浅论功能组件生长法则创新模型与应用＊

2018-08-21姬志刚王爱峰郭鸿湧

科技与创新 2018年16期

姬志刚，王爱峰，郭鸿湧

（河北工程大学，河北邯郸 056038）

作为TRIZ的基础，阿奇舒勒通过对功能的研究发现并总结出以下3条功能定律：①所有的功能都可以分解为3个基本组件；②1个存在的功能，必定由3个基本组件组成；③相互作用的3个组件进行有机组合，将形成1个功能。

在TRIZ知识体系的广泛学习和传播中，一般情况下，学者们将功能组件仅仅用于技术系统问题功能分析模型的建立和分析中，并没有作为一个直接产生问题解的创新工具和方法来使用。笔者在学习和实践中，参考了植物生长和栽培的规律，将之与组件创新结合起来，并应用于创新方法应用能力的培训和实践中，觉得效果不错，特将之与大家分享。

1 功能组件获得问题解的方法模型

1.1 TRIZ知识系统中关于功能组件的定义

TRIZ知识系统中定义的组件一般是指组成技术系统或超系统的一个组成部分，是由物质或者场组成的一个物体。在问题分析阶段，功能分析是从完成功能的角度而分析系统组件之间关系的模型。其主要目的是将抽象的技术系统转化为具体的图表，以便于设计者了解产品所需具备的功能与特征，或者通过定义与描述系统组件所需达到的功能，以及组件之间和与外界环境的相互作用来分析整体系统，能够协助设计人员化繁为简，合理地进行创新设计。一般功能的3个基本组件分别描述如下.

S1：被动组件，起被作用、被操作、被改变的角色。

S2：主动组件，起工具的作用，它操作、改变或作用于被动组件S1。

F：使能组件，它使S2和S1相互作用。F将主动、被动组件连接形成功能。

使用图表表述见图1，举例见图2，地板S2支撑F灰尘S1。

1.2 利用功能组件直接进行问题求解的优势

利用功能组件直接进行问题求解，更容易发现、揭示技术系统问题的本质部分。比如，我们日常都会遇到的扫地问题，通常我们会有这样的表达：某人拖地拖得不干净。这样的表达显然是一种通常意思的模糊表达，如果我们用技术系统的功能组件思维表达方式来表达这个问题，大体意思是“某人拿拖把拖地，拖把没有拖净清理完全地上的灰尘或碎屑”，组件表达为“某人移动拖把，拖把移动尘屑”，技术系统出现的问题是“拖把移动尘屑”达不到理想状态。这种表达最本质地揭示了技术系统问题，这为我们改进技术系统提供了非常直接有效的入手点。

利用功能组件直接进行问题求解，在面对较为清晰的问题点时能够快速、有效得到问题解。

以前例“拖把移动尘屑达不到理想要求”来说明一下，如图所示，在面对这个问题时，由图3可以清晰看到问题点的两个组件和作用力，对两个组件或作用力进行针对性的创新改进时就能够快速有效得到问题解。图3中的组件为“拖把”“尘屑”，作用力F表示移动或清理作用。

图1 用图表表述

图2 示意图1

图3 示意图2

对“拖把”或“尘屑”进行技术改进，即使没有创新原理的支撑，一些专业技术人员也能想到不少的改进点，这就是利用功能组件直接进行问题求解，在面对较为清晰的问题点时能够快速、有效地得到问题解。

利用功能组件直接进行问题求解，是TRIZ知识体系中发明问题求解流程的有益补充。

图4是利用TRIZ进行问题分析求解的一般流程，对于没有经过系统培训和学习的人来说，按照这种流程进行技术系统问题的分析与求解，是不可想象的。但是我们在这个体系中引入“利用功能组件直接进行问题求解”这一个步骤，将令初学者在第一课堂就能够快速、有效地得到问题解。因此，我们认为利用功能组件直接进行问题求解，是TRIZ知识体系中发明问题求解流程的有益补充。

图4 利用TRIZ进行问题分析求解的一般流程

2 理论来源和求解模型

功能组件求解模型的理论来源于植物的生长发育、栽培规律。众所周知，植物的生长发育是一个极其复杂的过程，它在各种物质代谢的基础上，表现为种子发芽、生根、长叶、植物体长大成熟、开花、结果，最后衰老、死亡。通常认为，生长是植物体积的增大，它主要是通过细胞分裂和伸长来完成的；而发育则是在整个生活史中，植物体的构造和机能从简单到复杂的变化过程，它的表现就是细胞、组织和器官的分化。参照植物的生长发育现象和规律，我们可以将它应用到技术系统的某一功能所涉及的功能组件和作用力的问题创新求解上来。我们创建的求解模型如图5所示。