【原创】折中还是突破 -TRIZ理论技术矛盾应用浅析

时间:2018-03-15

      唯物辩证法指出一切存在的事物都由既相互对立、又相互统一的一对矛盾组合而成(例如,有光就有影,有正就有负,有聚就有散,有得就有失……)。矛盾着的双方既对立又统一,从而推动着事物的发展,是事物发展的源泉和动力。

      对于一个技术系统而言,也不例外,当我们针对一个问题提出一种想法时,常常紧跟着一个“但是”的疑问,于是矛盾就产生了。对于这种矛盾问题,常会使我们陷入两难的境地,在难以取舍的反复徘徊中通常会采取折中的方案。但我们清楚问题尚未根除,虽有所改观,但远未一劳永逸。

      在TRIZ理论中,将这类问题定义为技术矛盾,即为了改善一个参数,却导致另一个参数的恶化。可喜的是TRIZ针对这类问题为我们提供了强有力的解决工具,能够彻底地解决此类问题,它就是40个创新原理。
 
      40个创新原理是TRIZ理论之父阿奇舒勒带领他的团队,通过对世界专利数据库的分析,将当时所有已知的解决方案经过反复分析、推敲,发现在解决发明问题的时候,尽管许多问题来自于不同的领域和行业,但是解决这些问题的方法是有限的。他从上万份专利中抽取出了解决发明问题的基本原理,这些原理可以普遍地适用于新出现的矛盾问题。

 

       1946-1969年,阿奇舒勒先后共总结、提炼出了用来解决矛盾问题的常用的40种原理,称其为40个创新原理。
 
       如今,专利分析的数量已达数百万件,但隐藏其中的能够用来解决矛盾的原理有了进一步的发展与完善,数量有所增加,这些原理犹如解决方案的一系列触发点,告诉我们如何运用世界已知的方法来解决问题。


       我们最终的结果是两个参数都要改善,没有恶化,而这是一具迭代的过程。矛盾分析为我们提供了明确的方向。

       对于初学者,为了更加高效的应有创新原理,阿奇舒勒和他的团队创建了39通用工程参数和39*39矛盾矩阵,通过将一般矛盾参数转化为通用工程参数,然后查找矛盾矩阵即可快速锁定对应创新原理。

       下面通过一个案例,向大家介绍TRIZ理论解决技术矛盾问题的独特方式。

案例:

       高铁在运行时,在列车车顶有一个伸上去的折叠装置,而这正是能给高铁供电的装置-受电弓,与受电弓直接接触的那条高压线目的是传送高压电,而高铁通过受电弓将接触线上的电能取回车内,以供列车运转的。高压线顶部还有一根线起到悬挂的作用。

 

      我们知道只要接触时存在相对移动就会存在摩擦,有摩擦就会有磨损,为了减少磨损,最直接的方案就是减小受电弓与高压线的接触压力。

      现在的问题是,高铁由于受电弓与高压线接触不良,出现电弧放电问题,如何解决?

                       

                                  受电弓结构                                               电弧放电

1:问题是什么,找到问题入手点

    --高铁运行时存在电弧放电问题,损坏高压线

2:现在有什么解决办法,改进了什么参数

     --提高高铁受电弓与接触网接触压力值

3:上述的方法有什么缺点,导致什么参数恶化

     --受电弓磨损加剧,无法长距离运行。

4. 将改善和恶化的参数一般化为39个通用工程参数

   

技术矛盾

高铁受电弓与接触网接触压力值增大,导致磨损加剧

改善

压力

恶化

物体产生的有害因素

5. 在矛盾矩阵中定位改善和恶化通用技术参数交叉的单元,确定创新原理。

6. 应用创新原理的提示确定最适合解决技术矛盾的具体解决方案。

    6.1  应用13反向作用原理:C让物体或环境可动部分不动,不动部分可动。

 

方案1:

      实现受电弓接触面与高压线横向相互移动,高压线 “之”字形架设。

      高压线跟下方的铁轨设计为不平行,避免受电弓特定的某处持续与高压线摩擦。轮流摩擦可让受电弓有“空闲时间”散热,磨损就会变得均匀,寿命也更长。

 

6.2  应用3局部质量原理:C让物体的各部分处于完成各自功能的最佳状态

方案2
高压线采用带凹槽的横截面结构,避免悬挂的地方有一个“结”。

下方与受电弓接触

 

6.3 应用24借助中介物原理

A. 使用中介物实现所需动作;

B. 把一物体与另一容易去除的物体暂时结合。

方案3:

受电弓滑板采用石墨制成

      滑板采用石墨制成,石墨提供自润滑,减少摩擦力,使用周期一般在两周左右,且更换方便易行,成本低廉,满足了运行需求。

 

受电弓的“滑板”

      通过以上案例,我们对TRIZ中技术矛盾的解题模式有了初步的认识,它可以帮助技术人员在解决问题时抛弃折中的企图,彻底地解决矛盾,这也是TRIZ理论在工程技术领域备受重视的原因所在。


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