创新算法 创新算法 8.6分

创新居然是可以有算法的?

xbin999
2018-07-04 15:21:03

最近读了一本有趣又枯燥的书:前苏联的根里奇·阿奇舒勒写的《创新算法》,是在同事的桌上拿起来的,看到标题觉得是个神话,创新怎么能变成算法呢?像设计思维更多是一套方法论,也远未到算法的层级。

书封上的介绍是:

一部被前苏联雪藏50年的技术创新专著,一部被翻译成多种语言的TRIZ经典之作。
根里奇·阿奇舒勒的《创新算法》是发明性问题解决理论(TRIZ)发展史上的一个里程碑,是历经20多年研究和分析的结晶。书中,阿奇舒勒详细地描述了ARIZ这个TRIZ解决问题的算法,通过ARIZ可以实现最高级别的发明创造。本书具有深刻的思想见解和令人信服的案例,许多人认为是阿奇舒勒的一部不朽巨著,是任何创造性和技术性变革的必备手册。
这本书是一位杰出的思想家、科学家和作家站在思想的高峰看到的壮丽景象。

第一感觉是套路,出版商深深的宣传套路,但后来看到豆瓣评分8.6以及阳志平老师的推荐语:

天才之作。人类二十世纪最重要的著作,没有之一。从接触到这本书开始,那种透彻人类创新行为本质,感受人类智慧大门在你眼前,慢慢打开的感觉真爽。

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最近读了一本有趣又枯燥的书:前苏联的根里奇·阿奇舒勒写的《创新算法》,是在同事的桌上拿起来的,看到标题觉得是个神话,创新怎么能变成算法呢?像设计思维更多是一套方法论,也远未到算法的层级。

书封上的介绍是:

一部被前苏联雪藏50年的技术创新专著,一部被翻译成多种语言的TRIZ经典之作。
根里奇·阿奇舒勒的《创新算法》是发明性问题解决理论(TRIZ)发展史上的一个里程碑,是历经20多年研究和分析的结晶。书中,阿奇舒勒详细地描述了ARIZ这个TRIZ解决问题的算法,通过ARIZ可以实现最高级别的发明创造。本书具有深刻的思想见解和令人信服的案例,许多人认为是阿奇舒勒的一部不朽巨著,是任何创造性和技术性变革的必备手册。
这本书是一位杰出的思想家、科学家和作家站在思想的高峰看到的壮丽景象。

第一感觉是套路,出版商深深的宣传套路,但后来看到豆瓣评分8.6以及阳志平老师的推荐语:

天才之作。人类二十世纪最重要的著作,没有之一。从接触到这本书开始,那种透彻人类创新行为本质,感受人类智慧大门在你眼前,慢慢打开的感觉真爽。

这让我提起了兴趣,在每天中午抽时间断断续续看完。严格意义说并没有都看完,因为很多案例是工程机械方面的,吃不消看,也是我所说的枯燥部分。但又认为确实是一本好书,一本有趣的书,使得对创新有了不同的理解。记得以前在单位曾经对IT系统架构进行分级,然后对不同系统架构进行不同维度的抽象和评估,希望找出一个合理的评估算法(如果能说是算法的话),当时尝试觉得很难,在设计诸多表格后也没有能持续下去,现在看来或许还是分析案例不够,抽象能力不足。

回到本书,核心的观点我想一个概念图来表示。

作者提出了创新有5个等级,分别是:

1.使用一个已有的物体,不考虑其他物体;
2.在几个物体之间选择一个;
3.对选出的物体做部分改变;
4.开发一个新物体,或者完全改变选择的物体;
5.开发一套全新的复杂系统。

在书中举了大量的前苏联的专利案例,比如用塑料盖代替金属盖,塑料盖是已有的物体,这是1级发明;而制造金属粉末、合金粉末和其他导电物质粉末。这个方法开启了电极放电加工材料的技术之门,是5级发明。虽然我没看懂它什么意思,但感觉很厉害的样子。

传统创新的方法基本思路就是采用试错法,像大海捞针。作者和同伴花了4年时间研究了14类发明250万份专利,得出了5个创新等级的分布数据,以及不同级别在搜寻过程中采用试错法的次数。大致如下:

也就是随着创新等级增加,创新难度越大,数量越少,需要试错的次数也越多。

原始的试错法需要改进,一个方法是采用头脑风暴法,不过头脑风暴法并没有减少试错次数,它的主要作用是把人们产生想法和分析想法分开,在头脑风暴过程中不做评判是最重要的,起到的效果是帮助人们克服惯性思维。

而想要达到减少试错次数的目的,作者提出了ARIZ算法,其中有两个核心概念:理想机器和技术矛盾,前者给出方向,后者解决障碍。也就是以一个理想机器作为目标,以目标为导向进行启发,每一个创新都是要解决矛盾,比如有的是增加了成本,有的是稳定性下降等等。

书中有一个破冰船的例子,是我唯一一个看的比较详细的例子。

破冰船一般采用楔形原理,在冰上开辟通道。因此破冰船的速度和破冰的厚度,取决于破冰船的功率。破冰船的进化方向是增加引擎的功率。……由于破冰船的两段是锥形,破冰船完全被“引擎系统”占满。……引擎船过于庞大,留给大型货物的空间就不够了。因此,破冰船的后面通常会跟随着一条船队,有三四只运输船。

从中我们可以看到矛盾,需要解决速度和功率、生产率和功率之间的矛盾。

按照作者提出的ARIZ算法(迭代了很多版本),以ARIZ-71算法为例,分六个阶段:

- 选择问题

- 重新定义问题

- 分析阶段

- 初步分析选定的概念

- 实施阶段

- 综合阶段

一开始选择是原问题还是变通问题,原问题是从传统思路着手,比如提高破冰船功率和船队的速度等;而变通问题则是取消掉破冰船。通过专利分析重新定义了问题,破冰的传统方法都是碎冰、切冰、炸冰等,而船从未改变过。破碎冰需要巨大的能量,但把船弄碎要容易的多(逆向思维)。那再到分析阶段来描述理想破冰的船是什么样子的呢?尽量地减少冰和船体相互作用部分,同样减小冰的厚度很难,但可以减小船的宽度,让切冰的刀片越薄越好,最理想的是刀片的宽度为0。

简单分析下,改变和冰相互作用的一部分船体,把船的这一部分完全去掉,船通过冰就没有问题了。但很不幸,这样船的底部会沉到海底去,所以为了防止这种情况,需要将船的上部和下部用两个薄的刀片连接起来,刀片切割冰层容易很多。于是变成上下两部分结构,船的底部留在冰层下面,还可以装载货物用。货船可以取消了,破冰船直接当货船用。

我在网上搜到了几个有趣的图,是关于有争议的“巴铁”的,这种大巴在轨道上行驶,但车身下方有很大的空间,可以容纳两条车道让车通过,其设计理念和上面的破冰船类似。

图片来自纽约时报中文网

图片来自搜狐

设计人员还不断基于这个思想在思考和设计,比如未来的消防车也采用了减少作用部分的思路。

科技:未来消防车,再也不怕堵车了_腾讯视频

或许你还会认为这点子不也还是奇思妙想,意外得到的吗?

答案是“否”。作者设计了一个39x39的矛盾矩阵,给出当出现什么样的技术矛盾时,可以采用相应的建议原理,明确给出一个思考的方向。比如破冰船的问题,在前面我们提到问题需要解决速度和功率、生产率和功率之间的矛盾,根据表格查询,两个矛盾中的建议原理都有一条是“物理状态改变”,这就大大减少了试错的方向。

现在是不是你也觉得这是一本有意思的书了,创新也能有算法,或许不远的将来1级、2级创新都可以由AI来自动实现,到时人类需要思考更高级别的创新了。

本文首发于微信公众号“父愚女乐”。

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