文/李会平

系统裁剪法在解决实际问题中的应用

文/李会平

当创新成为整个世界的追求，当中华民族正在经历从中国制造走向中国创造的蜕变，高效的创新方法——TRIZ的地位显得尤为重要和突出。

TRIZ音译为萃智，由前苏联发明家根里奇·阿奇舒勒创立。阿奇舒勒14岁时就获得首个专利——水下呼吸器，15岁时制作了一条船，使用的是碳化物作燃料喷气发动机，堪称发明界的天才。

1946年，阿奇舒勒被安排到海军专利局从事专利审核工作，接触了大量的专利资料，他发现了发明背后存在着某种规律和模式，便形成了TRIZ的原始思想基础。随后，他带领其研究团队通过对250万件高水平发明专利进行分析和提炼之后总结出来TRIZ理论，用以指导人们进行发明创新、解决工程问题。他说，你可以等待100年获得顿悟，也可以利用这些原理用15分钟解决问题。

曾经一度，TRIZ发明理论被称为当时苏俄竞争的神秘武器。系统裁剪法即为TRIZ发明理论中的一种发明方法……

系统裁剪法的概念

系统裁剪法，顾名思义，是把系统进行裁剪、修整，使其更加简洁、方便或者高功效，或者说使其更加理想化。在TRIZ理论中，对其这样定义：通过裁剪系统的某个组件，然后把该组件提供的有用功能重新分配到其他剩余的组件及超系统组件上，来改善技术系统。

在实际生产中，生产商往往纠结于是要保产品成本还是把产品功能放在第一位，理想的结果是，鱼和熊掌兼得，既不增加成本，又能保留甚或增加功能。同样的，在技术系统中，理想的功能组件应该是无成本无消耗，但功能完备（如图1所示）。

图1

系统裁剪的目的是通过精简组件数量，降低系统成本；优化功能结构，合理布局系统架构；体现功能价值，规避竞争对手专利；消除过度、有害、重复等功能，提高系统理想化程度。其前提是确保被裁剪组件的有用功能重新分配。

那么，在具体的操作中，我们如何选择被裁剪的组件呢？首先，按照功能分析的结果，对各组件进行价值评价，从价值最低的组件、提供辅助功能的组件、实现相同功能的组件、具有有害功能的组件依次开始实施系统裁剪。理想化的功能模型是，如果能够实施裁剪，那么裁剪后技术系统的功能模型中包含系统裁剪后剩余的组件，并将被裁剪组件的有用功能重新进行了分配。即，如果我们解决了被裁剪组件的功能完成问题，那么就可以立即得出解决方案实施裁剪。

系统裁剪的实施方法

实施裁剪法工作前，我们要构建组件模型，进行组件评价。分析的时候从功能入手；裁剪的时候从组件入手。

实施裁剪的方法之一是，若没有组件B，因此组件B也就不需要组件A的作用，那么组件A可以裁剪掉。

比如最普通的凳子，其组件分别为面、腿、撑，若没有这些组件，木墩，同样可以完成凳子的功能。如今的实际生活中也随处可见原生态类的饭店用质朴的木墩代替凳子的情况，不但实际功能不受损，还更添田园和质朴气息。

实施裁剪的方法之二是，组件B能自我完成组件A的功能，组件A可被裁减掉。

例如济源市金马焦化有限公司的一个节能减排项目。在发电厂循环水部分，改循环水冷却塔冷却风机电机为水轮机，利用冷却水回水压力带动水轮机，由水轮机带动风机运行。改造之前，电力带动电机，电机带动风机；改造后，冷却水回水压力带动水轮机，水轮机带动风机，如此，电力部分可被裁减掉。通过技术改造，每台风机每小时可节约用电55 kw.h，公司每年可节约用电248万度，累计折标准煤1 003吨。

实施裁剪的方法之三是，技术系统或超系统中其他的组件可以完成组件A的功能，组件A可被裁减掉。

例如：平煤集团的焦炉煤气发电及余热梯次利用技术研究与示范工程项目。项目中，本来焦炉煤气和余热需要专门的处理系统处理后才可外排。但由于①平煤集团新建的QD20燃气轮机发电机组外输电力系统及电厂启动时所用电源由焦化厂电力系统统筹设计。②每年有大约为11 296 nm3/h的焦炉煤气得不到充分利用。集团利用这部分煤气为本项目发电的燃料，燃料进入该燃气轮机电站后，经过进一步分离、过滤、加热、增压，达到燃气轮机发电机组的进气要求后，进入燃气轮机发电机组进行发电。

实施裁剪的方法之四是，技术系统的新添组件可以完成组件A的功能。

这类方法在实际生活应用中比较广泛也比较常见，例如带橡皮的铅笔、太阳能帐篷以及还没有进入市场的带太阳能板的裤子等。

通过对以上四种实施裁剪方法的观察，我们不难发现，实施裁剪法的关键是，解决裁剪后组件A的功能如何完成的问题。

裁剪后，我们考虑功能替代的顺序应该是受体——系统——超系统——新系统。①组件B自我实现组件A的功能；②系统中其他组件能够实现组件A的功能；③超系统组件能够实现组件A的功能；④系统外新组件C实现组件A的功能。

根据功能实现效果和途径的不同，裁剪法可分为四类。第一类是重复功能的整合，裁剪具有重复功能的组件，以实现系统精简的目标；第二类是有害功能的去除，裁剪具有有害功能的组件，但同时要确保能够正常体现其他功能；第三类是存在功能即有害有用并存，遇到这种情况，要注意裁剪存在功能的组件时，将其有用功能转移、替代，确保系统能够较好地体现功能；第四类是功能正常但体现较弱、效率不高或成本较高，这时我们需要裁剪掉实现功能不够理想的组件，将功能转移到其他组件以确保系统更高效地实现功能，即通过功能优化，追求更理想、更高效实现功能的系统。

通过以上内容的综合，得出实施裁剪法的步骤是：1.确定系统裁剪对象：组件A（裁剪前，分析组件A的有用功能）；2.构建理想化的功能模型（裁剪后，保留有用功能的功能模型）；3.提出问题，寻找解决方案。问题：裁剪后组件A的有用功能如何实现？怎样实现？

提出解决方案：功能转移（某一组件上）、功能分解（若干组件上）、功能替代（系统组件、超系统组件、新的组件等）

裁剪法运用实例分析

以近视眼镜为例。其组件模型如图2所示。

图2

在技术系统中，镜腿支撑镜框，镜框支撑镜片，镜片改变超系统中的光线方向，然后折射到超系统中的眼睛从而实现清晰看物的目的。根据每个组件价值列出其功能级别。（如图3所示。）

图3

然后，选择价值最低的组件——镜腿，建立理想化的功能模型（如图4所示），提出问题，寻找解决方案。

图4

经系统裁剪分析，镜腿的功能是支撑镜框，若符合以下条件，镜腿可被裁剪：A、没有镜框（因此镜框不需要支撑作用）；B、镜框自我完成支撑作用；C、技术系统中其他组件完成支撑镜框作用—镜片；或超系统组件完成支撑镜框作用—手、眼睛。很明显，现实生活中这3种情况都已经实现。

继续进行系统裁剪分析，价值最低的组件是镜框，建立理想化的功能模型（如图5所示），提出问题，寻找解决方案。

图5

镜框的功能是支撑镜片，若符合以下条件，镜框可被裁剪：A、没有镜片（因此镜片不需要支撑作用；B、自我完成支撑作用；C、技术系统中其他组件完成支撑镜片作用，或超系统组件完成支撑镜片作用。通过分析，我们得出解决方案是隐形眼镜。

第三次进行系统裁剪分析，价值最低的组件是镜片，建立理想化的功能模型（如图6所示），提出问题，寻找解决方案。

图6

镜片的功能是改变光线的方向，使其进入眼睛。若符合以下条件，镜片可被裁剪：A、没有镜片，因此镜片不需要改变光线方向的作用；B、镜片自我完成改变光线方向的作用；C、技术系统中其他组件完成改变光线方向的作用，或超系统组件完成改变光线方向的作用。通过分析，我们得出解决方案是做激光治疗近视眼镜手术。

在TRIZ理论中，系统裁剪法是一种较基础而实际运用中又极其普遍的一种方法，我们可以通过对系统实施裁剪，让产品功能更好地体现的同时实现系统更简洁和完美，让生产商更靠近产品成本和功能共得的梦想。等待100年获得顿悟，还是利用这些原理15分钟解决问题？相信答案不言而喻。