介绍了ARIZ的基本原理及特点，分析了ARIZ在产品创新中的作用及解决问题的方法，结合应用实例说明了ARIZ在机械产品创新中的使用过程。
1 产品创新的基本概念
新产品是一个内涵非常丰富，定义非常困难的概念，不同的主体对新产品的认识也不同。在消费者看来，产品的各项构成要素(产品的功能、效用、式样、特色、品牌、包装、价格、服务等)任何一项发生了变化，都可以视为新产品。从技术开发人员的角度来看，只有采取了新技术、新工艺、新材料，从而使产品的功能、结构、技术特性等发生显著变化的产品，才算是新产品。对制造商来说，从未生产过的产品就是新产品。根据以上不同对象对新产品的理解，综合出产品创新的概念为:把技术上、结构上甚至形式上有变化的产品商业化，或者是形成全新的产品，或者是现有产品的改进.
产品创新具有以下4个特征: (1)时间和结果的不确定性;(2)可能与传统观念发生冲突;(3)运用并同时产生新知识;(4)多学科交又和多种技术嫁接。
产品创新的成功与否，除了取决于企业内部的技术力量、知识储备、与外界的技术交流，以及投资力度和市场环境之外，更重要的是采用什么样的创新方法。本文研究采用基于ARIZ的创新方法。
2 ARIZ的基本原理
ARIZ是"发明问题解决算法"的俄文缩写，是TRIZ“发明问题解决理论”中分析、解决复杂问题的方法之一。对于复杂问题，ARIZ对其进行一系列变形及再定义，使之简化为易于解决的问题。它是非计算的逻辑过程.ARIZ的构成见图1。
ARIZ首先是将系统中存在的问题最小化，原则是尽可能不改变或少改变系统而实现必要的机能:其次定义系统的矛盾对立，并将矛盾对立简化为“问题模型”:然后将对立领域明确化，并分析系统中可以使用的资源:进一步定义系统的理想解。通常为了实现系统的理想解，系统对立领域的最重要构成要素应是相互对立的物理特性。例如，冷的同时发热、导电的同时绝缘、透明的同时不透明等。
接下来是定义系统内的物理矛盾以及消除物理矛盾。物理矛盾的消除需要最大限度的利用系统内的资源及物理、化学、几何学效果工学应用知识库。如果问题得不到解决，则要返回最初的地方，对问题进行再定义。
3 ARIZ在机械产品创新中的应用
在传统机械产品创新设计中，因机械产品结构复杂，设计环节多，难度大等特点，不能迅速有效的解决产品存在的问题和进行产品的更新换代，不能巧妙的实现用户要求的功能。我国的技术创新能力薄弱，57%的主要机械产品技术从国外引进。长期以来，我国的大多数企业采取模仿性创新策略，但从长远的民族利益和经济的可持续发展出发。我们应该积极提高技术创新的能力和水平，从模仿性创新过渡到跟踪性和进攻性创新。ARIZ的特点是用于解决复杂问题。对于一个复杂问题，首先对问题重新组织，重新认识，通过分析系统，分析资源，使之清楚地得到解决问题的关键所在。ARIZ是熟悉问题的多步骤过程，它是高度迭代的，而不是一种线性方式。它是计划，实施-检查一应用的循环过程。ARIZ要求精确定义问题的各个部分，并综合利用TRIZ中各种方法来解决问题。它是通过使人们在超系统、系统和子系统的功能域和物理域上反复寻找解决问题的关键来达到目的。针对ARIZ的特点，采用该种方法作为机械产品创新的主要工具。
由于机械系统的复杂性，从初始问题中提取最小问题后，分析内、外部资源，为了更有效地分析问题，当不可能在宏观领域上解决问题时，转向微观领域，这时用“粒子(分子，原子，离子等)”描述资源。定义理想解:宏观理想解是指在操作时间和空间内，在不增加系统复杂度的条件下，增加有用功能的同时也减少有害功能:微观理想解是指在操作时间和空间内，资源能够提供微观领域内正的物理状态/行为，也能够提供相反的物理状态/行为。再定义物理矛盾:物理矛盾是指为了实现某种功能，一个子系统或元件应具有一种特性，但同时出现了与该特性相反的特性。物理矛盾出现两种情况:其中矛盾1是指设法减小有害功能时有用功能也会减小的矛盾;矛盾2是指设法增强有用功能时有害功能也增加的矛盾。那么，相对宏观理想解和微观理想解，应有宏观矛盾和微观矛盾。宏观矛盾是指在操作时间和空间里必然发生在超系统或子系统内的矛盾，微观矛盾是指在操作时间和空间内在微观条件/行为下必然发生的相反的物理状态/行为。
在分析了资源、理想解和矛盾后，紧接着就是消除矛盾(见图2)。矛盾的消除分几个层次，第一个层次是改变时间、空间、系统组成或物质的状态，通过更改部分资源看是否能够消除物理矛盾;第二个层次是应用相似问题的成功解决方法。采用基于实例的推理方法解决矛盾;第三个层次是应用系统对立问题克服的典型技法，该技法是根据系统的矛盾选择40个发明原理，从而明确解决问题的关键和解决对策的探索方向;第四个层次是利用物质一场分析，物质一场分析是对具体问题定义并将问题模型化的方法;第五个层次是利用发明问题的标准解决方法。发明问题的标准解决方法是将发明问题按其物质一场模型进行分类，将各类相似问题的解决方法标准化、体系化。在探索具体问题的解决对策时，实现某些机能所需的物理、化学、几何学等具体原理则由物理化学几何学效果工学应用知识库提供。
如果以上步骤都不能解决该矛盾，则依次按照选择其他的矛盾、重新定义最小问题、在系统中重新定义初始问题三个层次，分别执行以上步骤，直至问题解决。
大型工业水容器多用钢板构成。为了承受巨大的水压以保证使用安全，容器四周的钢板必须被支承或加强。带槽的钢板可以增加强度但制造过程复杂。加厚钢板或加强筋会增加容器的重量和成本。应用ARIZ.问题的分析解决过程如下:
(1)最小问题对己有系统不做大的改变而使水容器能盛更多水，同时不增加钢板的厚度和钢板结构的复杂性。
(2)系统对立不能同时实现水容器盛水多而钢板的厚度不增加及钢板的结构简单。
(3)问题模型改变现有系统中的某个构成要素，在保证盛水多的情况下钢板的厚度不增加，同时支承钢板的结构简单。
(4)对立领域和资源分析对立领域为钢板的可承受压力和钢板本身强度。可以改变的是钢板的受力情况。即对钢板的支承结构。
(5)理想解钢板本身厚度和重量要小。同时要有足够的强度。
(6)物理矛盾矛盾1是指增大钢板的强度，钢板的厚度增加，重量增大。矛盾2是指减小钢板的重量和厚度，钢板的强度减小，不能承受水的压力。
(7)物理矛盾的去除为了去除物理矛盾，必须对钢板实施加强作用。通过对上述消除矛盾方法的利用，依层次对矛盾进行解决。最后选定用40个发明原理解决问题。用发明原理中的“(9)事先反作用”。包括两个方面:①事先预置反作用:②对受拉伸作用的物体，事先设置反拉伸力。利用②，当钢板受压时，首先要克服预置力，这样就增人了钢板所受的总的压力。
(8)问题的解决对策为了产生预置力，在板的中心放一圆环，用沿对角线方向的料拉钢板。见图3。
当钢板受压时，产生了预置力。为了增大预置力的作用，用圆锥环代替圆环。这样拉杆倾斜，产生了垂直于钢板的力，总的预置力增大了，见图4。
4 结论
利用ARIZ通过对产品系统的构成要素以及构成要素之间的相互关系做深入分析，使产品开发人员能准确的找到系统问题的关键所在。对于复杂系统，通过对系统、子系统、超系统以及它们之间的相互关系来转换解决问题的途径。ARIZ将TR1Z中的物质一场分析、矛盾消除矩阵、工程学原理知识库等方法综合应用，从不同层次对技术难题进行求解，为机械产品创新设计的具体实践提供了有效的方法。
