TRIZ紹介: 


トリーズ(TRIZ)
Theory of Inventive Problem Solving

中川 徹 (大阪学院大学 名誉教授)

『デザイン科学事典』、日本デザイン学会編、編集委員長 松岡由幸、丸善出版、2019年10月刊、pp. 550-555

掲載:  2019.11.23 

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  編集ノート (中川 徹、2019年11月19日)

本稿は、 表記のように、『デザイン科学事典』中の1項目として、つい最近(10月29日)出版されたものです。3年前の2016年7月に分担執筆の依頼を受け、同年8月に原稿を提出しました。刷り上がり6頁の短い紹介で、TRIZの全体を分かりやすく書いております。本ホームページ上でも久しぶりの入門記事となりました。

この事典の成り立ちは、2004年頃から議論を始め、日本デザイン学会、日本設計工学会、日本機械学会が連携し、さらに、日本建築学会、精密工学会、人工知能学会が加わった6学会が共催してDesignシンポジウムを14年間継続する中でできてきたものだと、序言に記されています。最終的には、合計15の学協会と1つの団体連合の協力を得、上記6学会からの32名の編集委員・編集協力者、そして総勢103名の執筆者によって、創り上げられたとのことです。

そのように長期間を要したのは「デザイン科学」という「新しい科学の体系」を議論しながら創る必要があったからだと言います。デザインには、文化や芸術に視座を置いた「デザイナー」の考えるデザインと、科学や工学に視座を置いた「エンジニア」の考えるデザイン(設計)との、両義があります。またそれぞれに多くの専門に細分化されています。それらを含んで、横断的に基礎となる「デザインの科学」を創ろうというのが、この事典の大目的です。その分野はあまりにも多様ですから、教科書にはまとまりきらず、「辞典」では散逸し過ぎますから、今回の「事典」という形式が適切と思われます。

構成は、序章、第I部: 1章 デザイン理論(4項)、2章 デザイン方法論(45項)、第II部 デザイン方法: 3章 分析法(62項)、4章 発想法(47項)、5章 評価法(12項)、です。各項2頁〜8頁で、分かりやすく、かつ学術的に記述されています。

私はこの2週間かかって、読み上げたところです。実に広範な分野・理論・方法・実践であり、本当に参考になりました。これから少し全体を整理して自分で概観できるようにしたいと思っています。全体で705頁、定価20,000円です(==> Amazon)。高価ですが、貴重な文献です。

自分の執筆箇所を本ホームページに公開で掲載することを、丸善出版社より許可いただきました。出版社および編集委員の皆様に感謝します。本サイトでは、PDF版とともに、HTMLページで掲載し本サイト内の参照文献へのリンクを少々追加しておきます。

なお、本書の別項目として「6箱方式(Six-Box Scheme)」を執筆しました。別ページを参照下さい。

また、12月初旬(?)には、日本創造学会編・高橋誠編著『実例から学ぶ―実践発想法』(仮称)(日科技連出版社)が刊行されます。私は、「TRIZ/USIT法」について、方法の説明と適用事例を8頁執筆しました。『デザイン科学事典』での記述と相互に補い合う形になっていますので、後日の掲載にご期待下さい。

 

本ページの先頭

紹介記事の先頭

特許と科学技術情報の知識ベース化

発明原理

技術システムの進化の法則

技術システムのモデル

矛盾とその克服

心理的惰性の打破

TRIZの思考法

TRIZの全体プロセス

適用事例

TRIZの位置づけ

参考文献  

『デザイン科学事典』紹介

「トリーズ(TRIZ)」紹介

TRIZ PDF

「6箱方式」紹介

6箱方式 PDF

『実践発想法』紹介

TRIZ/USIT 紹介・事例

TRIZ/USIT PDF

 

 


 

 『デザイン科学事典』 pp. 550-555                   ==> PDF (6頁)

 

トリーズ(TRIZ)
Theory of Inventive Problem Solving

 

トリーズは,「発明問題解決の理論(theory of inventive problem solving)」を意味するロシア語の名称の略称を英語表記して,TRIZ として世界で通用している.ゲンリッヒ・サウロヴィッチ・アルトシュラー(Genrikh Saulovic Altshuller, 1926-1998)が旧ソ連の民間で開発し,冷戦終了後(90年代〜)西側諸国に広がって,米・欧・日・韓・他アジア諸国などの産業界で使われている.

特許の内容の分析から出発して,技術開発全般にわたる高度な知識ベースを樹立し,問題を解決して新しい技術・商品を創るための方法論(すなわちデザイン方法論)を確立した.アルトシュラーが1946年に着想し,70年代以後多くの弟子たちとともに開発した.(参考: Phan Dung 「アルトシュラー先生の思い出」

彼は1985 年に技術分野のTRIZ 開発を止め,創造的な人格の研究に転進したので,85 年までの内容を「古典的TRIZ(classical TRIZ)」とよぶ.それ以後は,多数の弟子たちが欧米に移住するとともに,西側諸国にいくつものグループができ,多様な方向に発展させてきている.

ここでは古典的TRIZ を土台にして,その特徴を述べ,そのそれぞれの面での「現代化TRIZ(modernized TRIZ)」についても言及する.

 

● 特許と科学技術情報の分析と知識ベース化 

アルトシュラーは若年より発明の才に長け,海軍で特許の審査官をしていた20 歳のときに,「多数の特許のアイデアにはそのエッセンスに共通のものが現れる」ことに気づいた.彼が開発したTRIZ は,特許および科学技術の情報を分野を越えてボトムアップに整理する帰納的なアプローチがベースになっている.

「自分が取り組み始めた問題も,世界ではきっと誰かがすでに考え,(部分的にせよ)解決しているに違いない.それを積極的に取り入れよう」というのがモチーフである.

科学の原理や技術発明の原理を整理して,「イフェクツデータベース(effects database)」とよぶ知識ベースを作った.分野を越えて,機能や効果でまとめ直し,科学原理や技術事例を検索できるようにした.  

90 年代以後,ベラルーシのグループが米国に渡り,人工知能の意味解析(semantic analysis)の技法を開発・駆使して,特許と科学技術情報の知識ベースを活用するソフトウエアを開発普及させている.(参考: 中川:TRIZ法ソフトウェアツールの仕組みと使い方・学び方 (TechOptimizer Pro V2.51)
英国のダレル・マン(Darrell Mann, 1962-)らも特許と技術情報の最新情報の分析・蓄積・活用を進めている.(参考: Darrell Mann ら: TRIZの現代化:米国特許分析から 

近年では,生物学の知識をも加えて,生物が進化させてきた構造や機能を工学に取り入れるという,バイオ工学(bioengineering)と連携したTRIZ の研究も行われている.(参考: Julian Vincentら: 生物学から工学への体系的技術移転  )

 

● 発明のアイデアのエッセンス:発明原理 

「新しい発明の記録である特許を多数読んでいると,発明のアイデアのエッセンスには技術分野や対象の違いを越え,時代を越えて,同様のものが現れる」ことにアルトシュラーは注目した.彼はそれを記録・分類・整理して,「40 の発明原理(40 Inventive Principles)」にまとめた.サブ原理のレベルでは約100 項目である.

例えば,以下のような原理が挙げられる.(参考: Darrell Mann: 『体系的技術革新』 、中川: TRIZの40の発明原理 、高木芳徳著『トリーズの発明原理40』の出版にあたって

・ 発明原理1.分割: 1A. システムを分離した部分あるいは区分に分割する. 1B. 組立てと分解が容易になるようにシステムを作る. 1C. 分割の度合いを増加させる.

・ 発明原理4.非対称: 4A. 物体やシステムが対称的であるところに,非対称性を導入する.

・ 発明原理25.セルフサービス: 25A. 物体またはシステムが,それ自体で機能を実行したり,自己組織化できるようにする. 25B. 廃棄する資源,エネルギーあるいは物質を利用する.

・ 発明原理40.複合材料: 均一材料から複合(複数)材料に変え,各材料を特別の機能的な要求に最適化する.  

発明原理の番号はTRIZ では伝統的に固定して扱われている.  

これらの発明原理の典型例が,いろいろな技術分野ごとに集められて報告されている.化学工学,建築,ソフトウエア (参考: Umakant Mishra: TRIZの40の発明原理一覧とIT/ソフト分野の適用例 ,ビジネス,広告などの分野のものもある.適用分野によって,発明原理の各項の名称や説明が少しずつ調整されていることがある.

発明原理の例をよく学び(また発明原理を記憶して),自分の問題解決(あるいは新しいデザイン)のアイデア出しにいつでも使えるようにしておくとよい.いろいろな技術事例あるいは自分の身の回りにあるものでよく工夫されているものについて,それが発明原理の言葉でいうとどれを使っているといえるかを考えるとよい.

 

●  技術システムの進化の法則/トレンドと理想性 

特許と技術情報の分析から,「技術システムの発展には法則性がある」とアルトシュラーは考えた.彼はそれを「技術システムの進化の法則(laws of evolution of technical systems)」とよんだ.

その主法則は「技術システムは,理想性の増大に向かって進化する」という. ここで理想性(ideality) は当初,主有用機能/(所要物質量+エネルギー+空間)と定義され,最近では主有用機能/(有害作用+コスト)が使われる.「主有用機能(main useful function)」とは,その技術システムの本来目的とする機能のことである.

この理想性の定義は定性的なものであり,VE(value engineering)のValue とほぼ同義である.

「技術の発展は技術的な壁(矛盾)を破ることによって,段階的に少しずつ向上する」と考える.  

理想性が無限大になる極限として,究極の理想解(ideal final result)が考えられる.そこではコストも害もなく,(システムも存在せずに)主有用機能が「ひとりでに」実現される.TRIZ における1 つの思考法として大事である. (参考: Darrell Mann: 理想性とセルフ-X )

アルトシュラーは法則という言葉を使ったが,トレンド(trend)とよんで,もっとさまざまな側面での進化を考察することも多い.
例えば,「単一システムから二重システム,多重システムへと複合化する」.「システム内の主要な部品が,中実の固体から中空構造,複数空洞構造,毛細管/多孔質構造,そして活性要素を入れた多孔質構造へと進化する」などである.

これらの多数のトレンドを理解しておくと今後の発展の方向をいろいろな側面から考察できる.

 

● 技術システムの完全性,物質-場モデルと機能分析,発明標準解 

技術システムが機能するには,図1 のような要素が必要である.  

   

この図の左部分は作業を及ぼすシステムの内部構成の骨格を示し,右の三角形の部分は作業を直接及ぼす部分( ツール[tool, S1]) と作用される対象物(S2) との関係を示す.アルトシュラーは,左部分を「技術システムの完全性の法則(law of completeness of technical systems)」とよんだ.

右の三角形の表現を「物質-場モデル(substance-field modeling)」という.技術システムが作用を及ぼす現場では,ツールS1 が対象物S2 に作用するが,その際に作用する「場 (Field, F)」の種類を明確に理解することが有益だという.

TRIZ でいう「場 (field)」とは「物理現象を記述するための物質以外の全てのもので,力学的な力,電気的・磁気的・電磁気的な作用,熱的,化学的な作用など」を総称する.

この古典的TRIZ での物質-場モデルの表現は,現代では機能分析の表現(機能 f: ツールS1 →対象物S2)で置き換えられることが多い.(参考: Larry Ball 著『階層的TRIZアルゴリズム』  ) 

アルトシュラーは,問題のあるシステムの機能的な構成を上図のようなモデルで考え,その不完全性や問題点をモデル的に分類して,各場合の解決策を(モデル表現で)整理した.彼はこの作業をボトムアップに行い,その結果を階層的な体系にして「76の発明標準解(76 inventive standards)」とよんだ.(参考: 「76の発明標準解」(Salamatov)) 

 

● 矛盾の理解と克服,技術的矛盾と物理的矛盾 

「技術の進歩,発明の真髄は問題/困難の核心にある矛盾を見出し,それを克服したときにある」とし,それを支援する方法としてアルトシュラーはTRIZ を創った.

彼は技術的な問題の典型を「システムのある側面を改良しようとして(従来の方法を適用すると),別の側面が悪化してうまくいかない」と表現し,これを「技術的矛盾(technical contradiction)」とよんだ.

そして各種の側面を39 個のパラメータ(parameter)で表し,改良する側面39×悪化する側面39 で問題を表現した.彼は約4 万件といわれる特許(旧ソ連の発明の著者証明書,各A4 1頁)を読み取り,その問題を分類し,その特許解決策のエッセンスを前述の40 の発明原理で記録した.

この分析をまとめて,39×39 の各枡目ごとに最もよく使われた発明原理のトップ4 件の番号を記述した一覧表を作った.これを「矛盾マトリックス(contradiction matrix)」という.

彼は1971 年頃にこれを完成させたが,使用してみてその有効性に限界を感じ,1973 年以降使用を停止し,非推奨にした.

90 年代以後TRIZ が西側に紹介されたとき,人々はこの構想の偉大さに感激し,多くのTRIZ 教科書に掲載されている古典版矛盾マトリックスをそのまま使っている.

マンらはアルトシュラーの構想を継承して,1985 年以後の米国特許全件を分析し,パラメータ数を48(その後50)に増やして,新版矛盾マトリックスを作った.古典版よりもずっと使いやすく,推奨してくる発明原理の適切性・有効性が高い.(参考: Darrell Mannら: 矛盾マトリックスの現代化 、Darrell Mann (中川訳)『新版矛盾マトリックス2010』

図2 に矛盾マトリックスの部分図を示す.50 のパラメータをもつ最新版(Matrix2010)を例にしているが,使い方は古典版も同じである.

   

改良したい側面を考え,パラメータのリストから選び左欄での位置を確認する(Matrix 2010 でのパラメータの分類と項目数を図の左に示した).次に,何らかの解決案を考えたときに悪化するパラメータを考え,上欄の位置を確認する.大きなマトリックスでその交点の枡目を見る.各枡目内の4 つの数字は,発明原理の番号であり,その枡目の問題の場合に最も頻繁に使われた順にトップ4 件である.これらの発明原理をヒントにして,自分の問題の解決策を考える.  

アルトシュラーらがさらに進めた矛盾の理解は,「1 つのシステムの1 つの面に対して,正逆の矛盾する要求がある」場合である.これを「物理的矛盾(physical contradiction)」とよんだ.上記の矛盾マトリックスの対角線上にある場合である.

このように問題を突き詰めると,「分離原理(separation principles)」で確実に解けるという.

例えば,建物の基礎の杭は,設置するときは(下方向に)抵抗なく進むことが必要だが,設置後はしっかり支えるために大きな抵抗が必要である.この矛盾した要求の鍵は,設置する最中と設置した後というように,要求が時間によって違っている(分離できる)ことである.

そこで要求を時間によって分離し,各時間帯で要求を満たす状態(解)を考え,その後それらを両立させることを考えよ.両立させるには, 40 の発明原理で(この場合)時間に関係するものを使って考えよ,という. (参考: Kyeong-Won Lee: 物理的矛盾の解決事例(超節水トイレ)、Larry Ball 著『階層的TRIZアルゴリズム』

 

● 心理的惰性の打破,視野の拡大と擬人化 

アルトシュラーは問題の解決のために「心理的惰性(psychological inertia)」,すなわち思い込みを打破する方法をいくつも導入している.

その1 つは視野を広げることであり,焦点のシステムだけを考えるのでなく,その下位システム(構成要素,部品など)と上位システム(動作環境など)を考え,また過去の状況と将来の状況を考えよ,という.これは3×3 の場面で考えるので「9 画面法(nine windows method)」とよばれる.  

また,擬人化の方法も提唱している.問題のシステムの内部に入って,主要部品の1 つが多数の「賢い小人たち(smart little people)」で構成されていると考える.問題状況の中で,この小人たちがどのように振る舞うだろうかと考える.1 人でなく多数の小人を考えることで多様性,柔軟性が増す.(参考: 中川: やさしい事例(ホッチキスの針)

 

●  TRIZ の思考法,弁証法的思考 

TRIZ での創造的な問題解決(すなわち,本書でいうデザイン[Designing])は,以上に述べてきたことを総合的に使って思考することである.

そのエッセンスの1 つの表現を図3 に示す.  

  

TRIZ のエッセンスは,第一に技術の進歩についての理解にある(図3 左部).先述の技術システムの進化の法則の理解が中核にあり,資源(物質,エネルギー,空間など)の利用を最小限にして,理想性を高める方向に,矛盾の克服によって一段一段進む,と認識している.

そこで,技術を進歩させるためにTRIZ が開発したのが図3 右部の方法である.それは考えるための方法であり,システム思考,理想性指向,矛盾解決を特徴とする.その思考法は弁証法思考(dialectic thinking)といえる.弁証法というと難解な印象があるが,要するに上記の3 つの特徴を持つ思考と理解するとよい.

(図3 の双方向矢印) TRIZ による理解とTRIZ が開発した思考法はよく対応している. (参考:中川: TRIZのエッセンス−50語による表現 

 

●  TRIZ における問題解決の全体プロセス 

TRIZ は(古典版でも現代化版でも)上記に述べた諸方法を十分活用して,創造的問題解決を目指す.その主要4方法は図4 のように表せる.  

  

これらは, 従来の科学技術と同様に抽象化の4 箱方式(four-box scheme of abstraction)をベースにしている.各方法では,自分の問題(左下)について左上の観点から考えて,一般化した問題の中のあてはまるものを選び,右上の(膨大に蓄積された)知識ベースを参照すると,一般化した解決策が(複数)提示される.それをヒントにして,自分の問題への具体化を図る.

TRIZ の大きな寄与は,これらの膨大な知識ベースを使いやすい形で作りあげたこと,それらの知識ベースがさまざまな技術分野にまたがって使えるだけでなく非技術の分野にさえ適用できることである.(参考:中川: TRIZの意義と導入法 

ただ問題は,主要4 方法が部分的な観点からの並列した方法であり,その他の方法も含めた全体プロセスが輻輳していることである.アルトシュラー自身も,ARIZ とよぶTRIZ の全体アルゴリズムを開発し,たびたび改訂している.現代のTRIZ 専門家たちは,それぞれの流儀で整理・拡張・簡略化した全体プロセスを使っている. (注: この問題を解決したのが、「6箱方式(Six-Box Scheme)」である。別項参照  )(参考: 中川: 創造的な問題解決の一般的な方法論を確立しよう 、中川: TRIZを越えて: なに?なぜ?いかに?

 

● 適用事例 

世界の産業界(特に製造業)で活発に使われており,ビジネス分野,学術研究分野,創造性教育などにも広がっている.

ここでは適用事例を紹介するスペースがなかったが,日本TRIZ シンポジウムや海外の国際会議などでもいろいろ発表されており,具体的には公共サイト『TRIZ ホームページ』などを参照されたい. (参考: 中川 徹編『TRIZホームページ』 総合目次 TRIZ適用事例 

 

●  TRIZ の位置づけ 

図4 の特徴から,日本ではTRIZ を強制発想法(enforced analogical thinking method)の1 つと解釈することがあった.しかし,TRIZ はもっと大きな体系であり,科学技術の分野を越えた創造的な問題解決の方法論(すなわち,本書でいうデザイン方法論)の重要な1 つである.

(注 (中川 徹、2019.11.20): この位置づけから、筆者は「 TRIZ」の項を 第2章 デザイン方法論に編入されるように要請した。しかし、事典編集委員会は、「第II部 デサイン方法」の扉ページにつぎのような特記を付した上で、「TRIZ」の項を 第4章 発想法の中に編入した。

第II部では、利用のしやすさを考慮し、各デザイン方法を分析・発想・評価の3つの思考にわけて、分析法(第3章)、発想法(第4章)、評価法(第5章)の各章に掲載している。
なお、デザイン方法には、分析しながら発想する方法、分析・発想・評価のすべてを行う方法など複数の思考にまたがる方法が多く存在する。そのため、ここでは、各デザイン方法において主となる思考に注目し、その思考の章に割り当てている。)

 [中川 徹]        

         

引用文献

Mann, D., Hands-On Systematic Innovation(2002),CREAX Press. (中川 徹監訳,TRIZ 実践と効用(1A)体系的技術革新─新版矛盾マトリックス Matrix 2010 採用(2014),クレプス研究所)

Mann, D., Matrix 2010: Re-updating the TRIZ Contradiction Matrix(2009),IFR Press. (中川 徹訳,TRIZ 実践と効用(2A)新版矛盾マトリックスMatrix 2010(技術一般用)(2014),クレプス研究所)

中川徹,TRIZ のエッセンス―50 語による表現(2001),TRIZ ホームページ,http://www.osaka-gu.ac.jp/php/nakagawa/TRIZ/jpapers/Essence50W010518.html (参照日:2019 年5 月23 日)

中川徹 編集:TRIZ ホームページ(online), available from <http://www.osaka-gu.ac.jp/php/nakagawa/TRIZ/> (参照日:2019 年5 月23 日)

 

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『デザイン科学事典』紹介

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「6箱方式」紹介

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『実践発想法』紹介

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最終更新日 : 2019.11.23    連絡先: 中川 徹  nakagawa@ogu.ac.jp