文/李會(huì)平

系統(tǒng)裁剪法在解決實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用

文/李會(huì)平

當(dāng)創(chuàng)新成為整個(gè)世界的追求，當(dāng)中華民族正在經(jīng)歷從中國(guó)制造走向中國(guó)創(chuàng)造的蛻變，高效的創(chuàng)新方法——TRIZ的地位顯得尤為重要和突出。

TRIZ音譯為萃智，由前蘇聯(lián)發(fā)明家根里奇·阿奇舒勒創(chuàng)立。阿奇舒勒14歲時(shí)就獲得首個(gè)專(zhuān)利——水下呼吸器，15歲時(shí)制作了一條船，使用的是碳化物作燃料噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，堪稱(chēng)發(fā)明界的天才。

1946年，阿奇舒勒被安排到海軍專(zhuān)利局從事專(zhuān)利審核工作，接觸了大量的專(zhuān)利資料，他發(fā)現(xiàn)了發(fā)明背后存在著某種規(guī)律和模式，便形成了TRIZ的原始思想基礎(chǔ)。隨后，他帶領(lǐng)其研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)250萬(wàn)件高水平發(fā)明專(zhuān)利進(jìn)行分析和提煉之后總結(jié)出來(lái)TRIZ理論，用以指導(dǎo)人們進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)新、解決工程問(wèn)題。他說(shuō)，你可以等待100年獲得頓悟，也可以利用這些原理用15分鐘解決問(wèn)題。

曾經(jīng)一度，TRIZ發(fā)明理論被稱(chēng)為當(dāng)時(shí)蘇俄競(jìng)爭(zhēng)的神秘武器。系統(tǒng)裁剪法即為T(mén)RIZ發(fā)明理論中的一種發(fā)明方法……

系統(tǒng)裁剪法的概念

系統(tǒng)裁剪法，顧名思義，是把系統(tǒng)進(jìn)行裁剪、修整，使其更加簡(jiǎn)潔、方便或者高功效，或者說(shuō)使其更加理想化。在TRIZ理論中，對(duì)其這樣定義：通過(guò)裁剪系統(tǒng)的某個(gè)組件，然后把該組件提供的有用功能重新分配到其他剩余的組件及超系統(tǒng)組件上，來(lái)改善技術(shù)系統(tǒng)。

在實(shí)際生產(chǎn)中，生產(chǎn)商往往糾結(jié)于是要保產(chǎn)品成本還是把產(chǎn)品功能放在第一位，理想的結(jié)果是，魚(yú)和熊掌兼得，既不增加成本，又能保留甚或增加功能。同樣的，在技術(shù)系統(tǒng)中，理想的功能組件應(yīng)該是無(wú)成本無(wú)消耗，但功能完備（如圖1所示）。

圖1

系統(tǒng)裁剪的目的是通過(guò)精簡(jiǎn)組件數(shù)量，降低系統(tǒng)成本；優(yōu)化功能結(jié)構(gòu)，合理布局系統(tǒng)架構(gòu)；體現(xiàn)功能價(jià)值，規(guī)避競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手專(zhuān)利；消除過(guò)度、有害、重復(fù)等功能，提高系統(tǒng)理想化程度。其前提是確保被裁剪組件的有用功能重新分配。

那么，在具體的操作中，我們?nèi)绾芜x擇被裁剪的組件呢？首先，按照功能分析的結(jié)果，對(duì)各組件進(jìn)行價(jià)值評(píng)價(jià)，從價(jià)值最低的組件、提供輔助功能的組件、實(shí)現(xiàn)相同功能的組件、具有有害功能的組件依次開(kāi)始實(shí)施系統(tǒng)裁剪。理想化的功能模型是，如果能夠?qū)嵤┎眉?，那么裁剪后技術(shù)系統(tǒng)的功能模型中包含系統(tǒng)裁剪后剩余的組件，并將被裁剪組件的有用功能重新進(jìn)行了分配。即，如果我們解決了被裁剪組件的功能完成問(wèn)題，那么就可以立即得出解決方案實(shí)施裁剪。

系統(tǒng)裁剪的實(shí)施方法

實(shí)施裁剪法工作前，我們要構(gòu)建組件模型，進(jìn)行組件評(píng)價(jià)。分析的時(shí)候從功能入手；裁剪的時(shí)候從組件入手。

實(shí)施裁剪的方法之一是，若沒(méi)有組件B，因此組件B也就不需要組件A的作用，那么組件A可以裁剪掉。

比如最普通的凳子，其組件分別為面、腿、撐，若沒(méi)有這些組件，木墩，同樣可以完成凳子的功能。如今的實(shí)際生活中也隨處可見(jiàn)原生態(tài)類(lèi)的飯店用質(zhì)樸的木墩代替凳子的情況，不但實(shí)際功能不受損，還更添田園和質(zhì)樸氣息。

實(shí)施裁剪的方法之二是，組件B能自我完成組件A的功能，組件A可被裁減掉。

例如濟(jì)源市金馬焦化有限公司的一個(gè)節(jié)能減排項(xiàng)目。在發(fā)電廠循環(huán)水部分，改循環(huán)水冷卻塔冷卻風(fēng)機(jī)電機(jī)為水輪機(jī)，利用冷卻水回水壓力帶動(dòng)水輪機(jī)，由水輪機(jī)帶動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行。改造之前，電力帶動(dòng)電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)風(fēng)機(jī)；改造后，冷卻水回水壓力帶動(dòng)水輪機(jī)，水輪機(jī)帶動(dòng)風(fēng)機(jī)，如此，電力部分可被裁減掉。通過(guò)技術(shù)改造，每臺(tái)風(fēng)機(jī)每小時(shí)可節(jié)約用電55 kw.h，公司每年可節(jié)約用電248萬(wàn)度，累計(jì)折標(biāo)準(zhǔn)煤1 003噸。

實(shí)施裁剪的方法之三是，技術(shù)系統(tǒng)或超系統(tǒng)中其他的組件可以完成組件A的功能，組件A可被裁減掉。

例如：平煤集團(tuán)的焦?fàn)t煤氣發(fā)電及余熱梯次利用技術(shù)研究與示范工程項(xiàng)目。項(xiàng)目中，本來(lái)焦?fàn)t煤氣和余熱需要專(zhuān)門(mén)的處理系統(tǒng)處理后才可外排。但由于①平煤集團(tuán)新建的QD20燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組外輸電力系統(tǒng)及電廠啟動(dòng)時(shí)所用電源由焦化廠電力系統(tǒng)統(tǒng)籌設(shè)計(jì)。②每年有大約為11 296 nm3/h的焦?fàn)t煤氣得不到充分利用。集團(tuán)利用這部分煤氣為本項(xiàng)目發(fā)電的燃料，燃料進(jìn)入該燃?xì)廨啓C(jī)電站后，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步分離、過(guò)濾、加熱、增壓，達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的進(jìn)氣要求后，進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。

實(shí)施裁剪的方法之四是，技術(shù)系統(tǒng)的新添組件可以完成組件A的功能。

這類(lèi)方法在實(shí)際生活應(yīng)用中比較廣泛也比較常見(jiàn)，例如帶橡皮的鉛筆、太陽(yáng)能帳篷以及還沒(méi)有進(jìn)入市場(chǎng)的帶太陽(yáng)能板的褲子等。

通過(guò)對(duì)以上四種實(shí)施裁剪方法的觀察，我們不難發(fā)現(xiàn)，實(shí)施裁剪法的關(guān)鍵是，解決裁剪后組件A的功能如何完成的問(wèn)題。

裁剪后，我們考慮功能替代的順序應(yīng)該是受體——系統(tǒng)——超系統(tǒng)——新系統(tǒng)。①組件B自我實(shí)現(xiàn)組件A的功能；②系統(tǒng)中其他組件能夠?qū)崿F(xiàn)組件A的功能；③超系統(tǒng)組件能夠?qū)崿F(xiàn)組件A的功能；④系統(tǒng)外新組件C實(shí)現(xiàn)組件A的功能。

根據(jù)功能實(shí)現(xiàn)效果和途徑的不同，裁剪法可分為四類(lèi)。第一類(lèi)是重復(fù)功能的整合，裁剪具有重復(fù)功能的組件，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)精簡(jiǎn)的目標(biāo)；第二類(lèi)是有害功能的去除，裁剪具有有害功能的組件，但同時(shí)要確保能夠正常體現(xiàn)其他功能；第三類(lèi)是存在功能即有害有用并存，遇到這種情況，要注意裁剪存在功能的組件時(shí)，將其有用功能轉(zhuǎn)移、替代，確保系統(tǒng)能夠較好地體現(xiàn)功能；第四類(lèi)是功能正常但體現(xiàn)較弱、效率不高或成本較高，這時(shí)我們需要裁剪掉實(shí)現(xiàn)功能不夠理想的組件，將功能轉(zhuǎn)移到其他組件以確保系統(tǒng)更高效地實(shí)現(xiàn)功能，即通過(guò)功能優(yōu)化，追求更理想、更高效實(shí)現(xiàn)功能的系統(tǒng)。

通過(guò)以上內(nèi)容的綜合，得出實(shí)施裁剪法的步驟是：1.確定系統(tǒng)裁剪對(duì)象：組件A（裁剪前，分析組件A的有用功能）；2.構(gòu)建理想化的功能模型（裁剪后，保留有用功能的功能模型）；3.提出問(wèn)題，尋找解決方案。問(wèn)題：裁剪后組件A的有用功能如何實(shí)現(xiàn)？怎樣實(shí)現(xiàn)？

提出解決方案：功能轉(zhuǎn)移（某一組件上）、功能分解（若干組件上）、功能替代（系統(tǒng)組件、超系統(tǒng)組件、新的組件等）

裁剪法運(yùn)用實(shí)例分析

以近視眼鏡為例。其組件模型如圖2所示。

圖2

在技術(shù)系統(tǒng)中，鏡腿支撐鏡框，鏡框支撐鏡片，鏡片改變超系統(tǒng)中的光線方向，然后折射到超系統(tǒng)中的眼睛從而實(shí)現(xiàn)清晰看物的目的。根據(jù)每個(gè)組件價(jià)值列出其功能級(jí)別。（如圖3所示。）

圖3

然后，選擇價(jià)值最低的組件——鏡腿，建立理想化的功能模型（如圖4所示），提出問(wèn)題，尋找解決方案。

圖4

經(jīng)系統(tǒng)裁剪分析，鏡腿的功能是支撐鏡框，若符合以下條件，鏡腿可被裁剪：A、沒(méi)有鏡框（因此鏡框不需要支撐作用）；B、鏡框自我完成支撐作用；C、技術(shù)系統(tǒng)中其他組件完成支撐鏡框作用—鏡片；或超系統(tǒng)組件完成支撐鏡框作用—手、眼睛。很明顯，現(xiàn)實(shí)生活中這3種情況都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。

繼續(xù)進(jìn)行系統(tǒng)裁剪分析，價(jià)值最低的組件是鏡框，建立理想化的功能模型（如圖5所示），提出問(wèn)題，尋找解決方案。

圖5

鏡框的功能是支撐鏡片，若符合以下條件，鏡框可被裁剪：A、沒(méi)有鏡片（因此鏡片不需要支撐作用；B、自我完成支撐作用；C、技術(shù)系統(tǒng)中其他組件完成支撐鏡片作用，或超系統(tǒng)組件完成支撐鏡片作用。通過(guò)分析，我們得出解決方案是隱形眼鏡。

第三次進(jìn)行系統(tǒng)裁剪分析，價(jià)值最低的組件是鏡片，建立理想化的功能模型（如圖6所示），提出問(wèn)題，尋找解決方案。

圖6

鏡片的功能是改變光線的方向，使其進(jìn)入眼睛。若符合以下條件，鏡片可被裁剪：A、沒(méi)有鏡片，因此鏡片不需要改變光線方向的作用；B、鏡片自我完成改變光線方向的作用；C、技術(shù)系統(tǒng)中其他組件完成改變光線方向的作用，或超系統(tǒng)組件完成改變光線方向的作用。通過(guò)分析，我們得出解決方案是做激光治療近視眼鏡手術(shù)。

在TRIZ理論中，系統(tǒng)裁剪法是一種較基礎(chǔ)而實(shí)際運(yùn)用中又極其普遍的一種方法，我們可以通過(guò)對(duì)系統(tǒng)實(shí)施裁剪，讓產(chǎn)品功能更好地體現(xiàn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)更簡(jiǎn)潔和完美，讓生產(chǎn)商更靠近產(chǎn)品成本和功能共得的夢(mèng)想。等待100年獲得頓悟，還是利用這些原理15分鐘解決問(wèn)題？相信答案不言而喻。