一文带你读懂“TRIZ”

各位好,本期的内容是《TRIZ与经典TRIZ》。

在开始之前,请您先尝试回答以下问题:

  1. 什么是TRIZ?
  2. 什么是“经典TRIZ”?
  3. “经典TRIZ”包括哪些内容?
  4. “经典TRIZ”与“现代TRIZ”的区别?

您可以先思考一会儿。
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好了,不知您回答对了几道题呢?
为什么要学习本课程?

  • “经典TRIZ”是TRIZ的核心内容,如果不能掌握它,就很难说真的掌握了TRIZ。但大多数学习者学习后,往往分不清它的外延和内涵。
  • 为了帮助学习者梳理思路,我开设本课程,用以抛砖引玉。

学习本课程,你可以获得哪些知识?

  • TRIZ及“经典TRIZ”的概念
  • “经典TRIZ”的外延和内涵
  • “经典TRIZ”与“现代TRIZ”的区别

在此,我要先声明两点:

  • 本课程中,包含大量个人理解成分,有很强的主观倾向,不能保证内容的完全正确,请学习者有选择性的学习;
  • 如果您对哪一段有质疑,请随时留言,我会修改后于合适的时间发布,谢谢!
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下面来看第一个内容:什么是TRIZ?
下面是一段俄语:
在这里插入图片描述
我们根据1954年发布,并于1968年更新的 ISO /R9 标准[1],将屏幕上这段俄语拉丁化,拉丁化后的结果是这样的:
在这里插入图片描述
然后我们取这段俄文拉丁化后的首字母T-R-I-Z,作为一个缩写短语TRIZ,其翻译过来的中文是:发明问题解决理论

人们常用萃智萃思来称呼它,有“萃取智慧”和“萃取思维”的意思。

OK,我们现在已经知道了TRIZ是“发明问题解决理论”了。但是如果你想理解这个理论到底是用来干嘛的,你得首先理解,“发明问题”[2]是什么?
一文带你读懂“TRIZ”_第1张图片
**译文:**当所有已知方法都无法用于产生所需结果时,一种需要执行某种动作的情况:要么创造一个新的技术系统来执行一个新的主要有用功能,要么改善现有技术系统执行的功能,要么防止技术系统或其产品受到有害的内部或外部因素的影响。相同的发明问题可以通过不同的发明问题模型来呈现。

在这里,我要提醒大家的是,**“发明问题”**是一个词组,是不能够拆开理解的。

不知道各位搞明白这段话的意思没?

如果没懂,请多读几遍。

如果你看了几遍还没看懂,那我用简单的语言,给你分析一下:所谓的“发明问题”,其实就是以下三种情况:

  1. 创造一个新的技术系统来执行一个有用功能
  2. 改善有用作用(或功能)
  3. 消除有害作用(或功能)

学过TRIZ的小伙伴,看到这三个问题,不知道您有什么感觉?(我可以提示您一下:物-场模型。)

如果您没有学过,也没有关系,我们用一个案例,来感受一下,在实际问题中,我们是如何应用“发明问题”的。

我们的课题是:预应力钢筋混凝土的制造工艺

因为目前在屏幕前的您,可能不是建筑领域的,我简单得介绍一下课题背景[3]:

预应力混凝土是为了弥补混凝土过早出现裂缝的现象,在构件使用(加载)以前,预先给混凝土一个预压力,即在混凝土的受拉区内,用人工加力的方法,将钢筋进行张拉,利用钢筋的回缩力,使混凝土受拉区预先受压力。这种储存下来的预加压力,当构件承受由外荷载产生拉力时,首先抵消受拉区混凝土中的预压力,然后随荷载增加,才使混凝土受拉,这就限制了混凝土的伸长,延缓或不使裂缝出现,这就叫做预应力混凝土。

在这个课题中,我们遇到了这样的问题:在预应力钢筋混凝土制造过程中,如何拉伸钢筋?

在处理类似的问题中,请注意:千万不要直接说答案。我们是有套路的。

这个套路的第一步,就是:把当前的问题转化成“发明问题”。

根据刚才“发明问题”的定义,这个问题被我们转换成:

  1. 创造一个新的技术系统来拉伸钢筋
  2. 改善钢筋的拉伸效果
  3. 消除有害作用(或功能)

在目前的情况下,我们暂时没有需要消除的有害作用(或功能)。所以第3个“发明问题”,我就直接抄下来了。

在确定“发明问题”的时候,我个人的建议是,大家可以做一个如图所示的表。
一文带你读懂“TRIZ”_第2张图片
这个表的填写方法非常简单。

序号的一列,就不用说了。我们看“场”的一列,我们应该填什么?

从上到下,分别是:“机械场——热场——化学场——电场——磁场——电磁场”。

为什么要这么填呢?

其实这里面暗含着一条**“技术系统演化路线”**。整个场,从“机械场”到“电磁场”这个方向上,它的“可控性”越来越高。

填好了前两列之后,我们再根据现实的工况,提出在各场作用下可行的方案。然后再写出其优缺点。

过程是这样的,比如说,在“机械场”这一行,我认为我们可以使用“液压机、卷扬机、重力拉伸设备”或者其他各种各样机械式拉伸设备,将钢筋拉伸。

在“热场”这一行,我们可以利用“热胀冷缩”效应,将钢筋加热,使钢筋沿着长度方向膨胀,冷却的时候,它就可以产生预应力了。

在“化学场”这一行,我没有什么解决方案,所以我这一行空着。

而“电场”这一行,我们知道,金属在通电的时候,是会发热的。所以这一行,我们可以一起使用。

“磁场”这一行,作为钢筋来说,它是一个磁性物质。所以,理论上来说,是可以通过磁场来将其拉伸的。也就是说我们在钢筋两端施加磁场,然后将钢筋拉伸。

同样,只要“磁场”能干成的事,“电磁场”一样也可以办成。不过这个时候所加的是“电磁场”。

在写这个“具体实施方法”的时候。您不要管它的“可实现性”与否,先写上,然后再来判断其优缺点。
一文带你读懂“TRIZ”_第3张图片
您现在看到的是我个人认为各种实施方式的优点和缺点。

“优点”这一列,如果实在不方便写,其实可以不写。

但是“缺点”必须要写清楚。

写完这个表之后,针对当前的各个方案,我们可以看到:

  • 如果我们使用方案1,那么我们所面临的“发明问题”,应该就是第1种情况:“创造一个新的技术系统来执行一个有用功能”。这个新的技术系统,就是所谓的“液压机、卷扬机”等等机械设备。
  • 如果我们使用方案2和4,我们只有将钢筋加热到700℃,钢筋才可以在长度上实现我们所需要的拉伸效果。但是,一般的钢筋,在加热到400℃以上的时候,就会失去它的强度性能,它就回不去了。

在这里,你可以考虑使用可以加热到700℃的钢筋。但是,这种钢筋的制造费用可能会非常得高。

如果我们可以将普通的钢筋,加热到700℃,它可以产生长度上的、想要的拉伸效果,但是它的强度性能又不消失的话,这时候就可以使用这种方案了。

我们所要解决的“发明问题”,就是第3种情况“消除有害作用(或功能)”。

  • 如果我们使用方案5或6,那我们可以看到,这里的缺点就是“磁场和电磁场的拉力普遍不足。”

您可以想象一下:一根可能长几十米甚至上百米的钢筋,搞两个磁场在它的两端,怎样才可以将钢筋拉伸成到足够的长度?

您先不要管它的“可实现性”与否,它在理论上,是可行的。然后我们再看,如果我们利用这样的方法,现在的拉力不足,所以我们所面临的“发明问题”就是第2种“改善有用作用(或功能)”。

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不管你选用的是哪一种方案,在我们确定了“发明问题”之后,我们要做的事情就是:将这个“发明问题”,转换成“发明问题模型”。
一文带你读懂“TRIZ”_第4张图片

“发明问题模型”包括:“技术矛盾”、“物理矛盾”、“物-场模型”、“How-to模型”。

当我们将“发明问题”转变成“发明问题模型”之后,我们可以在与“发明问题模型”配套的“数据库”里面,找到相应的“解决方案模型”,然后再根据“解决方案模型”,得出它的“概念方案”。

最后,就是要测试“概念方案”的“可实现性”了。

第一个问题TRIZ,我就说到这。如果您要看下一部分,请移步去第2篇文章,谢谢!

参考文献:
[1]https://en.wikipedia.org/wiki/ISO_9
[2]Valeri Souchkov. Glossary of TRIZ and TRIZ-related terms[EB/OL]. https://matriz.org/triz-glossary/triz-glossary/ .2018:33
[3]https://baike.baidu.com/item/预应力混凝土

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