TRIZ VÀ ÁP DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO VÀO CÔNG NGHỆ THÔNG TIN GIA CÔNG PHẦN MỀM

CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG________________ BÀI THU HOẠCH MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Đề tài: TRIZ VÀ ÁP DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO VÀO CÔN

CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG



BÀI THU HOẠCH MÔN HỌC

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

TRONG TIN HỌC

Đề tài:

TRIZ VÀ ÁP DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO VÀO CÔNG NGHỆ THÔNG TIN GIA

CÔNG PHẦN MỀM

GVHD: GS-TSKH Hoàng Văn Kiếm

Học viên thực hiện: Trịnh Thị Thanh Nhàn

MSHV: CH1101113

TP HCM, năm 2012

Mở đầu

Qua thời gian ngắn được tham gia vào bộ môn “Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học”, được sự giảng dạy tận tình và định hướng của giảng viên, em đã có thêm rất nhiều kiến thức về Sáng Tạo Khoa Học Để trau dồi lại những kiến thức học được cũng như tìm hiểu thêm các khía cạnh thực tế của Triz, em quyết định thu thập những thông tin về Triz và lựa chọn đề tài “TRIZ và áp dụng các nguyên lý sáng tạo vào công nghệ thông tin Gia công phần mềm” để hoàn thành bài thu hoạch của mình

Qua đây, em cũng xin được gửi lời cảm ơn đến Giáo sư - Tiến sỹ Khoa Học Hoàng Văn Kiếm, người đã tận tâm truyền đạt những kiến thức nền tảng cơ bản cho chúng em về môn học “Phương pháp nhiên cứu khoa học trong tin học”

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

PHẦN I :

TỔNG QUAN VỀ TRIZ

PHẦN II : TRIZ là gì:

Sáng tạo bao gồm việc nhìn thẳng vào vấn đề từ nhiều góc nhìn khác nhau TRIZ đơn giản chỉ là chuổi những thủ thuật sáng tạo giúp bạn nhìn thấy vấn đề từ nhiều góc độ khác nhau, giúp bạn hiểu thấu đáo vấn đề thực sự là gì, và nhìn ra các giải pháp có thể TRIZ có nhiều cấp bậc thực hiện, từ việc sử dụng các công cụ của nó một cách riêng lẻ

để có được những lời giải tốt, đến việc làm việc một cách hệ thống nhờ chuổi các kỹ thuật sáng tạo và tìm ra đáp án tốt nhất cho vấn đề

TRIZ được phát triển bởi một đội ngũ do Genrich Altshuller dẫn dắt,

là người đã vén màn bí mật của những bài toán sáng tạo hệ thống, những cuộc đổi mới và thiết kế thành công Sự phát triển của TRIZ nhờ đóng góp của hàng ngàn kỹ sư, mất 50 năm và bao gồm việc phân tích gần 2.5 triệu bằng sáng chế trên khắp thế giới

Ngày nay các nước phương Tây được lợi ích từ công trình này vì cộng đồng công nghệ dùng TRIZ để giải quyết vấn đề một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn, sử dụng ít nguồn lực hơn và có tính sáng tạo cao hơn

PHẦN III : Các ý tưởng chính dẫn đến việc xây dựng TRIZ:

 Khoa học có nhiệm vụ phát hiện các quy luật Khoa học sáng tạo cũng không nằm ngoài quy tắc chung đó Nếu như sáng tạo tạo ra

sự phát triển và trong mỗi sự phát triển (hiểu theo nghĩa tốt đẹp của

từ này) đều có sự sáng tạo vậy, đi tìm các quy luật sáng tạo chính

là đi tìm các quy luật phát triển

 Sự tiến hóa và phát triển xảy ra ở rất nhiều lĩnh vực kể từ vụ nổ lớn (Big Bang), trong khá nhiều trường hợp, không có sự tham gia của con người và tâm sinh lý con người nói riêng Khi con người xuất hiện rên trái đất, tham gia vào quá trình sáng tạo , con người ngộ nhận rằng sáng tạo là độc quyền của con người và cái độc quyền ấy

là tư duy sáng tạo điều này giải thích vì sao nhiều nhà nghiên cứu

đi theo hướng: đi tìm các quy luật sáng tạo là đi tìm các quy luật tâm-sinh lý Trong khi đó nếu quan niệm rằng đi tìm các quy luật sáng tạo là đi tìm các quy luật phát triển sự vật nói chung, nhà nghiên cứu về mặt nguyên tắc, phải xem xét tất cả các lĩnh vực mà

ở đó có sự tiến hóa và phát triển, tức là kể cả những nơi không có sự tham gia của con người

 Các quy luật phát triển sự vật cần được phát hiện và sử dụng một cách có ý thức nhằm tạo ra cơ chế định hướng trong tư duy sáng tạo nhờ vậy sự phát triển định hướng, điều khiển được với năng suất và hiệu quả cao sẽ tahy thế sự phát triển dựa trên cơ chế “Thử

và sai” Đây cũng chính là cơ chế định hướng giúp chuyển bài toán

có mức khó cao xuống mức khó thấp hơn

 Việc nghiên cứu các quy luật khách quan về sự phát triển sự vật sẽ giúp sáng chế ra các hệ thống công cụ (phương pháp luận sáng tạo) cho tư duy sáng tạo để về mặt nguyên tắc tất cả mọi người có thể

sử dụng dễ dàng Phương pháp luận sáng tạo đó sẽ có năng suất và hiệu quả cao hơn nhiều so với phương pháp luận sáng tạo được xây dựng trên quy luật tam-sinh lý con người mặt khác hệ thống công

cụ đó phải đa dạng để phù hợp với các mức khó của bài toán

 Nói như vậy, không có nghĩa là các quy luật tâm-sinh lý bị bỏ qua, trái lại các quy luật tâm sinh lý quan trọng ở chỗ, giúp cho các nhà nghiên cứu thiết kế, xây dựng các

PPLST thân thiện với người sử dụng, phù hợp với những đặc thù tâm-sinh lý của con người mặt khác các quy luật tâm sinh lý còn giúp người sử dụng PPLST biết cơ sở tâm-sinh lý của tư duy để có thể điều khiển tư duy của mình phát ra các ý tưởng sáng tạo và đổi mới hướng theo các quy luật khách quan về sự phát triển sự vật, chứ không phải phát các ý tưởng chi phối bởi các yếu tố tâm-sinh lý chủ quan

 Đối với nững bài toán có mức khó cao, PPLST phải giúp thay đổi tình hình theo hướng: rút ngắn thời gian giải bài toán, do vậy tác giả của sáng tạo mức cao có thể nhận được lợi nhuận nhanh hơn, nhiều hơn Nói cách khác, mới có sự công bằng hơn trong việc phân phối lợi nhuận cho các tác giả sáng tạo

1 Các nguồn kiến thức của TRIZ:

TRIZ kế thừa và sử dụng các nguồn kiến thức là thành tựu của nhiều bộ môn khoa học và kỹ thuật:

Hình1: Nguồn kiến thức của TRIZ

Phép biện chứng duy vật cung cấp phương pháp luận nghiên cứu và các quy luật chung nhất về sự phát triển trong cả ba lĩnh vực: tự nhiên,

xã hội và tư duy

Vì sự tiến hóa và phát triển xảy ra trong rất nhiều lĩnh vực nên cách tiếp cận và xử lý thông tin về sự phát triển cần mang tính khái quát cao

và có phạm vi áp dụng rộng Các lý thuyết hệ thống, thông tin, điều khiển học, ra quyết định và các phương pháp dự báo trở nên thích hợp với những yêu cầu này

Tuy sự tiến hóa và phát triển xảy ra trong rất nhiều lĩnh vực nhưng với mục đích phát hiện ra các quy luật phát triển, người nghiên cứu cần

có những thông tin tin cậy về sự phát triển trong quá trình xây dựng TRIZ, thông tin patent (thông tin về sự phát triển của các hệ thống kỹ thuật) được chọn một cách ưu tiên Sau đó nhiều kết quả thu được có so sánh với sự tiến hóa và phát triển của các hệ thống sinh học trong tự nhiên và lich sử phát triển các ngành khoa học- kỹ thuật

Những sáng chế mức cao là những sáng chế sử dụng nhiều hiệu ứng khoa học, đặc biệt những hiệu ứng của các ngành khoa học cơ bản, có những tính chất độc đáo ít người biết đến TRIZ còn đặt mục đích xây dựng cơ sở kiến thức, các phương tiện để giúp các nhà sáng chế tra cứu

và sử dụng các hiệu ứng khoa học một cách thuận tiện và đạt hiệu quả cao trong quá trình sáng tạo và đổi mới của họ

Như đã nêu trên, việc xây dựng TRIZ cần tính đến các yếu tố tâm lý của ngươid sử dụng Điều này giải thích vì sao tâm lý học sáng tạo là một trong những nguồn kiến thức của TRIZ

Ngoài ra TRIZ còn phê phán những phương pháp luận sáng tạo khác nhằm kế thừa các ưu điểm và tránh những hạn chế mà chúng mắc phải

2 Các nội dung cơ bản của TRIZ:

Các công cụ mang tính nguyên tắc:

 Các mâu thuẩn (trong hệ thống)

 Các quy luật tiến hoá hệ thống

 Tính lý tưởng

 Khắc phục tính ỳ tâm lý

 Phân tích chức năng để hiểu vấn đề

 Các giải pháp chuẩn của TRIZ

 Quản lý tri thức

 Tăng cường sáng chế

Các công cụ này đơn giản và mạnh mẽ được rút ra từ việc nghiên cứu TRIZ vốn phân loại các cách giải quyết vấn đề của Ma Trận Các Mâu Thuẩn, 40 Nguyên Tắc Sáng Tạo, Quy Luật Tiến Hoá Của Hệ Thống, Các Giải Pháp Chuẩn, và 2500 Hiệu Ứng cùng kho tư liệu TRIZ

Hầu hết các thiết kế đều chứa mâu thuẩn mà đã được giải quyết (theo kiểu TRIZ) hoặc tương nhượng (theo lối thông thường) TRIZ chỉ ra cho ta cách làm lộ ra mâu thuẩn hay xung đột trong một thiết kế, và rồi

áp dụng 40 Nguyên Tắc Sáng Tạo Đây là những thủ thuật sáng tạo rất mạnh

Triết lý của TRIZ là không chấp nhận sự tương nhượng, loại bỏ các giải pháp kiểu châm chướt để giải quyết mâu thuẩn

TRIZ cho thấy rằng tất cả các ngành công nghệ và các sản phẩm đều đi theo một mô hình đường cong chữ S (S-Curve)

TRIZ chỉ ra cách vẽ một đường cong chữ S cho một sản phẩm, xác định đâu là vị trí của nó trên đường cong đó và dự báo những hệ quả của đường cong này Vì vậy TRIZ cung cấp một phương pháp dự báo công nghệ với độ chính xác cao – Thí dụ, với một công năng bất kỳ, nó

có thể dự báo chi tiết toàn bộ dãy các thế hệ thiết kế tiếp theo để thoả mãn công năng đó

TRIZ giúp ta tiếp cận vấn đề bằng cách nghĩ về giải pháp chứ không phải nghĩ về vấn đề Điều này thực hiện được nhờ ta tự hỏi Giải Pháp Lý Tưởng của Ta là gì hay được gọi là Kết Quả Lý Tưởng Sau Cùng Tính lý tưởng sẽ đạt được bằng cách gia tăng các lợi ích của hệ thống đồng thời giảm cả các điểm bất lợi và giá thành Một phần của việc đạt được tính

lý tưởng do sử dụng những nguồn lực có sẳn đối với người giải, sử dụng những nguồn lực không đắt tiền, và chuyển những cái có hại thành có lợi Điều này nghe có vẽ kỳ cục và không thực tế nhưng lại mang đến những giải pháp c1o thật, giá thành rẻ và rất mạnh

TRIZ giúp ta tiếp cận vấn đề theo cách mới, sử dụng những kiến thức trước đây ta chưa biết, và giúp ta trở nên sáng tạo hơn trong việc giải quyết vấn đề Để làmđược điều này bạn phải để đầu óc mình cởi mở hơn TRIZ đã xác định các phương pháp và cách tiếp cận thường được những người sáng tạo sử dụng và chỉ ta cách áp dụng một cách hiệu quả Điều này bao gồm việc hiểu và sử dụng hiệu quả ngôn ngữ giải quyết vấn đề, đặt mọi thứ vào đúng ngữ cảnh của nó- học cách tư duy theo Thời Gian và Không Gian, sử dụng “Những người Tí Hon Thông Minh” và toán tử Kích Thước – Thời Gian –Giá Thành Tất cả các công cụ này đều được sử dụng (trong tiềm thức) trong hầu hết những khoảnh khắc sáng tạo khoa học nổi tiếng mà con người biết được cho tới nay

2.5 Phân Tích Chức Năng để Hiểu Vấn Đề

TRIZ tạo ra nền tảng cho rằng mọi bài toán đều đã được giải trước đây Phải có một cách tiếp cận nghiêm ngặt để làm thế nào đưa bài toán của bạn khớp vào một trong những mô hình bài toán tổng quát

Một trong những cách như thế là Phương Pháp Phân Tích Chức Năng Phương pháp này mô hình hoá các tương tác (giữa Cái Lợi Và Cái Hại) giữa các thành phần của hệ, từ đó xác định khu vực có vấn đề trong hệ thống

Một khi vấn đề đã được xác định, ta có thể áp dụng trực tiếp các Giải Pháp Chuẩn TRIZ, một tập hợp tất cả các cách xử lý những mối tương tác có hại, thừa hay thiếu đã biết Đây là những thủ thuật giúp ta tìm ra các giải pháp tốt nhưng đơn giản

TRIZ dẫn bạn đến những lý thuyết khoa học và công nghệ (TRIZ gọi

là những Hiệu Ứng) thường được sử dụng trong việc giải quyết vấn đề trong các sáng chế TRIZ phân loại những Hiệu Ứng này theo chức năng thiết kế kèm theo những thí dụ tương ứng

TRIZ là một quá trình chuyển giao và giúp các kỹ sư và các nhà khoa học tìm ra những giải pháp cho các vấn đề theo cách nhanh hơn, thông minh hơn và tiết kiệm hơn so với các phương pháp truyền thống của phương Tây Bằng cách thấu hiểu chức năng cốt lõi của các giải pháp, ta có thể nhận ra những giải pháp thiết kế truyền thống quanh ta Đến nay có thể nói TRIZ trở thành lý thuyết lớn với hệ thống công

cụ thuộc loại hoàn chỉnh nhất trong lĩnh vực sáng tạo và đổi mới Những con số dưới đây phản ánh điều đó TRIZ gồm:

 9 quy luật phát triển hệ thống

 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản dùng để khắc phục các mâu thuẫn

kỹ thuật

 11 biến đổi mẫu dùng dùng để khắc phục các mâu thuẫn vật lý

 Hệ thống 76 chuẩn dùng để giải các bài toán sáng chế

 Chương trình giải các bài toán – ARIZ

Chưa kể, người sử dụng còn có thể tiếp tục tổ hợp những thành phần này lại với nhau theo vô vàn cách để có được sự đa dạng vô tận

Hình 2: Sơ đồ khối của TRIZ

PHẦN IV :

Áp dụng các nguyên lý sáng tạo vào công nghệ thông tin -Gia công phần mềm

Gia công phần mềm

(1) Nguyên tắc

phân nhỏ

phần độc lập

tháo lắp được

của đối tượng

thành những bộ phận riêng biệt để làm việc và dễ quản lý (tester, programmer, deployment …)

thành những module nhỏ và giao cho những bộ phận có liên quan thực hiện (2) Nguyên tắc

tách khỏi đối

tượng

Tách phần gây "phiền phức"

(tính chất "phiền phức") hay ngược lại, tách phần duy nhất "cần thiết" (tính chất

"cần thiết") ra khỏi đối tượng

Tách phần cơ sở dữ liệu riêng, phần lập trình riêng để đảm bảo tính độc lập và an toàn cho

dữ liệu gốc trong quá trinh gia công phần mềm

(3) Nguyên tắc

phẩm chất cục

bộ

môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài) có cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất

đối tượng phải có các chức năng khác nhau

phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất của công việc

Trong lập trình hướng đối tượng, chúng ta có các phương thức, mỗi phương thức có những tính năng khác nhau

(4) Nguyên tắc

phản đối xứng Chuyển đối tượng có hìnhdạng đối xứng thành không

đối xứng (nói chung làm giảm bậc đối xứng)

công phần mềm bao gồm những người khác nhau về cơ bản (kỹ sư, các nhà khoa hoc, ) thuộc nhiều trình độ khác nhau

 Thuê những người không phù hợp với công việc

(5) Nguyên tắc

kết hợp  Kết hợp các đối tượngđồng nhất hoặc các đối

tượng dùng cho các hoạt động kế cận

các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận

để phù hợp với giờ làm việc khách hàng

ở nước ngoài

module nhỏ thành một chương trình lớn (6) Nguyên tắc

vạn năng Đối tượng thực hiện một sốchức năng khác nhau, do đó

không cần sự tham gia của đối tượng khác

Một người tham gia vào quá trình gia công cần hiểu biết nhiều kiến thức khác nhau như: lâp trình được nhiều ngôn ngữ khác nhau, biết về tester, nghiệp

vụ kế toán, tài chính …

(7) Nguyên tắc

“chứa trong”

 Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác

và bản thân nó lại chứa đối tượng thứ ba

động xuyên suốt bên trong đối tượng khác

 Mô hình quản lý: X quản lý Yvề chuyển giao và Y lại quản lý

Z về chất lượng

hướng đối tượng thì tính chất kế thừa cũng áp dụng nguyên tắc chứa trong

(8) Nguyên tắc

phản trọng lượng

tượng bằng cách gắn nó với các đối tượng khác, có lực nâng

tượng bằng tương tác với môi trường như sử dụng các lực thủy động, khí động

Dựa vào một diễn đàn

để tăng sự hợp tác giữa các nhóm thay vì chỉ dựa vào người quản lý

(9) Nguyên tắc

gây ứng suất sơ

bộ

Gây ứng suất trước với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phép hoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc (hoặc gây ứng suất trước để khi làm việc sẽ dùng ứng suất ngược lại )

Tuyển dụng tốt và việc đào tạo, thử việc tốt sẽ làm cho công việc về sau sẽ dễ dàng và thuận lợi hơn

(10) Nguyên tắc

thực hiện sơ bộ

đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đối với đối tượng

Trước khi bắt tay vào test một phần mềm người tester phải lập kế hoạch test và thiết kế kịch bản test, chuẩn bị

trước, sao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí thuận lợi nhất, không mất thời gian dịch chuyển

dữ liệu test…

(11) Nguyên tắc

dự phòng Bù đắp độ tin cậy không lớncủa đối tượng bằng cách

chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn

Backup các version đã chạy tốt trước khi nâng cấp thêm những yêu cầu mới, để tránh sai sót gì còn có bản dự phòng để sữa chữa

(13) Nguyên tắc

đảo ngược

yêu cầu bài toán, hãy hành động ngược lại (ví dụ: không làm nóng mà làm lạnh đối tượng)

của đối tượng (hay môi trường bên ngoài) thành đứng yên và ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động

Sau khi gia công xong phần mềm thì chuyển giao ngược lại cho bên mướn mình gia công

(15) Nguyên tắc

linh động

của đối tượng hay môi trường bên ngoài sao cho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc

từng phần, có khả năng dịch chuyển với nhau

Các team có thể tùy biến công việc của mình theo sự sắp xếp của teamleader chứ không nhất thiết khi nào cũng làm một công việc

(17) Nguyên tắc

chuyển sang

chiều khác

chuyển động (hay sắp xếp) đối tượng theo đường (một chiều) sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng di chuyển trên mặt phẳng (hai chiều)

Tương tự, những bài toán liên quan đến chuyển động (hay sắp xếp) các đối tượng trên mặt phẳng

sẽ được đơn giản hoá khi chuyển sang không gian (ba chiều)

kết cấu một tầng thành nhiều tầng

nghiêng

dung dạng n-tier

trình ba chiều

phân cấp ba chiều thay vì hai chiều