技术系统完备性分析.docVIP

技术系统完备性分析 　　摘 要：技术系统进化法则是TRIZ的核心内容之一，但传统TRIZ进化法则工具化水平较低，不易于操作。该文对两个相关法则“完备性法则”和“能量传递法则”的工具化应用模式进行了探讨，分别给出了系统创建阶段和系统进化阶段完备性分析的方法步骤，并用实例加以说明。 　　关键词：TRIZ 完备性法则 能量传递法则 　　中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（b）-0115-02 　　TRIZ被称为技术系统进化论，TRIZ的核心就是技术系统进化法则。技术系统进化法则是TRIZ的核心内容之一。TRIZ的创始人G.S.Altshuller认为技术系统的进化并非随机的，而是遵循一定的客观进化模式，所有的系统都是向“最终理想解（IFR）”进化的，系统进化的模式可以在过去的专利发明中发现，并可以应用于新系统的开发，从而避免盲目的尝试和浪费时间[1]。 　　进化法则在系统演进过程中发挥着重要作用，但应用于具体创新环节时会发现其可操作性较弱，尤其初学者，往往无所适从。究其原因，一方面是对法则的理解程度，再者是多数进化法则更具“指导”意义，工具化水平较低。近年来笔者致力于TRIZ“本土化”的“S-TRIZ”理论体系构建研究，在“进化法则工具化”方向进行了探索。该文仅就应用TRIZ“完备性法则”和“能量传递法则”进行技术系统的完备性分析作以探讨。 　　1 完备性法则与能量传递法则 　　1.1 完备性法则 　　技术系统的建立是为实现一定的功能，只有当技术系统的每一个部分均达到最低工作能力，且所有部分共同形成的统一系统的最低工作能力得到保障时，该技术系统才有生命力。为此，系统必需具备能够实现其功能最基本的要素：执行装置、传动装置、动力装置、控制装置，各要素之间必须存在必要的物质、能量、信息和职能联系。图1中箭头方向表示系统中能量传递的路径。 　　完备性法则可以简单描述为：系统为实现功能，必需具备保障最低工作能力的基本组成要素和基本联系。 　　1.2 能量传递法则 　　技术系统是一个有效的能量传递系统，技术系统要实现其功能，必须保证能量能够贯穿系统的所有部分：能源―动力装置―传动装置―执行装置―产品，能量流向和流量由控制装置控制。能量流动路径缩短是技术系统进化的方向。该法则中“能量”的概念是广义的，包括来自于能源的动力流，也包括贯穿系统的信息流、物质流等。 　　1.3 完备性法则和能量传递法则的关系 　　由上述可知，完备性法则侧重于系统完成功能的必要组成和必要联系，能量传递法则侧重于联系的有效性和贯通性。或者说，前者是系统结构完整性考察，后者是组件联系协调性考察。按经典TRIZ理论，完备性法则作用于技术系统创立之初，用以保障系统最低工作能力，系统成功“生存”后，各功能组件已经基本“完备”，完备性法则就完成了其使命，由其他法则“打磨”系统开始进化；能量传递法则作用于系统的整个发展时期，不断缩短能量传递路径以提高理想度。 　　笔者认为，完备性法则事实上已经包含了能量传递法则的基本内容，二者即有区别又联系。可共同作用于系统创立之初，也可在进化阶段，用完备性分析的方法，结合能量传递法则定位系统问题，建立问题模型。 　　2 技术系统完备性分析 　　完备性法则和能量传递法则在系统创建阶段和进化阶段作用机制有所不同：在系统创立阶段，完备性法则致力于完善系统基本组件，能量传递法则致力于组件间联系的贯通；在系统进化阶段，完备性法则主要可用于定位操作区域，能量传递法则致力于优化能量传递路径。 　　2.1 技术系统创建的完备性分析 　　TRIZ认为，技术系统基于某种需求，为实现某种功能而创建。一开始，创建者并不清楚应该采用什么样的系统结构，或是有了基本思路却存在种种限制，此时完备性法则和能量传递法则开始作用，告诉我们系统必需具备的要素和联系。TRIZ划分了两个与实现功能直接相关的概念：“工件”和“工具”：“工件”即系统执行主要功能的“作用对象”，“工具”即作用于工件的“执行装置”。在完备性法则引导下，依据作用对象（工件）确定合适的执行装置（工具）和所需能量，继而确定保障执行装置最低工作能力的传动装置、动力装置和能量来源，以及协调和控制系统的控制装置。系统基本组件及基本联系确定后，依据能量传递法则规划能量传递路径。 　　技术系统创立的完备性分析简要步骤如下。 　　①定义新系统的名称。 　　②简述新系统要实现的主要功能和作用对象，阐述新系统（应具备的）特性。 　　③依据作用对象，确定执行装置和其所需的能量。 　　④依据执行装置和能量确定传动装置、动力装置及能源。 　　⑤考察系统的控制参数，确定控制装置。 　　⑥考察各装置间联系（能量传递）的连续性与有效性。 　　⑦