系統(tǒng)裁剪法在解決實際問題中的應用

文/李會平

系統(tǒng)裁剪法在解決實際問題中的應用

文/李會平

當創(chuàng)新成為整個世界的追求，當中華民族正在經(jīng)歷從中國制造走向中國創(chuàng)造的蛻變，高效的創(chuàng)新方法——TRIZ的地位顯得尤為重要和突出。

TRIZ音譯為萃智，由前蘇聯(lián)發(fā)明家根里奇·阿奇舒勒創(chuàng)立。阿奇舒勒14歲時就獲得首個專利——水下呼吸器，15歲時制作了一條船，使用的是碳化物作燃料噴氣發(fā)動機，堪稱發(fā)明界的天才。

1946年，阿奇舒勒被安排到海軍專利局從事專利審核工作，接觸了大量的專利資料，他發(fā)現(xiàn)了發(fā)明背后存在著某種規(guī)律和模式，便形成了TRIZ的原始思想基礎。隨后，他帶領其研究團隊通過對250萬件高水平發(fā)明專利進行分析和提煉之后總結出來TRIZ理論，用以指導人們進行發(fā)明創(chuàng)新、解決工程問題。他說，你可以等待100年獲得頓悟，也可以利用這些原理用15分鐘解決問題。

曾經(jīng)一度，TRIZ發(fā)明理論被稱為當時蘇俄競爭的神秘武器。系統(tǒng)裁剪法即為TRIZ發(fā)明理論中的一種發(fā)明方法……

系統(tǒng)裁剪法的概念

系統(tǒng)裁剪法，顧名思義，是把系統(tǒng)進行裁剪、修整，使其更加簡潔、方便或者高功效，或者說使其更加理想化。在TRIZ理論中，對其這樣定義：通過裁剪系統(tǒng)的某個組件，然后把該組件提供的有用功能重新分配到其他剩余的組件及超系統(tǒng)組件上，來改善技術系統(tǒng)。

在實際生產(chǎn)中，生產(chǎn)商往往糾結于是要保產(chǎn)品成本還是把產(chǎn)品功能放在第一位，理想的結果是，魚和熊掌兼得，既不增加成本，又能保留甚或增加功能。同樣的，在技術系統(tǒng)中，理想的功能組件應該是無成本無消耗，但功能完備（如圖1所示）。

圖1

系統(tǒng)裁剪的目的是通過精簡組件數(shù)量，降低系統(tǒng)成本；優(yōu)化功能結構，合理布局系統(tǒng)架構；體現(xiàn)功能價值，規(guī)避競爭對手專利；消除過度、有害、重復等功能，提高系統(tǒng)理想化程度。其前提是確保被裁剪組件的有用功能重新分配。

那么，在具體的操作中，我們?nèi)绾芜x擇被裁剪的組件呢？首先，按照功能分析的結果，對各組件進行價值評價，從價值最低的組件、提供輔助功能的組件、實現(xiàn)相同功能的組件、具有有害功能的組件依次開始實施系統(tǒng)裁剪。理想化的功能模型是，如果能夠?qū)嵤┎眉?，那么裁剪后技術系統(tǒng)的功能模型中包含系統(tǒng)裁剪后剩余的組件，并將被裁剪組件的有用功能重新進行了分配。即，如果我們解決了被裁剪組件的功能完成問題，那么就可以立即得出解決方案實施裁剪。

系統(tǒng)裁剪的實施方法

實施裁剪法工作前，我們要構建組件模型，進行組件評價。分析的時候從功能入手；裁剪的時候從組件入手。

實施裁剪的方法之一是，若沒有組件B，因此組件B也就不需要組件A的作用，那么組件A可以裁剪掉。

比如最普通的凳子，其組件分別為面、腿、撐，若沒有這些組件，木墩，同樣可以完成凳子的功能。如今的實際生活中也隨處可見原生態(tài)類的飯店用質(zhì)樸的木墩代替凳子的情況，不但實際功能不受損，還更添田園和質(zhì)樸氣息。

實施裁剪的方法之二是，組件B能自我完成組件A的功能，組件A可被裁減掉。

例如濟源市金馬焦化有限公司的一個節(jié)能減排項目。在發(fā)電廠循環(huán)水部分，改循環(huán)水冷卻塔冷卻風機電機為水輪機，利用冷卻水回水壓力帶動水輪機，由水輪機帶動風機運行。改造之前，電力帶動電機，電機帶動風機；改造后，冷卻水回水壓力帶動水輪機，水輪機帶動風機，如此，電力部分可被裁減掉。通過技術改造，每臺風機每小時可節(jié)約用電55 kw.h，公司每年可節(jié)約用電248萬度，累計折標準煤1 003噸。

實施裁剪的方法之三是，技術系統(tǒng)或超系統(tǒng)中其他的組件可以完成組件A的功能，組件A可被裁減掉。

例如：平煤集團的焦爐煤氣發(fā)電及余熱梯次利用技術研究與示范工程項目。項目中，本來焦爐煤氣和余熱需要專門的處理系統(tǒng)處理后才可外排。但由于①平煤集團新建的QD20燃氣輪機發(fā)電機組外輸電力系統(tǒng)及電廠啟動時所用電源由焦化廠電力系統(tǒng)統(tǒng)籌設計。②每年有大約為11 296 nm3/h的焦爐煤氣得不到充分利用。集團利用這部分煤氣為本項目發(fā)電的燃料，燃料進入該燃氣輪機電站后，經(jīng)過進一步分離、過濾、加熱、增壓，達到燃氣輪機發(fā)電機組的進氣要求后，進入燃氣輪機發(fā)電機組進行發(fā)電。

實施裁剪的方法之四是，技術系統(tǒng)的新添組件可以完成組件A的功能。

這類方法在實際生活應用中比較廣泛也比較常見，例如帶橡皮的鉛筆、太陽能帳篷以及還沒有進入市場的帶太陽能板的褲子等。

通過對以上四種實施裁剪方法的觀察，我們不難發(fā)現(xiàn)，實施裁剪法的關鍵是，解決裁剪后組件A的功能如何完成的問題。

裁剪后，我們考慮功能替代的順序應該是受體——系統(tǒng)——超系統(tǒng)——新系統(tǒng)。①組件B自我實現(xiàn)組件A的功能；②系統(tǒng)中其他組件能夠?qū)崿F(xiàn)組件A的功能；③超系統(tǒng)組件能夠?qū)崿F(xiàn)組件A的功能；④系統(tǒng)外新組件C實現(xiàn)組件A的功能。

根據(jù)功能實現(xiàn)效果和途徑的不同，裁剪法可分為四類。第一類是重復功能的整合，裁剪具有重復功能的組件，以實現(xiàn)系統(tǒng)精簡的目標；第二類是有害功能的去除，裁剪具有有害功能的組件，但同時要確保能夠正常體現(xiàn)其他功能；第三類是存在功能即有害有用并存，遇到這種情況，要注意裁剪存在功能的組件時，將其有用功能轉(zhuǎn)移、替代，確保系統(tǒng)能夠較好地體現(xiàn)功能；第四類是功能正常但體現(xiàn)較弱、效率不高或成本較高，這時我們需要裁剪掉實現(xiàn)功能不夠理想的組件，將功能轉(zhuǎn)移到其他組件以確保系統(tǒng)更高效地實現(xiàn)功能，即通過功能優(yōu)化，追求更理想、更高效實現(xiàn)功能的系統(tǒng)。

通過以上內(nèi)容的綜合，得出實施裁剪法的步驟是：1.確定系統(tǒng)裁剪對象：組件A（裁剪前，分析組件A的有用功能）；2.構建理想化的功能模型（裁剪后，保留有用功能的功能模型）；3.提出問題，尋找解決方案。問題：裁剪后組件A的有用功能如何實現(xiàn)？怎樣實現(xiàn)？

提出解決方案：功能轉(zhuǎn)移（某一組件上）、功能分解（若干組件上）、功能替代（系統(tǒng)組件、超系統(tǒng)組件、新的組件等）

裁剪法運用實例分析

以近視眼鏡為例。其組件模型如圖2所示。

圖2

在技術系統(tǒng)中，鏡腿支撐鏡框，鏡框支撐鏡片，鏡片改變超系統(tǒng)中的光線方向，然后折射到超系統(tǒng)中的眼睛從而實現(xiàn)清晰看物的目的。根據(jù)每個組件價值列出其功能級別。（如圖3所示。）

圖3

然后，選擇價值最低的組件——鏡腿，建立理想化的功能模型（如圖4所示），提出問題，尋找解決方案。

圖4

經(jīng)系統(tǒng)裁剪分析，鏡腿的功能是支撐鏡框，若符合以下條件，鏡腿可被裁剪：A、沒有鏡框（因此鏡框不需要支撐作用）；B、鏡框自我完成支撐作用；C、技術系統(tǒng)中其他組件完成支撐鏡框作用—鏡片；或超系統(tǒng)組件完成支撐鏡框作用—手、眼睛。很明顯，現(xiàn)實生活中這3種情況都已經(jīng)實現(xiàn)。

繼續(xù)進行系統(tǒng)裁剪分析，價值最低的組件是鏡框，建立理想化的功能模型（如圖5所示），提出問題，尋找解決方案。

圖5

鏡框的功能是支撐鏡片，若符合以下條件，鏡框可被裁剪：A、沒有鏡片（因此鏡片不需要支撐作用；B、自我完成支撐作用；C、技術系統(tǒng)中其他組件完成支撐鏡片作用，或超系統(tǒng)組件完成支撐鏡片作用。通過分析，我們得出解決方案是隱形眼鏡。

第三次進行系統(tǒng)裁剪分析，價值最低的組件是鏡片，建立理想化的功能模型（如圖6所示），提出問題，尋找解決方案。

圖6

鏡片的功能是改變光線的方向，使其進入眼睛。若符合以下條件，鏡片可被裁剪：A、沒有鏡片，因此鏡片不需要改變光線方向的作用；B、鏡片自我完成改變光線方向的作用；C、技術系統(tǒng)中其他組件完成改變光線方向的作用，或超系統(tǒng)組件完成改變光線方向的作用。通過分析，我們得出解決方案是做激光治療近視眼鏡手術。

在TRIZ理論中，系統(tǒng)裁剪法是一種較基礎而實際運用中又極其普遍的一種方法，我們可以通過對系統(tǒng)實施裁剪，讓產(chǎn)品功能更好地體現(xiàn)的同時實現(xiàn)系統(tǒng)更簡潔和完美，讓生產(chǎn)商更靠近產(chǎn)品成本和功能共得的夢想。等待100年獲得頓悟，還是利用這些原理15分鐘解決問題？相信答案不言而喻。