基于單項(xiàng)參數(shù)轉(zhuǎn)換的TRIZ最小算法

曲鳳成++崔盛文++孫磊++張秀平

摘 要：?jiǎn)蜗騾?shù)轉(zhuǎn)換算法是TRIZ“本土化”理論體系S-TRIZ中建立的“非矛盾分析”的最小算法。該文主要從算法的建立、算法的工作流程兩個(gè)方面進(jìn)行闡述，并運(yùn)用該算法對(duì)兩個(gè)應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行分析并得到實(shí)際方案。

關(guān)鍵詞：TRIZ S-TRIZ 單項(xiàng)參數(shù)轉(zhuǎn)換 非矛盾分析

中圖分類號(hào)：G3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）07（c）-0069-02

建設(shè)“創(chuàng)新型國(guó)家”，科技創(chuàng)新是基本戰(zhàn)略。黨的十八大明確提出“科技創(chuàng)新是提高社會(huì)生產(chǎn)力和綜合國(guó)力的戰(zhàn)略支撐，必須擺在國(guó)家發(fā)展全局的核心位置。”強(qiáng)調(diào)要堅(jiān)持走中國(guó)特色自主創(chuàng)新道路、實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略。這是“關(guān)系全局和長(zhǎng)遠(yuǎn)的重大戰(zhàn)略”?！白灾鲃?chuàng)新，方法先行”，如何大幅度提高科技創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，創(chuàng)新方法的引進(jìn)、改造和應(yīng)用是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

TRIZ是當(dāng)今流行創(chuàng)新方法中最科學(xué)有效，最具生命力的創(chuàng)新方法之一，尤其是應(yīng)用于具體的一種技術(shù)創(chuàng)新，其他方法不能望其項(xiàng)背。但TRIZ本身過(guò)于龐雜，需要較長(zhǎng)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐周期才能掌握。我國(guó)有學(xué)者認(rèn)為TRIZ之所以難于駕馭，是因?yàn)槠洹笆栌诠芾怼?，事?shí)上TRIZ自身尚處在S-曲線的初期，還在不斷發(fā)展完善之中。

“本土化”是我國(guó)引入TRIZ的必由之路。TRIZ“本土化”的三個(gè)重要方向：進(jìn)化——進(jìn)一步發(fā)展完善及結(jié)構(gòu)化（包括與其他創(chuàng)新方法的結(jié)合），用以解決創(chuàng)新等級(jí)中第3、4級(jí)的問(wèn)題；簡(jiǎn)化——集約和系統(tǒng)化（收縮），用以解決創(chuàng)新等級(jí)中第2、3級(jí)的問(wèn)題；泛化——由技術(shù)領(lǐng)域向其他領(lǐng)域的應(yīng)用延伸（展開(kāi)）。[1]

我們認(rèn)為，當(dāng)前TRIZ“本土化”研究的主要方向是“簡(jiǎn)化”研究，以推進(jìn)TRIZ在我國(guó)的快速普及，尤其是促進(jìn)TRIZ在中、小、微企業(yè)自主創(chuàng)新中的普及應(yīng)用。“簡(jiǎn)化”不是簡(jiǎn)單化，而是通過(guò)對(duì)經(jīng)典TRIZ的梳理和“本土化”重構(gòu)，使TRIZ的結(jié)構(gòu)更加合理，工具體系更加緊湊，更易于學(xué)習(xí)掌握和使用。

在深入研究經(jīng)典TRIZ基礎(chǔ)上，我們提出了TRIZ“簡(jiǎn)化”方向上的理論體系：S-TRIZ，意即“簡(jiǎn)約的（Simplified）”、“小型的（Small）”的、“結(jié)構(gòu)化的（Structured）”的TRIZ理論。單向參數(shù)轉(zhuǎn)換算法是S-TRIZ中建立的“非矛盾分析”的最小算法。

1 單向參數(shù)轉(zhuǎn)換算法的建立

TRIZ理論認(rèn)為，發(fā)明問(wèn)題的核心是解決矛盾，未克服矛盾的設(shè)計(jì)不是創(chuàng)新設(shè)計(jì)， 設(shè)計(jì)中不斷的發(fā)現(xiàn)并解決矛盾，是推動(dòng)產(chǎn)品向理想化方向進(jìn)化的動(dòng)力[2]。但多數(shù)情況下，矛盾并不明顯，它隱藏在問(wèn)題的深處，需要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行深入的分析才能找到。

1.1 建立的依據(jù)

TRIZ解決問(wèn)題的第一步是描述問(wèn)題?！皢?wèn)題包含矛盾，但問(wèn)題并不等同于矛盾”。當(dāng)只是“就問(wèn)題而論問(wèn)題”的時(shí)候，問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)通常是直接而容易的，因?yàn)樵谶@種情況下，討論的只是存在的不足，而不涉及其他[3]。對(duì)于那些低創(chuàng)新等級(jí)的問(wèn)題，我們可以繞過(guò)矛盾分析，直接通過(guò)描述問(wèn)題確定的單向參數(shù)求得原理解。為此，我們建立了單向參數(shù)轉(zhuǎn)換算法。

單向參數(shù)轉(zhuǎn)換算法基于“對(duì)立統(tǒng)一”的辯證法規(guī)律建立。這一規(guī)律最早起源于我國(guó)古代“陰陽(yáng)”思想。古代樸素的唯物主義思想家把矛盾運(yùn)動(dòng)中的萬(wàn)事萬(wàn)物概括為“陰”、“陽(yáng)”兩個(gè)對(duì)立的范疇，并以雙方變化的原理來(lái)說(shuō)明物質(zhì)世界的運(yùn)動(dòng)，變化[4]。古人認(rèn)為陰中有陽(yáng)，陽(yáng)中有陰，陰陽(yáng)變化，周而復(fù)始。這一思想集中而形象地體現(xiàn)在了太極“陰陽(yáng)魚(yú)”中。

1.2 工作原理

單向參數(shù)轉(zhuǎn)換算法工作原理是：

通過(guò)問(wèn)題的描述找到存在問(wèn)題的參數(shù)（參數(shù)名稱來(lái)源于TRIZ的39個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工程參數(shù)），這些參數(shù)需要向改善的方向轉(zhuǎn)換，即正向轉(zhuǎn)換，則查找參數(shù)在正向轉(zhuǎn)換原理表中對(duì)應(yīng)的原理，再將對(duì)應(yīng)的原理逐個(gè)分析，最終找到解決問(wèn)題的方法。

如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的解決（可以是正向轉(zhuǎn)換的問(wèn)題，也可以是其他問(wèn)題）導(dǎo)致某些參數(shù)變差，即負(fù)向轉(zhuǎn)換，則查找參數(shù)在負(fù)向轉(zhuǎn)換原理表中對(duì)應(yīng)的原理，再將對(duì)應(yīng)的原理逐個(gè)分析，最終找到解決問(wèn)題的方法。

參數(shù)轉(zhuǎn)換原理表來(lái)源于對(duì)矛盾矩陣中改善的參數(shù)和惡化的參數(shù)使用原理頻度的統(tǒng)計(jì)（見(jiàn)表1）。

2 單向參數(shù)轉(zhuǎn)換算法的工作流程

單向參數(shù)轉(zhuǎn)換算法工作流程如下：

（1）描述初始問(wèn)題；

（2）列表有害的或功能不足的問(wèn)題項(xiàng)；如發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題時(shí)有些地方被惡化了，則列表被惡化的問(wèn)題項(xiàng)；

（3）將以上列出的問(wèn)題項(xiàng)分別歸結(jié)為通用工程參數(shù)（參照TRIZ的39個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工程參數(shù)）；

（4）對(duì)有害的或功能不足的參數(shù)（需要正向轉(zhuǎn)換的），查找單向參數(shù)轉(zhuǎn)換原理表中的正向參數(shù)轉(zhuǎn)換原理，找到相應(yīng)參數(shù)對(duì)應(yīng)的原理；如定義的參數(shù)是被惡化的（需要負(fù)向轉(zhuǎn)換的）查找單向參數(shù)轉(zhuǎn)換原理表中的負(fù)向參數(shù)轉(zhuǎn)換原理，找到相應(yīng)參數(shù)對(duì)應(yīng)的原理；

（5）分析確定適用原理，獲得原理解；

（6）由原理轉(zhuǎn)向?qū)嶋H方案；

（7）評(píng)價(jià)獲得的方案。

3 應(yīng)用實(shí)例

下面我們通過(guò)兩個(gè)案例來(lái)簡(jiǎn)要闡述單向參數(shù)轉(zhuǎn)換算法的應(yīng)用。為便于比較，我們延用了傳統(tǒng)TRIZ矛盾分析方法常用的案例。

3.1 賽車的流線型設(shè)計(jì)和定風(fēng)翼設(shè)計(jì)（正向轉(zhuǎn)換實(shí)例）

（1）描述初始問(wèn)題：賽車的速度遠(yuǎn)高于普通汽車，加速和過(guò)彎都要求輪胎和地面有足夠的摩擦力，而在高速行駛時(shí)，賽車輪胎和地面之間的摩擦力已經(jīng)不足以保證順利的加速和過(guò)彎。

（2）列表問(wèn)題項(xiàng)：由于速度要求，一般賽車都做的比較輕，結(jié)果導(dǎo)致摩擦力變?。ㄓ泻Φ膯?wèn)題項(xiàng)）。

（3）將問(wèn)題項(xiàng)歸結(jié)為通用工程參數(shù)：參數(shù)1：運(yùn)動(dòng)物體的重量。

（4）查找正向參數(shù)轉(zhuǎn)換原理：運(yùn)動(dòng)物體的重量對(duì)應(yīng)的正向參數(shù)轉(zhuǎn)換原理：35 28 18 26 27 29 31 34 2 3 10。endprint

（5）分析確定適用原理，獲得原理解：分析上述原理，28號(hào)機(jī)械系統(tǒng)替代原理、29號(hào)壓力原理適于該問(wèn)題：

原理28的解釋3：用可變場(chǎng)替代恒定場(chǎng)，隨時(shí)間變化的可動(dòng)場(chǎng)替代固定場(chǎng)，隨機(jī)場(chǎng)替代恒定場(chǎng)。

原理29的解釋：使用氣體或液體代替物體的固體部分。

（6）由原理轉(zhuǎn)向?qū)嶋H方案：分析系統(tǒng)及環(huán)境中的資源，空氣是可被利用的最佳資源——賽車高速行駛時(shí)空氣產(chǎn)生的“風(fēng)場(chǎng)”可以控制，空所動(dòng)力學(xué)裝置可以產(chǎn)生需要的“壓力”而無(wú)需增加固體的“配重”。具體的解決方案是：賽車安裝定風(fēng)翼，通過(guò)變化的氣流增加汽車向下的壓力，增加高速和轉(zhuǎn)彎時(shí)的摩擦力。

（7）評(píng)價(jià)獲得的方案：該方案可以很好地解決問(wèn)題，未增加過(guò)高的成本，未產(chǎn)生任何不可接受的負(fù)效應(yīng)。

3.2 飛機(jī)進(jìn)氣口設(shè)計(jì)（負(fù)向轉(zhuǎn)換實(shí)例）

（1）描述初始問(wèn)題：增加噴氣式飛機(jī)引擎進(jìn)氣口進(jìn)氣量的最有效方法是增大進(jìn)氣口的面積，但是隨著進(jìn)氣口的增大，會(huì)導(dǎo)致引擎與地面距離變小，降低了飛機(jī)的安全性。

（2）列表問(wèn)題項(xiàng)：在解決進(jìn)氣口問(wèn)題時(shí)，引擎直徑（可理解為長(zhǎng)度）增大導(dǎo)致與地面太近（負(fù)向轉(zhuǎn)換的問(wèn)題項(xiàng)）。

（3）將問(wèn)題項(xiàng)歸結(jié)為通用工程參數(shù)：參數(shù)3：運(yùn)動(dòng)物體的長(zhǎng)度。

（4）查找負(fù)向參數(shù)轉(zhuǎn)換原理：參數(shù)3對(duì)應(yīng)的負(fù)向參數(shù)轉(zhuǎn)換原理：1 15 29 14 17 28 4 13 19 35 10 2。

（5）分析確定適用原理，獲得原理解：分析獲得的原理，4號(hào)非對(duì)稱原理適用于解決該問(wèn)題。

原理解：4號(hào)原理解釋1：將物體的對(duì)稱形式轉(zhuǎn)為不對(duì)稱的形式。

（6）由原理轉(zhuǎn)向?qū)嶋H方案：將飛機(jī)引擎的進(jìn)氣口做成橢圓形。

（7）評(píng)價(jià)獲得的方案：該方案有效提高了引擎進(jìn)氣效率，同時(shí)很好地克服了負(fù)面影響。

4 結(jié)語(yǔ)

單向參數(shù)轉(zhuǎn)換算法是TRIZ技術(shù)矛盾分析方法的簡(jiǎn)化改進(jìn)，在解決創(chuàng)新等級(jí)中第2、3級(jí)中的簡(jiǎn)單問(wèn)題時(shí)可以大大的簡(jiǎn)化解題步驟，節(jié)省解題時(shí)間。該算法也為TRIZ簡(jiǎn)化研究提供了新思路。

參考文獻(xiàn)

[1] 曹福全，于鳳麗，王洪波.TRIZ“本土化”理論體系構(gòu)建研究—— S-TRIZ概念的提出[J].黑河：黑河學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（4）.

[2] 楊清亮.發(fā)明是這樣誕生的—— TRIZ理論全接觸[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[3] 沈萌紅.創(chuàng)新的方法—— TRIZ理論概述[M].北京：北京大學(xué)出版社，2011.endprint