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:
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?
学习本课程,你可以获得哪些知识?
在此,我要先声明两点:
下面来看第一个内容:什么是TRIZ?
下面是一段俄语:
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:
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。
人们常用萃智或萃思来称呼它,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?
**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:
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:
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。
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。
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:
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)”。
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”。
“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