TRIZ在软件设计中的思考

TRIZ是在创新领域应用非常广泛的方法，特别是硬件设计领域的创新发挥很大作用。其中：基于39个工程参数的39*39矛盾矩阵，是专门针对硬件领域的总结。通过查表可以查到对应的40个发明原则。

在软件领域也有类似的总结，其中阿奇舒勒的弟子们研究出来的软件矛盾矩阵运用比较广泛，梳理出的24个工程参数矛盾矩阵有一定的应用范围。但面对产品，大家更多的是喜欢39个工程参数。

因为39个工程参数首先不是专门针对硬件来组织的，其实是从产品本身的工程维度的思考。而且基于设备硬件的总结覆盖了成千上万的专利案例，是期初TRIZ的思考提炼，具有一定的权威性。

其实，硬件、软件我们都可以将其看成一种设计技术，通过抽象的工程参数，即使是所谓硬件领域的39*39，也有很多可以应用到软件领域。

本文就针对39个工程参数（所谓硬件领域），思考软件领域的应用。

我们先从39*39工程参数的亲和分类来入手，详见下表：

39个工程参数进行分类，从几何、物理、系统、功率、技术、测量、损失七个方面归类，可以发现，系统、技术、测量、损失这四类是不太区分软硬件属性的。而几何、物理、功率三个类别是有比较强的硬件属性。

我们先从不区分软硬件的四类属性逐一分析：

系统类

作用于物体的有害因素、物体产生的有害因素。软件对有害因素也存在同样的作用。

30、物体影响有害因素

软件类可以影响的有害因素是什么呢？包括，适应性、控制的复杂性、系统复杂性、硬体成本、容易使用、弹性、时间损失、可维护性、内存使用量、效能、服务品质、可靠性、安全性、吞吐量、用户容量等24类，举个例子：软件运行期间可能产生内存碎片。可以通过优化对系统的内存碎片（有害因素）产生影响。通过软件优化完全可以使得系统这个有害因素减少。

31、物体产生的有害因素

当然，如果用的不好也可能恶化该指标，这就对物体产生有害因素的增加。例如：过分优化性能可能导致系统复杂性提升、可维护性降低。过分优化内存减少使用，可能导致吞吐量、用户容量下降。过分弹性提升，可能导致内存使用量的上升。

我们再看一下其他的如：

技术类

操作时间、可靠性、强度、适用性和通用性、可制造性/可操作性/可维护性、制造精度、复杂性、自动化、生产率、稳定性(对象)。

基本上都是软件的可服务等属性设计（DFx）需要考虑的范畴。这里我们可举几个例子。操作时间，这个参数在软件系统上也可理解为处理业务的时间效率。

比如：业务转发效率，通讯协议报文的传输效率等。软件优化在转发效率（吞吐量、传输时间）、传输可靠性等方面发挥巨大作用。

系统的强度？可以理解为处理高峰业务的弹性能力，以及受到攻击时的韧性，使得系统仍然能持续工作。

测量类

测量必要性、测量精度。软件的监控系统、系统运行效率的检测系统就是这类，还包括TCP的诊断工具snoop等。软件优化可以增强或减弱测量必要、测量精度。

损失类

能量损失、物质损失、信息损失、时间损失。能量、物质损失初一看似乎与软件没什么关系。

其实从软件作用对象与业务量看，软件优化可以提升单位业务的计算量也就降低了能量损耗（使得CPU利用率提升，耗用的能量自然减少）。

物质损失类也一样看上去像硬件的，但从软件使能角度可以看成软件优化占用内存、硬盘减少，反过来思考实际就是减少了存储资源的损失。

信息可以类比成：报文传输、带宽容量。时间可以类比为处理效率、频率等。

刚才从四类软件很可能相关的参数进行了阐述。即使是物理参数类似这种一看就是

硬件领域的参数，实际上也很可能与软件有一定的相关性。我们来看看：

物理参数：重量、速度、力、应力/压强、温度、光照度。速度这个参数，我们可以理解为软件处理速度，作业处理效率。

其他参数不逐一分析，总之抽象到一定程度多少能与软件有点相关性，并不是之前的似乎与软件没什么关系的感觉。

下面我们一起再看看40个发明原则：

其中很多有与物理先关的，如：14球面化。与机械相关的28更换机械系统等于软件相差甚远。但也有不少仅反映逻辑方面的，如：1分割、23回馈、24中介物、26复制这些都与软件深度应用。

例如1分割：虚拟或实际地将系统分割成几个部分的程序，以隔离或整合某种有害或有用的系统性质。

这是TRIZ的定义，其中，软件的故障隔离设计，软件架构的微服务，都属于分割隔离的思想。

当然，微服务“分割”指的是组件化架构的拆分，仅体现出他的实现思想，其中还要更多的细节需要软件专家去思考。

如：微服务是否需拆分解耦，重点考虑：是否需要独立开发、验证的要求；与其他服务灵活组合编排的要求；运行时期有效隔离要求；业务波峰波谷明显，需要弹性伸缩、独立演进升级、灰度分布要求等。

逻辑抽象的发明原则当然没有区分软件硬件，这个好理解。其实软件类有不少不仅需考虑软件，很多是软硬结合的系统思维。所以即使硬件类的发明原则，物理、化学类的，也可以尝试从软件的角度思考，是否可以应用。我们举个例子。

例如12等位性：在系统内部建立相关性，使系统可以支持等位能状态。初看似乎属于存在物理位置的方法。但细想其实我们可以抽象成：最少能量原则，集中同一区域一次把事情处理好---等位-位置不变，自己搞定。本地更新也有这个意思。

例如：磁盘删除，如果马上删除文件，然后回收磁盘空间。不少操作系统实现成首先仅删除文件头的几个字节信息，逻辑上表示文件被删除了，但介质上文件内容还在。新文件写的时候就可以直接在这个区域覆盖内容。

如果一段时间旧文件（被删除文件头字节的）没有被覆盖，删除的文件还是可以恢复回来的。相对等位性的抽象，就是我（删除的时候）不动位置（不删除远处位置的内容），让系统自动行动。思想上借鉴了这个发明原则。

还例如：28.更换机械系统，以物理场取代机械式的交互作用，此原理实际与改变或取代操作原理有关。软件思考为：把硬的变软，用软件方式替代掉专有硬件。例如：软解压取代硬件解压卡。通过电磁能源取代了机械系统。

好了，总体上感觉TRIZ虽然来自设备的创新抽象总结，在硬件设计领域应用广泛。实际上仔细思考，软件设计领域也有很多可以应用，特别是逻辑层面的参数和发明原则可以直接使用。

即使物理、化学领域的看上去“纯硬件”的参数与发明原则，在抽象层面也有时候可以在软件领域得到应用。多思考、多实践，学问要融会贯通，就能学习到实质的东西，才能将方法论发扬光大。