZ把解决问题所需要的关键物质属性的参数称为属性参数。所有的发明原理、标准解、效应构成的发明成果，最终落脚点都是物质属性的变换。无论在分析问题还是在解决问题的阶段，整个解题过程就是寻找合适的物质属性的过程，就是让适用的物质属性与有问题的物质属性发生交互或置换的过程，就是对技术系统内外部的物质属性或属性参数进行“变、增、减、测、稳”精心操作的过程。因此，U-TRIZ给出了可以精确操作的（功能受体或作用对象的）36个通用属性参数，如表2-6所示。

表2-6　U-TRIZ给出的功能受体的36个通用属性参数

对于科学效应，U-TRIZ理论认为，效应并不直接等于功能，而只是受前级的物质属性作用影响而在效应物质上形成的新的属性输出，如果该属性输出（动作）作用在下一级物质上，即可形成功能；如果没有作用在下一级物质上（即没有与其他物质发生相互作用），就不能算形成了功能，而只是一种即将形成功能的功能要素。

在U-TRIZ中，用SAFC模型来表达和描述功能，并将其作为分析问题和解决问题的工具。SAFC模型是U-TRIZ独创的、统一的分析问题和解决问题的复合模型。

SAFC模型是基于物-场模型，同时融入了属性分析、功能分析和因果分析的一种复合型分析模型，其使用特点是一次分析得出多种结果，而且可以边分析、边解决问题。一个基本的物-场模型和一个标准的SAFC模型的区别如图2-3所示[5]。

图2-3　一个基本的物-场模型与一个标准的SAFC模型[5]

将经典TRIZ理论的物-场、功能、属性和因果等创新要素集成到一个SAFC模型中是U-TRIZ最大的创新亮点之一。

SAFC模型既明确代表了功能，又明确代表了因果关系；在模型中，S代表物质，A代表属性，物质与物质之间或者物质与功能之间的连线（实线或虚线）表示物质属性的传递；两条实线（从S1到S2）交汇为物质属性相互作用后生成的一个功能结果Fuh；两条虚线（S1到S3、S2到S3）交汇表示为物质属性相互作用后生成的一个因果因素（S3）。

在因果作用的方向上，虚线自下而上，表示由因及果的方向；自上而下，表示由果及因的方向。在功能作用的方向上，以实现连接，习惯上把物质S1作为功能载体，是发出动作的主体，把物质S2作为功能受体（或作用对象），是接受动作的客体。

在作用时序方面，每个SAFC模型表示的都是一轮微观层面上的相互作用。因此，其实际发展顺序是自下而上的，即先有相互作用（功能），后有作用结果，故S1、S2必须放在三角形模型最下面的两个顶点位置，S3是最终结果，放在最上面的顶点位置，Fuh必须放在三角形模型的中心位置，但是位于S3和A3的下方，表明作用的因果关系（含时序关系）。

在结果形态表达方面，S3是具有属性A3的衍生物质，它来源于改变了原有状态的S1或S2的变形物质或是其中的一部分，或者是叠加物质S1+S2，或者是融合物质S1×S2。