农业规划师:由TRIZ理论,解析创新的来源和方法

农业引擎按:

创新、创业,各种媒体和机构都在做宣传,各个行业的大小企业也在呼吁创新;但是创新的来源和方法,可能不是那么清晰。

尤其是农业行业里面问题千千万种,要解决这些问题,就要去创新思考、创新实践。如何创新?这是实际问题,今天这篇文章介绍一个来自俄国(准确的说是前苏联)的理论,而且被三星、西门子等大牌公司所实践过。

供大家研习。

解决问题需要严谨的推导、全面的视角、创新的思路、恰当的工具。

统计标明,已知的创新方法大约有300多种。比如头脑风暴法、试错法、缺点列举法、希望点列举发明法、假想构成法、高顿思考法、设问法、综摄法、类比发明法、信息交合法、水平思考法、五S思维法、卡片思维法、叠加法、原型启发法、合理移植法、联想扩充法、象征类比法等等。

TRIZ也是其中的一种。

TRIZ(俄文теориирешения изобретательскихзадач 俄语缩写“ТРИЗ”翻译为“发明家式的解决任务理论”,用英语标音可读为Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch,缩写为TRIZ。

英文说法:Theory of Inventive ProblemSolving,TIPS),也有人缩写为TIPS。

之所以解释中出现俄文,是因为TRIZ理论的苏联科学家的成果:TRIZ理论是由前苏联发明家阿利赫舒列尔(G. S. Altshuller)在1946年创立的。当时他在苏联里海海军的专利局工作,有机会查阅大量的发明创造,得以逐步总结出了TRIZ理论。

TRIZ的理论要点有以下九点——

1、TRIZ的技术系统八大进化法则

2、最终理想解(IFR)

3、40个发明原理

4、39个工程参数及矛盾矩阵

5、物理矛盾和四大分离原理

6、物-场模型分析

7、发明问题的标准解法

8、发明问题解决算法(ARIZ)

9、科学效应和现象知识库

以下两图是理论要点彼此逻辑关系的两张图,供读者参考。


这些理论绝对配得上经典二字,比如TRIZ的技术系统八大进化法则

(1)技术系统的S曲线进化法则;

(2)提高理想度法则;

(3)子系统的不均衡进化法则;

(4)动态性和可控性进化法则;

(5)增加集成度再进行简化法则;

(6)子系统协调性进化法则;

(7)向微观级和增加场应用的进化法则;

(8)减少人工介入的进化法则。

我想搞设计工作的、尤其是做技术管理的朋友能够很快发现这些原则的价值,因为你天天在用这些原则。

需要说明的是,这些理论要点我会在后续文章中注解提到、本文限于篇幅,先谈谈TRIZ的问题解决模式——


和别的方法相比,TRIZ在解决问题的过程中有一个典型的中间环节:标准问题+标准解。

物质—场分析标准解Altshuller对发明问题解决理论的贡献之一是提出了功能的物质—场(Substance-field)描述方法与模型。其原理为,所有的功能都可分解为两种物质及一种场,即一种功能由两种物质及一种场的三元件组成。产品是功能的一种实现,因此,可用物质—场分析产品的功能,这种分析方法是TRIZ的工具之一。

依据该模型,Altshuller提出了76种标准解,并分为如下5类:

(1)不改变或仅少量改变已有系统:13种标准解;

(2)改变已有系统:23种标准解;

(3)系统传递:6种标准解;

(4)检查与测量:17种标准解;

(5)简化与改善策略:17种标准解。

这些标准解基于列出的下表列出的TRIZ的40个发明创造原理——

序号 名称 序号 名称 序号 名称 序号 名称
1 分割 11 预补偿 21 跃过 31 多孔材料
2 分离 12 等势性 22 变有害为有益 32 改变颜色
3 局部性质 13 相反 23 反馈 33 同质性
4 不对称 14 曲面化 24 中介物 34 抛弃与修复
5 联合 15 动态 25 自我服务 35 参数变化
6 多功能 16 未达到或超过的作用 26 复制 36 状态变化
7 套装 17 维数变化 27 低成本、不耐用的物体代替昂贵、耐用的物体 37 热膨胀
8 质量补偿 18 机械振动 28 机械系统的替代 38 强氧化
9 预加反作用 19 周期性作用 29 气动与液压结构 39 惰性介质
10 预先作用 20 连续有效作用 30 柔性壳体或薄膜 40 复合材料

基于TRIZ的产生年代和上表的描述,我们可以发现这个理论源于工程技术领域。当然凡是正确的事物总是相通的,目前TRIZ已逐步向其他领域渗透和扩展。应用范围越来越广,比如在自然科学、社会科学、管理科学、生物科学等领域均有发展,可以认为TRIZ是一种通用性的工具。

以上40个标准解的具体使用有更快捷的方式,


这个表基于39个工程参数构成的矛盾矩阵,也就是当我们采取措施时,首先辨识措施的加强项和弱化项,查表就可以得到适用的发明创造原理。比如行3列1对应加强长度、降低重量,那么合用的发明创造原理就是8、15、29、34,具体是质量补偿、动态、气动与液压结构、抛弃与修复。

这些工程参数包括运动物体的重量、静止物体的重量、运动物体的长度、静止物体的长度、运动物体的面积、静止物体的面积、运动物体的体积、静止物体的体积、速度、力、应力压强、形状、稳定性、强度、运动物体的作用时间、静止物体的作用时间、温度、照度、运动物体的能量消耗、静止物体的能量消耗、功率、能量损失、物质损失、信息损失、时间损失、物质的量、可靠性、测量精度、制造精度、作用于物体的有害因素、物体产生的有害因素、可制造性、操作流程的方便性、可维修性、适应性通用性、系统的复杂性、控制和测量的复杂性、自动化程度、生产率等。

从这个案例我们可以深刻体会到TRIZ的理论和实际相结合,使得发明创造变得思路清晰、方案可行。


小结:

1、本文简介了TRIZ的原理和常见用法;

2、后续将根据读者要求而具体展开细节。

本文作者师伟先生,欢迎微信公众号:现代质量。